專利名稱：電梯的速度控制裝置以及速度控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電梯的速度控制裝置和速度控制方法，尤其是涉及一種能夠在降 低損耗的同時(shí)防止乘坐舒適性變差的電梯的速度控制裝置以及速度控制方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的電梯中，用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的逆變器采用三相調(diào)制方式進(jìn)行控制。與此相對(duì)，在專利文獻(xiàn)1所公開的電梯系統(tǒng)中，采用二相調(diào)制方式進(jìn)行控制，由此 來降低開關(guān)動(dòng)作時(shí)的損耗。二相調(diào)制方式如專利文獻(xiàn)2所公開的三相電壓型逆變器的PWM控制方法那樣，通 過將三個(gè)輸出相中的一個(gè)輸出相周期性地控制成始終處于ON狀態(tài)或者始終處于OFF狀態(tài)， 能夠降低開關(guān)動(dòng)作時(shí)的損耗。此外，在專利文獻(xiàn)3所公開的節(jié)電型電梯系統(tǒng)中，在電梯轎廂的負(fù)載量較大的重 負(fù)載期間，將調(diào)制方式從三相調(diào)制方式切換為二相調(diào)制方式。另外，在專利文獻(xiàn)2和專利文獻(xiàn)4所公開的PWM逆變器裝置中，雖然不以電梯為對(duì) 象，但根據(jù)逆變器的輸出電壓進(jìn)行三相調(diào)制方式和二相調(diào)制方式之間的切換。通過采用二相調(diào)制方式，能夠降低各相的開關(guān)元件的開關(guān)動(dòng)作次數(shù)，從而能夠降 低開關(guān)動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的開關(guān)損耗，因此，二相調(diào)制方式不僅在專利文獻(xiàn)1中得到采用，而且在 通用型的逆變器等中也得到了廣泛的采用。專利文獻(xiàn)1 日本國(guó)專利特開2006-131397號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本國(guó)專利特開平1-274669號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本國(guó)專利特開2007-2M069號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本國(guó)專利特開昭63-290170號(hào)公報(bào)可是，二相調(diào)制方式具有以下特性輸出電壓越低、逆變器的輸出電壓的脈寬越 窄，在輸出極低的電壓時(shí)，所輸出的脈沖的寬度變得非常窄。由于一般的開關(guān)元件無(wú)法立即 對(duì)指令脈沖作出響應(yīng)，所以在輸入了脈寬極窄的脈沖指令時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)開關(guān)元件無(wú)法響 應(yīng)的情況。此外，即使開關(guān)元件作出了響應(yīng)，也可能出現(xiàn)在完全轉(zhuǎn)變?yōu)镺N狀態(tài)之前就返回 到OFF狀態(tài)的情況，可能導(dǎo)致開關(guān)元件的使用壽命下降。在專利文獻(xiàn)3中，公開有將電梯轎廂的負(fù)載量作為參數(shù)，從三相調(diào)制方式切換到 二相調(diào)制方式的方式。例如，在負(fù)荷量較大時(shí)，由于在剛開始驅(qū)動(dòng)的低電壓輸出狀態(tài)下采用 二相調(diào)制方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，所以會(huì)出現(xiàn)同樣的問題。此外，作為電梯所特有的課題，由于乘客對(duì)電梯的乘坐舒適性具有很高的要求，所 以需要盡可能地抑制因電梯轎廂的晃動(dòng)等而產(chǎn)生不舒適感?？墒?，在進(jìn)行三相調(diào)制控制和 二相調(diào)制控制的切換時(shí)，有時(shí)會(huì)對(duì)逆變器的輸出產(chǎn)生沖擊。其原因是在切換時(shí)的電壓指令 的波動(dòng)和零相電流的波動(dòng)等的影響下電壓指令值會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)。