專利名稱：油壓電梯的驅動控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及油壓電梯的驅動控制裝置，更為具體地涉及用可變速控制的電動機來驅動油泵向起重器送油而使電梯廂運行的油壓電梯的驅動控制裝置。
已有的油壓電梯在上升運動時，電動機以一定的轉速轉動油泵輸出定量油，通過流量控制閥來調整送到油壓起重器的油量，在下降運動時，由于電梯廂的自重從油壓起重器回流到油箱的油量，也通過流量控制閥來調整，這樣分別控制電梯廂的(上升和下降的)速度。這種方式在上升運動時，因多余的油量從油泵回流到油箱故能量的損失較大，在下降運動時，因位能被轉變為熱能而使油溫上升較大。針對這一問題最近提出了通過使用變頻器等對感應電動機進行可變電壓、可變頻率的控制(以下稱為VVVF控制)來控制由感應電動機驅動的油泵的輸出油量這樣的方案。這種方式在上升運動時對應于速度指令，向油壓起重器僅送給必要的油量，下降運動時，由于向油箱回流的油量使電動機再生制動，故能量消耗就少，從而油溫的上升也可抑制得較低、可得到高效率的油壓電梯。然而這種VVVF控制的油壓電梯其開啟或關閉壓力油的油路的電磁閥只要求是單純能開或閉的簡單機構，而電梯起動時，在啟動感應電動機的同時，使電磁閥開啟時，因油泵側的壓力比起重器側的壓力低，故電梯廂下降，會發生大的起動沖擊或振動。對這一問題，日本專利申請特公昭64-311號公開了一種技術，考慮僅將能使油泵側的壓力和起重器側的壓力相等的偏特性曲線作為速度指令值給與，即如圖3中所示，在偏特性曲線上，以重疊的形式，加上電梯廂行走的特性曲線信號，將這一重疊的特性曲線信號作為速度指令值，并通過控制電動機，使電梯廂行走，這樣來很好地抑制起動沖擊。又如圖4所示，還提出了設置檢出起重器側的壓力和油泵側的壓力的壓力傳感器，把兩者的壓力差返回速度控制器，從而控制電動機以達到使起重器側的壓力和油泵側的壓力相等的方法。圖4是表示過去的油壓電梯的驅動控制裝置的構成圖。如圖所示，(1)是被埋設在升降通道的地坑里的油缸;(2)是充滿在該油缸(1)里的壓力油;(3)是被壓力油(2)支承著的柱塞;(1)至(3)構成了油壓起重器。(4)是安裝在柱塞(3)頂部的導輪器;(5)是一端固定在通道里，并掛在導輪器上的鋼纜;(6)是安裝在鋼纜(5)的另一端的電梯廂;(7)是平時起逆止閥功能，當電磁線圈得電時被轉換成能逆向導通的電磁轉換閥;(8)是連接在油缸(1)和電磁轉換閥(7)之間，輸送壓力油的管;(9)是可逆運轉的送受壓力油的油泵，管(10)介于它和電磁轉換閥(7)之間;(11)是油;(12)是貯有油(11)的油箱，通過管(13)在它和油泵(9)之間受送壓力油;(14)是驅動該油泵(9)的三相感應電動機，給與油泵(9)轉矩;(15)是感應電動機(14)的轉速檢出器，輸出與感應電動機(14)的轉速成比例的電壓;(16)是用來測量管(8)內的壓力的起重器側壓力傳感器;(17)是測量管(10)內的壓力的油泵側壓力傳感器;(18)是三相交流電源;(19)是將三相交流電變換成直流電的整流器;(20)是平穩整流器(19)輸出電流的穩流電容;(21)是消耗再生電流的再生阻抗;(22)是再生狀態下導通的再生晶體三極管;(23)是驅動感應電動機(14)的變頻器;(24)是接受傳感器(16)、(17)的輸出信號的PI控制器;(25)是將PI控制器(24)的輸出信號和電梯廂速度特性曲線指令(26)相加的加法器;(27)是接受加法器(25)的輸出信號和速度檢出器輸出信號的速度控制器;(28)是檢出感應電動機(14)的輸入電流的電流檢出器;(29)是根據電流檢出器(28)、速度檢出器(15)和速度控制器(27)的各輸出信號來控制變頻器(23)的扭矩控制器。
