CN1026401C

CN1026401C - 电梯速度控制装置

Info

Publication number: CN1026401C
Application number: CN90110176A
Authority: CN
Inventors: 棚桥徹
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-03-08
Filing date: 1990-12-24
Publication date: 1994-11-02
Anticipated expiration: 2005-12-24
Also published as: JPH03259874A; JP2503712B2; KR910016605A; CN1054571A; KR940005948B1; US5414333A

Abstract

一种电梯的速度控制装置、其特征在于在控制电动机速度的装置中，设有在接点断开期间也能对电动机的次级磁通值进行运算输出的第一运算手段，和电梯起动时把上述第一运算手段的输出与次级磁通指令值进行比较运算而算出上述励磁成分电流指令值的第二运算手段。

Description

本发明涉及用矢量控制来进行电梯的电动机速度控制的装置。

图6和图7表示了如在特开昭60-16184号公报中所揭示的已有技术的电梯速度控制装置，图6是整体结构图，图7是电压频率控制装置的运算方框图。

图6中，AC为三相交流电源，（2）是用通过电梯起动时接通交流电源AC、停止时断开交流电源AC的接点（1a）连接，并由可控硅所构成的整流器（变换器），（3）是在整流器（2）的直流侧接入的平滑电容器，（4）是被连接在平滑电容器（3）的两端，由晶体管所构成的逆变器，（5）是在逆变器（4）交流侧连接的三相感应电动机，（6）是直接连接在电动机（5）上的速度检出器，（7）是检测出电动机（5）的电流的电流检出器，（8）是用微机构成的电压频率控制装置，它包含中央处理单元CPU（8A）、直读存贮器ROM（8B）、随机存贮器RAM（8C）和接口（8D），它输入来自速度检出器（6）和电流检出器（7）的信号并输出控制信号给整流器（2）及逆变器（4）。（9）是由电动机（5）驱动的驱动绳轮，（10）是给绳轮（9）加制动力的电磁制动器，（11）是卷挂在绳轮（9）上与轿厢（12）和平衡块相连接的主绳索。

图7中，（21）为速度控制放大器，（22）除法器，（23）为系数器，（24）为微分器，（25）-（27）为系数器，（28）为加法器，（29）为磁通量矢量运算器，（30）为系数器，（31）为除法器，（32）为加法器，（33）为矢量振荡器，（34）为矢量乘法器，（35）为矢量三相变换器，（36）为运算放大器。

已有的电梯速度控制装置其构成如上所述，当电梯起动时的接点（1a）接通时，则交流电流AC接入整流器（也称变换器）（2）。在这里，交流变换为直流，由平滑电容器（3）进行平滑，然后供给逆变器（4）。逆变器（4）把所输入的直流变换为可变电压、可变频率的交流后供给电动机（5），电动机（5）通过驱动绳轮（9）使轿厢（12）升降。

然后，将来自速度检出器（6）的速度ωr，速度指令值ωr^＊及次级磁通指令值φ^＊ ₂送入电压频率控制装置（8）中，这里的速度ωr和速度指令值ωr^＊加于速度控制放大器（21），该放大后的差值作为转矩指令值Tm^＊输出。该转矩指令值Tm^＊通过除法器（22）除以次级磁通指令值φ^＊ ₂求出次级q轴电流指令值-i₂q^＊。该次级q轴电流指令值-i₂q^＊由系数器（23）乘以L₂/M，求出转矩部分电流指令值i₁q^＊。这里，L₂是次级（转子）线圈自身电感量，M是初级（定子）线圈和次级线圈间的互感量。

又，次级磁通指令值φ^＊ ₂由微分器（24）微分后，用系数器（25）乘以1/R₂，再用系数器（26）乘以L₂/M，作为形成正比于时间变化率的次级磁通的电流输入加法器（28）。这儿的R₂为次级线圈的电阻。另一方面，次级磁通指令值φ^＊ ₂由系数器（27）乘以1/M，作为得到次级磁通的励磁电流输入加法器（28）。加法器（28）通过求出这两者的和，而输出磁通部分电流指令值i₁d^＊。磁通部分矢量运算器（29）由转矩部分电流指令值i₁q^＊和磁通部分电流指令值i₁d^＊算出初级电流指令值的有效值i^＊ ₂（θ^＊ ₀）。

另一方面，次级q轴电流指令-i₂q^＊，由系数器（30）乘R₂，然后，由除法器（31）除以次级磁通指令值φ^＊ ₂，作为滑差率频率指令值ωs^＊输入加法器（32）。加法器（32）将滑差率频率指令ωs^＊与速度ωr相加，并将次级磁通的速度指令值ωo^＊输入矢量振荡器（33）。矢量振荡器通过对该输入进行积分算出初级电流指令值的相位

