專利名稱：對電驅動器的輸出的限制和對電梯的保護的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的目的是如權利要求1的前序部分中所限定的限制電驅動器的輸出的方法、如權利要求5的前序部分中所限定的對電梯的保護、以及如權利要求13的前序部分中 所限定的用于保護電梯的方法。
背景技術：
在電驅動器中，在過流情況中例如通過停止電驅動器的操作來限制電機電流。根 據(jù)電機的電源設備(appliance)的最大輸出電壓來確定電驅動器中的電機電壓的最大值， 通過輸出電壓的畸變以及電機電流的畸變使電壓經(jīng)歷(see)終止，這導致了電機的振動和 噪聲問題。在限制電梯驅動器中的電梯電機的電流或電壓時，例如基于過流監(jiān)測或基于速度 監(jiān)測來停止電梯驅動器的操作。在該情況中，在電梯轎廂的速度的參考值和速度測量值彼 此不同(例如相差五個百分點)時，激活速度監(jiān)測。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的本發(fā)明的目的為公開一種對電驅動器的輸出的限制以及一種被集成在對電驅動 器的輸出的限制中的對電梯的保護。如在本發(fā)明中所呈現(xiàn)的，如果電梯電機的電流或電壓 被限制，則以受控的方式繼續(xù)諸如電梯驅動器之類的電驅動器的操作。如在本發(fā)明中進一 步呈現(xiàn)的，對電流或電壓的限制不會導致電機電流的畸變。本發(fā)明的特征特點根據(jù)本發(fā)明的用于限制電驅動器的輸出的方法的特征在于權利要求1的特征部 分中所公開的特征。根據(jù)本發(fā)明的對電梯的保護的特征在于權利要求5的特征部分所公開 的特征。根據(jù)本發(fā)明的用于保護電梯的方法的特征在于權利要求13的特征部分所公開的 特征。本發(fā)明的其他特點的特征在于其他權利要求中所公開的特征。還在本申請的描述部 分中討論一些發(fā)明實施例。還可以與呈現(xiàn)的權利要求中不同的方式來限定本申請的發(fā)明內 容。特別在鑒于表達方式或隱含的子任務、或從所實現(xiàn)的優(yōu)點或優(yōu)點的類別的觀點來考慮 本發(fā)明的情況下，發(fā)明內容還可以包括若干單獨的發(fā)明。在該情況中，從單獨的發(fā)明構思的 觀點來看，在權利要求中所包含的一些屬性可以是冗余的(superfluous)。在根據(jù)本發(fā)明的對電梯的保護中，所述電梯包括機械制動器、電梯轎廂的安全制 動器、以及電驅動器，所述電驅動器包括電梯電機以及所述電梯電機的電源設備。所述對電 梯的保護包括確定對電梯電機的定子電壓和/或定子電流的限制值；限制電驅動器的輸 出，其中基于對定子電壓和/或定子電流的限制值來限制電驅動器的輸出；確定電梯轎廂 被允許的運動的至少一個限制值；以及限制電梯轎廂的運動，其中基于所確定的至少一個 被允許的運動的限制值來限制電梯轎廂的運動。至少部分地基于對電梯電機的定子電壓和 /或定子電流的限制值來確定所述電梯轎廂被允許的運動的至少一個限制值，并且在上述的對電梯轎廂的運動的限制期間，電梯轎廂適合于以受限的運動來運動。在根據(jù)本發(fā)明的一種用于保護電梯的方法中在電梯中安裝電驅動器，向所述電 驅動器安裝電梯電機和電梯電機的電源設備；向所述電梯安裝機械制動器以及電梯轎廂的 安全制動器；確定定子電壓和/或定子電流的限制值；基于定子電壓和/或定子電流的限 制值來限制電驅動器的輸出；并且還確定電梯轎廂被允許的運動的限制值；并且基于被允 許的運動的限制值來限制電梯轎廂的運動；至少部分地基于電梯電機的定子電壓和/或定 子電流的限制值確定電梯轎廂被允許的運動的至少一個限制值；并且在上述的對電梯轎廂 的運動的限制期間，電梯轎廂以受限的運動來運動。在根據(jù)本發(fā)明的一種用于限制電驅動器的輸出的方法中，所述電驅動器包括電機 以及所述電機的電源設備。在根據(jù)本發(fā)明的該方法中，確定不受限的定子電壓矢量；確定 所述不受限的定子電壓矢量的長度，并且在所述長度超過所確定的電壓的限制值時，通過 僅僅限制定子電壓與轉子磁通垂直的分量而將所述定子電壓矢量的長度基本上限制為上 述的限制值。在該情境下的電機通常是指諸如同步電機之類的多相交流電機。在該情境下 的電機的電源設備通常是指可以控制電機的輸出的設備。這類設備例如可以是頻率轉換器 (frequency converter)。定子電壓矢量通常是指可以以矢量形式來描述的電機的定子電 壓或電壓的參考值。