CN102471010B - 利用优化运动轮廓节能的电梯系统及方法 - Google Patents

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Abstract

电梯系统包括轿厢、用于升起和降低该轿厢的升降马达、用于限制轿厢移动的制动器、用于选择运行目的地的输入装置，以及控制器。该控制器从该输入装置接收命令并且控制该升降马达和该制动器的操作。该控制器具有损耗减少模式，其中该控制器对于运行选择速度轮廓，其根据轿厢负载、运行方向和运行距离而变化来减少对于该运行的组合能量损耗集合。

Description

利用优化运动轮廓节能的电梯系统及方法
技术领域
本发明涉及电梯，并且更具体地涉及在电梯运行期间的能量损耗。 
背景技术
典型的电梯系统包括通过绳索附连到配重的电梯轿厢。升降马达和制动器一起作用来使电梯轿厢和配重在电梯井中上下移动。电梯驱动器和控制器提供能量给电梯系统并且控制电梯系统的操作。自然地，需要能量来操作升降马达、制动器以及电梯系统的剩余部分。使用的能量中的一些做有用功，而其他使用的能量在操作期间大部分作为热简单地损失。在再生电梯系统中，升降马达可以定期采用再生模式工作来挽回使用的能量中的一些。 
一些系统尝试减少在操作期间使用的能量的量。例如，一些电梯控制器采用智能的方式对不同的层调派不同的电梯轿厢来避免多余的行程并且减少整个系统使用的能量。然而，即使当轿厢被智能地调派时，能量损耗仍发生在每个电梯运行中。一些电梯系统尝试用能量高效运动参数来操作，但这些系统没有调整运动参数来减少对于进行具体运行的具体系统的能量损耗。因此，不期望但能预防的能量损耗持续发生。 
发明内容
根据本发明，电梯系统包括轿厢、用于升起和降低轿厢的升降马达、用于限制轿厢移动的制动器、用于选择运行目的地的输入装置以及控制器。该控制器从该输入装置接收命令并且控制该升降马达和该 制动器的操作。该控制器具有损耗减少模式，其中该控制器对于运行选择速度轮廓(velocity profile)，其根据轿厢负载、运行方向和运行距离而变化来减少对于该运行的组合能量损耗集合。 
附图说明
图1是本发明的电梯系统的框图。 
图2A是图示当采用正常模式操作时对于以轻负载向上运行的速度轮廓和功率损耗曲线的曲线图。 
图2B图示当采用损耗减少模式操作时对于以轻负载向上运行的速度轮廓和功率损耗曲线的曲线图。 
图3A是图示当采用正常模式操作时对于以重负载向上运行的速度轮廓和功率损耗曲线的曲线图。 
图3B是图示当采用损耗减少模式操作时对于以重负载向上运行的速度轮廓和功率损耗曲线的曲线图。 
图4A是图示当采用正常模式操作时对于以平衡负载向上运行的速度轮廓和功率损耗曲线的曲线图。 
图4B图示当采用损耗减少模式操作时对于以平衡负载向上运行的速度轮廓和功率损耗曲线的曲线图。 
图5是图示操作图1的电梯系统来选择速度轮廓的方法的流程图。 
具体实施方式
图1是电梯系统10的框图，其包括电梯轿厢12、配重14、绳索16、滑轮18和20、驱动槽轮22、升降马达24、编码器26、制动器28、制动器开关30、负载称重装置32、再生驱动器34(其包括转换器36、逆变器38和具有电容器42的DC总线40)、控制器44(其包括电梯控制46和再生驱动器控制48)和用户界面50。 
在图1中示出的图中，轿厢12和配重14以2∶1的绳索配置从绳 索16上悬挂。绳索16从固定附连物52向下延伸至滑轮18，然后向上越过槽轮22、向下至滑轮20，并且向上至负载称重装置32以及固定附连物54。可使用其他绳索设置，其包括1∶1、4∶1、8∶1以及其他。 
