CN110155844A

CN110155844A - 电梯

Info

Publication number: CN110155844A
Application number: CN201910111833.8A
Authority: CN
Inventors: O·波基南; A·纳卡拉
Original assignee: Kone Corp
Current assignee: Kone Corp
Priority date: 2018-02-13
Filing date: 2019-02-12
Publication date: 2019-08-23
Anticipated expiration: 2039-02-12
Also published as: DK3524560T3; US11332342B2; US20190248626A1; EP3524560A1; CN110155844B; EP3524560B1

Abstract

本发明涉及一种电梯，包括电梯电机(20)和电梯驱动器(26)，电梯驱动器(26)包括备用电源和应急驱动模块，以使得能够在电力故障的情况下，基于备用电源的能量来释放被困乘客，其中电梯驱动器(26)包括驱动器壳体(28)，并且备用电源位于单独的备用模块(34)中，该备用模块(34)可释放地被支撑在电梯驱动器(26)的驱动器壳体(28)处的装配位置中，该备用模块(34)包括绝缘的备用模块壳体(36)和电接口(44)，该电接口(44)连接到位于驱动器壳体(28)处的电梯驱动器(26)的互补接口。

Description

电梯

技术领域

本发明涉及一种电梯，包括电梯电机和电梯驱动器，电梯驱动器包括备用电源和应急驱动模块，以使得能够在电力故障的情况下释放被困乘客。从备用电源获得用于应急驱动模块的电源。电梯驱动器包括驱动器壳体并且备用电源位于单独的备用模块中。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有低成本的手动和/或自动紧急操作选项电梯。

该目的利用根据权利要求1所述的电梯来解决。本发明的优选实施例是从属权利要求的技术方案。在说明书和附图中还公开了本发明的有利的实施例。

根据本发明，单独的备用模块可释放地被支撑在电梯驱动器的驱动器壳体处的装配位置。备用模块包括绝缘的备用模块壳体和电接口，电接口连接到位于驱动器壳体处的互补接口。根据本发明，用于将备用电源连接到电梯驱动器的机械作用通过该插接连接被最小化。

此外，通过将备用模块插入驱动器壳体的容纳区域中，关于电梯驱动器的所有相关部件(包括备用电源)被集成，从而降低了生产和维护的成本。备用模块可以非常容易地从驱动器壳体被拆卸，优选地利用快速锁合连接，从而优选地不需要工具来改变备用模块。因此，可以容易地更换或维护备用模块。优选地，备用模块壳体或/和驱动器壳体体现为塑料壳体，其将所有电部件与可接近的部件隔离。通过这种方式，提高了操作可靠性并且实质上降低了电击的危险。在塑料壳体中，金属护套优选地位于塑料壳体内部以提高EMC(电磁兼容性)。

优选地，驱动器壳体还可以是铝壳体。与塑料壳体相比，这提高了EMC。铝壳体可优选地用于备用模块和驱动器两者。优选地，铝壳体可以被隔离以避免电击的危险。然而，这不是必需的，因为电池单元/超级电容器可以被设置得足够远离备用模块壳体，或者它们可以具有内部/自己的隔离件。上述塑料或铝制壳体既可用于驱动器壳体，也可用于备用模块。

优选地，备用模块壳体被容纳在凹槽中，优选地容纳在驱动壳体的边缘中。通过这种方式，备用模块壳体和备用模块壳体可以形成对齐的外表面，该对齐的外表面对机械冲击和灰尘不敏感。在凹槽位于驱动器壳体边缘中的情况下，备用模块具有两个外表面，这两个外表面以90°角延伸(在典型的矩形驱动器壳体的情况下)。因此，当装配或从驱动器壳体被拆卸时，可以容易地处理备用模块。这种几何结构进一步允许用于备用模块在插入期间的容易的引导和容易的快速锁合连接。此外，通常将备用模块集成在驱动器壳体中的构思避免了在电梯驱动器和备用模块之间的具有对应的接口线路的任何单独的附加壳体。

优选地，备用模块壳体的外表面在装配位置中与驱动器壳体的对应表面对齐。通过这种方式，降低了损坏备用模块的危险，因为没有边缘从驱动器壳体的表面突出。此外，整个装置对灰尘不敏感。

优选地，备用模块的电接口和电梯驱动器的互补接口位于驱动器壳体和备用模块壳体的区域中，在备用模块被装配在驱动器壳体中之后，这些区域不形成外表面。经由这种措施，当备用模块被装配或被插入到驱动器壳体的容纳凹槽中时，电梯驱动器和备用模块之间的电接触器被驱动器壳体和备用模块壳体覆盖。这再次降低了对维护人员的电击危险，并且另一方面改善了整个电梯的操作可靠性。

