CN108861902B - 电梯的电流切断装置 - Google Patents

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Abstract

该装置包括驱动电动机(44)的驱动器(45)、接触器(200)和将接触器的控制线圈(220)连接到电源(250)的控制电路(400)。所述控制电路包括设置有手动操作的第一开关(S1)的手动控制部分以及设置有电子操作的第二开关(S2)和控制第二开关的处理器(240)的电子控制部分。第一开关和第二开关在控制电路中与电源和接触器的控制线圈串联连接，使得接触器的控制线圈的断电可以由第一开关或由第二开关完成。

Description

电梯的电流切断装置
技术领域
本发明涉及一种电梯的电流切断装置。
背景技术
电梯通常包括轿厢、电梯井、机房、起重机械、绳索和配重。电梯轿厢位于支撑轿厢的轿厢框架内。起重机械可以包括滑轮、机械制动器、电动机和用于电动机的驱动器。起重机械可以使轿厢在垂直延伸的井中沿垂直方向上下移动。绳索可以将轿厢框架连接起来，从而也可以将轿厢通过滑轮连接到配重。轿厢框架可以进一步由滑动装置支撑在沿竖直方向在井中延伸的导轨上。当电梯轿厢在井中上下移动时，滑动装置可以包括在导轨上滚动的滚筒或在导轨上滑动的滑行鞋。导轨可以用井的侧壁结构上的紧固支架来支撑。当轿厢在井中上下移动时，与导轨接合的滑动装置将轿厢保持在水平面中的适当位置。配重可以以相应的方式支撑在支撑于井的壁结构上的导轨上。电梯轿厢可以在建筑物的楼层之间运送人员和/或货物。井可以由实心的壁和/或开放的钢结构形成。
驱动器连接到建筑物的主电网，电动机由驱动器供电。驱动器可以是变频器。主电网和电动提升电机的驱动器之间通常串联有多个电流切断装置。在没有独立机房的电梯中，在电梯的控制柜中设置有手动操作的隔离开关和手动操作的主开关。电梯的控制柜可以在没有单独机房的电梯中安装成与楼层门(即在电梯井的外部)的门框架连接或安装在其内。三相电源电缆从控制柜通过至靠近提升机械的位于井中的驱动器。主接触器可以设置在驱动器的上游，以便用于自动切断电动机的电源。主接触器的控制线圈可以联接到电梯安全链。电梯中致使电梯安全链打开的操作异常将导致主接触器控制线圈的电源中断。这意味着主接触器的触点将打开，从而中断电动机的电源。隔离开关和主开关是大而昂贵的设备。这是有问题的，因为控制柜必须保持较小，以便它可以放置在楼层门的框架中。因此控制柜内的空间相当有限。另一个问题是电源电缆必须通过控制柜。
发明内容
本发明的目的是实现电梯的改进的电流切断装置。
所述电流切断装置包括：
驱动器，用于驱动电动提升电机，
接触器，其具有控制线圈并位于所述驱动器的上游，
控制电路，其将所述接触器的控制线圈连接到电源，所述控制电路包括设置有手动操作的第一开关的手动控制部分以及设置有电子操作的第二开关和控制所述第二开关的处理器的电子控制部分，其中，
所述第一开关和第二开关在所述控制电路中与所述电源和所述接触器的控制线圈串联连接，使得所述接触器的控制线圈的断电可以由所述第一开关或由所述第二开关完成。
根据一个或多个实施例，对接触器的控制线圈通电要求第一开关和第二开关均处于关闭状态。
接触器可以位于提升机械附近的井中。另一方面，控制接触器的控制线圈的第一开关可以位于控制柜中。只能承受小电流的传统单相小型开关可以用作接触器的控制电路中的第一开关。这意味着与传统的主开关位于控制柜中的情况相比，控制柜可以做得更小。
因此控制柜可以位于远离驱动器和电梯的提升机械。控制柜可以例如定位成与井的第一平台上的楼层门框架连接。
电源电缆可以直接从主电源通过至驱动器，而不通过控制柜。另一方面，电源电缆可能会经由控制柜从主电源通过至驱动器。后者可能是需要的，例如在三相电源中，当从控制柜接收电力的不同电气设备将被连接到电源中的不同相以便平衡不同相中的负载时。
小型电梯可以设置有单相电源，其中主接触器可以是单相接触器。另一方面，较大的电梯通常设置有三相电源，其中主接触器可以是三相接触器。
这种布置可以监测主接触器的功能，并在检测到主接触器的功能问题时发出报警信号。
位于驱动器上游的接触器无论如何都需要在故障情况下作为自动关闭设备工作。该布置可以用小的单极实现主开关功能，小电流力控制的第一开关而不是多极大电流开关能够切断电动机的全部工作电流。这降低了成本。
附图说明
下面将参考附图更详细地描述本发明的优选实施例，其中：
图1示出了电梯的第一垂直横截面，
