專利名稱：交流電梯的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用以逆變器驅(qū)動感應(yīng)電動機的電梯的控制裝置第8圖展示出例如特開昭62-16994號公報所示的現(xiàn)有的交流電梯的控制裝置的電路圖。
圖中，(1)是三相交流電源;(2)是接到交流電源(1)上的電容器;(3)是連接在交流電源(1)上的、由三極管(3A)～(3F)和二極管(3a)～(3f)構(gòu)成的變(換)流器;(4)是插入變流器(3)直流側(cè)的扼流圈;(5)是通過扼流圈(4)接到變流器(3)直流側(cè)的、由三極管(5A)～(5F)和二極管(5a)～(5f)構(gòu)成的逆變器;(6)是接到逆變器(5)是交流側(cè)的電容器;(7)是接到逆變器(5)的交流側(cè)的提升用的感應(yīng)電動機。(8)是接到交流電源(1)上的緊急停止裝置夾持試驗(以下稱制動試驗)用的交流器;(9)是接到變流器(8)的直流側(cè)的制動試驗用的扼流圈;(10)是通過扼流圈(9)、接到變流器(8)的直流側(cè)，而交流側(cè)接到電動機(7)上的制動試驗用的逆變器。
現(xiàn)有的交流電梯的控制裝置的構(gòu)成如上所述。電梯在通常運轉(zhuǎn)時，交流電源(1)通過電容器(2)和變流器(3)變成直流，用扼流圈(4)進行平滑，并通過變流器(5)變成可變電壓、可變頻率的交流電，用來驅(qū)動電動機(7)。電容器(6)能減小逆變器(5)的輸出電流的紋波。
可是，在對作為電梯安全裝置的緊急停止裝置進行性能檢查的制轉(zhuǎn)試驗時，讓裝設(shè)在電梯廂內(nèi)的緊急停止裝置進行工作使之處于夾持導(dǎo)軌的狀態(tài)，使電機(7)向下降方向轉(zhuǎn)動。這時，由于電梯廂停止，所以驅(qū)動絞車把主繩索向電梯廂方面放出，于是，絞車在與主繩索之間空轉(zhuǎn)。也就是在這種狀態(tài)下試驗電梯廂是否不下滑。這時，電動機(7)為了克服主繩索和絞車的摩擦力，必須輸出較大的扭矩，相當于通常運行扭矩的300～400%。因此，在進行制動試驗時要使用制動試驗用的變流器(8)、扼流圈(9)和逆變器(10)，與通常運行時的變流器(3)、扼流圈(4)和逆變器(5)并聯(lián)運行。
如上所述，現(xiàn)有的交流電梯的控制裝置在進行制動試驗時，為了得到較大的扭矩而使用專用的變流器(8)、扼流圈(9)和逆變器(10)，因此而存在裝置龐大、價格高昂的問題。
本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，即它能提供這樣一種交流電梯控制裝置，不使用制動試驗時專用的變流器、扼流圈和逆變器也能產(chǎn)生必要的大扭矩。
另外，本發(fā)明的另一發(fā)明，其目的是提供一個為產(chǎn)生大扭矩而能進行自動控制的交流電梯控制裝置。
涉及本發(fā)明的交流電梯控制裝置對逆變器進行電流控制，必要時用轉(zhuǎn)換開關(guān)操作，可使電流指令值的勵磁電流成分增大。
還有，涉及本發(fā)明的另一發(fā)明的交流電梯控制裝置，在把上述的電流指令值固定下來的同時，當電動機速度在一定值以下、扭矩指令值在規(guī)定值以上時，使電流指令值的轉(zhuǎn)差頻率減小。
本發(fā)明在制動試驗等必要的時候，因為使逆變器的輸出電流的勵磁電流成分增大，所以電動機的一次電流即使很小也能產(chǎn)生大的扭矩。