当槽轮22在一个方向上旋转时，向上驱动电梯轿厢12，并且向下驱动配重14。当槽轮22在相反方向上旋转时，向下驱动电梯轿厢12并且向上驱动配重14。配重14选择为近似等于电梯轿厢12连同平均数量的乘客(通常估计为最大负载的50％)的重量。负载称重装置32连接到绳索16来提供电梯轿厢12和它的乘客的总重的指示。负载称重装置32可位于多种不同的位置，例如终端索结(dead end hitch)、绳索16上、在电梯轿厢12顶部、在电梯轿厢12的轿厢平台下面等。负载称重装置32提供感测的负载重量给再生驱动器34。 
驱动槽轮22连接到升降马达24，其控制电梯轿厢12的移动速度和方向。升降马达24是例如永磁同步机，其可作为马达或作为发电机操作。当作为马达操作时，升降马达24从再生驱动器34接收三相AC输出电力来使驱动槽轮22旋转。升降马达24的旋转方向取决于三个AC电力相的相位关系。再生驱动器34从主电源MP接收电力，该主电源MP可以是用于供应三相AC电力给再生驱动器34的公用电网。转换器36将三相AC电力转换为DC总线40上的DC电压。DC总线40可以包括一个或多个电容器42，其存储电力用于一个或多个目的，例如来平滑DC总线40上的电力。DC总线40上的DC电压然后转换回适合用于驱动升降马达24的三相AC电力。 
当升降马达24正作为发电机操作时，电力在相反的方向上流动。驱动槽轮22使升降马达24旋转并且使三相AC电力从升降马达24输送到再生驱动器34的逆变器38。逆变器38将三相AC电力转换为DC总线40上的DC电压。转换器36然后将DC总线40上的DC电压中的一些或全部转换为适合用于返回到主电源MP的三相AC电力。在图示的实施例中，再生驱动器34将再生电力中的大部分发送回主电源MP，其中仅少量的再生电力保存在DC总线40的电容器42上。 在备选实施例中，再生驱动器34可以除使电力返回主电源MP之外还使再生电力返回例如能量存储系统(未示出)等二次电源，或使再生电力返回例如能量存储系统(未示出)等二次电源来代替使电力返回主电源MP。 
控制器44与电梯系统10中的各种部件通信，其包括再生驱动器34、编码器26、制动器28、制动器开关30、负载称重装置32和用户界面50。控制器44的电梯控制46从例如用户界面50等输入装置接收输入。用户界面50可以包括例如厅门呼叫按钮等用户输入装置以及电梯轿厢12内的控制面板上的其他输入装置。电梯控制46确定电梯轿厢12应该移动的方向以及电梯轿厢12应该停靠的层。电梯控制46然后输送控制信号给再生驱动器控制48。再生驱动器控制48然后提供控制何时以及在什么方向上驱动电梯轿厢12并且还控制何时抬起制动器28来允许电梯轿厢12移动、以及何时落下制动器28来限制电梯轿厢12移动的信号给再生驱动器34。 
制动器28防止马达24和驱动槽轮22旋转。制动器28是电致动的制动器，当电力由再生驱动器34输送给制动器28时，抬起该致动器或维持该制动器使其与马达轴不接触。当电力从制动器28去除时，制动器落下或接合升降马达24的轴(或到轴的附连物)来防止旋转。制动器开关30监测制动器28的状态，并且提供输入给再生驱动器34。 
编码器26安装在升降马达24的轴上并且提供编码器信号给再生驱动器控制48。编码器信号允许再生驱动器34实现定子电流与转子磁体之间正确的相位关系，通常称为场定向。编码器26还提供编码器脉冲来提供速度反馈，使得实际电梯速度可以控制成遵循指定速度。 
