專利名稱：電梯控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)用二次電池的節(jié)能型電梯控制裝置。


圖13為以往的應(yīng)用二次電池對(duì)電梯進(jìn)行控制的控制裝置基本構(gòu)成圖。
在圖13中，1表示三相交流電源，2表示將三相交流電源1輸出的交流電變換為直流電的用二極管等構(gòu)成的變換器，用變換器2變換得到的直流電供給直流母線3。4為進(jìn)行電梯速度位置控制的由后述的速度控制裝置加以控制的逆變器，它將通過直流母線3供電的直流電變換為所希望的可變電壓可變頻率的交流電，然后供給交流電動(dòng)機(jī)5，通過這樣驅(qū)動(dòng)與交流電動(dòng)機(jī)5直接連接的電梯曳引機(jī)6旋轉(zhuǎn)，通過卷繞在曳引機(jī)6上的曳引鋼絲繩7對(duì)在其兩端連接的轎廂8及對(duì)重9進(jìn)行升降控制，使轎廂8內(nèi)的乘客到達(dá)規(guī)定的樓層。
這里轎廂8與對(duì)重9的重量這樣設(shè)計(jì)，使半數(shù)定員的乘客進(jìn)入轎廂8內(nèi)時(shí)，使兩者重量基本相同。即，無負(fù)載時(shí)使轎廂8升降情況下，轎廂8下降時(shí)為動(dòng)力運(yùn)動(dòng)，上升時(shí)為再生運(yùn)行。反之，定員人數(shù)乘電梯時(shí)使轎廂8升降情況下，轎廂8下降時(shí)為再生運(yùn)動(dòng)，上升時(shí)為動(dòng)力運(yùn)行。
10為用微型計(jì)算機(jī)等構(gòu)成的電梯控制電路，對(duì)整個(gè)電梯進(jìn)行管理及控制。11為設(shè)置在直流母線3之間的蓄電裝置，在電梯再生運(yùn)行時(shí)貯存電能，在動(dòng)力運(yùn)行時(shí)，與變換器2一起將貯存的電能供給逆變器4，它由二次電池12及對(duì)該二次電池12進(jìn)行充放電控制的DC-DC變換器13構(gòu)成。
這里，DC-DC變換器13具有降壓型斬波電路及升壓型斬波電路兩部分，所述降壓型斬波電路由電抗器13a、與該電抗器13a串聯(lián)的充電電流控制門13b、以及與下述的放電電流控制門13d反向并聯(lián)的二極管13c構(gòu)成；所述升壓型斬波電路由電抗器13a、與該電抗器13a串聯(lián)的放電電流控制門13d、以及與上述充電電流控制門13b反向并聯(lián)的二極管13e構(gòu)成。充電電流控制門13b及放電電流控制門13d，是根據(jù)測(cè)量蓄電裝置11充放電狀態(tài)的充放電狀態(tài)測(cè)量裝置14的測(cè)量值及電壓測(cè)量裝置18的測(cè)量值，利用充放電控制電路15進(jìn)行控制的。另外，在該以往例子中，采用二次電池12與DC-DC變換器13之間設(shè)置的電流測(cè)量裝置作為充放電狀態(tài)測(cè)量裝置14。
16與17表示設(shè)置在直流母線3之間的再生電流控制門與再生電阻，18表示測(cè)量直流母線3的電壓的電壓測(cè)量裝置，19表示根據(jù)后述的速度控制電路發(fā)出的再生控制指令進(jìn)行控制的再生控制電路，在再生運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)電壓測(cè)量裝置17的測(cè)量電壓達(dá)到規(guī)定值以上時(shí)，則根據(jù)再生控制電路19的控制信號(hào)對(duì)再生電流控制門16進(jìn)行接通脈沖寬度的控制，再生功率通過再生電阻17流過的電流變換為熱能消耗掉。
20表示與曳引機(jī)6直接連接的編碼器，21表示對(duì)電梯進(jìn)行位置及速度控制的速度控制電路，它是根據(jù)電梯控制電路10發(fā)出的指令以及速度指令和來自編碼器22的速度反饋輸出，通過控制逆變器4的輸出電壓及輸出頻率來實(shí)現(xiàn)的。
下面說明上述構(gòu)成的動(dòng)作。
在電梯動(dòng)力運(yùn)行時(shí)，由三相交流電源1及蓄電裝置11兩方面對(duì)逆變器4供給功率。蓄電裝置11由二次電池12及DC-DC變換器13構(gòu)成，利用充放電控制電路15進(jìn)行控制。一般為了使構(gòu)成的裝置既小又價(jià)格便宜，要減少二次電池12的個(gè)數(shù)，二次電池12的輸出電壓也低于直流母線3的電壓。另外，直流母線3的電壓基本上控制在將三相交流電源1整流后的電壓附近。因而，二次電池12充電時(shí)，必須使直流母線3的母線電壓下降，放電時(shí)，必須使直流母線3的母線電壓升降。因此采用DC-DC變換器13。該DC-DC變換器13的充電電流控制門13b及放電電流控制門13d是利用充放電控制電路15進(jìn)行控制。
圖14及圖15所示為充放電控制電路15在放電時(shí)及充電時(shí)進(jìn)行控制的流程圖。
首先說明圖14所示的放電控制時(shí)的情況。
作為控制系統(tǒng)也可以對(duì)電壓控制構(gòu)成電流控制局部環(huán)路等，進(jìn)行更高穩(wěn)定性的控制，但這里為了簡(jiǎn)化起見，用母線電壓控制方式進(jìn)行說明。
首先，利用電壓測(cè)量裝置17測(cè)量直流母線3的母線電壓(步驟S11)。充放電控制電路15將該測(cè)量電壓與所希望的電壓設(shè)定值進(jìn)行比較，判斷測(cè)量電壓是否超過電壓設(shè)定值(步驟S12)，若測(cè)量電壓未超過設(shè)定值，則接下來判斷充放電狀態(tài)測(cè)量裝置14得到的二次電池12的放電電流測(cè)量值是否超過規(guī)定值(步驟S13)。
