电梯控制装置及其控制方法

摘要

本发明公开了一种控制电梯运行的装置及使用该装置的方法。包括控制器；主回路电容；与电源相连接的整流器，用于将交流电进行整流变换为直流电；至少两套相互并联并与整流器相连接的逆变组件，所述逆变组件与控制器输出通道相连接；检测曳引电机电流的电流互感器，所述电流互感器与控制器的输入通道连接，用于判断电机运行状态；再生放电电阻和再生放电IGBT，用于消耗电梯产生的再生能量；所述电梯控制装置驱动两台以上曳引电机，各曳引电机分别拖动各自的轿厢上下运行。本发明采用单一电梯控制装置驱动多台曳引电机以拖动各自的电梯轿厢上下运行的模式，不但可以节约能源，而且更能降低电梯的制造成本。

权利要求

1.一种电梯控制装置，包括：一个控制器(7)；一个主回路电容(3)；一个与电源相连接的整流器(6)，用于将交流电进行整流变换为直流电；至少两套相互并联并与整流器相连接的逆变组件(1、2)，所述逆变组件与控制器(7)输出通道相连接；至少两套检测曳引电机电流的电流互感器(8、9、10、11)，所述电流互感器与控制器(7)的输入通道连接，用于判断电机(12、13)运行状态；一个再生放电电阻(5)和一个再生放电IGBT(4)，用于消耗电梯产生的再生能量；其特征在于：所述控制器(7)驱动两台以上曳引电机(12、13)，各曳引电机分别拖动各自的轿厢(20、21)上下运行；所述控制器可以计算各个电梯所需要的功率；

如果一台电动状态的电梯需要起动运行，且存在其它电梯处于再生状态，则输出驱动信号，控制该再生状态的电梯起动运行；如果有至少两台电梯都进行电动状态运行，且整流器最大功率不能满足多台电梯电动运行的功率要求，则输出驱动信号，降低至少一台电梯运行速度；如果有至少两台电梯都进行再生状态运行时，且再生放电电阻和再生放电IGBT的最大功率不能满足多台电梯再生运行的功率要求，则输出驱动信号，降低至少一台电梯运行速度。

2.一种如权利要求1所述的电梯控制装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

控制器计算各个电梯所需要的功率；如果一台电动状态的电梯需要起动运行，且存在其它电梯处于再生状态，则控制器输出驱动信号，控制该再生状态的电梯起动运行；

如果有至少两台电梯都进行电动状态运行，且整流器最大功率不能满足多台电梯电动运行的功率要求，则控制器输出驱动信号，降低至少一台电梯运行速度；

如果有至少两台电梯都进行再生状态运行时，且再生放电电阻和再生放电IGBT的最大功率不能满足多台电梯再生运行的功率要求，则控制器输出驱动信号，降低至少一台电梯运行速度。

说明书

电梯控制装置及其控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种控制电梯运行的装置及使用该装置的方法。

背景技术

[0002] 传统电梯系统如图1所示，一个电梯控制装置只能驱动控制一台电梯上下运行，均采用单一电梯控制装置驱动单台曳引电机以拖动电梯轿厢上下运行的模式，曳引电机再生能量消耗在再生放电电阻上。例如图1所示以往电梯控制装置是这样构成的：驱动曳引电机使曳引轮旋转，通过这样使钢丝绳两端连接的电梯轿厢及对重移动，将轿厢内的乘客运送到指定的楼层。整流器将电源供给的交流电进行整流，变换为直流电，将电能贮存在主回路电容中。再用逆变组件将该直流电变换为可变电压可变频率的交流电。控制器决定电梯的起动与停止，同时生成其位置及速度指令，利用电流互感器产生的电流反馈及安装在曳引电机上的编码器产生的速度反馈，驱动曳引电机旋转，实现电梯的位置及速度控制。这时，控制器就可对逆变组件的输出电压及频率进行控制。由于电梯乘客人数的经常变化，电梯的运行状态也是变化的。当轿厢自重加上乘客重量大于对重的重量时，电梯向上匀速运行时，电梯处于电动状态；相反电梯向下匀速运行时，电梯处于再生状态。同理，当轿厢自重加上乘客重量小于对重的重量时，电梯向上匀速运行时，电梯处于再生状态，相反电梯向下匀速运行时，电梯处于电动状态。当电梯处于电动运行状态时，电梯需要消耗电能，这时整流器把电源的交流电整流为直流电供给逆变组件；当电梯处于再生运行状态时，曳引电机需要把电梯的动能转化为电能，控制器驱动逆变组件把曳引电机的交流电转化为直流电，由于整流器不能把直流电转化为交流电，只能通过由再生放电电阻和再生放电IGBT组成的放电回路，把电能消耗在再生放电电阻上，转化为热能。这种方式不能有效利用电梯的再生能量。

[0003] 为了节约能源，已有厂家开发能量反馈装置取代电梯控制装置里的整流器，把电梯的再生能量反馈回电网。但该方式需要一套逆变组件来实现再生能量的反馈和利用，成本较高。在工业控制领域，也有厂家采取多台电机控制装置共母线的方式来节约能源。 [0004] 发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种电梯控制装置，它采用单一电梯控制装置驱动多台曳引电机以拖动各自的电梯轿厢上下运行的模式，不但可以节约能源，而且更能降低电梯的制造成本。

