CN108928724B - 电梯中的门操作装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电梯中的门操作装置(10)，包括：位于电梯轿厢中的门操作单元，其包括门控制器(16)和门驱动器(14)以及门电机(18)，所述门电机(18)配置成打开和关闭电梯轿厢门，可选地连同电梯楼层门一起；DC总线(24)，其经由电梯轿厢的行进电缆将所述门操作单元与电梯的DC电源(34)连接；其特征在于，所述DC总线(24)的电压水平在40V和120V范围内；并且其特征在于，所述DC总线(24)连接到位于电梯轿厢中的电容器组(20)，所述电容器组具有至少两个电容器(22)的并联连接和至少75.000μF的总电容值，优选地至少100.000μF。

Description

电梯中的门操作装置
技术领域
本发明涉及一种电梯中的门操作装置。
背景技术
通常，电梯中的门操作装置包括位于电梯轿厢中的门操作单元，该门操作单元包括门控制器和门驱动器以及配置成打开和关闭电梯轿厢门和在大多数情况下与电梯轿厢门连接的电梯楼层门的门电机。电梯轿厢中的门操作单元通过DC总线与电梯的DC电源连接，DC总线通过行进电缆与电梯轿厢连接。门操作单元通常包括AC门电机，门驱动器包括变频器，变频器具有逆变桥，以在门打开/关闭过程期间提供期望频率的AC电流从而以期望的速度斜坡来驱动门电机。问题在于，在紧急情况下，例如在主电源关闭的情况下，必须在救援驱动结束时手动打开电梯轿厢门和楼层门。这至少要求现场操作人员熟悉执行救援驱动的过程并且能够手动打开楼层门和轿厢门。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种电梯中的门操作装置，其在紧急情况下，例如在主电源关闭的情况下，也允许门操作单元的适当功能。
根据本发明的门操作装置包括位于电梯轿厢中的门操作单元，其包括门控制器和由门控制器控制的门驱动器以及门电机，其由门驱动器驱动并且配置成打开和关闭电梯轿厢门。在大多数情况下，门电机同时打开和关闭将地板与电梯井连接的楼层门。
此外，门操作装置包括DC总线，其经由电梯轿厢的行进电缆将门操作单元与电梯的DC电源连接。根据本发明的优选实施例，DC总线的电压水平在40V和60V范围内，优选地在50V和60V范围内。此外，DC总线连接到位于电梯轿厢中的电容器组，所述电容器组具有至少两个电容器的并联连接和至少75.000μF的总电容值，优选地至少100.000μF。
根据本发明，DC总线的电压水平被设定为尽可能高但是处理安全的DC水平。因此，60V的电压水平构建了一种安全屏障，用于在没有延长的安全措施的情况下完全不受限制地使用DC电压。因此，DC总线的电压水平应尽可能接近60V的该安全屏障。优选地，电压高于45V，优选地高于50V，最优选地在55V和60V范围内的范围内。在一些实施例中，DC总线的电压水平可以甚至高于60V，例如110V，如果需要更多的能量来操作门的话。然而，在这种情况下，必须考虑上升的电安全问题。
通过DC总线的高电压和电容器组的超高电容值，即使在电梯的DC电源损坏的情况下，电容器组也存储足以打开电梯轿厢门的电力。因此，当电梯的DC电源没有电力可用时，电梯轿厢门也可以打开。此特征还可实现自动救援操作，其中救援驱动器可由远程监测中心监测和操作。因此，救援驱动器不仅可以经由远程位置执行，而且还可以由远程监测中心通过电梯控制器中的远程受控开关启动轿厢门和楼层门的打开。本发明还表明，门操作器峰值功率如此之高以至于DC电压源不适用于此目的的常识并不适用。在过去，需要230VAC来驱动门操作单元。本发明现在具有更高的安全等级，因为不必为门操作单元设置高电压供应线，另一方面通过具有高能量存储电容的电容器组，门操作单元的操作已经独立于电源。因此，本发明与干线电源的干扰、波动或下降完全无关。
在本发明的优选实施例中，从电容器组到门操作单元的距离不超过1米，优选不超过50厘米。由于电容器组能够通过储存在电容器中的能量向门操作单元输出高电流，所以必须使用相当厚的电缆用于该连接。另一方面，该高电流可能会影响电子部件。因此，最好使电容器组和门操作单元之间的高电流传输距离最小化。
在本发明的优选实施例中，电容器组与门驱动器位于同一电路板上。这意味着门装置的所有高功率部件都位于一个电路板上的短距离内，这使得重载部件所需的整个空间最小化，并且另一方面使电磁噪声的发射最小化。可替代地，电容器组可以是安装到电梯轿厢的单独单元。如果电容器组例如安装在轿厢顶上，则从电容器组到门操作单元的距离也可以大于1米。
优选地，电容器组的电容值在100.000μF和300.000μF范围内，特别是在120.000μF和200.000μF范围内。已发现已经具有100.000μF的总电容值，可以实现门操作单元的充分操作。当然，如果电容值选择得较高，则这为操作单元提供了足够的备用电力，使得操作单元甚至可以在主电源关闭之后操作5分钟，此时电容器组能够保存所存储的能量。因此，电容器组的值可能比执行可靠操作所需要的稍高一些，但由于成本以及由于在这种情况下相对较大的电解质电容器的不必要的大的空间需求，因此它不应该太高。
