[其他]交流电梯的地面找齐设备

说明书

本发明涉及感应电动机驱动的交流电梯的控制问题，特别是涉及那种适于改善交流电梯在目的楼层上的停止位置或停靠平面的地面找齐设备。

一般说来，迄今为止的电梯驱动广泛采用直流电机，这种电梯要求能在很宽的范围内提供高精度的控制，并且给予电梯中的乘客以舒适的感觉。然而，直流电机具有机械整流机构，并因此受到各种限制。为此近年来发展和应用了由结实而又廉价的、结构简化的感应电机所驱动的不同式样的电梯。

举例来说，在由感应电动机驱动的电梯之中，美国第3876918号专利所公开的一种系统，已被人们广为采用。其速度控制是以控制初级电压时的特性，它可以作成无级调速的形式，就象沃德-雷翁纳德系统或可控硅-雷翁纳德系那样，并且不可避免地在进行下列方式的控制中会受到限制：

（1）无级驱动的感应电动机即使用于速度达每分钟360米的高速电梯中，也只有每分钟200转或更少的额定转数。因此，如果采用初级电压控制，对额定速度低于每分钟360米的电梯，希望在感应电机额定转数附近予以控制时，这个感应电机就必须有很多的极数;

（2）感应电机的控制包括许多非线性因素，而且感应电机很难在直流电机可以获得的很宽的控制范围内进行稳定的控制;

（3）在直流无级电梯中，一种所谓停靠地板平面找齐校正的运行可将电梯吊厢的地面与目的楼层的地面之间的微小位差检测出来并控制到零。而按照初级电压控制，这种运行由于精确的转矩控制在接近零速时几乎不可能实现而无法进行。

如上所述，目前的直流无级电梯可实现极好的工作特性，而受初级电压控制的感应电机驱动的交流电梯几乎不可能实现上述各种类型的控制。

为获得在初级电压控制之下的地面找齐的校正，美国第4094385号专利已提出过一个电梯系统。该系统中的感应电机有一个极数不多的绕组，对其馈入与速度指令相应的交流电压，还有一个绕组，它有很多极，对这个绕组馈入直流电压产生刹车力矩。这使得感应电机产生一个驱动力矩和刹车力矩的力矩差，电梯吊厢因此能以地面找平校正的速度运行。然而，由于对驱动力矩和刹车力矩之间的相互关系难以获得准确和连续的控制，电梯难免会在地面差超过予定值的时候运行起来，而在地面差变小的时候停止。结果，这种系统尽管在控制上获得了较大的改善，但是却不能以与地面差程度相应的地面找齐校正速度来提供连续的地面找齐校正，此外，在该系统中，刹车力矩在零速时变成零，结果，用来校正电梯吊厢和配重之间不平衡的力矩就难以得到控制。由于这些原因，即使采用非常复杂和昂贵的控制设计，上述系统也不能作到把地面误差和找齐速度控制到零，所以是有缺陷的。

附带提一下，有一种基于控制初级频率的感应电机控制系统，这个系统被认为是比上述的初级电压控制更好。在此种转差频率控制中，要直接控制转差频率以控制感应电机的力矩。这种控制设计为本领域所熟知，其细节这里不作说明，仅将其特征在下面逐项列出：

（a）通过闭环控制可获得精确的速度;

（b）可充分利用电机的功能以减小电机外型尺寸;

（c）能在宽广的范围内进行速度控制，并在四个象限都能顺利进行;

（d）负载和速度变化时的稳定性可以提高;

（e）可减轻维护因而得以改善对环境条件的适应性。

这样，转差频率控制解决了第1项中讲过的额定速度的问题，此外还实现了第2项中讲过的宽范围的稳定控制。

在第3项中讲叙的地面找齐校正的速度范围里，转差频率控制却面临下面的问题。

例如，在地面找齐校正的速度上运行时，电梯吊厢门通常保持开启状态，感应电机受到乘客进、出电梯吊厢所发生的力矩干扰。可是在转差频率控制中，只是转差频率和初级电流对应于力矩的变化而发生改变，电流相位却未被控制。这样，在力矩变化之后，励磁电流分量会产生变化，结果，在地面找齐校正的速度上运行时，力矩响应中的延迟增大，从而很难获得平滑的力矩控制。

因而，转差频率控制设计也有欠缺，不能给予电梯吊厢中的乘客以舒适感，在地面找齐校正的速度运行中，也不能提供足够的停靠地平控制。

与此同时，在感应电机控制领域里，矢量控制近来已广为人们所注意。矢量控制首次在美国第3824437号专利中提出，之后，又在各种不同的文章和论文中公开，现在，在本领域已尽人皆知。这种矢量控制的特点是独立地控制加至感应电机的力矩电流和励磁电流分量，从而实现了对感应电机速度的高响应的稳定控制。

本发明的一个主要目的就是提供可以给予电梯吊厢中的乘客以舒适感的交流电梯的地面找齐设备，并对感应电机驱动的交流电梯系统提供高精度的地面平齐。