CN113474275B - 电梯的应急运转控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电梯的应急运转控制装置及方法,所述电梯的应急运转控制装置包括:开关部,根据上位控制器的控制来选择性地供应电源或应急电源;逆变器,接收所述上位控制器的运转指令和电源类型信息,并根据指令来驱动控制电动机;绕线机,根据所述电动机的驱动进行旋转的同时,使固定于钢丝的一端的轿厢向上或向下移动;以及平衡锤,结合于所述钢丝的另一端,用于平衡所述轿厢,其中,在供应电源的正常运转和供应应急电源的应急运转期间,所述上位控制器向所述逆变器发送彼此区分的单独的扭矩提升值和时间指令,从而在应急运转期间以更低的扭矩运转轿厢。

Description

电梯的应急运转控制装置及方法
技术领域
本发明涉及电梯的应急运转控制装置及方法,更详细而言,涉及一种能够在停电时有效地利用应急电源来安全地营救乘客的电梯的应急运转控制装置及方法。
背景技术
通常,在用于住宅或商业的高层建筑中,通过设置电梯装置来帮助乘客的竖直方向的移动。在建筑的每层均设置有电梯升降平台。
电梯系统包括:电动机,产生动力;曳引机,与电动机的旋转轴连接;钢丝,缠绕于曳引机;轿厢,结合于所述钢丝的一端,乘客乘坐在所述轿厢;以及平衡锤,结合于钢丝的另一端。
为了控制所述电动机而使用逆变器,并设置有控制部,所述控制部根据电梯运转控制部的指令直接驱动控制逆变器。
若乘坐在轿厢的乘客选择移动目标层,则其作为运转指令输入到控制部,控制部根据指定的运转条件通过控制逆变器来驱动电动机。
根据电动机的驱动,绕线机在旋转的同时使轿厢向上或向下移动。
此时,从静止状态切换到移动状态时需要更大的扭矩,通过使用扭矩提升模式来以更大的扭矩进行运转。扭矩提升模式在手动运转等低速运转期间或从静止状态切换到移动状态时使用,扭矩提升的值和时间均可以设定。
另外,考虑到与目标层之间的高度,可以执行加速运转或恒速运转。
控制为在到达目标层之前进行减速运转来使惯性引起的影响最小化,并精确地停在目标层的升降平台。
这种正常运转在电源正常地供应到电梯系统的情况下实现。
在因停电或其他原因而无法正常供电时,可以利用应急电源装置来进行运转,以使乘坐在轿厢的乘客下到安全的楼层。
图1是现有电梯的应急运转控制装置的构成图。
参照图1,现有电梯的应急运转控制装置包括:开关部S1、S2,供应电源或应急电源;逆变器100,接收上位控制器200的运转指令和电源类型信息,并根据指令驱动控制电动机300;绕线机310,根据所述电动机300的驱动进行旋转的同时向上或向下移动固定于钢丝320的一端的轿厢400;以及平衡锤500,结合于所述钢丝320的另一端,用于平衡轿厢400。
逆变器100包括:整流部110、DC链路电容器120、逆变器部130以及根据上位控制器200的指令来控制逆变器部130的控制部140。
在电源通过开关部S1供应到逆变器100的状态下,当乘客乘坐在轿厢400并选择目标层时,将轿厢400移动到该目标层的指令传递到上位控制器200,上位控制器200利用当前轿厢400的位置信息和目标层的信息来向控制部140发送适当的运转指令。
此时,上位控制器200的运转指令包括是否以扭矩提升模式动作、扭矩提升程度、提升时间、加速以及减速等各种指令。
接收到所述上位控制器200的运转指令的控制部140通过控制逆变器部130来驱动电动机300以符合运转指令。
所述电动机300被驱动而旋转绕线机310,并使连接于钢丝320的轿厢400移动到目标层。
然而,当出现因停电或其他原因而无法供电的情况时,轿厢400将停止,上位控制器200通过断开接收电源的开关部S1且闭合接收应急电源的开关部S2来供应应急电源。
所述应急电源可以使用不间断电源装置(UPS)等,此时,应急电源的供电量是有限的,事实上利用所述应急电源不可能实现轿厢400的正常运转。
所述上位控制器200通过控制开关部S1、S2将应急电源供应到逆变器并将用于救援乘客的控制指令发送到控制部140,来执行用于救援的最低限度的应急运转。
