CN110323750A - 一种电梯轿厢供电系统及其供电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电梯轿厢供电系统及其供电方法。系统包括：安装在电梯控制柜内部的电平控制器，安装在电梯井道中的电源传输组件，安装在轿厢顶部并与电源传输组件电连接的电源接收组件，安装在轿厢顶部并与电源接收组件电连接的电源存储组件，以及安装在轿厢顶部并与电源存储组件电连接的电压转换组件。本发明利用大功率的电源接收组件以及高效率的电源存储组件，在轿厢每次运行间隔或运行同时为电源存储组件充电，从而在电梯下次运行时，仅依靠电源存储组件的电力即可供应轿厢用电，可以大幅节约随行电缆的芯数，降低电梯以及随行电缆的成本。

Description

一种电梯轿厢供电系统及其供电方法

技术领域

本发明涉及电梯运行技术领域，尤其涉及一种电梯轿厢供电系统及其供电方法。

背景技术

现有的电梯轿厢供电系统中，维持轿厢各电气部件正常工作，需要各种电压等级的电源，例如，轿厢照明、召唤、门电机等电气部件所需电源电压等级不尽相同。而电压等级的电源全部是通过电梯随行电缆，把机房电源传输至轿厢顶部的。当轿厢或轿厢顶部的电气部件增加时，需要通过增加随行电缆的电源芯数。

随着电梯产品的不断发展，楼宇的层数和电梯提升高也不断提高，同时在轿厢或轿厢顶部的各种电气部件也会随之增多。为了满足轿厢不断提升的电源需求，则必须不断增加随行电缆的电源芯数以应对，如此必然会增加随行电缆的重量，导致整个电梯系统重量的增加，电梯以及随行电缆的成本也随之增加。

同时，随着电梯技术的不断发展，电梯机房与轿厢的普通信号可以通过无线通讯进行传输，而轿厢的随行电缆的供电方式制约着轿厢无线化的推进。

因此，如何减少随行电缆的芯数、甚至取消随行电缆，降低电梯以及随行电缆的成本，推进电梯轿厢无线化，成为电梯轿厢供电发展亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术中存在的技术问题，提供一种电梯轿厢供电系统及其供电方法，能够大幅节约随行电缆线芯，降低电梯以及随行电缆的成本。

为实现上述目的，本发明提供了一种电梯轿厢供电系统，包括：电平控制器，安装在电梯控制柜内部，用于接收外部电源并转化为至少一路供电电源；电源传输组件，安装在电梯井道中，电连接所述电平控制器并延伸至所述电梯井道底部，用于传输所述供电电源；电源接收组件，安装在轿厢顶部并与所述电源传输组件电连接，用于接收所述供电电源；电源存储组件，安装在所述轿厢顶部并与所述电源接收组件电连接，用于存储所述供电电源；电压转换组件，安装在所述轿厢顶部并与所述电源存储组件电连接，用于将所述电源存储组件所存储的电源转换成轿厢的不同电气部件所需的相应电压等级的轿厢电源，并进行供电。

为实现上述目的，本发明还提供了一种电梯轿厢供电方法，采用本发明所述的电梯轿厢供电系统，所述方法包括如下步骤：(1)通过电平控制器接收外部电源并转化为至少一路供电电源；(2)通过电源传输组件传输所述供电电源；(3)通过电源接收组件接收所述供电电源；(4)通过电源存储组件存储所述供电电源；(5)通过电压转换组件将所述电源存储组件所存储的电源转换成轿厢的不同电气部件所需的相应电压等级的轿厢电源，并进行供电。

本发明的优点在于：本发明利用大功率的电源接收组件以及高效率的电源存储组件，在轿厢每次运行间隔或运行同时为电源存储组件充电，从而在电梯下次运行时，仅依靠电源存储组件的电力即可供应轿厢用电。本发明可以大幅节约随行电缆的芯数，甚至取消随行电缆，降低了电梯以及随行电缆的成本。本发明还可以配合无线通讯技术，彻底去掉随行电缆，推进电梯轿厢无线化。相比现有无线充电技术，本发明充电效率高、成本低，满足轿厢大功率用电的使用场合。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1，本发明电梯轿厢供电系统的架构示意图；

