CN1302975C - 电梯控制装置 - Google Patents

Abstract

一种电梯控制装置，驱动具有通过绳索连接在客舱上的平衡锤的卷扬机的电梯中，具备：计测所述客舱的舱负载的舱负载检测部件；设定下次停止层的下次停止层设定部件；和根据由所述舱负载检测部件获得的舱负载和由所述下次停止层设定部件设定的下次停止层，来对所述客舱到达下次停止层的、缩短运行时间的舱速度模式进行运算的舱速度模式生成部件。能按照负载和移动距离来变更最高速度或加速度，缩短运转时间。

Description

电梯控制装置

技术领域

本发明涉及一种按照负载变更提供给升降机等的电动机的速度模式等，来调整加速度和最高速度的电梯控制装置。

背景技术

下面，参照图15，就以往的有关电梯控制装置的技术加以说明。图15是表示以往的电梯控制装置的输出频率(速度：以下频率与速度表示相同的意思)和转矩的关系的图。在图15中，f0表示基本频率(额定速度)，Tmax表示最大输出转矩值，Tx表示第一负载下需要的转矩值，Ty表示第二负载(＜第一负载)下需要的转矩值，fx表示第一负载下能输出的最大输出频率，fy表示第二负载下能输出的最大输出频率。

在基本频率f0以上的频带中，因为在比频率fx高的频带获得的转矩比第一负载所需要的转矩Tx小，所以对于第一负载(需要的转矩Tx)的最大输出频率变为频率fx以下。另外，因为在比频率fy高的频带获得的转矩比第二负载所需要的转矩Ty小，所以对于第二负载(需要的转矩Ty)变为频率fy以下。

如上所述，为了对大小各种负载获得足够的转矩，把运转频率设定为能获得对最大负载的转矩的输出频率以下的频率，使电动机转动。

在上述的控制装置中，当负载小时，能把最大输出频率设定为很高，但是当负载大时，存在如果不把最大输出频率设定为很低，就无法获得充分的转矩，在电梯中无法上升的问题，所以有必要把最大输出频率设定为负载最大时能获得足够的转矩的频率，进行运转。

即在图15所示的例子中，把最大输出频率设定为fx，当负载小时，最大输出频率也是fx。因此，当负载小时，最大输出频率低，所以存在着由于加速耗费时间且无法缩短运转时间而导致效率差这一问题。

针对该问题点，在特开平3-56308号公报中，对额定频率以上的频率，通过电压、电流而求出功率值，并与额定频率下的电力值进行比较，向可变速装置输出速度设定值。

另外，在特开平8-107699公报的控制装置中，在具有把直流电力变换为可变频率、变换为可变电压的交流电力的变换部的可变速装置中，包括：检测变换部的输入一侧的直流母线电压的电压检测电路；检测变换部的输出一侧的各相电流的电流检测电路；使用检测的直流母线电压和检测的各相电流，自动判别连接在变换部上的负载的大小，并决定最大输出频率来进行输出的控制电路。

在以往的控制装置中，存在着为了缩短运转时间，按照负载来变更最高速度的控制装置。但是，只提高了最高速度，运转时间却并不一定缩短，如果移动距离短，则与提高最高速度相比，提高加速度能使时运转时间更短。因此，存在着只按照负载来变更最高速度，由于移动距离而使运转时间增加这一问题。

发明内容

鉴于以上所述问题的存在，本发明的目的在于：提供一种能按照负载和移动距离来变更最高速度或加速度，能缩短运转时间的电梯控制装置。

为了实现上述目的，本发明的电梯控制装置，在驱动具有通过绳索连接在客舱上的平衡锤的卷扬机的电梯中，具备：

计测所述客舱的舱负载的舱负载检测部件；

设定下次停止层的下次停止层设定部件；和

根据由所述舱负载检测部件获得的舱负载和由所述下次停止层设定部件设定的下次停止层，来对所述客舱到达下次停止层的、缩短运行时间的舱速度模式进行运算的舱速度模式生成部件。

更好是，运行时间的缩短使运行时间最小化。

更好是，所述舱速度模式生成部件在对舱速度模式进行运算时，决定舱最高速度、舱加速度、舱加速度的变化率的上限。

更好是，所述下次停止层设定部件，把用于对所述舱速度模式进行运算的下次停止层作为根据电梯的起动次数和从舱出发层到下次停止的决定停止层的移动距离的统计量求出的舱的平均停止层。

更好是，所述下次停止层设定部件把所述舱的平均停止层作为各出发层的到决定停止层的移动时间期望值为最小的停止层来进行设定。

更好是，所述下次停止层设定部件根据乘客需要的每个不同时间带的决定停止层的统计量来设定所述舱的平均停止层。

更好是，所述舱速度模式生成部件比较所述下次停止层和所述舱的平均停止层来对舱速度模式进行运算。

更好是，所述舱速度模式生成部件比较舱能停止的可停止层和所述舱的平均停止层来对舱速度模式进行运算。

更好是，所述舱速度模式生成部件，作为舱速度模式，对舱速度、舱加速度、或舱加速度的变化率中的至少一个进行运算。

更好是，所述的电梯控制装置设置有对应地记载着舱负载、以及下次停止层和速度模式的表。

另外，本发明的电梯控制装置，在利用由变换器供电的电动机来驱动具有通过绳索连接在客舱上的平衡锤的卷扬机的电梯中包括：把所述客舱的重量作为舱负载而计测的舱负载检测部件；设定下次停止层的下次停止层设定部件；根据由所述舱负载检测部件获得的舱负载和由所述下次停止层设定部件设定的下次停止层来生成在所述电动机的允许驱动范围内以最短的时间使所述客舱到达下次停止层的舱速度模式的舱速度模式生成部件。