驱动升降马达24所需要的电力随电梯轿厢12移动的加速度和方向以及电梯轿厢12中的负载而变化。例如，如果电梯轿厢12正加速，或在电梯轿厢12和它的负载具有大于配重14的重量的组合重量的情况下向上运行，或在电梯轿厢12和它的负载具有小于配重14重量的 重量的情况下向下运行，需要来自再生驱动器34的电力来驱动升降马达24，这进而使驱动槽轮22旋转。如果电梯轿厢12正处于调平，或以平衡负载以固定速度运行，升降马达24可需要来自再生驱动器34的较少量的电力。如果电梯轿厢12正减速，或在电梯轿厢12和它的负载具有大于配重14的重量的情况下向下运行，或在电梯轿厢12和它的负载具有小于配重14的重量的情况下向上运行，电梯轿厢12驱动槽轮22和升降马达24。在该情况下，升降马达24作为发电机操作来产生供应给再生驱动器34的三相AC电力。 
在典型的一天中，由电梯系统10所做的功的总和平均近似为零。这是因为到这一天结束时，由于用于抬起质块的能量当那些质块下降时被再生，驱动和再生大体上应该抵消。例如，在典型的办公室建筑中，早上沿该建筑向上提起的质块在这一天结束时下降。在材料正被移进建筑的情况下，净功将是正的，然而该功是不能避免的并且提供直接值给用户。从而，不期望由电梯系统10消耗的能量的大部分将归因于电梯系统10中的能量损耗。因此，减少电梯系统10中的能量损耗对减少电梯系统10中使用的总能量具有主要影响。 
电梯系统10中的能量损耗的一个主要方面是升降马达24和制动器28中的机器损耗。升降马达24具有来自绕组的电阻加热的一组损耗，通常称作“铜耗”。在例如升降马达24等永磁机中，电流与扭矩成正比并且铜耗与由升降马达24产生的扭矩的平方直接相关。由升降马达24产生的扭矩与电梯轿厢12和配重14之间的负载的不平衡加上加速扭矩成比例。铜耗可以近似为： 
铜耗＝(K1*(L-LB)+K2*加速度)^2 
从系统参数和机器参数计算常数K1和K2。L-LB是电梯轿厢12中的实际负载L与将平衡电梯轿厢12与配重14的平衡负载LB之间的差。最终，铜耗独立于速度在低值的扭矩下减少。因为加速度可以具有正或负符号，可以对该方程代数求解来找到导致在电梯操作的加速或减速阶段期间而不是同时两个阶段期间的零铜耗的加速度值。当 加速度＝(K1*(L-LB))/(-K2)时，零铜耗发生。如果在加速期间铜耗是要考虑的唯一损耗，这将是最佳加速度。然而，因为加速度影响运行时间、速度和其他参数，单独优化铜耗是不适当的。 
升降马达24具有另一组损耗，通常称作“铁耗”或“芯耗”。铁耗是因为在铁中磁场的反转引起升降马达24中的涡流而发生，并且是马达速度的函数。该铁耗可以近似为： 
铁耗＝K3*速度^K4 
从给定的升降马达24的特定机器参数计算常数K3和K4。例如，由康涅狄格州法明顿的Otis电梯公司制造的PM138永磁马达具有大约1.3的K4值。最终，铁耗很大程度上独立于加速度在低值速度下减少。 
制动器28具有由于升起和落下制动器28而产生的损耗。当制动器28接合(落下)时，典型地没有使用能量。当制动器28抬起时，使用电力以用于保持制动器28不接合直到运行结束，这时制动器28再一次落下。在许多电梯系统10中，制动器功率损耗在任何给定时间是常数，近似为： 
制动器功率＝K5 
在电梯系统10的其他实施例中，制动器28具有两个功率常数，一个基于抬起制动器28所需要的功率并且另一个基于对于运行过程保持制动器28所需要的功率。在两个情况下，制动器损耗独立于速度和加速度而在较短的运行时间内减少。 