根據(jù)這些判斷結(jié)果，當(dāng)測(cè)量電壓超過設(shè)定值時(shí)，或測(cè)量電壓雖未超過設(shè)定值，但二次電池12的放電電流測(cè)量值超過規(guī)定值時(shí)，要減小放電電流控制門13d的接通脈沖寬度，即求出對(duì)現(xiàn)在的接通時(shí)間減去調(diào)整時(shí)間DT的新的門接通時(shí)間(步驟S14)。
另外，在上述步驟S13中，當(dāng)判斷為利用電流檢測(cè)裝置14得到的二次電池12的放電電流測(cè)量值未超過規(guī)定值時(shí)，要增加放電電流控制門13d的接通脈沖寬度，即求出對(duì)現(xiàn)在的接通時(shí)間加上調(diào)整時(shí)間ST的新的門接通時(shí)間(步驟S15)。根據(jù)這樣求得的門接通時(shí)間，對(duì)放電電流控制門13d進(jìn)行接通控制，同時(shí)將求得的門接通時(shí)間作為現(xiàn)在的接通時(shí)間存儲(chǔ)在內(nèi)裝的存儲(chǔ)器中(步驟S16)。
這樣，通過增加放電電流控制門13d的接通脈沖寬度，使二次電流12流出更多的電流，結(jié)果增加了供給功率，同時(shí)因供給功率而使直流母線3的母線電壓上升。若考慮動(dòng)力運(yùn)行，則電梯需要供電，該功率由上述二次電池12的放電及三相交流電源1的供電來保證。若進(jìn)行控制使母電壓大于利用三相交流電源1的供電而得到的變換器2的輸出電壓，則所有功率均由二次電池12供給。但是，為了構(gòu)成便宜的蓄電裝置11，就要設(shè)計(jì)成不是全部功率由二次電池12供給，要使二次電池12的供電及三相交流電源1的供電按照適當(dāng)?shù)谋壤峙洹?br> 即在圖14中，將放電電流測(cè)量值與供給分配相應(yīng)的電流(規(guī)定值)進(jìn)行比較，若超過規(guī)定值，則增加放電電流控制門13d的接通脈沖寬度，使供給量再增加，而若放電電流測(cè)量值未超過規(guī)定值，則縮短放電電流控制門13d的接通脈沖寬度，限制供電。若這樣控制，則逆變器4所需要的功率中，由二次電池12供給的功率部分受到限制，直流母線3的母線電壓降低，結(jié)果從變換器2開始供電。這些過程由于是在非常短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，實(shí)際上為了供給電梯需要的功率，能夠穩(wěn)定在一個(gè)適當(dāng)?shù)哪妇€電壓，由二次電池12與三相交流電源1按所希望的比例供電。
下面說明圖15所示的充電控制時(shí)的情況。
在由交流電動(dòng)機(jī)5有功率再生時(shí)，直流母線3的母線電壓將因該再生功率而上升。當(dāng)該電壓高于變換器2的輸出電壓時(shí)，停止由三相交流電源1供電。在沒有蓄電裝置11時(shí)，若該狀態(tài)持續(xù)，則直流母線3的電壓將上升，因此若檢測(cè)直流母線3的母線電壓的電壓測(cè)量裝置17所測(cè)量的電壓值達(dá)到某規(guī)定電壓，則再生控制電路19動(dòng)作，使再生電流控制門16閉合。這樣，有電流流過再生電阻17，消耗掉再生功率，同時(shí)利用電磁制動(dòng)效應(yīng)，使電梯減速。但是，在有蓄電裝置11時(shí)，以規(guī)定電壓以下的電壓，利用充放電控制電路15進(jìn)行控制，將該功率對(duì)蓄電裝置11進(jìn)行充電。
即如圖15所示，若利用電壓測(cè)量裝置17得到的直流母線3的母線電壓測(cè)量值超過規(guī)定電壓，則充放電控制電路15就檢測(cè)得知是再生狀態(tài)，通過增加充電電流控制門13b的接通脈沖寬度，使二次電流12的充電電流增加(步驟S21→S22→S23)。不久，若來自電梯的再生功率減少，則隨之直流母線3的電壓也下降，由于電壓測(cè)量裝置17的測(cè)量值不超過規(guī)定電壓。因此進(jìn)行控制使充電電流控制門13b的接通脈沖寬度減小，控制充電功率也減小(步驟S21→S22→S24)。
這樣，通過監(jiān)視直流母線3的母線電壓，對(duì)充電功率進(jìn)行控制，就能夠?qū)⒛妇€電壓控制在適當(dāng)范圍內(nèi)進(jìn)行充電。另外，在以往是通過再生功率將消耗的功率加以貯存再利用而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的。在充電裝置由于故障等某種理由不能消耗功率時(shí)，作為備用措施是使上述再生控制電路19動(dòng)作，通過電阻消耗再生功率，使電梯適當(dāng)減速。再生功率因電梯容量等而異，一般住宅用電梯為2kVA左右，在最大減速時(shí)為4kVA左右。
另外，用再生控制電路19監(jiān)視直流母線3的電壓，若超過規(guī)定電壓，則要利用再生電阻17消耗掉上述功率，即利用再生控制電路19控制再生電流控制門16的接通脈沖寬度，通過這樣使再生功率通過再生電阻17消耗掉。該脈沖寬度控制有各種各樣方式，簡(jiǎn)單起見，可根據(jù)下式?，F(xiàn)在設(shè)再生電流控制門16開始接通時(shí)的直流母線3的電壓為VR，由于再生電阻17的值為已知，因此若電路接通(閉合)，則流過的電流IR可通過簡(jiǎn)單計(jì)算求出，而且由于想消耗的最大功率為已知，因此設(shè)該功率(VA)為WR，則只需要產(chǎn)生占空比為WR/(VR×IR)的接通脈沖即可，這只要一面監(jiān)視直流母線電壓一面進(jìn)行控制即可。但是，這始終只是以再生電阻17消耗掉全部再生功率為目的的。
