CN108657893B - 一种电梯救援方法、系统以及控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯救援方法、系统以及控制器，方法包括：若检测到输入电源不可用，则将电机切入短接状态，并使轿厢进入溜车状态；预设时间后，撤除所述电机的短接状态，对电机进行开环控制，使逆变模块向电机输出电压，电机在接收到逆变模块输出的电压后利用溜车产生的能量对强电直流母线上的储能件进行充电；在电机运行达到预设稳态时，对电机进行闭环控制，使电机转速达到预设救援速度；若检测到所述轿厢运行到距离平层位置预设距离，则基于闭环控制将电机转速降至零，再停止溜车使轿厢停止在平层位置，并打开轿厢门。本发明使电梯能够在输入电源不可用、且直流母线电压降至很低甚至为零时，实现平稳的启动、返平层和停车控制。

Description

一种电梯救援方法、系统以及控制器

技术领域

本发明涉及电梯控制领域，尤其涉及一种电梯救援方法、系统以及控制器。

背景技术

随着电梯控制技术的发展，用户对电梯系统的安全性和容错性要求日益提高。一般楼宇内安装电梯系统时，都要求电梯系统具有紧急救援功能，能够在电网停电时，快速实现反平层开门以安全解散乘客。现有技术在电网停电时实现电梯紧急救援时的方案主要有如下几种：

1)、储备不间断电源(Uninterruptible Power System/Uninterruptible PowerSupply，UPS)或自动应急救援装置(Automatic Rescue Device，ARD)。在电网停电时，将一定容量的蓄电池所储存的能量通过电能变换，以单相交流(多为模拟220V市电，部分为矩形波)的形式为变频器供电，取代正常情况的三相380V交流电。控制器在低压供电的条件下，控制电机慢速运行至平层。然而，UPS和ARD的成本较高，而且蓄电池储电有限，执行几次救援之后，蓄电池能量基本就耗完了。

2)、封星溜车。通过封星接触器，将同步永磁电机的三相绕组短接，变频器不作任何控制，电机自身的短路电流可产生阻力矩并与负载力矩平衡，使轿厢以一个较小的速度向邻近平层运行，在接收到平层或门区信号后，迅速关闭抱闸，使轿厢停在平层位置。这种方法可以避免UPS和ARD电源的成本问题，但封星溜车的速度较慢，需要较长的时间才能回到平层位置，并且其在停车速度不为零时直接下抱闸，乘客舒适感较差。

3)、电子封星溜车。原理和操作方式与封星溜车类似，但通过变频器的开关管实现电机三相短接，无需机械封星接触器。同样的，电子封星溜车也存在与封星溜车同样的问题。

4)、依靠电机再生能量的方案。专利文献CN107128756A提出了一种方案，在电梯运行中检测到三相输入电源不可用时，通过改变电机的控制策略以产生再生能量维持住直流母线的电压，并使电梯轿厢受控平稳的回到平层。但这个方案是在直流母线降至过低水平之前就开始执行，没有提到电梯已经停止运行且直流母线降至零的条件下，如何实现电梯平稳返回平层。

5)、变频器封波溜车方案。当电梯控制器检测到电梯故障停车且无输入电源时，先封锁变频器的PWM发波，松开抱闸让电机溜车，这时变频器工作于不控整流状态，电机的再生能量通过IGBT的续流二极管向直流母线充电；当直流母线电压升至设定的门限值或电机溜车达到设定的速度值后，开始切入电机转速的闭环控制，再控制电机平稳返回平层。该方案存在启动时溜车速度过快、舒适感不好的问题。

综上，现有技术在电网停电时实现电梯紧急救援时的方案存在有成本较高、舒适感差或者直流母线电压太低无法工作的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述或成本高或舒适感差或直流母线电压太低无法工作的缺陷，提供一种电梯救援方法、系统以及控制器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电梯救援方法，包括：

若检测到输入电源不可用，则供电来源从所述输入电源切换为备份电源，将电机切入短接状态，并使轿厢进入溜车状态；

所述轿厢进入溜车状态预设时间后，撤除所述电机的短接状态，对电机进行开环控制，使逆变模块按照预设策略向所述电机输出电压；其中，所述电机在接收到所述逆变模块输出的电压后，利用溜车产生的能量对强电直流母线上的储能件进行充电；