在本发明的优选实施例中，电接口和驱动器壳体的互补接口均由可移动隔离件覆盖。这些可移动隔离件保证即使当备用模块未插入其在驱动器壳体中的装配位置时，电接口和互补接口的电触点也被覆盖，从而实质上降低了维护技术人员的电击危险。

优选地，在这种情况下，可移动隔离件可以通过相应的其他壳体的电接口或互补接口附近的至少一个突起或通过电接口或互补接口本身的电触点移动。这意味着，一个部件(备用模块、电梯驱动器)的电触点和/或突起分别移开其他部件的可移动隔离件。这意味着当备用模块被插入到驱动器壳体中时，任何可移动隔离件都被自动地移除，从而能够实现电接口和互补接口的电触点之间的电连接。

优选地，电梯驱动器包括用于备用电源的充电电路，使得关于电梯的紧急操作的所有相关部件与电梯驱动器集成在一起。这降低了生产以及维护成本。

优选地，备用电源包括电池、超级电容器或本身已知的电力存储部件的组合。

在本发明的优选实施例中，驱动器壳体和模块壳体包括互补的引导件，所述互补的引导件被配置为限定模块壳体相对于驱动器壳体的线性运动，该运动由止动面限制，这使得互补接口与电接口能够可靠地连接。因此，当备用模块被插入到驱动器壳体中时，引导表面将备用模块引导到驱动器的正确的电连接中。这再次改善了整个装置的操作可靠性，并且导致电接口和互补接口的电触点的更长的寿命。

优选地，驱动器壳体被安装在电梯层站门或检修孔附近的电梯井中。这使得维护人员能够在不进入井的情况下更换或维护电源以及电梯驱动器。对应的工作可以从层站楼层通过打开的层站门或从轿厢顶来完成。

大部分备用电源可以由电池来构建，例如铅电池或锂离子电池。但它们也可以被形成自超级电容器或其他能量存储器。在下文中，当提到“电池”时，包括任何种类的备用电源。

优选地，电梯驱动器包括变频器，变频器具有整流桥、逆变桥和整流桥与逆变桥之间的直流链路。这种形式是用于电梯驱动器的可靠的标准配置。在这种情况下，电池优选地被连接到直流链路，因为这使得能够经由应急驱动模块来激励电梯制动器以及电梯电机的运行。这进一步具有优点：该驱动器能够向负载提供电池能，该负载需要利用从备用电源汲取的最小电流量来提供电力，因为当电梯轿厢被驱动发电方向(光源方向)时，直流链路还有助于作为用于备用电源和负载的能量源。这再次降低了由电池操作所需的电池能量，这再次降低了电池容量并因此降低了物理电池尺寸。因此，通过该技术，产生具有紧急驱动能力的电梯驱动器，与电梯驱动器尺寸相比，其使用物理上小尺寸的电池。通过使用提供高能量密度的锂离子或其他类型的锂基化学电池，可以进一步优选地实现减小电池尺寸的这一目标。

当使用具有应急驱动模块的本发明驱动器时，备用电源优选地被配置为利用从电梯电机馈送到直流链路的可用再生能量，并且当所有负载与要从直流链路馈送的驱动器的直流链路连接时，所需的能量显著降低(大约从4kW峰值功率到1kW峰值功率)。这使得集成在驱动器外壳中的小型但本身更昂贵的锂电池成为比具有外部外壳和接口的更高能量的外部铅酸电池(其本身更便宜)更便宜的解决方案。

在早期的解决方案中，驱动器的三相输入被用于向电梯系统中的每个部件供电(不包括门)。当备用模块被连接到直流链路时，驱动器的控制器可以控制将为哪些部件供电。因此，可以显著降低功率。在这两种情况下，电梯都可以使用再生电力。不同之处在于是否所有部件都被提供电力或者仅仅用于应急操作所需的特定部件。

由于备用模块和/或驱动器位于封闭的壳体中，并且可以在不打开任何壳体的情况下更换备用模块，所以在更换电池时没有必要采取特殊的预防措施以避免接触驱动器中的高压直流链路电路。

但是，强烈建议在更换电池前打开主开关。电池模块优选地位于在其外表面上具有电绝缘的塑料壳体内部。因此，在与直流链路电势相关的操作期间的电池+和–的连接由周围的备用模块塑料外壳保护，当其由执行电池更换的维修人员触摸时，不会产生任何导电性。无论如何，主开关接触器可以优选地位于备用模块和驱动器壳体之间的机械接口处，以在备用模块从电梯驱动器拆卸时自动地中断主电压。

