本发明涉及电梯门控制装置,尤其涉及对于开闭驱动电梯门的电动机的逆变器控制装置,能够设定该电梯在通常运行时的驱动频率的电梯门控制装置。 图3为概略表示已有电梯的门的开闭装置部分的构成图。在图3中,1为电梯门,而2为电梯的轿厢出入口。门挂3固定于门1上端并收容于挂箱4中。导轨5安装于挂箱4中,并且,挂轮6及上推力轮7各自安装于门挂3上。这些挂轮6和上推力轮7沿着导轨5移动而完成引导门1的开闭功能。结合装置8安装在门1中与设置在乘电梯地方门(未图示)中的对应装置相结合,在一定的门区域内,发挥电梯中的轿厢门1与上述乘电梯地方门(以下简称“乘场门”)连动的功能。设置在挂箱4上面的驱动装置9是为了驱动门1,该驱动装置9内的电动机是用来驱动门1的开闭的。4连驱动杆11是用于把驱动装置9与门1的结合装置8连接起来,这样可进行门1的开闭驱动。CLT传感器12是用来指示门1处于关闭状态,而OLT传感器13是用来指示该门处于开启状态。关闭时的制动器手段14由适当地弹性体材料构成,当遇到门1被关闭时与之接触使这种动作停止。打开时的制动器手段14A也是由适当的弹性体材料构成,当遇到门1被打开时与之接触使该动作停止。逆变器控制装置14B为矢量控制方式,它是用来控制门1开闭驱动用的电动机10的。门接触件14C是用来与制动器手段14或14A相接触。而动作件14D是用来使上述CLT传感器12和OLT传感器13进行所需动作。
图4为已有技术的矢量控制方式的逆变器控制部分的概略结构图。在图4中,例如对200伏或220伏的3相交流或单相交流,通过用二级管桥路15和平滑电容器作适当的整流、平滑处理,就能得到所需要的直流电压。这样得到的直流电压由通常的晶体管或场效应晶体管FET等开关元件构成的逆变器控制装置17进行控制,以生成正弦波形的电动机驱动电流。这时,构成逆变器控制装置17的上述开关元件由来自脉冲宽度调制PWM的脉冲发生器19的PWM脉冲进行脉冲宽度调制。这样,就可对门1的开闭驱动用电动机10的速度和转矩进行控制。
这里,用安装在电动机轴上的编码装置10A检测出门1的开闭驱动用电动机10的速度。由此检测出的电动机10的速度ωr*与以速度指令发生单元来的指令为依据的速度ωr,在第一加法运算点23进行比较而求出该速度偏差△ωr。然后,在该速度偏差△ωr被输入的速度放大器单元24中,为了跟踪对应上述指令的速度ωr,对门1的开闭驱动用电动机10进行必要的转矩计算,然后产生规定的转矩指令。这里,如果来自速度放大器单元24的转矩分电流iq和来自外部的励磁分电流id被加到滑差率(スベリ)计算单元26,则从这里产生对应的滑差率频率ωs。又,上述励磁分电流id,通常是在一定领域中转矩有一定的值。
然后,对应于该滑差率频率ωs的频率和所检测的速度ωr在第二加法运算点27中相加。而作为该相加的结果的值ω被加到相当于积分器的相位计算器(カウンタ)28中,在这里,电动机10的磁场的旋转角θr计算如下:
θr=∫(ωr±ωs)dt
接着,该电动机10的磁场旋转角θr,和根据转矩分流iq及励磁分电流id在计算单元30中所计算的相位角θi在第3加法计算点29中进行加法运算。作为运算结果,实际电流相位角θ示得如下:
θ=θr+θi
由该相位角和来自电流幅值计算单元25的电流幅值|I|在电流指令产生单元21中,得到:
U相电流指令Iu=|I|·Sinθ,
V相电流指令Iv=|I|·Sinθ(θ+2/3π)
再,根据这些电流指令,和来自直流CT18的实际相位的电动机电流Iu*、Iv*,在电流放大器单元20中求得偏差△Iu、△Iv、及△Iw=△Iu-△Iv,从PWM单元19产生与这些值相平衡的脉冲形的3相PWM电压指令。