检测到所述电机运行达到预设稳态时，对所述电机进行闭环控制，使所述电机转速达到预设救援速度，并按照所述预设救援速度运行；

若检测到所述轿厢运行到距离平层位置预设距离，则基于闭环控制将电机转速降至零后悬停，再停止溜车使所述轿厢停止在平层位置，并打开轿厢门。

本发明还要求保护一种控制器，包括：

溜车控制单元，用于在检测到输入电源不可用时，控制供电来源从所述输入电源切换为备份电源，将电机切入短接状态，并使轿厢进入溜车状态；

开环控制单元，用于在所述轿厢进入溜车状态预设时间后，撤除所述电机的短接状态，对电机进行开环控制，使逆变模块按照预设策略向所述电机输出电压；其中，所述电机在接收到所述逆变模块输出的电压后，利用溜车产生的能量对强电直流母线上的储能件进行充电；

闭环控制单元，用于在检测到所述电机运行达到预设稳态时，对所述电机进行闭环控制，使所述电机转速达到预设救援速度，并按照所述预设救援速度运行；

制动控制单元，用于在检测到所述轿厢运行到距离平层位置预设距离时，基于闭环控制将电机转速降至零后悬停，再停止溜车使所述轿厢停止在平层位置，并打开轿厢门。

本发明还要求保护一种控制器，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。

本发明还要求保护一种电梯救援系统，包括整流模块、强电直流母线、逆变模块、降压变换器、切换开关、备份电源、直流源变换器以及如上所述的控制器，所述整流模块、强电直流母线以及所述逆变模块依次连接；

所述降压变换器分别与所述强电直流母线连接，用于将所述强电直流母线中的电压降压变换后输出；

所述备份电源与所述降压变换器连接，用于在供电正常时从降压变换器的输出取电以充电；

所述切换开关分别与所述降压变换器、所述备份电源、所述控制器及所述直流变换器连接，用于在所述控制器的控制下选择所述降压变换器和所述备份电源中的一个直流源输出；

所述直流源变换器包括输入端和多个输出端，所述输入端与所述切换开关连接，所述多个输出端分别与所述逆变模块、所述控制器以及其他电梯运行相关的设备连接，用于对所述切换开关输出的直流源进行电压转换，以为所述逆变模块、所述控制器以及其他电梯运行相关的设备提供工作电压。

实施本发明的电梯救援方法、系统以及控制器，具有以下有益效果：本发明在启动溜车前先将电机切入短接状态，所以可以以一个较小的速度启动溜车，保证轿厢不会迅速加速，使救援运行时提高了启动的平稳性和安全性；之后先开环控制再闭环控制，通过开环控制向电机注入负电压，从而可以使电机向强电直流母线充电，提升强电直流母线电压，因此可以保证闭环控制的平稳切换；通过闭环控制，使得电机在返平层的过程中，运行更为平稳，而且停车时，可以基于闭环控制将电机转速快速降至趋于零，不会有直接抱闸时所产生的顿挫感，提升救援过程的舒适性和平稳度，总之，本发明无需配置UPS或ARD，硬件成本低，使电梯能够在输入电源不可用、且直流母线电压降至很低甚至为零时，实现平稳的启动、返平层和停车控制。

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是电梯运行原理图；

图2是本发明实施例一提供的电梯救援方法的流程图；

图3是本发明实施例二提供的电梯救援方法的流程图；

图4是本发明实施例三提供的控制器的结构示意图；

图5是本发明实施例四提供的控制器的结构示意图；

图6是本发明实施例六提供的电梯紧急救援系统的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

参见图1，是本发明实施例中电梯运行原理的示意图。其中，三相电源输出的交流电源经过整流模块整流后转换为直流电源经由强电直流母线输出至逆变模块，由所述逆变模块将所述直流转换为电压可调的交流电源，以控制电机转速，通过所述电机带动电梯的升降。所述控制器一方面控制逆变模块以控制电机工作，另一方面控制电梯运行的其他方面，例如控制抱闸等。

本发明总的思路是：首先，若检测到输入电源不可用，供电来源从所述输入电源切换为备份电源，将电机切入短接状态，并使轿厢进入溜车状态；然后，在所述轿厢进入溜车状态预设时间后，撤除所述电机的短接状态，对电机进行开环控制，使逆变模块按照预设策略向所述电机输出电压；其中，所述电机在接收到所述逆变模块输出的电压后，利用溜车产生的能量对所述强电直流母线上的储能件进行充电；再然后，在检测到所述电机运行达到预设稳态时，对所述电机进行闭环控制，使所述电机转速达到预设救援速度，并按照所述预设救援速度运行；最后，若检测到所述轿厢运行到距离平层位置预设距离，则基于闭环控制将电机转速降至零后悬停，再停止溜车使所述轿厢停止在平层位置，并打开轿厢门。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

