CN1073651A - 电梯控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种补偿推力变动及推力波动的电 梯控制装置。该控制装置设置检测升降体行走加速 度的加速度传感器；同时，控制回路包含：根据速度偏 差产生对升降体的加速度指令的速度控制器；根据加 速度指令和行走加速度的加速度偏差产生对升降体 的修正推力指令的加速度控制器；根据修正推力指令 产生对逆变器的电力指令的电力指令发生装置。通 过截止频率高的控制***直接反馈控制行走加速度， 产生控制响应性能好的逆变器电力指令。

Description

本发明涉及一种把线性感应电机用于轿厢的升降驱动的电梯控制装置，尤其涉及一种补偿推力变动及推力波动从而改善乘客的乘坐舒适感的电梯控制装置。

以往，由设置在平衡重物或轿厢中的初级线圈（电枢），与初级线圈对向配置、设置在升降通路上的次级导体（导体板）构成线性感应电机，使用这种线性感应电机的行走推力，升降驱动轿厢的电梯控制装置是已经熟知的。

通常，在这种装置中，输往线性感应电机的交流电力是由可变电压、可变频率的逆变器（以下，简单地称为逆变器）供给的。又，逆变器的控制回路反馈行走速度并与速度指令比较，根据这个速度偏差，控制由逆变器输往线性感应电机的供给电力。

图5是概略表示例如在特开平1-271381号公报中记载的现有的电梯控制装置的侧面图。图6是表示图5内的平衡重物及线性感应电机周边的水平断面图。

图中，1是轿厢，2是抵消轿厢1重量的平衡重物，3是在其两端支持轿厢1和平衡重物2的绳缆，这些配置在升降通路内，构成与轿厢一体地行走的升降体。4是设置在升降通路的上部、悬挂绳缆3的滑轮，5是沿升降通路设置的L形的导轨，6是通过一对导轨5被夹住的、由铝构成的导体板，6a是导体板彼此的接缝，7是支持导轨5及导体板6的支架，8是通过支架7，使导轨5及导体板6被设置的升降通路竖坑的壁。

导体板6构成线性电机的次级导体，沿升降体的行走方向即升降通路设置在平衡重物2的两侧。

又，由于导体板的长度是有限的，通过接缝6a，多个单元相接，仅将与轿厢1的升降行程相当的长度设置在壁8上。又，为了防止夏天高温时等，铝制的导体板6膨胀而引起曲折，接缝6a设置若干间隙。

9是线性感应电机的初级线圈即电枢，在平衡重物2两侧各设置一对，与导体板6相对，从两侧夹住导体板，通电时，产生的磁通交链导体板6。

10是检测升降体即电枢9的行走速度V的速度传感器，例如由与导体板6连接并旋转的圆板及与该圆板上连动的编码器等构成。

图5中，11是连接到电枢9及速度传感器10、悬垂在升降通路内的移动电缆，12是包含逆变器的控制装置，该逆变器经移动电缆11输入行走速度V、同时把交流电力提供给电枢9（后述）。

图7是具体表示图5内的控制装置12的构成图。20是三相交流电源;21是由把来自电源20的交流电压变换成直流的二极管桥组成的变换器;22是平滑由变换器21输出的直流电压的电容器;23是由晶体管桥路组成的逆变器，该晶体管桥路把通过电容器平滑的直流电压变换成可变电压、可变频率的交流电;24是检测由逆变器23提供给线性感应电机的电枢9的电流Im的变流器;25是与电容器22并联、消耗来自电枢9的再生电力的电阻;26是电力再生时导通，使电力消耗在电阻22的晶体管开关。27是产生对逆变器23的三相电流指令Is，使来自速度传感器10的行走速度V与来自速度指令发生器（未图示）的速度指令Vs一致的控制回路;28是产生PWM信号P的PWM回路，该信号用于使逆变器23内的晶体管导通或截止，从而使电枢电流Im和电流指令Is相一致。

图8是具体表示图7内的控制回路27的方框图。31是从速度指令Vs中减去行走速度V，产生速度偏差△V的减法器，32是对速度偏差△V作增益补偿和相位补偿，产生推力指令Fs的速度控制器;33是根据推力指令Fs及行走速度V，产生对电枢9的电流指令Is的电流指令发生器。

作为用于控制逆变器23的输出电力的电力指令发生器的功能，电流指令发生器33以电压指令代替电流指令Is也可以。

下面，参照图5至图8，对现有的电梯控制装置的动作作说明。

如果由速度指令发生器产生速度指令Vs，控制回路27内的速度控制器32，根据速度偏差△V，产生推力指令Fs，电流指令发生器33，根据推力指令Fs及行走速度V，产生电流指令Is。

此时，采用速度控制器32的速度控制***的截止频率，如果从电梯控制的响应性能来看，则越高越好，但实际上，为了避免与含有绳缆3的电梯机械***共振，设定为约几个rad（弧度）/秒。

