CN111186740A - 电梯报警系统 - Google Patents

Abstract

电梯的电气系统及其方法，其具有电梯报警系统，所述电梯报警系统配置为在电梯系统的电梯轿厢内提供报警，其中电梯报警系统配置为被供应有来自主要电源的电力。次要电源包括第一存储装置和第二存储装置，并且控制器配置为当主要电源故障时控制从次要电源到电梯报警系统的电力流，并且通过释放第一存储装置的电力并将所述释放的电力存储在第二存储装置内来测试第一存储装置的容量。

Description

电梯报警系统

技术领域

本文公开的主题一般涉及电梯系统，并且更特别地，涉及用于电梯报警系统的电力系统。

背景技术

典型的电梯系统包括在使用电梯系统的乘客和救援人员之间提供通知和/或联系的报警。在使用的这种系统包括电池，电池被配置为在主要电力（例如电网电力）损失的情况下向电梯报警系统提供备用电力。电池提供足够的电力以在此类电力损失或电力故障期间操作报警。在较新的系统中，可以实现最低要求，以确保在特定的持续时间内提供足够的电力。例如，一些要求可以是保证电梯报警系统的功能性达一小时，包括十五分钟的语音通信。用于这种持续时间的一种解决方案是增加电池容量，但是这种解决方案可能会增加成本、体积/外壳要求等。另外，温度、电池寿命、电气容差等能影响电池容量。因而，可能需要对这种电池进行测试，以确保在电力故障期间维持电梯报警系统电力的适当容量。

为了测试和确保电池容量，可以通过对电池放电来测量封闭的化学能。然而，由于测试的性质（即放电），在测量和重新加载/再充电时间期间，电池电力将不可用。像这样，电梯系统将在不能确保有关电池备用的报警功能时的时间期间停止。另外，由于该测试过程的性质，现场需要技工，并且从而安排这种测试可能是困难的，并且测试可能执行得太频繁或不够频繁（例如，一些电池可能不需要测试，但是无论如何都被测试，或者一些电池在容量上可能减少得太多，并且因此可能已经存在备用电池不足以达到其预期目的的时段）。从而，改进的电池测试是期望的。

发明内容

根据一些实施例，提供了用于电梯系统的电气系统。电气系统包括被配置为在电梯系统的电梯轿厢内提供报警的电梯报警系统，其中电梯报警系统配置为被供应有来自主要电源的电力；具有第一存储装置和第二存储装置的次要电源；以及控制器。控制器被配置为当主要电源故障时控制从次要电源到电梯报警系统的电力流，并且通过释放第一存储装置的电力并将所述释放的电力存储在第二存储装置内来测试第一存储装置的容量。

除了上面描述的一个或多个特征之外，或作为备选，另外的实施例可以包括：执行测试以监测第一存储装置的容量级别，并将此类容量与预定值进行比较。

除了上面描述的一个或多个特征之外，或作为备选，另外的实施例可以包括：当第一存储装置的监测容量级别低于预定值时，控制器被配置为生成用于维护的通知。

除了上面描述的一个或多个特征之外，或作为备选，另外的实施例可以包括：第一存储装置是电池。

除了上面描述的一个或多个特征之外，或作为备选，另外的实施例可以包括：第二存储装置是电容器。

除了上面描述的一个或多个特征之外，或作为备选，另外的实施例可以包括：可操作地连接到电容器的电池平衡元件。

除了上面描述的一个或多个特征之外，或作为备选，另外的实施例可以包括：第二存储装置是电池。

除了上面描述的一个或多个特征之外，或作为备选，另外的实施例可以包括：第一开关位于主要电源和第一存储装置之间，第二开关位于第一存储装置和第二存储装置之间，并且第三开关位于第三存储装置和电梯报警系统之间。