图2示出了根据本发明的电流切断装置的电路图。
具体实施方式
图1示出了电梯的垂直横截面。
电梯可以包括轿厢10、井(shaft)20、机房30、起重机械40、绳索41和配重42。
起重机械40可以包括滑轮43、机械制动器51、电动机44和驱动器45。驱动器45连接到建筑物的主电网并且向电动提升电机44供电。驱动器45控制电动机44并且电动机44旋转滑轮43。驱动器45可以是变频器。起重机械40可以使轿厢10在垂直延伸的电梯井20中沿垂直方向Y1上下移动。机械制动器51停止滑轮43的旋转并由此停止电梯轿厢10的移动。
轿厢框架11可以围绕轿厢10。轿厢框架11可以是单独的框架或者形成为轿厢10的整体部分。轿厢框架11可以通过绳索41经由绳轮43连接到配重42。轿厢框架11可进一步由滑动装置27支撑在井20中沿垂直方向延伸的导轨25处。该图示出了在轿厢10的相对侧的两个导轨25。滑动装置27可包括当轿厢10在井20中上下移动时在导轨25上滚动的滚筒或在导轨25上滑动的滑行鞋。
导轨25可以用紧固支架26附接到井20中的侧壁结构21。该图仅示出两个紧固支架26，但是沿着每个导轨25的高度存在多个紧固支架26。当轿厢10在井20中上下移动时，与导轨25接合的滑动装置27将轿厢10保持在水平面中的适当位置。
配重42可以以相应的方式支撑在附接到井20的壁结构21的导轨上。
轿厢10可以在建筑物中的楼层之间运送人和/或货物。
井20可以形成为使得壁结构21由实心壁形成或者使得壁结构21由开放的钢结构形成。井坑22形成在井20的第一平台下方的井20的底部。
控制器100可以用于控制电梯。
行进电缆TC可以从轿厢10通过至电梯的控制柜。控制柜可以设置在电梯中的机房30中或者与楼层上的楼层门框架连接。行进电缆TC连接轿厢10和电梯的控制器100。
控制柜可以位于图1所示的电梯中的机房内。另一方面，控制柜可以定位成与平台相连接或者位于井20内的任何位置，即在井的顶部、井的中部或者井坑中的井底部。
本发明的使用不限于图1中公开的电梯的类型。本发明可以用于任何类型的电梯，比如还用于没有机房和/或配重的电梯。配重可以位于电梯井的任一侧壁上或两侧壁上或后壁上。滑轮、机械制动器、电机和驱动器可以代替机房安置在井内的任何位置，即在井的顶部、井的中部或者井坑中的井底部。
没有机房30的电梯可以设置有定位在楼层上即在最上面楼层上的门框架中的维护检修面板(MAP)。控制器100因此定位在MAP中。行进电缆TC因此将从轿厢10通过至MAP。
图2示出了根据本发明的装置的电路图。
该图示出了来自主电源L1、L2、L3的三相电源经由隔离装置300并且进一步经由接触器200至驱动器45的输入，并且进一步从驱动器45的输出至电动提升电机44。驱动器45可以是包括整流器45A、中间电路45B和逆变器45C的变频器。整流器45A将三相L1、L2、L3AC电压转换成中间电路45B中的DC电压。中间电路45B中的电容器C1平滑DC电压。逆变器45C将中间电路45B中提供的DC电压转换成受控的三相AC电压，以提供给电动机44。制动控制器50控制电磁机械制动器51。制动控制器50的供电是来自驱动器45的中间电路45B的DC电压的形式。可以进一步在电梯中设置包括能够中断电动机44的供电的安全转矩关断(STO)逻辑和能够关闭提升机械制动器的安全制动控制(SBC)逻辑的电子安全逻辑。制动控制器50的供电可以代替地在驱动器45的上游从AC电源获取。然后需要单独的整流器来向制动控制器50供应DC电压。在电机制动并作为发电机工作的情况下，也可以从电动机44向电源供应电力。
本发明的装置将手动主开关和主接触器组合成单个电流切断装置，即组合的主开关。组合的主开关包括接触器200，接触器200由包括手动控制部分和电子控制部分的(低电流)控制电路400控制。手动控制部分和电子控制部分控制接触器200的打开和关闭。手动控制部分和电子控制部分与接触器200的控制线圈220串联连接。这意味着接触器200的控制线圈220的断电可以通过手动控制部分或通过电子控制部分完成。对接触器200的控制线圈220通电需要手动控制部分中的手动控制开关和电子控制部分中的电子控制开关处于关闭状态。
接触器200本身可以设置在电梯井20中。接触器200可以位于驱动单元45内部或驱动单元45附近。
手动控制部分可以包括低电流且小尺寸手动操作的第一开关S1。第一开关S1可以设置在井20外部的控制柜中。
