CN106379809B - 电梯紧急制动的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电梯紧急制动的方法和装置。所述方法包括：接收紧急制动指令，获取电梯当前速度，将当前速度与预设速度值进行比对；若大于等于预设速度值，分别控制逆变器中各开关元件断开/闭合，使得所述逆变器的三相输出中任意两相短接；若小于预设速度值，分别控制逆变器中各开关元件断开/闭合，使得所述逆变器的三相输出短接；其中，所述逆变器的三相输出分别与所述电机的三相输入对应。本发明能够消除电梯紧急制动时的轿厢自由运行，提高电梯的安全性。

Description

电梯紧急制动的方法和装置

技术领域

本发明涉及电梯控制技术领域，特别是涉及电梯紧急制动的方法和装置。

背景技术

当电梯运行时，电梯的电机制动器打开，三相交流电通过整流器整流为直流，再经过滤波电容滤波后输入至逆变器。逆变器是一种将直流电(DC)转化为交流电(AC)的装置。电梯控制器发出控制指令来调节逆变器的输出，使电机以期望速度运转。当需要紧急停止时，断开逆变器使其停止输出电源给电机，同时控制电机制动器闭合，使电梯减速停止。但是电机制动器从打开状态到闭合状态通常需要几百毫秒的时间，而此时逆变器已停止输出，因此在这段时间里，电梯轿厢将在不平衡力矩的作用下自由运行，特别是在重载下行或轻载上行时还会加速运行。

可见，这种电梯紧急制动的方法存在安全隐患。

发明内容

基于此，本发明实施例提供了电梯紧急制动的方法和装置，能够消除电梯紧急制动时的轿厢自由运行，提高电梯的安全性。

本发明一方面提供电梯紧急制动的方法，包括：

接收紧急制动指令，获取电梯当前速度，将当前速度与预设速度值进行比对；

若大于等于预设速度值，分别控制逆变器中各开关元件断开/闭合，使得所述逆变器的三相输出中任意两相短接；

若小于预设速度值，分别控制逆变器中各开关元件断开/闭合，使得所述逆变器的三相输出短接；

其中，所述逆变器的三相输出分别与所述电机的三相输入对应。

本发明另一方面提供一种电梯紧急制动的装置，包括：

指令及速度感知模块，用于接收紧急制动指令，获取电梯当前速度，将当前速度与预设速度值进行比对；

第一制动模块，用于若大于等于预设速度值，分别控制逆变器中各开关元件断开/闭合，使得所述逆变器的三相输出中任意两相短接；

第二制动模块，用于若小于预设速度值，分别控制逆变器中各开关元件断开/闭合，使得所述逆变器的三相输出短接；

其中，所述逆变器的三相输出分别与所述电机的三相输入对应。

上述技术方案，当接收到紧急制动指令时，获取电梯当前速度，将当前速度与预设速度值进行比对；若大于等于预设速度值，分别控制逆变器中各开关元件断开/闭合使得所述逆变器的三相输出中任意两相短接，以对所述电梯的电机进行两相制动，所述两相制动为短接电机三相输入中的任意两相；若小于预设速度值，分别控制逆变器中各开关元件断开/闭合使得所述逆变器的三相输出短接，以对所述电梯的电机进行三相制动，所述三相制动为短接电机的三相输入。通过关断或闭合逆变器的开关元件实现电机的两相制动，能够提高逆变器的制动能力，完全避免电梯紧急停止时的轿厢自由运行，通过关断或闭合逆变器的开关元件实现电机的三相制动，能够减少轿厢的位移距离，提高电梯的安全性；并且无需额外增加硬件成本。

附图说明

图1为一实施例的本发明方案的硬件环境示意图；

图2为一实施例的电梯紧急制动的方法的示意性流程图；

图3为一实施例的实现逆变器输出的两相短接的示意图；

图4为一实施例的实现逆变器输出的三相短接的示意图；

图5为一实施例的电梯紧急制动的装置的示意性结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为实现本发明实施例电梯紧急制动的方法的硬件环境示意图；实现本发明实施例的电梯紧急制动的方法的硬件环境为电梯系统。所述电梯系统包括：整流器、逆变器、电机以及电梯控制器。其中，所述电机优选为同步永磁电机，所述逆变器优选为多组开关元件和续流二极管以桥接方式构成的逆变器，所述逆变器输出为三相交流电，且所述逆变器的三相输出分别与所述电机的三相输入对应。所述电梯控制器包括处理器和存储介质，所述存储介质中至少存储有一种实现电梯紧急制动的装置，该装置可用于实现本发明实施例的电梯紧急制动的方法。电梯运行时，电机的制动器为打开状态，电梯控制器控制逆变器的各个开关元件断开/闭合，使电梯以期望的速度运行。电梯紧急制动时，可通过上述实现电梯紧急制动的装置控制电机两相制动或者三相制动。

