CN110356943B - 电梯控制系统及直梯救援装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种电梯控制系统及直梯救援装置，所述电梯控制系统包括电机控制器、不间断电源以及直梯救援装置，且所述直梯救援装置包括蓄电池组、用于将输入的交流电转换为直流电输出的整流板，其中：所述蓄电池组的输出电压小于所述电机控制器内的开关电源模块的启机电压，且所述蓄电池组的输出端经由第二开关连接到所述电机控制器的整流模块的输入端；所述整流板的输入端经由第三开关连接到所述不间断电源的输出端，并将所述不间断电源的输出转换为所述电机控制器的开关电源模块的启机电压，且所述整流板的输出端连接到所述开关电源模块的取电端。本发明实施例能够极大的减少人工操作，且结构简单、成本低廉、维护方便。

Description

电梯控制系统及直梯救援装置

技术领域

本发明实施例涉及电梯安全领域，更具体地说，涉及一种电梯控制系统及直梯救援装置。

背景技术

电梯在日常生产、生活中已经成为了必不可少的特种设备。生活中最为常见的电梯包括两种，分别是直梯和扶梯。电梯在运行的过程中存在市电掉电的情况，当扶梯掉电时，抱闸会抱住电机，扶梯停止运行，此时乘客可以自行走出扶梯，不存在需要专业人员进行救援的情况；而当直梯掉电的时候可能会出现轿厢困人的情况，此时就需要专业维保人员对被困乘客实施救援。目前的直梯救援主要采用两种方式：驱动救援和溜车救援。

溜车救援是目前普通直梯的标配功能，当供电的市电掉电之后，后备电源通常为UPS（Uninterruptible Power Supply，不间断电源），仅为电梯控制系统供电，并通过人工操作机械抱闸松开或者通过控制电动松闸装置使机械抱闸松开，电梯轿厢依靠本身与配重之间的重量差运动到就近停靠层，然后通过三角钥匙打开厅门和轿门救出乘客。

溜车救援不需要附加多余设备，原理简单，但是存在溜车阶段轿厢运行速度变化较大的问题，容易对乘客的心理造成伤害。并且，溜车救援仅仅依靠配重和轿厢的重量差使轿厢运行，当二者差异很小时需要人工使用盘车手轮，该过程至少需要两名维保人员同时操作。此外，当轿厢高于顶楼或者低于一楼时，同样需要操作盘车手轮，此时若轿厢人数过多或者很少，人工使用盘车手轮十分费力，甚至出现无法正常救援的情况。

驱动救援为现有直梯的选配功能，其配备有ARD（Automatic Rescuer Device，自动操作救援装置）。通过配备的ARD，直梯的控制系统可自动检测市电是否掉电，并在市电掉电时逆变产生变频所需的电压、电流等，变频器再驱动电梯轿厢运行到设定的楼层，然后自动打开轿门和厅门释放乘客。

上述驱动救援直接使用ARD替换市电，虽然解决了溜车救援的各种问题，但是ARD通常需要专门的一个柜体，用于放置电池、逆变模块和控制单元等，体积大、价格贵，因此目前的直梯中很少有配备。

发明内容

本发明实施例针对上述溜车救援运行速度变化较大、操作费力，以及驱动救援体积大、价格昂贵的问题，提供一种电梯控制系统及直梯救援装置。

本发明实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种电梯控制系统，包括电机控制器和不间断电源，所述电机控制器包括分别连接到直流母线的整流模块、逆变模块以及为所述电机控制器的直流用电部分供电的开关电源模块，且所述整流模块的输入端经由第一开关连接市电，所述开关电源模块的取电端连接到所述直流母线；所述电梯控制系统包括直梯救援装置，且所述直梯救援装置包括蓄电池组、用于将输入的交流电转换为直流电输出的整流板，其中：所述蓄电池组的输出电压小于所述开关电源模块的启机电压，且所述蓄电池组的输出端经由第二开关连接到所述电机控制器的整流模块的输入端；所述整流板的输入端经由第三开关连接到所述不间断电源的输出端，并将所述不间断电源的输出转换为所述开关电源模块的启机电压，且所述整流板的输出端连接到所述开关电源模块的取电端。

