專利名稱：利用稀土永磁電動機實現(xiàn)電梯稱重和電氣自閉的方法
電梯稱重是現(xiàn)代高檔電梯驅(qū)動與控制技術(shù)遇到的十分重要的問題之一。對電梯實現(xiàn)稱重計量，不僅可以保護(hù)電梯動力系統(tǒng)負(fù)荷不越安全工作界限，防止拖動部件疲勞損壞造成電梯墜層、墩底等惡性事故發(fā)生，還可以決定電梯是否滿載直駛和實現(xiàn)起動預(yù)加載以提高乘梯人的舒適感。因此，稱重計量已成為現(xiàn)代電梯中不可缺少的技術(shù)組成部分，合理地解決這個問題，不僅直接影響到電梯的制造成本，更重的是影響到電梯的安全性和可靠性。
過去，實現(xiàn)電梯稱重的方法雖然有很多種，歸納起來有兩類A、轎箱底部稱重利用形變敏感元件和壓力敏感元件直接或間接測量轎箱底部承受的重力載荷，獲得與載荷大小相關(guān)的電信號，此電信號放大后送至超載報警系統(tǒng)和運行控制系統(tǒng)，并由這兩個系統(tǒng)按稱重結(jié)果做出是否運行和如何運行起動的判斷，完成稱重計量任務(wù)。
B、轎頂稱重利用形變敏感元件或壓力敏感元件直接或間接測量包含轎箱自重在內(nèi)的轎體總重力載荷，獲得與總載荷大小相關(guān)的電信號，此信號扣除轎箱自重部分后可以獲得轎箱內(nèi)實際載荷大小對應(yīng)的部分，將分離后的信號放大并送至超載報警系統(tǒng)和運行控制系統(tǒng)，由這兩個系統(tǒng)按稱重結(jié)果做出是否運行和如何運行起動的判斷，完成稱重計量任務(wù)。
上述兩類稱重方法除安裝位置有區(qū)別外，其他特征幾乎完全相同，其目的都是設(shè)法對矯箱內(nèi)部實際重力載荷實施計量，并將結(jié)果送至超載報警系統(tǒng)和運行起動控制系統(tǒng)，為電梯的安全、可靠、舒適的運行提供依據(jù)。
本發(fā)明是利用稀土永磁電動機實現(xiàn)電梯稱重功能的，與以往各種電梯稱重方法完全不同。不僅解決了稱重問題，同時也解決了電梯靜止時的電氣自閉問題。使電梯更加準(zhǔn)確、更加可靠、更加安全和更加經(jīng)濟(jì)。
本發(fā)明的技術(shù)原理敘述如下一部電梯總是由轎箱、乘載的人或物、對重鐵、曳引鋼繩、補償鏈、電纜等組成運行質(zhì)量系統(tǒng)的。對曳引輪而言，一般總是存在曳引輪兩側(cè)質(zhì)量不平衡，這種不平衡在曳引輪上產(chǎn)生不平衡轉(zhuǎn)矩，只要松開機械抱閘，這種不平衡轉(zhuǎn)矩便會反拖電動機自轉(zhuǎn)，于是電梯就從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)為溜梯狀態(tài)。溜梯的加速度直接由不平衡轉(zhuǎn)矩大小決定，不平衡轉(zhuǎn)矩越大，溜梯的加速度就越大。
當(dāng)電梯的拖動電機采用稀土永磁電動機時，不論該電動機是方波型還是正弦波型，也不論是直流型式還是交流形式，稀土永磁電動機都具有一個共同的特征，就是當(dāng)電動機受不平衡轉(zhuǎn)矩反拖時，只要采用適當(dāng)?shù)姆椒▽㈦妱訖C繞組短路，則被短路繞組在旋轉(zhuǎn)電勢的作用下將產(chǎn)生短路電流。電動機這時對外提供能耗制動轉(zhuǎn)矩，當(dāng)該能耗制動轉(zhuǎn)矩與電動機所受不平衡反拖轉(zhuǎn)矩平衡時，電梯溜梯的加速度為零，電梯保持勻速上升或勻速下降。因此，通過對電動機受不平衡轉(zhuǎn)矩反拖至均速自轉(zhuǎn)時的繞組短路電流的測量，就可以知道不平衡轉(zhuǎn)矩的大小，進(jìn)而可以準(zhǔn)確知道曳引輪兩側(cè)質(zhì)量的不平衡量，電梯的稱重目的也就實現(xiàn)了。