由于在发生停电的状态下所述轿厢400处于停止状态,因此为了使轿厢400移动到附近的楼层,上位控制器200将前述的扭矩提升模式运转的指令和加速、减速指令等提供给控制部140。
此时,加速和减速指令可以使用电梯的手动运转模式的加速和减速指令。即,将为了检查电梯等而以低速运行的手动运转模式的加速和减速指令提供给控制部140,从而能够使乘客乘坐的轿厢400移动到附近的楼层来进行救援。
然而,在现有技术中,存在的问题是,由于使用正常动作的扭矩提升程度和时间,因此发生提供过度的扭矩引起的电力的损失。如果是供应应急电源的装置的充电容量足够大,可能没有问题,但是由于增加UPS等的容量和维护所需的成本很高,因此现实是应急电源的容量是不够的。
另外,在使用应急电源的应急运转中朝附近的楼层移动时,在没有能够检测轿厢400的准确位置的传感器的低价电梯系统中,将向上或向下执行设定方向的移动。
然而,根据乘坐在轿厢400的乘客的数量可能会发生逆行运转。在此,“逆行运转”是指朝负载大的方向运转,将朝负载减小的方向的运转定义为“再生运转”。
图2和图3分别是用于说明基于轿厢400的重量和平衡锤500的重量关系的逆行方向和再生方向的说明图。
图2示出了包含乘客的重量的轿厢400的重量比平衡锤500的重量更重的情形的例,图3示出了包含乘客的重量的轿厢400的重量比平衡锤500的重量更轻的情形的例。
如图2所示,当因乘坐在轿厢400的乘客多而轿厢400的重量比平衡锤500的重量更重时,再生运转的方向为向下,逆行运转的方向为向上。
即,在轿厢400更重的情况下,即使增加平衡锤500的作用,也需要更多的功耗以向上移动重的轿厢400。
相反,如图3所示,当轿厢400中没有乘客或乘客很少而平衡锤500的重量比轿厢400的重量更重时,再生运转的方向为向上,逆行运转的方向为向下。这可以理解为,通过最大限度地利用平衡锤500的重量而向上移动时消耗更少的功耗。
在现有技术中,由于在应急运转期间不判断包含乘客的重量的轿厢400的重量和平衡锤500的重量的情况下使轿厢400朝设定的方向移动,因此可能会发生逆行运转,由于逆行运转期间过度的负载将增加功耗,因此可能会发生有限的应急电源的急剧下降,轿厢400因应急电源耗尽而停止,因而可能会发生无法救援乘客的状况。
发明内容
发明要解决的课题
鉴于上述问题,本发明所要解决的课题在于,提供一种能够在应急运转期间使电源消耗最小化的电梯的应急运转控制装置及方法。
更具体而言,本发明提供一种能够通过执行适合于应急运转的扭矩控制和加速、减速控制来减少应急电源的消耗的电梯的应急运转控制装置及方法。
此外,本发明提供一种能够控制为在用于救援乘客的应急运转期间始终仅执行再生运转的电梯的应急运转控制装置及方法。
用于解决课题的手段
用于解决上述技术课题的本发明一方面的电梯的应急运转控制装置包括:开关部,根据上位控制器的控制来选择性地供应电源或应急电源;逆变器,接收所述上位控制器的运转指令和电源类型信息,并根据指令来驱动控制电动机;绕线机,根据所述电动机的驱动进行旋转的同时,使固定于钢丝的一端的轿厢向上或向下移动;以及平衡锤,结合于所述钢丝的另一端,用于平衡所述轿厢,其中,在供应电源的正常运转和供应应急电源的应急运转期间,所述上位控制器向所述逆变器发送彼此区分的单独的扭矩提升值和时间指令,从而在应急运转期间以更低的扭矩运转轿厢。
在本发明的实施例中,所述逆变器可以包括整流部、DC链路电容器、逆变器部以及控制所述逆变器部的控制部,并且还可以包括方向检测部,所述方向检测部检测所述DC链路电容器的DC链路电压并将其提供给控制部。
在本发明的实施例中,所述控制部在应急运转期间使轿厢沿设定方向移动设定距离,可以利用所述方向检测部中检测出的电压的变化来判断设定方向是逆行方向还是再生方向。
在本发明的实施例中,所述控制部在应急运转期间可以使轿厢仅朝再生方向移动。
