專利名稱：采用永磁同步電動機控制電梯的方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及電梯控制領域，尤其涉及一種采用永磁同步電動機控制電梯 的方法及系統。
背景技術：
隨著電梯控制技術的發展以及電梯應用的需要，永磁同步電動機正逐步 取代異步電動機，成為電梯主流的驅動曳引機。
傳統電梯使用的異步曳引機采用機械減速裝置(例如減速箱)增加其扭 矩。而永磁同步電動機起動力矩和過載能力均比三相異步電動機高出一個功
率等級，最大起動力矩與額定力矩之比可達3.6倍，而一般異步電動機僅有 1.6倍。電梯上使用的永磁同步電動機極對數比較多(一般在10對極以上)， 這樣一方面可以使其額定轉速低，另一方面也可以增加電磁轉矩。因此，采 用永磁同步電動機驅動的電梯可以不再使用機械減速裝置，大大降低了電梯 運行噪音。
永磁同步機作為電梯的驅動曳引機，具有體積小，結構緊湊的優點，可 以將電梯的曳引機布置在電梯井道中，設計成無機房電梯。采用永磁同步電 機作為電梯驅動曳引機的控制部分如圖3所示，該控制部分首先通過速度調 節單元11對速度給定N^^與速度反饋N (通過測速傳感器測得)進行PI調節， 生成電流給定I* ，該PI調節的過程可以用公式描述為
(iV * -TV) *」& + _f(JV * -AO *《W ;電流調節單元12再根據電流給定1*與電流檢測 I進行電流調節，該過程公式描述為PWM控制單元 13再根據電流PI調節結果對電動機進行控制。
但是永磁同步電動機應用在電梯上，其啟動、停車時相對于異步電動機 應用還存在以下兩個缺陷首先，變頻器與控制電動機之間一般包括主接觸器，即電梯停止時主接 觸器斷開，運行前主接觸器閉合。然而在電梯啟動階段，有可能存在主接觸 器己經執行閉合操作，而主接觸器的觸點沒有閉合或者觸點接觸異常，如果 此時電梯抱閘打開，則由于電動機沒有電流，將造成電梯溜車，十分危險。
其次，在電梯停機階段，正常情況下，當電梯抱閘完全抱緊后，變頻器 停止電流輸出。由于永磁同步電動機的運行命令立即撤消，使其定子繞組中 的電流立即消失，從而產生一個比較大的電流變化，使電動機發出聲響。特 別是將電動機放置在井道中的無機房電梯，該聲音通過井道的共鳴，會影響 大樓內居民的休息。
發明內容
本發明要解決的技術問題在于，針對上述電梯啟動階段存在溜車的缺陷， 提供一種采用永磁同步電動機控制電梯的方法及系統。
本發明還針對電梯停機階段電動機容易造成噪聲污染的問題，提供一種 采用永磁同步電動機控制電梯的方法及系統。
本發明解決上述技術問題的技術方案是，構造一種采用永磁同步電動機 控制電梯的方法，在電梯啟動階段包括以下步驟
(a) 在接收到主接觸器閉合的反饋信號后，向電動機輸出檢測電流；
(b) 檢測電動機的反饋電流，若所述反饋電流大于或等于設定的閾值， 則執行步驟(C)，否則執行步驟(d);
(C)使輸出到電動機的電流恢復到正常啟動狀態，并打開抱閘； (d)報警并停止抱閘輸出。 在本發明所述的采用永磁同步電動機控制電梯的方法中，還包括在電梯 停止階段當抱閘完全閉合后，逐步減少電動機的輸入電流至零。
在本發明所述的采用永磁同步電動機控制電梯的方法中，所述步驟(a) 中檢測電流以在75毫秒內線性增加到最大值的方式輸出到電動機。
在本發明所述的采用永磁同步電動機控制電梯的方法中，所述步驟(a) 中輸出到電動機的電流的最大值為電動機額定電流的30%，所述步驟(b)中的設定的閾值為電動機額定電流的20% 。
在本發明所述的采用永磁同步電動機控制電梯的方法中，抱閘完全閉合
后輸出到電動機的電流在300毫秒內從正常值線性減小到零。
本發明還提供一種采用永磁同步電動機控制電梯的系統，包括電動機、
抱閘、電機驅動控制單元、主接觸器，所述電機驅動控制單元包括
電流控制單元，用于在接收到主接觸器閉合的反饋信號后逐步增加輸出
到電動機的電流；
電流檢測單元，用于檢測電動機的反饋電流；
電機啟動單元，用于在所述反饋電流大于或等于設定的閾值，使輸出到 電動機的電流恢復到正常啟動狀態，并打開抱閘。
在本發明所述的采用永磁同步電動機控制電梯的系統中，還包括電機停 止單元，用于在抱閘完全閉合后，逐步減少電動機的輸入電流至零。
在本發明所述的采用永磁同步電動機控制電梯的系統中，所述電流控制 單元在接收到主接觸器閉合的反饋信號后在75毫秒內將輸出到電動機的電流 線性增加到最大值。
