電梯的制動控制裝置的製作方法
2023-08-09 02:40:46 1
專利名稱：電梯的制動控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及牽引方式的電梯的制動控制裝置，特別涉及在緊急制動時的制動中的制動力的控制。
背景技術：
作為以往的這種電梯的制動控制裝置，有在電梯行進中由安裝在卷揚機上的電磁製動器進行緊急停止的緊急停止裝置，在緊急停止或剛停電之後，轎廂高速行走時，減弱為了制動的電磁製動力，成為低速為控制產生初始的全制動力的電磁製動器的控制電路。(例如，參照專利文獻1)此外，作為其它的以往的這種電梯的制動控制裝置，制動力控制裝置乘轎廂的緊急制動中的速度在規定值以上或減速度不足規定值的場合，制動初期提供全制動力，達到規定值時提供比全制動力弱的制動力。(例如，參照專利文獻2)這些都會因為在緊急停止時急激地提供減速時，驅動鋼絲繩滑車與繩索間產生繩索滑動的停止距離異常的增加，在升降路的下部設置的緩衝器有高速衝突的危險，所以對制動力進行控制，儘可能不發生繩索滑動。
專利文獻1，實開昭59-190769號公報專利文獻2，特開平7-242377號公報電梯的制動裝置的制動圓盤與閘瓦間的摩擦係數，由於圓盤面的狀況(面粗糙度，有無鏽等)，以及溫度或溼度等，會有較大的變化。此外，對於鋼絲繩滑車決定繩索的繩索滑動關於繩索的外觀的摩擦係數，也依存繩索的滑動速度變化。此外，根據繩索的使用年數或鋼絲繩滑車的槽的磨耗程度也發生變化。為此，決定製動器制動力變化的時機較難，延誤時機時，如所定的制動扭距不動，有可能發生繩索滑動。
本發明為解決上記問題，其目的為提供一種防止在鋼絲繩滑車與繩索間的繩索滑動發生的電梯的制動控制裝置，不斷測定作為繩索速度的轎廂速度和作為鋼絲繩滑車速度的卷揚機電動機速度，由其差判定有無繩索滑動，並根據其結果控制制動扭矩。
發明內容
鑑於上記的目的，本發明的電梯制動控制裝置，包括制動裝置，所述制動裝置斷開制動力，所述制動力使與轎廂結合的繩索系上、由電動機驅動、並將制動力施加在使所述轎廂升降的鋼絲繩滑車，鋼絲繩滑車速度檢測部，檢測鋼絲繩滑車速度，轎廂速度檢測部，檢測轎廂速度，以及制動力控制單元，控制所述制動裝置，以便在緊急制動時，在求出作為檢測的鋼絲繩滑車速度與轎廂速度的差的繩索滑動速度為規定值以下的場合、提供全制動力，在繩索滑動速度超過規定值的場合、提供較全制動力弱的制動力。
圖1表示牽引方式的電梯的概念圖。
圖2表示滑動發生時的轎廂速度與鋼絲繩滑車速度的關係及該時的制動力的圖。
圖3表示制動鼓與制動襯面間的滑動速度與摩擦係數間的關係圖。
圖4更詳細地表示繩索滑動中的摩擦係數與繩索滑動速度的關係圖。
圖5表示在本發明示出從緊急制動時的時間經過繩索速度與鋼絲繩滑車速度與繩索滑動速度的變化及其對應的制動力圖。
圖6表示根據本發明一實施形態示出電梯的制動控制裝置的構成圖。
圖7表示在本發明制動裝置的構成的一例圖。
圖8表示在本發明制動力控制單元用微機構成時的一例的功能方框圖。
圖9表示在本發明制動力控制單元用模擬電路構成時的一例的圖。
圖10表示在本發明制動力控制單元的其它的構成的圖。
具體實施形態實施形態1
首先，用圖1的牽引方式的電梯的概念圖，說明其驅動原理。牽引方式的電梯，由用繩索3連接轎廂1和為得到與其平衡的平衡錘2，吊桶方式驅動鋼絲繩滑車4，進一步放在空車5上而構成。不產生繩索滑動界限的基本式為T1/T2＝eμθ(1)這裡，T1＝mcg轎廂側的靜張力T2＝mwg平衡錘側的靜張力mc轎廂質量(轎廂自重+載重量)mw平衡錘質量g重力加速度μ繩索與鋼絲繩滑車間的外觀的摩擦係數θ接觸角e自然對數的底但是，μ的值因為由鋼絲繩滑車的繩索槽的形狀有較大的變化，一般用下式表達。