發(fā)明目的但是，在上述以往的電梯控制中，蓄電裝置11根據(jù)蓄電裝置11的溫度、充電程度等所有條件，即以蓄電裝置11的滿充電狀態(tài)為100％，將充放電電流與充放電電壓之積以容量歸一化累積之值SOC(:State of Charge充電狀態(tài))等所有條件，必須裝備有能夠?qū)⒃偕β始右猿潆姷拇笕萘慷坞姵?2。因此，必須要高價(jià)的大型蓄電裝置11。
本發(fā)明正是為解決上述問題而提出的，其目的在于得到采用小容量、低價(jià)蓄電裝置的電梯控制裝置，所述電梯控制裝置在放電控制時(shí)，也能夠進(jìn)行穩(wěn)定的速度控制。
發(fā)明概述本發(fā)明的電梯控制裝置，其特征在于，具有將交流電源輸出的交流電整流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并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)使電梯運(yùn)行的逆變器；設(shè)置在上述變換器與上述逆變器之間的直流母線間、在電梯再生運(yùn)行時(shí)貯存來自直流母線的直流電、而在動(dòng)力運(yùn)行時(shí)將貯存的直流電供給直流母線的蓄電裝置；對(duì)上述蓄電裝置相對(duì)于上述直流母線的充放電進(jìn)行控制的充放電控制裝置；對(duì)上述蓄電裝置的溫度、充放電電流、充放電電壓的至少一項(xiàng)進(jìn)行測(cè)量的充放電狀態(tài)測(cè)量手段；對(duì)上述逆變器輸出電流進(jìn)行檢測(cè)的電流檢測(cè)手段；對(duì)上述逆變器輸出電壓進(jìn)行檢測(cè)的電壓檢測(cè)手段；對(duì)上述電梯速度進(jìn)行檢測(cè)的速度檢測(cè)手段；以及根據(jù)電梯速度指令及來自上述速度檢測(cè)手段的檢測(cè)值對(duì)上述逆變器進(jìn)行控制以控制速度的速度控制手段。上述速度控制手段，根據(jù)上述電流檢測(cè)手段的檢測(cè)電流值及上述電壓檢測(cè)手段的檢測(cè)電壓值，計(jì)算逆變器輸出功率，再根據(jù)上述充放電狀態(tài)測(cè)量手段的測(cè)量值求出上述蓄電裝置能夠放慢功率，然后求出該能夠放電功率與上述交流電源的限制功率之和所給出的限制功率最大值，根據(jù)上述逆變器輸出功率與上述限制功率最大值的比較結(jié)果，改變速度指令。
另外，其特征在于，上述速度控制手段具有相對(duì)于放電電流及放電電壓的限制放電電流設(shè)定表，根據(jù)來自上述充放電狀態(tài)測(cè)量手段的放電電流及放電電壓測(cè)量值，從上述表中求出限制放放電流，再根據(jù)求出的限制放電電流與放電電壓測(cè)量值，求出上述蓄電裝置能夠放電功率。
另外，其特征在于，上述速度控制手段具有相對(duì)于充電程度的限制放電電流設(shè)定表，上述充電程度是以上述蓄電裝置的滿充電狀態(tài)作為100％，將充放電電流與充放電電壓之積以容量歸一化累積的值，然后根據(jù)來自上述充放電狀態(tài)測(cè)量手段的放電電流及放電電壓測(cè)量值得到充電程度，根據(jù)上述充電程度從上述表中求出限制放電電流，再根據(jù)求出的限制放電電流與放電電壓測(cè)量值，求出上述蓄電裝置能夠放電功率。
另外，其特征在于，上述速度控制手段相應(yīng)于上述蓄電裝置的溫度具有若干個(gè)表，根據(jù)上述充放電狀態(tài)測(cè)量手段得到的溫度測(cè)量值，選擇相應(yīng)的表。
另外，其特征在于，上述速度控制手段具有與負(fù)載狀態(tài)相應(yīng)的速度模式設(shè)定表，在根據(jù)上述充放電狀態(tài)測(cè)量手段得到的測(cè)量值判斷為上述蓄電裝置有故障時(shí)，根據(jù)上述轎廂負(fù)載測(cè)量手段測(cè)量的轎廂負(fù)載測(cè)量值，從上述表中求出速度模式，再按照求出的速度模式，生成速度指令。
另外，其特征在于，上述速度控制手段具有相對(duì)于轎廂負(fù)載及上述蓄電裝置能夠放電功率的最大速度指令值設(shè)定表，根據(jù)上述充放電狀態(tài)測(cè)量手段的測(cè)量值，求出上述蓄電裝置的能夠放電功率，根據(jù)上述轎廂負(fù)載測(cè)量手段測(cè)量的轎廂負(fù)載測(cè)量值及求出的能夠放電功率，從上述表中求出最大速度指令，再根據(jù)速度指令與最大速度指令的比較結(jié)果，改變速度指令。
另外，其特征在于，上述速度控制手段具有與轎廂負(fù)載及上述蓄電裝置的能夠放電功率對(duì)應(yīng)的若干個(gè)速度模式表，根據(jù)上述充放電狀態(tài)測(cè)量手段的測(cè)量值，求出上述蓄電裝置的能夠放電功率，根據(jù)上述轎廂負(fù)載測(cè)量手段測(cè)量的轎廂負(fù)載測(cè)量值，選擇上述的表，再根據(jù)選擇的速度模式進(jìn)行速度控制。
附圖簡(jiǎn)要說明圖1所示為本發(fā)明的電梯控制裝置的構(gòu)成方框圖。
