利用稀土永磁电动机实现电梯称重和电气自闭的方法技术

一种利用稀土永磁电动机实现电梯称重和电气自闭的方法，由稀土永磁电动机、电磁短路器、电流传感器为核心部件组成称重和自闭结构，利用电动机绕组被短路后其短路电流可以判断电梯总失平衡量的特征完成电梯称重功能；利用电动机绕组被短路后其短路电流产生能耗制动转矩的特征完成电梯电气自闭功能。此发明专利技术简化了电梯结构，增加了安全性。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电梯称重是现代高档电梯驱动与控制技术遇到的十分重要的问题之一。对电梯实现称重计量，不仅可以保护电梯动力系统负荷不越安全工作界限，防止拖动部件疲劳损坏造成电梯坠层、墩底等恶性事故发生，还可以决定电梯是否满载直驶和实现起动预加载以提高乘梯人的舒适感。因此，称重计量已成为现代电梯中不可缺少的技术组成部分，合理地解决这个问题，不仅直接影响到电梯的制造成本，更重的是影响到电梯的安全性和可靠性。过去，实现电梯称重的方法虽然有很多种，归纳起来有两类A、轿箱底部称重利用形变敏感元件和压力敏感元件直接或间接测量轿箱底部承受的重力载荷，获得与载荷大小相关的电信号，此电信号放大后送至超载报警系统和运行控制系统，并由这两个系统按称重结果做出是否运行和如何运行起动的判断，完成称重计量任务。B、轿顶称重利用形变敏感元件或压力敏感元件直接或间接测量包含轿箱自重在内的轿体总重力载荷，获得与总载荷大小相关的电信号，此信号扣除轿箱自重部分后可以获得轿箱内实际载荷大小对应的部分，将分离后的信号放大并送至超载报警系统和运行控制系统，由这两个系统按称重结果做出是否运行和如何运行起动的判断，完成称重计量任务。上述两类称重方法除安装位置有区别外，其他特征几乎完全相同，其目的都是设法对矫箱内部实际重力载荷实施计量，并将结果送至超载报警系统和运行起动控制系统，为电梯的安全、可靠、舒适的运行提供依据。本专利技术是利用稀土永磁电动机实现电梯称重功能的，与以往各种电梯称重方法完全不同。不仅解决了称重问题，同时也解决了电梯静止时的电气自闭问题。使电梯更加准确、更加可靠、更加安全和更加经济。本专利技术的技术原理叙述如下一部电梯总是由轿箱、乘载的人或物、对重铁、曳引钢绳、补偿链、电缆等组成运行质量系统的。对曳引轮而言，一般总是存在曳引轮两侧质量不平衡，这种不平衡在曳引轮上产生不平衡转矩，只要松开机械抱闸，这种不平衡转矩便会反拖电动机自转，于是电梯就从静止状态转为溜梯状态。溜梯的加速度直接由不平衡转矩大小决定，不平衡转矩越大，溜梯的加速度就越大。当电梯的拖动电机采用稀土永磁电动机时，不论该电动机是方波型还是正弦波型，也不论是直流型式还是交流形式，稀土永磁电动机都具有一个共同的特征，就是当电动机受不平衡转矩反拖时，只要采用适当的方法将电动机绕组短路，则被短路绕组在旋转电势的作用下将产生短路电流。电动机这时对外提供能耗制动转矩，当该能耗制动转矩与电动机所受不平衡反拖转矩平衡时，电梯溜梯的加速度为零，电梯保持匀速上升或匀速下降。因此，通过对电动机受不平衡转矩反拖至均速自转时的绕组短路电流的测量，就可以知道不平衡转矩的大小，进而可以准确知道曳引轮两侧质量的不平衡量，电梯的称重目的也就实现了。这种电梯称重方法是对曳引轮两侧总的运动部件质量失平衡的测量，并非仅仅对轿箱内部载荷进行测量。因此，这种称重能够反映整个运动系统的不平衡情况，同时包含了电梯轿箱所处的楼层位置带来的不平衡量的变化。对电梯超载报警、满载直驶，起动预加载而言，这种称重方法获得的结果能够反映电梯总的质量失平衡情况，这对保证电梯动力系统负荷不越安全工作界限、准确施加起动预加载转矩是最科学、最合理和最准确的。本专利技术的目的在于为电梯的称重技术和自闭技术提供一种全新的方法，这种方法不仅实现了称重功能和自闭功能，而且简化了电梯产品结构，简化了电梯现场安装调试工作，降低了电梯成本，增加了安全性、可靠性和准确性。本专利技术的优点在于利用了电梯拖动电动机做为称重信号发生装置，利用调速系统电流传感器做为称重信号的读出装置，省去了传统称重必需的称重传感器(形变敏感元件或压力敏感元件)和称重信号处理单元(放大器)，充分利用了电动机和电流传感器资源。