交流升降机的控制装置制造方法及图纸

在升降机减速等情况下需要制动转矩时，使反馈电功率在电动机发热允许的范围内消耗在电动机内，将电动机发热允许值以上的部分消耗在反馈电阻上，因此可以推测装置是小型的．本发明专利技术在制动转矩指令小于规定值时固定转差，仅控制电流的大小，当该指令超过规定值时不增加电流的大小，转差变小，从而控制了制动转矩．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及交流升降机控制装置的改进装置，该装置控制由感应电动机驱动的升降机。运用感应电动机作为驱动升降机箱体的电动机，对它进行转差频率控制，从而控制了电动机的转矩，使箱体运行。如图5、图6所示。图中，(1)是三相交流电源接头。(2)是接在接头(1)上，使后面所述的箱体(11)启动时关闭、停止时打开的电磁接触器接点，(3)是通过接点(2)的交直变换器，该变换器由把三相交流电压整流成为直流的整流电路所组成。(4)是连接在交直变换器(3)直流侧的滤波电容器。(5)是一端与滤波电容器(4)的一端相接的电阻。(6)是与电阻(5)的另一端和滤波电容器(4)另一端相接的晶体管。(7)是脉宽调制方式的众所周知的逆变器，该逆变器连接在滤波电容器(4)两端，由晶体管以及二极管构成，它将一定的直流电压转换为任意电压及任意频率的交流电。(8)是由逆变器(7)带动的三相感应电动机。(9)是由电动机(8)驱动的卷扬机的传动绳轮。(10)是卷挂在绳轮(9)上的主钢缆。(11)、(12)分别是连接在主钢缆(10)两端的箱体和平衡块。(13)是连接在电动机(8)上并发出表示电动机(8)运转速度的速度信号(13a)的测速发电机。(14)是速度指令信号。(15)是输出速度指令信号(14)和速度信号(13a)之间偏差信号的加法器。(16)与加法器(15)相接，是为使速度控制系统响应良好的补偿器，G(S)为传递函数。(16a)为补偿器(16)输出的转差频率指令信号。(17)是输出转差频率指令信号(16a)与速度信号(13a)的加法运算值的加法器。(18)是根据加法器(17)的输出发出电压指令信号(18a)的电压指令发生器。(19)是同样发出频率指令信号(19a)的频率指令发生器。(20)是根据电压指令信号(18a)和频率指令信号(19a)来控制逆变器(7)的输出电压及输出频率的逆变器控制装置。在有关的结构中，补偿器(16)输出与速度指令信号(14)和速度信号(13a)的偏差对应的转差频率指令信号(16a)，该转差频率指令信号(16a)相当于转矩指令信号，由于用加法器(17)把速度信号(13a)加在其上，所以要使电压/频率大致满足一定的关系，就能决定电压指令信号(18a)和频率指令信号(19a)。控制装置(20)根据这些指令值对逆变器(7)的元件(当交直变换器(3)由可控硅组成时，根据情况也可以是交直变换器)进行开关控制，并由电动机(8)产生相当于转差频率信号(16a)的转矩。这样，电动机(8)启动，使箱体(11)运行，并且其速度受到高精度的自动控制。图6表示电动机(8)的转速与转矩的关系曲线(21)。其中，n0是同步速度，为电动机(8)用相当于逆变器(7)输出频率的转速运转时的工作点。一般说来，感应电机在同步速度n0附近，其转矩与转差频率(例如相当于n0-n1或n0-n2)成正比。因此，如果控制相当于转差X频率的量n0-n1，也就可以控制转矩了。然而，对于升降机，在使箱体(11)减速停止时，当在重负载的情况下以一定速度下降运行时，电动机(8)必须产生制动力。如将此表示在图6上，就是所需的制动转矩为T2时的情况。这种情况下，电动机(8)的转速n2比同步速度n0高。在这样的运转中，机械能通过电动机(8)转换为电能。反馈电功率通过逆变器(7)返回到直流侧。因此，直流侧电压上升，逆变器(7)内的元件有可能被破坏。电阻(5)就具有保护元件不受破坏的作用，由于晶体管(6)导通，上述反馈电功率消耗在电阻(5)上。此外，设置反馈用逆变器代替电阻(5)，也使反馈电功率返回到电源侧。可是，不管什么情况，处理反馈电功率用的装置价格都高，控制装置也大。如特开昭59-17879号及58-36866号公报中所示，解决该缺点的办法是在电动机内部把反馈电功率消耗掉。在图7中，(101)是把交流转变为直流的整流器。(102)是使该直流平滑的电容器。(103)是众所周知的脉宽调制式逆变器装置，它用晶体管转换直流电功率，使其变换为电压可变、频率可变的交流输出。(104)是由逆变器(103)驱动的感应电动机。(105)是由该电动机(104)驱动的卷扬机的传动绳轮。(108)是绕挂在绳轮(105)上的主钢缆。(107)和(108)分别是接在主钢缆(106)两端的箱体和平衡块。而(109)是接在感应电动机(104)上的测速发电机，它产生表示电动机转速的实际角速度信号ωr。(110)是速度控制运算装置，该装置根据角速度指令信号ωp和实际角速度信号ωr之差，发出指令T＊。(111)是频率运算装置，该装置在电动机(104)发出制动转矩时，计算在电动机内将反馈电功率全部消耗掉的供给频率。(112)是电流数值运算装置，该装置根据由速度控制运算装置(110)发出的转矩指令T＊(这种情况为制动转矩)计算必需的电流I＊的大小。(113)是根据电流I＊的大小和频率运算值ω＊来计算各相电流的瞬时值指令iu＊、iv＊、iw＊的电流指令发生器。(114)是脉宽调制(以下称PWM)转换电路，该电路把这个电流指令和电流检测器(115)测得的实际电流作比较，并使实际电流接近指令值。(115)是电流检测器，它要检测U和V两相电流，并可以其差求出W相电流。下面，在说明以前实例的工作情况之前，先用图8、图9说明其原理。图8为注意了感应电动机内部电阻部分的单相部分的简易等效电路。图9为由该等效电路求出的转差与电动机产生的电功率及电动机内消耗的电功率的图解。在这些图上，反馈电功率全部消耗在电动机内的条件是要满足下式(r1+r2)I2+ (1-S)/(S) r2I2＝0 ……(1)∴S= - (r2)/(r1) ……(2)其中，r1、r2表示电动机的初级、次级电阻部分，S为转差。就是说，如果转差满足式(2)，则反馈电动率全部消耗在电动机内，若比该值大(绝对值变小)，电功率就返回到直流侧。转矩T为T= 1/(ωr) · (1-S)/(S) r2I2……(3)ωr＝ω(1-S)所以T= (r2)/(ωS) I2……(4)其中ωr表示电动机实际运转角速度，ω表示驱动频率。根据(4)式，如果S取一定的值且满足式(2)，那么转矩T与电流I的平方成正比，与驱动频率成反比。根据这些条件，在图7的结构中，根据与升降机的理想速度曲线对应的电动机理想角速度指令ωp和实际角速度ωr的差，一旦速度控制运算装置(110)输出的转矩指令T＊变为制动转矩指令，就能控制电动机(104)。当然，由微型计算机的S/ω运算也可以做到，所以，在这种情况下，假如能由转矩指令T＊的正负代替S/ω运算方法，就能容易地做到从牵引向制动的转换。在此，如果T＊为制动转矩指令，就可以用电流值运算装置(106)求出满足(4)式的电流的大小。另外，可由频率运算装置(111)产生转差满足(2)式的频率。通过这些计算求出驱动电动机(104)的电流的大小和频率，使得产生必要的制动转矩，同时不产生反馈电功率。因此，用电流指令发生器(113)可以求出各相电流指令值，并与输入到PWM转换电路(114)的实际电流作比较，然后启动逆变器(103)，给电动机(104)供电，这样，电动机(104)产生必须的制动转矩，同时按照理想速度曲线开动箱体(107)。然而，以前的装置在发生制动转矩时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个交流升降机的控制装置，将直流电源接在逆变器上，使直流电转变为电压可变及频率可变的交流电，并用这种转换了的交流电驱动感应电动机，使升降机箱体运行，该升降机具有接在上述直流电源上的反馈电功率消耗装置；根据与速度指令信号和上述电动机速度信号之差对应的转矩指令信号控制上述电动机牵引转矩的第１装置；以及根据上述转矩指令信号将上述电动机的转差固定在规定值上，控制初级电压或次级电流的频率及大小，来控制制动转矩的第２装置；还有当上述转矩指令为正时使用上述第１装置，当上述转矩指令为负时转换成上述第２装置的转换装置，其特征在于：上述第２装置根据反馈电功率消耗在上述电动机内而发热的允许发热量来设定上述转差值，并将它设定在不超过允许发热量的转差值上，同时，如果上述电动机内一旦产生没有消耗完的剩余反馈电功率，即检测出来并将其消耗掉。