在本发明的实施例中,在包含乘客的轿厢的重量比平衡锤的重量更重时,所述再生方向为向下,在包含乘客的轿厢的重量比平衡锤的重量更轻时,所述再生方向为向上。
另外,本发明另一方面的电梯的应急运转控制方法,包括:a)检测出电源被断开,向逆变器供应应急电源的步骤;b)从上位控制器向逆变器的控制部发送包含扭矩提升模式的运转指令的步骤;c)所述控制部通过控制逆变器部来驱动电动机,以将轿厢移动到附近的楼层的升降平台的步骤,其特征在于,所述b)的步骤中的扭矩提升模式区别于使用电源的正常运转期间的扭矩提升模式,其以比正常运转期间的扭矩提升模式更低的扭矩值驱动电动机。
在本发明的实施例中,在所述c)的步骤中,可以在判断再生方向和逆行方向之后,使轿厢朝再生方向移动。
在本发明的实施例中,判断所述再生方向和所述逆行方向时,所述控制部朝设定方向移动轿厢,并检测逆变器的DC链路电压,若检测出的DC链路电压的减小量大于基准,则可以判断为是逆行方向。
在本发明的实施例中,判断所述再生方向和所述逆行方向时,所述控制部通过传感器检测包含乘客的轿厢的重量,若检测出的包含乘客的轿厢的重量比平衡锤的重量更重,则可以将向下方向判断为再生方向,否则可以将向上方向判断为再生方向。
发明的效果
本发明的效果是,通过使用相比正常运转期间的扭矩提升模式的提升值和时间更少的应急扭矩提升值和时间来对电梯轿厢进行应急运转控制,从而能够防止发生过度的扭矩,由此能够使应急电源的消耗最小化。
另外,本发明的效果是,在应急运转期间能够通过使轿厢朝由包含乘客的重量的轿厢的重量和平衡锤的重量确定的再生运转方向移动,来防止逆行运转引起的功耗的增加。
附图说明
图1是现有电梯的应急运转控制装置的构成图。
图2和图3是用于说明基于轿厢和平衡锤的重量关系的再生方向的说明图。
图4是本发明优选实施例的电梯的应急运转控制装置的构成图。
图5是本发明优选实施例的电梯的应急运转控制方法的流程图。
附图标记说明
10:逆变器 11:整流部
12:DC链路电容器 13:逆变器部
14:控制部 15:方向检测部
20:上位控制器 30:电动机
40:轿厢 50:平衡锤
具体实施方式
为了充分理解本发明的构成和效果,参照附图说明本发明的优选实施例。然而,本发明不限于以下公开的实施例,而是可以以各种形式来实施并可以进行各种变更。只是,对本实施例的说明是为了使本发明的公开完整并向本发明所属技术领域的普通技术人员充分告知本发明的范围。在附图中,为了便于说明,比实际尺寸放大示出了构成要素的尺寸,并且可以放大或缩小各个构成要素的比例。
“第一”、“第二”等术语可以用于说明各种构成要素,但是所述构成要素不受限于上述术语。上述术语仅可以用于将一个构成要素与另一个构成要素进行区分的目的。例如,在不脱离本发明的权利范围的情况下,“第一构成要素”可以被命名为“第二构成要素”,类似地,“第二构成要素”也可以被命名为“第一构成要素”。另外,除非上下文另有明确规定,否则单数表达包括复数表达。除非另有明确定义,本发明的实施例中使用的术语可以解释为该技术领域普通技术人员公知的含义。
下面,参照附图,对本发明一实施例的电梯的应急运转控制装置及方法进行详细说明。
图4是本发明优选实施例的电梯的应急运转控制装置的构成图。
参照图4,本发明包括:上位控制器20,在正常运转和应急运转期间发送单独的扭矩提升值和时间指令;开关部S1、S2,根据所述上位控制器20的控制来供应电源或应急电源;逆变器10,接收上位控制器20的运转指令和电源类型信息,并根据指令来驱动控制电动机30;绕线机31,根据所述电动机30的驱动进行旋转的同时向上或向下移动固定于钢丝32的一端的轿厢40;以及平衡锤50,结合于所述钢丝32的另一端,用于平衡轿厢40。
逆变器10包括:整流部11;DC链路电容器12;逆变器部13;控制部14,根据所述上位控制器20的指令来控制逆变器部13;以及方向检测部15,在应急运转期间考虑包含所述乘客的轿厢40的重量和平衡锤50的重量来检测出再生方向。
首先,在正常运转中,电源通过开关部S1供应到逆变器10,并根据乘坐在轿厢40的乘客的运转请求,使轿厢40向上或向下运转。
