專利名稱：電梯的控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制電梯的控制方法和控制系統(tǒng)，特別是變速低重量無對(duì)重電梯。
背景技術(shù)：
在許多居住相關(guān)的應(yīng)用中，電梯轎廂和它們的提升系統(tǒng)基于下述確定尺寸(a)最大計(jì)劃運(yùn)送能力或最大人數(shù)，(b)滿足偶爾的大家具的搬運(yùn)和/或輪椅進(jìn)入的地板區(qū)域。特別是在無對(duì)重或免對(duì)重電梯中，它們主要為液壓電梯和滾筒式電梯，這導(dǎo)致了需要使用體積大的馬達(dá)和更大的保險(xiǎn)絲，特別是在較舊建筑物中安裝新電梯或改裝或升級(jí)老電梯時(shí)，這會(huì)產(chǎn)生許多問題。當(dāng)然，體積龐大的馬達(dá)和大的保險(xiǎn)絲以及相關(guān)的高電流電纜也導(dǎo)致了更高的成本。
然而，電梯的大部分行程通常載運(yùn)小于30％的額定載荷。大約一般的行程中，電梯轎廂中沒有人(見圖1，無對(duì)重電梯的假設(shè)使用曲線)。
在牽引繩輪電梯中，對(duì)重通常根據(jù)轎廂的重量和有效載荷的一半來確定尺寸。這意味著在轎廂滿員或無人運(yùn)行時(shí)，對(duì)應(yīng)于轎廂重量的能量被節(jié)省了下來。然而，在無人下行時(shí)，這在住宅電梯中很常見，提升系統(tǒng)需要其最大功率，因?yàn)樗仨毮軌蛱嵘龑?duì)重和無載轎廂之間的凈差值。這導(dǎo)致了不必要的能量消耗。US5984052公開了一種包括控制系統(tǒng)的對(duì)重電梯系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)確定轎廂載荷量并且基于轎廂中的載荷量確定轎廂的運(yùn)行速度形態(tài)。在特定的實(shí)施例中，該控制系統(tǒng)包括載荷稱重裝置并利用轎廂的重量在兩種運(yùn)行速度形態(tài)之間做出選擇正常運(yùn)行速度形態(tài)和減小的運(yùn)行速度形態(tài)。該控制系統(tǒng)將測(cè)量到的活載荷與預(yù)選的閾值比較，例如轎廂重量加上兩倍的百分比配平與電梯系統(tǒng)的額定滿載的乘積。如果超過該閾值，則選擇減小的運(yùn)行速度形態(tài)。這樣，可使用減小的配平。所選的百分比配平可通過考慮建筑物尺寸、使用率和其他運(yùn)行特性估計(jì)或依據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定。因此，在US5984052中，通過基于少于一半的有效載荷確定對(duì)重尺寸并且通過當(dāng)轎廂負(fù)載更接近滿載容量時(shí)減小提升系統(tǒng)的速度，節(jié)省了能量。
在許多情況下，使用無對(duì)重的液壓式或滾筒驅(qū)動(dòng)式或螺桿驅(qū)動(dòng)式或鏈條驅(qū)動(dòng)式電梯，因?yàn)樗鼈兝缭谪Q井空間效率方面提供某些優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)中減小無對(duì)重電梯提升馬達(dá)尺寸的解決方案是通過以某個(gè)因子確定較之通常為小的馬達(dá)尺寸并限制每小時(shí)的啟動(dòng)。然而，這意味著馬達(dá)仍然需要按照大約70％的滿載容量來確定尺寸。在空載上行時(shí)，這意味著馬達(dá)要消耗能量以載運(yùn)轎廂的重量和幾乎全部有效載荷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是消除現(xiàn)有技術(shù)解決方案的缺點(diǎn)并實(shí)現(xiàn)一種系統(tǒng)，其允許無對(duì)重電梯中的電梯提升系統(tǒng)的尺寸可以確定得小于現(xiàn)有技術(shù)解決方案中的。另外的目的是提供一種經(jīng)濟(jì)地確定尺寸的無對(duì)重牽引繩輪電梯。本說明書還指出了明確的和暗含的其他目的?？梢哉f，本發(fā)明的其中一個(gè)任務(wù)是使得裝置和電驅(qū)動(dòng)器和可能的其他部件的尺寸確定得更小而不會(huì)使太影響轎廂尺寸和容量。