另外，本发明的电梯控制装置还包括：对构成所述变换器的构成要素的温度进行计测的构成要素温度检测部件；设定所述构成要素的温度上升临界值的临界温度设定部件；根据从所述构成要素温度检测部件获得的构成要素温度和用所述临界温度设定部件设定的温度上升临界值，来计算温度上升临界允许值的温度上升临界允许值计算部件；所述舱速度模式生成部件根据所述构成要素的温度上升临界允许值、所述舱负载和所述下次停止层，在所述电动机的允许的驱动范围内，并且所述构成要素的预想的温度上升量在温度上升临界允许值以内，生成所述客舱以最短时间到达下次停止层的舱速度模式。

另外，所述速度模式生成部件在生成舱速度模式时，决定舱最高速度、舱加速度、舱加速度的变化率的上限。

另外，所述舱速度模式生成部件把与提供给所述电动机的舱速度驱动指令相关的电动机转矩波形换算成流过所述构成要素的电流值，根据由所述温度上升临界允许值的函数制约该电流值波形的条件，来生成舱速度模式。

另外，所述下次停止层设定部件把用于生成所述舱速度模式的下次停止层作为根据电梯的起动次数和从舱出发层到下次停止的决定停止层的移动距离的统计量求出的舱的平均停止层。

另外，所述下次停止层设定部件把所述舱的平均停止层作为各出发层的到决定停止层的移动时间期望值变为最小的停止层而设定。

另外，所述下次停止层设定部件根据乘客需要的每个不同时间带的决定停止层的统计量，设定所述舱的平均停止层。

另外，所述舱速度模式生成部件比较所述下次停止层和所述舱的平均停止层，生成舱速度模式。

另外，所述舱速度模式生成部件比较舱能停止的可停止层和所述舱的平均停止层，生成舱速度模式。

附图说明

下面简要说明附图。

图1是表示本发明实施例1的结构图。

图2是表示本发明实施例1的电动机的发生转矩和转速的关系的特性图。

图3是用于本发明实施例1的电梯机械***模型的导出的概略图。

图4是表示本发明实施例1的舱速度模式和电动机转矩模式的图。

图5是表示本发明实施例1的舱速度模式运算步骤的程序框图。

图6是表示在本发明实施例1的舱速度模式运算中，各参数的关系和制约条件的图。

图7是表示本发明实施例1的舱速度模式运算例的图。

图8是用于说明图7的下段图的图。

图9是表示用图7的中段的舱速度模式来进行驱动时的舱移动距离的图。

图10是表示本发明实施例2的结构图。

图11是表示本发明实施例2的舱速度模式运算步骤的程序框图。

图12是表示本发明实施例3的舱的移动层和它的发生概率的图。

图13是表示本发明实施例3的简化速度模式运算步骤的程序框图。

图14是表示本发明实施例4的速度模式运算例的图。

图15是表示以往的变速装置的输出频率和转矩的关系的图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施例。

实施例1

图1是表示本发明实施例1的结构图。在图1中，1是设定下次停止层的下次停止层设定部件，2是舱负载检测部件，3是根据由舱负载检测部件2获得的舱负载和由下次停止层设定部件1设定的下次停止层，生成在电动机5的能允许的驱动范围内，并且以最短时间，客舱7到达下次停止层的舱速度模式的舱速度模式生成部件，舱速度模式生成部件，4是变换器，6是具有通过绳索连接在客舱7上的平衡锤8的卷扬机。

通过在电梯间和舱内设置用于登记下次停止层的装置，能实现下次停止层设定部件1。另外，通过无线等通信部件，从远程也能设定。

下面，参照图2-图5，就动作加以说明。图2是表示电动机转矩和电动机转速的特性的图。图3是表示电动机5、卷扬机6、客舱7、平衡锤8的关系的图。图4的下级表示电动机转矩模式，它的上级表示此时的舱速度模式。图5是表示用于生成舱速度模式的处理步骤的程序框图。

在图2中，电动机5在包含由电动机转矩轴和曲线上包围的斜线部区域和其边界上的区域内的动作是可能的。该区域如果是凸集合就可以了，但是当不这样时，可以进行近似，使动作区域变为凸集合。转矩为正的区域表示动力运行状态，负的区域表示再生状态。用Ω表示该区域，该Ω是用限制条件表示在图6中的Ω。

在图3中，Tm表示电动机转矩，J表示卷扬机的惯性力矩，r表示卷扬机半径，m1表示平衡锤质量，m2表示舱质量，α表示舱加速度，ω表示卷扬机转速。另外，g为重力加速度。对图的结构，通过导入运动方程式，获得如下的舱加速度和电动机转矩的关系式。

$\mathrm{\α}=\frac{1}{2J/r+r(m_1+m_2)/2}\{\frac{r}{2}(m_1-m_2)g+T_m\}---\left(1\right)$

须指出的是，在图3的结构中，舱加速度和电动机转矩的关系式表示为表达式(1)，但是，如果两者的关系是用一次函数记述的结构，就并不局限于该结构。如果电动机的转速和卷扬机转速相等，舱速度是v，则从电动机的转速能按以下表达式运算舱速度。

                   v＝rω(2)

