CN113493156A

CN113493156A - 用于制动器的检测器

Info

Publication number: CN113493156A
Application number: CN202011399532.9A
Authority: CN
Inventors: A·图塔
Original assignee: Otis Elevator Co
Current assignee: Otis Elevator Co
Priority date: 2020-04-06
Filing date: 2020-12-04
Publication date: 2021-10-12
Also published as: EP3892580A1; US20210310828A1

Abstract

用于电梯安全制动器的电子安全致动器包括：螺线管；能够通过螺线管在靠近螺线管的第一位置和远离螺线管的第二位置之间移动的永磁体；和布置成测量螺线管的电感并由此检测永磁体的位置的测量电路。螺线管的电感取决于它所处的磁场，磁场继而受到永磁体的影响。因此，在永磁体与螺线管的接近度改变时，螺线管的电感改变(增大或减小)。发生在电梯安全致动器的螺线管中的电感改变显著到足以能够通过电子方式测量，且该测量可用于确定永磁体和因此安全致动器的位置。因此，这样的测量可代替先前使用的机械开关，而不需在其位置安装新的昂贵磁性检测器。作为替代，致动器的位置可使用现有构件与作为致动器控制电路的部分的新的廉价测量电路一起确定。

Description

用于制动器的检测器

技术领域

本公开涉及一种用于检测制动器的位置的检测器，特别地涉及一种检测电气性质的改变的非接触式检测器，而不是机械开关。

背景技术

电梯安全制动器通常安装在对重或电梯轿厢的框架上，并与安装到井道的壁的导轨接合，以便提供摩擦并停止轿厢或对重。机械安全致动器通过机械联动装置启动，该机械联动装置通过调速器设备等触发。机械安全致动器的一种备选方案是使用电子安全致动器，该电子安全致动器电气地致动制动器，并且因此不需要通过机械联动装置与调速器的机械连接。在电子安全致动器的情况下，这些致动器典型地通过诸如螺线管的电气装置来致动(即，当需要制动时)。例如，当检测到超速事件时，控制器发送电信号以使螺线管释放接合安全制动器的致动器构件。在一种可能的布置中，致动器构件是磁体，该磁体可与导轨接合，以便产生摩擦，该摩擦拉动连接杆件，该连接杆件继而将安全楔或安全辊拉动成与导轨接触。这样的安全楔或安全辊在与导轨接触之后自接合，并提供使电梯轿厢停止的制动力。

将认识到，螺线管可用于朝向导轨主动地驱动构件(例如磁体)，以便接合制动器(即螺线管施加排斥力)，或者可能的是，螺线管在正常(非制动)操作期间将构件(例如磁体)保持就位(即螺线管施加吸引力)，并且在螺线管停用时，构件然后自然地与导轨接合(通过其自身的磁性或者在诸如弹簧的单独的偏压部件的力的作用下)。

无论使用哪种布置，通常便利的是，停电使构件释放，使得出于安全原因，停电将使制动器接合。

还有必要监测致动器的状态，即致动器是接合(引起制动器的接合)还是脱离(不引起制动器的接合)。这样的监测是合乎期望的，以便检测致动器的可能的意外接合。这样的致动器接合当然将引起对应的安全制动器的接合。如果这将发生在一个安全制动器上(例如在轿厢的一侧上)，则将合乎期望的是，立即启动另一个安全制动器(或多个制动器)以停止轿厢，而不使一个制动器过载。

现有的电子安全致动器典型地使用机械开关来监测安全致动器的状态。当致动器接合以便引起制动时，机械开关跳闸(在断开和闭合之间改变状态)，从而允许检测致动器状态。这样的机械开关具有短寿命，这需要经常检查/修理。这样的机械开关在其开关时还引起不希望的噪声。

机械开关的一种备选解决方案可为磁性传感器，其检测杆件与传感器的距离。虽然这样的传感器将是非接触式的，并且因此可能具有更长的寿命和降低的噪声，但是这样的传感器典型地是昂贵的。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供了一种用于电梯安全制动器的电子安全致动器，其包括：

