CN1005624B - 电梯停电应急装置 - Google Patents

Abstract

由阻止反向电流的二极管组成的串联电路插接在桥式连接的晶体管组成的逆变器的上、下臂的中间。一些在外电停电时而闭合的接触器接点分别与上述的串联电路相并联，使二极管串联电路短路，因而在外电停电时，逆变器由电流型转变成电压型。即使在采用电流型逆变器的电梯中，由于应用了一种简单的采用直流电源的供电的电路，在外电停电时，电梯的营救运行仍可进行。

Description

电梯停电应急装置

本发明涉及电梯停电应急装置，即使采用电流型逆变器，也能设置停电应急电路。

近些年来，随着控制技术的发展，在电梯控制装置中已采用了变压和变频（VVVF）的控制系统，这种VVVF控制系统的基本型式有两种：电压型和电流型。

电压型VVVF控制系统的电路如图2所示。图2所示出在通用的电压型VVVF控制系统中所用的停电应急电路的实例。图2中字母R、S、T分别代表三相交流电源（图2中未画出）中的各相。

三相交流电源的R、S、T通过接触器的接点1，与整流器2、3相应的输入端相连。每个整流器都是由可控硅整流器（SCR）组成的三相桥式整流器电路，并且，整流器2、3互相并联。

在整流器2、3的输出端上跨接一个滤波电容器4，整流器将三相交流电源整流得到直流电压，此直流电压由滤波电容器4滤波，在感应电动机6反馈状态期间，整流器3工作。

整流器2的输出电压加到逆变器5上，逆变器5是由几个晶体管TR和几个二极管D组成的，二极管D跨接在相应晶体管TR的发射极与集电极之间与该晶体管组成一个整体。

逆变器5将整流器2的输出电压变为具有预定频率和预定电压值的三相交流电压，用它驱动感应电动机6。感应电动机6再去带动电梯（图中未画出）运行。

另外，整流器2的输入端还通过变压器7与充电电路8的输入端相连。充电电路8的输出用来给电池9充电，电池9的正极通过接触器的接点10与整流器2、3的正输出端相连，其负极与整流器2、3的负输出端相连。在外电故障时，电池9就成为应急电路的电源。

以下叙述先有技术系统的运行情况，在外电正常时，接触器的接点1闭合，接点10敞开，由于接点1闭合，三相交流电源R、S、T各相电压加到整流器2上变为直流电压。

此直流电压由滤波电容器4滤波，再加到逆变器5上。在逆变器5中，采用脉宽调制技术将此滤波的直流电压再变为具有所需频率和所需电压的交流电源，然后再将这个电压送至感应电动机6。于是感应电动机6运转带动电梯运行。由于VVVF控制技术众所周知，这里不再赘述。

假设现在电梯往上走，整流器2用于供电状态，整流器3用于反馈状态。在这种方式下，滤波电容器4两端的电压极性保持不变。然而此直流电流的方向却随着整流器处于供电状态还是反馈状态而变。

当外电停电时，接触器的接点1敞开，接点10闭合，这时，电池9的电源通过接触器的接点10与此直流电路接通，并由逆变器5将其变为变压变频的交流电源。随后的运行情况与正常供电时一样。

图2所示的直流电路的电压极性是固定不变的，其电流方向随着供电状态和反馈状态的4象限运行而变。

反之，在电流型VVVF控制系统中，直流电路的电流方向是固定不变的，其电压极性随着4象限运行而变。以图3所示的电流型系统为例，图中与图2相同的部分采用同样的符号表示。

三相交流电源R、S、T各相的电压通过接触器的接点1加到整流器2的输入端。整流器2以这样的方式即二极管D1与每个由三极管TR和二极管D组成的并联电源相串联的方式构成一个三相桥式电路。

整流器2的输出经过扼流圈11送到逆变器5。与整流器2相似，逆变器5也是由晶体管TR及二极管D和D₁组成的。逆变器5将整流器2的直流输出变成变频、变压的交流电源，用它驱动感应电动机。

图3系统与图2系统不同之处在于：因为二极管D₁分别与整流器2和逆变器5的晶体管TR相连，所以电流方向保持不变，而直流电路的电压极性随供电状态或反馈状态而变。

与图2中的电压型逆变器相比，图3中所示的电流型逆变器不包含寿命短的元器件，如电容器（电解质电容的寿命短）。

就其所用的元器件数目来讲，电压型逆变器要用可控硅和18个晶体管，而电流型逆变器只要用12个晶体管（因为二极管很便宜，不计算在内）。因此从经济等方面来考虑，还是电流型好，将来会越来越多地得到应用。

然而电流型逆变器也有不足之处，即由于电压极性变化，在停电的一瞬间，电池不能与直流电路连通。

本发明就是要解决上述的问题。本发明的目的是提出一种电梯停电应急装置，采取简单的措施。在外电停电时能将装置内的应急电路连到电流型逆变器上。

本发明的电梯停电应急装置包括一些串联二极管（用来阻止反向电流，它们分别接在桥式连接晶体管组成的逆变器的上、下桥臂晶体管之间）和一些接触器的接点（它们分别并在各串联二极管电路上）。