。这样求得的初级电流指令值的有效值i^＊ ₁（θ^＊ ₀）和相位

，由矢量乘法器（34）相乘，变换为初级电流指令值i^＊ ₁、输入矢量三相变换器（35）。这里，根据初始电流指令值i^＊ ₁产生三相初级电流指令值iu^＊-iw^＊，并输入运算放大器（36）。在运算放大器中，通过把初级电流指令值iu^＊-iw^＊与来自电流检出器（7）的初级电流值进行比较，而将脉冲宽度调制（以下称PWM）信号送入逆变器（4）中。逆变器（4），按照该PWM信号动作，产生可变电压、可变频率的近似正弦波的三相交流电压，驱动电动机（5），这样使得该速度、即轿厢（12）的运行速度得到高精度控制。

一旦轿厢（12）停止，则接点（1a）断开，变换器（2）切离交流电源AC。而当再起动时接点（1a）闭合时，形成上述的磁通部分电流，使次级磁通迅速上升。

在如上所述已有电磁的速度控制装置中，是构成每当电梯停止时，接点（1a）断开，再起动时电动机（5）的次级磁通升起，可是电动机（5）的次级磁通，即使切断磁通部分的电流也不会立即消灭，而是以次级时常数衰减。因此，在紧接着接点（1a）断开后，电梯起动时，次级磁通还未完全衰减，一旦磁通成分电流形成，则次级磁通变成过励磁，产生所谓起动冲击的问题。

本发明是为了解决上述问题提出的，本发明的目的在于提供一种这样的电梯速度控制装置，即该装置在电源切断用接点断开后，电梯马上起动的情况下也都能防止发生起动冲击。

本发明所涉及的电梯速度控制装置，是一种这样的装置，它通过电梯起动时闭合的接点把电力变换装置接入交流电源，通过该电力变换装置把可变电压、可变频率的交流供给感应电动机，在把上述电动机的电流分成励磁成分电流和转矩成分电流而分别与励磁成分电流指令值及转矩成分电流指令值作比较从而控制上述电动机的速度的装置中，其特征在于：设有在上述接点断开期间也能对上述的电动机的次级磁通值进行运算输出的第一运算手段和电梯起动时把上述第一运算手段的输出与次级磁通指令值进行比较运算而算出上述励磁成分电流指令值的第二运算手段。

本发明中，由于构成在起动时闭合的接点处于断开期间，也对电动机的次级磁通进行运算，起动时把该运算作为初始值来计算励磁成分电流指令值，故使得起动时的次级磁通的增大得到抑制。

图1-图5是本发明一实施例的示图，图1是电压频率控制装置的运算框图，图2是整体结构图，图3是电压频率控制装置的结构图，图4同样是运算的流程图，图5是励磁成分电流指令值曲线图，与已有技术相同部分用同一符号表示。

图1-图3中，（1b）是与接点（1a）连动的接点，（41）是用微机构成的电压频率控制装置，它包含CPU（41A）、ROM（41B）、RAM（41C）、接口（41D）-（41F）、A/D变换器（41G）和PWM器（41H），接口（41D）-（41F）中分别输入有速度指令值ωr^＊、接点（1b）的输入、和速度ωr，而A/D变换器（41G）中输入来自电流检出器（7）的初级电流值i₁。又，PWM器（41H）的输出（41a）输送到逆变器（4）。（42）是把初级电流值i₁变换为与次级磁通同一转速的旋转座标系的三相/二相变换器，（43）为构成第一运算手段的次级磁通运算器，（44）为加器，（45）为构成第二运算手段的PI运算器，（46）是加法器，（47）为系数器，（48）除法器，（49）加法器，（50）为积分器，（51）是PI运算器，（52）、（53）均为系数器，（54）、（55）为加法器，（56）是PI运算器，（57）为加法器，（58）为PI运算器，（59）为加法器，（60）是把从旋转座标系变换为三相的固定座标系的三相电压指令值V₁输送给PWM器（41H）的二相/三相变换器。

然后，说明电压频率控制装置（41）的动作。这里，通过把电动机（5）的初级电流分成励磁成分电流和转矩成分电流而进行控制的矢量控制。

作为电流检出器（7）的输出的初级电流值i₁经三相/二相变换器（42）变换，检出励磁成分电流id和转矩成分电流iq。次级磁通φ₂与励磁成分电流id有关系式：

φ₂＝ (M·id)/(1+(L₂/R₂)S) （但是，S为拉普拉斯算符）

这里用次级磁通运算器（43）进行运算。加法器（44）输出次级磁通指令值φ^＊ ₂与次级磁通φ₂的差值，由PI运算器（45）产生励磁成分电流指令值id^＊。加法器（46）输出励磁成分电流指令值id^＊与励磁成分电流id的差值。由PI运算器（51）运算的值与用系数器（53）、转矩成分电流iq乘以常数K₂产生的转矩成分电流所形成的干涉电压，在加法器（54）中相加，算出励磁成分电流与同相输出电压成分指令值Vd^＊。

