电梯有源滚柱导轨的双重磁控制器制造技术

作为一个有源滚柱导轨（ＡＲＧ）控制器当中的一部分的一种双重磁控制器，要求受到控制的每个传动装置至少产生一个最小空载力而不是承载一个最小空载电流。在一个特定的控制轴线上，双重磁控制器根据传动装置的组合应该产生的净力以及每个独立的传动装置必须产生的力的幅值至少应该等于一个预定的最小空载力的原则来确定提供给一对传动装置的力指令。可以用ＡＲＧ控制器中的其他部件来计算净力，并且将净力信号输入到双重磁控制器。（*该技术在2018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】
本专利技术涉及到电梯控制领域。特别是涉及一种有源滚柱导轨的控制器，用来控制横向支撑在导轨上的电梯的运动。有一种有源滚柱导轨(ARG)系统使用了(不平行的)传动弹簧和一个电磁传动装置，传动装置的电磁铁的极和滑动连接到导轨上的一个反作用棒之间具有一个气隙。传动装置被连接到电梯上。电磁铁绕组内的电流产生的磁通延伸到气隙中。气隙中磁通密度的平方与电磁铁和反作用棒之间的吸引力，也就是与电梯和导轨之间的吸引力是成正比的。目前的此类有源滚柱导轨通常采用一对电磁铁在滚柱导轨的位置上沿着一条控制轴线产生相反方向的力。现有技术的此类有源滚柱导轨采用了来自各个电磁铁的磁通反馈。通常是用一个模拟计算机构成的力控制环根据指定的电梯运行方向向适当的磁铁发出一种力指令(产生一个指定力的指令)。在现有技术中，即使是在不需要提供动力的情况下，每个电磁铁始终都要承载一个最小电流，此处将其称为空载电流。由于传动装置电磁铁绕组的导电性是有限的，所有传动装置的电流都会受到限制，因此，力也会受到限制。存在一个绕组可以承载的最大电流，因而也就存在一个传动装置可以产生的最大的力。由电磁铁提供的力是绕组电流和气隙二者的非线性函数；它随着电流的平方而增大，并且与气隙的平方成反比。如果迫使电梯离开控制轴线上的一个指定位置，一个传动装置的气隙就会增大，而另一方的气隙则会减小。当气隙处在一个操作范围的高端时，通常大约为12mm左右，在达到典型的10A电流限度之前可以产生的最大的力大约是250N。在相反的极端，当气隙处在操作范围的低端时，通常为2.0mm左右，假设传动装置的磁铁是处在典型的1.0A最小空载电流的空载状态，由空载电流所产生的力将会大于250N。当系统进入这种状态时，控制器就无法解除了。这种闭锁状态被称为磁铁净摩擦(magnet stiction)。在现有技术中经常会产生净摩擦，这是因为基于最小空载电流的控制系统无法将电梯稳定地保持在一条控制轴线上远离双方导轨的任意位置上，以便不让任何一个气隙过小。最小空载电流相当于一个可变的空载力，因为这种力取决于气隙，而气隙是可以改变的；如果气隙减小，即使电流不变，磁铁产生的力也会增大。这种增大的力反映出磁铁的净摩擦；必须用一个相对磁铁中的大电流来克服这种净摩擦力。但是，相对的磁铁具有与第一磁铁的较小气隙相对应的较大气隙；为了产生与第一磁铁的力幅值相等的一个反向力，需要一个很大的电流。因此，由于控制是受到电流限制的，基于最小空载电流的这种系统是不稳定的。由于以下两个原因，仅仅降低空载电流是不能克服磁铁净摩擦力的。首先，空载电流越小，磁铁在响应一个指令而产生某一级力之前所出现的延迟就越大。其次，有源滚柱导轨中被称为对中控制器的另一个部件要使用电流反馈来计算电梯的横向位置，如果采用过小的空载电流，并且气隙很大，磁铁反馈就太小了，无法实现可靠的位置计算。因此需要有这样一种控制系统，它应该能够避免由于各个磁铁采用了最小空载电流而造成的这种不稳定状态。本专利技术对现有技术的有源滚柱导轨进行了改进，使用一种双重磁控制器来控制各个电磁铁，即使是在不需要一对传动装置提供一个净力时，仍使其至少产生一个最小空载力而不是最小空载电流。在这种结构中，如果一个传动装置的气隙减小，就需要降低电流，以便保持设定在最小空载力的动力；此时，另一传动装置的气隙会增大，并且需要更大的电流来产生与第一传动装置所产生的力幅值相等且方向相反的一个力。然而，在第二传动装置中需要产生这种相等并且相反的最小空载力的电流要比在第一传动装置中的电流没有减小的情况下所需要的小。本专利技术采用了一种双重磁控制器，对于每个磁铁都包括一个控制环。根据传动装置共同作用时所需要的净力的极性，每个磁铁控制环控制一个传动装置的力，这种力包括空载力或是附加到空载力上的一种本质上的净力。在每一磁铁各自产生幅值上至少等于所述的空载力的相等的力的同时，两个磁铁的组合总是基本上产生净力。本专利技术的目的是对现有技术的有源滚柱导轨进行改进，消除由于基于最小空载电流的操作而造成的不稳定状态，从而减少电梯轿厢的振动量，以便能平稳的运载乘客。本专利技术的另一目的是通过在电磁铁中采用较低的电流而允许反作用棒和传动装置电磁铁之间的气隙具有较宽的范围。在本专利技术中，上述的目的是通过有源滚柱导轨中的一个双重磁控制器来实现的，用有源滚柱导轨将电梯滑动和灵活地连接到沿着垂直竖井延伸的一对导轨上，这一有源滚柱导轨用于控制电梯的横向运动，该有源滚柱导轨包括一对传动装置，每个传动装置具有一个连接到与反作用棒相邻的电梯上的电磁铁，每个反作用棒被滑动连接到一个不同的导轨上，每个电磁铁具有至少一个通过气隙与相邻的反作用棒分开的磁极，一对电磁铁的排列使其各自发出的磁力与该对中另一方发出的磁力方向相反，每个传动装置还具有一个用于检测气隙中的磁通密度的装置，并且具有一个磁驱动器，用于响应双重磁控制器发出的磁指令C1，2，根据这一磁指令来改变磁通密度；以及用于提供净力信号Fnet的装置，该信号代表应该由传动装置产生的净力的幅值和方向；上述双重磁控制器包括一个净力分配器响应上述净力信号Fnet，向传动装置提供净力信号Fnet，1，2，由各个传动装置产生动力；以及用于每个传动装置的磁控制环，用来提供驱动传动装置的一个传动装置指令C1，2，该磁控制环响应代表传动装置气隙内的磁通密度的磁通密度信号B1，2，并且进一步响应传动装置的净力信号Fnet，1，2；其特征是，根据有源滚柱导轨控制器在两个相反方向的哪一个方向上驱动电梯，双重磁控制器命令一个传动装置产生最小空载力，并且令另一个传动装置产生与最小空载力和本质上的净力之和的幅值相等并且方向相反的力，从而使两个传动装置至少产生最小的空载力，并且使电梯实际承受的力的幅值等于本质上的净力。根据以下结合附图的详细说明可以看到本专利技术的上述和其他目的，特征及其优点，在附图中附图说明图1是滑动和弹性连接到导轨上的一个电梯轿厢以及按照本专利技术的有源滚柱导轨的框图；图2是具有本专利技术的双重磁控制器的一种有源滚柱导轨的控制环路框图；图3是本专利技术的双重磁控制器的控制环的示意性框图；以及图4是本专利技术的双重磁控制器的程序示意图。参见图1，电梯轿厢28通过滚柱21a-b和弹簧22a-b从相对的两侧滑动和弹性地连接到导轨25a-b。采用一种数字线性磁力传动装置(DLMA)27a-b来偏置悬挂弹簧22a-b，使电梯轿厢28相对于导轨25a-b对中。在图1中还表示了具有按照本专利技术的双重磁控制器的一种有源滚柱导轨的各个部件。双重磁控制器10响应来自一对传动装置18a-b的磁通信息，每个传动装置与一个导轨25a-b相邻。双重磁控制器响应来自传动装置的输入和来自一个合成器14的净力信号，从中确定向各个传动装置发出的力指令。该指令要求每个传动装置18a-b产生一个力，其幅值至少达到最小空载力，并且还要求传动装置共同产生本质上的净力。合成器14根据来自对中控制器13和加速度反馈调节器16的输入之差来提供净力。对中控制器13向合成器14输入一个力指令，使电梯轿厢28回到导轨之间接近中心的位置。这一指令是根据从各个传动装置接收到的关于其电磁铁中的电流的输入以及从双重磁控制器接收到的关于各个传动装置所产生的力的输入来确定的。加速度反馈调节本文档来自技高网...