在本發明所述的采用永磁同步電動機控制電梯的系統中，所述電流控制 單元輸出到電動機的電流的最大值為電動機額定電流的30%，所述設定的閾 值為電動機額定電流的20%。
在本發明所述的采用永磁同步電動機控制電梯的系統中，所述電機停止 單元在抱閘完全閉合后在300毫秒內將輸出到電動機的電流從正常值線性減 小到零。
本發明的采用永磁同步電動機控制電梯的方法及系統，通過在電梯啟動 階段進行電流檢測，避免了主接觸器失效或觸點接觸不良而產生的溜車，提 高了電梯的安全性。此外，本發明在電梯停車過程中，將電流逐漸減少的方 法撤除，消除了原來由于電流突然變化而產生的聲音。
下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中-圖1是現有采用永磁同步電動機控制電梯的系統的示意圖2是本發明采用永磁同步電動機控制電梯的系統實施例的示意圖3是圖2中電機驅動控制單元的結構示意圖4是本發明采用永磁同步電動機控制電梯的方法實施例的流程圖。
具體實施例方式
如圖2所示，是本發明采用永磁同步電動機控制電梯的系統實施例的結 構圖。在本實施例中，該系統包括電動機23、抱閘24、電機驅動控制單元21、 主接觸器22，其中電機驅動控制單元22連接外部電源，并經由主接觸器22 為電動機23供電。該電機驅動控制單元21還用于接收來自抱閘24、電動機 23、以及主接觸器22的反饋信息，并控制主接觸器22的閉合及斷開、以及 抱閘24的打開和閉合。
如圖3所示，是電機驅動控制單元21的結構示意圖。該電機驅動控制單 元21包括速度調節單元211、電流調節單元212、電流控制單元213以及電 機啟動單元214。其中速度調節單元211用于根據來自電動機23的速度反饋 進行PI調節；電流調節單元212用于根據電動機23的電流反饋進行電流PI 調節。
電流控制單元213用于在接收到主接觸器22閉合的反饋信號后向電動機 23輸出一個檢測電流。例如在主接觸器22閉合后，即電機驅動控制單元21 通過主接觸器22的輔助觸點收集到該主接觸器22閉合的反饋信號后，電流 控制單元213逐步增加輸出到電動機23的電流，該過程持續75ms，其電流的 幅值從0以線性方式增加到電動機23額定電流的30%。
經過電流逐步增加的過程后，電機驅動控制單元21通過電流檢測單元 215檢測電動機23的實際反饋電流。
電機啟動單元214用于在上述實際反饋電流大于或等于設定的閾值時， 使輸出到電動機23的電流恢復到正常啟動狀態，并打開抱閘。在反饋電流大 于或等于上述設定的閾值時，表明該系統的主接觸器22的觸點是正常的，從 而電梯的動合機構可以正常運行。在本實施例中，電機啟動單元214通過75ms的過程將電動機23電流減少(例如以線性方式)，使電流恢復到正常啟動的 狀態，然后打開抱閘，進行電梯運行控制。
在電流控制單元213輸出的最大幅值為電動機額定電流的30%時，上述 設定的閾值可以是電動機13額定電流的20%。當然，反饋電流的閾值也可根 據實際情況具體設定。
上述系統在啟動過程中，在抱閘打開之前就可以有效檢測出主主接觸器 22是否存在觸點接觸異常。并且電流采用逐步變化的過程，避免了電動機23 內電流變化太快而產生的聲音。
此外，上述系統中還可包括報警單元(圖中未示出)，用于在反饋電流小 于上述設定的閾值時(此時主接觸器22的觸點非正常，電流無法通過主接觸 器傳遞到電動機23)，進行報警，并使停止后續的抱閘輸出。
在上述系統中，還可包括電機停止單元(圖中未示出)，用于在抱閘24 完全閉合后，逐步減少電動機23的輸入電流至零。當電梯的抱閘24完全閉 合后，電梯不再需要電動機23的扭矩來維持電梯負載的平衡，準備撤除電動 機運行命令，此時本發明提出的電機停止單元通過300ms的時間控制將當前 電流逐漸減少為OA (例如以線性方式)。
此外，上述系統中的電機驅動控制單元還可包括電梯控制邏輯單元，用 于負責電梯運行時曲線、邏輯等方面的控制；電梯外圍信號收集與處理單元， 用于完成電梯應用中各個樓層的召喚信息、安全信號等外圍信號的采集與處 理；人機界面，是調試、監控電梯一體化控制器的接口。
如圖4所示，是本發明采用永磁同步電動機控制電梯的方法實施例的流 程圖。本方法包括在電梯啟動階段的以下步驟
步驟S41:在接收到主接觸器閉合的反饋信號后，向電動機輸出檢測電流。 在本步驟中，檢測電流以在75毫秒內線性增加到最大值的方式輸出到電動機。 特別的，檢測電流的最大值可以是電動機額定電流的30%。