备用模块优选地具有永久地固定到备用模块壳体的电接口，该备用模块壳体将电池连接到直流链路电势。驱动器壳体具有被固定到用于备用模块的驱动器壳体的容纳区域中的互补接口。然后，备用模块优选地通过快速锁合连接被连接到驱动器壳体。

优选地，备用模块包括必要的电池管理硬件和电接口的电触点。通过这种方式，所有必需的电池相关的硬件都位于备用模块中。优选地，在这种情况下，驱动器仅包括充电电路，以使电池保持在最佳负载水平。

本发明提供以下与非集成电池备用设备有关的优点：

-避免了单独的电池壳体的额外成本。

-更少的机械部件。

-避免需要额外的保险丝或开关用以在更换或维护时将电池与驱动器分开。

-在靠近电梯驱动器的地方不必为电池壳体提供空间。

-由于本发明的拔掉/插上电池的构思，使更换行为更容易并更快，这减少了现场所需的维护时间。

-在井中为其他电梯部件释放空间。

此外，如果电池电连接到直流链路，还有以下额外的优点：

-避免了外部电池壳体和电梯驱动器之间的额外布线成本，主要是因为不存在必须妥善保护的布线来避免接触电线的人的电击。

-由于电池和直流链路之间的这种直接连接，避免了与长电池线相关联的辐射发射等电磁干扰问题。

-在将电池电压转换为直流链路电压的任何电池驱动转换器电路之间可以使用短接电缆，这降低了振荡的风险，这些振荡必然会导致转换器运行中的稳定性问题。

-终身受益

-可以避免使用需要频繁更换的铅酸电池。

-使用锂电池，预期寿命可延长至十年，并且可以显著降低由于在高环境温度电梯中的问题而导致的服务成本和所需的现场访问量，在高环境温度电梯中，其更换频率比标准更换时间更频繁。

-铅是一种有害物质，用锂电池代替它是一种生态解决方案。

以下术语用作同义词：电池-备用电源-超级电容器；备用模块壳体-模块壳体；

本领域技术人员应该清楚，上述实施例可以任意组合。

附图说明

现在经由与所附的附图结合的示例来描述本发明。

图1示出了电梯井上端中的电梯的一部分的透视图，

图2包括具有集成的可拆卸备用模块的电梯驱动器壳体的电梯驱动器，

图3备用模块的透视图。

具体实施方式

图1示出了具有层站门14的电梯井12的上部中的电梯10。该图示出了用于电梯轿厢的轿厢导轨16和用于配重的两个配重导轨18a，18b的上部。在轿厢导轨16的上端安装有电梯电机20，电梯电机20包括两个电梯制动器22a，22b。电梯制动器22a，22b作用在牵引滑轮24的制动面上，牵引滑轮24连接到电梯电机20的转子上。电梯电机20通过位于层站门14上方的电梯驱动器26操作，这样维护人员可以从层站门或站在电梯轿厢顶部接触到它。

电梯驱动器26优选地包括本身已知的变频器，变频器具有在整流桥和逆变桥之间的直流链路。电梯驱动器26位于由塑料制成的电隔离的立方体驱动器壳体28中，其在图2中更详细地示出。优选地，电梯驱动器26包括应急驱动模块，以使得能够在主AC网络出现电力故障的情况下能够释放被困乘客。在驱动器壳体28的一个边缘30的区域中设置有容纳凹槽32，备用模块34可释放地安装，优选地插入，该容纳凹槽中，由此优选地利用快速锁合连接固定如图2所示的装配位置。备用模块34具有备用模块壳体36，该备用模块壳体36优选地由塑料制成，类似于驱动器壳体28，并因此保护封闭的电部件免于接近和灰尘。备用模块具有两个外表面38a，38b，它们与驱动器壳体28的对应的外表面40a，40b对齐。经由这种措施，不存在从驱动器壳体28的对应的外表面40a，40b突出的备用模块壳体36的边缘或角部。因此，完整的装置不易受到灰尘和机械损坏的影响。

与应急驱动模块和可选的备用电源充电电路相结合的电梯驱动器需要最少量的附加电子设备。因此，具有所有电池相关硬件的整个驱动器系统26安装到驱动器壳体28中，并且在电梯井12中不需要额外的空间或额外的布线。

备用模块34优选地包括释放按钮42，利用该释放按钮42可以释放备用模块34与驱动器壳体28的快速锁合连接。因此，备用模块可以容易地被拆卸，例如，用于维护或更换。

图3示出了具有其备用模块壳体36的备用模块34透视图。备用模块34在一端具有电接口44，电接口44自动地与驱动器壳体28中的互补电接口连接，使得当备用模块34被插入其在驱动器壳体28中的装配位置时，备用模块34与电梯驱动器26产生自动电连接。插入的线性运动可以由图中未示出的引导部件引导。