[0006] 为了解决以上技术问题，本发明提供了一种电梯控制装置，包括：一个控制器(7)；一个主回路电容(3)；一个与电源相连接的整流器(6)，用于将交流电进行整流变换为直流电；至少两套相互并联并与整流器相连接的逆变组件(1)和逆变组件(2)，所述逆变组件与控制器(7)输出通道相连接；至少两套检测曳引电机电流的电流互感器(8、9、10、11)，所述电流互感器与控制器(7)的输入通道连接，用于判断电机(12)和电机(13)运行状态；一个再生放电电阻(5)和一个再生放电IGBT(4)，用于消耗电梯产生的再生能量；所述电梯控制装置7驱动两台以上曳引电 机(12、13)，各曳引电机分别拖动各自的轿厢(20、21)上下运行；所述控制器可以计算各个电梯所需要的功率；如果一台电动状态的电梯需要起动运行，且存在其它电梯处于再生状态，则输出驱动信号，控制该再生状态的电梯起动运行；
如果有至少两台电梯都进行电动状态运行，且整流器最大功率不能满足多台电梯电动运行的功率要求，则输出驱动信号，降低至少一台电梯运行速度；如果有至少两台电梯都进行再生状态运行时，且再生放电电阻和再生放电IGBT的最大功率不能满足多台电梯再生运行的功率要求，则输出驱动信号，降低至少一台电梯运行速度。

[0007] 在本发明电梯控制装置里，由于增加了必要的逆变组件和电流互感器，一个本发明电梯控制装置可以驱动控制多台电梯上下运行。相对于传统的电梯控制装置，本发明的多套逆变组件是通过母线连接在一起的，能自动利用电梯的再生能量来驱动其它电梯的电动运行。另外，由于本发明电梯控制装置的控制器能通过控制多台电梯的起动运行，使多台电梯的运行效率最优。

[0008] 本发明还提供了一种电梯控制装置的控制方法，包括以下步骤：控制器计算各个电梯所需要的功率；如果一台电动状态的电梯需要起动运行，且存在其它电梯处于再生状态，则控制器输出驱动信号，控制该再生状态的电梯起动运行；如果有至少两台电梯都进行电动状态运行，且整流器最大功率不能满足多台电梯电动运行的功率要求，则控制器输出驱动信号，降低至少一台电梯运行速度；如果有至少两台电梯都进行再生状态运行时，且再生放电电阻和再生放电IGBT的最大功率不能满足多台电梯再生运行的功率要求，则控制器输出驱动信号，降低至少一台电梯运行速度。

[0009] 附图说明

[0010] 图1是传统电梯控制装置控制一台电梯的结构框图；

[0011] 图2是本发明电梯控制装置控制两台电梯的结构框图。

[0012] 具体实施方式

[0013] 如图2中所示的是本发明电梯控制装置22，它包括的器件有：逆变组件1、2，主回路电容3，再生放电绝缘栅双极型功率管(Insulated Gate Bipolar Transistor以下简称IGBT)4，再生放电电阻5，整流器6，控制器7，检测曳引电机电流的电流互感器8、9、10、11。图2还包括电梯系统所必须的组件：曳引电机12、13，编码器14、15，曳引轮16、17，对重18、
19，电梯轿厢20、21。如果逆变组件1、2采用内含再生放电IGBT的智能功率模块IPM，则可以代替再生放电IGBT 4；再生放电IGBT接到逆变组件1、2相应的端子上。控制2台以上的电梯时在如图2所示电梯控制装置的基础上，只需增加必要的逆变组件和电流互感器。电梯系统再增加曳引电机、曳引轮、编码器、对重和电梯轿厢等必要器件就可以采用上述方法实现同时控制两台以上的电梯。控制器7负责检测编码器14、15的信号，通过电流互感器
8、9、10、11测量曳引电机电流，产生电梯速度图形指令，进行变频变压控制运算，输出PWM脉冲信号以触发逆变组件功率模块的开关来驱动曳引电机运行。

[0014] 本发明的主要特点是一个控制器控制多套逆变组件，一个电梯控制装置驱动多台曳引电机，拖动各自的轿厢上下运行，而且各台轿厢可以独自运行。

[0015] 在一般情况下，控制器7通过检测每台电梯轿厢的负载情况能够判断 每台电梯下次起动运行后电梯的主要状态是电动状态还是再生状态。如果在某时刻有电动状态的电梯需要起动运行，而同时有再生状态的电梯处于待机停止的状态，那控制器7可以控制这两台电梯同时起动运行，把处于再生状态运行的电梯所产生的再生能量输送给处于电动状态运行的电梯，减小电梯消耗电网的能量。

[0016] 在多台电梯都进行电动状态运行时，整流器6的最大功率如果不能满足多台电梯电动运行的功率要求，控制器7可以采取降低一台或多台电梯运行速度的模式，来减小多台电梯电动运行消耗的总功率以满足整流器6最大功率的要求。

[0017] 同理，在多台电梯都进行再生状态运行时，再生放电IGBT4导通，通过再生放电电阻5放电；如果再生放电电阻5或再生放电IGBT 4的最大功率不能满足多台电梯再生运行的功率要求，控制器7可以采取降低一台或多台电梯运行速度的模式，来减小多台电梯再生运行产生的总功率以满足再生放电电阻5和再生放电IGBT 4最大功率的要求。