CN2203693Y

CN2203693Y - 节能型液压电梯驱动控制装置

Info

Publication number: CN2203693Y
Application number: CN 94214083
Authority: CN
Inventors: 俞浙青; 蒋淑惠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-06-14
Filing date: 1994-06-14
Publication date: 1995-07-19
Anticipated expiration: 2004-06-14

Abstract

一种节能型液压电梯驱动控制装置，包括油箱、滤油器、电动机、液压泵、安全阀、蓄能器组成的供油装置，还包括一端与液压泵连通、另一端与油箱连通的变量泵—马达，以及控制器、轿厢和脉冲编码传感器。根据传感器获得的轿厢速度和位置信号，控制器可实现对变量泵—马达排量大小的有规律控制，由此改变了其输出扭矩大小，从而实现对轿厢速度和位置的精确控制。本装置能大幅度地减小电梯驱动功率，还具有安全保护功能，可用于各种建筑物的乘客、病床和载货电梯。

Description

本实用新型涉及一种用于建筑物上下载客、载货的液压电梯驱动控制装置。

从《液压与气动》1992年第3期中介绍的“电液比例技术在液压电梯中的应用”和《建筑机械化》1987年第12期中介绍的“液压电梯”中看到，目前国内在用液压举升缸使轿厢升降的液压电梯中，在上升运行时，转速一定的电动机驱动定量泵，一流量控制阀通过对供给液压举升缸中的流量进行调节以控制轿厢的速度；下降靠自重，另一流量控制阀通过对从液压举升缸中输出的流量进行调节以控制轿厢的速度。

然而，采用这种控制方式，在上升运行时，特别在加速和减速运行段，从液压泵输出的未供给液压举升缸的流量直接流回油箱；而在下降运行时，由轿厢和载客或载货的重力形成的压力油通过液压节流阀口而回油箱，因此造成的能量损失很大。这不仅使得这种液压电梯的驱动功率需为曳引式电梯的4～5倍，增加了运行费用，而且损失的能量转变成热能，或引起油温的升高，降低液压元件的使用寿命；或需设置冷却设备，增加了开支。

本实用新型的目的是：在液压驱动控制装置中采用变量泵－马达驱动，通过脉冲编码传感器对轿厢速度和位置的检测，控制器对变量泵－马达排量大小进行有规律的控制，不仅实现了对轿厢速度和位置的精确控制，还可实现对重力势能和制动能的功率回收，降低驱动功率，能克服背景技术所存在的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：它包括油箱、滤油器、电动机、液压泵、单向阀、安全阀、蓄能器、电磁换向阀、液控单向阀、传动机构、滚轮、钢丝绳、轿厢、脉冲编码传感器，一端与液压泵连通、另一端与油箱连通的变量泵－马达及其控制器，变量泵－马达的输出端经传动机构、滚轮、钢丝绳，带动轿厢上下运动。还可在液压泵与变量泵－马达间接有限速阀，在变量泵－马达高低压腔并联一单向阀。

传动机构可以是减速器，也可以是一端与油箱或变量泵－马达的高压腔连通，另一端与液控单向阀连通的液压泵－马达，以及液压缸。在限速阀和变量泵－马达之间，或在液压泵－马达和液压缸之间接有电磁换向阀和液控单向阀。在油箱与变量泵－马达的高压腔之间接有单向阀。

变量泵－马达是这一液压驱动控制装置的关键元件，它既可用作液压泵，也可用作液压马达。为简化说明，假定变量泵－马达的机械效率和容积效率均为1。这样，在稳态工况，变量泵－马达的输入或输出扭矩均可用下式表示：

M＝pq／2π

其中M为扭矩，N／m；p为进出口压差，Pa；q为排量，1／r。因此，在p为恒定时，改变排量q也就改变了扭矩M。本结构是在供油压力较恒定的情况下，通过脉冲编码传感器测得的轿厢速度与位置的反馈，由控制器实现对变量泵－马达排量大小的控制，进而改变输出扭矩以达到对轿厢升降的精确的速度和位置控制。实际工作过程中，蓄能器内储油量的变化引起了供油压力的一些变化，这要通过控制器的补偿控制以消除供油压力波动的干扰。

