一种非曳引式斜行电梯及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种非曳引式斜行电梯及其控制方法，该斜行电梯包括：斜行轨道、支撑系统、驱动系统、控制系统、称重传感器、踏板、导向器、斜行支墩。所述驱动系统包括两对相同的定子和动子，定子沿所述斜行轨道连续敷设并与之固定；动子位于定子下方，与支撑架固定；控制系统通过垂直于斜行轨道方向上的合力给定值与称重传感器测得的实际值之差经PI调节器输出的动子绕组励磁电流给定值来控制动子绕组励磁电流，实现了合力的闭环控制；再通过给定速度、加速度曲线和实际测得的载荷，得到牵引力的给定值，以此控制定子绕组输入电流，最终实现了电梯速度、加速度的闭环控制。本发明专利技术无需曳引机和曳引绳，控制简单、运行安全、功耗小，安装、维护简便。

Non traction inclined elevator and control method thereof

The present invention relates to a traction type oblique lift and control method of the oblique lift includes: oblique track, support system, driving system, control system, weighing sensor, pedal, guide, oblique pier. The drive system comprises two of the same stator and rotor, stator along the oblique continuous track laying and fixing; moving beneath the stator, and the supporting frame is fixed; the control system through the given force perpendicular to the oblique track direction of the value of the actual value and the weighing sensor measured by the difference PI regulator output rotor winding excitation current given value to control the rotor winding excitation current, the resultant closed-loop control; and then through the given velocity and acceleration curves and the actual measured load, given the traction force value, in order to control the stator winding of the input current, finally realizes the closed-loop elevator speed and acceleration control. The utility model has the advantages of simple control, safe operation, low power consumption and convenient installation and maintenance.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电梯，尤其是一种可在楼梯、舷梯和斜坡上运行的非曳引式斜行电梯，属于电梯领域。
技术介绍
斜行电梯作为一种无障碍设施，主要使用在无垂直电梯大楼的楼道、车站、机场、船舶、地下通道等公共场所，用来运输人员或行李等货物，给人们带来了便利。现有斜行电梯一般为曳引式，主要部件是曳引机和曳引钢丝绳，其工作原理是通过钢丝绳与曳引轮的摩擦力由曳引机驱动，使电梯运行，达到运输人员或货物的目的。现有技术中，斜行电梯结构较为复杂，不仅生产成本高，而且安装、维护不便，故障率高、能耗大。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于：针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种结构巧妙、控制简单、功耗小、安全系数高的斜行电梯，该电梯无需曳引机和曳引绳，安装、维护简便。为了达到以上目的，本专利技术一种非曳引式斜行电梯，包括：斜行轨道、支撑系统、驱动系统、控制系统、称重传感器、踏板、导向器、斜行支墩。所述斜行轨道含有定子面、侧面导向轨面、滑行轨面；所述斜行轨道与所述斜行支墩固定。