本發(fā)明的另一發(fā)明，由于使電流指令值為一定值，而且使轉(zhuǎn)差頻率減小，所以，逆變器的輸出電流即使控制在一定值以下，也能產(chǎn)生大的扭矩。
第1圖～第4圖展示按本發(fā)明構(gòu)成的定流電梯控制裝置。第1圖是整體結(jié)構(gòu)圖;第2圖是電路圖;第3圖是第2圖中微機的電路方框圖;第4圖是電流的向量圖，第5圖～第7圖是本發(fā)明的另一個實施范例的展示圖，第5圖是電路圖;第6圖是第5圖中微機的控制運算方框圖;第7圖是第6圖中的算式(29)的流程圖;第8圖是展示現(xiàn)有交流電梯的控制裝置的電路圖。
圖中，(1)是三相交流電源;(3)是變流器;(5)是逆變器;(7)是三相感應(yīng)電動機;(11a)是速度指令值;(12a)是速度信號;(13)是轉(zhuǎn)換開關(guān);(14)是運算裝置;(17a)是電流信號;(18)是微型計算機;(18a)是電流指令值;(20)是加法器;(21)～(25)是算式;(26)是加法器;(27)是算式;(28)是乘法器;(29)是算式。
此外，圖中相同符號表示相同或相當?shù)牟糠帧?br> 第1圖～第4圖展示了本發(fā)明的一個實施范例，第1圖是整體結(jié)構(gòu)圖;第2圖是電路圖;第3圖是微型計算機(以下稱微機)的方框圖;第4圖是電流的向量圖，用相同符號來表示與現(xiàn)有裝置相同的部分。
本實施范例，從第1圖可知，設(shè)有計算裝置(14)，該計算裝置的輸入有由速度指令產(chǎn)生裝置(11)來的速度指令值(11a)、由檢測電動機速度的速度檢測器(12)來的速度信號(12a)和由轉(zhuǎn)換開關(guān)(13)來的勵磁電流成分轉(zhuǎn)換指令(13a)。利用該計算裝置(14)來計算電流指令值。當輸入轉(zhuǎn)換指令(13a)時，使電流指令值的勵磁電流成分加大，通過PWM(脈寬調(diào)制)比較器(15)來控制逆變器(5)，使其輸出電流的勵磁電流成分加大。
在第2圖和第3圖中有接到變流器(3)的直流側(cè)、用來平滑直流電壓的平滑電容器(16);檢測逆變器(5)的輸出電流并產(chǎn)生電流信號(17a)的電流檢測器(17);和微機(18)，它具有CPU(18A)、ROM(18B)、RAM(18C)、輸入電路(18D)～(18F)和輸出電路(18G)。輸入電路(18D)-(18F)分別接到速度指令產(chǎn)生裝置(11)、速度檢測器(12)和轉(zhuǎn)換開關(guān)(13)。輸出電路(18G)接到PWM比較器(15)。
具有以上構(gòu)成的電梯控制裝置，其微機(18)對速度指令值(11a)和速度信號(12a)進行比較運算而算出扭矩指令值。然后，根據(jù)這個扭矩指令值計算電流指令值(18a)，并送往PWM比較器(15)。在這里，對電流指令值(18a)和電流信號(17a)進行比較，借助該輸出，逆變器(5)把被PWM調(diào)制的輸出電流供給電動機(7)來進行速度控制，從而進行電梯廂(圖中未示出)的運行。
下面，用下式表示電動機(7)產(chǎn)生的扭矩Te。
Te＝K·Im·It……①式中
K由電動機(7)決定的比例常數(shù)Im電動機(7)的勵磁電流It電動機(7)的扭矩電流設(shè)扭矩指令值為Te＊，則扭矩電流It的計算式可按①式改寫為It=Te*K · I m]]>，因此，電流指令值(18a)I可按下式求得。
其實效值為｜I ｜Im2+(TeK · I m)2……③]]>輸向PWM比較器(15)。