电子控制部分可以包括电子操作的第二开关S2，其可以由处理器240例如驱动器45的微处理器控制。
接触器200可以用第一开关S1和由处理器240控制的第二开关S2打开和/或关闭。第二开关S2可以是继电器230的触点。
控制电路400的主要部分将接触器200的控制线圈220连接到电源250。接触器200的控制线圈220的一端通过第一开关S1连接到电压源250的第一输出PS1。接触器200的控制线圈220的另一端经由继电器230的第二开关S2即NC(常闭)触点连接到电压源250的第二输出PS2。
控制电路400的子部分将继电器230的控制线圈231连接到电源250。继电器230的控制线圈231的一端连接到电压源250的第一输入PS1。继电器230的控制线圈231的另一端经由功率晶体管T1连接至电压源250的第二输出PS2。处理器240控制功率晶体管T1，功率晶体管T1控制继电器230的控制线圈231。
电压源250可以是DC电压源，例如24V DC电压源。
电子控制部分可以定位在驱动器45内部。
这种布置的优点在于，只有小尺寸的第一开关S1位于控制柜中。这意味着控制柜可以做得更小。这对于没有独立机房的电梯尤其有益。将小型控制柜安装到楼层门框架中更容易。本方案中三相电源的电缆不通过控制柜。
隔离装置300仍然需要以与现有技术解决方案相同的方式。然而，隔离装置300在这种新颖的布置中不必位于控制柜中。隔离装置300可替代地定位在接触器200附近的井20中，从而通过打开隔离装置300可以容易地将接触器200断电以用于维护目的。
如将在下文中描述的那样，组合的主开关的使用使得可以进一步增加电梯的安全性。
在设置有组合的主开关的电梯中不需要传统的安全链。驱动器45可以替代地设置有电子安全逻辑。电子安全逻辑可以包括：一部分，例如安全转矩关断(STO)逻辑，其能够中断电动机44的供电，以及一部分，例如安全制动控制(SBC)逻辑，其能够高度可靠地关闭提升机械制动器。
WO公布2013/178874公开了这种电子安全逻辑的示例，其可以用于设置有新型组合的主开关的电梯。术语“驱动预防逻辑”用于STO逻辑，术语“制动断开逻辑”用于WO公布的SBC逻辑。该电子安全逻辑可以由电梯安全控制器MSC控制，其在电梯处于安全状态时向电子安全逻辑发送安全信号。检测到电梯中的操作异常导致电梯安全控制器MSC断开安全信号。断开安全信号导致STO逻辑中断对电动机44的电力供应，并且SBC逻辑关闭提升机械制动器51，由此防止提升机械的旋转。
电梯还可以设置有紧急电池驱动(EBD)单元。组合的主开关的控制电路向EBD单元发送控制信号，以便当手动开关S1打开接触器200时禁用紧急电池驱动。这意味着当维修技术人员已经打开组合的主开关以修理驱动器45时不能从EBD单元的电池向驱动器44提供高电压。因此避免了维修技术人员遭受电击的风险。如图所示，控制电路中的主开关S1和接触器200的控制线圈220之间的点可以连接到EBD单元中的输入。
电子控制部分也测量电机电流(图中未显示)。这可以通过使用驱动器45的电流传感器来完成。当电梯轿厢10停止时，电子控制部分监测STO逻辑正确操作，即中断对电动机44的电力供应。如果电子控制部分检测到STO逻辑根据需要不中断对电动机44的电力供应，则电子控制部分控制接触器200打开以禁用电梯操作。该功能提高了电梯的安全性，并且基本上用于实现电梯安全代码。
此外，当电梯的驱动方向改变时，例如在与前一次相比，下一次启动处于相反方向的情况下，电子控制部分控制接触器200打开，并验证电机电流减小到零，以便测试接触器200正确操作。该功能也用于满足电梯的特定安全要求。
电梯安全控制器MSC还监测接触器200的操作状态。接触器200设置有辅助NC(常闭)触点210，其用作反馈通道以监测接触器200的操作状态。该反馈信号可被引导到电子控制部分的处理器240，其通过特定数据总线(安全总线)将所述反馈信号进一步发送到MSC。反馈信号可以替代地被直接引导到MSC。
MSC同时也接收指示手动控制部分的操作状态的状态信号，即所谓的M1信号。如图所示，控制电路中的第一开关S1和接触器200的控制线圈220之间的点连接到安全控制器MSC中的输入。
MSC可以将基于从辅助触点210接收到的信号的接触器200的状态与基于接收到的M1信号的第一开关S1的状态进行比较，以便监测接触器200的状态是否对应于第一开关S1的状态。如果在所述两个状态之间存在差异，则MSC确定接触器200发生故障并向维护中心发送警报。
