專利名稱：電梯控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用蓄電池的節(jié)能型電梯控制裝置。


圖10是以往使用蓄電池并控制電梯的控制裝置的基本構(gòu)造圖。
在圖10中，1表示三相交流電源，2表示將由三相交流電源1輸出的交流電變換為直流電的二極管等構(gòu)成的變換器，由變換器2所變換后的直流電供給直流母線3。4是由后述的速度控制裝置控制的執(zhí)行電梯的速度位置控制的逆變器，通過直流母線3將供給的直流電變換為要求的可變電壓可變頻率的交流電后供給交流電動機(jī)5，由此旋轉(zhuǎn)驅(qū)動與交流電動機(jī)5直接連接的電梯的提升機(jī)6，這樣，卷掛在提升機(jī)6上的鋼絲繩7控制連接其兩端的電梯箱8及平衡錘9的升降而將電梯箱8內(nèi)的乘客移動到規(guī)定的樓層。
這里，電梯箱8及平衡錘9的重量設(shè)計為與電梯箱8內(nèi)乘有一半定員時的重量幾乎相等。即，無負(fù)載升降電梯箱8時，電梯箱8下降時進(jìn)行牽引運(yùn)行，上升時進(jìn)行再生運(yùn)行。相反，乘有定員下降電梯箱8時，下降時進(jìn)行再生運(yùn)行，上升時進(jìn)行牽引運(yùn)行。
10是由微型計算機(jī)等構(gòu)成的電梯控制電路，它進(jìn)行電梯整體的管理與控制。11表示設(shè)置于直流母線3之間、當(dāng)電梯再生運(yùn)行時積蓄電力而在牽引運(yùn)行時將積蓄的電力供給逆變器4以及變換器2的蓄電裝置，它是由蓄電池12以及控制該蓄電池12充放電的DC-DC變換器13構(gòu)成。
這里，DC-DC變換器13具備降壓型斬波電路以及升壓型斬波電路，該降壓型斬波電路由電抗器13a、與該電抗器13a串聯(lián)的充電電流控制用門電路13b、與下述放電電流控制用門電路13d反向并聯(lián)的二極管13c構(gòu)成，該升壓型斬波電路由電抗器13a、與該電抗器13a串聯(lián)的放電電流控制用門電路13d、與上述充電電流控制用門電路13b反向并聯(lián)的二極管13e構(gòu)成，充電電流控制用門電路13b以及放電電流控制用門電路13d是由充放電控制電路15根據(jù)檢測蓄電裝置11充放電狀態(tài)的充放電狀態(tài)檢測器14輸出的檢測值以及電壓檢測器18輸出的檢測值而控制。又，對于此以往電梯控制裝置示例中的充放電狀態(tài)檢測器14，使用設(shè)置于蓄電池12與DC-DC變換器13之間的電流檢測器。
16與17是設(shè)置于直流母線3之間的再生電流控制用門電路與再生電阻，18是檢測直流母線3電壓的電壓檢測器，19表示根據(jù)下述的速度控制電路輸出的再生控制指令而進(jìn)行工作的再生控制電路，再生電流控制用門電路16在再生運(yùn)行時，當(dāng)電壓檢測器17檢測到的電壓大于規(guī)定值時，根據(jù)再生控制電路19的控制進(jìn)行閉合脈沖寬度的控制，再生電力通過再生電阻17放電而變換為熱能消耗。
20是與提升機(jī)6直接連接的編碼器，21是速度控制電路，該速度控制電路根據(jù)電梯控制電路10發(fā)出的指令，按照速度指令以及來自編碼器22的速度反饋輸出來控制逆變器4的輸出電壓及輸出頻率，由此控制電梯的位置及速度。
其次，對于上述構(gòu)造的動作進(jìn)行說明。
當(dāng)電梯牽引運(yùn)行時，三相交流電源1以及蓄電裝置11兩者向逆變器器4供電。蓄電裝置11由蓄電池12以及DC-DC變換器13構(gòu)成并且受到充放電控制電路15控制。一般來講，為了構(gòu)成小型、價廉的裝置，蓄電池12的個數(shù)控制為較少，蓄電池12的輸出電壓要小于直流母線3的電壓。這樣，直流母線3的電壓大致被控制在將三相交流電源1進(jìn)行整流的電壓附近。因此，蓄電池12充電時必須下降直流母線3的母線電壓，放電時必須上升直流母線3的母線電壓，為此采用DC-DC變換器13。由充放電控制電路15控制該DC-DC變換器13的充放電電流控制用門電路13b以及放電電流控制用門電路13d。
圖11與圖12是表示充放電控制電路15在放電時與充電時的控制的流程圖。
首先，對于圖11所示的放電時的控制進(jìn)行說明。
作為控制系統(tǒng)，在電壓控制中構(gòu)成電流控制局部環(huán)路等，可以進(jìn)行更加穩(wěn)定的控制，這里，為了簡單化，以母線電壓控制的方式進(jìn)行說明。
首先，由電壓檢測器17檢測直流母線3的母線電壓(步驟S11)。充放電控制電路15將該檢測電壓與要求的電壓設(shè)定值進(jìn)行比較，判定檢測電壓是否超過電壓測定值(步驟S12)，當(dāng)檢測電壓沒有超過設(shè)定值時，則判定由充放電狀態(tài)檢測器14檢測到的蓄電池12的放電電流值是否超過規(guī)定值(步驟S13)。