此外，在負(fù)荷的慣性力矩 (torque)較小時(shí)(小型電梯的場(chǎng)合)，上述影響可能變大。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對(duì)驅(qū)動(dòng)電梯的逆變器，在抑制乘坐舒適性變差的同時(shí)，降低 逆變器的開關(guān)損耗。作為上述課題的解決方案，將進(jìn)行三相調(diào)制控制和二相調(diào)制控制切換的時(shí)間控 制在電梯的速度發(fā)生變化的加速區(qū)域內(nèi)，或者控制在加速度發(fā)生變化的加加速區(qū)域(jerk region)內(nèi)。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的特點(diǎn)在于，電梯的速度控制裝置的主電路由整流器和逆 變器構(gòu)成，通過向電梯驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)供應(yīng)經(jīng)所述逆變器進(jìn)行了脈寬調(diào)制的可變頻變壓的 三相交流電來使電梯轎廂升降，所述電梯的速度控制裝置的特征在于，控制所述逆變器的 PWM(脈寬調(diào)制)控制裝置具有調(diào)制控制切換單元，在所述電梯的行駛速度或者電梯的行駛 速度相當(dāng)值小于規(guī)定值時(shí)，所述調(diào)制控制切換單元將調(diào)制控制設(shè)定為三相調(diào)制控制，在所 述電梯的行駛速度或者電梯的行駛速度相當(dāng)值超過了所述規(guī)定值時(shí)，所述調(diào)制控制切換單 元將調(diào)制控制切換為二相調(diào)制控制，并且將所述規(guī)定值設(shè)定為電梯轎廂的行駛速度發(fā)生變 化的加減速區(qū)域內(nèi)的速度相當(dāng)值。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的特點(diǎn)在于，電梯的速度控制方法具有以下步驟起動(dòng)加 速步驟，對(duì)控制所述逆變器的PWM控制裝置進(jìn)行三相調(diào)制控制，以使所述電梯起動(dòng)和加速； 切換為二相調(diào)制控制的切換步驟，在所述電梯的加速過程中，當(dāng)所述電梯的行駛速度或者 電梯的行駛速度相當(dāng)值超過了被設(shè)定為所述電梯的加速區(qū)域內(nèi)的速度的第一規(guī)定值時(shí)，將 所述PWM控制裝置切換為二相調(diào)制控制；以及切換為三相調(diào)制控制的切換步驟，在所述電 梯的減速過程中，當(dāng)所述電梯的行駛速度或者電梯的行駛速度相當(dāng)值低于設(shè)定得比第一規(guī) 定值低的第二規(guī)定值時(shí)，將所述PWM控制裝置切換為三相調(diào)制控制。(發(fā)明效果)電梯乘客對(duì)恒定速度區(qū)域內(nèi)發(fā)生的電梯轎廂的沖擊比較敏感，因此當(dāng)電梯轎廂在 該區(qū)域內(nèi)發(fā)生沖擊時(shí)，乘客會(huì)感覺到不舒適，但在電梯剛起動(dòng)時(shí)或者電梯即將?？繒r(shí)的加 速區(qū)域和加加速區(qū)域中，乘客對(duì)電梯轎廂的沖擊不太敏感。因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，在發(fā)生了沖擊時(shí)也能夠避免乘客產(chǎn)生不舒適感。此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，能夠在降低逆變器的開關(guān)損耗的同時(shí)，防止乘 坐舒適性變差。本發(fā)明的其它目的和特征將在下述的實(shí)施方式中加以說明。
圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1所涉及的電梯控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是實(shí)施例1的速度指令值和調(diào)制切換區(qū)域的示意圖。圖3是表示三相調(diào)制控制方式的電壓指令值和線間電壓的變化情況的圖。圖4是表示二相調(diào)制控制方式的電壓指令值和線間電壓的變化情況的圖。圖5是表示實(shí)施例1的各種運(yùn)行距離、加速度、速度指令值和調(diào)制切換用的速度閾 值的圖。圖6是實(shí)施例1的調(diào)制切換處理的概要說明圖。