这是因为，一般，电梯机械***的共振频率是约10rad/秒（几个Hz），有必要除去几个rad/秒以上的频率成分。

根据这样得到的电流指令Is，PWM回路28产生PWM信号P，驱动控制逆变器23使电枢电流Im与电流指令Is相一致。

结果，通过来自电枢9的交链磁通量，在导体板6中产生涡流，由于电枢9通过电磁感应沿导体板6行走，轿厢1经绳缆3与电枢9一起根据所期望的速度指令Vs被升降驱动。

但是，因为配置在升降通路上的导体板6上存在因接缝6a而产生的间隙，流过导体板6的涡流在上下邻接的导体板6的接缝6a中被切断而成为不连续，电枢9通过接缝6a时，产生推力变动。

又，因为电枢9行走方向的长度是有限的，引起线性感应电机运转时产生特有的推力波动，使轿厢1摇晃，损害乘电梯的舒适感。

这里，由于导体板6的接缝6a而引起的推力变动是滑差率频率的2倍，线性感应电机中特有的推力波动是电源频率即逆变器23输出频率（数HZ）的2倍。

因此，虽然推力变动的频率成为约数十rad/秒，但如前所述，因为速度控制***的截止频率是数个rad/秒，故不能补偿这些推力变动。

现有的电梯控制装置如上述，通过仅采用速度控制器32的截止频率低的速度控制***产生推力指令Fs，由根据该推力指令Fs产生的电流指令Is控制逆变器23。

因此，速度控制的响应特性较差，由接缝6a产生的推力变动及线性感应电机中特有的推力波动不能补偿，因而存在不能提高乘电梯舒适感的问题。

本发明就是为了解决上述问题，其目的在于得到一种补偿推力变动及推力波动，改进乘电梯舒适感的电梯控制装置。

涉及本发明的电梯控制装置，设置检测升降体的行走加速度的加速度传感器，同时，控制回路包含：根据速度偏差产生对升降体的加速度指令的速度控制器;根据加速度指令和行走加速度的加速度偏差，产生对升降体的修正推力指令的加速度控制器;根据修正推力指令，产生对逆变器的电力指令的电力指令发生装置。

又，涉及本发明的电梯控制装置，设置检测升降体行走推力的推力传感器;同时，控制回路包含：根据速度偏差产生推力指令的速度控制器;根据推力指令和行走推力的推力偏差，产生对升降体的修正推力指令的推力控制器;根据修正推力指令，产生对逆变器的电力指令的电力指令发生装置。

在本发明中，通过采用截止频率高的控制***，直接反馈控制检出的升降体的行走加速度或行走推力，产生控制响应性能良好的逆变器电力指令，补偿推力变动及推力波动使之减少，以提高乘电梯的舒适感。

图1是概略表示本发明的一个实施例的侧面图。

图2是表示本发明的一个实施例的控制回路的框图。

图3是概略表示本发明的其它实施例的侧面图。

图4是表示本发明的其它实施例的控制回路的框图。

图5是概略表示现有的电梯控制装置的侧面图。

图6是表示一般的电梯平衡重物周边构造的水平断面图。

图7是表示一般的电梯控制装置的构成图。

图8是表示现有的电梯控制装置的控制回路构成的框图。

下面结合附图，叙述本发明的实施例。

实施例1

以下，对照图说明本发明的一个实施例。图1是概略表示本发明的一个实施例的侧面图。1至6及9至11与前述相同。

且，平衡重物2的周边构造如图6所示的那样;又，控制装置12A内的具体构成除了控制回路27内的一部分不同外，其余与图7相同。

图1中，13是检测升降体行走加速度α的熟知的加速度传感器，设置在构成升降体的平衡重物2（或电枢9）的任意位置（在图1中是设置在上部）。

通过加速度传感器13，检出的行走加速度α，经移动电缆11与行走速度V一起输入至控制装置12A。

图2是具体表示控制装置12A内的控制回路27A的框图。32A是对速度偏差△V作坛益补偿和相位补偿，以产生对升降体的加速度指令αs的速度控制器;34是从加速度指令αs中减去行走加速度α，产生加速度偏差△α的减法器;35是对加速度偏差△α作增益补偿和相位补偿，以产生对升降体的修正推力指令Fs'的加速度控制器。

加速度控制器35的截止频率设定为约数百rad/秒，在加速度控制器35中产生的修正推力指令Fs'被输入在与逆变器相对的电力指令发生装置即电流指令发生器33中。

然后，参照图1、图2及图7，对本发明的一个实施例的动作作说明。又，因为基本的控制动作与前述相同，在这里不再说明。

升降驱动时，加速度传感器13检测升降体即平衡重物2的行走加速度α，输入控制装置12A内的控制回路27A。

控制回路27A内的速度控制器32A，与前述的速度控制器32同样的，根据速度偏差△V产生加速度指令αs。该加速度指令αs，可根据运动方程式F＝mα，通过实质性地用升降体的质量除推力指令Fs的方法得到。