总的一起，总机器功率损耗近似为： 
Ptotal＝(K1*(L-LB)+K2*加速度)^2+K3*速度^K4+K5 
对于给定运行的实际能量损失是对于该运行的功率损耗曲线的时间积分。对于运行的机器损耗的减少可通过选择速度轮廓来减少功率损耗曲线下面的面积而实现。这可以通过观看对于不同运行的特定速度轮廓和功率损耗曲线而更好地理解。 
图2A-4B是图示对于以不同的负载向上运行6米(m)长的速度 轮廓100和功率损耗曲线102的曲线图。这些运行分解为以下段：第一等加加速J1、等加速A、第二等加加速J2、匀速V、第三等加加速J3、等减速D和第四等加加速J4。 
图2A是图示采用正常模式操作时对于以轻负载的向上运行的速度轮廓100和功率损耗曲线102的曲线图。以重负载的向下运行将看上去相似。该负载是最大额定负载的20％。在正常模式中，对于速度轮廓段的实际值是： 
速度轮廓段 值
J1 2.5(m/s^3)
A 1(m/s^2)
J2 -2.5(m/s^3)
V 1.75(m/s)
J3 -2.5(m/s^3)
D -1(m/s^2)
J4 2.5(m/s^3)
该正常模式运行具有大约8,666焦耳的机器损耗并且花费大约5.6秒。最大功率损耗在等减速D期间发生。因为该负载比平衡负载较轻，总的来说，该向上运行实际上将再生能量。但是，这些机器损耗可以降低，这使较多的能量转换为再生电力。 
图2B是图示在采用损耗减少模式操作时以轻负载的向上运行的速度轮廓100和功率损耗曲线102的曲线图。该负载再次是最大额定负载的20％。在损耗减少模式中，对于速度轮廓段的实际值是： 
速度轮廓段 值
J1 3(m/s^3)
A 0.7(m/s^2)
J2 -1(m/s^3)
V 1.15(m/s)
[0041] 
J3 -1(m/s^3)
D -0.6(m/s^2)
J4 3(m/s^3)
该损耗减少模式运行具有大约7,097焦耳的机器损耗并且花费大约7.2秒。这导致节约了大约1,569焦耳并且对于6m运行多花了大约1.6秒。 
图3A是图示在采用正常模式操作时以重负载的向上运行的速度轮廓100和功率损耗曲线102的曲线图。以轻负载的向下运行将看上去相似。该负载是最大额定负载的90％。在正常模式中，对于速度轮廓段的实际值与对于以轻负载的正常轮廓的实际值相同： 
速度轮廓段 值
J1 2.5(m/s^3)
A 1(m/s^2)
J2 -2.5(m/s^3)
V 1.75(m/s)
J3 -2.5(m/s^3)
D -1(m/s^2)
J4 2.5(m/s^3)
该正常模式运行具有大约10,634焦耳的机器损耗并且花费大约5.6秒。最大功率损耗在等加速A期间发生。因为该负载比平衡负载较重，总的来说，该向上运行实际上将使用这些机器损耗所将增加的能量。 
图3B是图示在采用损耗减少模式操作时对于以重负载的向上运行的速度轮廓100和功率损耗曲线102的曲线图。该负载再次是最大额定负载的90％。在损耗减少模式中，对于速度轮廓段的实际值是： 
速度轮廓段 值
[0048] 
J1 3(m/s^3)
A 0.6(m/s^2)
J2 -1(m/s^3)
V 1.35(m/s)
J3 -1(m/s^3)
D -0.6(m/s^2)
J4 3(m/s^3)
该损耗减少模式运行具有大约9,575焦耳的机器损耗并且花费大约6.9秒。这导致节约了大约1,059焦耳并且对于6m运行多花了大约1.3秒。 