圖2為本發(fā)明的停電時(shí)速度控制的說明圖，以橫軸為時(shí)間，所示波形為電梯動(dòng)力運(yùn)行時(shí)的功率波形圖。
圖3所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1中速度控制電路21A具有的相對(duì)于放電電流及放電電壓的限制放電電流設(shè)定表T1。
圖4所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1中速度控制電路21的控制流程圖。
圖5所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2中速度控制電路21A具有的相對(duì)于充電程度SOC的限制放電電流設(shè)定表T2。
圖6所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)3中速度控制電路21A具有的相對(duì)于充電程度SOC的相應(yīng)于不同溫度的若干個(gè)限制放電電流設(shè)定表T2a、T2b、T2c、……。
圖7所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)4中速度控制電路21A具有的對(duì)應(yīng)于負(fù)載狀態(tài)的速度模式設(shè)定表T3。
圖8所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)5中速度控制電路21A具有的相對(duì)于轎廂負(fù)載及蓄電裝置11的能夠放電功率的最大指令速度設(shè)定表T4。
圖9所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)5中速度控制電路21A的控制流程圖。
圖10所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)6中速度控制電路21A具有的根據(jù)能夠放電功率及負(fù)載測(cè)量值選擇的、按照定時(shí)器中斷次數(shù)的指令速度設(shè)定表T5。
圖11所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)6中速度控制電路21A具有的相應(yīng)于剩余距離的指令速度設(shè)定表T6。
圖12所示為本發(fā)明實(shí)施形態(tài)6的速度控制電路21A的控制流程圖。
圖13所示為以往例子的電梯控制裝置構(gòu)成方框圖。
圖14所示為圖13所示的充放電控制電路15放電時(shí)的控制流程圖。
圖15所示為圖13所示的充放電控制電路15充電時(shí)的控制流程圖。
實(shí)施形態(tài)在本發(fā)明中，是根據(jù)蓄電裝置的能夠放電功率對(duì)電梯速度進(jìn)行控制的，能提供具有很長(zhǎng)壽命電池的蓄電裝置的電梯。
圖1所示為本發(fā)明的電梯控制裝置的構(gòu)成方框圖，與圖13所示的以往例子相同的部分標(biāo)以相同符號(hào)，并省略其說明。新的符號(hào)有，14A及21A表示本發(fā)明的充放電狀態(tài)測(cè)量裝置及速度控制電路，22表示對(duì)三相交流電源1停電進(jìn)行檢測(cè)的停電檢測(cè)器，23及24表示對(duì)逆變器4的輸出電流及輸出電壓進(jìn)行測(cè)量的電流測(cè)量裝置及電壓測(cè)量裝置，25表示設(shè)置在轎廂8的轎廂室及轎廂框架底部之間的對(duì)轎廂負(fù)載進(jìn)行測(cè)量的轎廂負(fù)載測(cè)量裝置，充放電狀態(tài)測(cè)量裝置14A具有對(duì)蓄電裝置11的充放電電流、充放電電壓及溫度進(jìn)行測(cè)量的各測(cè)量部分，將這些測(cè)量值及充電程度輸出給速度控制電路21A，所述充電程度即是以蓄電裝置11的滿充電狀態(tài)為100％，將充放電電流與充放電電壓之積以容量歸一化累積之值的SOC(:State of Charge)，速度控制電路21A根據(jù)來自停電檢測(cè)器22或電壓測(cè)量裝置18的停電檢測(cè)信號(hào)、來自充放電狀態(tài)測(cè)量裝置14A的充放電狀態(tài)、來自編碼器20的速度反饋信號(hào)、來自電流測(cè)量裝置22及電壓測(cè)量裝置23的各測(cè)量值、以及來自轎廂負(fù)載測(cè)量裝置的轎廂負(fù)載測(cè)量值，在運(yùn)行中檢測(cè)到停電時(shí)，向逆變器4輸出速度指令，在蓄電裝置11的能夠放電功率范圍內(nèi)對(duì)速度進(jìn)行控制。
圖2為本發(fā)明的停電時(shí)速度控制的說明圖，以橫軸為時(shí)間，所示波形為電梯動(dòng)力運(yùn)行時(shí)的功率波形圖。圖2(a)所示功率波形為電梯在滿員時(shí)上升方向運(yùn)行等動(dòng)力運(yùn)行的情況。功率大概是兩部分的總和，一部分是如圖2(b)所示的取決于電梯速度的功率項(xiàng)，另一部分是如圖2(c)所示的取決于加減速的功率項(xiàng)。加速中的功率曲線在最高速附近達(dá)到峰值51，在恒速時(shí)為不變功率52，隨著減速開始，則功率減小53。一般，由二次電池12進(jìn)行放電時(shí)，由于其溫度及放電時(shí)的電池電壓等因素，能夠放電的電流值受到限制。如果裝有的二次電池12在任何情況下都有余量，則價(jià)格昂貴，因此在特定條件下必須對(duì)二次電池12的放電加以限制。另外，在限制由二次電池12進(jìn)行放電時(shí)，雖然也可以用三相交流1來代替，但這種情況下，饋電裝置容量大，合同需要功率大，因而價(jià)格提高。所以本發(fā)明是在限制蓄電裝置11的放電電流時(shí)，在三相交流電源1的允許功率范圍內(nèi)使電梯運(yùn)行。