螺线管；

永磁体，其能够通过螺线管在靠近螺线管的第一位置和远离螺线管的第二位置之间移动；以及

测量电路，其布置成测量螺线管的电感并且由此检测永磁体的位置。

螺线管的电感取决于它所处的磁场，磁场继而受到永磁体的影响。因此，在永磁体与螺线管的接近度改变时，螺线管的电感改变(增大或减小)。在某些示例中，当永磁体靠近螺线管时，螺线管的电感比当永磁体远离螺线管时更低。换句话说，永磁体与螺线管的距离影响螺线管的电感。

已认识到，发生在电梯安全致动器的螺线管中的电感改变显著到足以能够通过电子方式测量，并且该测量可用于确定永磁体和因此安全致动器的位置。因此，这样的测量可代替先前已使用的机械开关，而不需要在其位置中安装新的昂贵的磁性检测器。作为替代，致动器的位置可使用现有构件与作为致动器控制电路的部分的新的且廉价的测量电路一起来确定。

螺线管和永磁体可布置成以不同的方式操作。在一些示例中，甚至在不存在到螺线管的功率时，永磁体也保持在第一位置(靠近螺线管)附接到螺线管，即，永磁体被磁性地吸引到螺线管以将永磁体保持在该位置中。为了启动致动器，电流被供应到螺线管，以便排斥永磁体并将其朝向导轨上的第二位置驱动(然后在该位置，永磁体磁性地附接，以便引起安全制动器的接合)。该布置特别便利，因为它不需要持续地向螺线管供应功率，而是仅需要在需要接合制动器的情况下供应功率。这样的功率可由电容器供应，使得制动器在停电的情况下保持可操作。然而，本公开也适用于其它布置，例如螺线管被持续地提供功率以将永磁体保持就位(可能抵抗单独的偏压力，诸如可由弹簧提供的偏压力)的布置。在这样的示例中，功率的丧失将造成来自螺线管的吸引力的丧失和由此产生的永磁体朝向制动器将接合的第二位置的偏压。在各个示例中，螺线管的电感将由于磁体的移动而改变，并且因此测量电路可检测电感的这种改变，以便检测永磁体的位置。

在一些示例中，测量电路布置成将测量的电感与预限定阈值进行比较，该预限定阈值被选择成使得当永磁体处于第一位置时螺线管的电感低于预限定阈值，并且当永磁体处于第二位置时螺线管的电感高于预限定阈值。预限定阈值允许进行容易的比较，以便确定永磁体的位置。由于永磁体基本上是双稳态的，故它将处于两个位置(第一或第二)中的一个，并且因此阈值可用于将这两个位置分成电感大于阈值的位置和电感小于阈值的位置。已发现，这两个位置之间的电感改变允许阈值容易地位于它们之间，使得阈值可以可靠地分离两个可能的测量值。

预限定阈值可通过校准来确定，并且可在安装电子安全致动器之前设定。两个位置的精确电感值将取决于某些因素(诸如永磁体在两个位置之间移动的距离、永磁体的强度、螺线管的强度等)而变化。然而，所有这些因素都将仅取决于特定的设计，并且因此可预先计算或可经由校准测试来测量，使得预限定阈值可被设定和编程到装置中。在备选示例中，校准可在安装之后作为测试程序的部分来执行，该测试程序测量各个位置中的电感并设定两个测量值之间的预限定阈值。这样的校准程序当然可定期执行，以更新预限定阈值，从而适应改变的因素，诸如温度、降低的磁场强度或构件的磨损。该校准程序可由技术人员人工完成，或者可自动执行。

可使用用于测量螺线管的电感的任何技术。然而，在一些示例中，测量电路布置成通过改变通过螺线管的电流并对螺线管两端的电压进行积分以产生电压积分测量值来测量螺线管的电感。当通过螺线管的电流改变时，螺线管在其两端产生电压来抵抗这种改变。该电压与电流的改变速率成比例。当螺线管两端的电压随时间积分时，所得积分与螺线管的电感成比例。因此，在一些示例中，测量电路包括积分器，该积分器对螺线管两端的电压进行积分。于是，积分器的输出是螺线管的电感的测量值。将认识到，积分的绝对值并不重要，并且可包括一些比例因子。然而，所需要的只是区分永磁体的第一和第二位置的两个电感，因此仅相对值是重要的。