M1信号还用于MSC来防止在维修技术人员打开手动控制部分中的第一开关S1以打开接触器200的情况下驱动电梯，但是仍然可以从紧急电池驱动EBD单元的电池驱动电梯。在这种情况下，MSC切断安全信号以确保STO逻辑和SBC逻辑阻止驱动电梯。利用MSC控制STO逻辑和SBC逻辑还确保电梯在电梯电机44正在再生即正作为发电机工作且维修技术人员打开手动控制部分中的手动开关S1以便停止电梯的情况下可靠地停止。
电子控制部分也可以用作接地故障和接地泄漏电流检测装置。处理器240可以测量电机电流，并且如果电机电流的总和从零偏离特定量，则处理器240指示故障情况并且电子控制部分打开接触器200。
这些图示出了三相的接触器200，其可用于较大的三相电梯中。另一方面，单相的接触器200可用于小型单相电梯。本发明的装置可以与包括至少一个极的接触器200例如单相接触器和三相接触器结合使用。
对于本领域技术人员而言显而易见的是，随着技术的进步，本发明构思可以以各种方式实施。本发明及其实施例不限于上述示例，而是可以在权利要求的范围内变化。

Claims (8)

1.一种电梯的电流切断装置，包括：
驱动器(45)，用于驱动电动提升电机(44)，
接触器(200)，其具有控制线圈(220)并位于所述驱动器(45)的上游，
控制电路(400)，其将所述接触器(200)的控制线圈(220)连接到电源(250)，所述控制电路(400)包括设置有手动操作的第一开关(S1)的手动控制部分，以及设置有电子操作的第二开关(S2)和控制所述第二开关(S2)的处理器(240)的电子控制部分，其中，
所述第一开关(S1)和第二开关(S2)在所述控制电路(400)中与所述电源(250)和所述接触器(200)的控制线圈(220)串联连接，使得所述接触器(200)的控制线圈(220)的断电可以由所述第一开关(S1)或由所述第二开关(S2)完成，
所述电梯还包括电子安全逻辑，其包括用于中断向所述电动提升电机(44)供电的安全转矩关断逻辑(STO逻辑)和用于以可靠方式关闭提升机械制动器(51)的安全制动控制逻辑(SBC逻辑)。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述接触器(200)包括辅助触点(210)，所述辅助触点(210)的状态用作指示所述接触器(200)的状态的反馈信号。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二开关(S2)是继电器(230)的触点，所述继电器(230)由所述处理器(240)控制。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，功率晶体管(T1)与所述继电器(230)的控制线圈(231)串联连接，所述处理器(240)的输出控制所述功率晶体管(T1)且从而控制所述继电器(230)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述电梯还包括紧急电池驱动单元，所述控制电路(400)中位于所述第一开关(S1)与所述接触器(200)的控制线圈(220)之间的点连接到所述紧急电池驱动单元中的输入以便将所述第一开关(S1)的状态信息传送到紧急电池驱动单元，当所述第一开关(S1)的状态信息指示第一开关(S1)已经打开接触器(200)时，所述紧急电池驱动单元被禁用。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述电梯还包括电梯安全控制器(MSC)，所述控制电路(400)中位于所述第一开关(S1)与所述接触器(200)的控制线圈(220)之间的点连接到所述电梯安全控制器中的输入，以便将所述第一开关(S1)的状态信息传送到电梯安全控制器。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述接触器(200)的辅助触点(210)连接到所述电梯安全控制器(MSC)中的输入，以便将指示接触器(200)的状态的反馈信号传送到所述电梯安全控制器。
8.根据权利要求6所述的装置，其中，所述电梯安全控制器(MSC)比较所述接触器(200)的状态和所述第一开关(S1)的状态，以便监测所述接触器(200)的状态遵循所述第一开关(S1)的状态。
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