下面說明具體的各實(shí)施形態(tài)。
實(shí)施形態(tài)1在本實(shí)施形態(tài)1中，速度控制電路21A具有相對(duì)于放電電流及放電電壓的限制放電電流設(shè)定表T1，如圖3所示，用該表T1，求出蓄電裝置11的能夠放電的功率，然后求出該能夠放電的功率與交源電源1的限制功率之和所給出的限制功率最大值，根據(jù)逆變器4的輸出功率與限制功率最大值的比較結(jié)果，改變速度指令。
首先對(duì)圖3進(jìn)行說明，圖3是根據(jù)蓄電裝置11放電時(shí)的電壓來限制放電電流用的一個(gè)例子，根據(jù)來自充放電狀態(tài)測(cè)量裝置14A的充放電狀態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)及上述表T1，生成限制功率最大值。在該表中，當(dāng)前放電電流是由蓄電裝置11當(dāng)前輸出的二次電池2的放電電流，測(cè)量二次電池12的放電電壓，將電壓欄的電壓以上的限制電流記在限制電流欄中。例如表中，當(dāng)前放電電流在A1安以上時(shí)，若為V11伏，則無特別限制電流，而在V11伏與V12伏之間，則限制為A12安，在V12伏以下時(shí)，則記為禁止放電等。當(dāng)然，如果再細(xì)分該表，則能得到更好的結(jié)果。另外，在速度控制中，由于是依照該結(jié)果進(jìn)行速度控制，因此不管怎樣總有滯后，所以對(duì)于表格必須預(yù)先考慮到余量進(jìn)行設(shè)計(jì)。另外，由該限制電流乘以當(dāng)前電壓，很簡(jiǎn)單得到限制功率。
下面參照?qǐng)D4所示的流程說明本實(shí)施形態(tài)1的速度控制電路21A的控制過程。
在圖4中正在運(yùn)行，首先根據(jù)電梯運(yùn)行的目標(biāo)位置、當(dāng)前指令速度、當(dāng)前位置等，按照標(biāo)準(zhǔn)速度模式求出指令速度Vm，進(jìn)行速度控制(步驟S101)。然后根據(jù)來自電流測(cè)量裝置23及電壓測(cè)量裝置24的逆變器4的輸出電流及輸出電壓的測(cè)量值，計(jì)算現(xiàn)在的輸出功率Wc(步驟S102)。
在這之后，根據(jù)來自充放電狀態(tài)測(cè)量裝置14的測(cè)量值，求出蓄電裝置11的能夠放電功率Wo，將該能夠放電功率加上預(yù)先規(guī)定的工頻電源(三相交流電源1)的限制功率(合同功率)，計(jì)算限制功率最大值Wmax(步驟S103)。也就是說，將來自充放電狀態(tài)測(cè)量裝置14A的放電電流及放電電壓測(cè)量值輸入，從圖3所示的表T1中，求出對(duì)應(yīng)的限制放電電流，根據(jù)求得的限制放電電流與當(dāng)前的放電電壓之積，求出能夠放電功率Wo，再將它加上工頻電源的限制功率，計(jì)算限制功率最大值Wmax。
然后，將逆變器4的輸出功率Wc與限制功率最大值Wmax進(jìn)行比較，若當(dāng)前的輸出功率We與限制功率最大值Wmax相同，則維持此時(shí)的速度，將上一次的指令速度作為這一次的指令速度(步驟S104→S105)。另外，若當(dāng)前的輸出功率Wc未超過限制功率最大值Wmax，則將按照標(biāo)準(zhǔn)速度模式的指令速度Vm作為當(dāng)前的指令速度(步驟S104→S106)。反之，若當(dāng)前的輸出功率Wc超過限制功率最大值Wmax，則對(duì)上一次的指令速度減去減速設(shè)定值Dv，求出新的指令速度，將使用功率減少(步驟S104→S107)。
這樣，根據(jù)求得的指令速度進(jìn)行速度控制，同時(shí)將求得的指令速度存儲(chǔ)在內(nèi)裝的存儲(chǔ)器中，以供下一次計(jì)算指令速度之用(步驟S108)。
這種情況下，最好考慮到時(shí)間滯后等，使上述表T1的限制放電電流具有余量。這時(shí)，考慮到能夠放電功率的變化率及乘電梯的舒適感，減速程度沒有必要那么厲害。因而，逆變器4正在輸出時(shí)，測(cè)量輸出功率沒有必要考慮減速產(chǎn)生的影響。如果有必要，不是使用當(dāng)前正在輸出的輸出功率，只要使用根據(jù)當(dāng)前的速度及負(fù)載進(jìn)行恒速運(yùn)行時(shí)的預(yù)計(jì)功率即可。另外，在當(dāng)前輸出功率超過限制功率最大值時(shí)，雖會(huì)突然減速，但若根據(jù)當(dāng)前的加速及減速狀態(tài)加入對(duì)減速的平衡處理。則成為更平滑的速度控制模式。
在這樣構(gòu)成的電梯控制部，從蓄電裝置11放電時(shí)，在使二次電池12不承受過度負(fù)擔(dān)的范圍內(nèi)，一方面遵守工頻電源的限制條件，一方面能夠進(jìn)行穩(wěn)定的電梯速度控制，能夠構(gòu)成低價(jià)且長(zhǎng)壽命的蓄電裝置。
實(shí)施形態(tài)2