实施例一

参考图2，是本发明实施例一提供的电梯救援方法，该方法的执行主体为图1中的控制器，该方法的实现流程详述如下：

S101、若检测到输入电源不可用，则供电来源从所述输入电源切换为备份电源，将电机切入短接状态，将电机切入短接状态，并使轿厢进入溜车状态。

将电机切入短接状态，即进入封星状态。例如，可以通过关断与电机连接的逆变模块的所有上管，同时开通逆变模块中的所有下管，实现电子封星。

本实施例的方法步骤可以由图1中的控制器配合其他的电梯运行相关的设备(比如逆变模块、抱闸等)实现，所以输入电源不可用时，需要保证给控制器以及其他的电梯运行相关的设备的供电。为此，本实施例中，在输入电源可用时，备份电源以及电梯运行相关的设备从强电直流母线进行降压取电以充电或工作；在输入电源不可用时，供电来源从所述输入电源切换为备份电源，因此电梯运行相关的设备分别从备份电源取电以工作。例如，电梯系统中一般设置有弱电直流母线，弱电直流母线在紧急救援时由备份电源直接供电，备份电源在输入电源可用时由强电直流母线充电，如此，只要电梯系统恢复正常运行一段时间，就可以确保下次救援时备份电源具备充足的电量。

S102、在所述轿厢进入溜车状态预设时间后，撤除所述电机的短接状态，对电机进行开环控制，使逆变模块按照预设策略向所述电机输出电压。其中，所述电机在接收到所述逆变模块输出的电压后，利用溜车产生的能量对所述强电直流母线上的储能件进行充电。

具体的，可以控制逆变模块输出的电压使得电机的功率为负功率(比如控制逆变模块输出的电压的方向与电机电流的方向相反，即可使得电机的功率为负功率)，电机的功率为负功率即意味着电机在溜车时产生的能量传递至强电直流母线。

S103、在检测到所述电机运行达到预设稳态时，对所述电机进行闭环控制，使所述电机转速达到预设救援速度，并按照所述预设救援速度运行。

由于步骤S102中电机向强电直流母线的储能件充电会提升强电直流母线的输出电压，所以在该步骤切换到闭环控制时可以保证平稳切换，因为如果强电直流母线没有足够的输出电压，直接切入闭环控制，很可能因为母线电压太小而导致控制器输出量饱和，而导致失控。

S104、若检测到所述轿厢运行到距离平层位置预设距离，则基于闭环控制将电机转速降至零后悬停，再停止溜车使所述轿厢停止在平层位置，并打开轿厢门。

本实施例在进入溜车状态前先将电机切入短接状态，以一个较小的速度启动溜车，保证轿厢不会迅速加速，使救援运行时提高了启动的平稳性和安全性；之后先开环控制再闭环控制，通过开环控制向电机注入负电压，从而可以使电机向强电直流母线充电，提升强电直流母线电压，因此可以保证闭环控制的平稳切换；通过闭环控制，使得电机在返平层的过程中，运行更为平稳，而且停车时，可以基于闭环控制将电机转速快速降至趋于零，不会有直接抱闸时所产生的的顿挫感，提升救援过程的舒适性和平稳度，总之，本发明无需配置UPS或ARD，硬件成本低，使电梯能够在输入电源不可用、且直流母线电压降至很低甚至为零时，实现平稳的启动、返平层和停车控制。

实施例二

在输入电源可用时，备份电源(例如蓄电池)以及电梯运行相关的设备(例如逆变模块、抱闸、控制器等)从强电直流母线进行降压取电以充电或工作。一旦到输入电源不可用，电梯首先会报故障停梯，电机此时就静止下来，直到有维护人员，或顶层控制软件自动控制，启动本实施例的如图3所示的以下救援过程，同理该方法的执行主体为图1中的控制器：