因此，图2能向电动机转矩和舱速度的关系式变换。

须指出的是，虽然电动机的转速和卷扬机转速相等，但是两者的关系式如果是用一次函数描述的变换，就不局限于所述表达式(2)。例如，当使用减速机时也能应用本发明。

在图4中，上级的速度模式对于下级的转矩模式，是由所述表达式(1)和它的积分值运算而来的。另外，在图4中，t0-t7表示时刻，Δt1-Δt7表示时间区间，v0-v7表示对时刻的舱速度，Tm0-Tm7表示对各时刻的电动机转矩。在此，Tm0＝Tm3＝Tm4＝Tm7＝T_M0，Tm1＝Tm2＝T_M1，Tm5＝Tm6＝T_M2。另外，V0＝0，t0＝0。

在图4中，区间Δt1、Δt3、Δt5、Δt7是舱加速度的变化率值一定的移动区间，区间Δt2、Δt6是加速度一定的移动，区间Δt4是速度一定的移动区间。另外，把α＝0代入所述表达式(1)，能按以下表达式(3)计算平衡转矩T_M0。

             T_M0＝-r(m₁-m₂)g/2           (3)

在图6中，Δl1-Δl7分别是区间Δt1-Δt7间的舱移动量。α1、α2分别是区间Δt2、Δt6中的舱加速度的绝对值，使用所述表达式(1)和T_M0、T_M1、T_M2，象图中那样计算。另外，β1-β4分别是区间Δt1、Δt3、Δt5、Δt7的舱加速度的变化率的绝对值，能使用上述计算的α1、α2和Δt1、Δt3、Δt5、Δt7，象图中那样进行计算。能使用上述计算的α1、α2、β1-β4和Δt1-Δt7，象图中那样计算速度v0-v7。

而且，能使用上述计算的v0-v7、α1、α2、β1-β4和Δt1-Δt7，象图中那样计算Δ11-Δ17。因此，能把时间区间Δt1-Δt7和电动机转矩T_M0、T_M1、T_M2作为参数，来记述Δl1-Δl7。如果舱的移动距离是L，则L＝Δl1+Δl2+Δl3+Δl4+Δl5+Δl6+Δl7。

下面，参照图5、图6，说明实施例1中的最短时间速度模式的运算法。在图5中，在步骤21的下次停止层的设定处理中，根据由下次停止层设定部件1设定的下次停止层，设定舱的移动距离L。

接着，在步骤22的参数读出处理中，读出平衡锤的重量m1、卷扬机6的半径r、卷扬机的惯性力矩J、重力加速度g的值。

接着，在步骤23的舱负载检测处理中，由舱负载检测部件2检测舱重量m2。

接着，在步骤24的制约条件设定处理中，设定图6的制约条件，其中决定舱最高速度的上限值、舱加速度的上限值、舱舱加速度的变化率的上限值。

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\Δt}}_1>0,{\mathrm{\Δt}}_2>0,...,{\mathrm{\Δt}}_7>0\\ v_0=v_7\\ v_3=v_4\≤\stackrel{\‾}{v}\\ {\mathrm{\α}}_1={\stackrel{\‾}{\mathrm{\α}}}_1\\ {\mathrm{\α}}_2={\stackrel{\‾}{\mathrm{\α}}}_2\\ {\mathrm{\β}}_1={\stackrel{\‾}{\mathrm{\β}}}_1\\ {\mathrm{\β}}_2={\stackrel{\‾}{\mathrm{\β}}}_2\\ {\mathrm{\β}}_3={\stackrel{\‾}{\mathrm{\β}}}_3\\ {\mathrm{\β}}_4={\stackrel{\‾}{\mathrm{\β}}}_4\\ \mathrm{\Δ}{l}_1+{\mathrm{\Δl}}_2+{\mathrm{\Δl}}_3+{\mathrm{\Δl}}_4+{\mathrm{\Δl}}_5+{\mathrm{\Δl}}_6+{\mathrm{\Δl}}_7=L\\ (v_i,T_{\mathrm{mi}})\∈\mathrm{\Ω},i=\mathrm{1,2},...,7\end{array}\right.---\left(4\right)$

即在由表达式(4)表示的制约式中，指定v-、α1-、α2-、β1-、β2-、β3-、β4-(须指出的是，在本说明书中，从式(4)可知，各符号上带的-是为了方便，表示在各符号的上部带杠)。

接着，在步骤25的最佳化问题求解处理中，根据控制条件的所述表达式(4)，求解由以下表达式(5)定义的目的函数T(运行时间)为最小化的最优化问题。本问题变为Δt1-Δt7、T_M0、T_M1、T_M2为参数的非线性计划问题，能在数值上求解。

T＝Δt₁+Δt₂+Δt₃+Δt₄+Δt₅+Δt₆+Δt₇        (5)

接着，在步骤26的速度模式生成处理中，使用步骤25的最佳化问题求解处理中求出的Δt1-Δt7、T_M0、T_M1、T_M2和图6中的v1-v6，按以下表达式(6)，生成速度模式v。