本發(fā)明基于這樣的理念，其中變速提升系統(tǒng)與具有低重量轎廂的無對(duì)重電梯結(jié)合。所附的權(quán)利要求詳細(xì)地限定了本發(fā)明。本發(fā)明的其他實(shí)施例的特征在于其他權(quán)利要求中所提出的內(nèi)容。有些發(fā)明實(shí)施例也在本申請(qǐng)的說明書部分討論。本申請(qǐng)的發(fā)明內(nèi)容也可被限定得不同于以下權(quán)利要求中提出的內(nèi)容。特別是如果依據(jù)明確表達(dá)的或暗含的子任務(wù)或從所實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)或優(yōu)點(diǎn)的類別的角度考慮本發(fā)明，本發(fā)明內(nèi)容也可包括幾個(gè)獨(dú)立的發(fā)明。在這種情況下，以下的權(quán)利要求中包含的某些限定從獨(dú)立的發(fā)明概念來說可能是多余的。
低重量轎廂、載荷稱重裝置或估計(jì)電梯當(dāng)前載荷的其他裝置、變速提升和可選的再生系統(tǒng)的有利組合將使得(1)提升馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)器尺寸和成本顯著降低，(2)保險(xiǎn)絲更小，(3)顯著地改善了能耗；采用可選的再生系統(tǒng)，下行時(shí)產(chǎn)生的某些能量可以被節(jié)省下來并反饋到供電系統(tǒng)；與無對(duì)重電梯結(jié)合使用的變速提升系統(tǒng)允許該系統(tǒng)在各個(gè)行程中針對(duì)任何有效載荷進(jìn)行調(diào)整?，F(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的電梯如US5984052中的具有固定的對(duì)重并且因此大多數(shù)行程將使用某些固定的配平系統(tǒng)。這意味著，對(duì)于所有的空載下行行程，馬達(dá)仍將使用能量來提升對(duì)重。


下面，將參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中圖1表示了無對(duì)重電梯的假設(shè)使用曲線，和圖2表示了無對(duì)重牽引繩輪電梯。
具體實(shí)施例方式
無對(duì)重電梯可以是根據(jù)圖2的無對(duì)重牽引繩輪電梯。圖2圖示了無對(duì)重牽引繩輪電梯，該電梯包括電梯轎廂1以及具有變速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器(例如，變頻器12和AC馬達(dá)10)、牽引繩輪11、轉(zhuǎn)向滑輪4、6、15和提升繩索3的提升裝置。
圖2中的電梯是一種無機(jī)房電梯，其中，驅(qū)動(dòng)裝置10被設(shè)置在電梯豎井中。圖中示出的電梯是一種驅(qū)動(dòng)裝置居于上方的牽引繩輪電梯。電梯提升繩索3的繞法如下繩索的一端固定地固定到位于豎井上部的錨固點(diǎn)16上。繩索從該錨固點(diǎn)下行并繞過轎廂頂上的轉(zhuǎn)向滑輪14，從該滑輪處，繩索3進(jìn)一步上行至第二轉(zhuǎn)向滑輪15并折回到轎廂頂上的第三轉(zhuǎn)向滑輪13。繩索從該處進(jìn)一步上行至驅(qū)動(dòng)裝置10的牽引繩輪11，沿著該輪上的繩槽繞過牽引繩輪。繩索3從牽引繩輪11進(jìn)一步下行至沿轎廂導(dǎo)軌2移動(dòng)的電梯轎廂1，經(jīng)由導(dǎo)軌2下的第四轉(zhuǎn)向滑輪4在轎廂下方繞過，然后再次上行至電梯轎廂下面的第五轉(zhuǎn)向滑輪5，再次向下到達(dá)第六轉(zhuǎn)向滑輪6，再向上到達(dá)轎廂下面的第七轉(zhuǎn)向滑輪7。從該滑輪7，繩索進(jìn)一步錨到豎井底部9，利用彈簧8相對(duì)于牽引繩輪和各轉(zhuǎn)向滑輪繃緊繩索。
倘若支撐電梯轎廂的繩索滑輪相對(duì)于通過電梯轎廂1重心的垂直中心線基本對(duì)稱安裝的話，則繩索懸掛以基本上對(duì)中方式作用在電梯轎廂1上。