μ＝kμ』 (2)這裡，k由鋼絲繩滑車的繩索槽的形狀的係數μ』由繩索與鋼絲繩滑車的材質決定的真的摩擦係數其次，張力T1、T2，在鋼絲繩滑車速度變化時，由加速度(減速度)考慮慣性力，能夠如下表示。
T1＝mcg{1+(α/g)}T2＝mwg{1-(α/g)} (3)這裡，α轎廂加速度(或減速度)在牽引方式的電梯，為了不發生繩索滑動，由式(1)的右邊決定設計成牽引能力不超過轎廂自重或繩索、平衡錘質量，設定牽引比T2/T1。滑動發生時的轎廂(繩索)速度與鋼絲繩滑車速度的關係及該時的制動力如圖2所示。在圖2，(a)用c表示的轎廂速度與用s表示的鋼絲繩滑車速度的關係，(b)表示對應的制動力。此外，鋼絲繩滑車速度s與轎廂速度c都在繩索3與鋼絲繩滑車4接觸位置的線速度表示(以下同樣)。
在圖2，為使轎廂停止作用全制動力時，由式(1)決定的牽引能力不足時，圖2(a)那樣的繩索滑動(滑動)發生。在圖中，可以明白轎廂速度c與鋼絲繩滑車速度s的差是繩索滑動速度，繩索滑動速度在鋼絲繩滑車停止時(s為0時)達到最大。此外，轎廂速度與鋼絲繩滑車速度與時間軸圍成的三角形(斜線部)的面積是相當於由於轎廂的滑動增加的停止距離。這樣，繩索一滑動，轎廂停止距離增大不能在所定的制動距離停止，升降路底部設置的緩衝器在所定速度以上衝突，有涉及轎廂的損傷或危害乘客的可能鋅性。從而，即使最壞的場合為了不要發生繩索滑動，繩索的牽引能力及張力比的設計是必要的。
但是，提高牽引能力妨礙卷揚機電動機的價格降低或維護費用的減少。此外，為使式(3)表示的動態張力比下降必須設定停止時的減速度減少，其結果停止距離有必要變長，槽變深等，影響節省空間。上述的專利文獻1、2都對於象上記的問題，提出為不產生繩索滑動儘可能在短距離使轎廂停止的解決方案。
制動鼓與制動襯面間的滑動(滑動)速度VB與摩擦係數μB之間用圖3所示的關係。這裡，不是限於制動器，而是關於摩擦特性是一般的性質。此外，由制動器發生的制動扭距與摩擦係數之間，TB＝μB·PB·DB(4)這裡，TB制動器裝置的制動張力μB制動鼓與制動襯面材料間的摩擦係數PB制動鼓的壓緊力DB制動鼓的直徑也就是說，摩擦係數越高制動扭距越大。
由此，電梯高速行走時開動緊急制動時，為使制動鼓與制動閘瓦之間的滑動速度變大其間的摩擦係數變小，制動扭距也小。為此，為使作用在式(3)的轎廂的減速度α變小，張力比沒有比它再變大，繩索較難滑動。但是，轎廂速度變小，制動鼓與制動閘瓦之間的摩擦係數變大，制動扭距變大。結果轎廂作用的減速度α變大發生張力比超過繩索牽引能力，發生繩索滑動滑動。
為解決這種問題，以往例如在產生緊急制動的初期階段，轎廂的緊急制動中的速度在規定值以上或減速度不足規定值時，提供全制動力，緊急制動的中期以後，轎廂的速度達到規定值以下或減速度達到規定值以上時，提供比全制動力較弱的制動力，控制制動器的制動力，用上記發明解決方法看作課題來說明問題。
繩索滑動中的摩擦力也就是摩擦係數與繩索滑動速度之間的關係更詳細表示在圖4。從圖4可以明白，繩索與鋼絲繩滑車間的摩擦係數，在滑動速度的低速度領域達到最大(峰值)，之後隨著滑動速度增加也變小。由本發明在電梯的制動控制裝置，根據計算轎廂速度(繩索速度)與鋼絲繩滑車速度(電動機速度)的差來測定繩索滑動速度。這滑動速度根據從圖4大致A點(繩索鋼絲繩滑車間的摩擦係數峰值的低速側的點)到B點(同高速側的點)間來控制制動力，增加滑動速度降低摩擦係數做到不發生繩索滑動。
具體地，繩索滑動速度不超過B點時，提供全制動力制動繩索，達到B點以上時，從減弱制動力，鋼絲繩滑車的減速度變小，摩擦係數下降防止滑動速度進一步增加。圖5模式的顯示這些，(a)從緊急制動時的時間過程中繩索速度與鋼絲繩滑車速度與繩索滑動速度的變化(A、B相當圖4的A點、B點)、(b)顯示(a)的時間過程對應的制動力。交互切換對應制動力為全制動力與較弱制動力，防止繩索滑動速度變大，結果，能夠在短距離停止轎廂。