图2，本发明电梯轿厢供电系统的第一实施例的示意图；

图3A，本发明电梯轿厢供电系统的第二实施例的示意图；

图3B，俯视视角下本发明集电靴与供电导轨安装位置的剖视图；

图4，本发明电梯轿厢供电方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。本发明的说明书和权利要求书以及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应当理解，这样描述的对象在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排它的包含。

请参阅图1，本发明电梯轿厢供电系统的架构示意图。所述电梯轿厢供电系统包括：电平控制器11、电源传输组件12、电源接收组件13、电源存储组件14以及电压转换组件15。

具体的，所述电平控制器11安装在电梯控制柜201(标示于图2中)内部，用于接收外部电源并转化为至少一路供电电源。所述电平控制器11的主要功能是：将市网交流电转化成直流电，或者引用直流母线处的直流电，并与转化后的交流电一起通过所述电源传输组件12传输，作为轿厢电源的主要来源。所述电平控制器11输出的电源类型包括但不限于AC220V、DC48V等。所述电平控制器11包括但不限于：模拟电平转换器件和数字电平转换器件，可以实现将一电源转换为一个或多个不同电源即可。

进一步的实施例中，所述电平控制器11内部设有过流检测保护单元、短路检测保护单元或漏电检测保护单元的至少其中之一，用于在检测出相应异常时切断所述电平控制器11的电源输出，并输出故障信号至电梯主控制板中。也即，所述电平控制器11设置有过流、短路、漏电的检测与保护功能，在发生异常时能够切断电源，保障设备及人员的安全。例如，所述电平控制器11内部可以设有过流检测保护单元，当超过额定电流的电源通过所述电平控制器11时，所述电平控制器11会切断输出，保证后端设备的安全；所述电平控制器11内部还可以同时设有漏电检测保护单元，所述电平控制器11工作期间当漏电流超过设定值后，会立刻切断输出，并停止工作；上述异常检测保护单元均能输出故障信号至电梯主控制板中，使得监控人员可以得知所述电平控制器11是处于正常工作状态还是异常故障状态。

具体的，所述电源传输组件12安装在电梯井道202(标示于图2中)中，电连接所述电平控制器11并延伸至所述电梯井道202底部，用于传输所述供电电源。所述电源传输组件12从所述电梯控制柜201一直延伸至所述电梯井道202的井道底部，贯穿于整个井道中，其主要功能是：把所述电平控制器11提供的电源传输至下游，即主要起到电源传输的作用。

进一步的实施例中，所述电源传输组件12可以采用供电线路221(标示于图2中)，所述供电线路221在每个停靠层站209(标示于图2中)分出一分支线路，每一所述分支线路电连接一供电连接器222(标示于图2中)；当某一分支线路上的供电连接器222与所述电源接收组件13电连接后，所述供电线路221上的所述供电电源通过相应的供电连接器222传输至所述电源接收组件13。即，所述供电线路221配合所述电梯井道202中各停靠层站209的供电连接器222使用，持续通过相应供电连接器222给所述电源接收组件13提供稳定的电源。其中，所述供电线路221一般为多芯电源线，所述供电线路221中的电源种类与所述电平控制器12输出的电源种类一致。所述供电连接器222可以采用开放进出方式设置，能够与设置在轿厢上的所述电源接收组件13便利连接，所述供电连接器222也可以设置为当轿厢停止后伸出的方式。当电梯在停靠层站209停止时，所述电源接收组件13可以与相应供电连接器222可靠接触；当电梯运行的时候，所述电源接收组件13与井道中的供电连接器22脱离不接触或短暂接触。因此，每一所述供电连接器222可以实时检测是否与所述电源接收组件13可靠接触，若可靠连接，则相应供电连接器222才能输出所述供电线路221上的电源；否则供电连接器222处于无电安全状态，不会输出任何电源。即，即使所述电源接收组件13与井道中的供电连接器22短暂接触，也不会从供电连接器222上接收电源，避免短时间的电源冲击。

