CN112249827B - 一种电梯应急救援控制电路和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种电梯应急救援控制电路和控制方法，该电梯应急救援控制电路包括：自动救援装置、电梯驱动器输入电路和开关电路，所述自动救援装置包括：依次连接的电池模块、升压电路和逆变电路，所述升压电路和逆变电路之间的母线为第一母线，所述第一母线上设置有第一母线电容；所述电梯驱动器输入电路包括：相连接的整流电路和三相逆变电路，所述整流电路和三相逆变电路之间的母线为第二母线，所述第二母线上设置有第二母线电容；所述逆变电路与所述整流电路相连；所述第一母线与第二母线通过所述开关电路相连。通过本发明实施例，既保证了整个救援系统正常工作，也有效地延长了电池模块的使用时间。

Description

一种电梯应急救援控制电路和控制方法

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种电梯应急救援控制电路和控制方法。

背景技术

随着电梯使用的普及，人们对安全使用电梯越来越重视。虽然现在电网系统已经高度发达，但是停电在一些城市还是偶然会发生。当电梯在运行过程中，电网突然停电导致电梯无法正常运行，此时就要求配置自动救援装置ARD(Automatic Rescuer Device)，用于提供临时电源，进行救援平层放人，避免出现电梯乘坐人员被困的情况。ARD救援装置的主要功能是将电池的直流电转为交流电，提供给控制系统，主要给电梯驱动器、门机驱动器、轿厢照明和内外召显示等。

传统的ARD救援装置受到电池容量，以及电梯中负载情况的影响，导致运行时间和可运行距离有限。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种电梯应急救援控制电路和控制方法，以解决传统的ARD救援装置受到电池容量，以及电梯中负载情况的影响，导致运行时间和可运行距离有限的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种电梯应急救援控制电路，包括：

自动救援装置、电梯驱动器输入电路和开关电路，所述自动救援装置包括：依次连接的电池模块、升压电路和逆变电路，所述升压电路和逆变电路之间的母线为第一母线，所述第一母线上设置有第一母线电容；所述电梯驱动器输入电路包括：相连接的整流电路和三相逆变电路，所述整流电路和三相逆变电路之间的母线为第二母线，所述第二母线上设置有第二母线电容；所述逆变电路与所述整流电路相连；所述第一母线与第二母线通过所述开关电路相连；所述自动救援装置还包括控制电路，用于控制所述自动救援装置和所述开关电路的动作。

进一步的，所述控制电路采用DSP芯片。

进一步的，所述开关电路为继电器。

第二方面，本发明实施例提供了一种电梯应急救援控制方法，包括：

在确定由自动救援装置向电梯驱动器输入电路供电时，由电池模块输出电压，并保持开关电路断开；

当电梯运行至预设的目标速度时，在第二母线的电压和三相逆变电路的输出电流满足预设的第一阈值条件时，闭合所述开关电路，并关闭所述电池模块，进入共母线控制阶段。

进一步的，所述在确定由自动救援装置向电梯驱动器输入电路供电时，由所述电池模块输出电压，并保持所述开关电路断开，包括：

在电网掉电时，控制所述电池模块开始输出电压，经由升压电路升压，第一母线的电压上升，所述开关电路保持断开；

在所述第一母线的电压达到预设第二阈值时，控制所述逆变电路输出电压为所述电梯驱动器输入电路供电，所述逆变电路的输出电压上升；

所述第二母线的电压随着所述逆变电路的输出电压的上升而上升，直至所述逆变电路的输出电压稳定在AC220V后，所述第二母线的电压稳定，电梯开始往重载方向运行达到预设目标速度。

进一步的，在进入共母线控制阶段后，所述方法还包括：

当所述电梯减速或停止时，控制所述电池模块输出电压，并断开所述开关电路。

进一步的，所述当所述电梯减速或停止时，控制所述电池模块输出电压，并断开所述开关电路，包括：

当检测到所述第二母线的电压不满足所述第一阈值条件时，控制所述电池模块输出电压，并断开所述开关电路。

进一步的，所述第一阈值条件为：所述第二母线的电压达到370v以上，所述三相逆变电路的输出电流超过20％的主机额定电流，且持续预设时间以上。

进一步的，所述第二阈值为370V。

由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例通过将自动救援装置的母线和电梯驱动器输入电路的母线进行连接，实现共母线控制，配合本发明提供的应急救援控制方法，从而在电梯运行时充分利用电梯反馈的势能，达到延长应急救援装置的电池模块的使用时间的目的，实现长距离救援运行。在空载、满载的情况下，电梯可运行的时间和距离都远超传统方案。并且相比于传统的控制方式，本发明中仅增加了一个继电器，控制方式简洁，产品成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的电梯应急救援控制电路的第一种结构示意图；