根據(jù)上述判定，當(dāng)檢測電壓超過設(shè)定值時，或者檢測電壓沒有超過設(shè)定值而蓄電池12的放電電流的檢測值超過設(shè)定值時，為了減小放電電流控制用門電路13d閉合脈沖寬度，從當(dāng)前閉合時間減去調(diào)整時間DT而求得新的門電路閉合時間(步驟S14)。
另外，在上述步驟S13中，當(dāng)判定電流檢測器14檢測出的蓄電池12的放電電流的檢測值沒有超過規(guī)定值時，為了增加放電電流控制用門電路13d的閉合脈沖寬度，在當(dāng)前的閉合時間上加上調(diào)整時間DT而求得新的門電路閉合時間(步驟S15)。根據(jù)如此求得的門電路閉合時間，控制放電電流控制用門電路13d的閉合，同時將求得的門電路閉合時間作為當(dāng)前閉合時間而存儲在內(nèi)裝存儲器中(步驟S16)。
由此，通過增加放電電流控制用門電路13d的閉合脈沖寬度，使得更加多的電流從蓄電池12流出，結(jié)果是在增大供電電力的同時也通過供給電力來提高直流母線3的母線電壓?？紤]到牽引時的運(yùn)行，則電梯必須供給電力，此電力由上述蓄電池12的放電以及三相交流電源1的供電來提供。當(dāng)控制使得母線電壓比根據(jù)三相交流電源1供電的變換器2的輸出電壓高時，所有的電力由蓄電池12供給。然而，為了構(gòu)成價廉的蓄電裝置11，則不是由蓄電池12來供給所有的電力，而設(shè)計為按照適當(dāng)?shù)谋壤尚铍姵?2以及由三相交流電源1進(jìn)行供給。
即，在圖11中，將放電電流的檢測值與相當(dāng)于供給分擔(dān)的電流(規(guī)定值)進(jìn)行比較，當(dāng)超過規(guī)定值，則增加放電電流控制用門電路13d的閉合脈沖寬度，進(jìn)一步增大供給量，而當(dāng)放電電流的檢測值沒有超過規(guī)定值時，縮短放電電流控制用門電路13d的閉合脈沖寬度來限制電力供給。這樣，在逆變器4所必要的電力內(nèi)限制了由蓄電池12供給的份額，因此，直流母線3的母線電壓降低，結(jié)果是由變換器2開始供給電力。這些是在非常短的時間內(nèi)進(jìn)行的，實(shí)際上為了供給電梯必要的電力，可以將其穩(wěn)定在適當(dāng)?shù)哪妇€電壓，由蓄電池12以及三相交流電源1按照所要求的比例進(jìn)行供電。
其次，對于圖12所示充電時的控制進(jìn)行說明。
當(dāng)交流電動機(jī)5進(jìn)行電力再生時，直流母線3的母線電壓上升到超過該再生電力。當(dāng)該電壓比變換器2的輸出電壓高時，停止由三相交流電源1的供電。當(dāng)不存在蓄電裝置11的情況下，如持續(xù)這種狀態(tài)則直流母線3的電壓上升，因此檢測直流母線3母線電壓的電壓檢測器17的檢測電壓值當(dāng)達(dá)到某規(guī)定電壓時，則再生控制電路19進(jìn)行動作，閉合再生電流控制用門電路16。由此，電流流向再生電阻17，消耗再生電流的同時，因電磁制動效果使得電梯減速。但是，當(dāng)存在蓄電裝置11的情況下，在小于規(guī)定電壓的電壓下，通過充放電控制電路15的控制，使得此電力對蓄電裝置11進(jìn)行充電。
即，如圖12所示，當(dāng)電壓檢測器17檢測到的直流母線3的母線電壓檢測值超過規(guī)定電壓時，充放電控制電路15檢測到再生狀態(tài)，通過增加充電電流控制用門電路13b的閉合脈沖寬度而來增大向蓄電池12的充電電流(步驟S21→步驟S22→步驟S23)。若電梯產(chǎn)生的再生電力變小，則直流母線3的電壓也隨之降低，由于電壓檢測器17的檢測值沒有超過規(guī)定電壓，控制使得充電電流控制用門電路13b的閉合脈沖寬度變小，充電電力也變小(步驟S21→S22→S24)。
如此，通過監(jiān)視直流母線3的母線電壓來控制充電電力，將母線電壓控制在適當(dāng)?shù)姆秶卸M(jìn)行充電。又，以往是通過積蓄和再利用被再生電力所消耗的電力以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的。當(dāng)充電裝置因某種原因而沒有消耗電力時，作為后備電力而使得上述再生控制電路19進(jìn)行動作且通過電阻來消耗再生電力而使得電梯適當(dāng)減速。根據(jù)電梯容量等有所不同，對于住宅用一般電梯，再生電力為2KVA左右，在減速的最大值時再生電力為4KVA左右。
