BRPI0419253B1 - Fonte de alimentação de energia elétrica para o acionamento de um elevador - Google Patents

Description

“FONTE DE ALIMENTAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA PARA O ACIONAMENTO DE UM ELEVADOR” A presente invenção trata de um sistema para controlar a operação de um elevador em operação de resgate na eventualidade de uma pane de energia.

Caso a rede principal que alimenta um elevador deixar de funcionar. Se o elevador estiver entre pavimentos, os passageiros ficam impossibilitados de sair do elevador e isto pode causar impaciência e ansiedade. A maioria dos elevadores é munida de um botão de alarme dentro ou fora da cabine do carro do elevador que pode ser pressionado pelos passageiros presos no carro do elevador ou por pessoas no exterior do elevador. Isto pode causar o soar de um alarme no exterior do elevador para alertar por ajuda e/ou pode ser conectado por telecomunicação, com um centro de ajuda para que os passageiros presos possam se comunicar com alguma pessoa fora do elevador e chamar por ajuda. O botão de alarme terá sua própria fonte de alimentação e.g. uma batería para que permaneça em ação mesmo quando a energia da rede falhar.

Para evitar que os passageiros fiquem presos em um elevador por qualquer período de tempo, muitos elevadores modernos têm sua própria fonte de alimentação de energia de reserva na forma de uma batería ou acumulador que é ativado quer de forma automática quer pressionando um botão dentro do elevado na eventualidade de uma pane de energia da rede principal. A energia da batería é suficiente para o controle do elevador poder conduzir o elevador ao pavimento mais próximo. Quando o elevador chega no pavimento as portas podem ser abertas e os passageiros podem desembarcar do carro do elevador. A maioria dos elevadores compreende um carro de elevador suspenso em um passadiço por cabos ou linhas de aço que correm sobre um polia no topo do passadiço e que são afixadas pela extremidade oposta a um contrapeso. Um motor principal é fornecido para acionar o carro do elevador de acordo com instruções de um controle de elevador.

Na eventualidade de uma pane de energia da rede, o motor cessa de funcionar e o freio é aplicado para prevenir a queda do carro do elevador no poço do passadiço ou disparado para o topo com a queda do contrapeso. Isto resultará, em muitos casos, no carro do elevador ser repentinamente levado a uma brusca parada entre os pavimentos.

Em alguns elevadores, um mecanismo de salvamento permite que o freio seja aplicado pela aplicação de energia de uma fonte de alimentação de emergência tal como uma bateria para o controle. Dependendo dos pesos recíprocos do carro do elevador e do contrapeso, o carro se deslocará para cima ou para baixo até atingir o pavimento próximo. Um sensor detectará quando o elevador atingir o pavimento e reaplicará o freio e as portas podem ser abertas para permitir o egresso dos passageiros. A publicação da patente US n° 20040020726 expõe uma operação de emergência desta natureza. Quando o carro fica preso entre pavimentos, os passageiros pressionam um botão de emergência que solta o freio permitindo que o carro se desloque para o pavimento seguinte. A patente US 6 264 005 também expõe um sistema dessa natureza no qual a velocidade efetiva do carro no se deslocar para o pavimento seguinte não é (como na US 2004002726) meramente subordinada à diferença em peso entre o carro (que é dependente da carga de passageiros) e do contrapeso. Nesta patente, a operação de salvamento durante a pane de energia é controlada controlando uma velocidade de torque de um motor síncrono do tipo de ímã permanente com sua fonte geradora de eletricidade.

Ambos os sistemas, todavia, confiam em um desequilíbrio entre o carro e contrapeso para levar o elevador ao pavimento imediato no caso de um carro parar entre pavimentos devido à pane de energia. Isto significa que a operação de salvamento não funciona onde inexiste desequilíbrio de carga. Além disso, o elevador somente estará capacitado a se deslocar em uma direção (dependendo dos pesos recíprocos do carro e do contrapeso) e não se deslocará indispensavelmente para o pavimento seguinte.

Se a operação de salvamento deve também funcionar quando inexiste desequilíbrio de carga suporte de acionamento é requerido, isto é, um acionamento movido pela fonte de alimentação de energia de emergência tem de ser suscetível de acionar o elevador para o pavimento imediato.

