專利名稱：用于優(yōu)化直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)激勵(lì)電流的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電梯控制系統(tǒng)，尤其涉及操作電梯轎廂門的直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)。
在常規(guī)的電梯系統(tǒng)中，電梯轎廂門通過(guò)旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置進(jìn)行選擇地開關(guān)，機(jī)械裝置包括多個(gè)運(yùn)動(dòng)部件，例如齒輪箱，一組驅(qū)動(dòng)臂，和連接裝置?，F(xiàn)有的電梯轎廂門控制系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是其對(duì)于未校準(zhǔn)的敏感性，因此需要經(jīng)常調(diào)整從而導(dǎo)致高的維護(hù)成本。此外，未校準(zhǔn)還會(huì)使系統(tǒng)的性能變差，例如使門的開關(guān)動(dòng)作不平滑。
直線電動(dòng)機(jī)通過(guò)取消機(jī)械連接可以取代常規(guī)的門操作系統(tǒng)并消除和機(jī)械連接有關(guān)的問題。直線電機(jī)一般包括電機(jī)的一次側(cè)單元和電機(jī)的二次側(cè)單元。電機(jī)的二次側(cè)和電機(jī)的一次側(cè)彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而使電梯門開關(guān)。一般直線電機(jī)具有比常規(guī)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)大得多的電機(jī)部件之間的磁氣隙。為了補(bǔ)償大的氣隙，直線電機(jī)必須比常規(guī)電機(jī)在大得多的電流下操作。較大的電流產(chǎn)生大的熱量，可能引起電機(jī)過(guò)熱。在電梯門系統(tǒng)中的直線電機(jī)的過(guò)熱問題是嚴(yán)重的，因?yàn)橹本€電機(jī)處于有限的空間環(huán)境中，熱量不容易散出。過(guò)熱是極其不希望發(fā)生的，因?yàn)闀?huì)引起效率損失并產(chǎn)生短路。因此，必須控制直線電機(jī)中的溫升。
本發(fā)明的目的是改善操作電梯轎廂門的直線感應(yīng)電機(jī)的性能。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是減少操作電梯轎廂門的直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的溫升。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是減少直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中的能量損失。
按照本發(fā)明，對(duì)于在電梯系統(tǒng)中的電梯轎廂門的每種操作方式，直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中的激勵(lì)電流被最佳化。某些操作方式，例如保持關(guān)閉或保持打開，比開關(guān)操作方式需要較小的推力。較小的推力可以用較小的激勵(lì)電流達(dá)到。在要求低的推力的操作方式期間使激勵(lì)磁電流減少可以減少電機(jī)一次側(cè)的溫升。此外，激磁電流的最佳化可以減少電機(jī)一次側(cè)的能量損失。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是減少電力消耗。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是增加所用晶體管的壽命。
本發(fā)明的上述的和其它的優(yōu)點(diǎn)通過(guò)結(jié)合附圖進(jìn)行的對(duì)其實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明可以看得更加清楚，其中