$v=\left\{\begin{array}{cc}1/2{\mathrm{\β}}_1{t}^2& t\∈\mathrm{\Δ}{t}_1\\ v_1+{\mathrm{\α}}_{1}t& t\∈\mathrm{\Δ}{t}_2\\ v_2+1/2{\mathrm{\β}}_2{t}^2& t\∈\mathrm{\Δ}{t}_3\\ v_3& t\∈\mathrm{\Δ}{t}_4\\ v_4-1/2{\mathrm{\β}}_3{t}^2& t\∈\mathrm{\Δ}{t}_5\\ v_5-{\mathrm{\α}}_{2}t& t\∈\mathrm{\Δ}{t}_6\\ v_6-1/2{\mathrm{\β}}_4{t}^2& t\∈\mathrm{\Δ}{t}_7\end{array}\right.---\left(6\right)$

但是，t1＝Δ，t2＝t1+Δt2，t3＝t2+Δt3，t4＝t3+Δt4，t5＝t4+Δt5，t6＝t5+Δt6，t7＝t6+Δt7。

根据以上的步骤，按照负载，生成制约条件内最早到达的舱速度模式。

有关舱速度的制约具有能调节电梯的最高速度的效果，舱速度能收敛在所需范围内，所以能防止速度过度上升。而通过把v-指定为比由电动机的最大转速通过所述表达式(2)导出的舱速度还大，就在舱最高速度中没有制约，在电动机特性的范围内，能生成最快到达的舱速度模式。

有关舱加速度的制约，把上限值设定得小能改善电梯的乘坐感觉。另外，因为抑制电动机的发生转矩，所以能避免电动机、变换器的过度运转，能实现节能。还具有减少电动机、变换器的发热的效果。有关舱加速度的变化率的制约通过减小上限值，能改善电梯的乘坐感觉，当用图4的速度模式运行时，获得延缓最高速度的效果。另外，当乘客未乘坐时，通过增大舱加速度制约和舱加速度变化率制约的上限值，能提高舱的运行效率。另外，当移动距离短时，有时把舱加速度、舱加速度的变化率的上限值设定得大比把舱最高速度的上限值设定得大会更早到达。

转矩制约条件具有使图4的速度模式和转矩模式收敛于电动机的动作范围内的效果。如果组合直线近似Ω的边界部，则转矩制约条件成为连立不等式，容易求解。

通过选择图4的转矩模式，只附加Tm1-Tm7作为转矩制约条件，能使全时间区间中的转矩模式收敛在电动机的动作范围内。据此，能减少计算量。

须指出的是，在图4中，把时间区间分割为Δt1-Δt7，按图4的下方那样设定了转矩模式，但是，如果选择从开始加速到达到最高速度的转矩模式在各时间区间变为凸函数，并且从开始减速到减速停止的转矩模式各时间区间变为凹函数的转矩模式，则与上述同样，能只用时间区间的端点的转矩制约评价转矩制约条件。

当改变时间区间的分割数时，如果是上述的速度模式，则如果满足时间区间端点的转矩制约，则全区间的转矩模式收敛在电动机的动作范围内。此时，从转矩模式变换为舱加速度模式后，能通过对它积分，求出舱速度。舱加速度变化率制约如果使用限制在各时间区间中的各最大值的方法，就能与所述同样，作为最佳化问题而定式化。此时，通过使转矩模式平滑，或增加时间区间数，能生成更平滑的速度模式，改善乘坐感觉。

须指出的是，在最佳化问题的定式化和求解时，使未知变量为转矩和时间区间，但是，如果是唯一决定速度模式的变量的组合，则即使选择其他组合，也具有与所述同样的效果。例如，选择加速度和时间区间作为未知变量，也能作为最佳化问题而定式化。此时，制约条件式成为与所述等价。另外，目的函数不变化。

另外，在舱下降时，有关最短时间到达的最佳化问题的定式化也能应用与所述同样的考虑方法。

对于多个舱负载和制约条件，预先计算通过步骤25的最佳化问题求解处理、步骤26的速度模式生成处理计算的速度模式、或与它相当的数据，在速度模式生成部件3内设置的存储器中表格化并保存，通过读出、使用，能实现与所述同样的效果。此时，不需要基于步骤25的最佳化问题求解处理的运算，所以能用更廉价的运算装置实现。

在图7中表示了一个例子，说明根据所述的步骤而决定的速度模式。

在图7中，上级、中级、下级分别是电动机转矩模式、舱速度模式、把图2通过所述表达式(2)变换为电动机转矩和舱速度的图(转矩的制约线)。中级的由上级的电动机转矩模式获得。另外，图7下级的转矩特性图内的六边形所示的曲线表示对上级的转矩模式和中级的舱速度模式的电动机驱动轨迹。它们表示3模式，但是分别表示改变了舱重量m2和平衡锤的重量m1的比例，根据本实施例，求出速度模式。

此时，在舱最高速度、舱加速度的变化率、加速度等模式中，为某上限值(3模式都相同)。其中，有关舱最高速度，通过把它的上限值设定为比电动机可输出转速还大，能在电动机可驱动区域内，取尽可能大的值。另外，移动距离在所有模式中也相等。当提供了图4的形状的转矩模式(速度模式)时，电动机的驱动轨迹如图7的下级所示，成为六边形。根据图8说明这些速度模式满足制约条件的所述表达式(4)。

图8是用于说明图7下级的电动机驱动轨迹的图。电动机驱动轨迹如图所示，随时间一起在六边形的边上移动。图中的记号与图4对应。因此，有关舱最高速度，变为v3或v4的点上的速度。有关舱加速度，用图中的箭头表示的量与舱加速度的绝对值量成比例。