優(yōu)選地，設(shè)置在電梯豎井中的驅(qū)動(dòng)裝置10呈扁平結(jié)構(gòu)，換句話說，該裝置與其寬度和/或高度相比具有較小的深度，或者，至少該裝置足夠纖細(xì)以容納在電梯轎廂和電梯豎井壁之間。例如，通過將該纖細(xì)的裝置部分地或完全地設(shè)置在電梯轎廂的假想延伸范圍和豎井壁之間，也可以以不同方式設(shè)置該裝置。不同的繩索滑輪位置可用于牽引繩輪。方便地，此種不同位置可以通過將另一滑輪用作牽引繩輪來代替作為將牽引力傳遞到繩索的滑輪的滑輪11來予以設(shè)置。當(dāng)然，在這種情況下，驅(qū)動(dòng)裝置與該另一滑輪相關(guān)聯(lián)。鑒于所述裝置的尺寸選定，優(yōu)選的是實(shí)現(xiàn)最高繩索速度的滑輪位置即滑輪11和4的位置。通過增加滑輪和繩索于電梯轎廂上方和下懸掛布設(shè)的數(shù)量，可相對(duì)于電梯轎廂速度的馬達(dá)速度可以增加，并且因此可相應(yīng)地減小馬達(dá)扭矩需求和尺寸。例如，根據(jù)本發(fā)明的牽引繩輪電梯可通過在電梯轎廂上方和下方采用6∶1、7∶1、8∶1、9∶1、10∶1的懸掛比或甚至更高的懸掛比來予以實(shí)施。通過利用轉(zhuǎn)向滑輪增加接觸角，可改善牽引繩輪和提升繩索之間的抓緊力。因此，可以減小該轎廂和對(duì)重的重量，并且它們的尺寸也可以減小，因此增加了電梯的空間節(jié)省潛力。另外或同時(shí)，可以減小相對(duì)于對(duì)重重量的電梯轎廂的重量。通過利用一個(gè)或多個(gè)輔助轉(zhuǎn)向滑輪，可實(shí)現(xiàn)牽引繩輪和提升繩索之間超過180°的接觸角。電梯豎井可以設(shè)置為向驅(qū)動(dòng)牽引繩輪11的馬達(dá)供電所需的設(shè)備以及電梯控制設(shè)備，二者可被設(shè)置在公共的儀表板12中或彼此分開安裝或與驅(qū)動(dòng)裝置10部分地或全部地整合。
驅(qū)動(dòng)裝置可以是齒輪型的或無齒輪型的。優(yōu)選方案為齒輪型的裝置。驅(qū)動(dòng)裝置可被固定到電梯豎井的壁上、頂棚上、導(dǎo)軌或各導(dǎo)軌上或一些其他結(jié)構(gòu)如梁或框架上。
在驅(qū)動(dòng)裝置居于下方的電梯的情況下，還有可能將該裝置安裝在電梯豎井的底部。
該系統(tǒng)還包括轎廂1中的載荷稱重裝置和控制電梯系統(tǒng)運(yùn)行的控制單元。該轎廂較之通常具有低的總重量，特別是具有相應(yīng)的對(duì)重電梯所具有的重量低得多的重量。速度驅(qū)動(dòng)器是一種變速驅(qū)動(dòng)器。該變速提升系統(tǒng)通過功率Pnom和扭矩Tnom來確定尺寸，其中Pnom＝Mtotal*V (1)其中，V＝速度，而Mtotal＝Mcar(轎廂質(zhì)量)+A*Maxpayload，Tnom由Mtotal、加速度等限定。
A是例如由馬達(dá)速度和加速度的減小、電梯空閑時(shí)間的增加等形成的系數(shù)，具有的值為0-0.5，通過用戶研究用實(shí)驗(yàn)方法確定。
如果有效載荷代替A*Maxpayload1)馬達(dá)的速度和加速度相應(yīng)地減小2)電梯的空閑時(shí)間增加(例如，通過增加門的開啟和關(guān)閉時(shí)間)使得允許該馬達(dá)冷卻足夠長的時(shí)間以避免熱過載。
另外，如果等待時(shí)間可為用戶接受的話，則空載行駛時(shí)，電梯可顯著降低速度，因此進(jìn)一步節(jié)省能量。
對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，本發(fā)明的實(shí)施例不限于上述實(shí)例，而且它們可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)改變。特別是在驅(qū)動(dòng)裝置居于下方的電梯的情況下，還有可能使用滾筒式電梯，從而可利用卷繞在提升機(jī)器中的滾筒上的提升繩索懸掛轎廂。具有鏈條驅(qū)動(dòng)和懸掛系統(tǒng)的電梯也適用于本發(fā)明。估測(cè)電梯載荷的載荷稱重裝置或其他裝置可與電梯轎廂相連或與繩索或提升裝置或其他合適的電梯部件或驅(qū)動(dòng)馬達(dá)相關(guān)聯(lián)，或者可使用電梯的其他部件測(cè)量電梯轎廂的載荷或其他相應(yīng)載荷信息。
權(quán)利要求
