CN1009186B - 交流电梯的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及交流电梯的控制装置。该控制装置具有以电压、频率均可变的交流电驱动与轿箱连接的感应电动机的逆变器；根据从感应电动机检测出的速度信号与具有预先设定值的速度指令信号间的偏差对上述逆变器进行控制的控制器，其特征在于：还具有异常检测装置，它在检测装置，它在检测出与上述偏差值相对应的转差频率指令大于预先设定值并且此状态的持续时间超过预先设定的时间值时，切断供给感应电动机的交流电。

Description

本发明涉及由感应电动机驱动的交流电梯的控制装置。

图4及图5为表示由特开昭59-7679号公报揭示的以往交流电梯控制装置的方框图。图4中，（1）为三相交流电源;（2）为由二极管或晶闸管构成的整流器;（3）为接在整流器直流输出端使直流输出平滑的平滑电容器;（4）为将平滑电容器（3）的直流输出变换为交流电的逆变器;（5）为由逆变器（4）的交流输出所驱动的三相感应电动机;（6）为制动轮，它通过机械机构与三相感应电动机（5）连接;（7）为制动块，它设置在制动轮（6）的圆周侧面的对面，并靠弹簧（8）的弹力对制动轮（6）施加制动力;（9）为制动线圈，它通电时产生电磁力以抵消弹簧（8）的弹力，从而将紧压在制动轮（6）上的制动块（7）从制动轮上拉开;（10）为向制动线圈（9）供给直流电的直流电源。以下将制动轮（6）至直流电源（10）的构件统称为制动器。

（11）为驱动滑轮，它通过制动轮（6）与三相感应电动机（5）连接，并由该电动机驱动而卷扬;（12）为主缆索，它卷挂在驱动滑轮（11）上，两端分别连接着电梯轿箱（13）和平衡重物（14）;（15）为测速发电机，它直接与三相感应电动机（5）连接，并产生表示电动机转速的速度信号Va;（17）为控制装置，它根据速度指令信号Vc和速度信号Va来产生引燃信号（17a）～（17f），而这些引燃信号用来对逆变器（4）的输 出电压和频率进行控制;（18）为异常检测装置，它根据速度信号Va和速度指令信号Vc可检测出控制装置（17）的异常状态。（19）为异常检测继电器，它带有常开接点（19a），正常工作时该继电器处于通电状态，异常状态时通过异常检测装置（18）的异常检测信号的作用而转为断电状态。

图5中，（21）为制动电磁接触器，它的一端通过起动指令继电器（该继电器由电梯输出的起动指令而闭合，图中未示出）的接点（22）及常开接点（19a）与电源正端相接，另一端与电源负端相接，该接触器的接点（21a）接在图4所示的制动线圈（9）和直流电源（10）之间。（23）为运转电磁接触器，和制动电磁接触器（21）一样，它的一端通过起动指令继电器接点（22）及常开接点（19a）与电源正端相接，另一端与电源负端相接，该接触器的常开接点（23a）接在三相交流电源（1）与整流器（2）之间。

图6为控制装置（17）的方框图。图6中，（17g）为加法器，用来求取速度指令信号Vc与速度信号Va之间的偏差（信号）。（17h）为速度控制装置，它校正由加法器（17g）得出的偏差信号，并输出等效于转矩指令的转差频率指令（17i）。（17j）为电压指令发生器，它输入转差频率指令（17i）及速度信号Va，并产生交流电压指令。（17k）为脉冲宽度调制器，它根据来自电压指令发生器（17j）的交流电压指令，产生控制用的引燃信号（17a）～（17f），并将这些引燃信号送入逆变器（4），从而控制逆变器的输出电压和频率。

下面就工作原理进行说明。轿箱（13）处于停止状态时，制动 块（7）由于弹簧（8）的弹力作用按压在制动轮（6）上。另一方面，当速度指令信号Vc与速度信号Va间的偏差未超过预先设定值时，即未发生异常时，异常检测装置（18）使异常检测继电器（19）保持在通电状态，从而使常开接点（19a）闭合。此外，当发出轿箱（13）的起动指令时，由于起动指令继电器接点（22）闭合，运转电磁接触器（23）通电，使其常开接点（23a）闭合。因而，三相交流电通过常开接点（23a）向整流器（2）供电，整流器（2）开始输出直流电。与此相对应，逆变器（4）向三相感应电动机（5）供给与其运转方向相适应的电压和频率均可变的三相交流电。