在电流改变已被施加到螺线管之后，积分电压输出将开始增加，并且只要螺线管两端存在电压，积分电压输出就将继续增加。螺线管两端的电压(响应于阶跃电流改变)将随时间呈指数级降低。当电压已降低到基本上为零时，积分电压将已达到基本上恒定的峰值。该峰值然后将随时间保持稳定，并且因此是最便于一致地测量的值。因此，在一些示例中，测量电路在施加的电流改变之后的第一时间对电压积分测量值的峰值进行采样。第一时间可被选择成使得电压积分测量值已基本上达到其峰值。给定积分输出在早期阶段中显著且快速地改变，并且然后在相对长的时间(相对于初始上升所耗费的时间)内稳定在其峰值处，则可将第一时间段选择成积分输出预期已达到其峰值的时间点。对于给定的设置或设计(例如，对于给定的螺线管和电流改变)，该时间可通过实验来预测或确定。因此，第一时间可为预确定值。在其它示例中，可在以其它方式确定的时间对峰值进行采样，例如通过检测积分输出的增加速率已降低到低于某个值，由此指示已达到稳定阶段。

在一些示例中，测量电路可在第二时间对螺线管两端的电压进行采样。第二时间可被选择成使得螺线管两端的电压由于螺线管的电感而基本上没有分量。在这样的时间，电感器两端的电压主要是由于螺线管线圈的电阻和通过螺线管线圈的电流。此时检测到适当的电压指示测量电路正确地起作用。例如，如果测量电路的任何构件出现故障，则没有电流(或过量电流)可流过测量电路，从而导致非预期的电感器电压下降。在测量电路中的断路的情况下，这可为零电压，或者如果过量电流流动，则这可为异常高的电压下降。任何一种情况都可指示测量电路的故障，该故障可用于采取适当的动作，诸如发出信号表示需要修理或更换致动器，并且可能需要使电梯轿厢停止运行，直到已完成修理。因此，在一些示例中，测量电路可布置成将在第二时间的电压测量值与第二预限定阈值进行比较，并基于该比较输出误差信号。可使用两个或更多个阈值，例如以检测不同的情况，诸如一个阈值用以指示低于预期的电压，并且另一个阈值用以指示高于预期的电压(即电压位于可接受的范围之外)。第二时间可为电感器由于改变电流而不产生任何实质电压的任何时间，并且因此第二时间可被选择在电感测量之前或之后。在一些示例中，第二时间可晚于第一时间(相对于施加的测量电流的开始进行测量)。

任何合适的积分器电路都可用于确定螺线管两端的电压积分。例如，电压可由ADC以高采样速率进行采样，并且样本被相加以产生积分。然而，在一些示例中，测量电路布置成使用模拟积分器来测量电压积分。在测量电路中包括模拟积分器特别容易且廉价，并且因此模拟积分器提供了便利的解决方案。例如，可使用简单的串联连接的RC积分器，其中输入电压施加在两个串联连接的构件两端，并且积分输出在电容器两端获取。这样的模拟积分器的输出将随时间衰减。因此，测量电路可布置成通过在模拟积分器输出已基本上衰减到常数之后测量模拟积分器输出来在第二时间测量螺线管两端的电压。该布置特别便利，因为它允许在第一时间和第二时间两者的电压测量值都从相同的源获取，即都从积分器获取，即使在第二时间的测量值实际上不是积分测量值。

在第一时间和第二时间中的各个测量的电压可以以任何便利的方式与阈值进行比较。例如，它们可在模拟比较器电路中与阈值电压进行比较。然而，在一些示例中，电压由模数转换器(ADC)采样，并且然后可与存储的数字参考值(例如阈值)以数字方式进行比较，以及容易地输出和/或存储以用于诊断目的。

在一些示例中，用于测量的螺线管中的电流改变与将使致动器将永磁体从第一位置移动到第二位置的电流改变在相同方向上。用于测量的电流改变的量值优选地不会大到足以将永磁体从第一位置移动到第二位置。该布置的优点在于，用于测量螺线管的电感的电流改变不应当引起安全致动器的致动(并且因此不应当引起制动器的接合)。换句话说，如果在进行测量时永磁体处于第一位置，则在测量已完成之后永磁体应当保持在第一位置。然而，由于用于测量的电流改变与将使永磁体移动的电流改变在相同的方向上，故如果用于测量的电流改变出乎意料地大(例如，由于故障)，则该电流改变将引起永磁体的移动以及对应地致动器的启动和制动器的接合。换句话说，测量电路的故障没有达到使电梯轿厢停止的安全情况。

