CN102931718B - 电梯应急供电装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电梯应急供电装置和方法，所述装置包括：与供电电网相连的电源输入口以及与电梯组相连的电源输出口；设置在电源输入口和电源输出口之间的第一供电线路，该第一供电线路上具有第一开关；电池及逆变器；设置于逆变器和电源输出口之间的第二供电线路，用于传输逆变器输出的正弦波形式的三相交流电压，该第二供电线路上具有第二开关；与电源输入口、第一开关、逆变器和第二开关的测控电路，用于通过检测电源输入口的供电情况以确定供电电网的供电状态，并根据供电状态，控制第一开关和第二开关的启闭以切换第一供电线路和第二供电线路。本实施例能够在供电电网的供电状态出现异常时，通过备用供电线路供电以保证电梯止常运行。

Description

电梯应急供电装置和方法

技术领域

本发明涉及电梯技术领域，更具体的说是涉及一种电梯应急供电装置和方法。

背景技术

电梯作为当代社会使用广泛和频繁的运输设备，其首先要保证安全性，其次要保证速度和舒适性。

一般情况下，电梯由电网供电以进行工作，当电网发生异常时，电梯会停止工作，运行中的电梯会立即停机并进行机械抱闸，电梯中的乘客将被困再电梯中。这种情况下，如果乘客采用不正确手段(例如破门)，容易发生危险，如果电梯停机发生在医院，则很容发生由于病人或医生被困电梯而延误对病人的治疗，某些患者还可能由于精神紧张而当场出现危险。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电梯应急供电装置和方法，以在电网发生异常时保证电梯正常运行。

本发明的技术方案如下：

本发明的一方面提供了一种电梯应急供电装置，包括：

与供电电网相连的电源输入口以及与电梯组相连的电源输出口；

设置在所述电源输入口和电源输出口之间的第一供电线路，该第一供电线路上具有第一开关；

电池及逆变器；

设置于所述逆变器和电源输出口之间的第二供电线路，用于传输所述逆变器输出的正弦波形式的三相交流电压，该第二供电线路上具有第二开关；

与所述电源输入口、第一开关、逆变器和第二开关的测控电路，用于通过检测所述电源输入口的供电情况以确定供电电网的供电状态，并根据所述供电状态，控制所述第一开关和第二开关的启闭以切换第一供电线路和第二供电线路，以及启动或停止所述逆变器。

优选的，上述装置中，所述电梯组包括多个电梯，所述装置还包括：

切换单元，用于切换各个电梯与电源输出口的连接。

优选的，上述装置中，所述测控电路包括：

检测单元，用于检测所述电源输入口处的供电状态，以确定电压、三相完整性、相序是否正常；

控制单元，用于在所述检测单元检测出电压、三相完整性和相序中至少一个发生异常时，开启所述第一开关，同时闭合所述第二开关且启动所述逆变器工作。

优选的，上述装置还包括：

辅助输入单元，与所述测控单元相连，用于采集电梯组内的电梯的运动状态信息，提供给所述测控单元，所述测控单元在依据所述运动状态信息确认电梯处于开门状态时，控制所述第二开关开启。

优选的，上述装置还包括：

连接第一供电线路和第二供电线路的辅助输出单元，在第一供电线路断开且第二供电线路导通时，向电梯组输出指示当前处于应急供电的供电状态。

优选的，上述装置还包括：

语音安抚单元，与电梯组及第二供电线路相连，当所述第二供电线路连通时，向电梯组输出语音信号，对电梯内乘客进行安抚。

本发明的另一方面，提供一种应用于权利要求1所述电梯应急供电装置的电梯应急供电方法，包括：

检测供电电网的供电状态；

当供电状态出现异常时，切断供电电网与电梯组之间的供电线路，以及，

导通逆变器与电梯组之间的供电线路，并启动逆变器工作，由逆变器从与其相连的电池获得电能，并向所述电梯组输出正弦波形式的三相交流电压。

优选的，上述方法还包括：

当供电电网的供电状态恢复正常时，停止逆变器工作并切断逆变器与电梯组之间的供电线路，以及，导通供电电网与电梯组之间的供电线路。

优选的，上述方法还包括：

当供电状态出现异常时，电梯组输出语音信号，对电梯内乘客进行安抚。

优选的，上述方法中，所述检测供电电网的供电状态具体为：检测与供电电网相连的电源入口处的电压、三相完整性和相序是否正常。

从上述技术方案可以看出，本发明提供的电梯应急供电方案通过检测供电电网的供电状态，能够在供电状态出现异常时，采用备用的供电线路进行供电以保证电梯正常运行。从而避免了由于供电电网出现异常致使电梯停机而带来的一系列问题。

