一种电梯驱动控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电梯轿厢驱动控制系统，属于电梯技术领域。驱动控制系统包括：用于检测电梯设备的驱动电机的转速的驱动电机转速检测器、用于检测驱动电机的电流的驱动电机电流检测器、用于根据驱动电机的电流指令值与电流检测值的差值生成驱动电机的期望转矩的驱动电机电流控制器以及用于根据驱动电机的速度指令值与速度检测值的差值生成驱动电机的电流指令值的驱动电机速度控制器，还包括驱动电机速度指令生成单元：根据外部输入的轿厢速度指令、驱动电机的旋转检测值和电梯轿厢的速度检测值生成驱动电机的速度指令值。上述技术方案的有益效果为：将柔性连接体的形变量包括到驱动控制循环中，提高驱动控制性能。提高驱动控制性能。提高驱动控制性能。

【技术实现步骤摘要】
一种电梯驱动控制系统


[0001]本专利技术涉及电梯
，尤其涉及一种电梯驱动控制系统。

技术介绍

[0002]现有技术中，为了对电梯轿厢的速度进行稳定控制，保证电梯轿厢内乘客的乘坐舒适度和电梯的运行效率，通常会对电梯的驱动电机进行驱动控制。传统的驱动电机控制方式是利用驱动电机的数学模型，采用电压电流的双闭环变压变频的矢量调速控制技术来对驱动电机进行调速控制。所谓的双闭环变压变频调速技术，其设计基础是驱动电机本身的数学模型，通过驱动电机的速度检测值的反馈来对驱动电机的运转速度进行调整，从而调整电梯轿厢的移动速度。
[0003]以曳引式电梯设备为例，现有的电梯结构如图1中所示，其中包括电梯轿厢11、曳引轮12和对重装置13，电梯轿厢11的上端部和曳引轮12的一侧(图1中的左侧)之间通过柔性连接体(例如钢丝绳)14连接，曳引轮12的另一侧(图1中的右侧)和对重装置13的上端部之间同样通过柔性连接体连接，对重装置13的下端部和电梯轿厢11的下端部之间通过补偿链15连接。若该电梯设备为非曳引式电梯，即采用驱动轮控制的电梯设备，其主要区别也就是将对重装置13去除，即驱动轮直接与电梯轿厢的下端部连接。
[0004]无论是曳引式电梯还是非曳引式电梯，在传统的双闭环变压变频调速技术中，均将电机转子、驱动轮/曳引轮、柔性连接体、电梯轿厢看做是一个整体(后续简称为传动组合体)，传动组合体内部均为刚性连接，即忽略内部连接的形变量，从而将驱动电机的转子角速度直接折算成电梯轿厢的移动速度，或者反过来根据电梯轿厢的移动速度控制指令直接换算得到驱动电机的速度检测值，在此基础上再利用驱动电机的速度检测值实现针对驱动电机的速度闭环控制。
[0005]然而在实际运行过程中，上述传动组合体的内部并非都是刚性连接，典型例子就是电梯轿厢和驱动轮/曳引轮之间的柔性连接体。柔性连接体本身具备一定的弹性阻尼效应，在电梯轿厢的运行过程中由于电梯轿厢和驱动轮/曳引轮带来的拉力，柔性连接体会产生一定的伸长量，也就是具备一定的动态形变量，则会导致经过柔性连接体的输入输出信号具有明显的时间延迟，其输入输出信号的时域特性和频域特性均不相同。因此，若将上述传动组合体作为刚性连接的整体来进行电梯轿厢的速度控制，其必定会忽略柔性连接体本身的动态特性，从而导致驱动控制性能的降低。尤其是当柔性连接体的弹性模量较大、电梯提升高度较大、电梯轿厢的位置较低(此时电梯轿厢和驱动轮/曳引轮之间的柔性连接体的长度较长)等条件下，柔性连接体的动态形变量相对较大，从而会对电梯轿厢的速度控制产生较大的影响，从乘客的乘坐体验感来讲就表现为电梯轿厢在移动过程中的垂直振动较为明显。
