[发明专利]电梯控制装置

说明书

本发明涉及到用于由感应电动机驱动的电梯的控制装置。

在一套电梯系统中没有一个用于驱动车厢的感应电动机。而且该电动机受滑差频率控制，借助于可控的电动机转矩来操纵电梯车厢。图2所示先有技术中控制装置之例的方框图已公开于日本官方公报中，其专利申请的公布号为No.59-17879。

参考该图，其中标号1为三相交流电源端。标号2为电磁接触器，它与三相交流电源端相接。并且它在车厢9起动时闭合而停止时打开，如下所述。标号3指示一个变换器。从通过电磁接触器来的三相交流电源靠它变换成直流。标号4为一滤波电容器，跨接在变换器3的输出端。标号5为一脉冲宽度调制系统的逆变器，该系统连接到滤波电容器4的两端并将固定的直流电压变换成可变电压和可变频率的交流电压。一台三相感应电动机（以下称感应电动机）6受逆变器5的驱动。卷扬机的驱动滑轮7受感应电动机6驱动，主缆绳8卷绕在驱动滑轮7上。车厢9和平衡锤10分别接在该缆绳8的两端而联系着。测速发动机11检测感应电动机6的转速而后发出一个速度信号11a。一个加法器13用于从速度指令信号12中减去速度信号11a并发出一个偏差信号。加法器13连接有一个补偿元件14，用于改善速度控制环路的响应。它具有转移函数G（S）并输出一个滑差频率指令信号14a。一个加法器15用于加滑差频率指令信号14a和速度信号11a。一个电压指令发生器16，它根据接收加法器15的输出15a而产生一个电压指令信号16a，同时频率指令发生器17也同理产生一个频率指令信号17a。一个开关装置18在滑差频率指令信号14a为正或零值时。使动触头18a和18b分别与定触头a相接触，而当滑差频率指令信号14a是负值时，该动触头即分别与定触头b相接触。传动数变换器（gain    changer）19与动触头18a所接触的定触头b相接，并根据所接收的从加法器15来的输出15a的数值产生一组输出值。功率控制装置20与动触头18b所接触的定触头b相接，并根据所接收的速度信号11a而产生频率指令信号（固定值），借此而使从感应电动机6反馈到直流侧的反馈功率变为零值。逆变器控制装置21，它根据电压指令信号16a，频率指令信号17a，传动数变换器19的输出和功率控制装置20的频率指令信号来控制逆变器5的输出电压和输出频率。

先有技术中的电梯控制装置为如上所述的构造，因此在感应电动机6通过运行期间，滑差频率指令信号14a是按照在速度命令信号12与速度信号11a之间产生的偏差而计算的，它是正值，故动触头18a和18b分别保持在图中所示的与定触头a相接触，因此，滑差频率指令信号14a与速度信号11a由加法器15进行相加，而合成的输出信号15a被送到电压指令发生器16和频率指令发生器17。在电压指令发生器16和频率指令发生器17中分别产生电压指令信号16a和频率指令信号17a，如此一来输出电压/输出频率基本上满足于一固定的比例关系。逆变器控制装置21根据这些指令信号控制着构成逆变器5的开关元件，并使感应电动机6产生相应于滑差频率指令信号14a的转矩。

同时，在电梯中，当车厢9被减速和停止时，机械能通过感应电动机6被转换成电能，并通过逆变器5而将反馈功率反送到直流侧。在这种场合下，当执行上述的使输出电压/输出频率基本上为常数的控制方式时，反馈能量便被储存在滤波电容器4中。而由此使端电压升高，并使电容器4本身和逆变器5有可能损坏。

所以，在感应电动机6反馈运行的方式中，当检测到滑差频率指令信号14a已变成负值时，开关装置18即将动触头18a和18b转换到定触头b侧。这样一来，滑差频率指令信号14a便被直接地输入到传动数变换器19中，而后者的输出则作为电压指令信号被加到逆变器控制装置21。此外，功率控制装置20收到速度信号11a作为其输入而建立起构成反馈功率为零的频率指令信号，并将此信号加到逆变器控制装置21，此种使反馈功率为零的控制方式仅意味着将全部机械能量消耗在电动机内。为达到此目的而产生频率指令信号的功率控制装置20的原理将参照图3中所示的感应电动机等效电路解释于后。

参照图3，假使在感应电动机6中的电力P₁已知为

P₁＝v²_g+r₁（ (V)/(Z) ）²+r₂（ (V)/(Z) ）²……（1）