结合图1及上述对硬件环境的说明，以下对电梯紧急制动的方法的实施例进行说明。

图2为一实施例的电梯紧急制动的方法的示意性流程图；如图2所示，本实施例中的电梯紧急制动的方法包括步骤：

S11，接收紧急制动指令，获取电梯当前速度，将当前速度与预设速度值进行比对。

其中，所述预设速度值可根据电梯的实际使用场景进行设置，设置预设速度值的目的在于决定采用两相制动方式或者三相制动方式进行电梯制动。当电梯速度较快时，为了避免电梯轿厢将在电机制动器闭合的过程中因不平衡力矩的产生自由运行，优选采用两相制动方式，使得在电机制动器闭合的过程中电梯电机有一个制定的缓冲过程，防止不平衡力矩；当电梯速度不太快时，可采用三相制动方式，使轿厢迅速减速。

在一优选实施例中，可通过预设的速度传感器实时获取电梯的速度，例如将所述速度传感器设置在轿厢本体，并且所述速度传感器还与电梯控制器信号连接，以将采集的到电梯速度发送给电梯控制器。

S12，若大于等于预设速度值，分别控制逆变器中各开关元件断开/闭合，使得所述逆变器的三相输出中任意两相短接。

本实施例中逆变器输出给电机的是三相交流电源，即是由三个频率相同、振幅相等、相位依次互差120°的交流电势。通常依次为A相为黄色，B相为绿色，C相为红色，三相交流电目前有以下几种叫法：A相、B相、C相，或L1 相、L2相、L3相，或U相、V相、W相，顺序都是一样的。本发明实施例中以U相、V相、W相表示三相交流电。

通过关断或闭合逆变器的开关元件短接电机的三相输入中任意两相，可为电机提供制动力矩，完全消除紧急制动时轿厢的自由运行，提高电梯的安全性，还能够抑制因制动器的制动力不足导致的轿厢过快移动。当电梯高速运行情况下需要紧急制动时，通过该方式的两相制动能够承受大的制动电流，从而克服了加装短接电机三相接触器的缺陷，且无需额外增加成本。

S13，若小于预设速度值，分别控制逆变器中各开关元件断开/闭合，使得所述逆变器的三相输出短接。

通过关断或闭合逆变器的开关元件短接电机的三相输入，从而降低轿厢的运行速度，提高电梯的安全性，还能够抑制因制动器的制动力不足导致的轿厢过快移动。当电梯低速运行需要紧急制动时，通过该方式的三相制动能够使轿厢迅速减速，减少轿厢的制动移位距离。

在另一优选实施例中，还可以根据预设的旋转编码器、光栅尺或磁栅尺的反馈信息得出电梯速度。所述旋转编码器、光栅尺或磁栅尺与电梯控制器信号连接，以将采集的到反馈信号发送给电梯控制器。

其中，旋转编码器可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电信号，按照工作原理可分为：光电式、磁电式和触电电刷式等。光栅尺，也称为光栅尺位移传感器(光栅尺传感器)，是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺可用作直线位移或者角位移的检测，其具有检测范围大，检测精度高，响应速度快的特点。磁栅尺，是磁栅数显系统的基准元件，波长就是磁栅尺的长度计量单位；任一被测长度都可用与其对应的若干磁栅波长之和来表示。即还可以通过旋转编码器、光栅尺或磁栅尺的反馈的轿厢位移信息，得到电梯当前速度。

在一优选实施例中，参考图1、图3所示，所述逆变器是通过6组开关元件和续流二极管以桥接方式构成的逆变器，其三相输出包括U、V、W相输出。所述逆变器的三相输出中任意两相短接包括：逆变器的三相输出中U、V两相短接，或者逆变器的三相输出中U、W两相短接，或者逆变器的三相输出中V、 W两相短接。

在一优选实施例中，使得所述逆变器的三相输出中任意两相短接的实现方法包括：

若短接逆变器的三相输出中U、V两相，则断开逆变器U相上桥臂的开关元件、V相下桥臂的开关元件、W相上下桥臂的开关元件，并闭合逆变器U相下桥臂的开关元件、V相上臂的开关元件；或者，如图3所示，断开逆变器U 相下桥臂的开关元件、V相上桥臂的开关元件、W相上下桥臂的开关元件，并闭合逆变器U相上桥臂的开关元件、V相下臂的开关元件。

若短接逆变器的三相输出中U、W两相，则断开逆变器U相上桥臂的开关元件、W相下桥臂的开关元件、V相上下桥臂的开关元件，并闭合逆变器U相下桥臂的开关元件、W相上臂的开关元件；或者，断开逆变器U相下桥臂的开关元件、W相上桥臂的开关元件、V相上下桥臂的开关元件，并闭合逆变器U 相上桥臂的开关元件、W相下臂的开关元件。