[0006]现有技术中，为了解决电梯轿厢的垂直振动的问题，存在一些技术解决方案。比较主流的技术解决方案是对电梯轿厢的绝对位置进行检测，利用电梯轿厢的绝对位置来得到电梯轿厢的移动速度，并进而利用电梯轿厢的移动速度的检测值来实现电梯轿厢的速度闭
环控制。然而，该速度闭环控制的被控对象应当是由电梯驱动电机和上述传动组合体共同构成的整体，如果在进行调速控制设计时仅考虑将电梯驱动电机作为被控对象(即只考虑电梯轿厢的移动速度)，而忽略掉传动组合体(主要是柔性连接体)对电梯设备的整体速度控制所带来的影响，则同样会导致该速度闭环控制的控偶告知性能降低，也无法消除电梯运行过程中的垂直振动现象。
[0007]针对电梯轿厢运行过程中的垂直振动问题，日本专利JP2004123256A公开了一种电梯速度控制装置，该装置根据电梯轿厢的检测值、负载以及与计算得到的轿厢振动频率相匹配的信号分量来计算电梯轿厢的振动频率，去除设定好的轿厢速度指令值后输出，最后根据输出的速度指令值来控制驱动电机的速度。该已公开专利中，主要采用了陷波滤波器将电梯轿厢的振动频率分量从整体的速度指令值中去除，从而抑制电梯轿厢的垂直振动。但是，该解决方案存在参数计算复杂的问题，实际应用比较困难，应用成本较大。
[0008]中国专利CN112739637A公开了一种电梯的控制装置，其主要通过在速度指令值上叠加抑制电梯轿厢振动频率成分的方式来抑制电梯轿厢的振动。但是，该已公开专利的技术方案的实现基础是假定两个基础条件，第一个是驱动电机到电梯轿厢的传递特性为二阶延迟因素，第二个是电梯轿厢和绳轮之间的绳索的衰减系数为0。这两个假定条件会对最终的调速性能产生负面影响，因此使得该技术解决方案的应用反而会影响到电梯轿厢的速度闭环控制。
[0009]已公开文献Vertical
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vibration control of elevator using estimated car acceleration feedback compensation(IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS,VOL.47,NO.1,FEBRUARY 2000，P91
‑
99)提出利用扩张全阶观测器对电梯轿厢的加速度进行观测，利用高通滤波器对驱动电机的速度指令进行滤波来得到加速度指令值，进而通过加速度反馈控制来抑制电梯轿厢的垂直振动。该技术解决方案虽然表面上解决了电梯轿厢的垂直振动的问题，但是其本质上并非是通过分析电梯轿厢垂直方向的振动产生原因来进行技术方案实现的，而是简单地通过加速度反馈的方式进行振动控制，因此使得该技术解决方案的实际控制效果严重依赖于轿厢角速度的观测结果的准确性，并且其实际控制效果非常有限。
[0010]综上所述，现有的用来解决电梯轿厢垂直振动的技术解决方案，均没有涉及到对电梯轿厢的垂直振动现象的产生原因进行深入分析，没有从根源上消除振动，只是从振动的表象上入手对信号进行反馈、滤除和调整，实际起到的控制效果自然不尽人意。