所述支撑系统包括支撑架、支撑滑撬；所述支撑架由横梁、纵梁、下支架组成；所述支撑滑撬与所述支撑架的横梁固定；该支撑滑撬与所述斜行轨道的滑行轨面接触。所述驱动系统包括两对相同的定子和动子，分列于所述斜行轨道的两侧下方。所述定子含有定子铁心和定子绕组，所述定子绕组由A、B、C三相绕组组成；所述定子沿所述斜行轨道连续敷设，并与所述斜行轨道的定子面固定。所述动子同轴位于所述定子下方，该动子与所述定子之间具有固定气隙；所述动子含有动子铁心和动子绕组，所述动子绕组为直流励磁绕组，所述动子与所述支撑架的下支架固定。所述控制系统包括第一变流器和第二变流器，其中所述第一变流器与所述定子绕组相连，所述第二变流器与所述动子绕组相连；所述第一变流器为电流跟踪型逆变器，所述第二变流器为DC/DC斩波器。所述称重传感器与所述支撑架的横梁固定，它置于所述支撑架的横梁和所述支撑滑撬之间。所述踏板与所述支撑架的横梁固定；在整个行驶过程中，所述踏板通过所述支撑系统沿所述斜行轨道滑行。所述导向器固定在所述支撑架的纵梁之内侧，并与所述斜行轨道的导向轨面接触，以确保电梯运行方向正确；所述导向器为滑轮。所述斜行支墩固定在楼梯、舷梯或斜坡上。上述非曳引式斜行电梯的控制方法，其技术方案是采用如下步骤：1)根据斜行电梯的实际长度，确定加速、匀速、减速的运行距离及其运行时间，设置斜行电梯的速度、加速度曲线预设模块，得到电梯运行的给定速度v*和加速度a*；2)当电梯乘客站到或待输送货物放到所述踏板上之后，在电梯运行前，读取此时所述称重传感器测得的实际载荷Fy(0)；3)令初始电磁力给定值f0*＝Fy(0)，将f0*输入至动子绕组初始励磁电流计算模块得到动子绕组初始励磁电流给定值if0*，将此动子绕组初始励磁电流给定值if0*经第二变流器得到动子绕组初始励磁电流if0，当动子绕组通入初始励磁电流if0后，动子绕组产生的电磁力f将达到f0*，即：f＝f0*＝Fy(0)，此时将有Fy＝Fy(0)-f＝0，从而使得踏板与斜行轨道之间的摩擦力fm为0；此时电梯处于运行准备好状态；4)读取称重传感器测得的实际载荷Fy，并将之输入至牵引力给定值计算模块，同时将步骤1)得到的给定速度v*和加速度a*也输至牵引力给定值计算模块，得到牵引力给定值Fx*，将此牵引力给定值Fx*输至定子绕组电流给定值计算模块，得到定子绕组直轴和交轴电流给定值id*、iq*，将此定子绕组直轴和交轴电流给定值id*、iq*输至第一变流器；5)将电梯垂直作用于斜行轨道1方向上的合力给定值Fy*与步骤4)读取的称重传感器测得的实际载荷Fy之差经过PI调节器得到动子绕组励磁电流给定值将此动子绕组励磁电流给定值输至第二变流器；6)将步骤4)得到的定子绕组直轴和交轴电流给定值id*、iq*，经第一变流器得到定子三相绕组输入电流iA、iB、iC；将步骤5)得到的动子绕组励磁电流给定值经第二变流器得到动子绕组的励磁电流if。本专利技术的有益效果是：1)无需曳引机和钢丝绳，结构巧妙、控制简单、运行稳定、安全系数高，安装、维护简便。2)虽然是固定接触，但通过动态调节动子励磁电流，使得在垂直于轨道方向上的合力始终为零，从而达到电梯在运行中与轨道无摩擦的效果；同时由于定子、动子之间的气隙小，使得电梯自重轻、成本低、有效载荷大、功耗大大降低。3)在遇到紧急情况时，通过降低动子励磁电流，使得电磁力变小，即可增加电梯与轨道之间的摩擦力，达到迅速而平稳地制动的目的。附图说明图1为本专利技术非曳引式斜行电梯的结构示意图。图2为本专利技术非曳引式斜行电梯的结构侧视图。图3为本专利技术非曳引式斜行电梯的力学分析示意图。图4为本专利技术非曳引式斜行电梯的定动子之间的力学分析示意图。图5为控制系统结构框图。图6为预设的速度曲线示意图。图7为预设的加速度曲线示意图。图中标号：1-斜行轨道，11-斜行轨道的定子面，12-斜行轨道的导向轨面，13-斜行轨道的滑行轨面；2-定子，20-定子铁心，21-定子绕组，22-速度、加速度曲线预设模块，23-牵引力给定值计算模块，24-定子绕组电流给定值计算模块，25-第一变流器；3-动子，30-动子铁心，31-动子励磁绕组，32-PI调节器，33-动子绕组初始励磁电流给定值计算模块，34-第二变流器；4-支撑架，41-支撑架横梁，42-支撑架纵梁，43-支撑架下支架；5-称重传感器；6-支撑滑撬；7-踏板，71-踏板承重面；8-导向器；9-斜行支墩。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术作进一步详细说明。如附图1所示，本专利技术非曳引式斜行电梯包括：斜行轨道1、支撑系统、驱动系统、控制系统、称重传感器5、踏板7、导向器8、斜行支墩9。本专利技术非曳引式斜行电梯的线路轨道包括斜行轨道1、斜行支墩9，其作用是引导电梯前进方向，同时承受电梯载荷并将之传至支墩9。斜行轨道1含有定子面11(用于固定定子2)、侧面导向轨面12(与导向器8接触以控制电梯运行方向)、滑行轨面13(用于支承踏板7上的人或货物)及其固定辅件，斜行轨道1安装固定在支墩9的上方。