图4A是图示在采用正常模式操作时以平衡负载向上运行的速度轮廓100和功率损耗曲线102的曲线图。以平衡负载的向下运行将看上去相似。该负载是最大额定负载的50％。在正常模式中，对于速度轮廓段的实际值与对于以轻负载和重负载的正常轮廓的实际值相同： 
速度轮廓段 值
J1 2.5(m/s^3)
A 1(m/s^2)
J2 -2.5(m/s^3)
V 1.75(m/s)
J3 -2.5(m/s^3)
D -1(m/s^2)
J4 2.5(m/s^3)
该正常模式运行具有大约7,263焦耳的机器损耗并且花费大约5.6秒。最大功率损耗在等加速A和等减速D期间发生。然而，因为K1*(L-LB)＝0，速度轮廓的所有段中的损耗是相对低的。这降低了整个速度轮廓中的铜耗。因为它具有平衡负载，该运行在运行中没有产生净功(考虑到再生)。从而，所有能量使用是用于损耗。 
图4B是图示在采用损耗减少模式操作时以平衡负载向上运行的速度轮廓100和功率损耗曲线102的曲线图。该负载是最大额定负载的50％。在损耗减少模式中，对于速度轮廓段的实际值是： 
速度轮廓段 值
J1 3(m/s^3)
A 0.7(m/s^2)
J2 -1(m/s^3)
V 1(m/s)
J3 -1(m/s^3)
D -0.7(m/s^2)
J4 3(m/s^3)
该损耗减少模式运行具有大约5,237焦耳的机器损耗并且花费大约7.7秒。这导致节约了大约2,026焦耳并且对于6m运行多花了大约2.1秒。 
不管负载如何，对于正常模式运行的每个，速度轮廓是相同的。正常运行的目标是提供相对快的运行同时维持搭乘者舒适性和安全性。当速度关注比能量节约更重要时，正常模式运行可以是有用的。 
对于损耗减少模式的速度轮廓不仅与正常运行不同，还彼此互不相同。因为铜耗随负载变化，对于损耗减少的优化速度轮廓也随负载变化。例如，在以轻负载的向上运行(图2A和2B)中，最大功率损耗在等减速D期间发生。在等加速A期间的功率损耗是相对小的。因此，对于以轻负载的向上运行的损耗减少模式，加速A的幅度大于减速D的幅度。然而，以重负载的向上运行(图3A和3B)在等加速A期间具有它的最大功率损耗。从而，对于以重负载的向上运行(图3B)的损耗减少模式，加速A的幅度小于对于以轻负载的向上运行(图2B)的加速A的幅度。 
在另一个示例中，以平衡负载向上运行(图4A和4B)由于负载 不平衡而具有无铜耗的益处(因为K1*(L-LB)＝0)。以平衡负载向上运行仍具有与加速关联的铜耗(K2*加速度)^2，但它没有只为了保持不平衡重量的铜耗。这使对于以平衡负载的向上运行的损耗减少模式与以轻或重负载的向上运行相比具有较少的快速结束运行的动力。因此，对于以平衡负载的向上运行的损耗减少模式从具有与其他轮廓相比带有最慢匀速部分的速度轮廓中受益。铜耗随着加速度减小而降低，铁耗随着速度减小而降低。制动器损耗由于运行时间增加而的确增加，然而与铜耗和铁耗减小有关的益处不仅仅补偿了增加的制动器线圈损耗。不同的速度轮廓将导致较低的机器损耗，这取决于负载、方向和距离。这表明对于所有运行使用单个速度轮廓来试图减少损耗的常规思维实际上一点也不明智。 