除了上面描述的一个或多个特征之外，或作为备选，另外的实施例可以包括：控制器被配置为控制第一开关、第二开关和第三开关的操作。

除了上面描述的一个或多个特征之外，或作为备选，另外的实施例可以包括：控制系统，所述控制系统包括控制器、电压表和电流表。

除了上面描述的一个或多个特征之外，或作为备选，另外的实施例可以包括：布置在第二存储装置和电梯报警系统之间的转换器。

除了上面描述的一个或多个特征之外，或作为备选，另外的实施例可以包括：转换器位于第二存储装置和第一存储装置之间。

除了上面描述的一个或多个特征之外，或作为备选，另外的实施例可以包括：主要电源是电网电力。

根据一些实施例，提供了用于测试电梯报警系统的次要电源的方法。次要电源包括第一存储装置和第二存储装置。所述方法包括：隔离次要电源，从第一存储装置向第二存储装置释放电力，监测释放的电力的电流和电压，将释放的电力存储在第二存储装置中，基于监测的电流和电压确定第一存储装置的电荷，将确定的电荷与预定值进行比较，以及当确定的电荷小于或等于预定值时生成通知。

除了上面描述的一个或多个特征之外，或作为备选，方法的另外实施例可以包括：检测主要电源的电力故障，将次要电源连接到电梯报警系统，以及在电力故障期间从第一存储装置和第二存储装置中的至少一个向电梯报警系统供应电力。

前述特征和元件可以采用各种组合来进行组合，而没有排他性，除非另有明确指示。根据以下描述和附图，这些特征和元件以及其操作将变得更加明显。然而，应该理解，以下描述和附图打算本质上是说明性和解释性的并且是非限制性的。

附图说明

本公开通过示例说明，并且不受附图限制，在附图中相似的附图标记指示类似的元件。

图1是可以采用本公开的各种实施例的电梯系统的示意说明；

图2是根据本公开的实施例的用于电梯报警系统的电梯报警电气系统的示意图；

图3A是根据本公开的实施例的电梯报警电气系统在正常操作期间的电力供应的示意图；

图3B是在主要电源的电力故障期间用于图3A的电梯报警电气系统的电力供应的示意图；

图3C是在次要电源的组件的测试操作期间用于图3A的电梯报警电气系统的电力供应的示意图；以及

图3D是图3A的电梯报警电气系统在主要电源的电力故障期间并且在次要电源的组件的测试操作期间的电力供应示意图。

具体实施方式

图1是电梯系统101的透视图，电梯系统101包括电梯轿厢103、配重105、受拉构件107、导轨109、机器111、位置参考系统113和电梯控制器115。电梯轿厢103和配重105通过受拉构件107彼此连接。受拉构件107可包括或配置成例如绳索、钢缆和/或涂层钢带。配重105配置成平衡电梯轿厢103的负载和乘客，并且配置成有助于电梯轿厢103在电梯竖井117内并沿着导轨109相对于配重105同时并且在相反方向上移动。

受拉构件107接合机器111，所述机器111是电梯系统101的头顶结构的部分。机器111被配置成控制电梯轿厢103与配重105之间的移动。位置参考系统113可以被安装在电梯竖井117顶部的固定部分上，例如安装在支撑件或导轨上，并且可以配置成提供与电梯轿厢103在电梯竖井117内的位置有关的位置信号。在其他实施例中，位置参考系统113可以被直接安装到机器111的移动组件，或者可以位于本领域已知的其他位置和/或配置中。位置参考系统113能是用于监测电梯轿厢103和/或配重105的位置的任何装置或机构，如本领域中已知的。例如但不限于，位置参考系统113能是编码器、传感器或其他系统，并且能包括速度感测、绝对位置感测等，如本领域技术人员将理解的。

如所示，电梯控制器115位于电梯竖井117的控制器室121中，并且被配置成控制电梯系统101（并且特别是电梯轿厢103）的操作。例如，电梯控制器115可以向机器111提供驱动信号，以控制电梯轿厢103的加速、减速、调平、停止等。电梯控制器115还可以配置成从位置参考系统113或任何其他期望的位置参考装置接收位置信号。当在电梯竖井117内沿着导轨109向上或向下移动时，电梯轿厢103可以停在一个或多个层站125处，如由电梯控制器115所控制的。尽管在控制器室121中示出了，但是本领域技术人员将认识到，电梯控制器115能位于和/或配置在电梯系统101内的其他地方或位置。在一个实施例中，电梯控制器115可以位于远程或云中。