另一方面，在作制動試驗時，轉(zhuǎn)換開關(guān)(13)閉合而輸入轉(zhuǎn)換指令(13a)，從而使電流指令值(18a)的勵磁電流成分增大，其計算式如下
勵磁電流Im、I′m、扭矩電流It、I′t以及逆變器(5)的輸出電流I的關(guān)系如第4圖所示與勵磁電流Im、I′m相比，扭矩電流It、I′t大得很多，而且相位相差90°，因此，③、④式可分別用下式表示｜I｜
Te/K·Im ……⑤
｜I′｜
Te/K′·I′m ……⑥然而，為了降低電動機(7)的噪聲而用低磁束設(shè)計，而加大勵磁電流則可以提高磁束密度。因此可以預(yù)見，由于磁束飽和而使電動扼(7)的常數(shù)下降并不大。其結(jié)果把⑤式機和⑥式作一比較則得下式｜I′｜＜｜I｜把流過逆變器(5)的電流減小，可以得到制動試驗時所必需的大扭矩。
第5圖～第7圖展示本發(fā)明的另一個實施范例，第5圖是電路圖，第6圖是微機(18)的控制運算方框圖，第7圖是算式(29)的流程圖。
第5圖雖然和第2圖一樣，但它沒有轉(zhuǎn)換開關(guān)(13)。
如第6圖所示，速度指令值(11a)和速度信號(12a)由加法器(20)進行加法運算，用算式(21)乘以傳遞函數(shù)K (1+TS)/(S) (K是系數(shù)，T是時間常數(shù)，S是算子)，而得出扭矩指令值T＊。扭矩指令值T＊以算式(22)設(shè)定上限值和下限值，以算式(23)乘以系數(shù)Kt而求出扭矩電流It。于是，用算式(24)求出I =I2m+I2t]]>，而算出電流指令值。另一方面，以算式(25)用系數(shù)Ks乘扭矩指令值來求轉(zhuǎn)差頻率ωs，用加法器(26)對轉(zhuǎn)差頻率ωs和速度ωr進行加法運算，從而求出逆變器(5)的輸出頻率ω。用算式(27)求出輸出頻率ω對時間t積分的角度ωt的正弦值Sinωt。用乘法器(28)對由算式(24)求得的電流I和由算式(27)求得的正弦值Sinωt進行相乘而求出電流的瞬時值，把它作為電流指令值而輸出給PWM比較器(15)。
其次，在制動試驗中，當速度指令值(11a)即使已輸出，而電動機(7)的扭矩仍不夠時，則由算式(27)求得的指令值T＊e超出由算式(22)所設(shè)定的限制值，這時，則按算式(29)進行運算。其過程由第7圖示出。
即，用(31)步來判斷扭矩指令值T＊e是否超過限制值，這時因為已超過限制值，于是進入(32)步來判斷速度是否在一定值以下。如果電動機(7)不轉(zhuǎn)動則速度是在一定值以下，因此進入(33)步來減小轉(zhuǎn)差頻率ωs的系數(shù)Ks。再用減小了的系數(shù)Ks進行第6圖的運算，而輸出電流指令值(18a)。電流指令值(18a)被算式(22)限定在一定值內(nèi)。另外，由于系數(shù)Ks減小，轉(zhuǎn)差頻率ωs也減小。這時，流入電動機(7)的電流的勵磁電流成分Im和扭矩電流成分It的關(guān)系由○式表達。
I t=L2R2Im · ω t ……⑦]]>式中L2電動機(7)的二次電感R2電動(77的二次電阻因此，若令，｜I ｜=I2m+I2t]]>=I m1+(L2R2ω t)2]]>=-定值 ……⑧]]>則Im∝ 1/(ωs)
當轉(zhuǎn)差頻率ωs變小時，電動機(7)的勵磁電流Im變大、內(nèi)部磁束變大。另外，由①、②式得出，Te∝I2mωs，因此Te∝ 1/(ωs) ，從而產(chǎn)生的扭矩也變大。所以，在逆變器(5)中流過的電流被抑制在一定值以下的情況下，可以產(chǎn)生制動試驗所需的大扭矩。
