电梯系统的电流/电压控制装置制造方法及图纸

一种电梯系统的电流／电压控制装置，包括一个限压器，用于设定一个与感应电机的操作频率成正比的限压值，并且向逆变器驱动单元提供低于这一限压值的电压，一个零相分量电流检测器，用于检测零相分量电流，并且在检测到的电流超过一个预定的参考值时向逆变器驱动单元输出一个逆变器驱动停止信号，以及一个电流偏差检测器，用于检测电流的偏差值，并且在超过预定参考值的这一电流偏差值被持续维持了预定的时间时向逆变器驱动单元输出一个逆变器驱动停止信号。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电梯系统的一种电流/电压控制装置，特别是涉及电梯系统的一种改进的电流/电压控制装置，它可以防止过电流和过电压被传递到逆变器上。伴随着大功率半导体器件的技术进步，电梯系统的电机种类从直流电机变成了感应电机。为了控制感应电机，近来越来越多地采用了基于VVVF(变压变频)的矢量控制方法。为了对感应电机进行矢量控制，感应电机的输入电流实际上被分成励磁分量电流和转矩分量电流，以便能够控制感应电机的瞬时转矩。为了实现感应电机的VVVF控制，提供了一个将三相交流电压变换成直流电压的变换器和一个将直流电压变换成可变电压和可变频率的交流电压的逆变器。感应电机的瞬时转矩控制是通过控制逆变器的开关操作来实现的。因此，为此而设计的电流/电压控制装置应该能防止逆变器的异常操作。附图说明图1表示电梯系统中惯用的电流/电压控制装置的内部结构。如图中所示，惯用的电梯系统包括通过整流将三相交流电压AC变换成直流电压的一个变换器1，和一个将变换的直流电压变换成可变电压和可变频率的交流电压的逆变器2，一个感应电机4采用变换后的交流电压产生驱动电梯轿厢8的动力，电流传感器3A至3C用于检测感应电机4内部流动的三相电流，滚筒5，缆绳6和配重7用于接收来自感应电机4的动力，并且沿着贯通各个楼层的运行路线驱动电梯轿厢8，一个速度检测器9用于检测感应电机4的实际转动频率ωr，过电流检测器10用于将电流传感器3A至3C检测的各相电流与一个预先设定的限流值相比较，并且在比较的结果显示出其电流超过了限流值时产生一个逆变器2的驱动停止信号，电流放大器11A至11C分别用于将电流传感器3A至3C检测的各相电流放大到预定的电平，一个电流转换器12用于将来自电流放大器11A至11C的三相电流(ia，ib，ic)转换成转矩分量(Q-轴)电流(iq)和励磁分量(D-轴)电流(id)，一个速度指令发生器13用于产生对应操作指令(D*)的速度指令(W*)，一个减法器14用于计算感应电机4的实际转动频率(ωr)与速度指令(W*)之间的差，一个速度控制器15用于产生与上述差成正比的转矩分量电流指令(iq*)，一个励磁分量电流指令发生器16用于产生对应操作指令(D*)的励磁分量电流指令(id*)，一个减法器17用于计算相对于来自电流转换器12的转矩分量电流(iq)的差，一个减法器18用于计算磁通分量电流指令发生器16输出的磁通分量电流指令(id*)与电流转换器12输出的磁通分量电流(id)之间的差，Q-轴和D-轴电流控制器19A和19B用于产生Q-轴和D-轴电压指令(Vq，Vd)，以便按照减法器17和18输出的电流来控制感应电机4的Q-轴电流和D-轴电流，一个转差计算单元20根据转矩分量电流指令(iq*)来计算感应电机4的转差频率ωs，加法器21用于将速度检测器9检测的转动频率ωr与转差计算单元20计算出的转差频率ωs相加，并且输出感应电机4的操作频率ωe，一个电压转换器22用于将操作频率ωe以及Q-轴和D-轴电压指令Vq，Vd转换成三相电压指令Va，Vb，Vc，一个限压器23用于限制三相电压指令Va，Vb，Vc的输出范围，以及一个逆变器驱动单元24用于产生对应着来自限压器23或是过电流检测器10的逆变器驱动控制信号的一种脉冲调制信号，并且驱动逆变器2。以下要参照图1至4来说明惯用的电梯系统的工作方式。首先，在输入三相交流(AC)电压时，三相交流电压被变换器1变换成直流电压，并且由电容器C平滑之后提供给逆变器2。逆变器2将输入的直流电压变换成可变电压和可变频率的交流电压，然后提供给感应电机4。此外，速度检测器9检测感应电机4的实际转动频率ωr，而速度指令发生器13产生对应操作指令D*的速度指令W*，由减法器14计算速度指令W*与转动频率ωr之间的差。