S201、控制供电来源从所述输入电源切换为备份电源，电梯运行相关的设备分别从备份电源取电以工作。此可以通过控制器控制弱电直流母线的输入切换到备份电源实现。

S202、检查是否满足救援条件，若是，进入步骤S203，否则，关闭抱闸，封锁逆变模块的输出，等待人工救援。

所述救援条件为备份电源的供电状态稳定且与电机连接的逆变模块无故障。此处，所谓备份电源的供电状态稳定，是指备份电源输出的电压在其正常的工作范围之内。

S203、经由逆变模块将电机切入短接状态。例如，关断所述逆变模块中的所有上管，同时开通所述逆变模块中的所有下管，其中，所述上管和下管为绝缘栅双极型晶体管IGBT。

S204、松开抱闸，使轿厢进入溜车状态。此可以由控制器控制抱闸接触器吸合实现。

S205、在所述轿厢进入溜车状态预设时间后，撤除所述电机的短接状态，对电机进行开环控制，使逆变模块按照预设策略向所述电机输出电压；其中，所述电机在接收到所述逆变模块输出的电压后，利用溜车产生的能量对所述强电直流母线上的储能件进行充电。

优选的，控制所述逆变模块向所述电机q轴注入电压量uq，向电机d轴注入电压量ud；其中，所述电压量ud为0；当强电直流母线所能输出的最大电压Umax小于αRsIq时，电压量uq为-Umax；当Umax大于或等于αRsIq时，电压量uq为–αRsIq；其中，Rs为电机定子电阻，Iq为实时检测到的电机三相电流的q轴分量，α为系数。优选为小于0.5。

S206、在检测到所述电机运行达到预设稳态时，对所述电机进行闭环控制，使所述电机转速达到预设救援速度，并按照所述预设救援速度运行。

由于电机溜车时，转子永磁体旋转，在电机定子绕组中产生反电势，输出至电机的电压量uq的共同作用下，在定子绕组中产生电流，此电流所形成的的转矩能阻碍电机溜车的速度继续增大。当电机溜车速度越大，则反电势越大，产生的定子电流和转矩也越大，就能让溜车的加速度减小甚至减速，最终定子转矩与重力达到平衡，电机运行达到所述预设稳态，所述预设稳态是指电机转速和电流维持稳定，所谓稳定，是指转速和电流的波动在误差范围内。上述的α越大，则达到稳态时的电机转速越大。当电机转速和电流维持稳定后，可以选择对电机进行闭环控制，具体包括：

S2061、当电机转速和电流维持稳定后，将电机从开环控制切换到闭环控制，并在切换时按照电机当前的速度、电流以及开环控制时所述逆变模块的输出对闭环控制所基于的速度闭环、力矩电流闭环、励磁电流闭环进行初始化，具体包括以下三方面：

一是：将所述速度闭环的给定值设定为切入瞬间的电机反馈的转速值，同时将所述速度闭环的输出值设定为切入瞬间的q轴力矩电流。

二是：将所述力矩电流闭环的给定值设定为切入瞬间的q轴力矩电流，同时将所述力矩电流闭环的输出值设定为开环控制时逆变模块最后一次输出至电机q轴的电压量uq。

三是：将所述励磁电流闭环的给定值设定为切入瞬间的d轴励磁电流，同时将所述励磁电流闭环的输出值设定为开环控制时逆变模块最后一次输出至电机d轴的电压量ud。

如此，切入闭环控制时，可以让闭环控制的设定值和输出值与实际运行状况的准确匹配，实现开环到闭环的无缝切换。

S2062、将所述速度闭环的给定值提升至所述预设救援速度，所述力矩电流闭环的给定值设定为所述速度闭环的输出值，将所述励磁电流闭环的给定值降低至零。

此处，提升至所述预设救援速度以及降低至零，可以是按照一个既定曲线提升或降低，也可以是按照某个斜率变化，对此并不做限制，只要保证在整个趋势是提升或降低的即可。

当速度闭环的给定值提升至所述救援速度时，则在闭环控制下，最终电机转速和电流将趋于稳定。

S207、若检测到所述轿厢运行到距离平层位置预设距离，则基于闭环控制将电机转速降至零后悬停，再停止溜车使所述轿厢停止在平层位置，并打开轿厢门。

具体的：在溜车的过程中，如果检测到门区或平层信号，则判断轿厢距离平层位置预设距离，将速度闭环的给定值修改为零，在所述电机反馈的转速值为零时，关闭抱闸以停止溜车使所述轿厢停止在平层位置，打开所述轿厢门。