圖7本發(fā)明的實(shí)施例2所涉及的電梯控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是實(shí)施例2的調(diào)制切換處理的概要說明圖。圖中1-電源，2-整流器，3-逆變器，4-電動(dòng)機(jī)，5-電梯轎廂，6_平衡重，7_速度 指令運(yùn)算部分，8-速度控制系統(tǒng)，9-電流控制系統(tǒng)，10-指令值運(yùn)算部分，Il-PWM控制部分， 12-調(diào)制方式選擇部分，13-速度閾值設(shè)定部分，14-低通濾波器，15-電壓閾值設(shè)定部分。
具體實(shí)施例方式以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。(實(shí)施例1)圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1所涉及的電梯控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。電梯由與電源1 連接的整流器2、逆變器3、電動(dòng)機(jī)(卷?yè)P(yáng)機(jī))4、隨著與電動(dòng)機(jī)4連接的繩輪的驅(qū)動(dòng)而升降 的電梯轎廂5和平衡重6構(gòu)成。整流器2將從電源1供應(yīng)的商用頻率的交流電變換為直流 電。逆變器3將直流電變換為可變頻變壓的三相交流電后供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)4。電梯轎廂5和 平衡重6由與電動(dòng)機(jī)4連接的繩輪懸吊，并且隨著電動(dòng)機(jī)4的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)而進(jìn)行升降動(dòng)作。作為驅(qū)動(dòng)逆變器3用的指令值的生成方法如下首先，在速度控制系統(tǒng)8中對(duì)電動(dòng) 機(jī)輸出力矩的力矩指令值進(jìn)行運(yùn)算，使得從速度指令運(yùn)算部分7輸出的速度指令值與通過 安裝在電動(dòng)機(jī)4上的未圖示的速度檢測(cè)器獲得的速度檢測(cè)值之間的差值為零。然后，通過 電流控制系統(tǒng)9生成第一電壓指令值，使得與力矩指令值成比例的電流值和通過與逆變器 3的輸出連接的未圖示的電流檢測(cè)器獲得的電流檢測(cè)值的力矩電流分量之間的差值為零， 并且使得電動(dòng)機(jī)4的磁場(chǎng)分量的指令值與通過所述電流檢測(cè)器獲得的電流檢測(cè)值的磁場(chǎng) 電流分量之間的差值為零。其中，第一電壓指令值(vl)根據(jù)電流控制系統(tǒng)9的磁場(chǎng)分量的 輸出(vd)和力矩分量的輸出(vq)決定，Vl=Vr (v d 2 + ν q 2)......⑴由于在一般情況下vq > vd，所以也可以設(shè)定成
vlNyq ......(2)。此后，在指令值運(yùn)算部分10中基于由調(diào)制方式選擇部分11選出的三相調(diào)制控制 或者二相調(diào)制控制的控制方式，根據(jù)所述第一電壓指令值算出第二電壓指令值。在PWM控 制部分11中將第二電壓指令值與三角波載波進(jìn)行比較，由此生成用于驅(qū)動(dòng)逆變器3的矩形 脈沖狀的PWM信號(hào)。在調(diào)制方式選擇部分12中將從速度指令運(yùn)算部分7輸出的速度指令值與由速度 閾值設(shè)定部分13設(shè)定的速度閾值進(jìn)行比較，在速度指令值低于速度閾值的區(qū)域選擇三相 調(diào)制控制，而在速度指令值高于速度閾值的區(qū)域則選擇二相調(diào)制控制。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的電梯的一次運(yùn)行時(shí)的速度指令值、速度指令以及 速度閾值的情況的示意圖。如圖2所示，速度閾值被設(shè)定成較低的速度，在三相調(diào)制控制下起動(dòng)，在起動(dòng)后立 刻切換為二相調(diào)制控制。在減速時(shí)，在減速到十分低速的速度閾值后，在電梯轎廂即將停止 之前，切換為三相調(diào)制控制。如圖2所示，當(dāng)調(diào)制切換區(qū)域位于加減速區(qū)域內(nèi)時(shí)，乘客不太容易感覺到不舒適感，所以將加減速區(qū)域設(shè)定為調(diào)制切換區(qū)域能夠獲得相應(yīng)的效果。調(diào)制方式的選擇方法的 詳細(xì)情況在后述部分中加以說明。