專利名稱：交流電梯發(fā)電制動型無級調(diào)速系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種建筑物內(nèi)垂直運(yùn)輸用交流電梯的計算機(jī)直接數(shù)字控制發(fā)電制動無級調(diào)速控制裝置，尤其適合于額定梯速為1.6米／秒以下的各類雙速電梯的改造與交流調(diào)速電梯。
到目前為止，交流雙速電梯特別是梯速為1.6米／秒以下的雙速電梯多采用串電阻或電抗起動，變極發(fā)電反饋減速平層，繼電邏輯控制方式實(shí)行有級調(diào)速。由于其自身的技術(shù)缺陷，故存在著電梯運(yùn)行舒適感差、平層誤差大、運(yùn)行效率低、可靠性差等不足。而現(xiàn)有的交流調(diào)速電梯的制動控制方式，多采用直流能耗制動，渦流制動等方式，即電梯制動控制的實(shí)現(xiàn)，須將全部動能轉(zhuǎn)化為熱能消耗于電機(jī)上，這就需要高性能的特殊電機(jī)，且其制動能耗較之發(fā)電反饋制動方式要大二倍左右；而其速度反饋單元則多采用傳統(tǒng)的測速發(fā)電機(jī)，其低速運(yùn)行特性差因而影響控制系統(tǒng)的調(diào)控質(zhì)量。
本實(shí)用新型的目的是在不改變原交流雙速電梯的機(jī)械結(jié)構(gòu)，曳引系統(tǒng)及發(fā)電反饋制動方式下，接入一個發(fā)電制動型無級調(diào)速控制系統(tǒng)，就能使交流雙速電梯既保持原有的低能耗，低造價的優(yōu)點(diǎn)，又能使電梯實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)調(diào)節(jié)控制，尤其是對發(fā)電反饋制動力矩的無級控制。具有電梯運(yùn)行舒適感好、平層精度高、運(yùn)行效率高、可靠性與穩(wěn)定度好，能實(shí)行無級調(diào)速控制等優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型由測速脈沖傳感器(1)，計算機(jī)直接數(shù)字控制發(fā)電制動無級調(diào)速控制裝置(2)組成(見圖1)。其特征在于計算機(jī)直接數(shù)字控制發(fā)電制動無級調(diào)速控制裝置(2)是由輸入輸出接口(21)、計算機(jī)直接數(shù)字控制部件(22)、速度反饋信號接口(23)、移相脈沖觸發(fā)器(24)和可控硅主控執(zhí)行部件(25)組成。實(shí)現(xiàn)計算機(jī)直接數(shù)字控制，全閉環(huán)無級調(diào)控電梯運(yùn)行，特別是實(shí)現(xiàn)對電梯發(fā)電反饋制動力矩的無級控制。
本實(shí)用新型的計算機(jī)直接數(shù)字控制部件(22)是由微處理機(jī)(221)、計算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)的基準(zhǔn)發(fā)生器(222)、比較單元(223)、調(diào)節(jié)運(yùn)算器(224)、以及數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(225)組成(見圖2)。由于微處理機(jī)處理速度快，邏輯判斷功能強(qiáng)，信息存貯量大，并對電梯的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)行速度負(fù)反饋全閉環(huán)調(diào)節(jié)。因而能對電梯負(fù)載、運(yùn)行層樓變化等不同工況作出快速判斷，計算出電梯運(yùn)行控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)電梯的最佳控制效果。