這種電梯稱重方法是對曳引輪兩側(cè)總的運動部件質(zhì)量失平衡的測量，并非僅僅對轎箱內(nèi)部載荷進(jìn)行測量。因此，這種稱重能夠反映整個運動系統(tǒng)的不平衡情況，同時包含了電梯轎箱所處的樓層位置帶來的不平衡量的變化。對電梯超載報警、滿載直駛，起動預(yù)加載而言，這種稱重方法獲得的結(jié)果能夠反映電梯總的質(zhì)量失平衡情況，這對保證電梯動力系統(tǒng)負(fù)荷不越安全工作界限、準(zhǔn)確施加起動預(yù)加載轉(zhuǎn)矩是最科學(xué)、最合理和最準(zhǔn)確的。
本發(fā)明的目的在于為電梯的稱重技術(shù)和自閉技術(shù)提供一種全新的方法，這種方法不僅實現(xiàn)了稱重功能和自閉功能，而且簡化了電梯產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，簡化了電梯現(xiàn)場安裝調(diào)試工作，降低了電梯成本，增加了安全性、可靠性和準(zhǔn)確性。
本發(fā)明的優(yōu)點在于利用了電梯拖動電動機做為稱重信號發(fā)生裝置，利用調(diào)速系統(tǒng)電流傳感器做為稱重信號的讀出裝置，省去了傳統(tǒng)稱重必需的稱重傳感器(形變敏感元件或壓力敏感元件)和稱重信號處理單元(放大器)，充分利用了電動機和電流傳感器資源。同時，稱重結(jié)果反映了電梯總失平衡情況，這是傳統(tǒng)方法無法達(dá)到的。對電梯運行控制而言，這種稱重結(jié)果更有意義，能真正達(dá)到超載定量保護(hù)，能從根本上解決電梯起動預(yù)加載問題，因為總失平衡量與起動預(yù)加載量在數(shù)值上是相等的。
本發(fā)明的優(yōu)點還在于利用了電梯拖動稀土永磁電動機，使繞組短路產(chǎn)生能耗制動轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)了電梯的電氣自閉能力。只要電梯處于靜止?fàn)顟B(tài)，包含運行途中停電情況在內(nèi)，這種電氣自閉能力將有效地阻止電梯向任何一個方向發(fā)生意外的快速運動，確保了電梯的安全性，機械抱閘失靈帶來的危險性就可以得到徹底的消除。電氣自閉與機械自閉(機械抱閘)為電梯的安全駐車提供了雙重保障。
本發(fā)明通過兩個實施例詳細(xì)說明工作過程實施例A與稱重功能相關(guān)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見說明書附

圖1，電梯運行操作過程按下列順序完成1、由稱重處理單元發(fā)信號，封鎖脈沖調(diào)制單元和操作逆變器與電流傳感器之間的短路器短路電動機繞組，電梯處于電氣自閉和機械自閉狀態(tài)。
2、松開機械抱閘，允許電梯在不平衡狀態(tài)下開始溜梯。
3、用定時器或測速發(fā)電機提供定時信號或者加速度為零的特征信號，結(jié)束稱重工作狀態(tài)。
4、根據(jù)稱重工作狀態(tài)期內(nèi)測取的短路電流值判斷電梯是否超載，如果達(dá)到超載限制，則通知超載報警單元，警示電梯超載并終止電梯運行；如果未達(dá)到超載限制，則將短路電流值連同電流極性一起送至起動預(yù)加載單元，該單元向電流調(diào)節(jié)器送出電梯正式開始運行前的初始電流指令(即預(yù)加載的量值)。