同时，称重结果反映了电梯总失平衡情况，这是传统方法无法达到的。对电梯运行控制而言，这种称重结果更有意义，能真正达到超载定量保护，能从根本上解决电梯起动预加载问题，因为总失平衡量与起动预加载量在数值上是相等的。本专利技术的优点还在于利用了电梯拖动稀土永磁电动机，使绕组短路产生能耗制动转矩，实现了电梯的电气自闭能力。只要电梯处于静止状态，包含运行途中停电情况在内，这种电气自闭能力将有效地阻止电梯向任何一个方向发生意外的快速运动，确保了电梯的安全性，机械抱闸失灵带来的危险性就可以得到彻底的消除。电气自闭与机械自闭(机械抱闸)为电梯的安全驻车提供了双重保障。本专利技术通过两个实施例详细说明工作过程实施例A与称重功能相关的系统结构图见说明书附附图说明图1，电梯运行操作过程按下列顺序完成1、由称重处理单元发信号，封锁脉冲调制单元和操作逆变器与电流传感器之间的短路器短路电动机绕组，电梯处于电气自闭和机械自闭状态。2、松开机械抱闸，允许电梯在不平衡状态下开始溜梯。3、用定时器或测速发电机提供定时信号或者加速度为零的特征信号，结束称重工作状态。4、根据称重工作状态期内测取的短路电流值判断电梯是否超载，如果达到超载限制，则通知超载报警单元，警示电梯超载并终止电梯运行；如果未达到超载限制，则将短路电流值连同电流极性一起送至起动预加载单元，该单元向电流调节器送出电梯正式开始运行前的初始电流指令(即预加载的量值)。5、由称重处理单元控制脉冲调制单元和短路器撒除封锁并恢复开路，同时控制函数发生器按电梯运行曲线开始操作电梯正式运行。6、电梯到达目的楼层后，对脉冲调制单元实行封锁，同时短路器施行短路，电梯在短路器短路和机械抱闸状态双重作用下处于系统关闭状态，此次运行任务完成，等待下次运行开始。实施例B与称重功能相关的系统结构图见说明书附图2，与实施例A的区别在于稀土永磁直流电动机替代了三相交流稀土永磁电动机，电流传感器仅有一只，可逆运行功率放大器替代了逆变器，没有位置传感器。电梯运行操作过程与实施例A几乎一样，也是在封锁脉冲调制单元的情况下短路电动机绕组，松开机械抱闸后测取短路电流判断超载与否，不超载则将短路电流值与电流极性一起送至起动预加载单元，完成起动前的预加载功能。电梯正式运行时短路器处于开路状态，电梯到达目的楼层后脉冲调制单元被封锁，短路器短路，机械抱闸作用，电梯处于系统关闭状态(电气自闭和机械自闭)，等待下次运行开始。权利要求1.一种，其特征在于电梯起动时短路该电动机绕组，利用短路电流大小和极性定量判断电梯曳引轮总的失平衡转矩的大小和方向，从而实现电梯且包含轿箱所处楼层位置造成的失平衡影响在内的电梯称重功能。2.一种，其特征在于电梯静止时短路该电动机绕组，利用短路电流产生能耗制动转矩平衡电梯曳引轮总的失平衡转矩，从而实现电梯静止时且包含运行途中停电情况在内的电梯电气自闭功能。3.按照权力要求1和权力要求2所述的电梯称重和电气自闭方法，其特征在于利用了稀土永磁电动机做为称重信号发生部件或电气自闭阻尼部件；利用了调速系统的电流传感器做为称重信号的读出部件；利用电磁短路器做为短路电动机绕组的执行部件。4.按照权力要求1和权力要求2所述的电梯称重和电气自闭方法，其特征在于电磁短路器联接在功率逆变装置或可逆功率放大装置与三相交流稀土永磁电动机或直流稀土永磁电动机之间、电流传感器之前的位置，使电动机绕组的短路电流能够流过电流传感器形成短路回路。全文摘要一种,由稀土永磁电动机、电磁短路器、电流传感器为核心部件组成称重和自闭结构,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用稀土永磁电动机实现电梯称重和电气自闭的方法，其特征在于电梯起动时短路该电动机绕组，利用短路电流大小和极性定量判断电梯曳引轮总的失平衡转矩的大小和方向，从而实现电梯且包含轿箱所处楼层位置造成的失平衡影响在内的电梯称重功能。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙德全，羊彦，杨飚，张明涛，郭建军，苗培柱，王娅娜，
申请(专利权)人：宁波东方通用电气公司西安分公司，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]