此时,上位控制器20利用轿厢40的当前位置和乘客请求的目标层的信息来向控制部14发送适当的运转指令。
为了使静止状态的轿厢40移动,上位控制器20在使电动机30的扭矩增加的扭矩提升模式中提供扭矩提升程度和时间的指令的同时发送加速、减速、停止的指令。
接收到所述上位控制器20的运转指令的控制部14通过控制逆变器部13来驱动电动机30以符合运转指令。所述电动机30被驱动而使绕线机31进行旋转,并使连接于钢丝32的轿厢40移动至目标层。
在如上所述的正常运转中因停电或其他的理由而断电时,电动机30停止并因此轿厢40也停止。上位控制器20通过闭合供应应急电源的开关部S2来向逆变器10供应应急电源。
上位控制器20控制为,在向控制部14提供表示当前正在供应应急电源的信号的同时,能够通过将因停电等而静止的轿厢40移动到设置在附近的楼层的升降平台来安全地救援乘客。
此时,为了轿厢40的移动,上位控制器20提供与前述的正常运转中的条件不同的应急运转扭矩提升模式。即,将应急运转期间的扭矩提升程度和时间设定并储存为比所述正常运转期间的扭矩提升程度和时间更低的值,在供应应急电源的条件下,向控制部14供应符合应急运转扭矩提升模式的运转指令。
所述控制部14删除所有的在供应正常电源时输入的运转指令。例如,删除所有的乘客请求的目标层信息等,并执行符合供应应急电源的应急运转的逆变器10控制。
所述应急电源可以使用不间断电源装置(UPS)等,此时,应急电源的电源供应容量是有限的,因为事实上无法利用所述应急电源来实现轿厢40的正常运转。
在发生停电的状态下所述轿厢40处于停止的状态,因此为了使轿厢40移动到附近的楼层,上位控制器20被设定为前述的应急运转扭矩提升模式,并将与其对应的扭矩提升程度和时间、加速、减速以及停止的运转指令提供给控制部14。
此时,由于应急运转扭矩提升模式相比正常运转期间的扭矩提升模式使用更低的扭矩,因此可以降低功耗。
另外,加速和减速指令可以使用电梯的手动运转模式的加速和减速指令。此时,手动运转模式是指为了电梯的检查等而以低速运行的模式。
所述控制部14根据上位控制器20的运转指令或自身程序,考虑当前包含乘客的轿厢40的重量和平衡锤50的重量,从而执行用于使轿厢40朝再生方向移动的控制。
控制部14执行使轿厢40逐渐向上或向下移动设定的距离的控制。这是执行方向检测动作,以便能够判断该方向是逆行方向还是再生方向。
如上所述,控制部14在执行方向检测动作之后接收方向检测部15的检测结果,从而可以判断在方向检测动作中使轿厢40移动的方向是逆行方向还是再生方向。
所述方向检测部15检测DC链路电容器12的两端电压即DC链路电压,若所述方向检测动作中的轿厢40的移动方向为逆行方向,则DC链路电压相比再生方向移动时的电压显著减小。
所述控制部14可以利用DC链路电压的降低程度来判断考虑了当前轿厢40的重量和平衡锤50的重量的再生方向。
以上,以首先朝特定方向移动轿厢40并判断此时的移动方向为再生方向还是逆行方向的情形进行了说明,但是可以通过直接测量包含乘客的轿厢40的重量并将其与平衡锤50的重量进行比较来直接判断再生方向。
即,若测量出的包含乘客的轿厢40的重量比存储于存储器等存储装置中的平衡锤50的重量更重,则向下为再生方向,相反,若测量出的包含乘客的轿厢40的重量比平衡锤50的重量更轻,则向上为再生方向。
然后,控制部14根据上位控制器20的运转指令来移动轿厢40,使轿厢40朝再生方向移动。
如前所述,参照图2和图3,当轿厢40中没有乘客或乘客很少而平衡锤50的重量比轿厢40的重量更重时,再生运转的方向为向上,相反,当轿厢40中的乘客很多而轿厢40的重量比平衡锤50的重量更重时,再生运转的方向为向下。
如上所述,本发明可以通过在使用应急电源执行用于救援乘客的应急运转时朝再生运转方向移动轿厢40来使应急电源的消耗最小化。
图5是本发明优选实施例的电梯的应急运转控制方法的流程图。