进一步的实施例中，所述电源传输组件12可以采用供电导轨32(标示于图3中)，所述电源接收组件13始终与所述供电导轨22可靠接触。此时，无论电梯轿厢是在停靠层站209停靠时，或者在运行时，由于所述电源接收组件13始终与所述供电导轨32相接触，因此，在任何时间任何位置，所述电平控制器11输出的电源均可通过所述供电导轨32输至所述电源接收组件13。其中，所述供电导轨32一般为刚性带电导轨，导轨裸露部分与墙体及井道部件保持安全绝缘距离，与所述电源接收组件13接触面以外设置有绝缘防护外壳。

具体的，所述电源接收组件13安装在轿厢203(标示于图2中)顶部，并与所述电源传输组件12电连接，用于接收所述供电电源。

进一步的实施例中，所述电源接收组件13可以采用集电器23(标示于图2中)，配合供电连接器222与供电线路221。当电梯在停靠层站209停靠时，供电连接器222与所述集电器23可靠接触，实现向所述集电器23的大电流供电。当电梯运行的时候，所述集电器23与井道中的供电连接器222脱离不接触或短暂接触，不进行电源传输，避免短时间的电源对所述集电器23的冲击。

进一步的实施例中，所述电源接收组件13可以采用集电靴33(标示于图3中)，配合供电导轨32。所述集电靴33一直与供电导轨32可靠接触，电梯可以在任何时间任何位置获得高压电力。集电靴，又称取流靴，是通过与供电导轨接触而取得电能的集电装置。

具体的，所述电源存储组件14安装在所述轿厢203顶部并与所述电源接收组件13电连接，用于存储所述供电电源。所述电源存储组件14可以是大容量锂电池，也可以是高效率的超级电容，其主要功能是将所述电源接收组件13获取的电能进行存储。当供电电源为高压大电流时，会为所述电源存储组件14进行充电，以进行电能存储；而存储的电能在释放时，采用低电压小电流方式，以保证足够的电源裕量。

具体的，所述电压转换组件15安装在所述轿厢203顶部并与所述电源存储组件14电连接，用于将所述电源存储组件14所存储的电源转换成轿厢的不同电气部件所需的相应电压等级的轿厢电源，并进行供电。由于轿厢的各电气部件所需的电压等级不完全一样，因此，电压转换组件15会根据不同电压等级的电气部件的实际情况，将所述电源存储组件14中存储的供电电源进行转换，输出不同电压等级的稳定、安全的电源，全面供电源给轿厢中的照明、风扇、召唤按钮等电气部件，以及提供至轿厢顶部的门电机、轿厢控制器等电气部件。所述电压转换组件15包括但不限于：模拟电压转换器件(例如电压电平转换器)和数字电压转换器件(例如具有集成逻辑功能的电压转换器)，可以实现将一电源转换为一个或多个不同电源即可。

进一步的实施例中，所述电压转换组件15进一步与所述电源接收组件13电连接；当电梯在停靠层站209待机时，所述电压转换组件15进一步用于切换供电状态，将所述电源接收组件13所接收的所述供电电源转换成轿厢的不同电气部件所需的相应电压等级的轿厢电源，并进行供电。即，当电梯在停靠层站209待机时，所述电源存储组件14会存储来自所述电平控制器11提供的电源，同时，所述电压转换组件15也会切换供电状态，使得轿厢系统的所有电气部件直接使用来自所述电源接收组件13接收的电源，而不使用所述电源存储组件14中存储的电能，从而保证了所述电源存储组件的存储能力和供电持久力。