由于轿箱（13）的起动指令的作用，起动指令继电器接点（22）闭合，制动电磁接触器（21）通电，其接点（21a）闭合。因而，由于制动线圈（9）由直流电源（10）通电，制动块（7）脱离制动轮（6），制动器被释放，于是三相感应电动机（5）按照逆变器（4）所供给的三相交流电开始转动，并使轿箱（13）运行。

三相感应电动机（5）的转速由测速发电机（15）检测出而成为速度信号Va，控制装置（17）根据这个速度信号Va及速度指令信号Vc来控制引燃信号（17a）～（17f），从而可控制由逆变器（4）供给三相感应电动机（5）的三相交流电的电压及频率。也就是说，控制装置（17）控制着三相感应电动机（5）的转速，从而控制着轿箱（13）的运行速度，使其对应于速度指令信号Vc。当轿箱（13）的运行接近于应该停止的楼层时，该控制装置（17）开始减速控制并使轿箱停止在该层位置上。在此状态下，起 动指令继电器接点（22）释放，运转电磁接触器（23）断电，因而常开接点（23a）释放。同时，制动电磁接触器（21）也断电其接点（21a）释放，制动线圈（9）断电，结果，制动块（7）按压在制动轮（6）上，轿箱（13）停止运行。

如果由于某种异常，在发生轿箱（13）的起动指令后，速度指令信号Vc与速度信号Va间的偏差大于预先设定的值时，异常检测装置（18）便输出异常检测信号以使异常检测继电器（19）断电并使其常开接点（19a）释放。因此，逆变器（4）停止向三相感应电动机（5）供给三相交流电，并且由于制动线圈（9）按照与上述说明相反的顺序断电，所以制动块（7）对制动轮（6）进行摩擦而使之制动，并使轿箱（13）停止运行。

由于以往的交流电梯控制装置具有如上所述的构造，所以在轿箱起动或运行时，假定由于制动线圈的接点接触不良或制动线圈断线等原因，制动块一直按压在制动轮上，此时若轿箱在接近额定负载的负荷下向下降方向运行或者在无负载状态下向上升方向运行，则速度指令信号与速度信号的偏差将小于预先设定的异常检测门限值，于是异常检测装置便不会作出响应，对于电梯来说，这是造成危险状态的问题。即是说，在这种情况下，由于在制动块工作的状态下运行，将使装在制动块上的刹车垫加热磨损，结果使制动块的制动功能下降。

在上述运行方式中，异常检测装置不能作出响应的原因如下所述。也就是说，在以上述运行方式运行时，如果制动器处于释放状态，那么感应电动机加速所需的转矩是很小的，因此，即使在制动块按压的状态下，感应电动机也能产生进行上述运行所需的转矩，从而速度指令信号与速度信号的偏差就不会大到使异常检测装置工作的程 度。

本发明的目的在于消除上述的问题，从而可获得能提高电梯安全性的交流电梯控制装置。

本发明的交流电梯控制装置具备能根据感应电动机的速度信号与具有预先设定值的速度指令信号的偏差对上述逆变器进行控制的控制装置，而感应电动机是由该逆变器供给的频率和电压均可变的三相交流电所驱动的。当异常检测装置检测出对应于上述偏差值的转差频率指令信号大于预先设定值并且其持续时间超过预先设定值时，便切断向上述感应电动机供给交流电，从而使轿箱安全停止。

以下，就附图说明本发明的一实施例。图1中，（18a）为异常检测装置，其构成如图2所示。图2中，（24）是由转差频率指令（17i）控制的接点（控制线在图中未示出），当速度控制装置（17h）的转差频率指令（17i）超过预先设定值时，该接点便闭合，此处的转差频率指令等效于电动机（5）的转矩指令。（25）是与接点（24）串连的限时继电器，当接点（24）闭合时间超过T秒时，该继电器通电而使异常检测继电器（19）断电。此处时间T是根据轿箱（13）起动后达到一定速度所需的额定时间来设定的。