对于一些速度轮廓参数中的变化的能量消耗影响随着负载而变化。对于其他速度轮廓参数中的变化的能量消耗影响较少取决于负载。例如，损耗减少模式通过增加对于轻负载、重负载和平衡负载的J1和J4而获益。这是因为当速度在零附近时，即使事实上没有发生移动，能量由于操作制动器28并且由于铜耗(当支持不平衡负载时)而损失。缓慢地转动的升降马达24的功率输出在零附近，而铜耗可以在其的最大值附近，这使升降马达24的效率在电梯运行的开始和结束时接近零。从而，一旦抬起制动器28，整体能量损耗通过相对快速地达到等加速而降低。相似地，一旦大致上完成减速，能量损耗通过相对快速地达到停止以及落下的制动器28而降低。从而，能量损耗可以通过提高加加速度幅度而降低。这表明减小加加速度幅度总是降低能量损耗的常规思维也是错误的。通过假设恒定的马达效率，如在现有技术能量研究中完成的那样，在过去惯常得到是对于电梯能量消耗的不正确结论。 
尽管增加J1和J4对能量消耗具有相当大的影响，修改J2和J3的分段对能量消耗只有较小的影响。这是因为J2和J3在电梯系统10正接近全速操作时发生并且对运行时间几乎没有影响。 
不同的系统可以从不同的速度轮廓中受益。在一些系统中，对于其中电梯轿厢12具有相对轻负载的向下行驶的运行的组合能量损耗集合可以通过增加减速度的幅度而降低。速度轮廓参数事实上可以在取决于对于特定电梯系统10的各种潜在损耗的相互作用的任何方向上变化。 
除机器损耗之外，还存在与再生驱动器34有关的损耗。驱动器损耗包括用于在DC和AC电力之间转换的切换损耗并且与电流近似成比例。该驱动器损耗可以近似为： 
驱动器损耗＝K6*(L-LB)+K7*加速度 
与铜耗的K1和K2非常类似，从系统参数和机器参数计算常数K6和K7。也与铜耗类似，驱动器损耗独立于速度在低值的加速度下降低。总的一起，总机器功率损耗和驱动器功率损耗近似为： 
Ptotal＝(K1*(L-LB)+K2*加速度)^2+K3*速度^K4+K5+(K6*(L-LB)+K7*加速度) 
与图2A-4B的那些相似，速度轮廓可以形成使得损耗减少模式考虑机器损耗和驱动器损耗以及在特定再生电梯系统中存在的其他损耗。方程和速度轮廓还可以修改以用于与例如感应马达等备选推进技术一起使用，或与包括动态制动电阻器中的额外损耗的非再生驱动器一起使用。 
速度轮廓可以在损耗减少模式中优化来减少损耗，同时还考虑对损耗减少模式的一组约束。例如，可以确立对于速度、加速度和加加速度的最大值来减少设备磨损、提高用户安全性以及提高用户舒适性。另外，可以确立对于运行的时间的最大值来将运行时间限制在用户能接受的范围。速度轮廓可以选择成在这些或其他约束内减少能量损耗。 
图5是图示操作电梯系统10来选择速度轮廓的方法的流程图。首先，接收选择目的地的输入(步骤110)，例如用户输入等。一旦选择输入，控制器44确定是采用正常模式还是采用损耗减少操作(步 骤112)。该决策可以基于一天的时间、交通模式、来自主电源MP和第二电源可用的电力或其他考虑(若有的话)而做出。如果选择损耗减少模式，确定运行方向、运行距离和轿厢负载(步骤114)。运行方向和运行距离可以基于步骤110中接收的输入结合接收的其他输入而确定。轿厢负载可以由如上文参照图1描述的负载称重装置32确定。 
控制器44然后基于方向、距离和负载选择速度轮廓来减少组合能量损耗集合，其包括对于运行的马达损耗、制动器损耗和驱动器损耗(步骤116)。选择速度轮廓可以采用多种方式进行以在一组约束内减少能量损耗。例如，控制器44可以参考具有存储的速度轮廓值查找表，这些速度轮廓值对应于电梯系统10的优化速度轮廓，其考虑了对于即将到来的运行的方向、距离和负载。备选地，施加优化例程或简单地测试约束内所有可能的速度轮廓，速度轮廓选择可以动态地发生。 