此外，电接口以及互补接口可以优选地包括可移动隔离件，当备用模块34被拔出时，该可移动隔离件防止接触其电触点。

电梯驱动器26还可以包括用于电梯制动器22a，22b两者的制动控制器。

本发明不限于所公开的实施例，而是可以在所附权利要求的范围内变化。

附图标记列表：

10 电梯

12 电梯井

14 层站门

16 轿厢导轨

18a，b 配重导轨

20 电梯电机

22a，b 电梯制动器

24 牵引滑轮

26 电梯驱动器

28 驱动器壳体

30 具有用于备用模块的容纳凹槽的边缘

32 用于备用模块的容纳凹槽

34 备用模块

36 备用模块壳体

38a，b 备用模块壳体的外表面

40a，b 驱动器壳体的外表面

42 快速锁合连接的释放按钮

44 备用模块的电接口

Claims

1.一种电梯，包括电梯电机(20)和电梯驱动器(26)，所述电梯驱动器(26)包括备用电源和应急驱动模块，以使得能够在电力故障的情况下，基于所述备用电源的能量来释放被困乘客，由此所述电梯驱动器(26)包括驱动器壳体(28)，并且所述备用电源位于单独的备用模块(34)中，所述备用模块(34)可释放地被支撑在所述电梯驱动器(26)的所述驱动器壳体(28)处的装配位置中，所述备用模块(34)包括备用模块壳体(36)和电接口(44)，所述电接口(44)连接到位于所述驱动器壳体(28)处的所述电梯驱动器(26)的互补接口。

2.根据权利要求1所述的电梯，其中所述备用模块壳体(36)和/或所述驱动器壳体(28)是绝缘的壳体，特别是塑料壳体或绝缘的铝壳体。

3.根据前述权利要求中任一项所述的电梯，其中备用模块(34)被配置为被插入到所述电梯驱动器(26)和/或所述驱动器壳体(28)中。

4.根据前述权利要求中任一项所述的电梯，其中所述备用模块壳体(36)被容纳在所述驱动器壳体(28)的边缘(30)的凹槽(32)中。

5.根据权利要求4所述的电梯，其中当所述备用模块壳体(36)被装配到所述驱动器壳体(28)时，所述备用模块壳体(36)的外表面(38a，38b)与所述驱动器壳体(28)的对应的外表面(40a，40b)对齐。

6.根据前述权利要求中任一项所述的电梯，其中所述备用模块壳体(36)经由快速锁合连接被固定在所述驱动器壳体(28)处的所述备用模块壳体(36)的装配位置中。

7.根据前述权利要求中任一项所述的电梯，其中所述电接口(44)和所述互补接口位于所述驱动器壳体(28)和所述备用模块壳体(36)的区域处，所述区域在所述备用模块(34)被安装在所述驱动器壳体(28)处的所述备用模块(34)的装配位置中之后不形成外表面。

8.根据前述权利要求中任一项所述的电梯，其中所述驱动器壳体(28)和所述备用模块壳体(36)中的所述电接口(44)和所述互补接口均被可移动的隔离件覆盖。

9.根据权利要求8所述的电梯，其中所述隔离件能够通过相应的其他壳体(28，36)的所述电接口(44)和/或所述互补接口移动。

10.根据前述权利要求中任一项所述的电梯，其中所述电梯驱动器(26)包括用于所述备用电源的充电电路。

11.根据前述权利要求中任一项所述的电梯，其中所述备用电源包括电池和/或超级电容器。

12.根据前述权利要求中任一项所述的电梯，其中所述驱动器壳体(28)和所述备用模块壳体(36)包括互补的引导件，所述互补的引导件被配置为限定所述备用模块壳体相对于所述驱动器壳体(28)的线性运动，所述运动由止动面限制，这使得所述电接口与所述互补接口能够可靠连接。

13.根据前述权利要求中任一项所述的电梯，其中所述驱动器壳体(28)被安装在电梯层站门或检修孔附近的电梯井中。

14.根据前述权利要求中任一项所述的电梯，其中所述电梯驱动器(26)包括变频器，所述变频器具有整流桥、逆变桥和在所述整流桥和所述逆变桥之间的直流链路，并且其中所述备用电源被连接到所述电梯驱动器(26)的所述直流链路。

15.根据前述权利要求中任一项所述的电梯，其中主开关接触器位于所述备用模块壳体(36)和所述驱动器壳体(28)之间的机械接口处，以当所述备用模块(34)被从所述电梯驱动器(26)拆卸时自动地将主电压中断。