在本发明的优选实施例中，电梯的DC电源是电梯的电机驱动器的变频器的DC链路。目前，电梯使用由变频器供电的AC同步或异步电机。变频器包括在与干线相连的整流桥和与AC电机相连的逆变桥之间的DC链路。该DC链路是适合作为门操作单元的DC电源的位置，通常该DC链路的电压水平为几百伏。
优选地，DC模块位于固定在建筑物中，优选地与电梯的电梯控制器或电机驱动器连接，所述DC模块包括DC转换器，其将DC电源例如电梯的电机驱动器的变频器的DC链路在其初级侧上的电压转换成在其次级侧上的40V与60V范围内的DC电压，优选地在50V与60V范围内。电机驱动器的DC链路中的电压通常在几百伏的范围内。因此，该电压不能用于DC总线。DC转换器是将DC链路的高水平电压转换为适用于门操作单元的DC总线的适当电压水平的适当装置。
在一些实施例中，供应DC总线的DC电源的大小被设定为门操作单元的峰值功率需求的约10％，优选地在5％和20％范围内。
在本发明的优选实施例中，DC转换器在其次级侧连接到平滑电路，该平滑电路在进入电梯轿厢的行进电缆之前平滑DC总线中的任何剩余电压纹波。这可以最大限度地减少行进电缆产生的任何噪音。
优选地，门电机是具有18至60V的工作电压的AC电机，其适用于其作为门电机的功能。门驱动器优选地包括逆变桥，其一方面与门电机的相连接，另一方面与电容器桥连接，该逆变桥由门控制器控制。利用这种布置，门电机的速度可以在门的打开和关闭运动期间调整到所需的速度曲线。
优选地，门控制器包括救援电路，用于在非正常操作情况下经由位于与电梯轿厢和/或电梯控制面板连接的开关来操作电梯轿厢门以及可选地楼层门。该开关也可以是电梯控制面板中的开关，其可以通过远程监测位置来操作。通过这种装置，即使在断电的情况下以及在电梯轿厢被手动驱动或者通过自动救援驱动操作到达附近楼层的救援驱动之后，可以操作电梯轿厢门以及可选地楼层门。然后，可以通过现场操作员或通过远程监测位置的操作员经由开关自动操作门。这样可以在救援后自动释放被困乘客。当门区传感器检测到电梯轿厢已经到达门区时，可以使用诸如门区传感器的其他传感器来启动门打开，而不是开关。
本发明还涉及一种包括如上所公开的门装置的电梯。
技术人员应该清楚的是，上述实施例可以任意地相互组合。
附图说明
下面将结合附图来描述本发明。该图示出了本发明的门操作装置的示意图。
具体实施方式
本发明的门操作装置10包括门操作单元12，门操作单元12包括门驱动器14，例如逆变桥，门驱动器14由门控制器16控制，并且门驱动器14与门电机18的相连接，门电机18优选是工作范围为18至60V的AC电机。电容器组20连接到门操作单元12，该电容器组20包括并联连接的四个电容器22，该电容器组具有的总电容值为至少75.000μF，优选地至少100.000μF，最优选地在120.000μF和200.000μF范围内。即使在电梯的DC电源关闭一段时间之后，这也为门操作单元的操作留下足够的能量。电容器组20连接到在电梯轿厢的行进电缆26中运行的DC总线24，其中它与包括DC转换器30的DC模块28连接，DC总线26经由平滑电路32连接到DC转换器30。平滑电路32以本身已知的布置方式包括电感和电容器以最小化DC总线24中的任何电压纹波。DC模块28的DC转换器30连接到电梯的电机驱动器36的变频器的DC链路34。
DC总线24中的电压水平优选地在50V和60V范围内，最优选地在55V和60V范围内。用于DC电压的60V形成一种安全屏障，在该安全屏障上方必须采取另外的安全措施，这又使得该解决方案更昂贵。另一方面，DC总线中的电压应尽可能接近60V的该极限值，因为存储在电容器组20中的电力的特征在于总电容值与DC总线中的电压的平方的乘积。电机驱动器36的变频器中的DC链路34通常具有数百伏特的DC电压水平，其通过DC转换器30转换成40至60V的上述适当水平，优选为50至60V，最优选为55至60V。
在正常操作期间，本发明的优点在于电机18开始运行时门操作单元12的峰值功率可由电容器组供应。这导致从DC电源(即DC链路34)汲取的电流没有显示出任何使得DC电力消耗的控制困难的高峰值。另一方面，该解决方案的优点在于，在主电源断开的情况下，当DC链路34不能提供DC电压时，存储在电容器组中的电力足够高以使得一次门操作能够在救援驱动之后打开电梯轿厢门以及楼层门。因此，本发明能够在AC干线的电力故障之后自动释放被困乘客。
本发明的一个优点是电容器组比例如电池承受更多的充电/放电循环。因此与电池实施方式相比，可以实现更长的使用寿命。