【技术特征摘要】
JP 1985-6-13 128671/85;JP 1985-4-30 92660/851.一个交流升降机的控制装置，将直流电源接在逆变器上，使直流电转变为电压可变及频率可变的交流电，并用这种转换了的交流电驱动感应电动机。使升降机箱体运行，该升降机具有接在上述直流电源上的反馈电功率消耗装置；根据与速度指令信号和上述电动机速度信号之差对应的转矩指令信号控制上述电动机牵引转矩的第1装置；以及根据上述转矩指令信号将上述电动机的转差固定在规定值上，控制初级电压或次级电流的频率及大小，来控制制动转矩的第2装置；还有当上述转矩指令为正时使用上述第1装置，当上述转矩指令为负时转换成上述第2装置的转换装置，其特征在于上述第2装置根据反馈电功率消耗在上述电动机内而发热的允许发热量来设定上述转差值，并将它设定在不超过允许发热量的转差值上，同时，如果上述电动机内一旦产生没有消耗完的剩余反馈电功率，即检测出来并将其消耗掉。(2)一个交流升降机的控制装置，将直流电源接在逆变器上，使直流电转换成电压可变及频率可变的交流电，并用这种转换了的交流电驱动感应电动...

【专利技术属性】
技术研发人员：野村正实，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]