技术实现思路

[0011]基于上述技术问题，本专利技术旨在提供一种电梯驱动控制系统的技术方案，分别将电梯轿厢和连接电梯轿厢的柔性连接体作为被控对象来设计驱动控制器，从而将柔性连接体的动态形变量包括到闭环的驱动控制循环中，提高电梯轿厢的驱动控制性能。
[0012]上述技术方案具体包括：
[0013]一种电梯驱动控制系统，应用于电梯设备，所述电梯设备包括电梯轿厢、对重装置、驱动轮以及连接所述电梯轿厢和所述对重装置并悬挂在所述驱动轮上的柔性连接体，所述驱动控制系统包括：用于检测所述电梯设备的驱动电机的转速的驱动电机转速检测器、用于检测所述驱动电机的电流的驱动电机电流检测器、用于根据所述驱动电机的电流
指令值与电流检测值的差值生成所述驱动电机的期望转矩的驱动电机电流控制器以及用于根据所述驱动电机的速度指令值与速度检测值的差值生成所述驱动电机的所述电流指令值的驱动电机速度控制器；其中，所述驱动控制系统还包括：
[0014]驱动电机速度指令生成单元：根据外部输入的轿厢速度指令、所述驱动电机的旋转检测值和所述电梯轿厢的速度检测值生成所述驱动电机的速度指令值。
[0015]优选的，该电梯驱动控制系统，其中，所述驱动控制系统还包括：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电梯驱动控制系统，应用于电梯设备，所述电梯设备包括电梯轿厢、对重装置、驱动轮以及连接所述电梯轿厢和所述对重装置并悬挂在所述驱动轮上的柔性连接体，所述驱动控制系统包括：用于检测所述电梯设备的驱动电机的转速的驱动电机转速检测器、用于检测所述驱动电机的电流的驱动电机电流检测器、用于根据所述驱动电机的电流指令值与电流检测值的差值生成所述驱动电机的期望转矩的驱动电机电流控制器以及用于根据所述驱动电机的速度指令值与速度检测值的差值生成所述驱动电机的所述电流指令值的驱动电机速度控制器；其特征在于，所述驱动控制系统还包括：驱动电机速度指令生成单元：根据外部输入的轿厢速度指令、所述驱动电机的旋转检测值和所述电梯轿厢的速度检测值生成所述驱动电机的速度指令值。2.如权利要求1所述的电梯驱动控制系统，其特征在于，所述驱动控制系统还包括：补偿转矩生成单元：根据所述驱动电机的速度检测值、所述电梯轿厢的速度检测值以及所述柔性连接体的质量生成补偿转矩；补偿单元：至少利用所述补偿转矩生成单元输出的所述补偿转矩对所述驱动电机的所述期望转矩进行补偿，得到最终的驱动电机转矩指令。3.如权利要求2所述的电梯驱动控制系统，其特征在于，所述补偿单元将所述补偿转矩生成单元输出的所述补偿转矩与所述驱动电机的所述期望转矩的和作为最终的所述驱动电机转矩指令；或者所述补偿单元首先计算得到所述补偿转矩生成单元输出的所述补偿转矩与所述驱动电机的所述期望转矩的和并作为初步结果，随后计算所述初步结果与所述对重装置产生的转矩的差值，并将得到的差值作为最终的所述驱动电机转矩指令。4.如权利要求1或2所述的电梯驱动控制系统，其特征在于，所述补偿转矩生成单元进一步包括：第一作用力生成模块：根据所述驱动电机的速度检测值以及所述电梯轿厢的速度检测值生成所述柔性连接体与所述电梯轿厢之间的第一作用力；第一计算模块：根据所述电梯轿厢的位置和所述柔性连接体的线密度计算所述柔性连接体受到的重力；第二计算模块：计算得到所述柔性连接体的重力与所述第一作用力的和作为第一中间结果，再计算得到所述柔性连接体的质量与所述柔性连接体的等效加速度的积作为第二中间结果，最后计算所述第一中间结果与所述第二中间结果的差值并输出；第三计算模块：计算第二计算模块的输出结果与所述驱动轮的半径的积并作为所述补偿转矩。5.如权利要求1所述的电梯驱动控制系统，其特征在于，所述驱动电机速度指令生成单元进一步包括：第一作用力生成模块：根据所述驱动电机的速度检测值以及所述电梯轿厢的速度检测值生成所述柔性连接体与所述电梯轿厢之间的第一作用力；轿厢速度控制器：根据外部输入的所述电梯轿厢的速度指令值与所述电梯轿厢的速度检测值生成所述第一作用力的指令值；柔性连接体...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉东，
申请(专利权)人：上海三菱电梯有限公司，
类型：发明
国别省市：