图2为本发明实施例提供的电梯应急救援控制电路的第二种结构示意图；

图3为本发明实施例提供的电梯应急救援控制方法的第一种流程示意图；

图4为本发明实施例提供的电梯应急救援控制方法的第二种流程示意图；

图5为本发明实施例提供的电梯应急救援控制方法的第三种流程示意图；

图6为本发明实施例提供的执行所述电梯应急救援控制方法的时序示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种电梯应急救援控制电路和控制方法。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，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，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

如图1、图2所示，本发明实施例提供一种电梯应急救援控制电路，所述电梯应急救援控制电路具体可以包括：自动救援装置11、电梯驱动器输入电路12和开关电路115，所述自动救援装置11包括：依次连接的电池模块111、升压电路112和逆变电路113，所述升压电路112和逆变电路114之间的母线为第一母线113，所述第一母线113上设置有第一母线电容；所述电梯驱动器输入电路12包括：相连接的整流电路121和三相逆变电路123，所述整流电路121和三相逆变电路123之间的母线为第二母线122，所述第二母线122上设置有第二母线电容；所述逆变电路114与所述整流电路121相连；所述第一母线113与第二母线122通过所述开关电路115相连；所述自动救援装置11还包括控制电路116，用于控制所述自动救援装置11和所述开关电路116的动作。

在电梯的输入电网掉电时，所述电梯应急救援控制电路将开始由自动救援装置11向电梯驱动器输入电路12供电，通过DC/DC升压电路112，将电池模块111的直流低压升压成直流高压，得到第一母线113的电压P1-N1。具体升压过程可根据实际的需要进行设置，本发明实施例仅给出了其中的一种举例说明：通过开关管将电池模块的输出电压调制成高频交流方波电压，经过高频变压器升压后整流变换成直流的第一母线113的电压P1-N1。然后再通过DC/AC逆变电路114，将第一母线113的电压P1-N1通过单相逆变后输出交流电L1-L2，AC220V，给电梯驱动器输入电路12的整流电路121，得到第二母线122的电压P2-N2。再经过三相逆变电路123，将得到的三相交流电用于给电梯驱动器、门机、井道照明灯提供电源。

电梯驱动器在接收到自动救援装置11的供电后，将打开抱闸往重载方向运行，此时电梯驱动器的主机处于发电制动状态，将电梯势能转化为电能，所述第二母线122的电压P2-N2将上升，现有技术中多余的电能将通过制动电阻进行消耗。本发明实施例通过将第一母线113和第二母线122进行连接，即第一母线电容和第二母线电容进行并联，实现了共母线控制，将电梯驱动器产生的多余电能用于为电梯驱动器、门机、井道照明灯提供电源，可节省电池模块111的电能消耗。

所述共母线控制具体将通过设置在第一母线113和第二母线122之间的并联电路上的开关电路115进行控制。所述开关电路根据第一母线电压和第二母线电压来确定是否开启或关闭所述共母线控制。

如图2所示，所述自动救援装置11还包括控制电路116，用于监测第一母线113的电压，以及第二母线121的电压和三相逆变电路123的输出电流，并控制所述自动救援装置11中各电路模块，以及开关电路115的开闭，以此，来开启或关闭共母线控制。

进一步的，所述控制电路116可根据实际的需要进行设置，可以由包括比较电路在内的多种电子器件组成，从而通过监测到的结果发送电子信号，也可以由单片机或微处理器等设备组成，本发明实施例仅以DSP芯片为例进行举例说明。

进一步的，所述开关电路115为继电器。

在开启共母线控制时，所述控制电路116将指示吸合所述断电器，并关闭所述电池模块111输出电压；而在退出所述共母线控制时，所述控制电路116将断开所述断电器，并重新指示所述电池模块111供电。

由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例通过自动救援装置、电梯驱动器输入电路和开关电路，所述自动救援装置包括：依次连接的电池模块、升压电路和逆变电路，所述升压电路和逆变电路之间的母线为第一母线，所述第一母线上设置有第一母线电容；所述电梯驱动器输入电路包括：相连接的整流电路和三相逆变电路，所述整流电路和三相逆变电路之间的母线为第二母线，所述第二母线上设置有第二母线电容；所述逆变电路与所述整流电路相连；所述第一母线与第二母线通过所述开关电路相连；所述自动救援装置还包括控制电路，用于控制所述自动救援装置和所述开关电路的动作。通过本发明实施例，既保证了整个救援系统正常工作，也有效地延长了电池模块的使用时间。