Em todos os sistemas com um conjunto de circuito de operação de salvamento é fornecido que permite as partes do sistema necessárias para implementar a operação de salvamento a ser alimentadas por uma fonte de alimentação de emergência na eventualidade de pane da rede principal. A fonte de alimentação de emergência é usualmente uma batería ou acumulador. O conjunto de circuito assim usualmente inclui uma fonte de alimentação de energia comutada para comutar da energia da rede para a energia de batería. A maioria dos ditos sistemas utilizam uma fonte de alimentação não interruptiva alimentada por baterias ou por um gerador de emergência. Na eventualidade de uma pane da rede principal, estes dispositivos gerarão o mesmo nível de tensão conforme fornecido pela fonte de alimentação da rede principal.

Os ditos conjuntos são de grande porte e dispendiosos, e exigem componentes de circuito bastante complexos e relativamente grandes exigindo maior espaço de painel e mais conexões. Por conseguinte, há necessidade por um circuito fonte de alimentação da modalidade comutada simples eficaz que permita alimentação de energia a um circuito motriz de um elevador para comutar facilmente da energia de rede para uma energia de batería, e.g. na eventualidade de uma pane de energia de rede para que o elevador possa ser conduzido para o pavimento seguinte.

DECLARAÇÃO DA INVENCÀO

Por conseguinte, a invenção compreende uma fonte de alimentação de energia para um acionamento de elevador, que inclui um insumo de tensão, um comparador para comparar a tensão de entrada com um valor limiar predeterminado, um transformador tendo um enrolamento primário e um enrolamento secundário conectado com o acionamento do elevador, onde o transformador tem um único enrolamento primário com derivação e no qual, quando a tensão de entrada excede o valor de entrada limiar predeterminado, a saída do comparador causa energia a ser alimentada ao enrolamento primário através de uma das extremidades do enrolamento ou da derivação do enrolamento, e quando a tensão de entrada está abaixo do valor limiar prefixado, a energia de entrada é alimentada ao enrolamento primário através da outra das extremidades do enrolamento primário e a derivação do enrolamento.

Embora a presente invenção possa operar através de uma ampla faixa de tensão e comutar entre os dois estágios SMPS por qualquer queda pré-selecionada em tensão, de preferência, o insumo de tensão compreende uma fonte de alimentação de energia de rede e uma bateria, conectada com a entrada do comparador. Quando a fonte de alimentação de energia de rede está funcionando, o comparador emite um sinal indicando que a tensão de entrada excede o valor limiar predeterminado na eventualidade de uma pane de energia de rede a tensão de entrada para o comparador é proveniente da bateria e esta é inferior ao valor limiar predeterminado.

Embora, em teoria, a invenção funcionaria se ambas a rede e a bateria fossem permanentemente ligadas com o comparador, isto claramente envolve o uso contínuo indesejado da bateria. Assim, em uma modalidade preferencial a bateria é conectada com o comparador através de um comutador que permanece normalmente desligado e se fecha quando a energia de rede cai ou falha abaixo de um valor dado. O comutador de bateria podería ser fechado automaticamente ou manualmente por intermédio de um passageiro ou por uma pessoa fora do elevador pressionar um botão.

Assim, a presente invenção apresenta um SMPS de dois estágios para o acionamento de um elevador - um estágio permanece ativo durante a operação de rede normal - o outro pode ser ativado quando o acionamento é alimentado por batería. O transformador de SMPS único necessita somente uma única bobina primária derivada. A tensão da batería pode ser comutada para o insumo de acionamento e o SMPS propriamente dito decidirá qual estágio de controle tem de ser ativado.

Modalidades preferenciais da invenção passam a ser descritas a seguir, meramente a título de exemplo, com referência aos desenhos apensos. A figura 1 mostra um exemplo de uma fonte de alimentação de energia da modalidade comutada de acordo com a presente invenção. O acionamento SMPS consiste de um retificador 1, um capacitor de enlace {link capacitor) CC 2, um circuito de controle e um transformador 8 dotado de um único enrolamento primário derivado. O conjunto de circuito de acionamento a ser alimentado pelo SMPS é conectado com a saída do transformador. O inversor de energia 11 para controle do motor é conectado com o retificador e o capacitor de enlace de CC. O circuito de controle compreende um comparador 3 recebendo sinais de entrada de força e comparando o sinal de entrada com um valor limiar predeterminado. O circuito de controle também compreende primeira e segunda unidades moduladoras de duração de pulsos, primeira de 4 e segunda de 5 pulsos (PWM) conectadas com a saída do comparador. Os PWM são conectados para controlar respectivos comutadores de energia primeiro de 0 e segundo de 7. O primeiro comutador de energia é conectado com uma extremidade do enrolamento primário. O segundo comutador de energia é conectado com a outra extremidade do enrolamento primário.