优选的，在上述步骤S201-S207溜车的过程中，如果出现强电直流母线的电压高于制动电路启动电压，则启动制动回路，通过制动回路中的制动电阻吸收过高的电压。

进一步优选的，控制器一般可以分解为变频控制器和电梯控制器，变频控制器与图1中的逆变模块、整流模块共同组成通常意义上的变频器，在上述步骤S201-S207的溜车过程中，如果检测到变频器的运行环境出现故障，则关闭抱闸，封锁输出给所述逆变模块的脉冲宽度调制信号PWM，并上报相关故障信息。

更进一步的，在上述步骤S201-S207的溜车过程中，出现任何影响电机运行的故障时，判断进入溜车状态的次数是否超过预设溜车次数，比如三次，如果是，则关闭抱闸，封锁与电机连接的逆变模块中所有上管和下管，等待救援；否则，将电机切入短接状态，重新使轿厢进入溜车状态。

实施例三

参考图4，基于同一发明构思，本实施例公开了一种控制器，包括：

溜车控制单元，用于在检测到输入电源不可用时，控制供电来源从所述输入电源切换为备份电源，将电机切入短接状态，并使轿厢进入溜车状态；

开环控制单元，用于在所述轿厢进入溜车状态预设时间后，撤除所述电机的短接状态，对电机进行开环控制，使逆变模块按照预设策略向所述电机输出电压；其中，所述电机在接收到所述逆变模块输出的电压后，利用溜车产生的能量对强电直流母线上的储能件进行充电；

闭环控制单元，用于在检测到所述电机运行达到预设稳态时，对所述电机进行闭环控制，使所述电机转速达到预设救援速度，并按照所述预设救援速度运行；

制动控制单元，用于在检测到所述轿厢运行到距离平层位置预设距离时，基于闭环控制将电机转速降至零后悬停，再停止溜车使所述轿厢停止在平层位置，并打开轿厢门。

其中，所述开环控制单元具体包括强电直流母线充电单元，用于控制所述逆变模块向所述电机q轴注入电压量uq，向电机d轴注入电压量ud；其中，所述电压量ud为0；当强电直流母线所能输出的最大电压小于αRsIq时，电压量uq为强电直流母线所能输出的最大电压；当强电直流母线所能输出的最大电压大于或等于αRsIq时，电压量uq为–αRsIq；其中，Rs为电机定子电阻，Iq为实时检测到的电机三相电流的q轴分量，α为系数。

其中，所述闭环控制单元包括：

切换单元，用于当电机转速和电流维持稳定后，将电机从开环控制切换到闭环控制，并在切换时按照电机当前的速度、电流以及开环控制时所述逆变模块的输出对闭环控制所基于的速度闭环、力矩电流闭环、励磁电流闭环进行初始化；

调整单元，用于将所述速度闭环的给定值提升至所述预设救援速度，所述力矩电流闭环的给定值设定为所述速度闭环的输出值，将所述励磁电流闭环的给定值降低至零。

更进一步地，所述切换单元包括：

速度闭环初始化单元，用于将所述速度闭环的给定值设定为切入瞬间的电机反馈的转速值，同时将所述速度闭环的输出值设定为切入瞬间的q轴力矩电流；

力矩电流闭环初始化单元，用于将所述力矩电流闭环的给定值设定为切入瞬间的q轴力矩电流，同时将所述力矩电流闭环的输出值设定为开环控制时逆变模块最后一次输出至电机q轴的电压量uq；

励磁电流闭环初始化单元，用于将所述励磁电流闭环的给定值设定为切入瞬间的d轴励磁电流，同时将所述励磁电流闭环的输出值设定为开环控制时逆变模块最后一次输出至电机d轴的电压量ud。

其中，所述制动控制单元具体包括：

降速单元，用于中检测到门区或平层信号时，则将所述速度闭环的给定值修改为零；

抱闸及门控单元，用于在所述电机反馈的转速值为零时，关闭抱闸以停止溜车使所述轿厢停止在平层位置，打开所述轿厢门。

其他详细内容可参考实施例一和实施例二，此处不再赘述。

需要说的是，上述描述涉及各种模块(同理还有单元)。这些模块通常包括硬件和/或硬件与软件的组合(例如固化软件)。这些模块还可以包括包含指令(例如，软件指令)的计算机可读介质(例如，永久性介质)，当处理器执行这些指令时，就可以执行本发明的各种功能性特点。相应地，除非明确要求，本发明的范围不受实施例中明确提到的模块中的特定硬件和/或软件特性的限制。作为非限制性例子，可以由一种或多种控制器执行软件指令(例如存储在非永久性存储器和/或永久性存储器)。