另外，有关舱的舱加速度的变化率，图中所示的边的斜率绝对值量与舱加速度的变化率时间成反比。在图7下级中，所有电动机的驱动轨迹存在于电动机转矩制约区域内，所以在电动机的可驱动区域内生成速度模式。因为v3或v4存在于电动机转矩制约区域的边界上，所以生成输出尽可能的最高速度的模式。

有关舱加速度、舱的舱加速度的变化率，图7中级的全部速度模式在加速时的斜率相等，加速圆的形状也相等，所以被设定的上限值制约。另外，图9表示把图7中级的速度模式积分的曲线图(舱移动速度)。从该图可知，有关所有模式，移动距离成为指定的值。从以上可知，在满足所述表达式(4)的制约条件式中，加速度、舱加速度的变化率收敛于上限值内，按照舱负载，生成最快到达的速度模式。

实施例2

在本实施例中描述的发明能追加到上述实施例1中描述的任意方法中。图10是表示本发明实施例2的结构图。本实施例在所述实施例1所述的图1的结构中，新设置了作为构成要素温度检测部件的电子元件温度检测部件11、临界温度设定部件12、温度上升允许值运算部件13。

在图10中，电子元件温度检测部件11用于检测变换器等电子仪器或构成它的电子元件的温度，例如有热敏电阻等温度传感器。临界温度设定部件12用于设定保证所述电子仪器正常工作的温度的上限值或下限值。温度上升允许值运算部件13用于通过比较由电子元件温度检测部件11检测的温度和由临界温度设定部件12设定的温度，运算电子仪器的温度余量。

下面，参照图11的程序框图，说明本实施例的最短时间速度模式的运算法。在图11中，用与图5相同的编号表示的部分进行所述实施例1描述的与图5相同的处理。实施例2的最短时间速度模式的运算法在所述实施例1的运算法的制约条件中考虑了电子仪器的温度上升量，具有防止电子仪器的热引起的破坏。在实施例2中，举例说明变换器元件的温度上升量。

变换器的温度上升量的收敛值(用W表示)与收敛时流过变换器的电流模式的绝对值量的时间积分值除以收敛时间而获得的时间平均值(用Is表示)成比例。即如果k为比例常数，则以下表达式(7)成立。

                 W＝kI_s                     (7)

另外，通过预先进行试验等，能知道k。在此，所述表达式(7)意味着如果根据包含舱的1次升降的时间区间(用T_int表示)中流过变换器的电流模式(用i_a表示)的绝对值量的时间积分值除以T_int而获得的时间平均值(用I_int表示)为Is以下的限制，驱动电梯，就能把温度上升抑制在W以下。须指出的是，I_int由以下的表达式(8)表示(为了简化说明，积分开始时间为0)。

$I_{\mathrm{int}}=\frac{1}{T_{\mathrm{int}}}\underset{0}{\overset{T_{\mathrm{int}}}{\∫}}\left|i_a\right|\mathrm{dt}---\left(8\right)$

在此，从电动机的转矩指令值和电动机的转速计算变换器的电流值。

下面，说明速度模式的运算法。如所述实施例1中所述，把时间区间Δt1-Δt7和电动机转矩T_M0、T_M1、T_M2作为参数，表示α1、α2、β1-β4、v0-v7和移动距离L，使用它们，通过所述表达式(6)表示图4的上级的速度模式v。另外，把Δt1-Δt7和电动机转矩T_M0、T_M1、T_M2作为参数，从图4下级表示了此时的转矩模式Tm。此时，流过变换器的电流模式ia作为v和Tm的函数而表示，所以能把Δt1-Δt7、T_M0、T_M1、T_M2作为参数表示。

在图11中，步骤21的下次停止层设定处理、步骤22的参数读出处理、步骤23的舱负载检测处理和步骤26的用速度模式生成处理进行的处理如所述实施例1所述，省略了说明。

接着，在步骤31的温度允许值运算处理中，通过图10的温度上升允许值运算部件13，取由电子元件温度检测部件11检测的变换器温度和由临界温度设定部件12预先设定的变换器的临界温度的差，计算变换器的温度余量。用W-表示由该步骤31计算的温度余量。

接着，在步骤32的制约条件设定处理中，与所述实施例1同样，指定与用所述表达式(4)表示的制约条件对应的v-、α1-、α2-、β1-、β2-、β3-、β4-和时间区间T_int。

接着，在步骤33的最佳化问题求解处理中，在作为制约条件式的所述表达式(4)中追加以下表达式(9)来求解所述实施例1中描述的最佳化问题。而且，目的函数与上述式(5)相同。表达式(9)是有关变换器元件的温度上升量的制约条件式，能把温度上升量抑制在W-以下，结果，具有防止热引起的变换器的破坏。

                kI_int≤ W                  (9)

须指出的是，在本实施例中，在步骤32的制约条件设定处理中指定T_int后，求解最佳化问题，但是不指定它，也能作为Δt1-Δt7的函数求解。例如，使用目的函数T和适当值Ts，如果T_int＝T+Ts，则在各时间间隔Ts中，就能把驱动电梯时的温度上升量制约在某值以下。据此，能考虑对各种乘客发生模式的允许模式。

须指出的是，在同步电动机中，不进行弱磁通控制时，变换器电流和电动机转矩成比例，所以代替电流值，通过由使用了转矩值的函数制约温度上升量，也能获得与本实施例同样的效果。而且，因为转矩值与舱加速度成比例，所以通过由使用了舱加速度的函数制约温度上升量，也能获得与本实施例同样的效果。