并且，本方案采用逆变器从电池获得电能并以正弦波形式输出三相交流电压，而不是普通应急电池输出的锯齿波，满足电梯中变频器对供电电流形式的要求，避免造成电压畸变而出现过载现象，进一步保证了电梯的正常运行。

此外，本方案中逆变器、电池所在的备用供电线路能够同时连接多个电梯，能够满足多部电梯的供电，实现“一对多”供电方式，而无需采用多条备用供电线路，减少了设备投资。

再者，本方案中，检测供电电网的供电情况、切换开关等操作能够由电子设备自动完成，无需过多的人工干预，方便且快捷。并且，本方案连接供电电网及电梯电源输入口即可实现对电梯的备用供电，无需过多牵涉到电梯内部线路，接线简单，容易安装。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种电梯应急供电装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种电梯应急供电装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的又一种电梯应急供电装置的结构示意图；

图4为上述图1、图2或图3提供的电梯应急供电装置中测控电路的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种电梯应急供电方法的流程图；

图6为本发明实施例提供的另一种电梯应急供电方法的流程图；

图7为上述图5或图6中检测供电电网的供电状态的一种流程图。

具体实施方式

本发明提供的电梯应急供电装置中，由测控电路检测当前供电电网的供电状态，并在供电状态出现异常时，由备用供电线路给电梯组供电，以保证电梯正常运行。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的一种电梯应急供电装置的一种具体结构如图1所示，包括电源输入口11、电源输出口12、第一供电线路13、第一开关14、电池15、逆变器16、第二供电线路17、第二开关18和测控电路19，其中：

电源输入口11与供电电网相连，用于接收所述供电电网输入的电能。

电源输出口12与电梯组相连，用于向电梯组输出电能。

第一供电线路13设置于电源输入口11和电源输出口12之间，用于将供电电网输入的电能从电源输入口11传输至电源输出口12。

第一开关14设置于第一供电线路13上，当其闭合时，第一供电线路13导通，当其开启时，第一供电线路13断开。

逆变器16与电池15相连，用于从电池15获得电能，并以输出正弦波形式的三相交流电压。

第二供电线路17设置于逆变器16和电源输出口12之间，用于将逆变器16输出的正弦波形式的三相交流电压传输到电源输出口12。

第二开关18设置于第二供电线路17上，当其闭合时，第二供电线路17导通，当其开启时，第二供电线路17断开。

测控电路19与电源输入口11、第一开关14、逆变器16和第二开关18相连，通过检测供电电网在电源输入口11处的供电情况来确定当前供电电网的供电状态，并依据该供电状态，控制第一开关14和第二开关18的启闭以切换第一供电线路13和第二供电线路17，以及启动或停止所述逆变器16。具体的，当供电状态正常时，控制第一开关14闭合，第二开关18开启，逆变器16停止工作，即由第一供电线路13向电梯组供电；而当供电状态异常时，控制第一开关14开启，第二开关18闭合，逆变器16开始工作，即断开第一供电线路13，同时导通第二供电线路17，由第二供电线路17向电梯组供电。

测控电路19检测供电电网的供电状态可以通过检测电源输入口11处的电压、三相完整性和相序是否正常，如果电压超差、缺相或者相序颠倒，则认为出现供电异常。

一般情况下，第一供电线路13和第二供电线路17为三相五线制结构，即包括三相火线、零线和地线，共五根线。

下面介绍上述电梯应急供电装置的工作过程：

测控电路19检测电源输入口11处的电压、三相完整性和相序是否正常，当检测结果为正常时，电源输入口11从供电电网获取电能，并经过第一供电线路13传输至电源输出口12，由电源输出口12提供给电梯组内各电梯。

测控电路19在检测出供电状态出现异常时，控制第一开关14开启，以断开第一供电线路13，并控制第二开关18闭合以导通第二供电线路17，同时，启动逆变器16。逆变器16启动后，从电池15处获得电能，产生正弦波形式的三相电压，并通过第二供电线路17传输至电源输出口12，由电源输出口12提供给电梯组内各电梯。