在制动线圈未通电，制动块（7）仍压在制动轮上的情况下，轿箱（13）为达到一定速度所需的转矩与制动器（制动轮（6）至直流电源（10））正常工作时电梯在容许过负荷载重下达到一定速度所需的转矩相比，通常还要大。因此，为了检测出制动器打滑所需的转矩，也就是使接点（24）闭合的转差频率指令（17i）的设定值应大于过负载下沿上升方向以一定速度运行时的转差频率指令 （17i）的值。此外，在已说明的图1及图5中，与图4相同的符号表示相同或相当部分，其说明可参照上述说明。

以上是本发明的交流电梯控制装置的构成，以下说明其工作原理。

接点（24）在轿箱（13）加速过程中即使由于控制装置的作用而通电，但是由于加速终了速度达到定值时，转差频率指令（17i）已小于设定值，因此接点（24）仍将断电。从而限时继电器（25）不会通电。但是，如果由于某种原因，轿箱在制动块（7）未脱开的状态下起动时，转差频率指令（17i）将大于预先设定值，并且此状态在轿箱（13）从加速开始达到一定速度为止的时间T以后仍将一直持续着，因此限时继电器（25）通电。从而该限时继电器（25）使异常检测继电器（19）断电。此后如前所述，由于常开接点（19a）、起动指令继电器接点（22）及运转电磁接触器（23）的作用使常开接点（23a）释放，从而切断来自三相交流电源（1）的三相交流电。

图3是表示异常检测装置（18a）的工作原理的波形图。图中a表示速度指令信号Vc，b表示在过负载上升状态下制动器正常工作时的速度信号Va，C表示b状态下的转差频率指令（17i），d表示在无负载上升状态下从起动时制动器未通电情况下的速度信号Va，e表示d情况下的转差频率指令（17i），f是接点（24）通电时的预先设定值，如图中所示，选取该值为轿箱（13）达一定速度时的C及e的中间值。

此外，在上述实施例中说明了在电梯起动至停止的全过程中转差频率指令（17i）与设定值的比较情况，但是，仅在速度指令信号 Vc达到一定值时进行比较也是可以的。在这种情况下，为了适应噪声环境，应使限时继电器（25）的延时时间T小于上述实施例，也可以设为零，都能取得与上述实施例同样的效果。

此外，上述实施例说明了当转差频率指令（17i）超过设定值时使接点（24）断电的情况，不过，在速度控制装置（17h）不含有将速度指令信号Vc与速度信号Va的偏差加以积分的积分作用时，也可以将上述偏差信号进行放大，当该放大信号超过设定值时使接点（24）断电，可取得与上述实施例同样的效果。

如上所述，按照本发明，当对应于驱动轿箱的感应电动机速度信号与预先设定的速度指令信号之间偏差的转差频率指令大于预先设定值的状态持续时间超过预先设定时间的情况被检测出来时，便切断对感应电动机的交流电供应，这样的构造能够在制动器发生异常时使电梯轿箱安全停止，而且具有防止制动器功能降低的效果。

下面对附图加以简单说明。图1及图2表示本发明实施例的交流电梯控制装置的方框图。图3为图1所示的交流电梯控制装置的工作波形图。图4、图5及图6为表示以往交流电梯控制装置的方框图。

图中，（4）为逆变器，（5）为感应电动机，（13）为轿箱，（17）为控制装置，（18a）为异常检测装置。并且各图中相同符号表示相同或相当部分。

Claims (2)

1、一种交流电梯控制装置，该控制装置装有逆变器，它以可变电压、可变频率的交流电来驱动与电梯轿箱连接的感应电动机；控制器，它根据从上述感应电动机检测出的速度信号与具有预先设定值的速度指令信号间的偏差值对上述逆变器进行控制；其特征在于：该交流电梯控制装置中还装有异常检测装置，它在检测出根据上述偏差值推算出的转差频率指令大于预先设定值并且此状态的持续时间超过预先设定的时间值时，中断向感应电动机供给交流电。

2、如权利要求1所述的交流电梯控制装置，其特征是：上述异常检测装置的预先设定时间值是根据从电梯轿箱起动至达到一定速度为止的额定时间来加以设定的。

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