步驟S42:檢測電動機的反饋電流，若所述反饋電流大于或等于設定的閾 值，則執行步驟S43，否則執行步驟S44。在該步驟中，上述設定的閾值為電 動機額定電流的20%。步驟S43:使輸出到電動機的電流恢復到正常啟動狀態，并打開抱閘。 步驟S44:報警并停止抱閘輸出。
此外，在上述方法中，為了減少電梯停止階段由于電動機電流突然變換 產生的噪音，還可包括在電梯停止階段當抱閘完全閉合后，逐步減少電動機 的輸入電流至零。抱閘完全閉合后輸出到電動機的電流可以通過以下方式減 少在300毫秒內從正常值線性減小到零。
在上述系統及方法中，上述增加或減少的方式并不限于線性方式，也可 以采用其它函數變化的方式。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可 輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明 的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1、一種采用永磁同步電動機控制電梯的方法，其特征在于，在電梯啟動階段包括以下步驟(a)在接收到主接觸器閉合的反饋信號后，向電動機輸出檢測電流；(b)檢測所述電動機的反饋電流，若所述反饋電流大于或等于設定的閾值，則執行步驟(c)，否則執行步驟(d)；(c)使輸出到電動機的電流恢復到正常啟動狀態，并打開抱閘；(d)報警并停止抱閘輸出。
2、 根據權利要求l所述的采用永磁同步電動機控制電梯的方法，其特征 在于，還包括在電梯停止階段當抱閘完全閉合后，逐步減少電動機的輸入電 流至零。
3、 根據權利要求l所述的采用永磁同步電動機控制電梯的方法，其特征 在于，所述步驟(a)中檢測電流以在75毫秒內線性增加到最大值的方式輸 出到電動機。
4、 根據權利要求3所述的采用永磁同步電動機控制電梯的方法，其特征 在于，所述步驟(a)中輸出到電動機的電流的最大值為電動機額定電流的30 %，所述步驟(b)中的設定的閾值為電動機額定電流的20%。
5、 根據權利要求2所述的采用永磁同步電動機控制電梯的方法，其特征 在于，抱閘完全閉合后輸出到電動機的電流在300毫秒內從正常值線性減小 到零。
6、 一種采用永磁同步電動機控制電梯的系統，包括電動機、抱閘、電機 驅動控制單元、主接觸器，其特征在于，所述電機驅動控制單元包括電流控制單元，用于在接收到主接觸器閉合的反饋信號后逐步增加輸出 到電動機的電流；電流檢測單元，用于檢測電動機的反饋電流；電機啟動單元，用于在所述反饋電流大于或等于設定的閾值，使輸出到 電動機的電流恢復到正常啟動狀態，并打開抱閘。
7、 根據權利要求6所述的采用永磁同步電動機控制電梯的系統，其特征 在于，還包括電機停止單元，用于在抱閘完全閉合后，逐步減少電動機的輸 入電流至零。
8、 根據權利要求6所述的采用永磁同步電動機控制電梯的系統，其特征 在于，所述電流控制單元在接收到主接觸器閉合的反饋信號后在75毫秒內將 輸出到電動機的電流線性增加到最大值。
9、 根據權利要求6所述的采用永磁同步電動機控制電梯的系統，其特征 在于，所述電流控制單元輸出到電動機的電流的最大值為電動機額定電流的 30%，所述設定的閾值為電動機額定電流的20%。
10、 根據權利要求7所述的采用永磁同步電動機控制電梯的系統，其特 征在于，所述電機停止單元在抱閘完全閉合后在300毫秒內將輸出到電動機 的電流從正常值線性減小到零。
全文摘要
本發明涉及一種采用永磁同步電動機控制電梯的方法，在電梯啟動階段包括以下步驟(a)在接收到主接觸器閉合的反饋信號后，向電動機輸出檢測電流；(b)檢測電動機的反饋電流，若所述反饋電流大于或等于設定的閾值，則執行步驟(c)，否則執行步驟(d)；(c)使輸出到電動機的電流恢復到正常啟動狀態，并打開抱閘；(d)報警并停止抱閘輸出。本發明還提供一種對應的采用永磁同步電動機控制電梯的系統。本發明可避免電梯因主接觸器失效或觸點接觸不良而產生的溜車，提高了電梯的安全性。此外，本發明還可消除電梯停車過程中由于電流突然變化而產生的聲音。
文檔編號B66B5/02GK101531309SQ20081006551
公開日2009年9月16日 申請日期2008年3月10日 優先權日2008年3月10日
發明者傅曉洲, 劉宇川, 李俊田, 肖慶清 申請人:蘇州默納克控制技術有限公司;深圳市匯川技術股份有限公司