圖3表示三相調(diào)制控制方式時(shí)的電壓指令值和線間電壓。圖3(a)表示在三相調(diào) 制控制方式中所述第一電壓指令值的振幅較大時(shí)的第二電壓指令值(VlA W*, VW*)、三角波 載波以及所輸出的線間電壓的基本波分量(Vu-v，Vv-W, Vw-U) 0此外，圖3(b)表示在三相 調(diào)制控制方式中所述第一電壓指令值的振幅較小時(shí)的第二電壓指令值(νιΛ W*, vw*)、三角 波載波以及所輸出的線間電壓的基本波分量(Vu-v，Vv-w, Vw-u)。假設(shè)三相調(diào)制控制方式的所述第一電壓指令值分別為νιΓ，W**和vw:則vu* = vu**+Vo ......(3)vv* = vv**+Vo ......(4)vw* = vw**+Vo ......(5)，式中，Vo = 0，或者表示與νιΓ，ν廣和λπΓ相對(duì)的三次諧波分量。在圖3(a)和圖 3(b)的示例中， vu* = Va · cos (ω t)......(6)vv* = Va · cos(cot_2 π/3) ......(7)vw* = Va ‘ cos (ω t~4 π /3) ......(8)，且Vo = (-1/6) Va · cos (3 ω t) ......(9)。由于Vo與零相電壓相當(dāng)，所以各相的相電壓本身如圖3(a)和圖3(b)所示含有畸 變，但由于線間電壓為正弦波，所以對(duì)電動(dòng)機(jī)4的驅(qū)動(dòng)沒有影響。在三相調(diào)制控制方式中，全部輸出相的電壓指令值均與三角波載波在每一個(gè)周期 相交二次，輸出矩形波的0N/0FF指令。因此，每個(gè)周期均發(fā)生開關(guān)損耗。可是，如圖3(b) 所示，在所述第一電壓指令值的振幅較小的場(chǎng)合，由于在三角波載波的中心附近與指令值 進(jìn)行比較，所以輸出的矩形波脈沖的占空比接近50 %，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)。在三相調(diào)制方 式中，從第一電壓指令值的振幅非常小的場(chǎng)合到振幅較大的場(chǎng)合均能夠穩(wěn)定地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。圖4(a)和圖4(b)表示二相調(diào)制方式的電壓指令值和線間電壓。圖4(a)表示在 二相調(diào)制控制方式中所述第一電壓指令值的振幅較大時(shí)的第二電壓指令值(VlA W*, VW*)、 三角波載波以及所輸出的線間電壓的基本波分量(Vu-v，Vv-W, Vw-U)，圖4(b)表示在二相 調(diào)制控制方式中所述第一電壓指令值的振幅較小時(shí)的第二電壓指令值(νιΛ vv*, vw*)、三角 波載波以及所輸出的線間電壓的基本波分量(Vu-v，Vv-w, Vw-u)。在二相調(diào)制控制方式中，在νιΓ，W"中的大小據(jù)中的指令值為0以上時(shí)， 將式(3) 式(5)中的Vo設(shè)定為從減去三角波的載波信號(hào)的峰值之后的值減去viT，vv** 和中的最小值而得到的值。也就是說，在中間電壓midlviT^v^vwn彡O的場(chǎng)合，式 (3) 式(5)中的Vo如式10所示。Vo = -Vc-min {vu**, vv**, vw**}......(10)其中，Vc是載波信號(hào)的峰值。另一方面，在νιΛν^和W"中的大小居中的指令值小于O時(shí)，將式⑶ 式(5) 中的Vo設(shè)定為從三角波的載波信號(hào)的峰值減去νιΓ，和中的最大值而得到的值。 也就是說，在中間電壓midlvu^vv^vwn < O的場(chǎng)合，式(3) 式(5)中的Vo如式11所
7J\ ο
7
Vo = +Vc-max{vu**, vv**, vw**} ......(11)根據(jù)圖4 (a)和圖4 (b)，與三相調(diào)制控制方式一樣，各相的指令電壓呈畸變波形， 但由于線間電壓為正弦波，所以對(duì)電動(dòng)機(jī)4的驅(qū)動(dòng)沒有影響。在二相調(diào)制控制方式中，各相的指令值交替地為三角波載波的最大值以上的值或 者三角波載波的最小值以下的值。在該區(qū)域內(nèi)，開關(guān)元件始終處于ON狀態(tài)或者始終處于 OFF狀態(tài)，所以不發(fā)生開關(guān)動(dòng)作損耗。因此，與三相調(diào)制控制方式相比，具有能夠大幅度降低 損耗的效果。