接着,通过加来自这个PWM单元19的脉冲信号使构成逆变器控制装置17的开关元件动作,根据该动作控制上述电动机10的电流、电压、频率等使它们变成所希望的值。即通过这样的一系列动作对电动机10的旋转速度或转矩进行控制。
又,在如上述的已有的矢量控制方式的逆变器控制单元中,通常虚线框部分31用适当的微计算机构成。
下面,对于上述已有技术例子的动作加以说明。现在,假设电梯已停留在某楼层上,并已转到控制门的开闭。首先,如图5所示,来看一下开门控制时的情况,开时制动器手段14A与门接触配件14C成为推挤状态。再来看一下闭门控制的情况,闭时制动器手段14与门接触配件14C成为推挤状态。
可是,这时由于相互推挤,故由弹性体构成的制动器有形变。这时的状态示例于图6中。而且在图6中,是把开门控制时的状态为例加以表示的。
这里,由弹性体构成的开时制动器14A上所施加的力(转矩)F,由众所周知的虎克定律表示如下:
F=K·X
而:K是比例常数,X是形变位移。这时的变形位移和转矩的关系示例于图7中。
现在,对开时制动器14A或闭时制动器14的推压起作用的电动机10的转矩,在如图8例所示,进行了如F1-F2的变化时,如上述图7中所示,作为弹性体的制动器的变形位移变成也如X1-X2进行变化。而,与这种变化关连的频率低时,就有所谓门或电动机轴中由此而产生的微小振动的缺点。
为了在图4中所示的矢量控制方式的逆变器中,由于在规定了转矩范围内,对通常的滑差率ωs进行一定的控制,故在门开、门闭的受压状态的频率变成电动机的旋转频率ωr=0,故成为±ωs。滑差率频率ωs,一般为低频率。又,由于在电流检出器18等中,由每相的漂移等所引起的误差关系,而在关连的电流、电压控制系统的动作中产生误差。为此,如图9所示,如,Iu、Iv、Iw的3相中的Iw中产生不平衡,变成点线所示的Iw',并产生与该电流相同周期的转矩波动,从而就存在,由于上述的制动器14、14A的相互作用而产生门或电动机轴的微振动的缺点。
在已有的电梯的门控制装置中,作为相对于电梯门的开闭端部中的制动器,为了防止声音等而采用适当的弹性体,因此存在如下问题即,依靠该制动器与门接触配件推挤时的频率,在门或电动机轴上产生微小振动的问题。此外,还存在由于在上述已有实例中所包含的电流检出器等中的各相的漂移引起的误差,而在电流、电压控制系统中产生动作误差,从而产生与这种电流流动相同周期的转矩波动的问题。
本发明,是为了解决上述各问题提出的,其目的在于,在门的开闭控制中的弹性体的制动器与门的门接触配件处于推挤状态时,能够把对于电动机的电流、电压的频率设定成与该弹性体的频率不同的频率,即使在相对于上述电动机的电流、电压上产生因不平衡而引起的转矩波动,也可获得能防止电动机轴或门发生微小振动的电梯的门控制装置。
本发明的电梯的门控制装置,包含:
用于进行电梯的门的开闭动作的电动机;用于控制上述电动机驱动的逆变器控制装置;其特征在于,在上述电梯门不进行开闭动作时,将上述逆变器控制装置的频率变换为予先设定的规定频率。
本发明中,对用于对电梯门的开闭动作用电动机的驱动进行控制的逆变器的控制装置,在上述电梯门不进行开闭动作时,把该逆变器控制装置的频率变换为所定的频率,通过这种方法,即可防止发生在电机轴或门中的微小振动。
图1是表示本发明一实施例的电梯门控制装置的所要部分的方框图。图1中,32是推压状态判定单元,它是用来判别电梯门1是否已达到门闭位置CLT或门开位置OLT。而,33、34及35分别为开关1单元、开关2单元及开关3单元。这些开关单元,都接受来自前述推挤状态判定单元32的切换指令,而进行所要的切换动作。就这以外的其它手段而言,因为与上述图4的情况相同,这里不再详细说明。此外,用点线所框部分31A,与上述已有例的情况相同,可用适当的微处理器构成。又,图2,是为了说明上述实施例的动作的流程图。