本发明电梯轿厢供电系统，利用大功率的电源接收组件以及高效率的电源存储组件，在轿厢每次运行间隔或运行同时为电源存储组件充电，从而在电梯下次运行时，仅依靠电源存储组件的电力即可供应轿厢用电。本发明可以大幅节约电梯随行电缆的芯数，甚至取消随行电缆，降低了电梯以及随行电缆的成本。本发明还可以配合无线通讯技术，彻底去掉随行电缆，推进电梯轿厢无线化。相比现有无线充电技术，本发明充电效率高、成本低，满足轿厢大功率用电的使用场合。

请参阅图2，本发明电梯轿厢供电系统的第一实施例的示意图。在本实施例中，所述电梯轿厢供电系统包括：一电平控制器11、一供电线路221、多个供电连接器222、一集电器23、一电源存储组件14以及一电压转换组件15。

所述电平控制器11安装在电梯控制柜201内，其前端与市网交流电(AC220V)电连接，交流电经内部电压转换，生成DC48V、AC110V和AC22V电源由其后端输出。所述电平控制器11具有过流检测保护功能，当超过额定电流的电源通过时会切断输出，保证后端设备的安全；所述电平控制器11还具有漏电检测保护功能，在其工作期间当漏电流超过设定值时，会立刻切断输出并停止工作。上述异常检测保护均能输出故障信号至电梯主控制板中，使得监控人员可以得知所述电平控制器11是处于正常工作状态还是异常故障状态。

所述供电线路221与所述电平控制器11电连接，所述电平控制器11输出的多路电源通过所述供电线路进行传输。所述供电线路221从机房的电梯控制柜201一直延伸至电梯井道202的井道底部，贯穿于整个井道中。所述供电线路221中的电源种类与所述电平控制器11输出的电源种类一致。若客户电梯厅外设有N层停靠层站209，则所述供电线路221在每个停靠层站209分出一分支线路，共N个分支线路。每个分歧线路后端都会安装一个供电连接器222，总共为N个供电连接器222。所述供电连接器222可以采用开放进出方式，能够与安装在轿厢203上的集电器23便利连接。每一所述供电连接器222会实时检测是否与所述集电器23可靠连接，若可靠连接，则相应供电连接器222才能输出所述供电线路221上的电源；否则供电连接器222处于无电安全状态不会输出任何电源。

所述集电器23安装在轿厢203顶部，用于接收所述供电电源。所述集电器23可以为固定形式，并在电梯在停靠层站209停靠后与相应供电连接器222电连接，以通过所述供电连接器222接收所述供电电源；而当电梯在运行时，即便所述集电器23与某一供电连接器222接触，因为接触时间短，所述集电器23也不会从相应供电连接器222上接收电源，从而避免短时间的电源冲击。所述集电器也可以为可伸缩形式，在电梯在停靠层站209停靠后处于伸出状态，并与相应供电连接器222电连接，以通过所述供电连接器222接收所述供电电源；在电梯运行时处于缩进状态，始终不与任一供电连接器222相接触，不会产生电源的传输。

所述电源存储组件14也安装在轿厢203顶部，并与所述集电器23电连接。所述电源存储组件14会在所述集电器23接收了来自供电连接器222传输的电源后，对所述集电器23获取的电能进行存储。所述电源存储组件14的储能介质可以是大容量锂电池，也可以是高效率的超级电容。当供电电源为高压大电流时，会为所述电源存储组件14进行充电，以进行电能存储；存储的电能在释放时，采用低电压小电流方式，保证足够的电源裕量。

所述电压转换组件15也安装在所述轿厢203顶部，并与所述电源存储组件14电连接。由于轿厢的各电气部件所需的电压等级不完全一样，因此，电压转换组件15会根据不同电压等级的电气部件的实际情况，将所述电源存储组件14中存储的供电电源进行转换，输出不同电压等级的稳定、安全的电源，全面供电源给轿厢中的照明、风扇、召唤按钮等电气部件，以及提供至轿厢顶部的门电机、轿厢控制器等电气部件。