可是，如圖4(b)所示，在第一電壓指令值的振幅較小的場(chǎng)合，由于在三角波載波 的頂點(diǎn)附近與指令值進(jìn)行比較，所以輸出脈沖的脈寬窄小。在將脈寬非常窄的脈沖指令值 賦予開關(guān)元件時(shí)，開關(guān)元件可能不對(duì)其反應(yīng)而造成波形畸變。此外，即使開關(guān)元件作出了反 應(yīng)，也可能出現(xiàn)在完全轉(zhuǎn)變?yōu)镺N狀態(tài)之前就被賦予OFF指令的情況，可能導(dǎo)致開關(guān)元件的 使用壽命下降。因此，在實(shí)施例1中，在第一電壓指令值的振幅較小的條件下，以三相調(diào)制控制方 式驅(qū)動(dòng)，到第一電壓指令值的振幅變大后再切換到二相調(diào)制控制方式。圖5表示根據(jù)實(shí)施例1的速度閾值進(jìn)行調(diào)制切換時(shí)的詳細(xì)內(nèi)容。在圖1的速度指令運(yùn)算部分7中，例如通過對(duì)圖5的加速度指令實(shí)施積分處理來 運(yùn)算速度指令值。此外，圖1中的第一電壓指令值的振幅在負(fù)荷條件相同時(shí)基本上與電動(dòng) 機(jī)4的旋轉(zhuǎn)速度成比例。其原因是電動(dòng)機(jī)感應(yīng)電壓與電動(dòng)機(jī)4的旋轉(zhuǎn)速度成比例地上升， 尤其是使用永磁式電動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)機(jī)4時(shí)，比例系數(shù)(感應(yīng)電壓系數(shù))會(huì)變大。在電梯的乘坐舒適性方面，在圖5的加速度指令值為零的區(qū)域，即在速度指令值 為恒定速度的條件下，例如因電動(dòng)機(jī)4的力矩脈動(dòng)等而使得電梯轎廂受到?jīng)_擊時(shí)，電梯乘 客會(huì)明顯地感覺到電梯轎廂的振動(dòng)?？墒牵诩铀俣戎噶畎l(fā)生變化的加加速區(qū)域和加速度 為零以外的恒定值的場(chǎng)合(速度以恒定的斜率增減的場(chǎng)合)，呈現(xiàn)電梯乘客不容易感覺到 電梯轎廂振動(dòng)的傾向。另一方面，在三相調(diào)制控制和二相調(diào)制控制之間進(jìn)行切換時(shí)，各相的電壓指令值 例如從圖3(b)所示的狀態(tài)大幅度地變化到圖4(b)所示的狀態(tài)，所以，只要存在微小的誤差 分量，電壓指令值就會(huì)發(fā)生脈動(dòng)，從而可能對(duì)逆變器的輸出造成沖擊。此外，在電壓指令值 出現(xiàn)了大幅度的波動(dòng)時(shí)，由于會(huì)發(fā)生峰值較大的零相電流，尤其在將設(shè)置在逆變器3的輸 出端的電流檢測(cè)器設(shè)置在三相輸出中的二相輸出上，而對(duì)剩余的一相進(jìn)行運(yùn)算的場(chǎng)合，與 上述場(chǎng)合一樣，可能使電壓指令值發(fā)生脈動(dòng)而對(duì)電梯轎廂5產(chǎn)生沖擊。因此，在本發(fā)明的實(shí)施例1中，由調(diào)制方式選擇部分12根據(jù)速度指令運(yùn)算部分7 的指令值在電梯的加速區(qū)域或者加加速區(qū)域進(jìn)行三相調(diào)制控制和二相調(diào)制控制的切換。為 了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，在實(shí)施例1中，將速度指令值與30m/min的速度閾值進(jìn)行比較，在小于速度 閾值的速度區(qū)域中選擇三相調(diào)制控制，在速度指令大于或等于該速度閾值的速度區(qū)域中選 擇二相調(diào)制控制。因此，如圖5所示，在加速到由運(yùn)行距離決定的各個(gè)最高速度(，例如60m/ min、105m/min或150m/min等)中的某一個(gè)最高速度的場(chǎng)合下，也是在加速區(qū)域或者加加速 (jerk)區(qū)域進(jìn)行三相調(diào)制控制和二相調(diào)制控制之間的切換。在實(shí)施例1中，將所述閾值設(shè) 定為與30m/min這一電梯轎廂的行駛速度相當(dāng)?shù)闹?，從圖5可以知道，在電梯中，只要以與 30m/min以下的行駛速度相當(dāng)?shù)闹嫡{(diào)制控制切換單元?jiǎng)幼?，即使在加減速區(qū)域中，尤其是在加加速區(qū)域附近，電梯乘客不太會(huì)感覺到不舒適感。