下面结合附图，通过对实施例的描述，给出本实用新型的工作过程及一些细节。

图1、图2、图3是本实用新型的三种结构示意图。其供油装置包括油箱1、滤油器2、电动机3、液压泵4、单向阀5、安全阀6、蓄能器7。开始工作时，电动机3带动液压泵4（可以是变量泵或定量泵）转动，输出一定量的高压油，压力由蓄能器7的预充气压力和容积决定。在蓄能器7容量足够大时，可使供油压力基本恒定。单向阀5可防止在电动机不工作时蓄能器中的压力油使液压泵4反转。

下面先说明轿厢的上升过程。当操作者向控制器发出轿厢需上升的电信号后，控制器输出一定的电流值，使控制变量泵－马达11的电液比例阀动作，压力油进入变量油缸，使其排量逐步增大。于是输出扭矩逐步增大，当增大至可克服由轿厢重等产生的阻力矩时，变量泵－马达11开始旋转，且工作在马达工况，它通过传动机构拉伸钢丝绳14，从而带动轿厢上升。当轿厢运行在加速段时，通过脉冲编码传感器测得的轿厢速度与位置的反馈，控制器使变量泵－马达11工作在较大排量范围，使输出扭矩大于阻力矩，从而使轿厢加速，对加速度大小的控制可由对排量大小的控制而实现。当轿厢运行在匀速段时，通过速度与位置反馈，控制器使变量泵－马达11工作在某一中等排量范围，使输出扭矩与阻力矩基本相等，从而使轿厢匀速运行，对速度大小的控制也可由对排量大小的控制而实现。当轿厢运行在减速段时，通过速度与位置反馈，控制器使变量泵－马达11工作在某一较小排量范围，使输出扭矩小于阻力矩，从而使轿厢减速，对减速度大小的控制也可由对排量大小的控制而实现。当轿厢到达某一楼层而需停下时，控制器使轿厢速度正好平滑地降到零。这时，变量泵－马达11的输出扭矩仍比阻力矩小，液控单向阀10的作用使轿厢停止而不会下沉。为了使排量控制更精确，也可将变量油缸的位移以力反馈的形式反馈至比例阀，或以电反馈的形式反馈至控制器。

再说明轿厢的下降过程。当操作者向控制器发出轿厢需下降的电信号后，控制器使电磁换向阀9通电，压力油通至液控单向阀10的液控口而使其打开。当轿厢运行在加速下行段时，通过脉冲编码器测得的轿厢速度与位置的反馈，控制器使变量泵－马达11工作在较小排量范围，因而由轿厢载重通过钢丝绳和传动机构作用于变量泵－马达11的力矩大于由压力差产生的力矩，从而使轿厢加速下行，对加速度大小的控制可由对排量大小的控制而实现。当轿厢运行在匀速段时，通过速度与位置反馈，控制器使变量泵－马达11工作在某一中等排量范围，使得由轿厢载重产生的力矩与由压力差产生的力矩基本相等，从而使轿厢匀速运行，对速度大小的控制也可由对排量大小的控制而实现。当轿厢运行在减速段时，通过速度与位置反馈，控制器使变量泵－马达11工作在某一较大排量范围，使得由轿厢载重产生的力矩小于由压力差产生的力矩，从而使轿厢减速，对减速度大小的控制也可由对排量大小的控制而实现。当轿厢到达某一楼层而需停下时，控制器使轿厢速度正好平滑地降到零。同时，控制器使变量泵－马达11排量继续减小，以防止轿厢再次上升。在整个轿厢下行过程中，泵－马达11工作在泵工况，向蓄能器7充油。这不仅在轿厢加速下行和匀速下行段，使轿厢和载重的部分重力势能得到回收；而且在轿厢减速下行段，使轿厢和载重的大部分重力势能和动能得到回收。