圖6表示本發明的一實施形態的電梯的制動控制裝置的構成圖。轎廂1、平衡錘2、繩索3、驅動鋼絲繩滑車4、偏導器輪5與圖1所示的構成相同。制動裝置6在制動力激勵部6a連接鋼絲繩滑車4與同軸迴轉的制動鼓6c壓緊制動閘瓦6d提供制動力，又在制動力釋放部6b釋放這壓緊力控制制動力進一步釋放。制動裝置6實際如圖7所示，制動閘瓦6d在制動力激勵部制動器彈簧的力制動鼓6c從兩側接觸提供制動，又從驅動制動力釋放部6b外側打開兩側的制動閘瓦6d的上部的自由端釋放壓緊力控制制動力進一步釋放。制動力釋放部6b勵磁線圈驅動的兩側的制動閘瓦6d的上部的自由端開閉電磁驅動機構(一同特別地未圖示)，通過勵磁線圈流過的電流的控制來控制釋放的程度。
鋼絲繩滑車速度檢測部7鋼絲繩滑車4與同軸連接使迴轉驅動它的電動機7a與顯示這電動機連接的鋼絲繩滑車速度發生鋼絲繩滑車速度信號SVS由編碼器7b(實際包含從迴轉速度向繩索與鋼絲繩滑車接觸的位置的線速度的變換功能)構成，轎廂速度檢測部8根據為求出轎廂1的速度和行走距離的轎廂1的移動迴轉調速基機8a與其連接的顯示轎廂速度發生轎廂速度信號CVS由調速機編碼器8b(實際包含從迴轉速度向繩索與鋼絲繩滑車接觸的位置的線速度的變換功能)構成。電梯的控制裝置10(這裡主要只是關於制動的顯示)，根據控制指令(通常/緊急)開關12切換通常控制信號N和緊急控制信號E，制動力控制單元13切換通常時、緊急時進行制動力釋放部6b的控制。
由制動力控制單元13關於緊急制動時的動作進行說明，在圖6，在電動機7a安裝用編碼器7b顯示鋼絲繩滑車速度得到鋼絲繩滑車速度信號SVS。此外，用調速機8a的調速機編碼器8b，顯示轎廂速度進而繩索速度得到轎廂速度信號CVS。接著在控制裝置10取出兩信號，在制動力控制單元13從這些信號的差求出繩索滑動速度。此外，繩索滑動速度，也可用其他方法求出。而且控制通常時和緊急時的制動力的激勵方法。
發生停電或緊急停止信號，控制指令11為緊急控制信號E時，首先停止制動裝置6的制動力釋放部6b的向勵磁線圈的電流充分開動制動力激勵部6a用全制動力停止鋼絲繩滑車4。接著，根據上述那樣得到的繩索滑動速度，繩索滑動速度在所定速度(例如圖4的B點)以下時，繼續用全制動力激勵制動力。也就是制動力釋放部6b不驅動。但是，比式(1)的右邊提供的牽引能力，式(3)更顯示動態張力比變大，繩索滑動速度變大，滑動速度超過所定速度圖4的B點時，制動力控制單元13驅動制動力釋放部6b減弱制動力(向制動力釋放部6b的勵磁線圈供給電流)。
由減弱制動力式(3)的減速度變小，動態的牽引比變小，再次恢復牽引能力，滑動速度減少。接著滑動速度再次達到B點以下時再次停止制動力釋放部6b的勵磁線圈的電流用全制動力制動，這樣制動力交互切換為全制動力和較弱制動力，繩索滑動速度能夠控制在圖4的B點附近。這樣，因為根據繩索滑動速度切換制動力，制動鼓6c和制動閘瓦6b間的摩擦係數和，繩索鋼絲繩滑車間的外觀的摩擦係數，即使氣溫、溼度、表面狀態、磨耗程度等原因經時的變化，也不受影響，能夠防止繩索滑動。
制動力控制單元13由微機構成時的一例的功能框8所示。制動力控制單元13，包括從檢測的鋼絲繩滑車速度信號SVS與轎廂速度信號CVS的差求出繩索滑動速度的繩索滑動速度演算部131和，緊急制動時根據繩索滑動速度控制制動裝置6的制動力控制部133。