速度控制器产生与这一差值成正比的转矩分量电流指令(iq*)，而磁通分量电流指令发生器16则按照操作指令D*产生一个磁通分量电流指令(id*)。图2A至2C是速度指令W*，转矩分量电流指令(iq*)和磁通分量电流指令(id*)的波形图。当速度指令发生器13产生图2A所示的速度指令W*时，速度控制器15就产生图2B所示的转矩分量电流指令(iq*)，该指令与速度指令W*和转动频率ωr之间的差成正比。磁通分量电流指令发生器16产生图2C所示的具有预定大小的电流指令(id*)，而操作指令D*则处于RUN状态。另外，由电流传感器3A至3C来检测感应电机4内部流动的三相电流，并且用电流放大器11A至11C将检测到的三相电流放大到预定的电平。此时，过电流检测器10将电流检测器3A至3C检测的电流值与设定的限流值I-limit进行比较。根据比较的结果，如果三相电流超过了限流值，就产生逆变器驱动停止信号。图3A和3B表示了用于解释过电流检测器10操作定时的波形图。如图3A所示，在电流检测器3A至3C检测的电流值超过了限流值I-limit的点P上，过电流检测器10产生一个逆变器驱动停止信号，如图3B所示。另外，电流转换器12按照公式1至3将经过电流放大器11A至11C放大的三相电流ia，ib和ic转换成Q-轴电流iq和D-轴电流id。ia＝Icos(ωe-θ)ib＝Icos(ωe-2π/3-θ)ic＝Icos(ωe-2π/3+θ)......(公式1)iα=(ic-ib)/3=-Isin(ωe-θ)]]>iβ＝ia＝Icos(ωc-θ) ......公式2id＝cos(ωet)× iα+sin(ωet)×iβ＝Isin(θ)iq＝-sin(ωet)×iα+cos(ωet)×iβ＝Icos(θ)...公式3其中的ωe代表操作频率，θ表示相位角。从公式3中可见，Q-轴电流iq和D-轴电流id分别被输入减法器17和18，并且与速度控制器15和磁通分量电流指令发生器16输出的转矩分量电流指令(iq*)和磁通分量电流指令(id*)相比较。在输出了一个对应这一比较的差值时，Q-轴电流控制器19A和D-轴电流控制器19B就产生Q轴和D轴电压指令Vq和Vd。此外，当转差计算单元20输出一个与速度控制器15输出的转矩分量电流指令(iq*)成正比的转差频率ωs时，加法器21将这一转差频率ωs与感应电机14的转动频率ωr相加，从而输出一个操作频率ωe。另外，电压转换器22按照以下的公式4和5采用加法器21输出的操作频率ωe以及Q-轴和D-轴电流控制器19A和19B产生的Q轴和D轴电压指令Vq和Vd输出三相的电压指令Va，Vb，和Vc。Vα＝-Vq×sin(ωet)+Vd×cos(ωet)Vβ＝+Vq×cos(ωet)+Vd×sin(ωet)...公式4Va＝Vβ Vc=-12Vβ+32Vα]]>由此计算出的三相电压指令Va，Vb，和Vc被输入到限压器23，并且与限压值V-limit相比较。仅有低于这一限压值V-limit的电压才能提供给逆变器驱动单元24，这样，过电压就不会被提供给逆变器2和感应电机4。图4A和4B表示提供给感应电机4的电压信号的波形图。在产生了图4A所示的速度指令W*时，就输出图4B所示的与产生的速度指令W*成正本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电梯系统的电流／电压控制装置，该电梯系统包括一个逆变器，用于将直流电压逆变成可变电压和可变频率的交流电压，并将其提供给感应电机，一个逆变器控制器，用于检测感应电机内部的电流相位，根据检测的相位产生一个电压指令，并且控制逆变器，还有一个逆变器驱动单元，用于接收逆变器控制器的输出信号，产生与其对应的脉宽调制信号，并且驱动上述逆变器，所说电流／电压控制装置包含：一个限压器，用于设定一个与感应电机的操作频率成正比的限压值，并且向逆变器驱动单元提供低于这一限压值的电压；一个零相分量电流检测器，用于检测零相分量电流，并且在检测到的电流超过一个预定的参考值时向逆变器驱动单元输出一个逆变器驱动停止信号；以及一个电流偏差检测器，用于检测电流的偏差值，并且在超过预定参考值的这一电流偏差值被持续了预定的时间时向逆变器驱动单元输出一个逆变器驱动停止信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吕焕宰，
申请(专利权)人：LGOTIS电梯有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]