优选地，所述第一开关和第二开关分别为接触器，且所述第一开关和第二开关通过机械互锁结构互锁，所述机械互锁结构使得所述第一开关和第二开关无法同时闭合。

优选地，所述直梯救援装置包括断电检测单元以及切换控制单元，其中：所述断电检测单元连接到市电，并在市电断电时向所述切换控制单元输出断电信号；所述切换控制单元分别连接到所述第一开关、第二开关的控制端，且所述切换控制单元在接收到断电信号时控制所述第一开关断开，并控制所述第二开关闭合。

优选地，所述开关电源模块的取电端的正端子经由二极管连接到所述直流母线中的正母线，且所述二极管的阴极连接到所述正端子、阳极连接到所述正母线；所述整流板的输出端的正接线端子连接到所述二极管的阴极。

优选地，所述开关电源模块包括第一连接器，且所述第一连接器的其中一个引脚连接到所述二极管的阴极、另一引脚连接参考地；所述整流板的输出端通过连接到所述第一连接器的连接线与所述开关电源模块的取电端导电连接。

优选地，所述整流板的输出端具有第二连接器，所述连接线包括通过导线相连的第三连接器和第四连接器，且所述第三连接器连接到所述第一连接器，所述第四连接器连接到所述第二连接器。

优选地，所述整流板的输入端具有第五连接器，所述不间断电源的输出端经由所述第三开关连接到第六连接器，且所述第六连接器与所述第五连接器连接。

优选地，所述整流模块的输入端包括三相端子，且所述蓄电池组的输出端连接到所述整流模块的三相端子中的任意两个。

优选地，所述电梯控制系统包括连接到市电的充电装置，且所述充电装置在所述蓄电池组的电量低于预设值时为所述蓄电池组充电。

本发明实施例还提供一种直梯救援装置，所述直梯救援装置包括蓄电池组、用于将输入的交流电转换为直流电输出的整流板，其中：所述蓄电池组的输出电压小于电梯的电机控制器内的开关电源模块的启机电压，且所述蓄电池组包括用于连接所述电机控制器的整流模块的输入端的第一直流输出端；所述整流板包括用于连接所述电梯的不间断电源的输出端的交流输入端和用于连接所述电机控制器的开关电源模块的取电端的第二直流输出端，并将所述不间断电源的输出转换为所述开关电源模块的启机电压。

本发明实施例的电梯控制系统及直梯救援装置，通过蓄电池组为电机控制器的逆变模块供电，并通过整流板将不间断电源的输出转换后为电机控制器的开关电源模块供电，与常规的溜车救援相比，能够极大的减少人工操作，且结构简单、成本低廉、维护方便。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电梯控制系统的示意图；

图2是本发明另一实施例提供的电梯控制系统的示意图；

图3是图2所示实施例的电梯控制系统中开关电源模块的示意图；

图4是图2所示实施例的电梯控制系统中，直流母线电压大于或等于电机控制器工作电压时的开关电源模块中电流的流向示意图；

图5是图2所示实施例的电梯控制系统中，直流母线电压小于电机控制器工作电压时的开关电源模块中电流的流向示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，是本发明实施例提供的电梯控制系统的示意图，该电梯控制系统可应用于直梯系统中，并实现轿厢驱动控制。本实施例的电梯控制系统包括电机控制器11、直梯救援装置12和不间断电源13，其中电机控制器11可将外部供电电源（例如市电，通常为330V交流电压）转换为驱动电压，并驱动曳引电机，从而实现电梯的轿厢的上行和下行。不间断电源13用于外部供电电源异常（例如断电）时的应急用电，例如应急照明等，其可输出220V单相交流电压。