加速區(qū)域和加加速區(qū)域是電梯剛起動(dòng)時(shí)或者即將停止時(shí)的短暫期間，通過在這一 期間進(jìn)行切換，具有即使因電動(dòng)機(jī)4發(fā)生力矩脈動(dòng)而對(duì)電梯轎廂造成了沖擊，電梯乘客也 不容易感到振動(dòng)的效果。此外，在實(shí)施例1中，由調(diào)制方式選擇部分12根據(jù)速度指令值進(jìn)行切換處理，但也 可以設(shè)置成根據(jù)從安裝在電動(dòng)機(jī)4上的速度檢測(cè)器獲得的速度檢測(cè)值進(jìn)行切換處理。此 時(shí)，速度檢測(cè)值中可能包含微小的脈動(dòng)等。圖6是本發(fā)明的實(shí)施例1的調(diào)制切換處理的概要說明圖。如圖6所示，相對(duì)于加 速時(shí)和減速時(shí)的切換點(diǎn)設(shè)置了滯后處理。具體來說是，在從三相調(diào)制控制方式切換到二相 調(diào)制控制方式的加速時(shí)，在速度超過了上限閾值時(shí)進(jìn)行切換處理。此外，在從二相調(diào)制控制 方式切換到三相調(diào)制控制方式的減速時(shí)，在速度低于下限閾值(下限閾值<上限閾值)時(shí) 進(jìn)行切換處理。由此，能夠有效地抑制在短時(shí)間內(nèi)反復(fù)頻繁地在三相調(diào)制控制方式和二相調(diào)制控 制方式之間進(jìn)行切換的現(xiàn)象即顫動(dòng)(chattering)現(xiàn)象等的不良影響。此時(shí)，當(dāng)然優(yōu)選將上 限速度閾值和下限速度閾值都設(shè)定為加速時(shí)或者加加速時(shí)的速度。此外，關(guān)于由圖1的調(diào)制方式選擇部分12進(jìn)行的三相調(diào)制控制和二相調(diào)制控制的 選擇，也可以在速度閾值設(shè)定部分13中對(duì)閾值進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏?。例如，通常將速度閾值預(yù)先設(shè)定為比圖5所示的速度閾值高的速度閾值，而在進(jìn) 行維修保養(yǎng)運(yùn)行時(shí)或者在一個(gè)樓層或者數(shù)個(gè)樓層之間進(jìn)行短距離的升降動(dòng)作時(shí)，將速度閾 值變更為圖5所示的低速閾值。如此，通過對(duì)速度閾值進(jìn)行調(diào)整，使得調(diào)制方式的切換點(diǎn) 在加速期間或者加加速期間內(nèi)，具有能夠迅速地切換到損耗小的二相調(diào)制控制方式這一效^ ο(實(shí)施例2)圖7是本發(fā)明的實(shí)施例2所涉及的電梯控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。與圖1的實(shí)施例 1的不同之處在于，在實(shí)施例2中，將通過低通濾波器14對(duì)從電流控制系統(tǒng)9輸出的第一電 壓指令值進(jìn)行濾波后得到的值以及由電壓閾值設(shè)定部分15輸出的閾值作為調(diào)制方式選擇 部分12的輸入。位于加減速區(qū)域或者加加速區(qū)域內(nèi)的第一電壓指令值的大小能夠根據(jù)與 電動(dòng)機(jī)4的旋轉(zhuǎn)速度成比例地增加的感應(yīng)電壓值大概地推測(cè)出。例如，在電梯轎廂5內(nèi)的 負(fù)載量為零時(shí)或者為額定重量時(shí)，與電梯轎廂5和平衡重6保持平衡的條件相比，所需要的 力矩電流更大，所以輸出電壓值增大，但是，在一般的電動(dòng)機(jī)中，與旋轉(zhuǎn)速度成比例地增加 的感應(yīng)電壓值大于使力矩電流流動(dòng)所需的電壓值。因此，通過選擇不同的電動(dòng)機(jī)4，能夠?qū)?加速時(shí)或者加加速時(shí)輸出的電壓指令值的范圍進(jìn)行限制。其中，調(diào)制方式選擇部分12根據(jù)第一電壓指令值的大小選擇調(diào)制方式。在進(jìn)行調(diào) 制方式的切換時(shí)或者死區(qū)時(shí)間的補(bǔ)償時(shí)，第一電壓指令值的高頻脈動(dòng)可能會(huì)出現(xiàn)重疊。在 高頻脈動(dòng)出現(xiàn)了重疊的場(chǎng)合下，在進(jìn)行調(diào)制方式的切換時(shí)可能會(huì)發(fā)生顫動(dòng)而產(chǎn)生不穩(wěn)定的 動(dòng)作。