斜行电梯的驱动系统包括两对相同的定子2和动子3，每对定子2和动子3同轴相对，两者之间具有固定气隙δ(如图4所示)，且动子3位于定子2的下方。定子2为长定子，沿整个线路敷设在斜行轨道1的两侧下方，与动子3构成长定子直线同步电机，既用于牵引也用于制动。其工作原理是：定子三相绕组21输入三相交流电后产生直线移动磁场，电磁推力将电梯吸引推动向前。斜行电梯的支撑系统包括支撑架4、支撑滑撬6；支撑架4由一个横梁41、两个纵梁42、两个下支架43组成；在支撑架横梁41左右两边的下方各固定安装有一个称重传感器5和一个支撑滑撬6。支撑滑撬6与斜行轨道1的滑行轨面13接触，且在整个运行过程中，均保持接触，在特殊情况下，支撑滑撬6利用其与轨道的摩擦力进行紧急制动，承受电梯载荷并将之传至斜行支墩9。称重传感器5置于支撑架横梁41和支撑滑撬6之间，控制系统根据称重传感器5测得的电梯载荷垂直于斜行轨道上的分量mgcosθ，实时调节动子绕组的励磁电流，使得励磁电流产生的电磁吸力f＝mgcosθ，即电磁力抵消了电梯载荷重力，则电梯施加在线路轨道滑行轨面13上的作用力等于零，从而电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非曳引式斜行电梯，其特征在于：包括：斜行轨道(1)、支撑系统、驱动系统、控制系统、称重传感器(5)、踏板(7)、导向器(8)、斜行支墩(9)；所述斜行轨道(1)与所述斜行支墩(9)固定，该斜行轨道(1)含有定子面(11)、侧面导向轨面(12)、滑行轨面(13)；所述支撑系统包括支撑架(4)、支撑滑撬(6)，所述支撑架(4)由横梁(41)、纵梁(42)、下支架(43)组成，所述支撑滑撬(6)与所述支撑架(4)的横梁(41)固定，该支撑滑撬(6)与所述斜行轨道(1)的滑行轨面(13)接触；所述驱动系统包括两对相同的定子(2)和动子(3)，分列于所述斜行轨道(1)的两侧下方；所述定子(2)含有定子铁心(20)和定子绕组(21)，所述定子绕组(21)由A、B、C三相绕组组成；所述定子(2)沿所述斜行轨道(1)连续敷设，并与所述斜行轨道(1)的定子面(11)固定；所述动子(3)同轴位于所述定子(2)下方，动子(3)含有动子铁心(30)和动子绕组(31)，所述动子绕组(31)为直流励磁绕组，所述动子(3)与所述支撑架(4)的下支架(43)固定；所述控制系统包括第一变流器(25)和第二变流器(34)，所述第一变流器(25)与所述定子绕组(21)相连，所述第二变流器(34)与所述动子绕组(31)相连；所述称重传感器(5)与所述支撑架(4)的横梁(41)固定，它置于所述支撑架(4)的横梁(41)和支撑滑撬(6)之间；所述踏板(7)与所述支撑架(4)的横梁(41)固定，在整个行驶过程中，所述踏板(7)通过所述支撑系统沿所述斜行轨道(1)滑行；所述导向器(8)固定在所述支撑架的纵梁(42)之内侧，并与斜行轨道(1)的导向轨面(12)接触。...

【技术特征摘要】
1.一种非曳引式斜行电梯，其特征在于：包括：斜行轨道(1)、支撑系统、驱动系统、控制系统、称重传感器(5)、踏板(7)、导向器(8)、斜行支墩(9)；所述斜行轨道(1)与所述斜行支墩(9)固定，该斜行轨道(1)含有定子面(11)、侧面导向轨面(12)、滑行轨面(13)；所述支撑系统包括支撑架(4)、支撑滑撬(6)，所述支撑架(4)由横梁(41)、纵梁(42)、下支架(43)组成，所述支撑滑撬(6)与所述支撑架(4)的横梁(41)固定，该支撑滑撬(6)与所述斜行轨道(1)的滑行轨面(13)接触；所述驱动系统包括两对相同的定子(2)和动子(3)，分列于所述斜行轨道(1)的两侧下方；所述定子(2)含有定子铁心(20)和定子绕组(21)，所述定子绕组(21)由A、B、C三相绕组组成；所述定子(2)沿所述斜行轨道(1)连续敷设，并与所述斜行轨道(1)的定子面(11)固定；所述动子(3)同轴位于所述定子(2)下方，动子(3)含有动子铁心(30)和动子绕组(31)，所述动子绕组(31)为直流励磁绕组，所述动子(3)与所述支撑架(4)的下支架(43)固定；所述控制系统包括第一变流器(25)和第二变流器(34)，所述第一变流器(25)与所述定子绕组(21)相连，所述第二变流器(34)与所述动子绕组(31)相连；所述称重传感器(5)与所述支撑架(4)的横梁(41)固定，它置于所述支撑架(4)的横梁(41)和支撑滑撬(6)之间；所述踏板(7)与所述支撑架(4)的横梁(41)固定，在整个行驶过程中，所述踏板(7)通过所述支撑系统沿所述斜行轨道(1)滑行；所述导向器(8)固定在所述支撑架的纵梁(42)之内侧，并与斜行轨道(1)的导向轨面(12)接触。2.根据权利要求1所述的非曳引式斜行电梯，其特征在于：所述导向器(8)为滑轮。3.一种如权利要求1所述的非曳引式...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡彬，褚晓广，
申请(专利权)人：曲阜师范大学，
类型：发明
国别省市：山东;37