本實(shí)用新型的可控硅執(zhí)行部件(25)由快速接觸器(251)、慢速接觸器(252)、能耗接觸器(253)、調(diào)壓調(diào)速執(zhí)行電路(254)、制動執(zhí)行電路(255)組成(見圖3)。由于采用計算機(jī)直接數(shù)字控制和自適應(yīng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對可控硅觸發(fā)的合理控制，從而解決了交流雙速電機(jī)工作象限的二次變換，變極接觸器(251)、(252)切換時的電梯速度平滑過渡等難題，從而實(shí)現(xiàn)了可控硅對交流雙速電梯發(fā)電反饋制動型的全閉環(huán)無級調(diào)速控制。
本實(shí)用新型的速度反饋單元采用由霍爾開關(guān)元件(11)，稀土類磁鋼(12)，及整形驅(qū)動電路(13)組成(見圖5)。霍爾型測速脈沖傳感器，較之傳統(tǒng)的測速發(fā)電機(jī)，成本低，無需日常維修，并消除了因測速發(fā)電機(jī)低速區(qū)運(yùn)行性能不佳的缺陷。較之光電式測速傳感器也有耐震動、耐臟、安裝方便、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
以下通過附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
圖1.為交流電梯發(fā)電制動型閉環(huán)調(diào)速運(yùn)行系統(tǒng)框圖。
圖2.為計算機(jī)直接數(shù)字控制部件示意圖。
圖3.為可控硅執(zhí)行部件示意圖。
圖4.為交流電梯計算機(jī)直接數(shù)字控制發(fā)電制動無級調(diào)速控制系統(tǒng)的電梯給定運(yùn)行速度曲線示意圖。
圖5.為霍爾型測速傳感器工作示意圖。
一種交流電梯發(fā)制動型閉環(huán)調(diào)速運(yùn)行系統(tǒng)，如圖1所示是在原有的繼電邏輯控制信號系統(tǒng)JX，主要被控對象雙速異步電動機(jī)DY，加入本裝置的測速脈沖傳感器(1)，及計算機(jī)直接數(shù)字控制發(fā)電制動無級調(diào)速控制裝置(2)等主要部分組成。圖中L為對重，J為轎箱，MH為牽引主機(jī)。交流電梯計算機(jī)直接數(shù)字控制發(fā)電制動無級調(diào)速控制裝置(2)包括輸入輸出信號接口電路(21)、計算機(jī)直接數(shù)字控制部件(22)、速度反饋信號接口電路(23)、移相脈沖觸發(fā)器(24)、可控硅執(zhí)行部件(25)五個部份。輸入輸出信號接口(21)為大規(guī)?？删幊探涌谄凸怆婑詈掀骷M成；速度反饋信號接口電路由高速脈沖計數(shù)電路構(gòu)成；測速脈沖傳感器(1)為霍爾脈沖傳感器；移相脈沖觸發(fā)器(24)由集成觸發(fā)片及脈沖展寬電路等構(gòu)成。
計算機(jī)直接數(shù)字控制部件(22)如圖2所示，其由微處理器M(221)、基準(zhǔn)發(fā)生器Z(222)、比較單元B(223)、調(diào)節(jié)運(yùn)算器T(224)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器D(225)組成。可控硅主控執(zhí)行部件(25)如圖3所示，其中KC為快速接觸器(251)，MC為慢速接觸器(252)，NC為能耗接觸器(253)，可控硅T1－T6構(gòu)成三組反并聯(lián)向交流異步電動機(jī)DY供電的調(diào)壓調(diào)速執(zhí)行電路(254)，可控硅T7、T8，整流器D1、D2構(gòu)成單相半控橋式整流電路為制動平層執(zhí)行電路(255)。圖4所示為交流電梯計算機(jī)直接數(shù)字控制發(fā)電制動無級調(diào)速控制系統(tǒng)的電梯給定運(yùn)行速度曲線，其中AB段為交流電梯給定起動速度控制曲線，BC段為交流電梯給定穩(wěn)定運(yùn)行速度曲線，CD段為交流電梯發(fā)電反饋制動運(yùn)行速度控制曲線，DE段為交流電梯低速運(yùn)行速度控制曲線，EF段為交流電梯能耗制動平層曲線。
以下結(jié)合