如果动态地选择速度轮廓，控制器44可以首先选择可能的速度轮廓(步骤118)。然后控制器44可以确定对于该可能的速度轮廓的马达损耗(步骤120)、制动器损耗(步骤122)和驱动器损耗(步骤124)以及任何其他相关的损耗。接着，控制器44可以计算组合能量损耗来找到对于该可能的速度轮廓的总能量损失(步骤126)。步骤118-126可以重复直到控制器44聚集在优化速度轮廓上或直到控制器44测试所有可能的速度轮廓。一旦已经考虑足够数量的可能的速度轮廓，选择其中能量损耗在一组约束内是大致上最小化的实际速度轮廓(步骤128)。术语“优化”和“最小化”当然没有假定控制器44完善地计算所有可能的能量损耗。相反，优化和最小化指在约束内选择具有最小总能量损耗的速度轮廓，如由控制器44计算的。 
在选择速度轮廓后，控制器44根据选择的速度轮廓控制电梯轿厢12的运动(步骤130)。操作再生驱动器34、制动器28、升降马达24和电梯系统10的全部以便使电梯轿厢12以选择成减少能量损 耗的加加速度、加速度和速度来从运行的起点移动到运行的目的地。 
如果，另一方面，在步骤112选择正常操作模式，则控制器44选择正常速度轮廓(步骤132)。该正常速度轮廓可以选择成减少运行时间并且根据事实上本领域内技术人员已知的任何方法提供期望的搭乘质量。然后控制器44根据正常模式速度轮廓控制电梯轿厢12的运动(步骤134)。一旦电梯轿厢12在它的目的地，该方法可以部分或全部重复。 
减少能量损耗的该方法允许电梯系统10明显更高效地操作。因为电梯系统10是再生系统，这些损耗减少可以占到由电梯系统10使用的总能量的显著部分。这可以在多种环境中特别有用，例如低交通量时间、来自主电源MP的高能量成本的时间以及主电源MP供应贫能量或不供应能量的时间。在损耗减少模式中，速度轮廓可以在一组约束内优化来确保安全性和舒适性并且来限制延迟。当期望较大的速度时，电梯系统10可以采用正常模式操作。从而，电梯系统10具有调整到各种情况的灵活性。 
尽管本发明已经参照示范性实施例描述，本领域内技术人员将理解可做出各种改变并且等同物可代替其元件而不偏离本发明的范围。另外，可做出许多修改以使特别情况或材料适应于本发明的教导而不偏离其的本质范围。因此，规定本发明不限于公开的特别实施例，而本发明将包括落入附上的权利要求的范围内的所有实施例。例如，参照图5描述的方法可以与电梯系统10的修改版本一起使用，或事实上与从采用如本文描述的损耗减少模式操作中获益的任何电梯系统一起使用。另外，对于进行不同运行的不同系统的优化速度轮廓将与在图2B、3B和4B中图示的那些看上去不同。 

Claims (17)

1.一种电梯系统，其包括：
轿厢；
升降马达，用于升起和降低所述轿厢；
制动器，用于限制轿厢移动；
输入装置，用于选择运行目的地；以及
控制器，用于从所述输入装置接收命令并且控制所述升降马达和所述制动器的操作，其中所述控制器具有损耗减少模式，其中所述控制器对于所述运行选择速度轮廓，所述速度轮廓根据轿厢负载、运行方向和运行距离而变化来减少对于所述运行的组合能量损耗集合，
其中所述组合能量损耗集合在所述损耗减少模式中的一组约束内最小化，并且其中所述一组约束包括对所述运行的速度、加速度、加加速度和时间的限制。
2.如权利要求1所述的电梯系统，其中所述组合能量损耗集合包括马达损耗、制动器损耗和驱动器损耗。
3.如权利要求1所述的电梯系统，并且其进一步包括：
再生电梯驱动器，用于当采用驱动模式操作时驱动所述升降马达以及用于当采用再生模式操作时输送再生电力给电源。