实施例四

参考图5，基于同一发明构思，本实施例公开了一种控制器，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如实施例一或实施例二所述方法的步骤。

实施例五

参考图6，实施例五公开了一种电梯紧急救援系统，包整流模块、540～750V强电直流母线、逆变模块、降压变换器、切换开关、备份电源、直流源变换器以及如实施例三或实施例四所述的控制器。所述整流模块、强电直流母线以及所述逆变模块依次连接。整流模块将外部电网的三相电源整流为直流电并输入540～750V强电直流母线中，逆变模块在控制器的控制下将强电直流母线中的直流逆变后输出至电机。

所述降压变换器分别与所述强电直流母线连接，用于将所述强电直流母线中的电压降压变换后输出。

所述备份电源与所述降压变换器连接，用于在供电正常时从降压变换器的输出取电以充电。

所述切换开关分别与所述降压变换器、所述备份电源、所述控制器及所述直流变换器连接，用于在所述控制器的控制下选择所述降压变换器和所述备份电源中的一个直流源输出。

所述直流源变换器包括输入端和多个输出端，所述输入端与所述切换开关连接，所述多个输出端分别与所述逆变模块、所述控制器以及其他电梯运行相关的设备连接，用于对所述切换开关输出的直流源进行电压转换，以为所述逆变模块、所述控制器以及其他电梯运行相关的设备提供工作电压。比如直流源变换器可以对所述切换开关输出的直流源进行电压转换得到5V、24V、±15V等电源输出。

具体的，本实施例中，备份电源为蓄电池。切换开关可以为继电器。继电器的公共端接通过24V弱电直流母线连接直流源变换器，继电器的常闭触点连接降压变换器，继电器的常开触点连接蓄电池，继电器的线圈连接控制器。

可见，24V弱电直流母线平时由540～750V强电直流母线经过降压变化后供电，在紧急救援时由蓄电池直接供电，蓄电池在正常运行时由540～750V强电直流母线充电，如此，只要电梯系统恢复正常运行一段时间，就可以确保下次救援时蓄电池具备充足的电量。

本实施例的具体救援过程可参考实施例一和实施例五，此处不再赘述。

综上所述，实施本发明的电梯救援方法、系统以及控制器，具有以下有益效果：本发明在启动溜车前先将电机切入短接状态，以一个较小的速度启动溜车，保证轿厢不会迅速加速，使救援运行时提高了启动的平稳性和安全性；之后先开环控制再闭环控制，通过开环控制向电机注入负电压，从而可以使电机向强电直流母线充电，提升强电直流母线电压，因此可以保证闭环控制的平稳切换；通过闭环控制，使得电机在返平层的过程中，运行更为平稳，而且停车时，可以基于闭环控制将电机转速快速降至趋于零，不会有直接抱闸时所产生的的顿挫感，提升救援过程的舒适性和平稳度，总之，本发明无需配置UPS或ARD，硬件成本低，使电梯能够在输入电源不可用、且直流母线电压降至很低甚至为零时，实现平稳的启动、返平层和停车控制。

词语“等于”、“同时”或者其他类似的用语，不限于数学术语中的绝对相等或相同，在实施本专利所述权利时，可以是工程意义上的相近或者在可接受的误差范围内。

上述描述涉及各种单元。这些单元通常包括硬件和/或硬件与软件的组合(例如固化软件)。需要指出的是，上文对各种单元的描述中，分割成这些单元，是为了说明清楚。然而，在实际实施中，各种单元的界限可以是模糊的。相应地，除非明确要求，本发明的范围不受各种硬件和/或软件元件间强制性界限的限制。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (17)

1.一种电梯救援方法，其特征在于，包括：

若检测到输入电源不可用，则供电来源从所述输入电源切换为备份电源，将电机切入短接状态，并使轿厢进入溜车状态；

所述轿厢进入溜车状态预设时间后，撤除所述电机的短接状态，对电机进行开环控制，使逆变模块按照预设策略向所述电机输出电压；其中，所述电机在接收到所述逆变模块输出的电压后，利用溜车产生的能量对强电直流母线上的储能件进行充电；