所述电压转换组件15进一步与所述集电器23电连接；当电梯在停靠层站209停靠待机时，所述电压转换组件15进一步用于切换供电状态，将所述集电器23所接收的所述供电电源转换成轿厢的不同电气部件所需的相应电压等级的轿厢电源，并进行供电。即，当电梯在停靠层站209停靠待机时，所述电源存储组件14会存储来自所述电平控制器11提供的电源，同时，所述电压转换组件15也会切换供电状态，使得轿厢系统的所有电气部件直接使用来自所述集电器23接收的电源，而不使用所述电源存储组件14中存储的电能，从而保证了所述电源存储组件的存储能力和供电持久力。

请一并参阅图3A-图3B，其中，图3A为本发明电梯轿厢供电系统的第二实施例的示意图，图3B为俯视视角下本发明集电靴与供电导轨安装位置的剖视图。与图2所示实施例的不同之处在于，在本实施例中，所述电源传输组件12采用一供电导轨32，所述电源接收组件13采用一集电靴33。

如图3A所示，所述供电导轨32与所述电平控制器11直接相连接，用于传输所述电平控制器11输出的电源。所述供电导轨32采用刚性带电导轨，从机房的电梯控制柜201一直延伸至电梯井道202的井道底部，贯穿于整个井道中。采用所述供电导轨32，可以持续给轿厢提供电源，更大程度地给所述电能存储组件14提供源源不断的电能。

所述集电靴33安装在轿厢203顶部，所述集电靴33始终与所述供电导轨32可靠接触，用于接收所述供电电源。当所述集电靴33接收了来自所述电平控制器11的电源后，会把获取的电能存储在所述电源存储组件14中。无论电梯轿厢是在停靠层站209停靠，或是在运行状态，所述集电靴33一直与供电导轨32可靠接触，电梯可以在任何时间任何位置获得高压电力。

如图3B所示，在俯视视角下，所述供电导轨32具有第一侧面321以及相对的第二侧面322；所述第一侧面321上设有绝缘外壳323，所述集电靴33通过所述绝缘外壳323上的开口与所述供电导轨32相接触；所述第二侧面322上延伸有绝缘端子324，以与所述电梯井道202内的墙体及井道部件保持一绝缘距离；所述集电靴33位于所述绝缘外壳323上的开口区域的第一部分331包覆有绝缘护套333。即，所述供电导轨32通过所述绝缘端子324与设于所述电梯井道202内墙壁301上的轿厢导轨302相连接，使得所述供电导轨32裸露部分与所述电梯井道202内的墙体及井道部件保持安全绝缘距离；所述集电靴33由所述供电导轨32向外引出部分包绕绝缘护套333。所述供电导轨32和所述集电靴33外部都做了绝缘处理，避免其它部件的异常接触导致的短路。

进一步的实施例中，所述集电靴33具有与所述供电导轨32相接触的第二部分332，所述第二部分332与所述绝缘外壳323之间设有压紧结构334，所述压紧结构334用于调整所述集电靴33与所述供电导轨32之间的接触力，使得所述集电靴33始终与所述供电导轨32可靠接触。通过采用所述压紧结构334，即使所述供电导轨32有轻微的形变，也可以保证所述集电靴33与所述供电导轨32可靠接触，防止松脱。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种电梯轿厢供电方法，采用本发明上述电梯轿厢供电系统。

请一并参阅图4以及图1，其中，图4为本发明电梯轿厢供电方法的流程示意图。所述方法包括如下步骤：S41：通过电平控制器接收外部电源并转化为至少一路供电电源；S42：通过电源传输组件传输所述供电电源；S43：通过电源接收组件接收所述供电电源；S44：通过电源存储组件存储所述供电电源；以及S45；通过电压转换组件将所述电源存储组件所存储的电源转换成轿厢的不同电气部件所需的相应电压等级的轿厢电源，并进行供电。本发明的结构、功能及其产生的有益效果已在图1所述电梯轿厢供电系统中进行了详述，此处不再赘述。