如上文所讨论的，螺线管可布置成施加电流以将永磁体从第一位置排斥到第二位置，或者螺线管可被持续地供应以电流以将永磁体保持在第一位置，从而在电流下降时将永磁体释放到第二位置。在这两种情况下，用于测量的电流改变与用于致动的改变在相同方向上。因此，在前一种情况下，默认的是没有电流流过螺线管，但测量电路在产生将排斥永磁体的磁场的方向上通过螺线管供应小电流。然而，测量电流足够小，使得如此产生的磁场没有强到足以使永磁体远离第一位置而移动。类似地，在后一种情况下，默认的是电流穿过螺线管，电流强到足以通过磁引力将永磁体保持在第一位置。用于测量的电流改变将是该电流的下降，电流的量值足够小，使得螺线管仍然提供足够强的磁场以将永磁体保持在第一位置。

在一些示例中，测量电路包括与致动器的跳闸开关并联的测量开关和电阻器。致动器的跳闸开关用作安全控制器的部分，当期望接合制动器时，例如在紧急停止情况下，该安全控制器触发致动器的致动。当跳闸开关改变导通状态时，通过螺线管的电流将存在大的改变，从而使永磁体如上文所讨论的那样从第一位置移动到第二位置。测量开关用于触发电感测量，并且因为测量开关与跳闸开关并联，所以当测量开关改变状态时，测量开关也引起电流的对应改变。然而，与测量开关串联的电阻器减小了电流改变的量值，以便使其保持低于如上文所讨论的那样将引起永磁体的移动的水平。

在一些示例中，跳闸开关是晶闸管。晶闸管是有利的，因为它们具有高电流能力，并且在点火之后保持导通(因此不需要额外的能量来使它们保持导通)。然而，在其它示例中，可改为使用诸如IGBT或MOSFET的其它功率装置。

安全致动器可布置成定期操作测量电路，以便定期检查永磁体的位置(和因此致动器的状态)。合乎期望的是经常进行测量，但是有必要允许对测量电路中的多种电容器进行重置(充电或放电)。并且，在提供电流脉冲来排斥磁体以用于致动的致动器的情况下，电流脉冲典型地由大的电容器提供，使得它在停电的情况下仍然可操作。在这样的情况下，还合乎期望的是不要耗尽该电容器。施加测量电流可暂时引起该电容器上的电荷的非常小的下降，并且因此测量频率应当足够低，使得电容器在测量之间完全地再充电。在一些典型的示例中，测量可在250 ms下可靠地执行，然而将认识到这取决于构件，因此在一些示例中，测量可更快或更慢地完成。在一些示例中，测量频率(即，获得电感测量值的速率)不超过4Hz，任选地不超过1 Hz，任选地不超过0.5 Hz，任选地不超过0.1 Hz。在其它示例中，可使用任何测量频率。

安全致动器通常设置成多个，例如至少两个，在电梯轿厢的各侧上均有一个，各个致动器在不同的导轨上引起制动器接合。就致动电路而言，两个螺线管可有效地并联布置，使得相同的致动信号将引起两个制动器同时接合。在这样的情况下，有可能使用单个测量电路来同时测量两个螺线管的组合电感。在这样的情况下，可能有必要区分三个不同的电感；一个电感是两个永磁体都处于第一位置，一个电感是两个永磁体都处于第二位置，并且一个电感是一个永磁体处于第一位置并且另一个处于第二位置。如果提供了多于两个的安全致动器，则该原理可相应地扩展，以涵盖针对永磁体位置的不同组合的不同电感。然而，在其它示例中，可为优选的是为各个单独的致动器(即各个单独的螺线管)提供单独的测量电路。以这种方式，各个单独的致动器的位置可被单独且不同地验证。测量电路的简单性和相对低的成本意味着这仍然是一种具有成本效益的解决方案。

根据本公开的第二方面，提供了一种检测电梯安全制动器的电子安全致动器的位置的方法，电子安全致动器包括螺线管和能够通过螺线管在靠近螺线管的第一位置和远离螺线管的第二位置之间移动的永磁体；