从所附专利权利要求中显而易见的是，上述实施例并不限制本发明的保护范围。需要指出的是，DC转换器30和行进电缆26之间的平滑电路32是可选的并且不是执行本发明所必需的。还需要提到的是，电容器组不需要如图中所提及的四个并联电容器，而是即使一个单独的电容器也足以提供必要的电容值，但出于实际原因，最好通过多个电容器的并联连接来提供必要的总电容值，这既节省了空间又比一个相当昂贵的超级电容器更加经济。无论如何，本发明还可以通过电容值超过70.000μF的一个超级电容器来实现。
附图标记列表
10 门操作装置
12 门操作单元
14 门驱动器
16 门控制器
18 门电机
20 电容器组
22 电容器
24 DC总线
26 电梯轿厢的行进电缆
28 DC模块
30 DC转换器
32 平滑电路
34 电梯电机的电机驱动器的DC总线—电梯的DC电源
36 电机驱动器

Claims (21)

1.一种电梯中的门操作装置(10)，包括：
-位于电梯轿厢中的门操作单元，其包括门控制器(16)和门驱动器(14)以及门电机(18)，所述门电机(18)配置成打开和关闭电梯轿厢门连同电梯楼层门一起，
-DC总线(24)，其经由电梯轿厢的行进电缆将所述门操作单元与电梯的DC电源(34)连接，
其特征在于，所述DC总线(24)的电压水平大于40V，并且
其特征在于，所述DC总线(24)连接到位于电梯轿厢中的电容器组(20)，所述电容器组具有至少两个电容器(22)的并联连接和至少75.000μF的总电容值，
DC模块位于固定在建筑物中，与电梯的电梯控制器或电机驱动器连接，所述DC模块包括DC转换器，其将DC电源在其初级侧上的电压转换成在其次级侧上的40V与120V范围内的DC电压。
2.根据权利要求1所述的门操作装置(10)，其特征在于，DC转换器将DC电源在其初级侧上的电压转换成在其次级侧上的40V与60V范围内的DC电压。
3.根据权利要求2所述的门操作装置(10)，其特征在于，DC转换器将DC电源在其初级侧上的电压转换成在其次级侧上的50V与60V范围内的DC电压。
4.根据权利要求1所述的门操作装置(10)，其特征在于，电容器组具有至少100.000μF的总电容值。
5.根据权利要求1所述的门操作装置(10)，其特征在于，所述DC总线(24)的电压水平在40V和120V范围内。
6.根据权利要求5所述的门操作装置(10)，其特征在于，所述DC总线(24)的电压水平在50V和120V范围内。
7.根据权利要求6所述的门操作装置(10)，其特征在于，所述DC总线(24)的电压水平在55V和120V范围内。
8.根据权利要求1所述的门操作装置(10)，其特征在于，从电容器组(20)到门操作单元的距离不超过1m。
9.根据权利要求8所述的门操作装置(10)，其特征在于，从电容器组(20)到门操作单元的距离不超过50cm。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的门操作装置(10)，其特征在于，所述电容器组(20)位于与所述门驱动器(14)相同的电路板上。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的门操作装置(10)，其特征在于，所述DC总线(24)的电压水平在40V与60V范围内。
12.根据权利要求11所述的门操作装置(10)，其特征在于，所述DC总线(24)的电压水平在50V与60V范围内。
13.根据权利要求12所述的门操作装置(10)，其特征在于，所述DC总线(24)的电压水平在55V与60V范围内。
14.根据权利要求1至9中任一项所述的门操作装置(10)，其特征在于，所述电容器组(20)的电容值在100.000μF和300.000μF范围内。
15.根据权利要求14所述的门操作装置(10)，其特征在于，所述电容器组(20)的电容值在120.000μF和200.000μF范围内。
16.根据权利要求1至9中任一项所述的门操作装置(10)，其特征在于，所述DC电源(34)是电梯的电机驱动器的变频器的DC链路。
17.根据权利要求1所述的门操作装置(10)，其特征在于，所述DC转换器在其次级侧连接到平滑电路。
18.根据权利要求1至9中任一项所述的门操作装置(10)，其特征在于，所述门电机(18)是具有18至60V的操作电压的AC电机。
19.根据权利要求1至9中任一项所述的门操作装置(10)，其特征在于，所述门驱动器(14)包括与所述门电机(18)的相连接的逆变桥，所述逆变桥由所述门控制器(16)控制。
20.根据权利要求1至9中任一项所述的门操作装置(10)，其特征在于，所述门控制器(16)包括救援电路，用于在非正常操作情况下经由位于与电梯轿厢和/或电梯控制面板连接的开关来操作所述电梯轿厢门以及楼层门。
21.一种电梯，包括根据前述权利要求中任一项所述的门操作装置(10)。
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