对应上述实施例提供的电梯应急救援控制电路，本发明实施例还提供了一种电梯应急救援控制方法，图3为本发明实施例提供的电梯应急救援控制方法的流程示意图，基于图1至图2描述的电梯应急救援控制电路执行电梯应急救援控制方法，如图3所示，该电梯应急救援控制方法包括：

步骤S01、在确定由自动救援装置向电梯驱动器输入电路供电时，由所述电池模块输出电压，并保持所述开关电路断开。

应理解的是，在所述电梯驱动器的输入电网输入正常时，所述自动救援装置处于待机状态，所述第一母线无电压，而在所述第一母线电容与第二母线电容的并联电路上的开关电路处于断开状态，驱动器由预设的输入电网直接供电。而当所述电梯驱动器的输入电网掉电时，则需要将所述自动救援装置切换到工作状态，同时将所述电梯驱动器输入电路切换到所述自动救援装置的输出端。在第一阶段由控制电路控制电池模块输出电压，使自动救援装置向电梯驱动器输入电路供电。电梯驱动器得到供电后，将打开抱闸，向重载方向加速运行到预设的目标速度。此时，所述并联电路上的开关电路依然处于断开状态。

进一步的，所述步骤S01包括：

步骤S011、在电网掉电时，控制所述电池模块开始输出电压，经由所述升压电路升压，所述第一母线的电压上升；

步骤S012、在所述第一母线的电压达到预设第二阈值时，控制所述逆变电路输出电压为所述电梯驱动器输入电路供电，所述逆变电路的输出电压上升；

步骤S013、所述第二母线的电压随着所述逆变电路的输出电压的上升而上升，直至所述逆变电路的输出电压稳定在AC220V后，所述第二母线的电压稳定，电梯开始往重载方向运行达到预设目标速度。

如图6所示，电池模块输入的直流电压经过DC/DC升压电路使第一母线的电压升压达到第二阈值时，所述控制电路开启逆变电路，将第一母线的电压经过单相逆变后输出为L1-L2的交流电，例如AC220V。第二母线的电压逐渐上升，直至稳定后，例如稳定在314V，电梯开始运行。

进一步的，所述第二阈值为370V。

步骤S02、当电梯运行至目标速度时，在所述第二母线的电压和所述三相逆变电路的输出电流满足预设的第一阈值条件时，闭合所述开关电路，并关闭所述电池模块，进入共母线控制阶段。

在第二阶段，在电梯运行到目标速度后，所述第二母线的电压将随着电梯驱动器的自主发电逐步升高，自动救援装置的控制电路将监测所述第二母线的电压和三相逆变电路的输出电流。并在所述第二母线的电压和三相逆变电路的输出电流满足预设的第一阈值条件时，判定为满足共母线控制条件。此时，所述控制电路将指示所述并联电路上的开关电路打开，即将继电器吸合，使所述并联电路接通，并且停止电池模块输出电压。从而通过共母线控制，由电梯自主产生的电能为电梯驱动器供电。

进一步的，所述第一阈值条件为：所述第二母线的电压达到370v以上，所述三相逆变电路的输出电流超过20％的主机额定电流，且持续预设时间以上。

进一步的，如图4所示，在所述步骤S02后，所述方法还包括：

步骤S03、当所述电梯减速或停止时，控制所述电池模块输出电压，并断开所述开关电路。

在第三阶段，当电梯的控制单元确定电梯接近预设的目标楼层时，将控制电梯减速并逐步进入停止阶段。此时，电梯驱动器将无法产生足够的电能，所述第一母线的电压和第二母线的电压将下降。当所述第二母线电压无法支持为电梯驱动器供电时，所述控制电路将断开所述开关电路，从而退出共母线控制，并指示电池模块恢复输出电压为所述电梯驱动器输入电路供电。

进一步的，如图5所示，所述步骤S03包括：

步骤S031、当检测到所述第二母线的电压不满足所述第一阈值条件时，控制所述电池模块输出电压，并断开所述开关电路。

在所述第一母线的电压下降过程中，当所述控制电路监测到所述第一母线的电压无法满足预设的第一阈值条件时，将重新开启电池模块为所述第一母线电容供电，以保持第一母线电压的电压值，同时断开并联电路上的开关电路，以退出共母线控制。

应理解的是，在第一阶段，当通过电池模块供电，使自动救援装置正常输出，电梯驱动器得到供电时，若电梯正好处于平衡负载附近，无法向重载方向运行，则此时，第二母线的电压将基本保持不变，无法满足第一阈值条件，因此，无法实现共母线控制。