下面在本實(shí)施形態(tài)2中，速度控制電路21A具有相對(duì)于充電程度SOC的限制放電電流設(shè)定表T2，如圖5所示，所述充電程度SOC是以蓄電裝置11的滿充電狀態(tài)為100％，將充電電流與充放電壓之積以容量歸一化累積之值。速度控制電路21A根據(jù)來自充放電狀態(tài)測(cè)量裝置14A的放電電流及放電電壓測(cè)量值求得充電程度SOC，根據(jù)求得的充電程度SOC從表T2中求出限制放電電流，再根據(jù)求得的限制放電電流與放電電壓測(cè)量值，求出蓄電裝置11的能夠放電功率。
即圖5為相對(duì)于當(dāng)前蓄電裝置11的充電程度SOC的限制放電電流表。當(dāng)前的充電程度SOC可以通過二次電池12充放電的電流或功率的累積計(jì)算求得。對(duì)于該當(dāng)前的充電程度SOC來說，一般若SOC的程度較高，就能夠有較大的放電電流，而若SOC的程度較低，則相應(yīng)放電電流(功率)不可太大。圖5是將該關(guān)系列成表給出。
本實(shí)施形態(tài)2中，速度控制電路21A也按照?qǐng)D4所示的流程與實(shí)施形態(tài)1相同求出指令速度，因而從蓄電裝置11放電時(shí)，在第二次電池12不承受過度負(fù)擔(dān)的范圍內(nèi)，一方面遵守工頻電源的功率限制條件，一方面能夠進(jìn)行穩(wěn)定的電梯速度控制，能夠構(gòu)成低價(jià)且長(zhǎng)壽命的蓄電裝置。
實(shí)施形態(tài)3下面在本實(shí)施形態(tài)3中，速度控制電路21A具有相應(yīng)于蓄電裝置11的二次電池12的溫度的若干個(gè)表T2a、T2b、T2c、……，如圖6所示。速度控制電路21A根據(jù)充放電狀態(tài)測(cè)量裝置14A的溫度測(cè)量值，從若干個(gè)表中選擇相應(yīng)的表，然后與實(shí)施形態(tài)2相同，求出蓄電裝置11的能夠放電功率，能夠取得與實(shí)施形態(tài)1及2相同的效果。
實(shí)施形態(tài)4下面在本實(shí)施形態(tài)4中，速度控制電路21A具有與負(fù)載狀態(tài)相應(yīng)的速度模式(例如空載時(shí)為V01、V02、V03、……V0n)設(shè)定表T3，如圖7所示。速度控制電路21A在根據(jù)充放電狀態(tài)測(cè)量裝置14A的測(cè)量值判斷為蓄電裝置11有故障時(shí)，根據(jù)轎廂負(fù)載測(cè)量裝置25測(cè)量的轎廂負(fù)載測(cè)量值，從上述表T3中求出速度模式，再按照求出的速度模式，生成速度指令。
即圖7所示實(shí)施形態(tài)4中速度控制的速度模式表。該表T3表示加速時(shí)的模式，是描述起動(dòng)以后各時(shí)刻t1、t2、t3、……、tn的速度的模式，通過使用該表T3，能夠?qū)崿F(xiàn)平滑的加速。該加速表分別具有上升運(yùn)行、下降運(yùn)行的模式。另外，這里沒有給出，但是減速時(shí)使用與上述加速對(duì)應(yīng)的減速模式表。但是，該表一般不是相對(duì)于時(shí)間的速度，而是使用相對(duì)于到停止的剩余距離的速度表。圖7表示分別相對(duì)于空載及按％表示的負(fù)載等不同負(fù)載的模式。
現(xiàn)在，當(dāng)充電程度SOC的高低由于某種原因(包括故障)處于過低狀態(tài)等，從出發(fā)前就知道蓄電裝置11的輸出降低時(shí)，利用預(yù)先設(shè)定的速度模式進(jìn)行運(yùn)行，就能夠在三相交流電源1(工頻電源)的限制功率以內(nèi)平穩(wěn)運(yùn)行。在以往的電梯運(yùn)行模式中，沒有根據(jù)負(fù)載確定的運(yùn)行模式。這樣當(dāng)想要在工頻電源的限制功率范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)，例如空載上升運(yùn)行基本上為再生運(yùn)行，沒有必要從蓄電裝置11放電。反之，在空載下降運(yùn)行中，由于是動(dòng)力運(yùn)行，因此消耗功率較大。這樣，速度表能夠以負(fù)載及方向所具有的最佳速度運(yùn)行。
實(shí)施形態(tài)5下面在實(shí)施形態(tài)5中，速度控制電路21A具有相對(duì)于轎廂負(fù)載及蓄電裝置11的能夠放電功率的最大速度指令值V01max、V02max……設(shè)定表T4，如圖8所示。速度控制電路21A根據(jù)充放電狀態(tài)測(cè)量裝置14A的測(cè)量值，求出蓄電裝置11的能夠放電功率W01、W02、……，根據(jù)轎廂負(fù)載測(cè)量裝置25測(cè)量的轎廂負(fù)載測(cè)量值及求出的能夠放電功率，從上述表T4中求出最大速度指令V01max、V02max、……，再根據(jù)速度指令與最大速度指令的比較結(jié)果，改變速度指令。
下面參照?qǐng)D9所示的流程說明本實(shí)施形態(tài)5的速度控制電路21A的控制過程。
首先，按照標(biāo)準(zhǔn)速度模式根據(jù)指令速度Vm控制逆變器4進(jìn)行速度控制(步驟S501)。然后根據(jù)來自充放電狀態(tài)測(cè)量裝置14A的測(cè)量值，求出蓄電裝置11的能夠放電功率Wo(步驟S502)。
在這之后，根據(jù)轎廂負(fù)載測(cè)量裝置25的轎廂負(fù)載測(cè)量值及能夠放電功率Wo，從圖8所示的表T4中求出對(duì)應(yīng)的最大指令速度Vmax(步驟S503)，再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)速度模式對(duì)指令速度Vm與最大指令速度Vmax進(jìn)行比較(步驟S504)。