不受限的定子電壓矢量或定子電流矢量是指根據(jù)電機的控制原理通過 對電機的控制來設置的定子電壓或定子電流、或是指定子電流或定子電壓的參考值，這不 限于根據(jù)本發(fā)明的限制原理。在根據(jù)本發(fā)明的一種方法中，在固定于轉子的d，q坐標系中確定不受限的定子電 壓矢量；確定所述不受限的定子電壓矢量的長度，并且在所述長度超過所確定的電壓的限 制值時，通過僅僅限制定子電壓沿q軸方向的分量將所述定子電壓矢量的長度基本上限制 為上述的限制值。在固定于轉子的d，q坐標系中確定電壓矢量和電流矢量是指在轉子的 運動的坐標系中描述矢量分量，這本身是現(xiàn)有技術。這里該坐標系的d軸被確定為轉子磁 通的方向，而q軸被定義為與轉子磁通垂直，在該情況中q軸也被稱作轉矩軸。在該情況中 的q軸也與其源電壓(source supply)平行，在轉子運動時由轉子磁化產(chǎn)生的磁場而感應 所述源電壓。在通過僅僅限制電壓矢量和電流矢量A沿q軸方向的分量Aq而將所述矢量 基本上限制為它們的限制值時，利用以下方程從沿d軸方向的分量Ad以及從沿q軸方向的 分量Aq來計算所述矢量的總長度I A|
_2] I^l =并且如果該總長度IAl超過限制值，則減少沿q軸方向的分量\，以使得所述矢量 的總長度|A|基本上保持在上述的限制值的量值。上述的電壓矢量或電流矢量還可以固定 于定子坐標系，但是在該情況中基于轉子磁通的位置以相同方式確定電壓矢量或電流矢量 的位置，并且與轉子磁通垂直地以相同方式進行限制。在本發(fā)明的一個實施例中，根據(jù)以下呈現(xiàn)的方程，通過電機的電源設備的中間電 路電壓Ud來選擇電壓的上述的限制值Ulimit
Ud^Mmft = "^β
在根據(jù)本發(fā)明的一種方法中，在受限的定子電壓沿q軸方向的分量被減少至零之 后，通過僅僅限制定子電壓沿d軸方向的分量而將定子電壓矢量的長度基本上限制為限制 值。受限的定子電壓是指被利用根據(jù)本發(fā)明的限制原理而限制的定子電壓的參考值或電壓 的參考值。在根據(jù)本發(fā)明的一種方法中，在固定于轉子的d，q坐標系中確定不受限的定子電 流矢量；確定所述不受限的定子電流矢量的長度，并且在所述長度超過所確定的電流的限 制值時，通過僅僅限制所述定子電流沿q軸方向的分量而將所述定子電流矢量的長度基本 上限制為上述的限制值。在根據(jù)本發(fā)明的一種對電梯的保護中，對限制值的確定包括確定對電驅動器的 輸出的至少一個限制值，以及在相同的關聯(lián)中(in the samecormection)確定對電梯轎廂 被允許的運動的至少一個限制值。被允許的運動的限制值是指電梯轎廂的一些運動參數(shù)的 所被允許的運動的限制值，諸如電梯轎廂的位置、速度或加速度的限制值。根據(jù)本發(fā)明的電驅動器的輸出的限制值包括定子電壓矢量的長度的限制值，使用 以下確定準則中的至少一項來確定所述限制值-基于電機的機械參數(shù)-基于電機的電源設備的設備參數(shù)-基于對網(wǎng)絡電壓的確定或對中間電路電壓的確定-基于對電機的速度的確定-基于對電梯轎廂的速度的確定。電機的機械參數(shù)這里是指可以通常地從電機測量的電機的特有參數(shù)，諸如定子電 阻、額定輸出、額定電流、額定電壓、額定速度或額定速度時的電抗、或源電壓。電機的電源 設備的設備參數(shù)通常是指表達電源設備的容量或功率控制的精確度的參數(shù)，諸如功率半導 體的電流耐受性(endurance)或電壓耐受性、功率半導體的開關損耗或線路損耗、電源設 備的溫升(warm-up)時間常數(shù)、設置電流或電壓的精確度、或電源設備的設置電流或設置 電壓的畸變。網(wǎng)絡電壓是指電梯系統(tǒng)的供電網(wǎng)絡的電壓。中間電路電壓例如是指頻率轉換 器的中間電路的電壓。對網(wǎng)絡電壓的確定或對中間電路電壓的確定例如是指根據(jù)現(xiàn)有技術 利用一些電壓測量對電壓的計算估計或對電壓的測量。在一些情況中，還可以基于對網(wǎng)絡 電流的測量來估算中間電路電壓，或反之亦然。對電機速度的確定是指對電機的速度的估 算，所述估算例如基于對電機的源電壓的估算，或如果考慮的是同步電機，則還可以例如基 于電機的電流、或電壓的供電頻率來估算電機的速度。進一步地，例如可以借助于利用牽引 摩擦力(tractive friction)被安裝在電機的旋轉軸上或電機的框架(frame)上的轉速表 或脈沖編碼器來測量電機的速度?？梢酝ㄟ^以下方式來確定電梯轎廂的速度例如可以借 助于安裝在電梯轎廂的導軌和電梯轎廂之間的轉速表或脈沖編碼器、或例如借助于與過速 調節(jié)器(governor)的繩索滑輪(pulley)連接而安裝的轉速表或脈沖編碼器來確定電梯轎 廂的速度。根據(jù)本發(fā)明的對電流驅動器的輸出的限制值包括電機的定子電流矢量的長度的 限制值，使用以下確定準則中的至少一項來確定所述限制值-基于電機的機械參數(shù)-基于電機的電源設備的設備參數(shù)