机器111可包括马达或类似的驱动机构。根据本公开的实施例，机器111被配置成包括电驱动马达。对于马达的电力供应可以是任何电源，包括电网，其与其他组件配合被供应给马达。机器111可包括牵引滑轮，所述牵引滑轮向受拉构件107传递力以使电梯轿厢103在电梯竖井117内移动。

尽管用包括受拉构件107的绕绳系统示出和描述，但采用在电梯竖井内移动电梯轿厢的其他方法和机构的电梯系统可采用本公开的实施例。例如，实施例可以被用在使用线性马达将运动传递给电梯轿厢的无绳电梯系统中。实施例还可以被用在使用液压升降机将运动传递给电梯轿厢的无绳电梯系统中。图1仅是出于说明性和解释目的而呈现的非限制性示例。

现在转向图2，示出了用于电梯报警系统202的电梯报警电气系统200的示意说明。电梯报警电气系统200可以在诸如参照图1所示和描述的电梯系统内实现。电梯报警系统202被配置为向电梯轿厢内的乘客提供报警和/或通知（例如，音频/视频）。电梯报警系统202能通过扬声器向电梯轿厢内提供音频，并且可以通过麦克风从轿厢内的乘客接收音频。像这样，电梯报警系统202能在电梯轿厢内的乘客和救援操作人员之间提供通信信道。此外，电梯报警系统202能在紧急情况下提供预先录制的信息和/或声音。在一些实施例中，电梯报警系统202能为乘客提供现场通信信道，以主动与电梯轿厢外部的人（例如，救援人员）通信。

在典型操作期间，电梯报警系统202电连接到主要电源204（例如，主电力、电网电力等）。主要电源204能在主要电源204活动的所有时间向电梯报警系统202供应连续电力。在紧急情况下，电梯报警系统202将从主要电源204接收电力，以给电梯报警系统202的电气组件（例如扬声器、麦克风、灯、通信线路等）供电。

电梯报警电气系统200还包括次要电源206，次要电源206被配置为在不能从主要电源204供应电力的情况下（例如，如果存在电力故障或电力损失），向电梯报警系统202提供电力。次要电源206可以包括第一存储装置208和第二存储装置210。如说明性地示出的，第一存储装置208是电池，而第二存储装置210是电容器，尽管在不脱离本公开的范围的情况下可以采用其他类型的电力装置。例如，在一些实施例中，第一存储装置208和第二存储装置210两者都可以是电池。在一些这样的实施例中，第一存储装置208可以是第一类型的电池，而第二存储装置210可以是第二不同类型的电池。在一些实施例中，并且如说明性地示出的，能提供电力转换器212和/或电池平衡元件214，以确保从次要电源206向电梯报警系统202的适当电力供应。第一存储装置208可以具有足够的大小和容量，以确保当从次要电源206供应电力时，可以向电梯报警系统202供应预定量或持续时间的电力。

控制系统216可以电连接到电梯报警电气系统200的部分。在一些实施例中，控制系统216可以被配置为提供测试能力。像这样，如所示，控制系统216包括用于测试第一存储装置208的容量和健康状况的各种组件。如所示，控制系统216包括控制器218、电压表220和电流表222，尽管控制系统216中可以包括其他组件和/或元件，如本领域技术人员将会理解的。控制器218可以包括处理器、数据存储元件（例如，存储器）、输入/输出组件、通信组件等，如本领域技术人员将理解的。