本發明要解決以下課題。由偏特性曲線信號使油泵側壓力上升的方式，由于負荷和油溫的影響使起重器側壓力和油泵側壓力成為相同所需的偏特性曲線信號值不同，故存在到電梯起動為止的滯留時間每次都不同，到油泵側壓力和起重器側壓力成為相等為止的時間基本上也較長這種缺點。
此外，檢出起重器側壓力和油泵側壓力后，反饋它們的偏差的方式，也因為必須令反饋對象為速度控制器的輸入側，所以由于速度控制器的滯遲而存在反應靈敏欠缺的缺點。此外還考慮通過將補償油泵側壓力和起重器側壓力的差壓部分的補償力矩加到力矩控制器的入口側，這以求縮短達到壓力平衡的時間，但由于這時并沒有發出速度指令而馬達旋轉，故存在速度控制器會給于力矩控制器停止馬達轉動的指令這種不妥之處。
本發明為解決上述諸點問題而進行，其目的在于得到一種能迅速地使油泵側壓力和起重器側壓力相等且能防止起動沖擊或伴隨其而造成的振動的油壓電梯的驅動裝置。
關于本發明的油壓電梯的驅動控制裝置的第一種構思是通過將起動時補償起重器側壓力和油泵側壓力的壓差值，用補償力矩指令值向力矩控制器的輸入側加入的同時，將作為速度指令值的此時的速度檢出器的輸出值加入到速度控制的輸入側而使上述速度控制器的輸出值為零來控制感應電動機而使起重器側壓力和油泵側壓力成為相等。
關系到油壓電梯的驅動裝置的第二構思是設有響應起動時起重器壓力檢出器的輸出信號和油泵壓力檢出器的輸出信號的偏差，運算電動機的力矩指令值的壓力控制器和基于該力矩指令值進行速度控制器的指令值運算的壓力平衡速度指令演算器，通過控制電動機達到使起重器側壓力和油泵側壓力相等的目的。
關于第一構思，通過將補償油泵側壓力和起重器側壓力的壓差部分的補償力矩加入到力矩控制器的輸入側得到壓力平衡時的反應靈敏性。此外，將這時的速度檢出器的輸出信號作為速度指令值加到速度控制器的輸入側，這樣使速度控制器的動作無效。
關于第二構思，檢出油泵側壓力和起重器側壓力，根據它們的偏差，壓力控制器進行壓力平衡力矩指令演算，加入到力矩控制器的輸入側，從而得到壓力平衡時的反應靈敏性。此外，從壓力平衡力矩指令，通過具有速度控制器的傳送函數和逆特性傳送函數的壓力平衡速度指令演算器，運算壓力平衡速度指令值，以此作為速度指令加入到速度控制器的輸入側，使速度控制器的輸入信號的直流成分無效，使輸入信號僅為交流成分，從而使速度控制器作為微分反饋器對壓力工作，達到壓力控制系統的穩定。
圖1表示了本發明的一個實施例的構成圖。
圖2表示了本發明另一個實施例的構成圖。
圖3表示了本發明前的VVVF控制的油壓電梯的電動機速度指令圖。
圖4表示了本發明前的油壓電梯的驅動裝置的構成圖。
以下通過圖對本發明的一個實施例進行說明。圖1是表示本發明一個實施例的構成圖。1-29同以前所述的名稱相當。在本實施例中，在速度控制器27和力矩控制器29之間設有加法器30，速度控制器27的輸出信號被供給加法器30的一個輸入端，PI控制器的輸出信號被供給加法器30另一輸入端，加法器30的輸出信號供給力矩控制器29。速度檢出器15的輸出信號被供給加法器25的另一輸入端。