-基于對電梯的負載的不平衡性的確定-基于對電機的溫度或電機的電源設備的溫度的確定_基于對電梯井的溫度的確定對電梯的負載的不平衡性的確定例如是指利用與電梯轎廂連接而安裝的一些現(xiàn)有技術的負載稱量(weighting)傳感器、或利用對電梯轎廂的拉運(roping)來測量電梯轎 廂的負載，在該情況中，可以通過上述兩種對電梯轎廂的負載的測量、以及通過電梯轎廂和 配重(counterweight)的質量來評估所述不平衡性。但是，根據(jù)本發(fā)明的電梯還可以是不 具有配重的電梯。還可以例如通過確定在機械制動器松開時將電梯轎廂保持在其位置中所 需要的電機電流或電機轉矩、或電流或轉矩的參考值來評估電梯的負載的不平衡性。例如 可以通過基于電機電流的計算或可以在電梯電機中或在電源設備中安裝溫度傳感器來確 定電機的溫度或電機的電源設備的溫度。在該情況中，該溫度傳感器可以例如安裝在電梯 電機的定子上、或電機的電源設備的功率半導體的散熱器上。例如可以通過在電梯井中安 裝溫度傳感器來確定電梯井的溫度。在根據(jù)本發(fā)明的一種對電梯的保護中，至少部分地基于至少一個所確定的電驅動 器的輸出的限制值，來確定電梯轎廂被允許的運動的至少一個限制值。例如，如果因為某些 原因改變了電機的定子電壓或電流的限制值(諸如例如在網(wǎng)絡電壓降低或電機溫度升高 時)，則可以確定與定子電流或定子電壓的限制值的改變對應的電梯轎廂被允許的運動的 改變。在根據(jù)本發(fā)明的一種對電梯的保護中，至少部分地基于對電梯的負載的不平衡性 的確定來確定電梯轎廂被允許的運動的至少一個限制值。根據(jù)本發(fā)明的一種對電梯的保護包括對電梯轎廂的運動的確定。在該情況中，對 電梯轎廂的運動的限制適合于(fit to)將所確定的電梯轎廂的運動的值與電梯轎廂被允 許的運動的限制值比較，并且在所確定的電梯轎廂的運動的值偏離(deviate)出由被允許 的運動的限制值定義的范圍時，對電梯的保護適合于激活緊急停止。在該情況中，還可以根 據(jù)所檢測的問題的嚴重程度而激活具有不同等級的緊急停止。在本發(fā)明的一個實施例中， 在該情況中，至少激活機械制動器，并且還可以激活電梯轎廂的安全制動器，并且在同時還 例如通過斷開電機的電源設備的主電路、或否則通過防止電源設備的操作(諸如通過斷開 電源設備的可控制開關的控制)來防止向電機供電。在該情境中機械制動器或電梯轎廂的 安全制動器的激活指的是控制它們進入制動狀態(tài)。在本發(fā)明的另一實施例中，在所檢測的 問題不要求利用機械制動器來停止電梯轎廂的情況中，還可以通過利用電驅動器控制電梯 轎廂停止來執(zhí)行緊急停止。在根據(jù)本發(fā)明的一種對電梯的保護中，電梯轎廂被允許的運動的限制值包括第 一限制值，被用于設置被允許的運動的第一范圍；以及第二限制值，被用于設置被允許的運 動的第二范圍。在該情況中，將被允許的運動的第二范圍定義為比被允許的運動的第一范 圍更接近電梯井中的安全運動的極限。在所確定的電梯轎廂的運動的值偏離出被允許的運 動的第一范圍時，對電梯的保護適合于激活機械制動器，而在所確定的電梯轎廂的運動的 值進一步偏離出被允許的運動的第二范圍時，對電梯的保護適合于激活電梯轎廂的安全制 動器。在根據(jù)本發(fā)明的一種方法中，利用對電驅動器的輸出的限制值的確定準則來確定所述限制值，并且至少部分地基于電驅動器的輸出的至少一個限制值來確定電梯轎廂被允許的運動的至少一個限制值。在根據(jù)本發(fā)明的一種方法中，至少部分地基于電梯的負載的不平衡性的確定來確 定電梯轎廂被允許的運動的至少一個限制值。在根據(jù)本發(fā)明的一種方法中，確定電梯轎廂的運動；將所述電梯轎廂的運動與電 梯轎廂被允許的運動的限制值比較，并且在所確定的值偏離出由被允許的運動的限制值定 義的范圍時，激活緊急停止。在根據(jù)本發(fā)明的一種方法或保護中，從多個瞬時限制值形成至少一個上述的限制 值，所述多個瞬時限制值彼此連續(xù)、或可以被描述為關于時間的連續(xù)的限制值曲線。 