检测到所述电机运行达到预设稳态时，对所述电机进行闭环控制，使所述电机转速达到预设救援速度，并按照所述预设救援速度运行；

若检测到所述轿厢运行到距离平层位置预设距离，则基于闭环控制将电机转速降至零后悬停，再停止溜车使所述轿厢停止在平层位置，并打开轿厢门。

2.根据权利要求1所述的电梯救援方法，其特征在于，所述对电机进行开环控制，使逆变模块按照预设策略向所述电机输出电压包括：

控制所述逆变模块向所述电机q轴注入电压量uq，向电机d轴注入电压量ud；其中，所述电压量ud为0；当强电直流母线所能输出的最大电压Umax小于αRsIq时，电压量uq为-Umax；当Umax大于或等于αRsIq时，电压量uq为–αRsIq；其中，Rs为电机定子电阻，Iq为实时检测到的电机三相电流的q轴分量，α为系数。

3.根据权利要求1所述的电梯救援方法，其特征在于，所述检测到所述电机运行达到预设稳态时，对所述电机进行闭环控制，使所述电机转速达到预设救援速度，并按照所述预设救援速度运行包括：

当电机转速和电流维持稳定后，将电机从开环控制切换到闭环控制，并在切换时按照电机当前的速度、电流以及开环控制时所述逆变模块的输出对闭环控制所基于的速度闭环、力矩电流闭环、励磁电流闭环进行初始化；

将所述速度闭环的给定值提升至所述预设救援速度，所述力矩电流闭环的给定值设定为所述速度闭环的输出值，将所述励磁电流闭环的给定值降低至零。

4.根据权利要求3所述的电梯救援方法，其特征在于，所述在切换时按照电机当前的速度、电流以及开环控制时所述逆变模块的输出对闭环控制所基于的速度闭环、力矩电流闭环、励磁电流闭环进行初始化包括：

将所述速度闭环的给定值设定为切入瞬间的电机反馈的转速值，同时将所述速度闭环的输出值设定为切入瞬间的q轴力矩电流；

将所述力矩电流闭环的给定值设定为切入瞬间的q轴力矩电流，同时将所述力矩电流闭环的输出值设定为开环控制时逆变模块最后一次输出至电机q轴的电压量uq；

将所述励磁电流闭环的给定值设定为切入瞬间的d轴励磁电流，同时将所述励磁电流闭环的输出值设定为开环控制时逆变模块最后一次输出至电机d轴的电压量ud。

5.根据权利要求3所述的电梯救援方法，其特征在于，所述的若检测到所述轿厢运行到距离平层位置预设距离，则基于闭环控制将电机转速降至零后悬停，再停止溜车使所述轿厢停止在平层位置，并打开轿厢门包括：

若检测到门区或平层信号，则将所述速度闭环的给定值修改为零，在所述电机反馈的转速值为零时，关闭抱闸以停止溜车使所述轿厢停止在平层位置，打开所述轿厢门。

6.根据权利要求1所述的电梯救援方法，其特征在于，所述将电机切入短接状态，并使轿厢进入溜车状态包括：

关断所述逆变模块中的所有上管，同时开通所述逆变模块中的所有下管，再松开抱闸，使轿厢进入溜车状态，其中，所述上管和下管为绝缘栅双极型晶体管IGBT。

7.根据权利要求1所述的电梯救援方法，其特征在于，所述方法还包括：

在溜车的过程中，如果出现强电直流母线的电压高于制动电路启动电压，则启动制动回路，通过制动回路中的制动电阻吸收过高的电压。

8.根据权利要求1所述的电梯救援方法，其特征在于，所述方法还包括：

在溜车的过程中，如果检测到变频器的运行环境出现故障，则关闭抱闸，封锁输出给所述逆变模块的脉冲宽度调制信号PWM，并上报相关故障信息。

9.根据权利要求1所述的电梯救援方法，其特征在于，所述方法还包括：在溜车的过程中，出现任何影响电机运行的故障时，判断进入溜车状态的次数是否超过预设溜车次数，如果是，则关闭抱闸，封锁与电机连接的逆变模块中所有上管和下管，等待救援；否则，将电机切入短接状态，重新使轿厢进入溜车状态。

10.根据权利要求1所述的电梯救援方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述输入电源可用时，控制备份电源以及与电梯运行相关的设备从所述强电直流母线进行降压取电以充电或工作。