若短接逆变器的三相输出中V、W两相，则断开逆变器V相上桥臂的开关元件、W相下桥臂的开关元件、U相上下桥臂的开关元件，并闭合V相下桥臂的开关元件、W相上臂的开关元件；或者，断开逆变器V相下桥臂的开关元件、 W相上桥臂的开关元件、U相上下桥臂的开关元件，并闭合逆变器V相上桥臂的开关元件、W相下臂的开关元件。

在另一优选实施例中，使得所述逆变器的三相输出短接的方式可包括以下三种的任意一种：

第一种，断开逆变器三相上桥臂的开关元件，并闭合逆变器三相下桥臂的开关元件(如图4所示)；第二种，断开逆变器三相下桥臂的开关元件，并闭合逆变器三相上桥臂的开关元件；第三种，在断开逆变器三相上桥臂的开关元件并闭合逆变器三相下桥臂的开关元件，与断开逆变器三相下桥臂的开关元件并闭合逆变器三相上桥臂的开关元件两种方式中进行交替切换。

通过上述实施例的电梯紧急制动的方法，当接收到紧急制动指令时，获取电梯当前速度，将当前速度与预设速度值进行比对；若大于等于预设速度值，分别控制逆变器中各开关元件断开/闭合使得所述逆变器的三相输出中任意两相短接，以对所述电梯的电机进行两相制动，所述两相制动为短接电机三相输入中的任意两相；若小于预设速度值，分别控制逆变器中各开关元件断开/闭合使得所述逆变器的三相输出短接，以对所述电梯的电机进行三相制动，所述三相制动为短接电机的三相输入。通过关断或闭合逆变器的开关元件实现电机的两相制动，能够完全避免电梯紧急停止时的轿厢自由运行，通过关断或闭合逆变器的开关元件实现电机的三相制动，能够减少轿厢的位移距离，提高电梯的安全性。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。此外，还可对上述实施例进行任意组合，得到其他的实施例。

基于与上述实施例中的电梯紧急制动的方法相同的思想，本发明还提供电梯紧急制动的装置，该装置可用于执行上述电梯紧急制动的方法。为了便于说明，电梯紧急制动的装置实施例的结构示意图中，仅仅示出了与本发明实施例相关的部分，本领域技术人员可以理解，图示结构并不构成对装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

图5为本发明一实施例的电梯紧急制动的装置的示意性结构图；如图5所示，本实施例的电梯紧急制动的装置包括：指令及速度感知模块310、第一制动模块320以及第二制动模块330，各模块详述如下：

所述指令及速度感知模块310，用于接收紧急制动指令，获取电梯当前速度，将当前速度与预设速度值进行比对。

在一优选实施例中，可根据旋转编码器或光栅尺或磁栅尺的反馈信息得出电梯当前速度。该方式可实时获取电梯速度，响应时间短，精度高。

所述第一制动模块320，用于若大于等于预设速度值，分别控制逆变器中各开关元件断开/闭合，使得所述逆变器的三相输出中任意两相短接。

本实施例中，所述逆变器的三相输出分别与所述电机的三相输入对应。

在一优选实施例中，所述逆变器的三相输出包括U、V、W相输出；所述逆变器的三相输出中任意两相短接包括：逆变器的三相输出中U、V两相短接，或者逆变器的三相输出中U、W两相短接，或者逆变器的三相输出中V、W两相短接。具体实施方式可参考上述方法实施例所述。

所述第二制动模块330，用于若小于预设速度值，分别控制逆变器中各开关元件断开/闭合，使得所述逆变器的三相输出短接。

其中，逆变器的三相输出短接的具体实施方式可参考上述方法实施例。

需要说明的是，上述示例的电梯紧急制动的装置的实施方式中，各模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明前述方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明前述方法实施例相同，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

此外，上述示例的电梯紧急制动的装置的实施方式中，各功能模块的逻辑划分仅是举例说明，实际应用中可以根据需要，例如出于相应硬件的配置要求或者软件的实现的便利考虑，将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将所述电梯紧急制动的装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。其中各功能模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，作为独立的产品销售或使用。所述程序在执行时，可执行如上述各方法的实施例的全部或部分步骤。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，不能理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电梯紧急制动的方法，其特征在于，包括：

接收紧急制动指令，实时获取电梯当前速度，将当前速度与预设速度值进行比对；所述预设速度值根据电梯的实际使用场景进行设置，用于决定采用两相制动方式或者三相制动方式进行电梯制动；