5、由稱重處理單元控制脈沖調(diào)制單元和短路器撒除封鎖并恢復(fù)開路，同時控制函數(shù)發(fā)生器按電梯運行曲線開始操作電梯正式運行。
6、電梯到達(dá)目的樓層后，對脈沖調(diào)制單元實行封鎖，同時短路器施行短路，電梯在短路器短路和機械抱閘狀態(tài)雙重作用下處于系統(tǒng)關(guān)閉狀態(tài)，此次運行任務(wù)完成，等待下次運行開始。
實施例B與稱重功能相關(guān)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見說明書附圖2，與實施例A的區(qū)別在于稀土永磁直流電動機替代了三相交流稀土永磁電動機，電流傳感器僅有一只，可逆運行功率放大器替代了逆變器，沒有位置傳感器。電梯運行操作過程與實施例A幾乎一樣，也是在封鎖脈沖調(diào)制單元的情況下短路電動機繞組，松開機械抱閘后測取短路電流判斷超載與否，不超載則將短路電流值與電流極性一起送至起動預(yù)加載單元，完成起動前的預(yù)加載功能。電梯正式運行時短路器處于開路狀態(tài)，電梯到達(dá)目的樓層后脈沖調(diào)制單元被封鎖，短路器短路，機械抱閘作用，電梯處于系統(tǒng)關(guān)閉狀態(tài)(電氣自閉和機械自閉)，等待下次運行開始。
權(quán)利要求
1.一種利用稀土永磁電動機實現(xiàn)電梯稱重和電氣自閉的方法，其特征在于電梯起動時短路該電動機繞組，利用短路電流大小和極性定量判斷電梯曳引輪總的失平衡轉(zhuǎn)矩的大小和方向，從而實現(xiàn)電梯且包含轎箱所處樓層位置造成的失平衡影響在內(nèi)的電梯稱重功能。
2.一種利用稀土永磁電動機實現(xiàn)電梯稱重和電氣自閉的方法，其特征在于電梯靜止時短路該電動機繞組，利用短路電流產(chǎn)生能耗制動轉(zhuǎn)矩平衡電梯曳引輪總的失平衡轉(zhuǎn)矩，從而實現(xiàn)電梯靜止時且包含運行途中停電情況在內(nèi)的電梯電氣自閉功能。
3.按照權(quán)力要求1和權(quán)力要求2所述的電梯稱重和電氣自閉方法，其特征在于利用了稀土永磁電動機做為稱重信號發(fā)生部件或電氣自閉阻尼部件；利用了調(diào)速系統(tǒng)的電流傳感器做為稱重信號的讀出部件；利用電磁短路器做為短路電動機繞組的執(zhí)行部件。
4.按照權(quán)力要求1和權(quán)力要求2所述的電梯稱重和電氣自閉方法，其特征在于電磁短路器聯(lián)接在功率逆變裝置或可逆功率放大裝置與三相交流稀土永磁電動機或直流稀土永磁電動機之間、電流傳感器之前的位置，使電動機繞組的短路電流能夠流過電流傳感器形成短路回路。
全文摘要
一種利用稀土永磁電動機實現(xiàn)電梯稱重和電氣自閉的方法,由稀土永磁電動機、電磁短路器、電流傳感器為核心部件組成稱重和自閉結(jié)構(gòu),利用電動機繞組被短路后其短路電流可以判斷電梯總失平衡量的特征完成電梯稱重功能;利用電動機繞組被短路后其短路電流產(chǎn)生能耗制動轉(zhuǎn)矩的特征完成電梯電氣自閉功能。此發(fā)明簡化了電梯結(jié)構(gòu),增加了安全性。
文檔編號G01G19/00GK1180837SQ9611875
公開日1998年5月6日 申請日期1996年8月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月28日
發(fā)明者孫德全, 羊彥, 楊飚, 張明濤, 郭建軍, 苗培柱, 王婭娜 申請人:西安現(xiàn)代電梯動力有限公司