【技术保护点】
有源滚柱导轨中的一种双重磁控制器，用有源滚柱导轨将电梯滑动和弹性地连接到沿着垂直竖井延伸的一对导轨上，这一有源滚柱导轨用于控制电梯的横向运动，上述有源滚柱导轨包括： 一对传动装置，每个传动装置具有一个连接到与一个反作用棒相邻的电梯上的电磁铁，每个反作用棒被滑动连接到一个不同的导轨上，每个电磁铁具有至少一个通过气隙与相邻的反作用棒分开的磁极，一对电磁铁的排列使其各自发出的磁力与该对中另一方发出的磁力方向相反，每个传动装置还具有一个用于检测气隙中的磁通密度的装置，并且具有一个磁驱动器，用于响应双重磁控制器发出的磁指令Ｃ↓［１，２］，根据这一磁指令来改变磁通密度；以及 用于提供净力信号Ｆ↓［ｎｅｔ］的装置，该信号代表应该由传动装置产生的净力的幅值和方向； 上述双重磁控制器包括： 一个净力分配器响应上述净力信号Ｆ↓［ｎｅｔ］，向传动装置提供净力信号Ｆ↓［ｎｅｔ，１，２］，由各个传动装置产生动力；以及 用于每个传动装置的磁控制环，用来提供驱动传动装置的一个传动装置指令Ｃ↓［１，２］，该磁控制环响应代表传动装置气隙内的磁通密度的磁通密度信号Ｂ↓［１，２］，并且进一步响应传动装置的净力信号Ｆ↓［ｎｅｔ，１，２］； 其特征是，根据有源滚柱导轨控制器在两个相反方向的哪一个方向上驱动电梯，双重磁控制器命令一个传动装置产生最小空载力，并且令另一个传动装置产生与最小空载力和本质上的净力之和的幅值相等并且方向相反的力，从而使两个传动装置至少产生最小的空载力，并且使电梯实际承受的力的幅值等于本质上的净力。...

【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：EK杰米森，T赫，DS威廉斯，
申请(专利权)人：奥蒂斯电梯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]