一方面，加法器（55）输出速度指令值ωr^＊与速度ωr的差值，由PI运算器（56）算出转矩成分电流指令值iq^＊。经加法器（57）求出转矩成分电流指令值iq^＊与转矩电流iq的差值。然后，由PI运算器（58）进行PI运算产生的值与由励磁成分电流id通过系数器（52）乘以常数K₂产生的充励磁成分电流所形成的干涉电压，在加法器（59）中相加，算出转矩成分电流iq与同相的输出电压成分指令值Vq^＊。

又，转矩成分电流iq用系数器（47）乘以R₂，经除法器（48）除以次级磁通φ₂，从而算出滑差率频率指令值ωs^＊。加法器（49）将滑差率频率指令值ωs^＊与速度ωr相加求出输出频率，该值用积分器（50）进行积分运算，求出输出相位θ。二相/三相变换器（60）输入：输出相位θ;励磁成分电流id;同相的输出电压指令值Vd^＊;转矩成分电流iq和同相输出电压成分指令值Vq^＊。该变换器（60）还进行从旋转座标系到三相的固定座标系的座标变换，并算出三相电压指令值V₁将其加给PWM器（41H）。

该电压频率运算装置（41）的运算时期示于图4。

即，在步骤（71）中判断接点（1b）是否处于闭合，如果闭合，则在步骤（72）中对图1的三相电压指令值V₁进行运算，并输出到PWM器（41H）。如果判断接点（1b）为断开，则在步骤（73）中，通过运算器（43）算出次级磁通φ₂，接着在接点闭合时，则把该运算结果作为次级磁通φ^＝ ₂的初始值而输出用于励磁成分电流指令值id^＊的运算。

图5表示了接点（1b）的断开时间与励磁成分电流指令值id^＊的关系。图5（a）为断开时间长的情形，而图5（b）为断开时间短的情形。

接点（1b）断开期间进行次级磁通φ₂的运算，而当接点（1b）接着闭合时，这时点的次级磁通的大小、当接点（1b）断开时间长时则大，而当接点（1b）断开时间短时则小。将这次级磁通φ₂的大小设为初始值，并由次级磁通运算器（43）、加法器（44）及PI运算器（45）构成的磁通控制环路进行工作，因为产生了励磁成分电流指令值id^＊，所以能防止发生起动冲击。

如以上所说在本发明中，因为，起动时闭合的接点在断开期间，也能对电动机的次级磁通进行运算，把起动时的该运算值作为起始值，对励磁电流成分指令值进行了计算，所以抑制了起动时次级磁通的增大，能取得防止起动冲击的效果。

图1-图5表示本发明电梯速度控制装置的一实施例的图，图1是电压频率控制装置的运算框图，图2为整体结构图，图3是电压频率控制装置的结构图，图4是同一运算的流程图，图5是励磁成分电流指令值曲线图，图6和图7是表示已有技术的电梯的速度控制装置的示图，图6是整体构成图，图7是电压频率控制装置的运算框图。

图中，AC为三相交流电源，（1a）、（1b）为接点，（2）为电力变换装置，（4）为电力逆变装置，（5）是三相感应电动机，（41）电压频率运算装置，（43）为第一运算手段（次级磁通运算器），（45）是第二运算手段（PI运算器），id^＊是励磁成分电流指令值，iq^＊是转矩成分电流指令值，id是励磁成分电流，iq^＊是转矩成分电流，φ^＊ ₂为次级磁通指令值，φ₂是次级磁通。

又，图中同一符号表示相同或相当部分。

Claims

1、一种电梯的速度控制装置，它通过电梯起动时闭合的接点把电力变换装置接入交流电源，通过该电力变换装置把可变电压、可变频率的交流供给感应电动机，在把上述电动机的电流分成励磁成分电流和转矩成分电流而分别与励磁成分电流指令值及转矩成分电流指令值作比较从而控制上述电动机的速度的装置中，其特征在于：设有在上述接点断开期间也能对上述电动机的次级磁通值进行运算输出的第一运算手段，和电梯起动时把上述第一运算手段的输出与次级磁通指令值进行比较运算而算出上述励磁成分电流指令值的第二运算手段。