电梯报警电气系统200进一步包括多个开关，所述多个开关被布置成基于电梯报警电气系统200的状况断开和闭合。第一开关224位于次要电源206的第一存储装置208和主要电源204之间。第一开关224还使能第一存储装置208和电梯报警系统202之间的连接，使得当不能从主要电源204供应电力时，能从第一存储装置208向电梯报警系统202提供电力。第二开关226被布置在第一存储装置208和转换器212之间，并且被配置为使能第一存储装置208和第二存储装置210之间的电连接。第三开关228被布置在次要电源206和电梯报警系统202之间，并且使能从第一存储装置208和第二存储装置210到电梯报警系统202的直接电连接。开关224、226、228可以由控制器218可操作地控制。像这样，控制器218能选择性地控制次要电源206的内部电连接以及次要电源206到主要电源204和电梯报警系统202的连接。

在操作中，并且如下文更详细描述的，当第一开关224闭合时，可以从主要电源204向第一存储装置208供应电力。像这样，第一存储装置208可以由主要电源204充电。另外，当第一开关闭合时，能从第一存储装置208向电梯报警系统202供应电力。当第二开关226闭合时，电力能从第一存储装置208流向第二存储装置210。当第三开关闭合时，电力能从第二存储装置210流向电梯报警系统202，并且当第二开关226和第三开关228闭合时，电力能从第一存储装置208和第二存储装置210两者流向电梯报警系统202。

现在转向图3A-3D，示出了根据本公开的实施例的电梯报警电气系统300的电力供应的示意图。电梯报警电气系统300基本上类似于参照图2示出和描述的电梯报警电气系统200。图3A-3D说明了不同情况或环境下电梯报警电气系统300内的电力流。电梯报警电气系统300包括主要电源304和次要电源306，它们被布置为向电梯报警系统302供应电力。次要电源306包括第一存储装置308和第二存储装置310，如上所述。多个开关324、326、328被布置成如参照图2的实施例所示和描述的，并且提供转换器312和电池平衡元件314以确保从次要电源306到电梯报警系统302的适当电力供应。控制系统316包括控制器318、电压表320和电流表322，并且可以被配置用于测试次要电源306的第一存储装置308。在图3A-3D中，虚线箭头线表示电梯报警电气系统300内的电力的流动。

图3A说明正常操作情况或状况。在这种状况下，控制器318使第一开关324闭合，并且第二开关326和第三开关328断开。从主要电源304向电梯报警系统302供应电力。另外，从主要电源304向第一存储装置308供应电力。向第一存储装置308供应的电力可用于对第一存储装置308充电或保持充电。控制器318可以被配置为监测充电状态，以控制对第一存储装置308的充电和电力供应。

图3B说明其中主要电源304已经发生故障（例如停电）并且从次要电源306向电梯报警系统302供应电力的操作情况或状况。在这种状况下，控制器318使第一开关324闭合，并且第二开关326和第三开关328断开。从次要电源306的第一存储装置308向电梯报警系统302供应电力。第二存储装置310与电力电路隔离。

图3C说明测试操作情况或状况。在这种状况下，控制器318使第一开关324断开，第二开关326闭合，并且第三开关328断开。像这样，次要电源306与电梯报警系统302的电气供应隔离。从主要电源304向电梯报警系统302供应电力。在由控制器318控制的测试操作期间，从第一存储装置308向第二存储装置310供应电力。从第一存储装置308向第二存储装置310供应的电力可以完全耗尽第一存储装置308的电荷，并且同时，电力可以暂时存储在第二存储装置310内。控制器318可以被配置为当电力从第一存储装置308传到第二存储装置310时监测电流。以这种方式，控制器318可以测量第一存储装置308的容量。

另外，在第一存储装置308的这个放电操作期间，电力被暂时存储在第二存储装置310中，从而在测试操作期间没有电力损失（或者没有损失大量或可观量）。次要电源的存储装置308、310的能量在测试操作期间保持大致恒定，以符合给电梯报警系统302供电的要求。从而，即使在测试操作期间，次要电源306的电力也保持为用于电梯报警系统302的备用电力供应。当测试完成时，暂时存储在第二存储装置310中的电力能被重定向回第一存储装置308中，以对第一存储装置308再充电。随后，第一开关324可以闭合，以将第一存储装置308重新连接到主要电源304（并且第二开关326和第三开关328可以断开——即，如图3A所示）。

