CN104210909A - 一种电梯用负载控制器以及电梯用变频器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯用负载控制器以及电梯用变频器，该方案由驱动回路、可关断电子开关、侦测回路构成，通过驱动回路打开或关闭可关断电子开关，通过侦测回路检查可关断电子开关的开通或关闭情况，用可关断的电子开关取代传统接触器，消除了接触器工作时的噪音，开通和关断时不会发生拉弧，减少了设备体积，寿命更长，可靠性更好，还可通过控制可关断电子开关的导通和关断的占空比，控制开通和关断的过程，满足后端负载电气特性的要求，实现传统接触器不能实现的可调整功能。

Description

一种电梯用负载控制器以及电梯用变频器

技术领域

本发明涉及电梯技术，具体涉及电梯中的接触器技术。

背景技术

为了有效利用建筑空间，节省建筑成本，无机房电梯的使用在逐步增多，即使是有机房电梯，机房的位置设置不合理时，电梯启动停止时的接触器动作噪音常会引起用户的抱怨。

参见图1，其所示的电梯通用主回路。该回路主要由软起电阻1、软起接触器2、滤波电容3、回升晶体4、回升电阻5以及运行接触器6配合形成。该回路中，除了变频器内部要用软起接触器2外，一般在变频器的后端还需要设置运行接触器6，以保证在变频器在不能有效关断主机各项电流时，切断各项的电流。

如图1所示的电梯通用主回路内，如果回升晶体4故障，或滤波电容3或逆变模块发生PN间发生故障需切离后部回路时，因不能有效切断软起接触器2，导致故障状态持续存在，有引发进一步灾害的可能，或强行切断软起接触器2，导致软起电阻1烧毁，后续无法再启动。

同时，接触器动作时有噪音，接触器的机械寿命和电气寿命比可关断式电子开关少得多，且机械部件易卡住，需要清洁维保。

目前可关断的电子元器件的可靠性已非常高，控制技术已非常成熟，价格已进入了合理的空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可替代现有电梯接触器的方案，以消除现有电梯接触器动作时的噪音及拉弧的问题，同时减少日常维保点数，提高电梯系统的可靠性及寿命。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种电梯用负载控制器，该负载控制器包括：

可关断电子开关，所述可关断电子开关设置在电梯的主回路上，通过导通和关断，控制后端负载；

驱动回路，所述驱动回路控制连接可关断电子开关，控制可关断电子开关的导通和关断；

侦测回路，所述侦测回路与可关断电子开关配合，检查可关断电子开关的开通或关闭状态。

在该负载控制器的优选方案中，所述可关断电子开关为但不限于IGBT。

进一步的，所述侦测回路进行电压侦测或/和电流侦测。

进一步的，所述驱动回路还控制可关断电子开关导通和关断的占空比，并以此控制后端负载的电气特性。

基于上述的电梯用负载控制器，本发明还提供一种电梯用变频器，该变频器包括整流模块、逆变模块、平滑电容、串接的回升晶体和回升电阻，其还包括可关断电子开关、驱动回路、侦测回路，所述整流模块连接三相或二相交流电，其P端通过可关断电子开关连接至平滑电容、回升晶体和逆变器模块的正端；其N端连接至平滑电容、回升电阻和逆变模块的负端；所述驱动回路驱动连接可关断电子开关，所述侦测回路设置在整流模块和逆变模块之间，所述逆变模块直接连接至电梯主机。

在上述的电梯用变频器的优选方案中，所述驱动回路和侦测回路接至电梯控制MCU。

进一步的，所述电梯用变频器还包括一电感和续流二极管，所述续流二极管的负极连接至可关断电子开关与逆变模块之间，其正极连接至整流模块的N端，所述电感串接在可关断电子开关与平滑电容之间。

本发明提供的方案采用可关断的电子开关替代传统的接触器，消除传统接触器动作时的噪音及拉弧，减少了日常维保点数，提高了电梯系统的可靠性及寿命；同时通过控制可关断电子开关的导通和关断的占空比，可以有效控制后端负载的电气特性，如电压或电流或功率等的变化。

本发明提供的方案在具体应用时，因可关断电子开关关断时不会发生拉弧，分段能力强，可在后端回路发生异常时，有效切断电流，引发进一步灾害的可能。

再者，因可关断电子开关分段能力强，可有效切断电流，可以取代传统方案中后端的运行接触器，将传统方案中变频器的软起接触器和运行接触器进行整合，降低了成本。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为目前行业内通用的电梯主回路的控制图；