4.如权利要求1所述的电梯系统，其中所述控制器进一步具有正常模式，在正常模式中对于所述运行的正常速度轮廓具有大于在所述损耗减少模式中选择的所述速度轮廓的组合能量损耗集合的组合能量损耗集合。
5.如权利要求4所述的电梯系统，其中在所述损耗减少模式中选择的所述速度轮廓的一部分在所述运行的起始或结束处具有比在对于所述运行的所述正常模式中选择的所述正常速度轮廓的对应部分要大的加加速度值。
6.如权利要求4所述的电梯系统，其中在所述损耗减少模式中选择的所述速度轮廓的一部分具有比在对于所述运行的所述正常模式中选择的所述正常速度轮廓的对应部分要大的减速度幅度。
7.一种电梯系统，其包括：
轿厢；
升降马达，用于升起和降低所述轿厢；
制动器，用于限制轿厢移动；
输入装置，用于选择运行目的地；以及
控制器，用于从所述输入装置接收命令并且控制所述升降马达和所述制动器的操作，其中所述控制器具有：正常模式，其对于所述运行选择第一速度轮廓；和损耗减少模式，其对于所述运行选择第二速度轮廓，其中所述第二速度轮廓对于所述运行使用比所述第一速度轮廓的能量较少的能量，并且其中所述第二速度轮廓具有比所述第一速度轮廓要大的最大加加速度幅度。
8.如权利要求7所述的电梯系统，其中所述第二速度轮廓根据轿厢负载、运行方向和运行距离而变化来减少组合能量损耗集合，所述组合能量损耗集合包括对于所述运行的马达损耗、制动器损耗和驱动器损耗。
9.如权利要求8所述的电梯系统，其中所述组合能量损耗集合在所述损耗减少模式的预定约束集合内最小化。
10.如权利要求7所述的电梯系统，并且其进一步包括：
再生电梯驱动器，用于当采用驱动模式操作时驱动所述升降马达以及用于当采用再生模式操作时输送再生电力给电源。
11.如权利要求7所述的电梯系统，其中在所述第一速度轮廓的起始时的加加速度和所述第一速度轮廓的结束时的加加速度分别具有比在所述第二速度轮廓的起始时的加加速度和所述第二速度轮廓的结束时的加加速度要小的幅度。
12.一种用于操作电梯的方法，所述方法包括：
在电梯轿厢中接收对于运行的命令；
选择作为运行方向、运行距离和轿厢负载的函数的速度轮廓来减少对于该运行的组合能量损耗集合；以及
根据选择的速度轮廓控制所述电梯轿厢的运动，
其中组合能量损耗在预定约束集合内最小化，该预定约束集合包括对速度、加速度、加加速度和时间的限制。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述组合能量损耗集合包括马达损耗、制动器损耗和驱动器损耗。
14.如权利要求12所述的方法，并且其进一步包括：
在选择所述速度轮廓之前，基于所述运行方向、运行距离和轿厢负载确定对于多个潜在速度轮廓的所述组合能量损耗集合。
15.如权利要求14所述的方法，其中确定所述组合能量损耗集合包括：
确定用于使所述电梯轿厢在所述运行的过程中移动的永磁马达的铜能量损耗和铁能量损耗；
确定用于在所述运行的过程中操作制动器的能量损耗；
确定用于在所述运行的过程中操作电梯驱动器的切换能量损耗；以及
计算包括对于所述永磁马达、所述制动器和所述电梯驱动器的损耗的所述组合能量损耗集合。
16.如权利要求12所述的方法，其中对于选择的所述速度轮廓的所述组合能量损耗集合比正常速度轮廓的所述组合能量损耗集合要小。
17.如权利要求12所述的方法，并且其进一步包括：
在选择所述速度轮廓之前确定是采用正常模式还是采用损耗减少模式使所述电梯轿厢移动。
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