本實(shí)用新型計算機(jī)直接數(shù)字控制發(fā)電制動無級調(diào)速控制系統(tǒng)的工作過程當(dāng)電梯進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，信號控制系統(tǒng)JX發(fā)出啟動信號，通過輸入輸出接口電路(21)送入微處理機(jī)M(221)，調(diào)速控制系統(tǒng)在M指揮下進(jìn)入工作，此時基準(zhǔn)發(fā)生器Z(222)實(shí)時給出如圖4所示的電梯給定運(yùn)行速度曲線，圖3中快速接觸器KC(251)吸合，慢速接觸器MC(252)，能耗接觸器NC(253)釋放，雙速交流電動機(jī)DY的快速繞組與三組反并聯(lián)可控硅T1－T6供電電路接通，DY獲電進(jìn)入電動運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，電梯進(jìn)入加速運(yùn)行，與此同時，測速脈沖傳感器H(1)通過速度反饋信號接口電路(23)，不斷將電梯速度變化值送入比較單元B(223)，與給定運(yùn)行速度曲線比較運(yùn)算，并將所得的速度差值送入調(diào)節(jié)運(yùn)算器T(224)作校正調(diào)節(jié)計算，再經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器D(225)將校正值轉(zhuǎn)化為電壓模擬量，送入移相脈沖觸發(fā)器(24)去控制可控硅T1－T6的導(dǎo)通角，不斷調(diào)節(jié)電動機(jī)DY的供電電壓和轉(zhuǎn)速，從而使電梯精確，平穩(wěn)地跟隨圖4所示的給定速度曲線AB進(jìn)行加速運(yùn)行，直至進(jìn)入給定速度曲線BC作穩(wěn)定速度運(yùn)行。當(dāng)電梯進(jìn)入減速運(yùn)行點(diǎn)C時，KC釋放，MC吸合，供電電路可控硅T1－T6被切換到電動機(jī)DY的慢速繞組此時DY的轉(zhuǎn)速大大高于慢速繞組的同步轉(zhuǎn)速，DY處于異步發(fā)電狀態(tài)，可控硅T1－T6的導(dǎo)通角在系統(tǒng)的速度反饋全閉環(huán)系統(tǒng)控制下，被控在90°－180°之間導(dǎo)通，使DY在異步發(fā)電狀態(tài)中，通過外電網(wǎng)既輸入無功功率，又輸出有功功率，從而獲得無級可調(diào)的減速制動力矩，使電梯按給定速度曲線CD作平滑減速運(yùn)行。當(dāng)DY轉(zhuǎn)速達(dá)到慢速繞組同步轉(zhuǎn)速時，電梯則按給定速度曲線DE進(jìn)行慢速運(yùn)行，其調(diào)速過程如上所述。當(dāng)MC釋放，NC吸合時，交流電源切斷，反向并接可控硅T7、T8，整流器D1、D2組成的半控橋式整流電路與DY的二組低速繞組聯(lián)接，DY處于能耗制動狀態(tài)，在系統(tǒng)速度反饋全閉環(huán)控制下，可控硅T7、T8受控調(diào)節(jié)輸出直流電流使電梯平穩(wěn)減速平層，在速度為零時，NC釋放斷開DY電源，制動器抱閘停車。
本實(shí)用新型具有系統(tǒng)安全可靠、調(diào)整簡便、成本低、功能強(qiáng)、電梯起止動舒適感好、平層精度高、運(yùn)輸效率高、省電力等優(yōu)點(diǎn)。不但可以廣泛用于現(xiàn)有交流雙速電梯的改造，使之成為交流調(diào)速電梯，還可以作為交流電梯控制系統(tǒng)新產(chǎn)品。
實(shí)施例本實(shí)用新型的測速傳感器(1)采用了L3030型霍爾開關(guān)元件和稀土型磁鋼，在計算機(jī)直接數(shù)字控制部件中微處理機(jī)為8085A微處理機(jī)系統(tǒng)。其中的基準(zhǔn)發(fā)生器、比較單元、調(diào)節(jié)運(yùn)算器均由系統(tǒng)的軟件承擔(dān)，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路為0808D／A轉(zhuǎn)換片，可控硅執(zhí)行部件中采用PTB反并聯(lián)模塊，容量為55A－90A，耐壓1200伏，被控電機(jī)最大容量為18.5千瓦，該調(diào)速系統(tǒng)動運(yùn)用于1.6米／秒以下的交流電梯的調(diào)速控制及對1米／秒雙速電梯的就地升級改造。