为了方便液压驱动控制装置的调速，选液压泵4为变量泵更好一些。安全阀6平时不工作，只是在意外情况下，当***压力超过安全压力时才动作，从而确保安全可靠。限速阀8也是在意外情况下，如钢丝绳14断裂时，变量泵－马达11的负载突然减小，转速增大过高，这时限速阀8在前后压差作用下而动作，切断变量泵－马达11的供油流道，使其停止旋转。在钢丝绳14断裂而造成轿厢下行速度过快时，本装置也同其它电梯一样，通过限速器对限速器绳的作用，迫使安全钳动作，将轿厢制停在导轨上。在轿厢下降运行期间，若液控单向阀10的正向输入端因管道破裂等原因使压力降到很低时，轿厢下降速度将会太大，这时，控制器会得到由脉冲编码器测得的轿厢过大的速度信号，于是它立刻发信号使电磁阀9断电，使液控单向阀10的液控口通油箱，从而切断液控单向阀10的反向通道，将轿厢制停。

第一种实施方案如图1所示，传动机构是减速器12，其输入端与变量泵－马达11相连，输出端经滚轮13，钢丝绳14，带动轿厢15上下运动。轿厢的速度控制与位置控制方法与上述相同。

第二种实施方案如图2所示，传动机构由液压泵－马达12－1、液压缸12－2组成。液压泵－马达一端与油箱1连通，另一端经过液控单向阀10与液压缸12－2连通。当轿厢需上升时，变量泵－马达11的平均排量较大而工作在马达工况，它带动液压泵－马达12－1旋转而使其工作在泵工况，从而输出压力油经液控单向阀10进入液压缸12－2，推动滚轮13上升，拉伸钢丝绳14，使轿厢15上升。当轿厢需下降时，变量泵－马达11的平均排量较小，因而其扭矩较小，轿厢15自重和载重通过钢丝绳14作用于液压缸12－2的柱塞中，所产生的压力油使液压泵－马达12－1反向旋转，使其工作在马达工况，因而也带动变量泵－马达11反向旋转，使其工作在泵工况，输出的压力油充入蓄能器7，轿厢14下行。轿厢的速度控制与位置控制方法与上述相同。

第三种实施方案如图3所示，它与第二种实施方案基本相同，所不同的是液压泵－马达12－1的其中一腔不是接油箱1，而是接在变量泵－马达11的高压腔。这主要是使液压泵－马达12－1部分平衡轿厢15和液压缸12－2柱塞的自重，使变量泵－马达11的功率略微减小，这时，蓄能器7的压力应有所下降，因为在上升时经过液压泵－马达12－1的增压，液压缸12－2中的压力要比蓄能器7的压力更高。

本实用新型与背景技术相比，具有的有益效果是，它不但具有运行平稳、舒适、安全，载重量大，机房布置方便等优点，而且克服了一般液压电梯能耗大，及常用配重电梯中因配重不平衡而存在能量损失的缺点，使电梯驱动功率大幅度减小。第一种方案适合于各种建筑物，后二种因受液压缸行程限制，一般适合于中低层建筑物。

Claims

1、一种节能型液压电梯驱动控制装置，它包括油箱[1]、滤油器[2]、电动机[3]、液压泵[4]、单向阀[5]、安全阀[6]、蓄能器[7]、传动机构、滚轮[13]、钢丝绳[14]、轿厢[15]、脉冲编码器[16]，本实用新型的特征是：还包括一端与液压泵[4]连通，另一端与油箱[1]连通的变量泵-马达[11]，及其控制器[17]，变量泵-马达的输出端经传动机构、滚轮[13]、钢丝绳[14]，带动轿厢[15]上下运动。

2、根据权利要求1所述的液压驱动控制装置，其特征是：在液压泵［4］与变量泵－马达［11］间接有限速阀［8］。

3、根据权利要求1或2所述的液压驱动控制装置，其特征是：传动机构可以是减速器［12］，也可以是一端与油箱［1］或变量泵－马达［11］的高压腔连通，另一端与液控单向阀［10］连通的液压泵－马达［12－1］，以及液压缸［12－2］。

4、根据权利要求1或3所述的液压驱动控制装置，其特征是：在限速阀［8］和变量泵－马达［11］之间，或在液压泵－马达［12－1］和液压缸［12－2］之间接有电磁换向阀［9］和液控单向阀［10］。

5、根据权利要求1或4所述的液压驱动控制装置，其特征是：在油箱［1］与变量泵－马达［11］的高压腔之间接有单向阀［5］。