若实时获取的电梯当前速度大于等于预设速度值，则采用两相制动方式，以分别控制逆变器中各开关元件断开/闭合，使得所述逆变器的三相输出中任意两相短接；

若实时获取的电梯当前速度小于预设速度值，则采用三相制动方式，以分别控制逆变器中各开关元件断开/闭合，使得所述逆变器的三相输出短接；

其中，所述逆变器的三相输出分别与电机的三相输入对应。

2.根据权利要求1所述的电梯紧急制动的方法，其特征在于，获取电梯当前速度的步骤包括：

根据预设的旋转编码器、光栅尺或磁栅尺的反馈信息得出电梯当前速度。

3.根据权利要求1所述的电梯紧急制动的方法，其特征在于，所述逆变器的三相输出包括U、V、W相输出；

所述逆变器的三相输出中任意两相短接包括：逆变器的三相输出中U、V两相短接，或者逆变器的三相输出中U、W两相短接，或者逆变器的三相输出中V、W两相短接。

4.根据权利要求3所述的电梯紧急制动的方法，其特征在于，所述逆变器是通过6组开关元件和续流二极管以桥接方式构成的逆变器。

5.根据权利要求4所述的电梯紧急制动的方法，其特征在于，分别控制逆变器中各开关元件断开/闭合，使得所述逆变器的三相输出中任意两相短接包括：

若短接逆变器的三相输出中U、V两相，则断开逆变器U相上桥臂的开关元件、V相下桥臂的开关元件、W相上下桥臂的开关元件，并闭合逆变器U相下桥臂的开关元件、V相上臂的开关元件；或者，断开逆变器U相下桥臂的开关元件、V相上桥臂的开关元件、W相上下桥臂的开关元件，并闭合逆变器U相上桥臂的开关元件、V相下臂的开关元件；

若短接逆变器的三相输出中U、W两相，则断开逆变器U相上桥臂的开关元件、W相下桥臂的开关元件、V相上下桥臂的开关元件，并闭合逆变器U相下桥臂的开关元件、W相上臂的开关元件；或者，断开逆变器U相下桥臂的开关元件、W相上桥臂的开关元件、V相上下桥臂的开关元件，并闭合逆变器U相上桥臂的开关元件、W相下臂的开关元件；

若短接逆变器的三相输出中V、W两相，则断开逆变器V相上桥臂的开关元件、W相下桥臂的开关元件、U相上下桥臂的开关元件，并闭合V相下桥臂的开关元件、W相上臂的开关元件；或者，断开逆变器V相下桥臂的开关元件、W相上桥臂的开关元件、U相上下桥臂的开关元件，并闭合逆变器V相上桥臂的开关元件、W相下臂的开关元件。

6.根据权利要求4所述的电梯紧急制动的方法，其特征在于，分别控制逆变器中各开关元件断开/闭合，使得所述逆变器的三相输出短接包括：

断开逆变器三相上桥臂的开关元件，并闭合逆变器三相下桥臂的开关元件；

或者，断开逆变器三相下桥臂的开关元件，并闭合逆变器三相上桥臂的开关元件；

或者，在断开逆变器三相上桥臂的开关元件并闭合逆变器三相下桥臂的开关元件，与断开逆变器三相下桥臂的开关元件并闭合逆变器三相上桥臂的开关元件两种方式中进行交替切换。

7.根据权利要求3所述的电梯紧急制动的方法，其特征在于，所述电机为同步永磁电机。

8.一种电梯紧急制动的装置，其特征在于，

指令及速度感知模块，用于接收紧急制动指令，实时获取电梯当前速度，将当前速度与预设速度值进行比对；所述预设速度值根据电梯的实际使用场景进行设置，用于决定采用两相制动方式或者三相制动方式进行电梯制动；

第一制动模块，用于若实时获取的电梯当前速度大于等于预设速度值，则采用两相制动方式，以分别控制逆变器中各开关元件断开/闭合，使得所述逆变器的三相输出中任意两相短接；

第二制动模块，用于若实时获取的电梯当前速度小于预设速度值，则采用三相制动方式，以分别控制逆变器中各开关元件断开/闭合，使得所述逆变器的三相输出短接；

其中，所述逆变器的三相输出分别与电机的三相输入对应。

9.根据权利要求8所述的电梯紧急制动的装置，其特征在于，获取电梯当前速度包括：

根据旋转编码器或光栅尺或磁栅尺的反馈信息得出电梯当前速度。

10.根据权利要求8所述的电梯紧急制动的装置，其特征在于，所述逆变器的三相输出包括U、V、W相输出；

所述逆变器的三相输出中任意两相短接包括：逆变器的三相输出中U、V两相短接，或者逆变器的三相输出中U、W两相短接，或者逆变器的三相输出中V、W两相短接。