上述电机控制器11可以是变频器等，与现有的变频器类似，该电机控制器具体包括整流模块111、逆变模块113、开关电源模块114、控制板、驱动板等，整流模块111、逆变模块113通过直流母线112相连。上述整流模块111的输入端经由第一开关连接外部供电电源，其可将外部供电电源的三相交流电转换为直流电，逆变模块113的输出端连接曳引电机，其可将直流母线电压转换为驱动曳引电机的电压。开关电源模块114的取电端也连接到直流母线112，并为电机控制器11内的直流用电部分（例如控制板、驱动板等）供电，从而可实现整流模块111和逆变模块113的开关控制。

直梯救援装置12包括蓄电池组121和整流板122。蓄电池组121用于提供直流能源，且该蓄电池组121的输出电压小于电机控制器11的开关电源模块114的启机电压，例如上述蓄电池组121可输出60V直流电压，即电机控制器11仅依靠蓄电池组121无法工作。该蓄电池组121的输出端经由第二开关连接到电机控制器11的整流模块111的输入端。整流板122的输入端经由第三开关连接到不间断电源13的输出端，且该整流板122的输出端连接到开关电源模块114的取电端。上述整流板122可将输入的交流电（即来自不间断电源13的输出，例如220V交流电）转换为直流电（即开关电源模块14的启机电压，例如310V直流电），并为电机控制器11的开关电源模块114供电。

在外部供电电源（例如市电）正常供电时，第一开关闭合，第二开关断开，第三开关断开，电机控制器11由外部供电电源供电，并驱动曳引电机运行。此时不间断电源13不工作，不输出220V交流电压；整流板122不工作，开关电源模块114由电机控制器11的直流母线供电。当外部供电电源掉电之后，第一开关断开，第二开关、第三开关闭合，蓄电池组121经由第二开关、整流模块111、直流母线112为逆变模块113供电；不间断电源13产生220V交流电源，整流板122将220V交流电压转化成高压直流电（例如310V）导入到开关电源模块114的供电端，使开关电源模块114启机，电机控制器11可随时进入工作状态，此时，电梯维保人员可通过控制电机控制器11（例如通过上位机、手持操作器、呼梯按钮等）驱动曳引电机上行或者下行，使轿厢移动到门区，并通过三角钥匙打开厅门、轿门，完成电梯中被困人员的救援。

上述电梯控制系统，通过蓄电池组121为电机控制器11的逆变模块113供电，同时通过整流板122将不间断电源13的输出转换后为电机控制器11的开关电源模块114供电，可在电梯供电异常时实施紧急救援。与常规的溜车救援相比，上述电梯控制系统能够极大的减少救援过程中的人工的操作，同时能够避免溜车救援方式的其他弊端，例如救援过程对乘客的心理伤害、低于一楼和高于顶楼无法救援的情况、人工使用盘车手轮十分费力的情况等。与采用ARD驱动救援方式相比，上述电梯控制系统能够极大的减少进行驱动救援所需要的硬件模块（仅需增加蓄电池组、整流板、开关器件等），对电机控制器11也无需大的改动，具有成本低廉、原理简单、维护方便等特点。

如图2所示，在本发明电梯控制系统的另一实施例中，整流模块111的输入端通过第一开关K1连接市电，且该整流模块111的输出端还通过第二开关K2连接蓄电池组121的输出端。并且，整流模块111的输入端包括三相端子（R/S/T），蓄电池组121的输出端连接到整流模块111的三相端子中的任意两个即可，例如可连接R、S端子。

具体地，上述第一开关K1和第二开关K2可分别采用接触器，且上述第一开关K1和第二开关K2可采用手动方式闭合和断开。即在市电异常时，电梯维保人员断开第一开关K1，然后闭合第二开关K2。特别地，为了提高安全性，上述第一开关K1和第二开关K2可通过机械互锁结构互锁，上述机械互锁结构可使得第一开关K1和第二开关K2无法同时闭合，即在同一时刻，第一开关K1和第二开关K2仅有一个闭合。