由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例通将第一母线电容与第二母线电容并联，从而在第二母线电压达到第一阈值条件是切换到共母线控制，既保证了整个救援系统正常工作，也有效地延长了电池单次使用的时间。

如图6所示，时序图说明：

1.在电网掉电前，由电网为电梯驱动器供电，此时自动救援装置的电池模块尚未启动，输出电压为0；

2.在电网掉电后，自动救援装置的控制电路控制电池模块为电梯驱动器输入电路供电，电池模块的输出电压经由升压电路升压，使第一母线的电压逐渐上升，升至第二阈值后，为减小对电池模块的电流冲击，延时一段时间后所述逆变电路开始输出电压；在本实施例中，考虑一定输出余量，第二阈值设为370V；

3.第二母线的电压随着逆变电路输出电压的升高而升高，当逆变电路输出电压稳定在AC220V后，第二母线的电压则稳定在314V左右，电梯开始进入救援运行模式，电梯向重载方向运行；

4.在电梯速度达到目标速度的过程中，第二母线的电压持续升高，当第二母线电压升高到370V，并且该状态持续2s以上，则电梯驱动器将第二母线的电压和三相逆变电路的输出电流(即驱动器输出电流)的值，传递到自动救援装置的控制电路，控制电路获取第二母线的电压和三相逆变电路的输出电流后，通过综合判断两者均满足所述第一阈值条件，则控制闭合继电器K，进行共母线控制。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种电梯应急救援控制电路，其特征在于，包括：自动救援装置、电梯驱动器输入电路和开关电路，所述自动救援装置包括：依次连接的电池模块、升压电路和逆变电路，所述升压电路和逆变电路之间的母线为第一母线，所述第一母线上设置有第一母线电容；所述电梯驱动器输入电路包括：相连接的整流电路和三相逆变电路，所述整流电路和三相逆变电路之间的母线为第二母线，所述第二母线上设置有第二母线电容；所述逆变电路与所述整流电路相连；所述第一母线与第二母线通过所述开关电路相连；所述自动救援装置还包括控制电路，用于控制所述自动救援装置和所述开关电路的动作；

其中，所述控制电路通过控制所述开关电路以开启或关闭共母线控制。

2.根据权利要求1所述的电梯应急救援控制电路，其特征在于，所述控制电路采用DSP芯片。

3.根据权利要求2所述的电梯应急救援控制电路，其特征在于，所述开关电路为继电器。

4.一种基于如权利要求1-3中任意一项所述的电梯应急救援控制电路的电梯应急救援控制方法，其特征在于，包括：

在确定由自动救援装置向电梯驱动器输入电路供电时，由电池模块输出电压，并保持开关电路断开；

当电梯运行至预设的目标速度时，在第二母线的电压和三相逆变电路的输出电流满足预设的第一阈值条件时，闭合所述开关电路，并关闭所述电池模块，进入共母线控制阶段。

5.根据权利要求4所述的电梯应急救援控制方法，其特征在于，所述在确定由自动救援装置向电梯驱动器输入电路供电时，由所述电池模块输出电压，并保持所述开关电路断开，包括：

在电网掉电时，控制所述电池模块开始输出电压，经由升压电路升压，第一母线的电压上升，所述开关电路保持断开；

在所述第一母线的电压达到预设第二阈值时，控制所述逆变电路输出电压为所述电梯驱动器输入电路供电，所述逆变电路的输出电压上升；

所述第二母线的电压随着所述逆变电路的输出电压的上升而上升，直至所述逆变电路的输出电压稳定在AC220V后，所述第二母线的电压稳定，电梯开始往重载方向运行达到预设目标速度。

6.根据权利要求4所述的电梯应急救援控制方法，其特征在于，在进入共母线控制阶段后，所述方法还包括：

当所述电梯减速或停止时，控制所述电池模块输出电压，并断开所述开关电路。

7.根据权利要求6所述的电梯应急救援控制方法，其特征在于，所述当所述电梯减速或停止时，控制所述电池模块输出电压，并断开所述开关电路，包括：

当检测到所述第二母线的电压不满足所述第一阈值条件时，控制所述电池模块输出电压，并断开所述开关电路。

8.根据权利要求4所述的电梯应急救援控制方法，其特征在于，所述第一阈值条件为：

所述第二母线的电压达到370v以上，所述三相逆变电路的输出电流超过20％的主机额定电流，且持续预设时间以上。

9.根据权利要求5所述的电梯应急救援控制方法，其特征在于，所述第二阈值为370V。