再生控制電路19監(jiān)視直流母線3的電壓，如超過規(guī)定電壓時，則為了通過再生電阻17將上述電力進(jìn)行放電，利用再生控制電路19來控制再生電流控制用門電路16的閉合脈沖寬度，由此使得再生電力流入再生電阻17。這種脈沖寬度控制的引去雖有多種，但可采用下列一種簡單的方法?，F(xiàn)在，假設(shè)再生電流控制用門電路16開始閉合的直流母線3的電壓為VR，由于再生電阻17的值是已知的，當(dāng)閉合電路時，則能夠簡單地計算電流IR，并且已知要流過的最大電流，假設(shè)該電力(VA)為WR，則產(chǎn)生WR/(VR×IR)負(fù)載的閉合脈沖即可，這可以在監(jiān)視直流母線電壓的同時進(jìn)行。但是，最終的目的也是為了通過再生電阻17來消耗再生電力。
然而，對于上述以往的電梯控制裝置，當(dāng)商用電力停電時，由于廉價地構(gòu)成了蓄電裝置11，無論怎樣的負(fù)載條件下，為了驅(qū)動電梯在采用蓄電裝置11時，要想蓄電裝置11能夠達(dá)到供給充分電力的充電程度，就會提高花費(fèi)。因此，停電時，當(dāng)沒有商用電力供給電力時，不能足夠地供給滿負(fù)載條件下向上運(yùn)行時最大牽引電力所必要的電梯運(yùn)行電力。不得不使所有運(yùn)行模式下都以能夠移動的低速運(yùn)行。
本發(fā)明為了解決上述問題，目的是提供一種電梯控制裝置，它使用低容量、低價格的蓄電裝置并且即使在停電時也能夠進(jìn)行平穩(wěn)的速度控制。
本發(fā)明的電梯控制裝置的特點(diǎn)在于，它具備將交流電源的交流電進(jìn)行整流并且變換為直流電的變換器；將上述變換器輸出的直流電變換為可變電壓可變頻率的交流電而驅(qū)動電動機(jī)使電梯運(yùn)行的逆變器；設(shè)置于上述變換器與上述逆變器間的直流母線之間并且在電梯再生運(yùn)行時積蓄來自直流母線的直流電力而牽引運(yùn)行時將積蓄的直流電力供給直流母線的蓄電裝置；對上述直流母線進(jìn)行上述蓄電裝置的充放電控制的充放電控制裝置；檢測停電的停電檢測手段；檢測上述逆變器的輸出電流的電流檢測手段；檢測上述逆變器的輸出電壓的電壓檢測手段；設(shè)置于上述電梯的電梯箱中并且測量電梯箱的負(fù)載的電梯箱負(fù)載檢測手段；檢測上述電梯運(yùn)行速度的速度檢測手段，根據(jù)電梯速度指令以及上述速度檢測手段的檢測值為了進(jìn)行速度控制而控制上述逆變器的速度控制手段，上述速度控制手段具備設(shè)定了對應(yīng)于速度以及電梯箱負(fù)載的必要電力的工作表，并且當(dāng)由上述停電檢測手段檢測到停電時，根據(jù)上述電流檢測手段檢測到的電流值及上述電壓檢測手段檢測到的電壓值而計算逆變器的輸出電力，根據(jù)由上述電梯箱負(fù)載檢測手段檢測到的電梯箱負(fù)載值及由上述速度檢測手段檢測到的速度而從上述工作表中求得必要電力，根據(jù)計算后的逆變器的輸出電力及求得的必要電力與上述蓄電裝置能夠放電的電力進(jìn)行比較，在能夠放電的電力范圍內(nèi)能夠獲取進(jìn)行速度控制的速度指令。
又，上述速度控制手段中設(shè)定了作為上述蓄電裝置能夠放電的電力的固定值。
又，上述蓄電裝置還具備至少測量上述蓄電裝置的溫度、充放電電流、充放電電壓中一項的充放電狀態(tài)檢測手段，上述速度控制手段具備設(shè)定了對于放電電流及放電電壓的限定放電電流的工作表，并且根據(jù)由上述充放電狀態(tài)檢測手段檢測到的放電電流及放電電壓的測量值，從上述工作表中求得限定放電電流，從求得的限定放電電流及放電電壓的測量值中求取上述蓄電裝置能夠放電的電力。
又，上述速度控制手段具備設(shè)定了對應(yīng)于溫度的限定放電電流的工作表，并且根據(jù)由上述充放電狀態(tài)檢測手段的溫度檢測值，從上述工作表中求得限定放電電流，從求得的限定放電電流與放電電壓的檢測值中求取上述蓄電裝置能夠放電的電力。
又，上述速度控制手段具備工作表，上述工作表以上述蓄電裝置的滿充電狀態(tài)為基準(zhǔn)，將充放電電流及充放電電壓的積以容量為單位進(jìn)行歸一化，設(shè)定了作為累積值的對應(yīng)于充電程度的限定放電電流，根據(jù)上述充放電狀態(tài)檢測手段檢測的放電電路及放電電壓的測量值而得到的充電程度，從上述工作表中求得限定放電電流，從所求得的限定放電電流及放電電壓的測量值中求得上述蓄電裝置能夠放電的電力。
又，上述速度控制手段具備設(shè)定了對應(yīng)于負(fù)載狀態(tài)的速度模式的工作表，根據(jù)由上述電梯箱檢測手段檢測到的電梯箱負(fù)載的測量值，從上述工作表中求得速度模式，并且生成依照求得的速度模式的速度指令。
又，上述停電檢測手段檢測上述交流電源的停電。
又，上述停電檢測手段根據(jù)上述直流母線的檢測電壓而來檢測停電。
又，上述速度控制手段當(dāng)逆變器的輸出電力比能夠放電的電力大時，若電梯正在加速，則繼續(xù)進(jìn)行加速。