在根據(jù)本發(fā)明的方法或保護中，上述電驅動器還可以旨在移動傳輸系統(tǒng)的傳輸設 備。傳輸設備在該情境中是指傳輸系統(tǒng)的一部分，其被用于移動乘客或貨物。這類傳輸系 統(tǒng)例如可以是電梯系統(tǒng)、升降扶梯系統(tǒng)、移動步道(travelator)系統(tǒng)或起重機系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一種電機為諸如永磁電機之類的同步電機。電梯轎廂的運動例如是指電梯轎廂的位置、電梯轎廂的速度、電梯轎廂的加速度 和電梯轎廂的減速度的改變。本發(fā)明的優(yōu)點利用本發(fā)明實現(xiàn)以下優(yōu)點中的至少一種-在如本發(fā)明中所呈現(xiàn)的限制電驅動器的輸出時，電機的電壓或電流不會畸變， 在該情況中電機的轉矩也不畸變，并且在該情況中可以防止現(xiàn)有技術的噪聲問題和振動問題。-在基于電機的機械參數(shù)或電機的電源設備的設備參數(shù)來確定電驅動器的輸出的 限制值時，可以防止電機或電源設備的過載，并且同時保證以受控的方式繼續(xù)電驅動器的 操作。-在基于電梯轎廂的運動、或例如基于電梯電機的速度來確定定子電壓矢量的長 度的限制值時，可以將電梯轎廂的運動限制為安全的運動范圍。如果基于電機的速度和電 梯轎廂的運動的比較來確定限制值，則可以基于被雙重驗證的對運動的確定來確定限制 值，這提高了對該限制值的確定的可靠性。-在基于對網(wǎng)絡電壓的確定或對電源設備的中間電路電壓的確定來確定定子電壓 矢量的長度的限制值時，可以例如在網(wǎng)絡電壓降低時防止電源設備的輸出電壓的畸變。-在基于電梯的負載的不平衡性來確定電機的定子電流矢量的長度的限制值時， 例如可以利用電梯的平衡的負載來減少該限制值。-在基于對電機的溫度或電機的電源設備的溫度的確定來確定定子電流矢量的長 度的限制值時，例如在電機的溫度或電源設備的溫度升高的情況下，可以減少上述的限制 值。在基于電機的溫度而減少定子電流矢量的長度的限制值的基礎上，在該情況中可以防 止電機或電源設備的過載。-在基于所確定的電驅動器的輸出的限制值來確定電梯轎廂被允許的運動的限制 值時，可以保證在限制電驅動器的輸出時也以受控的方式繼續(xù)電梯轎廂的運動?？梢愿鶕?jù) 由電梯電機的電壓或電流的限制確定的操作情況來限制電梯轎廂被允許的運動，在該情況 中，例如在電流或電壓正在限制沿重負載方向的電梯電機的運動時，可以通過將電梯轎廂被允許的運動的范圍設置為覆蓋上述較低速范圍來允許電梯轎廂的運動的減速。_在也基于對電梯的負載的不平衡性的確定來確定對電梯轎廂被允許的運動的 限制值時，在限制電驅動器的輸出的情況中可以提高對被允許的運動的限制值的確定的精 度。另外，可以從負載的不平衡性確定電梯電機的運動的重負載驅動方向，并且該信息可以 用于對被允許的運動的限制值的確定。-在如本發(fā)明中所呈現(xiàn)的，基于電驅動器的輸出來確定電梯轎廂被允許的運動的 限制值時，可以在電驅動器的不同的操作情況中精確地確定電梯轎廂的安全運動。被允許 的運動的限制值可以包括數(shù)個限制值，所述數(shù)個限制值確定直到電梯井中的安全運動的極 限的電梯轎廂被允許的運動的距離。例如如果電梯轎廂到達電梯井的末端區(qū)域的鄰近，則 對電梯的保護可以基于被允許的運動的限制值的不同的超出程度(exceedance)來激活 不同等級的緊急停止。取決于被允許的運動的限制值以及取決于電梯井中的電梯轎廂的 位置，對電梯的保護可 以激活緊急停止，在該情況中利用在電驅動器的控制下的減速斜坡 (ramp)來停止電梯轎廂；該保護還可以激活機械制動器來停止電梯轎廂，或在電梯轎廂繼 續(xù)進一步向安全運動的極限運動時，該保護可以激活諸如楔形(wedge)制動器或導軌制動 器之類的電梯轎廂的安全制動器。當在電梯的運行期間限制電驅動器的輸出，并且電梯轎 廂的速度在該情況中改變時，對電梯轎廂的保護可以在電梯轎廂的速度降低至或升高至被 允許的運動的不同范圍之外時，激活不同等級的緊急停止。同樣地，在電驅動器的輸出被限 制時，可以在運行期間改變被允許的運動的限制值，例如使得允許電梯轎廂的速度的降低， 在該情況中，電梯轎廂在速度降低時不一定進行緊急停止，而是正常地進行驅動，這改善了 電梯的服務。