用于连接不间断电源13和整流板122的第三开关K3可由不间断电源13内部的开关构成，且该不间断电源13可自动检测市电是否异常（该不间断电源13连接市电），并在市电异常时自动使第三开关K3闭合（市电正常时，第三开关K3保持断开）。

此外，为减少人工操作，上述直梯救援装置12还可包括断电检测单元以及切换控制单元，其中断电检测单元连接到市电，并在市电断电时向切换控制单元输出断电信号；切换控制单元分别连接到第一开关、第二开关的控制端（例如在第一开关和第二开关采用接触器时，上述控制端可以为第一开关、第二开关的线圈所在的回路），且切换控制单元在接收到来自断电检测单元的断电信号时，控制第一开关断开，并控制第二开关闭合。

结合图3所示，在本发明的另一实施例中，开关电源模块114的取电端的正端子经由二极管D连接到直流母线中的正母线P，且该二极管D的阴极连接到正端子（例如变压器原边线圈的首端）、阳极连接到正母线P；整流板122的输出端的正接线端子连接到二极管D的阴极。

通过上述方式，电机控制器11的直流母线112和整流板122均可以单独为开关电源模块114进行供电。如图4所示，在直流母线112供电的情况下（此时市电正常），电流从直流母线112的正母线P依次流经二极管D、变压器的原边绕组后流入直流母线112的负母线N。在两种供电方式（即直流母线112和整流板122）同时存在的情况下，当整流板122的输出电压小于母线电压时，开关电源模块114的供电电压等于母线电压；当整流板122的输出电压大于母线电压时（例如第一开关K1断开、第二开关K2闭合时），开关电源模块114的供电电压等于整流板122的输出电压，同时由于二极管D的存在，直流母线112不会从整流板122的输出上吸收电能，直流母线112的电压维持原始电压，此时开关电源模块114中的电流流向如图5所示。

通过二极管D，可使得直流母线112的电压过低的情况下（如蓄电池组121通过两相输入端子对电机控制器11供电的情况），通过整流板122对电机控制器11内部的开关电源模块114进行供电，使其正常启机，以满足电机控制器11正常工作的要求。

为了方便接线，上述开关电源模块114可包括第一连接器J1，且该第一连接器J1的其中一个引脚连接到二极管D的阴极、另一引脚连接参考地；这样，整流板122的输出端通过连接到第一连接器J1的连接线123与开关电源模块114的取电端导电连接。

上述整流板122的输出端可具有第二连接器J2，连接线123包括通过导线相连的第三连接器J3和第四连接器J4，且第三连接器J3连接到第一连接器J1，第四连接器J4连接到第二连接器J2。通过上述方式，可简化整流板122与电机控制器11之间的连接。此外，整流板122的输入端可具有第五连接器J5，不间断电源13的输出端经由第三开关K3连接到第六连接器J6，且第六连接器J6与第五连接器J5连接。通过上述方式，整流板122可构成一个相对独立的模块，方便携带和使用，例如无需为每一电梯单独配置，而可由维保人员在电梯断电时携带到现场使用。

优选地，上述电梯控制系统还可包括连接到市电的充电装置，且该充电装置在蓄电池组121的电量低于预设值时为蓄电池组充电。通过上述方式，可保证蓄电池组121随时满足工作条件，提高安全性。