11.一种控制器，其特征在于，包括：

溜车控制单元，用于在检测到输入电源不可用时，控制供电来源从所述输入电源切换为备份电源，将电机切入短接状态，并使轿厢进入溜车状态；

开环控制单元，用于在所述轿厢进入溜车状态预设时间后，撤除所述电机的短接状态，对电机进行开环控制，使逆变模块按照预设策略向所述电机输出电压；其中，所述电机在接收到所述逆变模块输出的电压后，利用溜车产生的能量对强电直流母线上的储能件进行充电；

闭环控制单元，用于在检测到所述电机运行达到预设稳态时，对所述电机进行闭环控制，使所述电机转速达到预设救援速度，并按照所述预设救援速度运行；

制动控制单元，用于在检测到所述轿厢运行到距离平层位置预设距离时，基于闭环控制将电机转速降至零后悬停，再停止溜车使所述轿厢停止在平层位置，并打开轿厢门。

12.根据权利要求11所述的控制器，其特征在于，所述开环控制单元具体包括强电直流母线充电单元，用于控制所述逆变模块向所述电机q轴注入电压量uq，向电机d轴注入电压量ud；其中，所述电压量ud为0；当强电直流母线所能输出的最大电压小于αRsIq时，电压量uq为强电直流母线所能输出的最大电压；当强电直流母线所能输出的最大电压大于或等于αRsIq时，电压量uq为–αRsIq；其中，Rs为电机定子电阻，Iq为实时检测到的电机三相电流的q轴分量，α为系数。

13.根据权利要求11所述的控制器，其特征在于，所述闭环控制单元包括：

切换单元，用于当电机转速和电流维持稳定后，将电机从开环控制切换到闭环控制，并在切换时按照电机当前的速度、电流以及开环控制时所述逆变模块的输出对闭环控制所基于的速度闭环、力矩电流闭环、励磁电流闭环进行初始化；

调整单元，用于将速度闭环的给定值提升至所述预设救援速度，所述力矩电流闭环的给定值设定为所述速度闭环的输出值，将所述励磁电流闭环的给定值降低至零。

14.根据权利要求13所述的控制器，其特征在于，所述切换单元包括：

速度闭环初始化单元，用于将所述速度闭环的给定值设定为切入瞬间的电机反馈的转速值，同时将所述速度闭环的输出值设定为切入瞬间的q轴力矩电流；

力矩电流闭环初始化单元，用于将所述力矩电流闭环的给定值设定为切入瞬间的q轴力矩电流，同时将所述力矩电流闭环的输出值设定为开环控制时逆变模块最后一次输出至电机q轴的电压量uq；

励磁电流闭环初始化单元，用于将所述励磁电流闭环的给定值设定为切入瞬间的d轴励磁电流，同时将所述励磁电流闭环的输出值设定为开环控制时逆变模块最后一次输出至电机d轴的电压量ud。

15.根据权利要求13所述的控制器，其特征在于，所述制动控制单元具体包括：

降速单元，用于中检测到门区或平层信号时，则将所述速度闭环的给定值修改为零；

抱闸及门控单元，用于在所述电机反馈的转速值为零时，关闭抱闸以停止溜车使所述轿厢停止在平层位置，打开所述轿厢门。

16.一种控制器，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-10任一项所述方法的步骤。

17.一种电梯救援系统，其特征在于，包括整流模块、强电直流母线、逆变模块、降压变换器、切换开关、备份电源、直流源变换器以及如权利要求11-15任一项所述的控制器，所述整流模块、强电直流母线以及所述逆变模块依次连接；

所述降压变换器分别与所述强电直流母线连接，用于将所述强电直流母线中的电压降压变换后输出；

所述备份电源与所述降压变换器连接，用于在供电正常时从降压变换器的输出取电以充电；

所述切换开关分别与所述降压变换器、所述备份电源、所述控制器及所述直流变换器连接，用于在所述控制器的控制下选择所述降压变换器和所述备份电源中的一个直流源输出；

所述直流源变换器包括输入端和多个输出端，所述输入端与所述切换开关连接，所述多个输出端分别与所述逆变模块、所述控制器以及其他电梯运行相关的设备连接，用于对所述切换开关输出的直流源进行电压转换，以为所述逆变模块、所述控制器以及其他电梯运行相关的设备提供工作电压。

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