以下將參考附圖通過本發(fā)明的實施例的幾個例子的幫助，而更詳細地描述本發(fā) 明，在所述附圖中圖1呈現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的電梯系統(tǒng)；圖2呈現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的對限制值的確定；圖3呈現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的對運動的限制；圖4呈現(xiàn)了在d，q坐標系中定義的定子電壓；圖5呈現(xiàn)了在d，q坐標系中定義的定子電流；圖6呈現(xiàn)了在限制電驅動器的輸出時所確定的電梯轎廂速度以及被允許的運動 的限制值。圖7呈現(xiàn)了在限制電驅動器的輸出時所確定的電梯轎廂速度以及被允許的運動 的限制值。圖8呈現(xiàn)了所確定的電梯轎廂速度以及對被允許的運動的限制值的確定準則。
具體實施例方式圖1呈現(xiàn)了可以在其中適用根據(jù)本發(fā)明的對電梯的保護的電梯系統(tǒng)。這里電梯電 機3是三相同步電機，其轉子包括永磁體。利用頻率轉換器2從供電網(wǎng)絡6向電梯電機3 供電。電梯電機經(jīng)由與電梯電機3的牽引滑輪(sheave)機械地連接的電梯繩索來移動電梯井中的電梯轎廂10和配重11。頻率轉換器的控制器4通過電機的速度測量裝置5和/或通過電梯轎廂的速度測量裝置9來設置電機的速度。利用與牽引滑輪的輪緣(rim)的牽 引摩擦力安裝的電機編碼器5測量電機的速度，并且利用與電梯轎廂的導軌連接的轎廂編 碼器9來測量電梯轎廂的速度?？梢岳棉I廂的負載稱量設備傳感器36來測量電梯轎廂 的負載。如果需要，則可以利用與牽引滑輪連接的機械制動器7、或利用與電梯轎廂的導軌 連接的導軌制動器來停止電梯轎廂的運動。例如，在平臺(landing)的鄰近處12、并且也在 電梯井的末端的鄰近處13、14確定電梯井中被允許的運動的限制值。圖2呈現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的限制值的確定(determination) 15。上述限制值的確定 包括對電驅動器的輸出的限制值的確定16、以及從此導出的對電梯轎廂被允許的運動的限 制值的確定17。對限制值的確定15確定電驅動器的輸出的輸出1的限制值、以及電梯轎廂 的運動的限制18的限制值。如果電驅動器的輸出的限制值改變，則電梯轎廂被允許的運動 的限制值也相應地改變。例如，在供電網(wǎng)絡電壓6降低時，電機的定子電壓的限制值27相應 地減少，在該情況中防止了電機的供電電壓的畸變，并且同時防止了由此導致的噪聲和振 動問題。在該情況中，在網(wǎng)絡電壓6降低時，即使電梯轎廂沿重負載驅動方向的速度降低， 但電梯的驅動質量仍然保持良好。在與定子電壓的限制值的改變相應地改變電梯轎廂被允 許的運動的限制值時，擴展了較小速度的被允許的運動的范圍，在該情況中在由于對定子 電壓的限制而限制沿重負載的驅動方向的速度時，也可以以受控方式驅動電梯。相應地，如 果例如作為電機的溫升的結果減少了定子電流的限制值28，則根據(jù)定子電流的限制值的改 變而改變被允許的運動的限制值。圖3呈現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的對運動的限制(restriction)。對運動的限制這里包括 不期望運動(unintended movement)調節(jié)器(governor) 18，其由電的不期望運動的調節(jié)電 路形成。不期望運動調節(jié)器18根據(jù)所設置的被允許的運動的限制值15來限制電梯轎廂 的運動。不期望運動調節(jié)器18從轎廂編碼器9讀取電梯轎廂10的運動信號，并且還從電 機編碼器5讀取電梯電機的運動信號。隨著這些編碼器旋轉，這些編碼器以恒定的角間隔 給出脈沖形狀的信號。不期望運動調節(jié)器18將它所讀取的轎廂編碼器的運動信號與電機 編碼器的運動信號比較。在該情況中，可以利用運動信號的比較來檢測例如電梯轎廂的繩 索在牽引滑輪上的滑動、或繩索的斷開(breakage)。獲得作為運動信號的比較結果的確認 的速度信號。不期望運動調節(jié)器18還通過積分轎廂編碼器9的脈沖來確定電梯轎廂在電 梯井中的位置。基于樓層(floorlevel)的位置傳感器的位置數(shù)據(jù)來校正所確定的位置數(shù) 據(jù)。不期望運動調節(jié)器18將確認的運動信號與電梯轎廂被允許的運動的限制值13、14、30、 31,32比較，并且在電梯轎廂的運動偏離出由被允許的運動的限制值定義的范圍時，不期望 運動調節(jié)器激活不同等級的緊急停止。