以下對圖1所示本發明的一個實施例的動作進行說明。當電梯廂6有呼叫時，起重器側壓力傳感器16的值和油泵側壓力傳感器17的值都輸入PI控制器24內。它的輸出信號通過加法器30輸入到力矩控制器29中。力矩控制器29根據PI控制器24的輸出信號、速度檢出器15的輸出信號和電流檢出器28的輸出信號來驅動變頻器23，通過該變頻器23來驅動感應電動機14。然后PI控制器24自動地調節向力矩控制器29輸入的值，以便起重器側壓力傳感器16和油泵側壓力傳感器17的輸出信號值差為零。這時感應電動機14將轉動，但是由于通過速度檢出器15的輸出信號作為速度指令值被輸入到速度控制器27，使速度指令值和速度檢出器15的輸出信號值的偏差成為零，故速度控制器27不會起到制止感應電動機14的作用。這樣起重器側壓力和油泵側壓力就成相等。待壓力相等后，開啟電磁切換閥7。這時因為起重器側壓力和油泵側壓力成為相等油壓起重器不動，當然電梯廂6也不動。然后根據電梯廂速度曲線指令26驅動感應電動機14，使電梯廂升降。這時應使PI控制器24不動作，并把壓力平衡時的輸出值和速度檢出器15的輸出值予先儲存起來，并將其值輸入到各自的力矩控制器29、速度控制器27中。
如果能將其設計成電磁切換閥關閉時使PI控制器24動作，則在例如再調高度運轉時，也能立即根據再調高度圓形信號使電梯廂動作。此外，上面已就為了得到平衡壓力的補償力矩而采用檢出和反饋起重器側壓力和油泵側壓力的方法作過說明，但也可檢出電梯廂內的負荷，并給與此負荷相應的補償力矩的辦法。
圖2是本發明的另一實施例的構成圖。1-30同前面的敘述的相同。本實施例設有響應起重器側壓力傳感器16和油泵側壓力傳感器17的輸出信號之偏差值而進行電動機的轉矩指令值演算的壓力控制器31，并將該輸出信號加入到加法器30和壓力平衡速度指令演算器33上。又，在壓力平衡速度指令演算器33及電梯廂速度曲線指令26和速度控制器27之間設有加法器32，將壓力控制器31的輸出信號供給壓力平衡速度指令演算器33。并在加法器32的一個輸入端被輸入電梯廂速度曲線指令26，另一個輸入端被輸入壓力平衡速度指令演算器33的輸出信號，加法器32的輸出信號被加到速度控制器27上。
以下對圖2所示本發明的另一實施例的動作作一說明。現假設電梯廂6得到了呼叫，則起重器側壓力傳感器16的值、油泵側壓力傳感器17的值被輸入到壓力控制器31中。然后該輸出信號通過加法器30輸入力矩控制器29中。力矩控制器29根據壓力控制器31的輸出信號、速度檢出器15的輸出信號和電流檢出器28的輸出信號來驅動變頻器23，通過該變頻器23來驅動感應電動機14。而壓力控制器31，自動地調節向力矩控制器29輸入的壓力平衡力矩指令，以便起重器側壓力傳感器16和油泵側壓力傳感器17的輸出信號偏差為零，這時感應電動機14旋轉，但由于向壓力平衡速度指令演算器33加入壓力平衡扭矩指令，壓力平衡速度指令演算器33將自動地運算附合壓力平衡扭矩指令的速度指令值，把它輸入速度控制器27，據此使速度指令值和速度檢出器15的輸出信號的偏差的直流成分大體上成為零，故速度控制器27不會起到制止感應電動機14轉動的作用。又，壓力以壓力油的流量的積分來表示，而流量同油泵的旋轉數成比例，速度檢出器15的輸出信號和油泵側壓力傳感器17的輸出信號的微分值相當。現因速度控制器27的輸入信號的直流成分被除去僅被輸入脈動部分。該速度檢出器15的輸出信號的脈動部分和油泵側壓力傳感器17的輸出信號的脈動部分的微分相當，由于速度控制器27的動作，對壓力來說該微分值等于被補償回去，為此就能抑制壓力的脈動部分。這樣的結果，起重器側壓力和油泵側壓力就穩定地成為相等。壓力相等后打開電磁切換閥7。此時因油壓起重器側壓力和油泵側壓力已相等，故油壓起重器就不動。當然電梯廂6也不動。然后，根據速度曲線指令26驅動感應電動機14，使電梯廂升降。這是設法使壓力控制器31不動作，并把壓力平衡時的壓力平衡力矩指令和該時的壓力平衡速度指令演算器33的輸出信號值予先儲存起來，并分別輸入力矩控制器29、速度控制器27。
又，如果事先能設計成當磁切換閥關閉時使PI控制器動作，則在例如重調高度運轉等時也能立即根據重調高度曲線信號使電梯廂動作。