對于本發(fā)明，當(dāng)電梯消耗的電力已經(jīng)超過了由蓄電裝置的放電能力時，控制使得電梯目標(biāo)速度下降并且使用電力變小，使其處在蓄電裝置供給的電力范圍之內(nèi)。又，此時，根據(jù)電梯箱負(fù)載狀態(tài)，具有產(chǎn)生再生電力可能性。當(dāng)此再生電力較小時，蓄電裝置積蓄電力，而再生電力較大時，由再生電阻消耗電力而減小使用電力。
圖1是表示本發(fā)明的電梯控制裝置構(gòu)造的框圖。對于與圖10所示的以往示例相同的部分使用相同符號并且省略對它們的說明。作為新的符號，14A及21A是本發(fā)明的充放電狀態(tài)檢測裝置以及速度控制電路，22是檢測三相交流電源1停電的停電檢測器，23以及24是檢測逆變器4的輸出電流及輸出電壓的電流檢測器以及電壓檢測器，25是設(shè)置于電梯箱8的電梯箱室與電梯箱框底部之間的檢測電梯箱負(fù)載的電梯箱負(fù)載檢測器，充放電狀態(tài)檢測裝置14A具備檢測蓄電裝置11的充放電電流、充放電電壓、溫度的各檢測器，以這些各檢測值及充電程度，即蓄電裝置11的滿充電狀態(tài)為基準(zhǔn)，將以容量單位使充放電電流和充放電電壓之積歸一化的累計值即SOC(StateOfCharge充電狀態(tài))輸出到速度控制電路21A，速度控制電路21A根據(jù)停電檢測器22或電壓檢測器18的停電檢測信號、充放電狀態(tài)檢測裝置14A輸出的充放電狀態(tài)、編碼器20輸出的速度反饋信號、電流檢測器22及電壓檢測器23輸出的各檢測值、電梯箱負(fù)載檢測器輸出的電梯箱負(fù)載檢測值，在運(yùn)行中檢測出停電時，向逆變器4輸出在蓄電裝置11能夠放電的電力范圍中進(jìn)行速度控制的速度指令。
圖2是用于說明本發(fā)明停電時的速度控制，是將時間軸作為橫軸的電梯牽引運(yùn)行時電力波形。
對于電梯全負(fù)載而向上方運(yùn)行時等的牽引運(yùn)行，形成如圖2(a)所示電力波形。電力主要是圖2(b)所示的依賴于電梯速度的電力部分與圖2(c)所示的依賴于加減速度的電力部分的合計。在最高速度附近加速中形成電力波形的波峰(51)，在恒定速度下形成電壓(52)，減速開始時電力減少(53)。即使在停電時，為了使得蓄電裝置11可供給全部的電力而設(shè)計蓄電裝置11的情況下，蓄電裝置11的價格會變高。因此，在滿負(fù)載上升運(yùn)行等的最大電力附近，因停電等三相交流電源1不供給電力等的情況下，會產(chǎn)生電力供給的不足。
在本發(fā)明中，使用低容量低價格的蓄電裝置11，通過速度控制電路21A即使在停電時也能施行平穩(wěn)的速度控制。
圖1表示本發(fā)明的電梯控制裝置構(gòu)造的框圖。
圖2是用于說明本發(fā)明中停電時所進(jìn)行的速度控制，并且是將時間軸作為橫軸的電梯牽引運(yùn)行時的電力波形。
圖3是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的速度控制電路21A所具備的、根據(jù)負(fù)載及速度來設(shè)定必要電力的工作表T1的說明圖。
圖4是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的速度控制電路21A的控制的流程圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2的速度控制電路21A所具備的、設(shè)定放電電流及放電電壓所對應(yīng)的限定放電電流的工作表T2的說明圖。
圖6是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2的速度控制電路21A的控制的流程圖。
圖7是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)3的速度控制電路21A所具備的、設(shè)定蓄電裝置11的蓄電池12的溫度所對應(yīng)的限定放電電流的工作表T3的說明圖。
圖8是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)4的速度控制電路21A所具備的、設(shè)定蓄電裝置11的充電程度SOC所對應(yīng)的限定放電電流的工作表T3的說明圖。
圖9是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)5的速度控制電路21A所具備的、設(shè)定根據(jù)負(fù)載狀態(tài)的速度模式的工作表T5的說明圖。
圖10是表示以往示例的電梯控制裝置構(gòu)造的框圖。
圖11是表示圖10所示的充放電控制電路15放電時的控制的流程圖。
圖12是表示圖10所示的充放電控制電路15放電時的控制的流程圖。