若當(dāng)前的指令速度Vm與最大指令速度Vmax相同，則將最大指令速度Vmax作為指令速度(步驟S504→S505)。另外，若當(dāng)前的指令速度Vm未超過最大指令速度Vmax，則使速度減速，對(duì)上一次的指令速度減去減速設(shè)定值DV，求出新的指令速度，將使用功率減少(步驟S504→S506)。反之，若當(dāng)前的指令速度Vm超過最大指令速度Vmax，則將根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)速度模式的指令速度Vm作為指令速度(步驟S504→S507)。
這樣，根據(jù)求得的指令速度進(jìn)行速度控制，同時(shí)將求得的指令速度存儲(chǔ)在內(nèi)裝的存儲(chǔ)器中，以供下一次計(jì)算指令速度之用(步驟S508)。
因而，根據(jù)上述實(shí)施形態(tài)5，從蓄電裝置11放電時(shí)，在使二次電池12不承受過度負(fù)擔(dān)的范圍內(nèi)，一方面遵守工頻電源的功率限制條件，一方面能夠進(jìn)行穩(wěn)定的電梯速度控制，能夠構(gòu)成低價(jià)且長(zhǎng)壽命的蓄電裝置。
實(shí)施形態(tài)6下面在本實(shí)施形態(tài)6中，速度控制電路21A具有對(duì)各速度控制每個(gè)定時(shí)器中斷存儲(chǔ)電梯指令速度值的表T5，該表T5具有若干個(gè)表，分別對(duì)應(yīng)于不同的蓄電裝置能夠放電功率及電梯負(fù)載。例如，對(duì)應(yīng)于蓄電裝置不同的能夠放電功率，具有10個(gè)表，該10個(gè)表的每一個(gè)表，再根據(jù)不同負(fù)載，又有10個(gè)表，在這種情況下，表的總數(shù)為100個(gè)。另外，還具有如圖11所示的按照剩余距離的指令速度設(shè)定表T6。
即在本實(shí)施形態(tài)6中，速度控制電路21A首先根據(jù)如圖11所示的表T6，求出剩余距離對(duì)應(yīng)的指令速度。另外，根據(jù)充放電狀態(tài)測(cè)量裝置的測(cè)量值，求出蓄電裝置的能夠放電功率，而且根據(jù)轎廂負(fù)載測(cè)量裝置25測(cè)量的轎廂負(fù)載測(cè)量值，選擇與能夠放電功率及轎廂負(fù)載測(cè)量值兩個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的如圖10所示的表T5，從選擇的表中求出每個(gè)各控制定時(shí)器中斷的指令速度。在定時(shí)器中斷時(shí)，例如剛開始起動(dòng)后定時(shí)器中斷時(shí)，求出V1作為指令速度，在下一次定時(shí)器中斷時(shí)，求出V2作為指令速度。
下面參照?qǐng)D12所示的流程說明本實(shí)施形態(tài)6的速度控制電路21A的控制過程。
圖12所示的流程是每次定時(shí)器中斷時(shí)起動(dòng)。首先，根據(jù)到目標(biāo)樓層的剩余距離，參照表T6，求出指令速度。例如，若到目標(biāo)樓層的剩余距離為d1以上，則將對(duì)應(yīng)剩余距離的指令速度Vd設(shè)定為Vd1，若到目標(biāo)樓層的剩余距離為d1以下而超過d2(d1＜d2，在表中按剩余距離大小排列)，則設(shè)定剩余距離對(duì)應(yīng)的指令速度Vd為Vd2。下面按照該表T6，設(shè)定剩余距離對(duì)應(yīng)的指令速度Vd(步驟S601)。
接著，根據(jù)定時(shí)器中斷次數(shù)設(shè)定指令速度Va。即由于定期有定時(shí)器中斷，因此從起動(dòng)開始每個(gè)時(shí)間對(duì)定時(shí)器中斷次數(shù)相應(yīng)的指令速度Va，是根據(jù)能夠放電功率及轎廂負(fù)載測(cè)量值的兩個(gè)數(shù)據(jù)，選擇圖10所示的表T5，從選擇的表T5中設(shè)定每次各控制定時(shí)器中斷的指令速度Va(步驟S602)。由于該表T5的最后為最高速，因此在這之后為Va=Vmax。
然后，將每次定時(shí)器中斷的指令速度Va與剩余距離對(duì)應(yīng)的指令速度Vd進(jìn)行比較，若每次定時(shí)器中斷的指令速度Va超過剩余距離對(duì)應(yīng)的指令速度Vd，則設(shè)定指令速度Vd(步驟S603→D604)，若每次定時(shí)器中斷的指令速度Va未超過剩余距離對(duì)應(yīng)的指令速度Vd，則設(shè)定指令速度為Va(步驟S603→S605)。即加速時(shí)，按照?qǐng)D10所示的表T5進(jìn)行加速，而減速時(shí)，按照?qǐng)D11所示的表T6進(jìn)行減速，通過這樣，能夠平穩(wěn)地進(jìn)行速度控制，到達(dá)目標(biāo)樓層。
發(fā)明效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠采用小容量、低價(jià)的蓄電裝置，在放電控制時(shí)也可進(jìn)行穩(wěn)定的速度控制，能夠構(gòu)成不降低節(jié)能效果且具有電池壽命較長(zhǎng)的蓄電裝置的電梯。
權(quán)利要求