本发明实施例还提供一种上述电梯控制系统中的直梯救援装置，该直梯救援装置包括蓄电池组、用于将输入的交流电转换为直流电输出的整流板，其中：蓄电池组的输出电压小于电梯的电机控制器内的开关电源模块的启机电压，且该蓄电池组包括用于连接电机控制器的整流模块的输入端的第一直流输出端；整流板包括用于连接所述电梯的不间断电源的输出端的交流输入端和用于连接所述电机控制器的开关电源模块的取电端的第二直流输出端，并将不间断电源的输出转换为开关电源模块的启机电压。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电梯控制系统，包括电机控制器和不间断电源，所述电机控制器包括分别连接到直流母线的整流模块、逆变模块以及为所述电机控制器的直流用电部分供电的开关电源模块，且所述整流模块的输入端经由第一开关连接市电，所述开关电源模块的取电端连接到所述直流母线；其特征在于，所述电梯控制系统包括直梯救援装置，且所述直梯救援装置包括蓄电池组、用于将输入的交流电转换为直流电输出的整流板，其中：所述蓄电池组的输出电压小于所述开关电源模块的启机电压，且所述蓄电池组的输出端经由第二开关连接到所述电机控制器的整流模块的输入端；所述整流板的输入端经由第三开关连接到所述不间断电源的输出端，并将所述不间断电源的输出转换为所述开关电源模块的启机电压，且所述整流板的输出端连接到所述开关电源模块的取电端。

2.根据权利要求1所述的电梯控制系统，其特征在于，所述第一开关和第二开关分别为接触器，且所述第一开关和第二开关通过机械互锁结构互锁，所述机械互锁结构使得所述第一开关和第二开关无法同时闭合。

3.根据权利要求1所述的电梯控制系统，其特征在于，所述直梯救援装置包括断电检测单元以及切换控制单元，其中：所述断电检测单元连接到市电，并在市电断电时向所述切换控制单元输出断电信号；所述切换控制单元分别连接到所述第一开关、第二开关的控制端，且所述切换控制单元在接收到断电信号时控制所述第一开关断开，并控制所述第二开关闭合。

4.根据权利要求1所述的电梯控制系统，其特征在于，所述开关电源模块的取电端的正端子经由二极管连接到所述直流母线中的正母线，且所述二极管的阴极连接到所述正端子、阳极连接到所述正母线；所述整流板的输出端的正接线端子连接到所述二极管的阴极。

5.根据权利要求4所述的电梯控制系统，其特征在于，所述开关电源模块包括第一连接器，且所述第一连接器的其中一个引脚连接到所述二极管的阴极、另一引脚连接参考地；所述整流板的输出端通过连接到所述第一连接器的连接线与所述开关电源模块的取电端导电连接。

6.根据权利要求5所述的电梯控制系统，其特征在于，所述整流板的输出端具有第二连接器，所述连接线包括通过导线相连的第三连接器和第四连接器，且所述第三连接器连接到所述第一连接器，所述第四连接器连接到所述第二连接器。

7.根据权利要求1所述的电梯控制系统，其特征在于，所述整流板的输入端具有第五连接器，所述不间断电源的输出端经由所述第三开关连接到第六连接器，且所述第六连接器与所述第五连接器连接。

8.根据权利要求6所述的电梯控制系统，其特征在于，所述整流模块的输入端包括三相端子，且所述蓄电池组的输出端连接到所述整流模块的三相端子中的任意两个。

9.根据权利要求6所述的电梯控制系统，其特征在于，所述电梯控制系统包括连接到市电的充电装置，且所述充电装置在所述蓄电池组的电量低于预设值时为所述蓄电池组充电。

10.一种直梯救援装置，其特征在于，所述直梯救援装置包括蓄电池组、用于将输入的交流电转换为直流电输出的整流板，其中：所述蓄电池组的输出电压小于电梯的电机控制器内用于为所述电机控制器的直流用电部分供电的开关电源模块的启机电压，且所述蓄电池组包括用于连接所述电机控制器的整流模块的输入端的第一直流输出端；所述整流板包括用于连接所述电梯的不间断电源的输出端的交流输入端和用于连接所述电机控制器的开关电源模块的取电端的第二直流输出端，并将所述不间断电源的输出转换为所述开关电源模块的启机电压。

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