该方法包括：

测量螺线管的电感。

将认识到，上文已关于本公开的第一方面而讨论的所有优选和任选特征也可适用于本公开的第二方面，并且因此也是第二方面的对应优选和任选特征。

附图说明

现在将参考附图仅通过示例的方式来描述本公开的某些示例，在附图中：

图1a示意性地示出了安全致动器，其中安全致动器的永磁体处于第一位置；

图1b示意性地示出了安全致动器，其中安全致动器的永磁体处于第二位置；

图2示出了具有测量电路的安全致动器螺线管的电路图；

图3示出了测量电路的某些部分；

图4是对于多种电感来说响应于电流改变的在螺线管两端的电压的曲线图；

图5示出了积分器输出和峰值整流输出在短时间尺度上的曲线图；以及

图6示出了对应于图5的曲线图但在更长的时间尺度上的曲线图。

具体实施方式

图1a示出了用于电梯轿厢的电子安全致动器1。安全致动器1具有螺线管2，永磁体3选择性地附接到螺线管2。在该图中，永磁体3处于靠近螺线管2的第一位置。在该示例中，永磁体3依靠其自身的磁场磁性地附接到螺线管2。在正常使用期间，螺线管2未被供应以任何电流。在该配置中，永磁体3远离导轨4，并且不与导轨4接触。附接到永磁体3的机械杆件5连接到电梯安全制动器(未示出)，并且当平行于导轨4而被驱动时使安全制动器与导轨4接合(例如，经由楔或辊式制动机构)，以便使电梯轿厢停止。在一些示例中，永磁体3可为实际的安全制动器。

图1b示出了与图1b中相同的设备，但是其中永磁体3处于远离螺线管2的第二位置。在该位置中，永磁体3磁性地粘附到导轨4。在该位置中，导轨4和永磁体3之间的摩擦使杆件5平行于导轨4而被驱动，以便接合安全制动器并停止电梯轿厢。

永磁体3通过电流而从图1a的第一位置移动到图1b的第二位置中，该电流施加到螺线管2，以便产生足够强的磁场，以将永磁体3远离螺线管2排斥并与导轨4磁性地接合。如其它地方所讨论的，在其它示例中，可从螺线管移除电流，以移除或减小将永磁体3保持就位的吸引力。

在使用中，电梯轿厢将典型地具有两个安全制动器和两个电子致动器，各个电子致动器如图1a和图1b中所示出的那样。在其它示例中，可仅存在一个安全制动器，或者多于两个的安全制动器(以及对应数量的电子致动器)。控制单元(未示出)能够致动两个安全制动器。当需要接合安全制动器的事件发生时，控制单元操作开关，开关使螺线管2将永磁体3跳闸到图1b的导轨接合位置中，由此提升连接到对应安全制动器的楔或辊的杆件5。

在现有技术配置中，机械开关用于检测永磁体3从第一位置到第二位置的移动(即，磁体3和/或杆件5的移动引起机械开关的物理接合或脱离)，但是在图1a和图1b的示例中，不需要这样的机械开关。作为替代，在图1a和图1b的示例中，感测螺线管2的电感(如下文更详细地描述的)。在该示例中，如图1a中所指示的，当永磁体3处于靠近螺线管2的第一位置时，螺线管2的电感具有较低值(在该情况下为20 mH)，而当永磁体3处于远离螺线管2的第二位置时，螺线管2的电感具有较高值(在该情况下为30 mH)。将认识到，这些值仅仅通过示例的方式提供，并且不是对本发明的限制，因为这些值取决于螺线管2和永磁体3的特定尺寸、结构和布置。

当检测到永磁体3和杆件5从第一位置移动到第二位置时，系统可采取如被认为适当的多种动作。例如，电梯安全链可被断开，从而导致到驱动机器的功率中断。如果两个致动器中的仅一个被感测到已从第一位置移动到第二位置，则控制单元可部署另一个致动器，以便通过确保两个安全制动器都接合来防止制动不平衡。

为了重置安全致动器，电梯轿厢可被向上提升以释放安全制动器，并且然后螺线管2可在相反的方向上通电(其中电流在与致动方向相反的方向上)，以便产生足够强的磁场来吸引永磁体3远离导轨4并回到螺线管2，即从第二位置到第一位置。如其它地方所讨论的，在其它示例中，螺线管2可如针对设计适当的那样断电或重新通电。