参照图5,本发明在正常运转步骤(S51)中由上位控制器20判断电源是否被断开(S52),如果电源被断开,则向逆变器10供应应急电源。
然后,如步骤S53所示,上位控制器20向逆变器10的控制部14提供使用应急电源的应急运转扭矩提升模式的运转指令。
另外,如步骤S54所示,控制部14通过控制逆变器部13来使轿厢40朝作为向上或向下方向的设定方向移动设定的距离。
然后,如步骤S55所示,利用检测逆变器10的DC链路电压的方向检测部15的检测结果来判断所述设定方向为再生方向还是逆行方向。此时,若DC链路电压的降幅大于基准,则可以判断为逆行方向,若小于基准,则可以判断为再生方向。
然后,所述步骤S55的判断结果,若设定方向为再生方向,则如步骤S56所示,控制部14通过控制逆变器部13来使轿厢40朝设定方向移动,若为逆行方向,则如步骤S57所示,控制部14执行使轿厢40朝设定方向的相反方向移动的控制。
在通过前述的直接测量包含乘客的轿厢40的重量并将其与平衡锤50的重量比较的方式来确定再生方向的情况下,可以省略所述步骤S54至所述步骤S57。
最后,如步骤S58所示,通过使轿厢40朝再生方向移动来使其停在附近楼层的升降平台,并救援乘客。
如上所述,本发明在使用有限的应急电源的应急运转期间使用与正常运转不同的扭矩提升模式的同时可以通过使用于乘客救援的轿厢的运行方向朝能够降低功耗的再生方向运行来进一步降低功耗。
虽然上面说明了本发明的实施例,但是这仅仅是示例性的,本领域的普通技术人员可以理解能够对实施例进行各种变更和等同范围的实施。因此,本发明真正的技术保护范围应由权利要求书来确定。
工业适用性
本发明作为一种利用自然法则并根据平衡锤和包含乘客的重量的轿厢的重量来确定再生运转方向,并且能够在应急动作中朝再生运转方向移动轿厢来降低功耗的技术,具有工业适用性。

Claims (4)

1.一种电梯的应急运转控制装置,包括:
开关部,根据上位控制器的控制来选择性地供应电源或应急电源;
逆变器,接收所述上位控制器的运转指令和电源类型信息,并根据指令来驱动控制电动机;
绕线机,根据所述电动机的驱动进行旋转的同时,使固定于钢丝的一端的轿厢向上或向下移动;以及
平衡锤,结合于所述钢丝的另一端,用于平衡所述轿厢,
其中,
在供应电源的正常运转和供应应急电源的应急运转期间,所述上位控制器向所述逆变器发送彼此区分的单独的扭矩提升值和时间指令,从而在应急运转期间以更低的扭矩运转轿厢,
所述逆变器包括整流部、DC链路电容器、逆变器部以及控制所述逆变器部的控制部,并且还包括方向检测部,所述方向检测部检测所述DC链路电容器的DC链路电压并将其提供给控制部,
所述控制部在应急运转期间使轿厢沿设定方向移动设定距离,利用所述方向检测部中检测出的电压的变化来判断设定方向是逆行方向还是再生方向。
2.根据权利要求1所述的电梯的应急运转控制装置,其特征在于,
所述控制部在应急运转期间使轿厢仅朝再生方向移动。
3.根据权利要求1所述的电梯的应急运转控制装置,其特征在于,
在包含乘客的轿厢的重量比平衡锤的重量更重时,所述再生方向为向下,在包含乘客的轿厢的重量比平衡锤的重量更轻时,所述再生方向为向上。
4.一种电梯的应急运转控制方法,包括:
a)检测出电源被断开,向逆变器供应应急电源的步骤;
b)从上位控制器向逆变器的控制部发送包含扭矩提升模式的运转指令的步骤;
c)所述控制部通过控制逆变器的逆变器部来驱动电动机,以将轿厢移动到附近的楼层的升降平台的步骤,
其特征在于,
所述b)的步骤中的扭矩提升模式区别于使用电源的正常运转期间的扭矩提升模式,其以比正常运转期间的扭矩提升模式更低的扭矩值驱动电动机,
在所述c)的步骤中,在判断再生方向和逆行方向之后,使轿厢朝再生方向移动,
判断所述再生方向和所述逆行方向时,所述控制部朝设定方向移动轿厢,并检测逆变器的DC链路电压,若检测出的DC链路电压的减小量大于基准,则判断为是逆行方向。
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