制動力控制單元13由模擬電路構成時的一例由圖9所示。制動力釋放部6b的勵磁線圈51的上側是緊急制動時、下側是通常制動時的電路。通常電源裝置70的電源線L3、L4間，電動機主控制電路延遲動作和連續動作延遲的節點52和勵磁線圈51並聯連接，節點52電梯行走時閉合，和停止時釋放。勵磁線圈51和並聯的與放電用電阻53連接。另一方面，不間斷電源裝置54的電源線L1、L2間，連接緊急停止勵磁線圈激勵裝置61，這緊急停止勵磁線圈激勵裝置61有速度檢測裝置56，這速度檢測裝置56在速度檢測器57檢測繩索滑動速度對應的電壓，這電壓的絕對值一到達規定值以下，也就是，繩索滑動速度如果達到所定的速度(例如圖4的B點的速度)以下激勵延遲58，另一方面，如果超過所定的速度不激勵延遲58構成。
又電源線L1、L2間，由制動指令動作，通常時為釋放狀態同時，緊急時也就是行走中的緊急停止時或停電時為閉合狀態的節點60與，緊急停止檢測延遲59並聯連接。進一步電源線L1、L2間，延遲58的節點58b與，由從限制到勵磁線圈51的電流電阻等構成的線圈電流限制裝置55和，上述勵磁線圈51和，這勵磁線圈51的兩側設置的緊急停止檢測延遲59的節點59a並聯連接。
在通常狀態，緊急時閉合的節點60釋放，為了延遲59未勵磁其節點59a也釋放，勵磁線圈51從不間斷電源54分離。現在，考慮轎廂高速運行中發生緊急停止或停電時的緊急制動，電動機主控制電路釋放同時，這些連動動作節點52也釋放向勵磁線圈51的通電也切斷。在這時繩索滑動速度由於還沒有超過所定的速度延遲58激勵節點58a釋放，從不間斷電源54的電源線L1、L2也分離勵磁線圈51。這樣制動力釋放部6b為去除釋放力，從制動力釋放部6a為加全制動力在制動鼓6c，急速的鋼絲繩滑車4減速。接著繩索滑動速度超過所定的速度，不激勵延遲58節點58b閉合，又緊急停止或由於停電節點60關閉激勵延遲59關閉。從這些形成不間斷電源裝置54的電源線L2、節點58b、線圈電流限制裝置55、節點59a、勵磁線圈51、節點59a、電源線L1的電路，從線圈電流限制裝置55限制的電流流過勵磁線圈51。從這裡提供全制動力或較弱制動力。
實施形態2此外，在上記實施形態只是切換滑動速度超過還是不超過B點，如圖4所示，設定摩擦係數的大的範圍的也就是峰值的兩側的滑動速度A點和B點的二點，最初施加全制動力後，超過B點時減弱制動力，其次減弱制動力滑動速度下降超過B點達到A點以下時再次切換成全制動力取得控制為好。這樣，滑動速度進一步細小，能夠控制在A點和B點之間。這時的上記的判斷控制進行在圖8的制動力控制部133，在圖9緊急停止勵磁線圈激勵裝置61。
實施形態3此外，例如從轎廂速度信號CVS監視轎廂的速度或減速度，控制制動力的切換間隔，緊急制動時根據上述的繩索滑動速度一邊控制一邊轎廂減速度達到一定優先控制制動裝置，轎廂的速度用所定的減速度能夠控制減速。而且，無關制動器、繩索的摩擦係數的變化，能夠調整大概一定的減速度。這樣，減輕繩索的滑動，能夠有效安全使轎廂停止。這時的上記的圖8的制動力控制單元，進一步設置從檢測的轎廂速度求出轎廂減速度的轎廂減速度演算部135同時，制動力控制部133緊急制動時根據繩索滑動速度一邊控制一邊轎廂減速度為一定的控制制動裝置的控制部，圖9在緊急停止勵磁線圈激勵裝置61有上記同樣的功能。
實施形態4構成具有進一步高速進行激勵、不激勵如圖10所示，制動裝置制動器勵磁線圈51流過電流可變制動力電磁製動器，制動力控制單元，緊急制動時制動器勵磁線圈進行上述的各制動力控制為發生流過電流的信號的電流控制裝置1001和這電流控制裝置的輸出信號調製PWM的PWM電路1003和，不間斷電源裝置54作為電源從PWM電路的輸出信號激勵制動器勵磁線圈電晶體(TR)驅動電路005。