1三相交流電源2逆變器3直流母線4變換器5交流電動機(jī)6提升機(jī)7鋼絲繩8電梯箱9平衡錘10電梯控制電路
11蓄電裝置12蓄電池13DC-DC逆變器14,14A充放電狀態(tài)檢測裝置15充放電控制電路16再生電流控制用門電路17再生電阻18電壓檢測器19再生控制電路20編碼器21,21A速度控制電路22停電檢測器23電流檢測器24電壓檢測器25電梯箱負(fù)載檢測器下面，具體說明各實(shí)施形態(tài)。
實(shí)施形態(tài)1在實(shí)施形態(tài)1中，速度控制電路21A根據(jù)停電檢測器22的停電檢測信號進(jìn)行停電時速度控制的同時，具備如圖3所示的設(shè)定了根據(jù)電梯箱負(fù)載及速度的必要電力的工作表T1，使用該工作表T1在當(dāng)前速度下求出恒定速度運(yùn)行時的必要電力Ws，而且設(shè)定作為固定值的蓄電裝置11能夠放電的電力Wo。
其次，參照圖4所示的流程圖對于本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的速度控制電路21A的控制進(jìn)行說明。
首先，向逆變器4輸出根據(jù)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)速度模式的通常狀態(tài)下的指令速度Vm來控制電梯速度(步驟S101)。在此狀態(tài)下，當(dāng)由停電檢測器22輸入停電檢測信號時，根據(jù)來自電流檢測器23以及電壓檢測器24的逆變器4的輸出電流以及輸出電壓的檢測值，計算出當(dāng)前輸出電力Wc(步驟S102→S103)。又，當(dāng)沒有輸入停電檢測信號時，根據(jù)依照標(biāo)準(zhǔn)速度模式的通常狀態(tài)下的指令速度Vm，控制電梯速度(步驟S102→步驟S101)。
又，求出當(dāng)前速度的必要電力Ws(步驟S104)。此計算很難通過解析地計算出來，一般來講，對于各電梯負(fù)載狀態(tài)，作成確定按適當(dāng)區(qū)域劃分的速度所必要電力Ws的工作表，從工作表中進(jìn)行檢索，這樣就比較簡便。這里，速度控制電路21A根據(jù)電梯箱負(fù)載檢測器25的電梯箱負(fù)載檢測值以及編碼器20的速度反饋信號，如圖3所示那樣，從工作表T1中求出當(dāng)前速度下恒定速度運(yùn)行時所必要的電力Ws。
這樣，在速度控制電路21A中，設(shè)定了作為固定值的蓄電裝置11的能夠放電的電力Wo，首先判定當(dāng)前的輸出電力Wc是否超過能夠放電的電力Wo，當(dāng)前輸出電力Wc沒有超過能夠放電的電力Wo時，還能夠再提高速度，由于能夠?qū)崿F(xiàn)原速度曲線中的加速度，使得指令速度為符合標(biāo)準(zhǔn)速度模式的指令速度Vm(步驟S105→S106)。
另外，當(dāng)前輸出電力Wc超過能夠放電的電力Wo時，考慮兩者情況，一種情況是當(dāng)速度過快時需要減速，另一種情況是速度適當(dāng)，而因加速電力過大，此時需要維持當(dāng)前的速度。
即，判定當(dāng)前輸出電力Ws是否超過能夠放電的電力Wo，當(dāng)當(dāng)前輸出電力Ws超過能夠放電的電力Wo時，求得從上次指令速度中減去了減速設(shè)定值Dv后的新指令速度(步驟S107→步驟S108)。
相反，在當(dāng)前輸出電力Ws沒有超過能夠放電的電力Wo時，指令速度為根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)速度模式的指令速度Vm或者具有上次指令速度中任意一最小值的指令速度(步驟S107→步驟S109)。
根據(jù)這樣求得的指令速度而進(jìn)行速度控制的同時，求得的指令速度用于計算下次的指令速度并且存儲在內(nèi)裝的存儲器中(步驟S110)。
因此，即使在檢測出停電的情況下通過在蓄電裝置11的能夠放電的電力范圍內(nèi)進(jìn)行速度控制，能夠平穩(wěn)地運(yùn)行，即使在運(yùn)行開始后發(fā)生停電，也能夠不停止運(yùn)行而繼續(xù)工作。
又，在上述的流程圖中，當(dāng)前必要電力Ws超過能夠放電的電力Wo時，馬上減速(步驟S107→步驟S108)，根據(jù)當(dāng)前加速·減速的狀態(tài)，如果加之使減速平滑等的處理，則形成更加平滑的模式。
因此，根據(jù)上述實(shí)施形態(tài)1，當(dāng)三相交流電源1停電的情況下，在蓄電裝置11放電時不增加蓄電池12的過度負(fù)擔(dān)，能夠控制穩(wěn)定的電梯速度，并且能夠構(gòu)成價廉且使用壽命長的蓄電裝置11。
實(shí)施形態(tài)2