另外，因为舱加速度的积分值成为舱速度，所以舱加速度的绝对值的积分值，如果考虑舱加速时和减速时则为舱最高速度的2倍值，所以即使通过利用舱最高速度来测量温度上升量也能获得与本实施例同样的效果。

另外，如果电子仪器的温度上升量表示为流过电子仪器的电流值的函数，则能进行与本实施例同样的定式化，获得了同样的效果。

实施例3

在本实施例中，以下描述的发明能追加到所述实施例1和2中描述的任意方法中。

本实施例的结构与所述实施例1中描述的图1或所述实施例的图10的结构实质上相同，但是如后所述，设定下次停止层的下次停止层设定部件1的功能与图1以及图10不同。另外，速度模式生成部件3作为运算处理装置而起作用。

下面，参照上述的图5，说明动作。用与所述实施例1、2相同的步骤，进行各处理步骤的运算处理，但是进行基于下次停止层设定部件1的下次停止层设定处理的步骤21中的下次停止层的设定方法与所述实施例1、2不同。在该处理中，作为下次停止层，设定某时间区间的舱的平均停止层。后面，将详细描述该平均停止层的具体的计算方法。

在图5中，进行参数读出处理的步骤21-进行速度模式生成处理的步骤26的步骤与所述实施例1、2相同。在这些运算步骤中，与所述实施例1、2同样，通过在图2表示的电动机的驱动区域内，求解到达时间最小化的最佳化问题，求出最高速度、加速度和舱加速度的变化率，使用它们，运算用图4表示的速度模式。

在本实施例中，进行下次停止层设定处理的步骤21与所述实施例1、2不同，其特征在于：设定舱的平均停止层。而且，作为该平均停止层的决定法的一个例子，存在以下的例子。

参照图12，说明平均停止层的决定法的一个例子。图12是表示升降路线内存在最多n层停止层时的某时间区间内的从出发层到决定停止层的舱的移动层和它的发生概率的曲线图。

在此，k层的移动的发生概率为X(k)，k层的移动距离为L(k)。使用这些统计量，适当设定平均停止层，使舱的平均移动时间变为最小。作为该设定例的一个例子，能把舱的平均停止层作为把移动层的期望值换算成距离的以下表达式(10)等而设定。

$\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}L\left(k\right)X\left(k\right)---\left(10\right)$

另外，对各出发层具有图12的统计量，可以按如上所述，为各出发层设置平均停止层。

结果，在把下次停止层设定为平均停止层以上后，当为了舱的移动开始后的舱呼叫而变更了下次停止层时，与以往方法相比，能缩短运行时间。

另外，下次停止层固定为一个值，或对各出发层固定为一个值，所以在每次电梯的起动时，没必要运算下次停止层，只作为参数读出就可以了。据此，能象图13那样简化控制装置的运算步骤，能减少运算量。

当通过所述方法，预先按照各状况求出速度模式，把它们存储在存储器等存储装置中，并读出使用时，与使用以往手法时相比，存储容量减小。据此，能使控制装置更廉价。

实施例4

在本实施例中，在所述实施例3中的平均停止层的设定步骤中，在以下的步骤(1)-(3)中，表示了舱的各出发层的到决定停止层的移动时间期望值为最小的平均停止层运算步骤。须指出的是，舱向各层的移动距离和它的发生频率具有图12的统计数据。

步骤(1)：把L(k)，k＝1、…、n分别设定位下次停止层，通过用图5的步骤求解最佳化问题，计算舱速度模式(舱最高速度、舱加速度、舱加速度的变化率)。此时，适当设定为了求解最佳化问题所需要的舱负载的值。例如，使用在起动时作用在舱上的舱负载的统计量，作为移动k层时的平均值，或作为全体(移动全部层时)的平均值。结果，求出n(舱最高速度、舱加速度、舱加速度的变化率)组。与L(k)对应的(舱最高速度、舱加速度、舱加速度的变化率)组为V(k)。

步骤(2)：计算使用了V(j)时的对于图12分布的舱移动时间期望值T(V(j))。能通过以下表达式求出它。但是，当使用了V(j)时，T_L(V(j)，L(k))表示移动L(k)所需时间。

$T\left(V\left(j\right)\right)=\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}X\left(k\right)T_L(V\left(j\right),L\left(k\right))---\left(11\right)$

步骤(3)：使用所述表达式(11)的T(V(j))变为最小的j，决定L(j)为平均停止层。

须指出的是，即使把图12所示的概率X(k)、k＝1、2、…、n置换为连续的概率密度函数X(k)、0≤k≤n，也能进行与所述同样的讨论。

下面，参照图14说明本实施例的效果。

图中的曲线分别表示对于使用所述实施例1和本实施例4而生成的电梯速度模式，在途中有舱呼叫，在途中的层停止时的舱速度模式。图中的A和B分别表示使用实施例4和所述实施例1、2运算的舱速度模式。

在该图14中，在实施例1、2中，设定了比平均停止层还大的下次停止层，据此，计算速度模式。在B所示的实施例1、2中，表示了为了提高舱最高速度的上限，减小了舱加速度，但是因为在途中有舱呼叫，所以无法提速到舱最高速度，就减速的情形。当使用实施例4时，因为用平均停止层设定下次停止层，所以与实施例1、2相比，下次停止层和决定停止层的差减小。