圖1是在電梯中操作電梯轎廂門系統(tǒng)的透視示意圖；圖2是沿圖1的線2-2取的操作電梯轎廂門的系統(tǒng)的示意性截面圖；以及圖3是按照本發(fā)明的圖1的電梯轎廂門系統(tǒng)中使用的激磁電流最佳化的邏輯流程圖。
參見圖1，用于開關(guān)從一對(duì)門懸掛裝置14上懸掛的一對(duì)電梯轎廂門12的電梯轎廂操作系統(tǒng)10包括和一對(duì)門懸掛裝置14固定地連接的一對(duì)運(yùn)動(dòng)的電機(jī)一次側(cè)16和連接到固定在電梯轎廂(未示出)的司機(jī)室儀表板22上的橫梁托架20上的電機(jī)二次側(cè)18。
參見圖2，每個(gè)運(yùn)動(dòng)的電機(jī)一次側(cè)16包括一次繞組24和由幾個(gè)電機(jī)墊板28與一次繞組24隔開的后鐵心26。一次繞組24包括其上繞著繞組32的一次鐵心裝置30。在一次繞組24和后鐵心26之間限定一個(gè)磁氣隙34。每個(gè)運(yùn)動(dòng)的電機(jī)一次側(cè)16借助于通過(guò)后鐵心26和電機(jī)整板28的幾個(gè)螺栓36被固定地連接在門懸掛裝置14上。
電機(jī)二次側(cè)18延伸過(guò)電梯轎廂的長(zhǎng)度，并當(dāng)電機(jī)一次側(cè)16橫向行過(guò)時(shí)被配合在后鐵心30和一次繞組28之間，使電梯轎廂的門12打開和關(guān)閉。電機(jī)二次側(cè)18由導(dǎo)電金屬制成。
如圖1所示，電機(jī)二次側(cè)18被可運(yùn)動(dòng)地連接在橫梁托架的兩側(cè)。電機(jī)二次側(cè)18被固定在橫梁托架20的固定器40上，從而允許后鐵心26在橫梁托架20和電機(jī)二次側(cè)18之間行進(jìn)。
第一定位系統(tǒng)42被固定地連接在橫梁托架20上，并且包括直接和編碼器滾筒46相連的編碼器44。惰輪滾筒48被設(shè)置在橫梁托架20的相對(duì)端。聯(lián)系電纜50延伸過(guò)編碼器滾筒和惰輪滾筒，被連接在每個(gè)電梯轎廂門12上。
第二定位系統(tǒng)54包括幾個(gè)檢測(cè)器56，被設(shè)置在橫梁托架20上，和形成在門懸掛裝置14上的幾個(gè)開孔對(duì)準(zhǔn)。
門控制器盒60被設(shè)置在電梯轎廂(未示出)的頂上，并通過(guò)電纜61和被固定在橫梁托架20頂部上的端子盒62聯(lián)系。一對(duì)柔性電纜64從端子盒62開始，并連接端子盒62和每個(gè)電機(jī)一次側(cè)16。通過(guò)第一電纜68由第一定位系統(tǒng)42向門控制器60發(fā)生信號(hào)。第二電纜70把信號(hào)從第二定位系統(tǒng)54送到門控制器60。第一第二定位系統(tǒng)42、54確定電梯轎廂門12的速度和方向。
門控制器60包括處理器單元，例如微處理器。處理器單元包括CPU，ROM，RAM，總線和輸入/輸出端口，其連接關(guān)系是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的。按照本發(fā)明的最佳實(shí)施例，圖3的程序被合適地編碼并被存儲(chǔ)在ROM、RAM中，當(dāng)需要時(shí)由CPU取出并執(zhí)行。
在操作時(shí)，當(dāng)電壓通過(guò)柔生電纜64加于電機(jī)一次側(cè)16時(shí)，總電流產(chǎn)生磁通和推力。像本領(lǐng)域中熟知的那樣，使用為控制常規(guī)的旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)而提出的算法，產(chǎn)生磁通的總電流部分是激磁電流(Id)，產(chǎn)生推力的總電流部分是推力電流(Iq)?？傠娏魇峭屏﹄娏骱图?lì)電流的矢量和。激磁電流的值的一個(gè)范圍可以產(chǎn)生給定的推力。較低的推力值可以通過(guò)設(shè)置低的、中等的或高的激磁電流來(lái)產(chǎn)生。不過(guò)，如果高的激磁電流設(shè)置產(chǎn)生低的推力，則在電機(jī)一次側(cè)產(chǎn)生較多的熱量，因而可能產(chǎn)生過(guò)熱。此外，對(duì)于高的推力，需要大的激磁電流。