在第二供电线路17导通为电梯组进行供电的过程中，测控电路19继续定时检测电源输入口11处的电压、三相完整性和相序是否恢复正常，并在检测出电源输入口11处的电压、三相完整性和相序恢复正常时，控制第一开关14闭合，以导通第一供电线路13，并控制第二开关18开启以断开第二供电线路17，同时，停止逆变器16工作，即由第一供电线路13传输供电电网的电能给电梯组内各电梯。

从上述过程可以看出，本实施例提供的装置具有两条供电线路，其中一条是传输供电电网电能的供电线路(可称为主供电线路)，另一条是传输电池电能的供电线路(可称为备用供电线路)，在正常情况下，由主供电线路为电梯供电，在供电状态出现异常时，则可由备用供电线路为电梯供电，从而保证电梯正常运行，避免了由于供电电网出现异常致使电梯停机而带来的一系列问题，如乘客采用不正确手段时产生危险，或者，由于病人或医生被困电梯而延误对病人的治疗等问题。

并且，本方案采用逆变器从电池获得电能并以正弦波形式输出三相交流电压，而不是普通应急电池输出的锯齿波，满足电梯中变频器对供电电流形式的要求，避免造成电压畸变而出现过载现象，进一步保证了电梯的正常运行。

上述电梯组中可以包括一台电梯，也可以包括多台电梯，也就是说，可以由本实施例提供的一个电梯应急供电装置，同时对多台电梯进行供电，如图2所示。该实施例中，备用供电线路能够同时连接多个电梯，能够满足多部电梯的供电，实现“一对多”供电方式，而无需采用多条备用供电线路，减少了设备投资。

在某些应用场景下无需多台电梯同时工作，或者电池电能不足够用于支撑多个电梯供电，这种情况下，可以另外增加用于切换供电电梯的装置，如图3所示的电梯应急供电装置，该装置在上述图2的基础上，增加了切换单元20，该切换单元20设置于各台电梯与电源输出口12之间，用于切换接受供电的电梯(即切换各台电梯与电源输出口的连接)。

该切换单元20能够保证同时有部分电梯(一台或者多台)能够接受供电，其余部分的电梯不接受供电。一种具体的方式是：在第二供电线路17导通的情况下，切换单元20定时切换各台电梯与电源输出口的连接，以实现对各台电梯的轮流供电。例如每台电梯只供电90秒钟，然后切换到下一台电梯，以此类推。

本实施例提供的装置能够灵活调整接受供电的电梯，一方面可避免在无需多台电梯工作时支持多台电梯工作而导致电能浪费，另一方面可在电池不足以支撑多台电梯工作时，减少接受供电的电梯，以保证接受供电的电梯获得足够电能，实现对电能的充分利用。

在其他实施例中还可以具有用于为电池15充电的充电电路，该充电电路可以连接供电电网。在供电电网的供电状态正常时，存储供电电网输出的电能，在供电电网的供电状态发生异常时，输出存储的电能，并在供电电网的供电状态恢复正常时，从供电电网获取电能并存储。

上述各实施例中，所述测控电路中检测部分功能和控制部分的功能可分别由不同的电路实现，图4示出了的一种具体结构，如图所示，测控电路19包括检测单元191和控制单元192，其中：

检测单元191，用于检测所述电源输入口处的供电状态，以确定电压、三相完整性、相序是否正常。

控制单元192，用于在所述检测单元191检测出电压、三相完整性和相序中至少一个发生异常时，开启所述第一开关14，同时闭合所述第二开关18且启动所述逆变器16工作。

在其他的实施例中，还可以增设辅助输入单元、辅助输出单元及语音安抚单元中的一个或多个，其中：

辅助输入单元，与所述测控单元19相连，用于采集电梯组内的电梯的运动状态信息，提供给所述测控单元19，具体的，所述运动状态信息包括指示电梯当前处于开门、关门状态的信息。所述测控单元19即可根据该运动状态信息确认电梯的状态，并在电梯处于开门状态时，控制第二开关18开启以断开第二供电线路17。

由于是采用电池进行应急供电，所以时间是有限的，因此，在有限的时间内主要是确保电梯内乘客的安全。一般情况下，电梯门开启时可以确认乘客处于安全状态(即可以安全离开)，本发明实施例通过辅助输入单元获取电梯运动状态，并在确认电梯门开启时断开应急供电线路，以节省电能，供其他电梯使用，而在电梯处于关门状态时，保持应急供电。此外，由于电梯开门一般情况下可以保证乘客可安全离开，但在某些情况下，电梯由于故障而导致电梯门无法正常完全关闭，这种情况下，乘客也无法安全离开，因此，在其他某些实施例中，所述运行状态信息还可以包括运行速度信息，在电梯处于开门状态且运行速度等于零时，才确认乘客处于安全状态，于是测控单元19控制第二开关18开启以断开第二供电线路17。