结果，因为能以比实施例1、2还高的加速度并且能到达最高速度，所以能比实施例1、2还早到达决定停止层。相反，当在途中没有舱呼叫时或由乘客设置了平均停止层以下的下次停止层时的运行时间是使用实施例1、2时更短。在本实施例中，使用舱的移动量、对于各决定停止层的启动频率和舱负载的统计量，使用舱移动时间的期望值变为最小的平均停止层，求出速度模式，所以能平均缩短乘客的移动时间。

根据决定停止层的概率分布，比实施例1、2缩短的运行时间的总和比运行时间增加的总和还大，所以使用本实施例更具有运行效率好的效果。另外，因为使用平均停止层作为下次停止层，所以与实施例1、2相比，没有移动开始后的舱呼叫引起的极端的移动距离变更。即减小了基于对于长移动距离设定的低加速、低舱加速度的变化率和高最高速度的运行模式对短移动距离应用的频率。据此，对于相同移动距离的到达时间的偏移减小，能减少它引起的乘客的不舒适感。

实施例5

在本实施例中，为上班时和下班时等乘客需要不同的各时间带，准备多个所述实施例3和4描述的平均停止层的设定步骤中使用的图12的统计量，使用它们，用所述方法求出各时间带的平均停止层。而且，在对应的各时间带，切换它们的平均停止层，设定为平均停止层，计算舱速度模式。

据此，为了求出平均停止层而使用的统计量更正确地反映了实际的乘客需要。因此，设定的平均停止层更接近实际的平均停止层，所以能进一步改善运行效率。

实施例6

在本实施例中，作为下次停止层，比较对于舱的平均停止层的移动距离和在舱的移动前由乘客设定的下次停止层的移动距离，按照舱通过的区间的状况，设定下次停止层，运算舱速度模式。

据此，当比把下次停止层设定为平均停止层，运算舱速度模式时更快到达时，能防止由于使用把下次停止层设定为平均停止层而求出的舱速度模式，晚到达决定停止层。例如，以下的情形相当于此。

在舱移动前由乘客设定的下次停止层比平均停止层小时，重新把下次停止层设定为舱移动前由乘客设定的下次停止层，其他时候，把下次停止层设定为平均停止层。

据此，能除去由于使用平均停止层运算舱速度模式而变晚的情形，还改善了运行效率，以下说明其理由。

首先，有关运行时间，伴随着移动距离变短，分别增大加速度和舱加速度的变化率比增大最高速度更早到达。这是因为如果舱移动距离短，则以最高速度运行的时间相对比加速时间和舱加速度的变化率时间短。另外，如果用图4那样的舱速度模式运行，则电动机的动作轨迹变为图8那样。因此，为了输出高加速度、高舱加速度的变化率，就要求高转矩，但是伴随着变为高转矩，从图2可知，无法增大最高速度。

如上所述，当求解最佳化问题，求出舱速度模式时，与舱的移动距离取大的值时相比，取小值时求出更高加速度、高舱加速度的变化率、低最高速度的解。如果下次停止层和决定停止层一致，则舱以最短时间到达决定停止层，所以当舱的移动距离为平均停止层以下时，当用把下次停止层设定为平均停止层的速度模式运行时，在运行途中没有舱呼叫时，运行时间必定增加。

当有舱呼叫时，移动距离缩短，所以由于所述理由(把下次停止层设定得短求出低最高速度、高加速度、高舱加速度的变化率的解，以及伴随着移动距离缩短，分别增大加速度和舱加速度的变化率比提高最高速度更早到达)，不把下次停止层设定为平均停止层，求出舱速度模式时更早到达。据此，当基于在舱的移动前设定的下次停止层的移动距离比平均停止层还小时，重新把下次停止层设定为舱的移动前设定的停止层能更早到达决定停止层，结果改善了运行效果。

实施例7

在本实施例中，比较平均停止层和可停止层，当在升降行程内存在急行区域时，当平均停止层设定在急行区域内时，重新设定下次停止层，运算舱速度模式。例如，按如下设定。舱在移动前，由乘客设定的可停止层的下次停止层通过急行区域时，并且到那里的移动距离为平均停止层的移动距离以上时，把下次停止层重新设定为急行区域区间的结束层。

据此，当舱通过急行区域区间时，当移动平均停止层以上的移动距离时，把平均停止层设定为下次停止层，计算舱速度模式，所以防止了晚到达决定停止层，能抑制运行时间的增加。其理由与所述同样。即因为把下次停止层设定得长求出高最高速度、低加速度、低舱加速度的变化率的解，以及伴随着移动距离缩短，分别增大加速度和舱加速度的变化率比提高最高速度更早到达。

另外，不仅具有急行区域时，当在移动开始前预先决定了决定停止层，不变更时，通过使下次停止层为决定停止层，通过使用把下次停止层设定为平均停止层而求出的舱速度模式，能防止晚到达。

如上所述，根据本发明，在通过由变换器供电的电动机，驱动具有通过绳索连接在客舱上的平衡锤的卷扬机的电梯中，包括：把所述客舱的重量作为舱负载而计测的舱负载检测部件；设定下次停止层的下次停止层设定部件；根据由所述舱负载检测部件获得的舱负载和由所述下次停止层设定部件设定的下次停止层，生成所述客舱在所述电动机的允许驱动范围内并且以最短的时间到达下次停止层的舱速度模式的舱速度模式生成部件。因此，缩短了乘客的移动时间，具有舱的运行效率提高的效果。