图2为本发明提供的电梯用负载控制器的原理图；

图3为本发明的实施例1的系统架构图；

图4为本发明的实施例2的系统架构图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图2，其所示为电梯用负载控制器的结构原理图。该负载控制器采用可关断的电子开关替代传统的接触器，从而有效解决传统接触器所存在的问题。

由图可知，该负载控制器主要包括可关断电子开关10、驱动回路11、侦测回路12三部分。

其中，可关断电子开关10设置在电梯的主回路上，通过导通和关断，控制后端负载。关断电子开关10不限于简单的开通和关断，其还依一定开通或关断的占空比控制负载的电气特性等。

该可关断电子开关10具体可采用IGBT，但并不限于此，其还可采用如SCR等其它可关断的电子开关。

驱动回路11控制连接可关断电子开关10，控制可关断电子开关的导通和关断；同时驱动回路11还控制可关断电子开关的导通和关断的占空比，可以有效控制后端负载的电气特性，如电压或电流或功率等的变化。

侦测回路12也设置在电梯的主回路上，并与可关断电子开关10配合，用于检查可关断电子开关10的开通或关闭状态。

为很好的检测可关断电子开关10的开通或关闭状态，该侦测回路12可通过电压侦测来进行关断电子开关10的开通或关闭状态检测；但并不限于此，根据需要可进行电流侦测或电压和电流的共同侦测等。

为此，侦测回路12由电压侦测单元或/和电流侦测单元构成。以图2为例，侦测回路12采用电压侦测单元，进行电压侦测。

该控制器用可关断的电子开关取代传统接触器，消除了接触器工作时的噪音，开通和关断时不会发生拉弧，减少了设备体积，寿命更长，可靠性更好，还可通过控制可关断电子开关10的导通和关断的占空比，控制开通和关断的过程，满足后端负载电气特性的要求，实现传统接触器不能实现的可调整功能。

以下具体说明一下上述的电梯用负载控制器方案的应用实例。

实例1

该实例利用本方案提供的电梯用负载控制器形成一种新型的电梯用变频器，其中可关断电子开关采用IGBT，可关断电子开关的侦测采用电压侦测，充电回路采用软起接触器及软起电阻。

参见图3，其所示为本实例的系统架构图。由图可知，整个应用系统包括驱动回路11、IGBT 10、电压侦测单元12、平滑电容13、回升晶体14、回升电阻15、软起接触器16、软起的充电电阻17、整流模块20、逆变模块30。

其中，三相交流电源经整流模块整20流后的P端，接至IGBT 10上端，在IGBT 10的两端并接串联的软起的充电电阻17和软起接触器16，IGBT 10下端接电压侦测单元12、平滑电容13、回升晶体14和逆变器模块30的正端；回升晶体14和回升电阻15串接；逆变模块30、回升电阻15、平滑电容13和电压侦测单元12的负端和整流模20的N端连接，逆变器30的U、V和W直接连接至电梯主机，驱动回路11和电压侦测单元12可接至电梯控制MCU。

由此形成的系统在运行时，在上电时，通过软起电阻17和软起接触器16给平滑电容13充电，待充电完成后，打开IGBT 10，并将软起接触器16吸合，切断充电电阻17。

当侦测到逆变电路电流没有关断或变频器上下桥通路故障或回升晶体14无法关断等需要切断变频器主回路时，通过驱动回流11关闭IGBT 10，切断电梯主机的电流。

本方案将变频器的软起回路和电梯运行接触器6进行整合，降低了成本，用可关断电子开关替代接触器，消除了接触器工作时的噪音，减少了电梯的维保点数，提高了电梯主回路的可靠性。

本实施例的回路仅为描述方便示意，如交流电源完全有可能是2项交流电源，整流模块可以是不可控制整流也可是可控制整流模块，电压侦测也可简单的改成电流侦测或两者都使用，电压侦测单元12、平滑电容13和回升晶体14及回升电阻15的前后位置变化，回升晶体和回升电阻的上下位置变化等不再熬述。

本实施例中，软起接触器16、电压侦测单元12和驱动回路11的处理，可以统一由电梯的逻辑控制MCU来处理，也可统一由电梯马达控制MCU来处理，也可以依任意组合分散在电梯控制MCU和电梯马达控制MCU内共同执行，也可以独立于电梯现有系统外重新设计一个部件。