電梯轎廂門一般具有四種方式。頭兩種方式是打開和關(guān)閉，表示響應(yīng)選擇的指令得到的最終事件。其它兩種方式是作為過(guò)渡事件的打開和關(guān)閉。電梯轎廂門的每種方式需要不同的推力。打開操作是非常費(fèi)力的，要求電機(jī)輸出最大的推力。正常關(guān)門的力被限制在不許超過(guò)133牛頓(133N)，由電梯編碼設(shè)置。保持打開和保持關(guān)閉的操作需要要相當(dāng)小的推力。不過(guò)，如果這兩種方式中任何一個(gè)有任何干擾，例如在保持打開方式期間門被拉向關(guān)閉或在保持關(guān)閉方式期間門被拉向打開，則推力值就必須增加到能夠克服這種相反作用的一個(gè)值。
參見圖3，其中的流程圖控制按照本發(fā)明最佳實(shí)施例的控制器的邏輯。四種操作方式，關(guān)閉后76，打開78，打開后80和關(guān)閉82在圖中被示出了，并在方塊中標(biāo)明了如下述設(shè)置的激磁電流。這樣，對(duì)于保持閉合76和保持打開80的方式，設(shè)置低的激磁電流。對(duì)于打開操作方式78，設(shè)置低的激磁電流。對(duì)于打開操作方式78，設(shè)置高的激磁電流。對(duì)于關(guān)門操作82，設(shè)置中等的激磁電流。不可預(yù)料的事件84-88在橢圓中示出了。
一旦門處于完全關(guān)閉的位置76，如同由軟件通過(guò)反饋系統(tǒng)從第一定位系統(tǒng)提供信號(hào)所確定的，激勵(lì)電流的值便被設(shè)置為低。在電梯門被強(qiáng)迫打開的事件84中，當(dāng)?shù)谝欢ㄎ幌到y(tǒng)檢測(cè)到這種事件并把信息通過(guò)第一電纜68送到控制器60時(shí)，激磁電流的值被增加到高。大的激磁電流值被保持直到兩個(gè)事件之一發(fā)生。第一個(gè)事件是經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，這里設(shè)置為五秒鐘(5sec)，此時(shí)將觸發(fā)使激磁電流發(fā)生變化，經(jīng)過(guò)五秒(5sec)種之后，系統(tǒng)返回低激磁電流設(shè)置76。如果系統(tǒng)檢測(cè)到門再次被強(qiáng)制打開84，則激磁電流值被再次變大。另一個(gè)改變激磁電流狀態(tài)的事件是開門指令。一旦控制器收到來(lái)自操作控制器74的表示開門指令已收到的信號(hào)，不管系統(tǒng)是處于強(qiáng)制開門方式84還是處于關(guān)門方式76，激磁電流值都被設(shè)為高，以便使門打開78。高值的激磁電流相應(yīng)于為這一操作所需的最高的推力。
當(dāng)門控制器60收到來(lái)自第一定位系統(tǒng)42的表示電梯轎廂門已達(dá)到全開位置80的信號(hào)，激磁電流便被減小到低的設(shè)置。如果門控制器60通過(guò)第一定位系統(tǒng)檢測(cè)到門正在被拉向關(guān)閉85，86，則激磁電流被增加到能夠反拉拉力的值。根據(jù)施加的把門拉向關(guān)閉的力量，激磁電流或者被增加到高值85或中值86的設(shè)置。
當(dāng)門控制器60收到關(guān)閉電梯轎廂門的指令時(shí)，激磁電流的值改變到中值。當(dāng)門還在關(guān)閉時(shí)82，需要中指的推力，因而激磁電流被沒置為中值。
可能發(fā)生另外兩個(gè)非預(yù)料事件。第一，在關(guān)門制作期間，門被阻止關(guān)閉。如果門被阻止關(guān)閉一個(gè)預(yù)置的時(shí)間量，在最好的方式實(shí)施例中設(shè)置為15秒，則電流被減少到低設(shè)置87。直到門達(dá)到全關(guān)閉位置76并且控制器得到第一定位通知之后或直到控制器接收開門指令并且門進(jìn)入開門方式78，激磁電流將保持在這個(gè)低的設(shè)置87。