其次，在實(shí)施形態(tài)2中，速度控制電路21A具備如圖5所示的、根據(jù)電壓檢測器18的母線檢測電壓而檢測到停電的同時設(shè)定與放電電流及放電電壓所對應(yīng)的限定放電電流的工作表T2，使用此工作表T2可以求得蓄電裝置11能夠放電的電力。
圖5是用于根據(jù)蓄電裝置11的放電電壓而限定放電電流的工作表示例，利用檢測裝置的數(shù)據(jù)以及上述工作表作成限定電力的限定輸出。在同一工作表中，當(dāng)前放電電流是從蓄電裝置11當(dāng)前輸出的蓄電池12的放電電流，流過此電流時檢測蓄電池12的放電電壓并且在限定電流的項目中記載大于電壓欄電壓的限定放電電流。例如，當(dāng)前放電電流為A1安培以上、V11伏特以上，則沒有特別地限定電流，但在V11伏特與V12伏特之間，放電電流限定為A12安培。當(dāng)V12伏特以下時，則是記載了禁止放電等的工作表。當(dāng)然，如果更細(xì)致地劃分工作表，也就能夠得到更精確的結(jié)果。又，在速度控制中，從其結(jié)果來看，為了進(jìn)行速度控制總會有輸入，則對于工作表必須要設(shè)計得留有余地。又，從其限定電流考慮，一種簡單的方法是加上當(dāng)前的電壓成為限制電力。
即，在此實(shí)施形態(tài)2中，通過監(jiān)視輸入逆變器4的檢測三相交流電源1停電的電壓(直流母線電壓)而來實(shí)現(xiàn)。對此，不需增加特別的裝置，花費(fèi)較低。直流母線3的電壓除了停電以外，在極限點(diǎn)決定三相交流電源1供給的電力以及蓄電裝置11的輸出電力。但是，當(dāng)發(fā)生停電時，因停止了由三相交流電源1供給電力，而僅由蓄電裝置11的輸出電力來供給電力，則不能夠供給恒定以上的電力。然而，將逆變器4的必要電力作為恒定電力，則此時直流母線電壓要下降。因此，通過監(jiān)視直流母線3的電壓，能夠不需特別設(shè)備而檢測出停電狀態(tài)。當(dāng)檢測出停電時，與上述示例相同，逆變器4側(cè)所必要的電力因通過減速等穩(wěn)定在能夠進(jìn)行供給的電力上，因此，此后能進(jìn)行穩(wěn)定的運(yùn)行。
其次，參照圖6所示的流程圖對于本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2的速度控制電路21A的控制進(jìn)行說明。
首先，向逆變器4輸出根據(jù)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)速度模式的通常狀態(tài)的指令速度Vm來控制電梯速度(步驟S201)。在此狀態(tài)下，根據(jù)電壓檢測器18的輸出電壓檢測出停電時，根據(jù)來自電流檢測器23以及電壓檢測器24的逆變器4的輸出電流以及輸出電壓的測量值，計算當(dāng)前輸出電力Wc(步驟S202→步驟S203)。又，當(dāng)沒有輸入停電檢測信號時，根據(jù)依照標(biāo)準(zhǔn)速度模式的通常狀態(tài)下的指令速度Vm而控制電梯速度(步驟S202→步驟S201)。
又，與實(shí)施形態(tài)1相同，根據(jù)電梯負(fù)載檢測器25的電梯箱負(fù)載檢測值以及編碼器20的速度反饋信號，如圖3所示那樣，從工作表T1中求得當(dāng)前速度下恒定運(yùn)行速度所必要的電力Ws(步驟S204)。
又，根據(jù)充放電狀態(tài)檢測裝置14A的當(dāng)前放電電流以及放電電壓的測量值，從圖5所示的工作表T2中求得根據(jù)當(dāng)前放電電流及放電電壓的限定放電電流，并且從求得的限定放電電流與放電電壓的測量值的乘積而求取蓄電裝置11能夠放電的電力Wo(步驟S205)。
這樣，判定當(dāng)前輸出電力是否超過能夠放電的電力Wo，當(dāng)當(dāng)前輸出電力Wc沒有超過能夠放電的電力Wo時，還有提高速度的余地，由于能夠?qū)崿F(xiàn)原速度曲線中的加速度，則將指令速度作為依照標(biāo)準(zhǔn)速度模式的指令速度Vm(步驟S206→S207)。
另外，當(dāng)當(dāng)前輸出電力Wc超過能夠放電的電力Wo時，考慮兩者情況，當(dāng)速度過快時，此時必須減小速度。另外一種情況是當(dāng)速度適當(dāng)而用于加速度的電力過大時，則必須要維持當(dāng)前速度。
即，判定當(dāng)前輸出電壓Ws是否超過能夠放電的電力Wo，當(dāng)當(dāng)前輸出電壓Ws超過能夠放電的電力Wo時，求得從上次指令速度中減去減速設(shè)定值Dv的新的指令速度(步驟S208→步驟S209)。
相反，當(dāng)當(dāng)前輸出電力Ws沒有超過能夠放電的電力Wo時，指令速度為根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)速度模式的指令速度Vm或者具有上次指令速度中任意一最小值的指令速度(步驟S208→步驟S210)。