辅助输出单元，连接第一供电线路13和第二供电线路17，用于依据第一供电线13和第二供电线路17的通断情况，输出指示电梯组由电网供电(即由主供电线路供电)或应急供电(即由备用供电线路供电)的供电状态，具体的，是向电梯提供一个触点输出，让电梯知道当前是处于应急供电状态，为了安全起见且避免乘客随意选择楼层导致电能消耗过大，此时不允许乘客随意指定楼层，而是在达到任何平层后就停运。所述辅助输出单元与上述辅助输入单元配合工作，基本过程为：在第二供电线路17导通时，辅助输出单元向电梯发送指示信息，电梯获知当前处于应急供电状态后，屏蔽掉乘客的楼层指定，并在达到任何平层后停运、开门，辅助输入单元采集到电梯的运动状态信息，并提供给测控单元19，测控单元19确认电梯处于开门状态后，控制第二开关18开启以断开第二供电线路17。

实际上，辅助输出单元可以单独根据第一供电线路13或第二供电线路17的通断情况，即可确定电梯组当前属于主供电线路供电还是备用供电线路供电，因为第一供电线路13和第二供电线路17中任意一个导通时，另外一个处于断开状态，反之，第一供电线路13和第二供电线路17中任意一个断开时，另一个处于导通状态。

语音安抚单元，与电梯组及第一供电线路13相连，当所述第一供电线路13断开时，向电梯组输出语音信号，对电梯内乘客进行安抚，具体的，是对由于第一供电线路13断开而导致停机的电梯内的乘客进行语音安抚。当然，在其他实施例中，语音安抚单元可以设置于电梯内且仅与第二供电线路17相连，当第二供电线路17导通时，播放预设语音信号。一般来说，语音信号为一段音频，内容主要是用于解释当前电梯停机的原因，避免乘客由于不了解情况而产生恐慌进而采取不正确手段而发生危险。

需要说明的是，本方案连接供电电网及电梯电源输入口即可实现对电梯的备用供电，无需过多牵涉到电梯内部线路，接线简单，容易安装。并且，本实施例中，检测供电电网的供电情况、切换开关等操作能够由电子设备自动完成，无需过多的人工干预，方便且快捷。

此外，针对上述内容记载的电梯应急供电装置，本发明还提供了一种电梯应急供电方法，图5示出了该方法的流程，该流程包括以下步骤：

步骤S51、启动。

步骤S52、检测供电电网的供电状态。

步骤S53、判断供电状态是否正常，若是，则进入步骤S54，否则，进入步骤S55。

步骤S54、保持第一供电线路导通、第二供电线路断开。

步骤S55、断开第一供电线路并导通第二供电线路。

具体的，切断供电电网与电梯组之间的供电线路，以及，导通逆变器与电梯组之间的供电线路，并启动逆变器工作，由逆变器从与其相连的电池获得电能，并向所述电梯组输出正弦波形式的三相交流电压。

在另外实施例中，检测供电电网的供电状态是周期性进行的，也就是说，在进行上述步骤S54或步骤S55之后，均需要继续检测供电电网的供电状态，并在供电状态恢复正常时，以第一供电线路切换第二供电线路，具体流程如图6所示，包括以下步骤：

步骤S61～步骤S65与前文步骤S 51～步骤S55内容基本相同，不同之处在步骤S64之后进入步骤S62，步骤S65之后进入步骤S66。

步骤S66、检测供电电网的是否恢复正常，若是，进入步骤S67，否则，返回步骤S66。

步骤S67、断开第二供电线路且导通第一供电线路。

在其他实施例中，还可以包括对电池充电的过程，该过程可以根据供电电网的状态而启动，例如可以在供电电网的供电状态从异常恢复到正常时启动。

上述步骤S53或步骤S63中，判断供电状态是否正常的具体形式可以通过判断电压、三相完整性和相序是否正常来实现，如果电压超差、缺相或者相序颠倒，则可判断供电电网的供电状态出现异常。