在一个非限制性示例中，在测试操作期间，使用转换器312对第二存储装置310充电。诸如电容器、超级电容器和/或不同电池类型的第二存储装置310被用作第一存储装置308（例如电池）的负载。在测试期间，当来自第一存储装置308的能量去到第二存储装置310时，测量电流和电压。控制器318将测量诸如电流、时间和电压之类的参数，以使能准确地确定电池容量。当第一存储装置308的电压达到放电电压的终点时，定时器或时钟停止。容量是在测试操作期间电流乘以电压的总和。例如，在一个非限制性示例中，保持在第一存储装置308和第二存储装置310内的组合电力可以保证至少一个小时的电梯报警系统302的功能性，包括十五分钟的语音通信。

在测试操作期间，如果确定第一存储装置在预定值或低于预定值，则可以生成指示应当执行维护的通知。例如，如果在测试操作期间确定第一存储装置由于低容量而应该被替换，则能生成通知并将其发送到远程位置（例如，电梯系统控制器、维护设施、远程服务器、分布式计算系统等）。预定值可以是高于向电梯报警系统供应备用电力所需的最小值，但是可以足够低以指示第一存储装置的恶化的值。以这种方式，即使当第一存储装置被确定为处于低容量时，也可以在次要电源内保持最小所需电力。

图3D说明其中在测试操作期间（例如在图3C示出的情况期间）主要电源304已经发生故障（例如停电）并且从次要电源306向电梯报警系统302供应电力的操作情况或状况。在这种状况下，控制器318使第一开关324断开，并且第二开关326和第三开关328闭合。通过第三开关328从次要电源306的第一存储装置308和第二存储装置310向电梯报警系统302供应电力。开关324、326、328由控制器318控制，其中控制器318被配置为检测来自主要电源304的电力损失或电力故障。因为来自第一存储装置308的电力暂时存储在第二存储装置310中，所以在主要电源304的电力损失或故障的情况下，次要电源306作为整体保持足够的电力以向电梯报警系统302提供所需量的电力。

即，根据本公开的实施例，次要电源306被保持为使得其存储装置内的电力总和足以在主要电源的电力故障的情况下向电梯报警系统供应电力。因而，有利的是，可以避免用于测试备用（次要）电源的电梯系统的停机时间。

有利的是，本文描述的实施例提供了一种用于电梯报警系统的备用电源的电池容量监测系统。本文描述的实施例允许测量电池容量，并且当电池在容量测量或测试下时支持主电力故障。有利的是，在一些实施例中，可用于支持电梯报警系统的总能量被装载在电池（例如，第一存储装置）和超级电容器（例如，第二存储装置）中。在主要电源故障的情况下，第一和第二存储装置两者的总和能够保证电梯报警系统的电力需求。有利的是，如指出的，本公开的实施例能避免中断电梯系统操作。在一些实施例中，控制器将控制和监测不同的开关，并且测量电气值，并向电梯控制和/或远程监测的其余部分提供容量信息。因而，在不中断电梯系统的情况下，可以测试电梯报警系统备用电源。测试的结果可以被记录、存储和/或传送到其他元件（诸如电梯控制器、远程系统（例如，监测系统））、维护人员等，从而提供了用于监测电梯报警系统的次要电源的状态的有效机制。

在本公开的实施例的一个非限制性示例中，提供了一种电路，以通过使用电池和降压升压转换器以及具有有源电池平衡的堆叠的超级电容器来解决主电力中断的保护。提供电池容量监测电路以测试和控制来自电池和超级电容器之一或两者的电力。即，当电池在容量测量或测试下时，电池容量监测电路允许支持主电力故障。电池容量测试控制器控制和监测不同的开关，并且测量电气值，并向电梯控制和/或远程监测的其余部分提供容量信息。在一些实施例（诸如在此描述的一个实施例）中，在超级电容器和系统供应电压之间需要转换器，因为超级电容器的电压可以变化。转换器支持从输入到输出以及从输出到输入的能量传递。在一些实施例中，通过将电容器充电到高于主电源电压的电压电平，导致较小的备用电容器值和较小的解决方案大小来存储相同量的能量。