下面,适当参照图1和图2对上述实施例的动作进行说明。现在,设电梯处于某所定的状态,从而判断这时闭门指令是否已输出。该判定结果为YES时,就是有门闭指令输出,从而继续判定CLT的ON/OFF。然而,当判定为ON时,经过检查证明已经过某所定的时间后,转移到门闭推压状态的动作,以结束所要的作业。对这一过程,当判定CLT为OFF时,转移到通常运转状态,以结束所要的作业。
然而,当上述判定闭门指令是否输出的结果为NO时,继续做门开指令是否输出的判定。一旦这种判定结果为YES时,就是门开指令已输出,从而继续判定OLT的ON/OFF。而当判定为ON时,待检查证实已经过某所定时间之后,转到门开推压状态的动作,以结束所要的作业。与此相反,当判定OLT为OFF时,则转变到通常运转状态以结束所要的作业。
这里,以上述的开关1单元、开关2单元及开关3单元33、34及35为中心,重新说明上述实施例的动作。现在,设电梯门1到达CLT或OLT的任一个,然后,对经过某所定的时间后,以通常的矢量演算所使用的电流指令
|I|=|I|0
通过开关1单元33,使之成为电流指令。
|I|=|I|1
又,关于相位指令
θr=∫(ωr±ωs)dt+θ。
通过使用开关3单元35,进行使电动机10流动的电流的频率,比作为相对于门的制动器的弹性体的响应频率还高的处理。并且根据这时的频率±ωs1,使之发生
θr=∫(±ωs1)dt
的相位指令。于是,这样发生的相位指令,通过开关2单元34传送给电流指令发生单元21。
即电梯门处于开放状态或闭锁状态,当门处于推压制动器时,由于ωr=0而要改变逆变器的频率时,只要使滑差率频率ωs增大即可。要使该滑差率频率增大一事,因为具有
ωs=(L2/R2)·(iq/id)
转矩T=K·iq·φ2
但是,φ2=M/(1+(L2/R2)·S)
M、L2、R2为电动机常数,S是算符;
|I|=+id2的关系,所以等于是使id小,而iq大。例如在控制中,也可以根据上述关系从必要的转矩T和滑差率频率ωs固定iq、id来求得|I|,加以设定。
又频率的转换是在达到门开或门闭位置后,再经所定时间后进行的,这是为了防止过早地转换会提高滑差率频率,使门的终端的动作较早出现,会给乘客产生不好印象。
如以上所述,按照本发明的实施例,通过对电梯门进行开闭时的电动机和进行正常运行时的矢量控制动作的转换,则能确实防止上述电梯门开闭用电动机的旋转轴或门自身等的微小振动的发生。
如以上所述,本发明所涉电梯的门控制装置包含:
为电梯门进行开闭动作的电动机;为控制上述电动机驱动的逆变器控制装置;
其特征在于,当上述电梯门不进行开闭动作时,把上述逆变器控制装置的频率转换为予先确定的频率,
本发明的效果在于,即使在相对电动机的电流、电压上产生了基于不平衡的转矩波动,也能防止电动机轴或门中发生微小振动,从而能完成安全愉快舒适的运行。
图1表示本发明一实施例的电梯门控制装置的必要部分的方框图,图2是关于上述实施例的动作说明图,图3是概略表示已有技术电梯中的门的开闭装置部分的结构图,图4是根据已有技术矢量控制方式的逆变器控制部分的概略结构图,图5至图9是关于上述已有技术例子的动作说明图。
15是二极管桥路
16是平滑电容器
17是逆变器控制装置
18是直流CT
19是脉冲宽度调制PWM的脉冲发生器
20是电流放大器单元
21是电流指令发生单元
22是速度指令发生单元
23是第1加法运算点
24是速度放大器单元
25是电流幅值计算单元
26是滑差率计算单元
27是第2加法运算点
28是相位计算单元
29是第3加法运算点
30是相位角计算单元
31、31A是微处理器
32是推压状态判定单元
33、34、35是开关1单元、开关2单元、开关3单元。
又,在图中标为同一符号的单元表示是相同的或相当的单元。