根據(jù)這樣求得的指令速度而進(jìn)行速度控制的同時，求得的指令速度用于計算下次的指令速度并且存儲在內(nèi)裝的存儲器中(步驟S211)。
因此，根據(jù)上述的實(shí)施形態(tài)2，根據(jù)直流母線3的電壓檢測值而檢測三相交流電源1的停電，在蓄電裝置11放電時沒有給蓄電池12增加過多負(fù)擔(dān)，能夠控制穩(wěn)定的電梯速度，可以構(gòu)成價廉并且使用壽命長的蓄電裝置11。
以下，速度控制電路21A根據(jù)電壓檢測器18檢測的的母線電壓的檢測電壓或停電檢測器22的檢測信號而檢測出停電同時，根據(jù)充放電狀態(tài)檢測裝置14A的檢測輸出，求得蓄電裝置11能夠放電的電力，這些在實(shí)施形態(tài)3、4中進(jìn)行說明。又，這些在實(shí)施形態(tài)3、4中的速度控制電路21A的動作按照如圖6所示流程圖，進(jìn)行與實(shí)施形態(tài)2同樣的動作。
實(shí)施形態(tài)3在實(shí)施形態(tài)3中，速度控制電路21A具備在根據(jù)電壓檢測器18的母線電壓的檢測電壓或者停電檢測器22的檢測信號而檢測出停電的同時、設(shè)定了如圖7所示的對應(yīng)于蓄電裝置11的蓄電池12溫度的限定放電電流的工作表T3，根據(jù)充放電狀態(tài)檢測裝置14A輸出的蓄電池12的溫度的檢測值，從上述工作表T3中求得限定放電電流并且從求得的限定放電電流與放電電壓的檢測值而求取蓄電裝置11能夠放電的電力。
實(shí)施形態(tài)4在實(shí)施形態(tài)4中，速度控制電路21A具備如圖8所示的、以蓄電裝置11的滿充電狀態(tài)為基準(zhǔn)、將充放電電流與充放電電壓的乘積以容量為單位進(jìn)行歸一化而設(shè)定1作為累積值的充電程度SOC所對應(yīng)的限定放電電流的工作表T4，根據(jù)由充放電狀態(tài)檢測裝置14A輸出的放電電流以及放電電壓的檢測值而求得的充電程度SOC，從工作表T4中求出限定放電電流并且從求得的限定放電電流以及放電電壓的檢測值中求出蓄電裝置11能夠放電的電力。
實(shí)施形態(tài)5其次，在實(shí)施形態(tài)5中，速度控制電路21A具備如圖9所示的設(shè)定了根據(jù)負(fù)載狀態(tài)的速度模式的工作表T5，根據(jù)電梯箱負(fù)載檢測器25檢測到的電梯箱負(fù)載檢測值，從工作表T5求得速度模式(例如V01,V02,V03,…,V0n)，使其生成按照求得的速度模式的速度指令，也能夠適用于實(shí)施形態(tài)1至實(shí)施形態(tài)4。
即，圖9是實(shí)施形態(tài)5的速度控制的速度模式的表，在圖9中表示了加速時的模式。記載了在開始后各時刻t1,t2,t3,…tn的速度的模式，并且通過使用該表，能夠?qū)崿F(xiàn)平滑地加速。此加速工作表T5的上升運(yùn)行側(cè)、下降運(yùn)行側(cè)分別不同。這里沒有進(jìn)行記載，減速側(cè)使用上述加速所對應(yīng)的減速模式工作表。但是，此工作表不是對應(yīng)于時間的速度，一般使用的是到停止為止的殘留距離所對應(yīng)的速度工作表。圖9中，無負(fù)載、％負(fù)載等表示各負(fù)載所對應(yīng)的模式。
現(xiàn)在，當(dāng)SOC充電程度因某種原因(包含故障)過分降低等被判定為運(yùn)行前蓄電裝置11輸出下降時，通過按照預(yù)先設(shè)定的速度模式進(jìn)行運(yùn)行，在商用電力的控制范圍以內(nèi)能夠平穩(wěn)地運(yùn)行。對于以往的電梯運(yùn)行模式，沒有根據(jù)負(fù)載大小的運(yùn)行模式。當(dāng)要在商用電力的控制范圍內(nèi)進(jìn)行運(yùn)行時，例如，無負(fù)載上升運(yùn)行基本上成為再生運(yùn)行，不需蓄電裝置11的放電。相反，對于無負(fù)載的下降運(yùn)行，因牽引運(yùn)行消費(fèi)電力變大。這樣，在負(fù)載及方向上設(shè)立的速度工作表能夠以最適速度進(jìn)行運(yùn)行。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，對于具有蓄電裝置的電梯的控制，即使在商用電源停電時，也能夠改變速度、加速度等，而能夠進(jìn)行穩(wěn)定的速度控制，使用低容量低價格的蓄電裝置并且可獲得即使在停電時也能夠穩(wěn)定控制速度的電梯控制裝置。
權(quán)利要求