本文使用的术语仅为了描述特定实施例的目的，并不意图限制本公开。术语“大约”意图包括与基于在提交申请时可用的设备的特定量和/或制造容差的测量关联的误差度。如本文所使用的，单数形式“一（a、an）”和“该”意图也包括复数形式，除非上下文以其他方式明确指示。将进一步理解，术语“包括（comprise和/或comprising）”当在本说明书中被使用时，规定存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或者添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件组件和/或其群组。

本领域技术人员将理解，本文示出和描述了各种示例实施例，每个示例实施例在特定实施例中具有某些特征，但是本公开不因此被限制。相反，本公开能被修改成合并此前未描述但与本公开范围相称的任何数量的变形、更改、替换、组合、子组合或等效布置。此外，虽然已经描述了本公开的各种实施例，但是要理解，本公开的方面可以仅包括所描述实施例中的一些实施例。因而，本公开不应被视为受前述描述的限制，而是仅受所附权利要求书的范围限制。

Claims (15)

1.一种电梯系统的电气系统，包括：

电梯报警系统，所述电梯报警系统配置为在所述电梯系统的电梯轿厢内提供报警，其中所述电梯报警系统配置为被供应有来自主要电源的电力；

次要电源，所述次要电源具有第一存储装置和第二存储装置；以及

控制器，所述控制器配置为：

当所述主要电源故障时控制从所述次要电源到所述电梯报警系统的电力流；以及

通过释放所述第一存储装置的电力并将所述释放的电力存储在所述第二存储装置内来测试所述第一存储装置的容量。

2.如权利要求1所述的电气系统，其中执行所述测试以监测所述第一存储装置的容量级别，并将此类容量与预定值进行比较。

3.如权利要求2所述的电气系统，其中当所述第一存储装置的所监测容量级别低于所述预定值时，所述控制器被配置为生成用于维护的通知。

4.如任何前述权利要求所述的电气系统，其中所述第一存储装置是电池。

5.如任何前述权利要求中任一项所述的电气系统，其中所述第二存储装置是电容器。

6.如权利要求5所述的电气系统，进一步包括可操作地连接到所述电容器的电池平衡元件。

7.如权利要求1-4中任一项所述的电气系统，其中所述第二存储装置是电池。

8.如任何前述权利要求所述的电气系统，其中第一开关位于所述主要电源和所述第一存储装置之间，第二开关位于所述第一存储装置和所述第二存储装置之间，并且第三开关位于所述第三存储装置和所述电梯报警系统之间。

9.如权利要求8所述的电气系统，其中所述控制器被配置为控制所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关的操作。

10.如任何前述权利要求所述的电气系统，进一步包括控制系统，所述控制系统包括所述控制器、电压表和电流表。

11.如任何前述权利要求所述的电气系统，进一步包括布置在所述第二存储装置和所述电梯报警系统之间的转换器。

12.如权利要求11所述的电气系统，其中所述转换器位于所述第二存储装置和所述第一存储装置之间。

13.如任何前述权利要求所述的电气系统，其中所述主要电源是电网电力。

14.一种用于测试电梯报警系统的次要电源的方法，所述次要电源包括第一存储装置和第二存储装置，所述方法包括：

隔离所述次要电源；

从所述第一存储装置向所述第二存储装置释放电力；

监测所释放的电力的电流和电压；

将所释放的电力存储在所述第二存储装置中；

基于所监测的电流和电压来确定所述第一存储装置的电荷；

将所确定的电荷与预定值进行比较；以及

当所确定的电荷小于或等于所述预定值时生成通知。

15.如权利要求14所述的方法，进一步包括：

检测主要电源的电力故障；

将所述次要电源连接到所述电梯报警系统；以及

在所述电力故障期间，从所述第一存储装置和所述第二存储装置中的至少一个向所述电梯报警系统供应电力。

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