第二個(gè)非預(yù)料事件是如果在開門期間78，門被阻止完全打開。如果在豎井中門的路徑受阻，則可能發(fā)生這種情況。如果在15秒內(nèi)門不能達(dá)到完全打開位置，則激磁電流被設(shè)置為低值88。激磁電流的低值設(shè)置88將保持到或者直到門達(dá)到完全打開位置80，此時(shí)被第一定位系統(tǒng)檢測(cè)到，或者直到控制器接收關(guān)門指令并且門開始關(guān)閉82為止。
在最好的實(shí)施方式中，高的激磁電流設(shè)置范圍為6至8安培；中值的范圍為3.5至5安培；低值的范圍為2至2.5安培。
對(duì)于電梯門操作的每種方式使激磁電流最佳化會(huì)大大減少電機(jī)一次側(cè)的溫升。對(duì)于例如需要小的推力的保持打開80和保持關(guān)閉76，設(shè)置一個(gè)低的激磁電流便能是以產(chǎn)生所需的推力。如果對(duì)這種方式設(shè)置一個(gè)高值激磁電流，則電機(jī)一次側(cè)會(huì)過(guò)熱。多余的熱量不易散出，因?yàn)殡姍C(jī)一次側(cè)處于有限的空間環(huán)境中。過(guò)熱不僅會(huì)引起短路，而且是一個(gè)限制推力輸出和門的速度的因素。因而，對(duì)于特定的門負(fù)載，通過(guò)減少所需的激磁電流的數(shù)量，本發(fā)明便把電機(jī)一次側(cè)的過(guò)熱減到最小，借以不僅改善門系統(tǒng)的可靠性，而且提高了效率。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是減少了電力消耗。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是增加了系統(tǒng)中使用的晶體管的壽命。因?yàn)榧ご烹娏鞅粶p小了，對(duì)于給定的推力便導(dǎo)致頻率增加。頻率的增加便晶體管的溫度波動(dòng)變小，因而增加所用晶體管的壽命。
雖然本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合具體的實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，不脫離本發(fā)明的范圍和構(gòu)思可以作出各種改型。
權(quán)利要求
1.一種電機(jī)控制系統(tǒng)，包括直線電機(jī)；以及和所述直線電機(jī)相連的控制器，所述控制器包括用于根據(jù)所述電機(jī)上的負(fù)載改變所述電機(jī)的激磁電流。
2.一種用于控制電梯轎廂門的系統(tǒng)，包括具有打開位置和關(guān)閉位置的門；和所述門連接的用于使所述門移動(dòng)到所述打開和所述關(guān)閉位置的直線電機(jī)；以及和所述直線電機(jī)相連的用于控制所述電機(jī)的激磁電流的控制器，所述控制器包括用于在所述門處于打開和關(guān)閉位置時(shí)改變激磁電流為低值的軟件。
3.如權(quán)利要求2所述的用于控制電梯轎廂門的系統(tǒng)，其中所述門還具有開門和關(guān)門方式，并且其中控制器包括當(dāng)所述門處于開門方式時(shí)把激磁電流改變?yōu)楦咧担?dāng)所述門處于關(guān)門方式時(shí)把激磁電流改變?yōu)橹兄档能浖?br> 4.如權(quán)利要求3所述的用于控制電梯廂門的系統(tǒng)，其中所述激磁電流的高值范圍為6至8安培，中值范圍為3.5至5安培，低值范圍為2至2.5安培。
全文摘要
在驅(qū)動(dòng)電梯轎廂門的直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的激磁電流被最佳化。對(duì)于需要低的推力的門操作方式,例如門保持打開和保持關(guān)閉,激磁電流被設(shè)為低值,對(duì)于需要較大推力的門操作方式,例如開門或關(guān)門操作,激磁電流被增加。在直線感應(yīng)電機(jī)中激磁電流的最佳化能減小過(guò)熱并提高能量效率。
文檔編號(hào)B66B13/08GK1183670SQ9712620
公開日1998年6月3日 申請(qǐng)日期1997年11月6日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月7日
發(fā)明者K·N·雷迪, B·J·阿門德, D·F·科米內(nèi)爾埃, R·N·法戈, 小·J·P·托韋, W·F·布魯克斯 申請(qǐng)人:奧蒂斯電梯公司