1．一種電梯控制裝置，其特征在于，具備將交流電源的交流電進(jìn)行整流并且變換為直流電的變換器；將所述變換器輸出的直流電變換為可變電壓可變頻率的交流電而驅(qū)動電動機(jī)進(jìn)行電梯運(yùn)行的逆變器；設(shè)置于所述變換器與所述逆變器間的直流母線之間并且在電梯再生運(yùn)行時積蓄來自直流母線的直流電力而在牽引運(yùn)行時將積蓄的直流電力供給直流母線的蓄電裝置；控制所述直流母線對應(yīng)的所述蓄電裝置的充放電的充放電控制裝置；檢測停電的停電檢測手段；檢測所述逆變器的輸出電流的電流檢測手段；檢出所述逆變器的輸出電壓的電壓檢測手段；設(shè)置于所述電梯的電梯箱中并且測量電梯箱的負(fù)載的電梯箱負(fù)載檢測手段；檢測所述電梯運(yùn)行速度的速度檢測手段；根據(jù)電梯速度指令以及所述速度檢測手段的檢測值為了進(jìn)行速度控制而控制所述逆變器的速度控制手段，所述速度控制手段具備設(shè)定了對應(yīng)于速度以及電梯箱負(fù)載的必要電力的工作表，當(dāng)由所述停電檢測手段檢測到停電時，根據(jù)所述電流檢測手段檢測到的電流值及所述電壓檢測手段檢測到的電壓值而計算逆變器的輸出電力，根據(jù)由所述電梯箱的負(fù)載檢測手段檢測到的電梯箱負(fù)載及由所述速度檢測手段檢測到的速度而從所述工作表中求得必要電力，根據(jù)計算后的逆變器的輸出電力及求得的必要電力與所述蓄電裝置能夠放電的電力進(jìn)行比較，在能夠放電的電力范圍內(nèi)獲取進(jìn)行速度控制的速度指令。
2．如權(quán)利要求1所述的電梯控制裝置，其特征在于，所述速度控制手段中設(shè)定了作為所述蓄電裝置能夠放電的電力的固定值。
3．如權(quán)利要求1所述的電梯控制裝置，其特征在于，還具備至少測量所述蓄電裝置的溫度、充放電電流、充放電電壓中一項的充放電狀態(tài)檢測手段，所述速度控制手段具備設(shè)定了對于放電電流及放電電壓的限定放電電流的工作表，根據(jù)由所述充放電狀態(tài)檢測手段檢測到的放電電流及放電電壓的測量值，從所述工作表中求得限定放電電流，從求得的限定放電電流及放電電壓的測量值中求取所述蓄電裝置能夠放電的電力。
4．如權(quán)利要求3所述的電梯控制裝置，其特征在于，所述速度控制手段具備設(shè)定了對應(yīng)于溫度的限定放電電流的工作表，根據(jù)由所述充放電狀態(tài)檢測手段的溫度檢測值，從所述工作表中求得限定放電電流，從求得的限定放電電流與放電電壓的檢測值中求取所述蓄電裝置能夠放電的電力。
5．如權(quán)利要求3所述的電梯控制裝置，其特征在于，所述速度控制手段具備工作表，所述工作表以所述蓄電裝置的滿充電狀態(tài)為基準(zhǔn)，將充放電電流及充放電電壓的積以容量為單位進(jìn)行歸一化，設(shè)定了作為累積值的對應(yīng)于充電程度的限定放電電流，根據(jù)所述充放電狀態(tài)檢測手段檢測的放電電流及放電電壓的測量值而得到的充電程度，從所述工作表中求得限定放電電流，從所求得的限定放電電流及放電電壓的測量值中求得所述蓄電裝置能夠放電的電力。
6．如權(quán)利要求1所述的電梯控制裝置，其特征在于，所述速度控制手段具備設(shè)定了對應(yīng)于負(fù)載狀態(tài)的速度模式的工作表，根據(jù)由所述電梯箱檢測手段檢測到的電梯箱負(fù)載的測量值，從所述工作表中求得速度模式，并且生成依照求得的速度模式的速度指令。
7．如權(quán)利要求1所述的電梯控制裝置，其特征在于，所述停電檢測手段檢測所述交流電源的停電。
8．如權(quán)利要求1所述的電梯控制裝置，其特征在于，所述停電檢測手段根據(jù)所述直流母線的檢測電壓來檢測停電。
9．如權(quán)利要求1所述的電梯控制裝置，其特征在于，所述速度控制手段當(dāng)逆變器能夠放電的電力大于輸出電力且當(dāng)電梯正在加速時，繼續(xù)進(jìn)行加速。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電梯控制裝置,它使用低容量低價格的蓄電裝置,即使在停電時也能夠控制平穩(wěn)的速度,它具備變換器2、逆變器4、設(shè)置在直流母線3間的蓄電裝置11、控制蓄電裝置充放電的充放電控制電路15、停電檢測器、檢測逆變器的輸出電流及輸出電壓的電流檢測器23及電壓檢測器24、電梯箱負(fù)載檢測器25、編碼器20、控制逆變器的速度控制電路21A、設(shè)定了根據(jù)速度及電梯箱負(fù)載的必要電力的工作表、速度控制電路21A。
文檔編號B66B1/30GK1311152SQ0110836
公開日2001年9月5日 申請日期2001年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月28日
發(fā)明者田島仁, 荒木博司, 菅郁朗, 小林和幸 申請人:三菱電機(jī)株式會社