本实施例中为说明主动关断IGBT 10，仅列举了部分条件。

实例2

该实例利用本方案提供的电梯用负载控制器形成另一种新型的电梯用变频器，其中可关断电子开关采用IGBT，可关断电子开关的侦测采用电流侦测，充电回路直接用可关断电子开关导通的占空比来实现。

参见图4，其所示为本实例的系统架构图。由图可知，整个应用系统包括驱动回路11、IGBT 10、电压侦测单元12a、电流侦测单元12b、平滑电容13、回升晶体14、回升电阻15、电感18、续流二极体19、整流模块20、逆变模块30。

其中，三相交流电源经整流模块20整流后的P端，接至IGBT 10上端，IGBT 10下端接电感18的上端及续流二极体19的负端，电感18的下端接电压侦测单元12a、电流侦测单元12b的一端，电流侦测单元12b的另一端接平滑电容13、回升晶体14和逆变器模块30的正端；回升电阻15与回升晶体14串接；逆变模块30、回升电阻15、平滑电容13和电压侦测单元12a的负端及续流二极体19的正端和整流模20的N端连接，逆变器30的U、V和W直接连接至电梯主机，驱动回路11和电压侦测单元12a可接至电梯控制MCU。

由此形成的系统在运行时，在上电时由电梯控制MCU通过驱动回路，控制IGBT 10的导通和关断占空比，给平滑电容13充电，避免对电源的冲击，待充电完成后，IGBT 10完全打开。

当侦测到逆变电路电流没有关断或变频器上下桥通路故障或回升晶体14无法关断等需要关闭变频器主回路时时，关闭IGBT 10，切断电梯主机的电流。

本实例方案将变频器的软起回路和电梯运行接触器进行整合，降低了成本，用可关断电子开关替代接触器，消除了接触器工作时的噪音，减少了电梯的维保点数，提高了电梯主回路的可靠性。

本实施例的回路仅为描述方便示意，如交流电源完全有可能是2项交流电源，整流模块可以是不可控制整流，也可是可控制整流模块；侦测回路不限于同时使用电流侦测单元12a和电流侦测单元12b，也可简单的改成电压侦测或电流侦测，电流侦测单元12b可在电感18的前端或后端，平滑电容3和回升晶体4及回升电阻5的前后位置变化，回升晶体4和回升电阻5的上下位置变化等不再熬述。

本实施例中，驱动回路11和电流侦测12的处理，可以统一由电梯控制MCU来处理，也可统一由电梯马达控制MCU来处理，也可以依任意组合分散在电梯控制MCU和电梯马达控制MCU内共同执行，也可以独立于电梯现有系统外重新设计一个部件。

本实施例中为说明主动关断IGBT 10，仅列举了部分条件。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种电梯用负载控制器，其特征在于，所述载控制器包括：

可关断电子开关，所述可关断电子开关设置在电梯的主回路上，通过导通和关断，控制后端负载；

驱动回路，所述驱动回路控制连接可关断电子开关，控制可关断电子开关的导通和关断；

侦测回路，所述侦测回路与可关断电子开关配合，检查可关断电子开关的开通或关闭状态。

2.根据权利要求1所述的一种电梯用负载控制器，其特征在于，所述可关断电子开关为但不限于IGBT。

3.根据权利要求1所述的一种电梯用负载控制器，其特征在于，所述侦测回路进行电压侦测或/和电流侦测。

4.根据权利要求1所述的一种电梯用负载控制器，其特征在于，所述驱动回路还控制可关断电子开关导通和关断的占空比，并以此控制后端负载的电气特性。

5.一种电梯用变频器，该变频器包括整流模块、逆变模块、平滑电容、串接的回升晶体和回升电阻，其特征在于，所述变频器还包括可关断电子开关、驱动回路、侦测回路，所述整流模块连接三相或二相交流电，其P端通过可关断电子开关连接至平滑电容、回升晶体和逆变器模块的正端；其N端连接至平滑电容、回升电阻和逆变模块的负端；所述驱动回路驱动连接可关断电子开关，所述侦测回路设置在整流模块和逆变模块之间，所述逆变模块直接连接至电梯主机。

6.根据权利要求5所述的一种电梯用变频器，其特征在于，所述驱动回路和侦测回路接至电梯控制MCU。

7.根据权利要求5所述的一种电梯用变频器，其特征在于，所述电梯用变频器还包括一电感和续流二极管，所述续流二极管的负极连接至可关断电子开关与逆变模块之间，其正极连接至整流模块的N端，所述电感串接在可关断电子开关与平滑电容之间。