1.一種控制無對(duì)重電梯系統(tǒng)的方法，所述無對(duì)重電梯系統(tǒng)設(shè)置有電梯轎廂和具有電動(dòng)馬達(dá)的變速驅(qū)動(dòng)器，其中對(duì)所述電梯轎廂載荷進(jìn)行稱重，并且其中對(duì)所述電梯系統(tǒng)進(jìn)行控制以減小所述系統(tǒng)的物理/電氣尺寸，其特征在于，所述電梯的總質(zhì)量通過方程Mtotal＝Mcar(所述轎廂質(zhì)量)+A*Maxpayload來確定，其中Mcar是所述轎廂的質(zhì)量，A是系數(shù)，而Maxpayload是最大有效載荷，并且如果有效載荷代替A*Maxpayload，則對(duì)所述電梯進(jìn)行控制使得-所述馬達(dá)的速度和/或加速度被減小，和/或-所述電梯的空閑時(shí)間被增加。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，A是通過諸如所述馬達(dá)速度和加速度的減小、所述電梯空閑時(shí)間的增加等一個(gè)或幾個(gè)運(yùn)行特性確定的系數(shù)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，A是數(shù)值為0-0.5的系數(shù)。
4.一種控制無對(duì)重電梯系統(tǒng)的系統(tǒng)，所述無對(duì)重電梯系統(tǒng)設(shè)置有控制單元、電梯轎廂和具有電動(dòng)馬達(dá)的變速驅(qū)動(dòng)器，所述系統(tǒng)包括稱量所述轎廂載荷的裝置，其特征在于，所述控制單元通過方程Mtotal＝Mcar(所述轎廂質(zhì)量)+A*Maxpayload確定所述電梯的總質(zhì)量，其中Mcar為所述轎廂的質(zhì)量，A為系數(shù)，而Maxpayload為最大有效載荷，并且如果有效載荷代替A*Maxpayload，則對(duì)所述電梯進(jìn)行控制使得-所述馬達(dá)的速度和/或加速度被減小，和/或-所述電梯的空閑時(shí)間被增加。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)設(shè)置有再生系統(tǒng)以利用下行時(shí)的能量。
6.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電梯轎廂具有比對(duì)應(yīng)的對(duì)重電梯轎廂顯著低的重量。
7.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電梯是無對(duì)重牽引繩輪電梯。
8.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電梯是無對(duì)重滾筒式電梯。
9.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電梯是無對(duì)重液壓電梯。
10.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電梯是無對(duì)重鏈驅(qū)動(dòng)電梯。
全文摘要
控制無對(duì)重電梯系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)，所述無對(duì)重電梯系統(tǒng)設(shè)置有電梯轎廂和具有電動(dòng)馬達(dá)的變速驅(qū)動(dòng)器，其中對(duì)所述電梯轎廂的載荷進(jìn)行稱重，并且其中對(duì)所述電梯系統(tǒng)進(jìn)行控制以減小所述系統(tǒng)的物理/電氣尺寸。所述電梯的總質(zhì)量通過方程Mtotal＝Mcar(所述轎廂質(zhì)量)+A*Maxpayload來確定，其中Mcar為所述轎廂的質(zhì)量，A為系數(shù)，而Maxpayload為最大有效載荷。如果所述有效載荷代替A*Maxpayload，則對(duì)所述電梯進(jìn)行控制使得所述馬達(dá)的速度和/或加速度被減小，和/或所述電梯的空閑時(shí)間被增加。
文檔編號(hào)B66B1/28GK1802305SQ03826745
公開日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2003年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月9日
發(fā)明者喬萬尼·霍金斯 申請(qǐng)人:通力股份公司