优选的，所述电压转换组件进一步与所述电源接收组件电连接；步骤S45进一步包括：当电梯在停靠层站209待机时，通过所述电压转换组件切换供电状态，将所述电源接收组件所接收的所述供电电源转换成轿厢的不同电气部件所需的相应电压等级的轿厢电源，并进行供电。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电梯轿厢供电系统，其特征在于，包括：

电平控制器，安装在电梯控制柜内部，用于接收外部电源并转化为至少一路供电电源；

电源传输组件，安装在电梯井道中，电连接所述电平控制器并延伸至所述电梯井道底部，用于传输所述供电电源；

电源接收组件，安装在轿厢顶部并与所述电源传输组件电连接，用于接收所述供电电源；

电源存储组件，安装在所述轿厢顶部并与所述电源接收组件电连接，用于存储所述供电电源；

电压转换组件，安装在所述轿厢顶部并与所述电源存储组件电连接，用于将所述电源存储组件所存储的电源转换成轿厢的不同电气部件所需的相应电压等级的轿厢电源，并进行供电。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电平控制器内部设有过流检测保护单元、短路检测保护单元或漏电检测保护单元的至少其中之一，用于在检测出相应异常时切断所述电平控制器的电源输出，并输出故障信号至电梯主控制板中。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电源传输组件采用供电线路，所述供电线路在每个停靠层站分出一分支线路，每一所述分支线路电连接一供电连接器，所述电源接收组件采用集电器；

当所述集电器与相应供电连接器电连接后，所述供电连接器将所述供电线路上的所述供电电源输出至所述集电器。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述集电器为固定形式，并在电梯在停靠层站停靠后与相应供电连接器电连接，以通过所述供电连接器接收所述供电电源；或

所述集电器为可伸缩形式，在电梯在停靠层站停靠后处于伸出状态，并与相应供电连接器电连接，以通过所述供电连接器接收所述供电电源，而在电梯运行时处于缩进状态。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电源传输组件采用供电导轨，所述电源接收组件采用集电靴；所述集电靴与所述供电导轨相接触，以通过所述供电导轨接收所述供电电源。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，

所述供电导轨具有第一侧面以及相对的第二侧面；所述第一侧面上设有绝缘外壳，所述集电靴通过所述绝缘外壳上的开口与所述供电导轨相接触；所述第二侧面上延伸有绝缘端子，以与所述电梯井道内的墙体及井道部件保持一绝缘距离；

所述集电靴位于所述绝缘外壳上的开口区域的第一部分包覆有绝缘护套。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述集电靴具有与所述供电导轨相接触的第二部分，所述第二部分与所述绝缘外壳之间设有压紧结构，所述压紧结构用于调整所述集电靴与所述供电导轨之间的接触力。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电压转换组件进一步与所述电源接收组件电连接；

当电梯在停靠层站待机时，所述电压转换组件进一步用于切换供电状态，将所述电源接收组件所接收的所述供电电源转换成轿厢的不同电气部件所需的相应电压等级的轿厢电源，并进行供电。

9.一种电梯轿厢供电方法，其特征在于，采用权利要求1所述的电梯轿厢供电系统，所述方法包括如下步骤：

(1)通过电平控制器接收外部电源并转化为至少一路供电电源；

(2)通过电源传输组件传输所述供电电源；

(3)通过电源接收组件接收所述供电电源；

(4)通过电源存储组件存储所述供电电源；

(5)通过电压转换组件将所述电源存储组件所存储的电源转换成轿厢的不同电气部件所需的相应电压等级的轿厢电源，并进行供电。

10.根据权利要求9所述的方法，所述电压转换组件进一步与所述电源接收组件电连接；

其特征在于，步骤(5)进一步包括：当电梯在停靠层站待机时，通过所述电压转换组件切换供电状态，将所述电源接收组件所接收的所述供电电源转换成轿厢的不同电气部件所需的相应电压等级的轿厢电源，并进行供电。