下面提供一种具体的判断方式，如图7所示，包括以下步骤：

步骤S71、判断电压值与预设值的差值是否超过预设门限，若是，则进入步骤S74，否则，进入步骤S72。

步骤S72、判断是否发生缺相，若是，则进入步骤S73，否则，进入步骤S73。

步骤S73、判断是否发生相序颠倒，若是，则进入步骤S74，否则，则进入步骤S75。

步骤S74、确定供电状态异常。

步骤S75，确定供电状态正常。

需要说明的是，图7仅是一种具体例子，在其他例子中，判断电压是否超差、是否发生缺相以及是否发生相序颠倒这三个操作可以按照任意顺序进行，也可以同时进行。本发明对此并不限制。

此外，在其他实施例中，还可以在供电状态出现异常时，电梯组输出语音信号，对电梯内乘客进行安抚。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种电梯应急供电装置，其特征在于，包括：

与供电电网相连的电源输入口以及与电梯组相连的电源输出口；

设置在所述电源输入口和电源输出口之间的第一供电线路，该第一供电线路上具有第一开关；

电池及逆变器，所述逆变器与所述电池相连，用于从电池获得电能；

设置于所述逆变器和电源输出口之间的第二供电线路，用于传输所述逆变器输出的正弦波形式的三相交流电压，该第二供电线路上具有第二开关；

与所述电源输入口、第一开关、逆变器和第二开关连接的测控电路，用于通过检测所述电源输入口的供电情况以确定供电电网的供电状态，并根据所述供电状态，控制所述第一开关和第二开关的启闭以切换第一供电线路和第二供电线路，以及启动或停止所述逆变器；

所述电梯应急供电装置还包括辅助输入单元和辅助输出单元；

在第二供电线路导通时，辅助输出单元向电梯组发送指示信息，电梯获知当前处于应急供电状态后，屏蔽掉乘客的楼层指定，并在达到任何平层后停运、开门，辅助输入单元采集到电梯的运动状态信息，并提供给测控电路，测控电路确认电梯处于开门状态且运行速度等于零时，控制第二开关开启以断开第二供电线路；所述运动状态信息包括指示开、关门状态的信息及运行速度信息。

2.根据权利要求1所述的电梯应急供电装置，其特征在于，所述电梯组包括多个电梯，所述装置还包括：

切换单元，用于切换各个电梯与电源输出口的连接。

3.根据权利要求1所述的电梯应急供电装置，其特征在于，所述测控电路包括：

检测单元，用于检测所述电源输入口处的供电状态，以确定电压、三相完整性、相序是否正常；

控制单元，用于在所述检测单元检测出电压、三相完整性和相序中至少一个发生异常时，开启所述第一开关，同时闭合所述第二开关且启动所述逆变器工作。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的电梯应急供电装置，其特征在于，还包括：

语音安抚单元，与电梯组及第二供电线路相连，当所述第二供电线路连通时，向电梯组输出语音信号，对电梯内乘客进行安抚。

5.一种应用于权利要求1所述电梯应急供电装置的电梯应急供电方法，其特征在于，包括：

检测供电电网的供电状态；

当供电状态出现异常时，切断供电电网与电梯组之间的供电线路，以及，

导通逆变器与电梯组之间的供电线路，并启动逆变器工作，由逆变器从与其相连的电池获得电能，并向所述电梯组输出正弦波形式的三相交流电压；

在设置于所述逆变器和电源输出口之间的供电线路导通时，利用辅助输出单元向电梯组发送指示信息，电梯获知当前处于应急供电状态后，屏蔽掉乘客的楼层指定，并在达到任何平层后停运、开门，接收辅助输入单元采集到电梯的运动状态信息，在确认电梯处于开门状态且运行速度等于零时，断开所述设置于所述逆变器和电源输出口之间的供电线路；所述运动状态信息包括指示开、关门状态的信息及运行速度信息。

6.根据权利要求5所述的电梯应急供电方法，其特征在于，还包括：

当供电电网的供电状态恢复正常时，停止逆变器工作并切断逆变器与电梯组之间的供电线路，以及，导通供电电网与电梯组之间的供电线路。

7.根据权利要求5所述的电梯应急供电方法，其特征在于，还包括：

当供电状态出现异常时，电梯组输出语音信号，对电梯内乘客进行安抚。

8.根据权利要求5所述的电梯应急供电方法，其特征在于，所述检测供电电网的供电状态具体为：检测与供电电网相连的电源入口处的电压、三相完整性和相序是否正常。