如果基于對位置的確定，電梯轎廂位于電梯井的中 部，則不期望運動調節(jié)器向頻率轉換器2發(fā)送控制命令，基于所述控制命令，頻率轉換器利 用減速斜坡以受控方式停止電梯轎廂。如果基于對位置的確定，電梯轎廂位于電梯井的末 端區(qū)域的鄰近處，則在距末端的距離減少至第一限制值13時，不期望運動調節(jié)器通過利用 電源電路的安全斷路器37斷開機械制動器的線圈來控制機械制動器7，并且附加地利用類 似的安全斷路器37在所有的刀(pole)處斷開頻率轉換器2的三相電源電路。安全斷路器 這里是指可控的斷路器，其在除了至少在兩個不同的點處的所有的刀處斷開電源電路。然 而，在所有的刀處斷開三相電源需要三個斷路開關。這類安全斷路器可以包括例如至少兩個串聯(lián)的可控機械開關，或它還可以包括至少兩個被集成到要斷開的電源電路中的對應的 半導體開關。如果盡管有機械制動器的參與，但電梯轎廂進一步繼續(xù)朝向電梯井的末端運 動，則在電梯轎廂距末端的距離減少至第二限制值14時，不期望運動調節(jié)器18通過利用安 全斷路器37斷開導軌制動器的線圈的電源電路，來附加地控制電梯轎廂的導軌制動器8。圖4呈現(xiàn)了在固定于轉子的d，q坐標系中所確定的定子電壓。轉子磁軸沿d軸方 向。在該情況中，電機的源電壓22沿q軸方向。因為在本發(fā)明的該實施例中，定子電流是 沿q軸方向的Iq，所以按照源電壓22以及定子電阻的損耗電壓IfItl 23來形成定子電壓沿 q軸方向的分量20。定子電壓沿d軸方向的分量21是旋轉定子的電流矢量所需的控制電 壓WlZltl，其中w是定子的電流矢量的旋轉速度，而L是定子繞組的電感。作為沿d和q軸 方向的分量的結果來確定定子電壓19。
在頻率轉換器2設置定子電壓以設置電梯電機3的速度時，例如在網(wǎng)絡電壓6降 低時，定子電壓開始畸變。通過將定子電壓限制為所設置的限制值來防止上述畸變。測量 定子電壓矢量19的長度，并且根據(jù)限制值來限制定子電壓沿q軸方向的分量20。同時，基 于用于設置電機速度的準則，允許定子電壓沿d軸方向的分量21自由地改變。在該情況中 基于頻率轉換器的中間電路電壓的測量來確定定子電壓的長度的限制值。因為安裝在電機 的電源的頻率轉換器的轉換開關在頻率轉換器正的中間電路母線(busbar)與負的中間電 路母線的電壓電勢之間連接電機的繞組，所以在中間電路電壓降低時，電機的定子電壓的 電壓范圍也減少。在該情況中確定定子電壓矢量19的長度的限制值以對應于最大的未畸 變的定子電壓。圖5呈現(xiàn)了在d，q坐標系中所確定的電機的定子電流24。在本發(fā)明的該實施例 中，除沿q軸方向的分量25之外，定子電流還包括沿d軸方向的分量26，所述沿d軸方向的 分量具有與轉子磁化相反的方向，并且因而減弱轉子磁化。在永磁電機中，經(jīng)常將沿d軸方 向的該分量26設置為零，并且因而不在這類弱磁的狀態(tài)中使用永磁電機。在弱磁狀態(tài)下， 電機的輸出電壓22減弱，并且在該情況中，所需的定子電壓19也經(jīng)常降低，在該情況中增 加了可以操作的電機速度范圍。定子電流被限制為所設置的限制值28。通過讀取安裝在電 機的定子的溫度傳感器，確定電機的溫度，并且在溫度升高時，減少定子電流矢量24的長 度的限制值28。確定定子電流矢量的長度，并且在該長度超過所確定的限制值時，通過僅僅 限制該電流沿q軸方向的分量25，來將定子電流矢量限制為該限制值。圖6呈現(xiàn)了在電梯沿電梯電機的重負載的方向進行驅動時、在時間39處限制電驅 動器的輸出時，作為電梯轎廂在電梯井中的位置s的函數(shù)的所確定的電梯轎廂的速度29以 及被允許的運動的限制值30。在時間39處，例如作為網(wǎng)絡電壓6的減少的結果或電機3的 溫升的結果限制電驅動器的輸出。在該情況中，相應地，改變電驅動器的輸出的限制值27、 28，并且基于電驅動器的輸出的限制值27、28的改變也改變電梯轎廂被允許的速度的限制 值30。作為電驅動器的輸出的限制的結果，所確定的電梯轎廂的速度29也開始降低。但 是，在該情況中，電梯可以以受控的方式繼續(xù)其運行，這是因為對被允許的速度的限制值的 減少使得電梯轎廂的速度的降低。但是，在時間38處，電梯轎廂的速度進一步減少到被允 許的速度的最低限制值30以下，并且在該情況中，不期望運動調節(jié)器18通過控制機械制動 器7并且還通過斷開頻率轉換器2的電源電路來停止電梯。