例如，在脈動(dòng)的峰值達(dá)到調(diào)制方式的切換點(diǎn)時(shí)，雖然能夠?qū)φ{(diào)制方式進(jìn)行切換，但會(huì) 出現(xiàn)在脈動(dòng)值降低后，調(diào)制方式又一次被切換等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致調(diào)制方式在短時(shí)間內(nèi)被頻 繁切換。因此，在圖7的實(shí)施例2中使用經(jīng)過低通濾波器14濾波后的值。由此，具有能夠降低脈動(dòng)的不良影響的效果。圖8是圖7的實(shí)施例2的調(diào)制切換處理的概要說明圖。如圖8所示，相對(duì)于加速 時(shí)和減速時(shí)的切換點(diǎn)設(shè)置了滯后處理。具體來說是，在從三相調(diào)制控制方式切換到二相調(diào) 制控制方式的加速時(shí)，在電壓指令值超過了上限電壓閾值時(shí)進(jìn)行切換處理。此外，在從二相 調(diào)制控制方式切換到三相調(diào)制控制方式的減速時(shí)，在電壓指令值低于下限電壓閾值(下限 電壓閾值<上限電壓閾值)時(shí)進(jìn)行切換處理。由此，能夠提高對(duì)在短時(shí)間內(nèi)反復(fù)頻繁地在三相調(diào)制控制方式和二相調(diào)制控制方 式之間進(jìn)行切換的現(xiàn)象即顫動(dòng)現(xiàn)象的抑制效果。又，圖7的電壓閾值設(shè)定部分15可以如圖5所示的那樣在速度指令值不會(huì)達(dá)到額 定速度的短距離運(yùn)行時(shí)，與實(shí)施例1的速度閾值設(shè)定部分13的場(chǎng)合一樣，可以對(duì)閾值進(jìn)行 適當(dāng)?shù)淖兏?。由此，具有能夠迅速地切換到損耗小的二相調(diào)制控制方式這一效果。此外，在圖8中當(dāng)然也優(yōu)選將上限電壓閾值和下限電壓閾值都設(shè)定為加速時(shí)或者 加加速時(shí)輸出的電壓值。如在上述實(shí)施例中所說明的那樣，在本發(fā)明中，作為電梯的行駛速度或者電梯的 行駛速度相當(dāng)值，可以使用賦予給電動(dòng)機(jī)的速度控制系統(tǒng)的速度指令值、檢測(cè)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn) 速度的速度檢測(cè)器的輸出值、向電動(dòng)機(jī)供電的逆變器的輸出電壓、輸出頻率或者該等電壓 和頻率的相當(dāng)值。以上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不僅限于上述實(shí)施方式，理所 當(dāng)然，本發(fā)明可以在不改變其宗旨的范圍內(nèi)以各種變形實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種電梯的速度控制裝置，所述電梯的速度控制裝置的主電路由整流器和逆變器構(gòu) 成，通過向電梯驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)供應(yīng)經(jīng)所述逆變器進(jìn)行了脈寬調(diào)制的可變頻變壓的三相交流 電來使電梯轎廂升降，所述電梯的速度控制裝置的特征在于，控制所述逆變器的脈寬調(diào)制控制裝置具有調(diào)制控制切換單元，在所述電梯的行駛速度 或者電梯的行駛速度相當(dāng)值小于規(guī)定值時(shí)，所述調(diào)制控制切換單元將調(diào)制控制設(shè)定為三相 調(diào)制控制，在所述電梯的行駛速度或者電梯的行駛速度相當(dāng)值超過了所述規(guī)定值時(shí)，所述 調(diào)制控制切換單元將調(diào)制控制切換為二相調(diào)制控制，并且將所述規(guī)定值設(shè)定為電梯轎廂的 行駛速度發(fā)生變化的加減速區(qū)域內(nèi)的速度相當(dāng)值。
2.如權(quán)利要求1所述的電梯的速度控制裝置，其特征在于，具有調(diào)制控制切換單元，該 調(diào)制控制切換單元將所述規(guī)定值設(shè)定為電梯轎廂的加減速區(qū)域中的電梯轎廂的加減速度 發(fā)生變化的加加速區(qū)域內(nèi)的速度相當(dāng)值。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的電梯的速度控制裝置，其特征在于，具有調(diào)制控制切換單 元，該調(diào)制控制切換單元將所述規(guī)定值設(shè)定為與30m/min以下的電梯轎廂的行駛速度相當(dāng) 的值。