加速度控制器35根据加速度指令αs和行走加速度α的加速度偏差△α，产生用于抵消加速度偏差△α的修正推力指令Fs';电流指令发生器33，根据修正推力指令Fs'及行走速度V，产生对逆变器23的电流指令Is。电流指令Is输入至PWM回路28，成为PWM信号控制逆变器23内的晶体管，由逆变器23产生交流电力，驱动电枢9。

此时，由于采用加速度控制器35的加速度控制***的截止频率，如前所述，设定为数百rad/秒，修正推力指令Fs'对数十rad/秒的推力变动能充分响应。

因而，通过行走加速度α的反馈控制，包含推力波动的种种推力变动被确实补偿而减小，故乘电梯的舒畅感得到改善。

实施例2

又，在上述实施例中，用加速度传感器13检测行走加速度α，在控制回路27A中反馈控制行走加速度α，产生电流指令Is，但通过推力传感器检测行走推力，反馈控制行走推力，产生电流指令Is也可以。

图3是概略表示本发明的另一个实施例的侧面图，表示用于反馈控制行走推力F的场合。

14是检测升降体的行走推力F的推力传感器，例如设置在电枢9的侧面。推力传感器14具体的由应变计（歪ゲ-ジ）构成，只要设置在例如能测定电枢9的平衡重物2固定处的微小形变的位置即可。

通过推力传感器14检出的行走推力F，经移动电缆11，与行走速度V一起输入控制装置12B。

图4是具体表示控制装置12B内的控制回路27B的框图。36是取来自速度控制器32的推力指令Fs与来自推力传感器14的行走推力F的差从而产生推力偏差△F的减法器;37是对推力偏差△F作增益及相位补偿以产生最终的修正推力指令Fs'的推力控制器。

推力控制器37的截止频率设定为数百rad/秒，推力指令Fs'输入至电流指令发生器33。

采用实施例2的控制回路27B的场合，由于提高推力控制器37的控制响应性能，也与实施例1同样地能确实补偿推力变动使之减低。

又，在上述各实施例中，作为由控制回路27A和27B产生的逆变器23的电力指令，虽然采用电流指令Is，但不言而喻，采用电压指令也具有同等的效果。在这种场合，PWM回路28，将反馈加至电枢的交流电压值。

根据上述发明，在设置检测升降体的行走加速度的加速度传感器的同时，控制回路包含：根据速度偏差产生对升降体的加速度指令的速度控制器;根据加速度指令和行走加速度的加速度偏差，产生对升降体的修正推力指令的加速度控制器;根据修正推力指令产生对逆变器的电力指令的电力指令发生装置，并采用截止频率高的控制***直接反馈控制行走加速度，使之能产生控制响应性能好的逆变器电力指令，故具有能得到减少和补偿推力变动及推力波动从而提高乘电梯舒适感的电梯控制装置的效果。

又，根据本发明，设置检测升降体行走推力的推力传感器，同时控制回路包含：根据速度偏差产生推力指令的速度控制器;根据推力指令和行走推力的推力偏差，产生对升降体的修正推力指令的推力控制器;根据修正推力指令，产生对逆变器的电力指令的电力指令发生装置;并通过截止频率高的控制***，直接反馈控制行走推力，使之产生控制响应性能好的逆变器电力指令，因而具有能得到补偿推力变动和推力波动从而提高乘电梯舒适感的电梯控制装置的效果。

Claims (2)

1、一种电梯控制装置，包括：沿含有轿厢升降体的行走方向设置的线性感应电机的导体板；与所述导体板相对、设置在所述升降体上的上述线性感应电机的电枢；把交流电力提供至上述电枢的逆变器；检测所述升降体行走速度的速度传感器；根据对上述升降体的速度指令和上述行走速度的速度偏差，控制上述逆变器的控制回路；通过线性感应电机的电枢驱动上述升降体；其特征在于，该电梯控制装置设置检测上述升降体的行走加速度的加速度传感器；上述控制回路包括：根据上述速度偏差，产生对所述升降体的加速度指令的速度控制器；根据所述加速度指令和所述行走加速度的加速度偏差，产生对上述升降体的修正推力指令的加速度控制器；根据所述修正推力指令产生对所述逆变器的电力指令的电力指令发生装置。

2、一种电梯控制装置包括：沿含有轿厢的升降体的行走方向设置的线性感应电机的导体板;与所述导体板相对、设置在所述升降体上的所述线性感应电机的电枢;提供交流电力至所述电枢的逆变器;检测所述升降体行走速度的速度传感器;根据对上述升降体的速度指令和所述行走速度的速度偏差，控制上述逆变器的控制回路;通过所述线性感应电机的电枢驱动上述升降体;其特征在于：该电梯控制装置设置检测上述升降体的行走推力的推力传感器;所述控制回路包括：根据所述速度偏差产生推力指令的速度控制器;根据所述推力指令和所述行走推力的推力偏差，产生对上述升降体的修正推力指令的推力控制器;根据所述修正推力指令，产生对上述逆变器的电力指令的电力指令发生装置。

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