圖7進一步呈現(xiàn)了在限制電梯轎廂的運動時作為電梯轎廂在電梯井中的位置s的函數(shù)的所確定的電梯轎廂的速度值29以及被允許的速度的限制值30、31、32。在本發(fā)明的 該實施例中，被允許的速度的限制值確定被允許的速度的三個不同范圍。限制值31和32 確定電梯轎廂的最大被允許的速度的兩個不同范圍。在時間39處，改變電驅動器的輸出的 限制值27、28，并且基于電驅動器的輸出的限制值的改變而改變被允許的速度的限制值。所 確定的電機轎廂的速度29減低，并且被允許的速度的范圍相應地改變，在該情況中，電梯 轎廂的運動是受控的，并且過速調節(jié)器18對電梯轎廂的速度的改變快速地進行反應。在電 梯轎廂接近終點樓層(terminal floor)時，利用頻率轉換器2的控制，電機3開始降低電 梯轎廂的速度。并且朝向終點樓層，降低被允許的速度的限制值。如果在該情況中電梯轎 廂的速度沒有充分地降低，則當在時間40處速度超過被允許的速度的第一限制值31時，過 速調節(jié)器18控制機械制動器7并且還斷開頻率轉換器2的電源電路。如果電梯轎廂朝向 電梯井的末端的運動進一步繼續(xù)，則過速調節(jié)器在時間41處附加地控制電梯轎廂的導軌 制動器。圖8呈現(xiàn)了根據(jù)圖7的情況中的所確定的電梯轎廂的速度的圖。線33呈現(xiàn)具有根 據(jù)頻率轉換器2的控制的在減速的電梯轎廂速度。在該情況中距離34描述頻率轉換器的 控制與所設置的停止的目標點的偏離。在本發(fā)明中確定在電梯井的末端區(qū)域13、14中的被 允許的運動的電梯井的限制值，以使得電梯的機械制動器7(以及如果需要，轎廂的安全制 動器8)的制動距離比通過被允許的運動的限制值確定的距電梯井的末端的距離更短。在 該情況中，在計算限制值時，在電梯井的末端的鄰近處還必須考慮到所確定的電梯轎廂的 速度值。在本發(fā)明的一個實施例中，在對電梯轎廂被允許的運動的限制值13、14、30、31、32 的確定中，還使用關于電梯的負載的不平衡性的數(shù)據(jù)。通過利用轎廂負載稱量設備36測量 電梯轎廂的負載，來確定不平衡性。典型地，在滿轎廂或空轎廂時不平衡性達到其最大值。 在該情況中，電梯電機的重負載驅動方向根據(jù)該負載而變化，以使得在空電梯轎廂的情況 下，重負載的驅動方向是向下的，而在滿轎廂的情況下，重負載的驅動方向是向上的。在該 情況中，可以通過測量電梯轎廂的負載來確定重負載的運行方向。在該情況中，例如，根據(jù) 重驅動方向和輕驅動方向分別確定電梯轎廂被允許的運動的限制值，以使得在電驅動器的 輸出被限制時，沿重驅動方向與在沿輕負載的驅動方向進行驅動的情況中不同地降低電梯 轎廂的速度。本發(fā)明不僅僅限于上述實施例，相反，在通過權利要求限定的發(fā)明構思的范圍內， 可以進行許多變化。
權利要求
一種對電梯的保護，其中所述電梯包括機械制動器(7)、電梯轎廂的安全制動器(8)、以及電驅動器(1)，所述電驅動器包括電梯電機(3)以及所述電梯電機的電源設備(2)，并且所述對電梯的保護包括-確定電梯電機的定子電壓和/或定子電流的限制值(27、28)；-限制電驅動器(1)的輸出，其中基于所述定子電壓和/或定子電流的限制值(27、28)來限制電驅動器的輸出；-確定電梯轎廂被允許的運動的至少一個限制值(13、14、30、31、32)；-限制電梯轎廂的運動(12、29)，其中基于所確定的被允許的運動的至少一個限制值(13、14、30、31、32)來限制電梯轎廂的運動；其特征在于至少部分地基于所述電梯電機的定子電壓和/或定子電流的限制值(27、28)來確定所述電梯轎廂被允許的運動的至少一個限制值(13、14、30、31、32)；并且在于在上述對電梯轎廂的運動的限制期間，電梯轎廂適合于以受限的運動來運動。
2.根據(jù)權利要求1所述的對電機的保護，其特征在于確定所述限制值包括_確定電梯電機的定子電壓和/或定子電流的限制值(27、28)；以及在相同的關聯(lián)中 -確定電梯轎廂被允許的運動的至少一個限制值(13、14、30、31、32)。
3.根據(jù)以上權利要求中的任何一項所述的對電梯的保護，其特征在于使用以下確定 準則中的至少一項來確定定子電壓矢量的長度的限制值(27)-基于電機⑶的機械參數(shù)；_基于電機的電源設備(2)的設備參數(shù)；-基于對網(wǎng)絡電壓(6)的確定或對中間電路電壓(35)的確定；-基于對電機的速度的確定(5)；-基于對電梯轎廂的速度的確定(9)。