系統(tǒng)具有短路過載保護(hù)，超速保護(hù)，欠速保護(hù)，超差保護(hù)等安全措施。還具有對測速脈沖，可控硅觸發(fā)脈沖，繼電器信號等的故障自診斷功能。由于系統(tǒng)采用了直接數(shù)字控制、自適應(yīng)、模糊控制等新技術(shù)，因此系統(tǒng)較之模擬計算調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定性更有不受溫度、濕度變化的影響的優(yōu)點(diǎn)。電梯在一次調(diào)整后，除器件損壞因素外其平層精度與舒適感幾乎不改變，電梯在負(fù)載從0到1噸的變化范圍內(nèi)平層誤差不大于10毫米。采用本實(shí)用新型控制的電梯在試驗條件下已工作半年，工作正常。
權(quán)利要求一種交流電梯無級調(diào)速控制系統(tǒng)特征是由測速脈沖傳感器(1)及計算機(jī)直接數(shù)字控制發(fā)電制動無級調(diào)速控制裝置(2)組成，所說的測速脈沖傳感器(1)是由霍爾開關(guān)型集成電路(11)及稀土類磁鋼(12)整形驅(qū)動電路(13)組成，所說的計算機(jī)直接數(shù)字控制發(fā)電制動無級調(diào)速控制裝置(2)是由輸入輸出接口(21)，計算機(jī)直接數(shù)字控制部件(22)，速度反饋信號接口(23)，移相脈沖觸發(fā)部件(24)，可控硅主控執(zhí)行部件(25)所組成，其中輸入輸出接口(21)是為大規(guī)?？删幊探涌谄凸怆婑詈掀骷M成；速度反饋信號接口電路(23)為高速脈沖計數(shù)電路；移相脈沖觸發(fā)部件(24)為集成觸發(fā)片與脈沖展寬電路組成，所說的計算機(jī)直接數(shù)字控制部件(22)，由微處理機(jī)(221)，基準(zhǔn)發(fā)生器(222)，比較單元(223)，調(diào)節(jié)運(yùn)算單元(224)以及D/A轉(zhuǎn)換電路(225)組成，其中基準(zhǔn)發(fā)生器(222)，比較單元(223)，調(diào)節(jié)運(yùn)算單元(224)由計算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)DDC(直接數(shù)字控制)控制，所說的交流電梯發(fā)電制動型無級調(diào)速系統(tǒng)，其特征是所說的可控硅主控執(zhí)行部件(25)由快速接觸器KC(251)，慢速接觸器MC(252)，能耗接觸器NC(253)構(gòu)成供電切換電路；模塊型可控硅T1-T6構(gòu)成三組反并聯(lián)供電電路對交流雙速異步電動機(jī)DY實(shí)行調(diào)壓調(diào)速或發(fā)電制動無級控制；可控硅T7、T8，整流器D1、D2構(gòu)成單相橋式半控整流電路對交流雙速異步電動機(jī)DY實(shí)行平層能耗制動控制。
專利摘要一種交流電梯無級調(diào)速控制系統(tǒng)由測速脈沖傳感器及計算機(jī)直接數(shù)字控制發(fā)電制動無級調(diào)速控制裝置等主要部分組成。解決了目前交流雙速電梯改造成為全閉環(huán)調(diào)節(jié)無級控制交流電梯問題，尤其是解決了對發(fā)電反饋制動力矩的無級控制。特點(diǎn)為計算機(jī)直接數(shù)字控制發(fā)電制動無級調(diào)速裝置是由輸入輸出接口、計算機(jī)直接數(shù)字控制部件、速度反饋信號接口、移相脈沖觸發(fā)部件、可控硅主控執(zhí)行部件等組成。本裝置安全可靠、調(diào)整簡便、成本低、功能強(qiáng)，并具有電梯運(yùn)行舒適感好、平層精度高、運(yùn)輸效率高、節(jié)省電力等優(yōu)點(diǎn)?？蓮V泛用于現(xiàn)有各類交流雙速電梯改造成為無級控制交流電梯。
文檔編號B66B1/28GK2142451SQ9222247
公開日1993年9月22日 申請日期1992年5月23日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月23日
發(fā)明者梁文廣, 楊寶金, 茅珍安, 趙乃武, 陳如欣 申請人:杭州自動化技術(shù)研究院