此外，當?shù)?圖(31)步中扭矩指令值T＊e為限制值時，并且速度超過一定值時，則進入(34)步，轉(zhuǎn)矩頻率ωs的系數(shù)Ks則仍為所定值。
如上所述，本發(fā)明在必要時若操作轉(zhuǎn)換開關(guān)，則電流指令值的勵磁電流成份增大，因此，即使不用制動試驗的專用變流器、扼流圈和逆變器，電動機也能產(chǎn)生必要的大扭矩，從而使該裝置體積小，價格低。
另外，本發(fā)明的另一個發(fā)明是，在固定電流指令值的同時，電動機速度也保持在一定值以下，當扭矩指令值超過所定值時，電流指令值的轉(zhuǎn)差頻率變小，所以上述的運算自動進行，可以省掉轉(zhuǎn)換開關(guān)。
權(quán)利要求
1.交流電梯的控制裝置，其特征為具有用變流器把交流電源變成直流，再用逆變器把這種直流變成可變電壓、可變頻率的交流，用這種變換出來的交流去驅(qū)動感應(yīng)電動機使電梯廂運行，同時，根據(jù)速度指令值和上述電動機的速度計算出電流指令值，把這電流指令值和上述逆變器的輸出電流進行比較而控制上述逆變器，在這樣的裝置中，設(shè)有必要時操作的轉(zhuǎn)換開關(guān)，另外還備有當操作這個轉(zhuǎn)換開關(guān)時能使上述電流指令值的勵磁電流成分增大的計算裝置。
2.權(quán)利要求第1項所述的交流電梯的控制裝置，其特征為逆變器的輸出電流值與轉(zhuǎn)換開關(guān)操作以前相比較，轉(zhuǎn)換開關(guān)操作后的值變小。
3.權(quán)利要求第1項或第2項的任何一項所述的交流電梯的控制裝置，其特征為電流指令值和逆變器的輸出電流的比較，由脈沖調(diào)制比較器來進行，并通過這個脈寬調(diào)制比較器來控制上述的逆變器。
4.交流電梯的控制裝置，其特征為用變流器把交流電源變?yōu)橹绷?，再用逆變器把這一直流變成可變電壓、可變頻率的交流，用這一變換出來的交流去驅(qū)動感應(yīng)電動機使電梯廂運行，同時，根據(jù)速度指令值和上述電動機的速度求出扭矩指令值，再根據(jù)這一扭矩指令值計算出電流指令值，把這一電流指令值和上述的逆變器的輸出電流加以比較來控制上述逆變器，在這樣的裝置中具有使上述電流指令值為一定值的計算裝置以及當上述電動機速度在一定值以下、上述扭矩指令值變?yōu)橹付ㄖ狄陨蠒r，使上述電流指令值的轉(zhuǎn)差頻率減小的計算裝置。
5.權(quán)利要求的第4項所述的交流電梯的控制裝置，其特征為電流指令值和逆變器的輸出電流的比較，由脈寬調(diào)制比較器來進行，并通過這個脈寬調(diào)制比較器來控制上述逆變器。
全文摘要
本發(fā)明為交流電梯的控制裝置，該裝置用變流器把變流電源變成直流，再用逆變器把這種直流變成可變電壓、可變頻率的交流，用這種變換出來的交流去驅(qū)動感應(yīng)電動機使電梯廂運行，同時，根據(jù)速度指令值和上述電動機的速度計算出電流指令值，把這電流指令值和上述逆變器的輸出電流進行比較而控制上述逆變器，在這樣的裝置中，設(shè)有必要時操作的轉(zhuǎn)換開關(guān)。另外還備有當操作這個轉(zhuǎn)換開關(guān)時能使上述電流指令值的勵磁電流成分增大的計算裝置。
文檔編號B66B5/00GK1030391SQ8810414
公開日1989年1月18日 申請日期1988年7月5日 優(yōu)先權(quán)日1987年7月6日
發(fā)明者棚橋徹 申請人:三菱電機株式會社