發明的效果如上所述，根據第一個實施例，因為把起動時補償起重器側壓力和油泵側壓力的壓力差的補償力矩指令值向力矩控制器的輸入端加上的同時，將這時的速度檢出器的輸出信號作為速度指令值加入速度控制器輸入側，使上述速度控制器的輸出信號為零，通過這樣來控制感應電動機而使重器側壓力和油泵側壓力相等，故能快速地使油泵側壓力和起重器側壓力相等，然后開啟電磁切換閥使電梯廂升降，得到了一種能防止起動沖擊或伴隨沖擊而引起的振動的油壓電梯的驅動控制裝置。
根據本發明的第二個實施例，用起動時檢出起重器側壓力和油泵側壓力響應該偏差來運算感應電動機的力矩指令值的壓力控制器將補償起重器側壓力和油泵側壓力的差壓為目的的補償力矩指令加入到力矩控制器的輸入側的同時，用以該力矩指令值為根據運算速度控制器的指令值的壓力平衡速度指令演算器使速度控制器輸入信號的僅為脈動部分，該速度控制器對壓力來說作為微分反饋器那樣動作，通過這樣來控制感應電動機使起重器側壓力和油泵側壓力相等。因此能迅速地而且穩定地使油泵側壓力和起重器側壓力相等，然后開啟電磁切換閥使電梯廂升降，這樣就得到了一種能防止起動沖擊或因此而引起的震動的油壓電梯驅動控制裝置。
權利要求
1.一種關于具有能阻止壓力油流動的電磁閥，檢出感應電動機速度的檢出器、檢出上述感應電動機的一次電流的電流檢出器、從速度指令值和速度檢出器的輸出信號的偏差運算力矩指令值的速度控制器和基于該速度控制器的輸出信號和上述速度檢出器的輸出信號和上述電流檢出器的輸出信號來控制變頻器的力矩控制器，通過可變速驅動被連接在上述感應電動機上的油泵來控制油壓起重器的工作速度的油壓電梯，其特征在于將在起動時補償起重器側壓力和油泵側壓力的差壓用的補償力矩指令值加入到上述力矩控制器的輸入側的同時通過將作為速度指令值的這時的上述速度檢出器的輸出信號加入上述速度控制器的輸入側使上述速度控制器的輸出信號為零來控制上述感應電動機來使起重器側壓力和油泵側壓力相等的油泵電梯的驅動控制裝置。
2.一種關于具有能阻止壓力油流動的電磁閥、檢出感應電動機的速度的速度檢出器、檢出感應電動機一次電流的電流檢出器、從速度指令值和速度檢出器的輸出信號的偏差運算力矩指令值的速度控制器、和基于該速度控制器的輸出信號和上述速度檢出器的輸出信號和上述電流檢出器的輸出信號控制變頻器的力矩控制器，通過可變速地驅動連接于上述感應電動機的油泵來控制油壓起重器的驅動速度的油壓電梯，其特征在于還包含有起動時對應起重器側壓力和油泵側壓力的偏差來運算上述電動機的力矩指令值的壓力控制器，和基于該力矩指令值來運算上述速度控制器的指令值的壓力平衡速度指令演算器，在將上述壓力控制器的力矩指令值加入上述力矩控制器的輸入側的同時，將上述壓力平衡速度指令演算器的指令值加入上述速度控制器的輸入側，這樣來控制上述電動機，使起重器側壓力和油泵側壓力相等的油壓電梯的驅動控制裝置。
全文摘要
本發明是在通過可被變速控制的電動機來驅動油泵向油壓起重器送油，使電梯廂行走形式的油壓電梯的驅動控制中，使起重器側壓力能迅速地和油泵側壓力相等，而防止起動沖擊或伴隨沖擊而引的振動。將起動時，補償起重器側壓力和油泵側壓力的差壓用的補償力矩指令加到力矩控制器29的輸入側的同時，將作為速度指令值的此時的速度檢出器15的輸出信號加到速度控制器27的輸入側，使速度控制器27的輸出信號為零，這樣來控制感應電動機14而使起重器側壓力和油泵側壓力相等。
文檔編號B66B1/30GK1060271SQ9110540
公開日1992年4月15日 申請日期1991年8月1日 優先權日1990年8月29日
發明者久保田猛彥 申請人:三菱電機株式會社