Sob operação normal o conjunto de circuito de acionamento é alimentado pela energia de rede, isto é, o SMPS é um SMPS alimentado pela rede principal. O comparador de tensão 3 identifica que a entrada para o mesmo é um insumo de energia de rede e emite um sinal para habilitar a primeira unidade PWM 4 que controla o primeiro comutador de energia 6. O segundo PWM 5 é desabilitado. O primeiro comutador de energia é conectado com uma extremidade do enrolamento primário derivado. A derivação do enrolamento primário é conectada com a tensão de entrada retificada positiva de forma que existe uma conexão direta com o retificador e com o capacitor link de CC.

Se a tensão de entrada para comparador cair abaixo de um valor limiar dado, e.g. devido à pane de energia da rede, o comparador emite um sinal que desabilita o primeiro PWM 4 e habilita o segundo PWM 5. O segundo PWM assim passa a controlar o segundo comutador 7 que está ligado com a extremidade oposta do enrolamento primário aquela com a qual o primeiro comutador está ligado.

No caso de uma pane da energia da rede o pequeno capacitor link CC2 descarrega de forma muito rápida. A batería 10 pode então ser comutada para a entrada do acionador SMPS, isto é, para a entrada do comparador por um contato 9. Este podería ser ativado de forma automática ou manualmente por um passageiro pressionando um botão de emergência no interior do elevador, ou por alguém pressionar um botão de emergência localizado no exterior do elevador, e.g. no armário do controlador.

Quando a energia da rede é restaurada o contato da batería se abre e o comparador de tensão detecta a tensão de rede mais alta e habilita o primeiro PWM.

Assim, o SMPS de dois estágios da presente invenção opera através de uma ampla gama de tensões que de entrada que não pode ser obtida por um transformador com somente um único enrolamento simples. Sob baixas tensões de entrada, uma enorme redução da capacidade normal da tensão de saída do transformador seria necessária, todavia, esta não é aceitável para uma construção SMPS. Outrossim, comparado com sistemas do estado da técnica, um menor número de contatos mecânicos são requeridos para a batería e o transformador é muito mais simples e menor. Comparado com sistemas do estado da técnica, o SMPS requer menor espaço de painel e é mais simples e, assim menos dispendioso de fabricar. Também os sistemas do estado da técnica requerem um conector adicional para o transformador na modalidade de alimentação por batería.

Assim, o conjunto da presente invenção preserva as vantagens operacionais de um circuito com dois transformadores enquanto proporcionando uma construção simples, compacta e menos dispendiosa que opera através de uma faixa de tensões de entrada.

Claims (4)

1. Fonte de alimentação de energia elétrica para o acionamento de um elevador que compreende uma entrada de tensão, e um comparador (3) para comparar a tensão de entrada com um valor limiar predeterminado, caracterizada por compreender adicionalmente um transformador (8) tendo um enrolamento primário com derivação única e um enrolamento secundário, o enrolamento secundário sendo conectado com o acionamento do elevador, em que, quando a tensão de entrada excede a entrada limiar predeterminada, uma saída do comparador (3) é configurada para fazer energia escoar entre a derivação do enrolamento primário e uma primeira extremidade do enrolamento primário, e em que, quando a tensão de entrada está abaixo do valor limiar predeterminado, a saída do comparador (3) é configurada para fazer a energia escoar entre a derivação do enrolamento primário e uma segunda extremidade do enrolamento primário.

2. Fonte de alimentação de energia elétrica de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a entrada de tensão compreende uma fonte de alimentação de rede e uma bateria (10), conectada com a entrada do comparador (3), em que quando a fonte de alimentação de energia de rede está funcionando, o comparador (3) emitir um sinal indicando que a tensão de entrada excede o valor limiar predeterminado, e na eventualidade de uma pane da energia de rede, a tensão de entrada para o comparador (3) é proveniente da bateria (10) e esta é menor que o valor limiar predeterminado.

3. Fonte de alimentação de energia elétrica de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a bateria (10) é conectada com o comparador (3) através de um comutador que permanece normalmente aberto e se fecha quando a energia de rede falha ou cai abaixo de um valor dado.

4. Fonte de alimentação de energia elétrica de acordo com as reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o comutador de batería (10) é adaptado para fechar manualmente por intermédio de um passageiro ou de uma pessoa fora do elevador pressionando um botão.