如前述那樣，因為本發明的電梯制動控制裝置，包括制動裝置，所述制動裝置斷開制動力，所述制動力使與轎廂結合的繩索系上、由電動機驅動、並將制動力施加在使所述轎廂升降的鋼絲繩滑車，鋼絲繩滑車速度檢測部，檢測鋼絲繩滑車速度，轎廂速度檢測部，檢測轎廂速度，以及制動力控制單元，控制所述制動裝置，以便在緊急制動時，在求出作為檢測的鋼絲繩滑車速度與轎廂速度的差的繩索滑動速度為規定值以下的場合、提供全制動力，在繩索滑動速度超過規定值的場合、提供較全制動力弱的制動力，所以藉助於不斷測定作為繩索速度的轎廂速度和作為鋼絲繩滑車速度的卷揚機電動機速度，由其差判定有無繩索滑動，並根據其結果控制制動扭矩，能夠防止在鋼絲繩滑車與繩索間的繩索滑動的發生。
權利要求
1.一種電梯制動控制裝置，其特徵在於，包括制動裝置，所述制動裝置斷開制動力，所述制動力使與轎廂結合的繩索系上、由電動機驅動、並將制動力施加在使所述轎廂升降的鋼絲繩滑車，鋼絲繩滑車速度檢測部，檢測鋼絲繩滑車速度，轎廂速度檢測部，檢測轎廂速度，以及制動力控制單元，控制所述制動裝置，以便在緊急制動時，在求出作為檢測的鋼絲繩滑車速度與轎廂速度的差的繩索滑動速度為規定值以下的場合、提供全制動力，在繩索滑動速度超過規定值的場合、提供較全制動力弱的制動力。
2.如權利要求1所述的電梯制動控制裝置，其特徵在於，在所述繩索滑動速度與繩索鋼絲繩滑車間的摩擦係數的關係中，以繩索滑動速度的低速度領域的繩索鋼絲繩滑車間的摩擦係數的峰值的低速側與高速側的規定值分別作為第1及第2規定值，所述制動力控制單元，在繩索滑動速度超過第2規定值的場合、提供比全制動力弱的制動力，在繩索滑動速度下降到不足所述第1規定值的場合、切換成全制動力。
3.如權利要求1或2所述的電梯制動控制裝置，其特徵在於，所述制動力控制單元，包括從檢測的鋼絲繩滑車速度與轎廂的速度的差、求出繩索滑動速度的繩索滑動速度演算部，從檢測的轎廂速度、求出轎廂減速度的轎廂減速度演算部，以及控制所述制動裝置以便緊急制動時根據繩索滑動速度進行控制並且使所述轎廂減速度成為一定的制動力控制部。
4.如權利要求1或2所述的電梯制動控制裝置，其特徵在於，所述制動裝置由從制動器勵磁線圈流過的電流可變制動力的電磁製動器構成，所述制動力控制單元，包括緊急制動時在所述制動器勵磁線圈發生流過進行所述制動力控制的電流的信號的電流控制裝置，對這種電流控制裝置的輸出信號進行PWM調製的PWM電路，以及以不間斷電源裝置作為電源、根據所述PWM電路的輸出信號激勵所述制動器勵磁線圈的電晶體驅動電路。
5.如權利要求3所述的電梯制動控制裝置，其特徵在於，所述制動裝置由從制動器勵磁線圈流過的電流可變制動力的電磁製動器構成，所述制動力控制單元，包括緊急制動時在所述制動器勵磁線圈發生流過進行所述制動力控制的電流的信號的電流控制裝置，對這種電流控制裝置的輸出信號進行PWM調製的PWM電路，以及以不間斷電源裝置作為電源、根據所述PWM電路的輸出信號激勵所述制動器勵磁線圈的電晶體驅動電路。
全文摘要
本發明揭示一種在鋼絲繩滑車與繩索間提供防止繩索滑動發生的電梯制動控制裝置，包括制動裝置6，所述制動裝置斷開制動力，所述制動力使與轎廂結合的繩索系上、由電動機驅動、並將制動力施加在使所述轎廂升降的鋼絲繩滑車，以及鋼絲繩滑車速度檢測部7，檢測鋼絲繩滑車速度，以及轎廂速度檢測部8，檢測轎廂速度，以及制動力控制單元13，控制所述制動裝置，以便在緊急制動時，在求出作為檢測的鋼絲繩滑車速度與轎廂速度的差的繩索滑動速度為規定值以下的場合、提供全制動力，在繩索滑動速度超過規定值的場合、提供較全制動力弱的制動力。
文檔編號F16D65/18GK1519187SQ0312331
公開日2004年8月11日 申請日期2003年4月22日 優先權日2003年1月30日
發明者船井 , 船井潔 申請人:三菱電機株式會社