另外，根据本发明，在通过由变换器供电的电动机，驱动具有通过绳索连接在客舱上的平衡锤的卷扬机的电梯中，包括：把所述客舱的重量作为舱负载而计测的舱负载检测部件；设定下次停止层的下次停止层设定部件；对构成所述变换器的构成要素的温度进行计测的构成要素温度检测部件；设定所述构成要素的温度上升临界值的临界温度设定部件；根据从所述构成要素温度检测部件获得的构成要素温度和用所述临界温度设定部件设定的温度上升临界值，来计算温度上升临界允许值的温度上升临界允许值计算部件；根据所述构成要素的温度上升临界允许值、所述舱负载和所述下次停止层，在所述电动机的允许的驱动范围内，并且所述构成要素的预想的温度上升量在温度上升临界允许值以内，生成所述客舱以最短时间到达下次停止层的舱速度模式的舱速度模式生成部件。因此，具有能在防止温度上升引起的电子仪器等的构成要素破坏的范围内，缩短乘客的移动时间的效果。

另外，所述速度模式生成部件在生成舱速度模式时，决定舱最高速度、舱加速度、舱加速度的变化率的上限，所以具有能改善电梯的乘坐感觉的效果。

另外，所述舱速度模式生成部件把与提供给所述电动机的舱速度驱动指令相关的电动机转矩波形换算成流过所述构成要素的电流值，该电流值波形根据由所述温度上升临界允许值的函数制约的条件，生成舱速度模式，所以从流过构成要素的电流值预测温度上升量，具有能在防止温度上升引起的电子仪器等的构成要素破坏的范围内，缩短乘客的移动时间的效果。

另外，所述下次停止层设定部件把用于生成所述舱速度模式的下次停止层作为根据电梯的起动次数和从舱出发层到下次停止的决定停止层的移动距离的统计量求出的舱的平均停止层，所以没必要在电梯的各次起动时设定下次停止层，因此简化了运算处理，速度模式的生成处理变快，当把下次停止层设定为平均停止层以上后，当因为舱的移动开始后的舱呼叫而变更了下次停止层时，与以往方法相比，具有能缩短运行时间的效果。

另外，所述下次停止层设定部件把所述舱的平均停止层作为各出发层的到决定停止层的移动时间期望值变为最小的停止层而设定，所以平均来说，具有能设定乘客的移动时间缩短效果增大的下次停止层的效果。

另外，所述下次停止层设定部件根据乘客需要的每个不同时间带的决定停止层的统计量，设定所述舱的平均停止层，所以按照乘客需要设定平均停止层，具有乘客的移动时间缩短效果进一步增大的效果。

另外，所述舱速度模式生成部件比较所述下次停止层和所述舱的平均停止层，生成舱速度模式，所以当与把下次停止层设定为平均停止层而运算速度模式时相比，存在用于运算更可靠地早到达的速度模式的停止层时，能把该停止层设定为下次停止层，具有改善运行效率的效果。

另外，所述舱速度模式生成部件比较舱能停止的可停止层和所述舱的平均停止层而生成舱速度模式，所以当平均停止层不是可停止层时，通过使用把下次停止层设定为平均停止层而进行运算的速度模式进行运行，就能避免运行时间变慢，具有改善运行效率的效果。

产业上的可利用性

综上所述，根据本发明，能提供按照负载和移动距离来变更最高速度和加速度，缩短运转时间的电梯控制装置。

Claims (10)

1.一种电梯控制装置，其特征在于：在驱动具有通过绳索连接在客舱上的平衡锤的卷扬机的电梯中，具备：

计测所述客舱的舱负载的舱负载检测部件；

设定下次停止层的下次停止层设定部件；和

根据由所述舱负载检测部件获得的舱负载和由所述下次停止层设定部件设定的下次停止层，来对所述客舱到达下次停止层的、缩短运行时间的舱速度模式进行运算的舱速度模式生成部件。

2.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于：

运行时间的缩短使运行时间最小化。

3.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于：

所述舱速度模式生成部件在对舱速度模式进行运算时，决定舱最高速度、舱加速度、舱加速度的变化率的上限。

4.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于：

所述下次停止层设定部件，把用于对所述舱速度模式进行运算的下次停止层作为根据电梯的起动次数和从舱出发层到下次停止的决定停止层的移动距离的统计量求出的舱的平均停止层。

5.根据权利要求4所述的电梯控制装置，其特征在于：

所述下次停止层设定部件把所述舱的平均停止层作为各出发层的到决定停止层的移动时间期望值为最小的停止层来进行设定。

6.根据权利要求4所述的电梯控制装置，其特征在于：

所述下次停止层设定部件根据乘客需要的每个不同时间带的决定停止层的统计量来设定所述舱的平均停止层。

7.根据权利要求4所述的电梯控制装置，其特征在于：

所述舱速度模式生成部件比较所述下次停止层和所述舱的平均停止层来对舱速度模式进行运算。

8.根据权利要求5所述的电梯控制装置，其特征在于：

所述舱速度模式生成部件比较舱能停止的可停止层和所述舱的平均停止层来对舱速度模式进行运算。

9.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于：

所述舱速度模式生成部件，作为舱速度模式，对舱速度、舱加速度、或舱加速度的变化率中的至少一个进行运算。

10.根据权利要求1-9中任意1项所述的电梯控制装置，其特征在于：设置有对应地记载着舱负载、以及下次停止层和速度模式的表。

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