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的電梯的速度控制裝置，其特征在于，具有調(diào)制控制 切換單元，當(dāng)電梯轎廂的行駛速度在加速區(qū)域的第一規(guī)定速度以下時(shí)，所述調(diào)制控制切換 單元將調(diào)制控制設(shè)定為所述三相調(diào)制控制，當(dāng)電梯轎廂的行駛速度超過了加速區(qū)域的所述 第一規(guī)定速度時(shí)，所述調(diào)制控制切換單元將調(diào)制控制從所述三相調(diào)制控制切換為所述二相 調(diào)制控制，并且，當(dāng)電梯轎廂的行駛速度降低到減速區(qū)域的比所述第一規(guī)定速度低的第二 規(guī)定速度時(shí)，所述調(diào)制控制切換單元將調(diào)制控制從所述二相調(diào)制控制切換為所述三相調(diào)制 控制。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的電梯的速度控制裝置，其特征在于，所述電梯的行 駛速度或者電梯的行駛速度相當(dāng)值是發(fā)送給所述電動(dòng)機(jī)的速度控制系統(tǒng)的速度指令值。
6.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的電梯的速度控制裝置，其特征在于，所述電梯的行 駛速度或者電梯的行駛速度相當(dāng)值是用于檢測(cè)所述電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的速度檢測(cè)器的輸出值。
7.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的電梯的速度控制裝置，其特征在于，所述電梯的行 駛速度或者電梯的行駛速度相當(dāng)值是向所述電動(dòng)機(jī)供電的所述逆變器的輸出電壓、輸出頻 率或者該等電壓和頻率的相當(dāng)值。
8.如權(quán)利要求7所述的電梯的速度控制裝置，其特征在于，所述電梯的行駛速度或者 電梯的行駛速度相當(dāng)值是根據(jù)采用了向所述電動(dòng)機(jī)供電的所述逆變器的速度控制系統(tǒng)的 后級(jí)的電流控制系統(tǒng)的輸出決定的值，是力矩分量的輸出值或者磁場(chǎng)分量的輸出值與力矩 分量的輸出值的平方和的平方根。
9.一種電梯的速度控制方法，主電路由整流器和逆變器構(gòu)成，通過向電梯驅(qū)動(dòng)用電動(dòng) 機(jī)供應(yīng)經(jīng)所述逆變器進(jìn)行了脈寬調(diào)制的可變頻變壓的三相交流電來使電梯轎廂升降，所述 電梯的速度控制方法的特征在于具有以下步驟對(duì)控制所述逆變器的脈寬調(diào)制控制裝置進(jìn)行三相調(diào)制控制，以使所述電梯起動(dòng)和加速 的步驟；在所述電梯的加速過程中，當(dāng)所述電梯的行駛速度或者電梯的行駛速度相當(dāng)值超過了被設(shè)定為所述電梯的加速區(qū)域內(nèi)的速度的第一規(guī)定值時(shí)，將所述脈寬調(diào)制控制裝置切換為 二相調(diào)制控制的步驟；以及在所述電梯的減速過程中，當(dāng)所述電梯的行駛速度或者電梯的行駛速度相當(dāng)值低于設(shè) 定得比第一規(guī)定值低的第二規(guī)定值時(shí)，將所述脈寬調(diào)制控制裝置切換為三相調(diào)制控制的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電梯的速度控制裝置以及速度控制方法，通過逆變器的三相調(diào)制控制進(jìn)行起動(dòng)，在剛起動(dòng)后的加速區(qū)域(jerk region)內(nèi)的30m/min以下的第一規(guī)定速度從三相調(diào)制控制切換到二相調(diào)制控制。在減速時(shí)，在比第一規(guī)定速度低的第二規(guī)定速度從二相調(diào)制控制切換到三相調(diào)制控制。由此在降低驅(qū)動(dòng)電梯的逆變器的開關(guān)損耗的同時(shí)防止乘坐舒適性變差。
文檔編號(hào)B66B1/28GK102107805SQ20101062309
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者保立尚史, 古橋昌也, 大沼直人, 森和久, 綾野秀樹, 蛭田清玄, 迫田友治 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所