4.根據(jù)以上權利要求中的任何一項所述的對電梯的保護，使用以下確定準則中的至少 一項來確定定子電流矢量的長度的限制值(28)-基于電機⑶的機械參數(shù)；_基于電機的電源設備(2)的設備參數(shù)；-基于對電梯的負載的不平衡性的確定(36)；-基于對電機⑶的溫度或電機的電源設備⑵的溫度的確定；-基于對電梯井的溫度的確定。
5.根據(jù)以上權利要求中的任何一項所述的對電梯的保護，其特征在于至少部分地基 于對電梯的負載的不平衡性的確定(36)來確定電梯轎廂被允許的運動的至少一個限制值 (13、14、30、31、32)。
6.根據(jù)以上權利要求中的任何一項所述的對電梯的保護，其特征在于所述對電梯的 保護包括對電梯轎廂的運動的確定(5、9)；并且在于對電梯轎廂的運動的限制(18)適合 于將所確定的電梯轎廂的運動的值與所述電梯轎廂被允許的運動的限制值(13、14、30、31、 32)比較；并且在于在所確定的電梯轎廂的運動的值偏離出由所述被允許的運動的限制 值定義的范圍時，對電梯的保護適合于激活緊急停止。
7.根據(jù)權利要求6所述的對電梯的保護，其特征在于所述電梯轎廂被允許的運動的 限制值包括第一限制值(13、30、31)，被用于設置被允許的運動的第一范圍；以及第二限制值(14、32)，被用于設置被允許的運動的第二范圍；并且在于將被允許的運動的第二范 圍定義為比被允許的運動的第一范圍更接近于電梯井中的安全運動的極限；并且在于在 所確定的電梯轎廂的運動的值偏離出被允許的運動的第一范圍(13、30、31)時，對電梯的 保護適合于激活機械制動器(7)；并且在于在所確定的電梯轎廂的運動的值偏離出被允 許的運動的第二范圍(14、32)時，對電梯的保護適合于激活電梯轎廂的安全制動器(8)。
8.一種用于保護電梯的方法，在所述方法中； -在電梯中安裝電驅動器(1)；-向所述電驅動器安裝電梯電機⑶和電梯電機的電源設備⑵； -向所述電梯安裝機械制動器(7)以及電梯轎廂的安全制動器(8)； -確定定子電壓和/或定子電流的限制值(27、28)；_基于所述定子電壓和/或定子電流的限制值(27、28)來限制電驅動器的輸出； -確定電梯轎廂被允許的運動的限制值(13、14、30、31、32)；-基于所述被允許的運動的限制值(13、14、30、31、32)來限制電梯轎廂的運動(12、29)；其特征在于-至少部分地基于所述電梯電機的定子電壓和/或定子電流的限制值(27、28)來確定 電梯轎廂被允許的運動的至少一個限制值(13、14、30、31、32)；-在上述對電梯轎廂的運動的限制期間，電梯轎廂以受限的運動來運動。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于-至少部分地基于對電梯的負載的不平衡性的確定(36)來確定電梯轎廂被允許的運 動的至少一個限制值(13、14、30、31、32)。
10.根據(jù)權利要求8或9所述的方法，其特征在于 -確定電梯轎廂的運動(12、29)；_將所述電梯轎廂的運動與所述電梯轎廂被允許的運動的限制值(13、14、30、31、32) 比較；并且在所確定的值偏離出由所述被允許的運動的限制值定義的范圍時 -激活緊急停止。
11.根據(jù)以上權利要求中的任何一項所述的保護或方法，其特征在于從多個瞬時限 制值形成至少一個上述限制值(13、14、27、28、30、31、32)，所述多個瞬時限制值彼此連續(xù)、 或可以被描述為關于時間的連續(xù)的限制值曲線。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對電梯的保護以及一種用于保護電梯的方法，其中所述電梯包括機械制動器(7)、電梯轎廂(10)的安全制動器(8)、以及電驅動器(1)，所述電驅動器(1)包括電梯電機(3)以及所述電梯電機(3)的電源設備(2)。所述對電梯的保護包括基于所確定的電梯電機(3)的定子電壓和/或定子電流的限制值(27、28)來限制電驅動器(1)的輸出，以及基于所確定的電梯轎廂(10)被允許的運動的至少一個限制值(13、14、30、31、32)來限制電梯轎廂(10)的運動(12、29)。至少部分地基于所述電梯電機(3)的定子電壓和/或定子電流的限制值(27、28)來確定電梯轎廂(10)被允許的運動的至少一個限制值，并且在限制電梯轎廂(10)運動的期間，電梯轎廂(10)適合于以受限的運動來運動。
文檔編號B66B1/28GK101816122SQ200880109826
公開日2010年8月25日 申請日期2008年9月25日 優(yōu)先權日2007年10月1日
發(fā)明者勞里·斯托爾特, 圖卡·考皮南 申請人:通力股份公司