1．一種電梯控制裝置，其特征在于，具有將交流電源輸出的交流電整流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并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)使電梯運(yùn)行的逆變器；設(shè)置在上述變換器與上述逆變器之間的直流母線間、在電梯再生運(yùn)行時(shí)貯存來自直流母線的直流電、而在動(dòng)力運(yùn)行時(shí)將貯存的直流電供給直流母線的蓄電裝置；對(duì)上述蓄電裝置相對(duì)于上述直流母線的充放電進(jìn)行控制的充放電控制裝置；對(duì)上述蓄電裝置的溫度、充放電電流、充電電壓的至少一項(xiàng)進(jìn)行測(cè)量的充放電狀態(tài)測(cè)量手段；對(duì)上述逆變器輸出電流進(jìn)行檢測(cè)的電流檢測(cè)手段；對(duì)上述逆變器輸出電壓進(jìn)行檢測(cè)的電壓檢測(cè)手段；對(duì)上述電梯速度進(jìn)行檢測(cè)的速度檢測(cè)手段；以及根據(jù)電梯速度指令及來自上述速度檢測(cè)手段的檢測(cè)值對(duì)上述逆變器進(jìn)行控制以控制速度的速度控制手段，上述速度控制手段，根據(jù)上述電流檢測(cè)手段的檢測(cè)電流值及上述電壓檢測(cè)手段的檢測(cè)電壓值，計(jì)算逆變器輸出功率，再根據(jù)上述充放電狀態(tài)測(cè)量手段的測(cè)量值求出上述蓄電裝置能夠放電功率，然后求出該能夠放電功率與上述交流電源的限制功率之和所給出的限制功率最大值，根據(jù)上述逆變器輸出功率與上述限制功率最大值的比較結(jié)果，改變速度指令。
2．如權(quán)利要求1所述的電梯控制裝置，其特征在于，上述速度控制手段具有相對(duì)于放電電流及放電電壓的限制放電電流設(shè)定表，根據(jù)來自上述充放電狀態(tài)測(cè)量手段的放電電流及放電電壓測(cè)量值，從上述表中求出限制放電電流，再根據(jù)求出的限制放電電流與放電電壓測(cè)量值，求出上述蓄電裝置能夠放電功率。
3．如權(quán)利要求1所述的電梯控制裝置，其特征在于，上述速度控制手段具有相對(duì)于充電程度的限制放電電流設(shè)定表，上述充電程度是以上述蓄電裝置的滿充電狀態(tài)作為100％，將充放電電流與充放電電壓之積以容量歸一化累積的值，然后根據(jù)來自上述充放電狀態(tài)測(cè)量手段的放電電流及放電電壓測(cè)量值得到充電程度，根據(jù)上述充電程度從上述表中求出限制放電電流，再根據(jù)求出的限制放電電流與放電電壓測(cè)量值，求出上述蓄電裝置的能夠電功率。
4．如權(quán)利要求3所述的電梯控制裝置，其特征在于，上述速度控制手段具有相應(yīng)于上述蓄電裝置的溫度的若干個(gè)表，根據(jù)上述充放電狀態(tài)測(cè)量手段得到的溫度測(cè)量值，選擇相應(yīng)的表。
5．如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的電梯控制裝置，其特征在于，上述速度控制手段具有與負(fù)載狀態(tài)相應(yīng)的速度模式設(shè)定表，在根據(jù)上述充放電狀態(tài)測(cè)量手段得到的測(cè)量值判斷為上述蓄電裝置有故障時(shí)，根據(jù)上述轎廂負(fù)載測(cè)量手段測(cè)量的轎廂負(fù)載測(cè)量值，從上述表中求出速度模式，再按照求出的速度模式，生成速度指令。
6．如權(quán)利要求1所述的電梯控制裝置，其特征在于，上述速度控制手段具有相對(duì)于轎廂負(fù)載及上述蓄電裝置能夠放電功率的最大速度指令值設(shè)定表，根據(jù)上述充放電狀態(tài)測(cè)量手段的測(cè)量值，求出上述蓄電裝置的能夠放電功率，根據(jù)上述轎廂負(fù)載測(cè)量手段測(cè)量的轎廂負(fù)載測(cè)量值及求出的能夠放電功率，從上述表中求出最大速度指令，再根據(jù)速度指令與最大速度指令的比較結(jié)果，改變速度指令。
7．如權(quán)利要求5所述的電梯控制裝置，其特征在于，上述速度控制手段具有相應(yīng)于轎廂負(fù)載及上述蓄電裝置的能夠放電功率的若干個(gè)速度模式表，根據(jù)上述充放電狀態(tài)測(cè)量手段的測(cè)量值，求出上述蓄電裝置的能夠放電功率，根據(jù)上述轎廂負(fù)載測(cè)量手段測(cè)量的轎廂負(fù)載測(cè)量值，選擇上述表，再根據(jù)選擇的速度模式進(jìn)行速度控制。
全文摘要
一種電梯控制裝置,具有變換器、逆變器、設(shè)置在直流母線之間的蓄電裝置、控制蓄電裝置充放電的充放電控制電路、停電檢測(cè)器、檢測(cè)逆變器輸出電流及輸出電壓的電流電壓測(cè)量裝置、轎廂負(fù)載測(cè)量裝置、編碼器及控制逆變器的速度控制電路,速度控制電路計(jì)算逆變器輸出功率,根據(jù)充放電狀態(tài)測(cè)量值求出蓄電裝置的能夠放電功率及與交流電源限制功率之和給出的限制功率最大值,根據(jù)逆變器輸出功率與限制功率最大值的比較結(jié)果,改變速度指令。
文檔編號(hào)B66B1/30GK1311150SQ01108359
公開日2001年9月5日 申請(qǐng)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(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社