在本发明中，当外电停电时，接触器的接点闭合将各串联二极管电路短路，使电池接到直流电路上。

图1是本发明电梯停电应急装置实施例的主要部分电路图;

图2是采用通用的电压型变压变频控制系统逆变器的电梯停电应急装置的电路图;

图3是采用通用的电流型变压变频控制系统逆变器的电梯停电应急装置的电路图。

现在参照附图来说明本发明的电梯停电应急装置的一个实施例。图1为本实施例的电路图，图1与图2、3中相同的部分均用同一符号表示。

在图1实施例中，充电电路8、电池9、带有接点10和12的接触器和二极管D₁₁和D₁₂是补充到图3电路图中的新部分。虽然在图1中没画出整流电源，但如图3所示来自三相交流电源R、S、T的各相交流电压经过接触器的接点1加到整流器2上，通过整流器2将外电电源变成直流电源。然后，经过扼流圈11将此直流电源加到逆变器5上，这个整流器2与图3中所示的一样。

逆变器5将直流电源变成变频变压的交流电源，用它驱动感应电动机6。具体地说，逆变器5是将晶体管接成三相桥路，将阻止反向电流的二极管D₁₁和D₁₂的串联电路串在每相晶体管TR的上、下臂之间。

二极管D₁₁和D₁₂之间结点连至感应电动机6，接触器的接点12分别并在二极管D₁₁和D₁₂所组成的串联电路上。

在外电正常时，接触器的接点10和12是敞开;而外电停电时，它们闭合。根据电流检测器有无输出，来对拥有这些接点的一些接触器进行控制。至少在三相交流电源的一相中设置这种电流检测器。当电流检测器有输出时，表明外电正常，接触器得电，其接点10和12敞开;反之，当电流检测器无输出时，表明外电电源故障，这时接触器释放，其接点10和12闭合。

另外，充电电路8的两个输出端与电池9的正极和负极相连接。在外电停电时，为了营救电梯里的人，电池9就是应急电路的电源。电池9的负极连至整流器2的负输出端，其正极通过接触器的接点10连至直流电路的正侧，即扼流圈11和逆变器5的正输入端之间的结点上。

由于这种安排，在外电停电时，接触器的接点10和12同时闭合。于是电池9跨接在直流电路上，即跨接在逆变器5的两个输入端上，与此同时，由二极管D₁₁和D₁₂组成的串联电路也被接触器的接点12所短路。

因此，逆变器5由电流型转变为电压型，其工作过程与图2所示的相似。从而电梯的应急运行由电池9供电。

如上所述，按照本发明精神，由于阻止反向电流的二极管串联电路插在桥式连接的晶体管组成的逆变器的上、下臂之间。

当外电停电时，并联在二极管串联电路上的接触器接点闭合，将这些串联电路短路，从而实现了将逆变器从电流型变为电压型的目的。由于这种简单的安排，在外电停电时，即使采用电流型逆变器也能营救出电梯间内的乘客。

Claims (8)

1、电梯停电应急装置，该装置具有一个将外电交流电源的交变电流变为直流电流的整流器，一个应急的直流电源和一个第一切换装置，在外电交流电源停电时，此应急装置的运行由应急直流电源供电，其特征在于它还包括：

一个与上述整流器相连接并将直流电流变为交流电源的逆变器;所述逆变器由一个桥式电路组成，在此桥式电路中，几个桥臂是并联的，每个桥臂由一对串联的晶体管和插接在上述这对晶体管之间的一对二极管所组成，这一对二极管与所连晶体管连接时管腿的极性相同，分别与带动电梯的电动机相连的每对二极管的结点，向电动机提供变压变频的交流电源;

插接在应急直流电源正端和上述逆变器直流侧正端之间的第一切换装置，当上述外电交流电源正常时，此装置处于开启状态，而当外电故障时，此装置处于闭合状态，将应当直流电源连到上述逆变器上;

一个第二切换装置，它与上述电桥臂的一对二极管并联，当上述外电电源正常时，此装置处于开启状态，使此二极管对工作，当外电电源故障时，此装置处于闭合状态使二极管对旁路，使逆变器直流侧的电压极性保持不变。

2、根据权利要求1所述的电梯应急装置，其特征在于上述每对晶体管中的每个晶体管的发射极与集电极之间都有一个与其并联的二极管，其极性与相应晶体管的极性相反，上述第二切换装置的二个端子接到上述二极管对与上述与晶体管对反极性并联的二极管之间，并使该装置与上述二极管对并联。

3、根据权利要求1所述的电梯应急装置，上述第一和第二切换装置在上述外电交流电源故障时，同时处于闭合状态。

4、根据权利要求1所述的电梯应急装置，上述第一和第二切换装置都是由同一个接触器组成的，该接触器受一个用来检测上述外电电源状态的电流检测器控制。

5、根据权利要求5所述的电梯应急装置，上述接触器拥有一些常开接点，当此接触器释放时，这些接点闭合，有的接点插接在上述应急直流电源与上述逆变器之间，有的与上述二极管对并联。

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