虽然上文的描述已关于电梯轿厢而给出，但是将认识到，该描述同样可适用于用于对重的安全制动器和致动器。

图2示出了用于螺线管2的控制电路和测量电路。螺线管2位于由四个开关S₁–S₄形成的H桥的中间臂中。开关S₁–S₄可任选地为晶闸管。H桥布置允许螺线管2在任一方向上通电。通过闭合开关S₁和S₄，螺线管2在“跳闸”方向上通电，该方向产生排斥永磁体3的磁场，以便将永磁体3从第一位置移动到第二位置，以便接合安全制动器。在另一方面，通过闭合开关S₂和S₃，螺线管2可在相反的方向上通电，以便产生磁场，该磁场吸引永磁体3，以将永磁体3从导轨拉离，并从第二位置拉回到第一位置，以便重置安全致动器。

用于图2的电路的电源可从主电源和大电容器一起提供，该大电容器可在主电源出现故障的情况下提供备用功率。在图2中，电源被指示为300 V，但是再次将认识到，这仅通过示例的方式，并且可使用任何期望的电压。

测量电路6包括与开关(或晶闸管)S₄并联的测量电路支路，该开关是用于使螺线管2通电以便将永磁体3从第一位置移动到第二位置的“跳闸”电路的部分。测量电路支路包括与相对大的电阻器R_M(在该示例中是200 kΩ的电阻器，然而再次这仅通过示例的方式)串联的晶体管T_M(在该示例中是MOSFET)。

测量电路6还包括检测电路7，以检测和测量螺线管2两端的电压V_L。检测电路7在图3中示意性地示出，并且如图2中所示出的那样在点A和点B处连接在螺线管2两端。检测电路7包括电压积分器8、峰值整流器9和模数转换器(ADC) 10。电压积分器8获取点A和B之间的电压差，并将其随时间积分，以产生积分电压输出V_Int。峰值整流器电路9捕获并存储来自积分器8的输出V_Int的峰值，并将其保持以用于由ADC 10进行采样。

电压积分器电路8和峰值整流器电路9可为任何合适的电路。然而，在一些示例中，电压积分器电路8是简单的RC积分器，其中电容器通过串联连接的电阻器充电，并且电容器两端的电压表示输入电压的时间积分。在一些示例中，峰值整流器电路9可为简单的保持电容器，该保持电容器由积分器输出充电，并且将输出值保持足够长的时间以用于使用该值(例如，由ADC 10进行采样)。

在操作中，测量电流脉冲被施加到螺线管2，这使得螺线管产生与电流改变相反的逆电压。该逆电压由积分器电路8进行积分，从而一旦电感器的逆电压下降到基本上为零，就使得输出电压V_Int上升，直到其达到峰值。该峰值表示由施加的电流改变引起的螺线管2两端电压的时间积分，并且表示螺线管2的电感。

在螺线管2的逆电压已衰减到零之后，积分将对应地已达到峰值，并且理论上将是稳定的(基本上不随时间改变)。该输出值可由ADC 10直接进行采样，以给出电感器L的电感的测量值(即，不使用中间峰值整流电路9)。因此，通过对ADC 10的采样进行定时，以便在逆电压已基本上降低到零之后读取积分器电路8的电压，ADC 10可捕获表示螺线管2的电感的积分的峰值。

然而，在诸如RC积分器的简单积分器电路的情况下，一旦已达到峰值，积分器的电容器上的峰值电压就将开始相对快速地衰减。为了使测量定时更加稳健和可靠，峰值整流器电路9将保持该峰值更长时间，直到ADC 10已对峰值进行采样。峰值整流器电路9仍然可为相对简单的电路，但是可被设计为具有衰减常数，该衰减常数允许更长的时间窗口，在该时间窗口中使用峰值积分电压(例如通过经由ADC 10采集样本)。

现在，通过将由ADC 10获取的峰值积分样本与存储在存储器中的校准阈值进行比较，测量电路6可确定螺线管2的电感是高于阈值还是低于阈值。通过将阈值设定成位于永磁体3处于第一位置的情况下的螺线管2的电感和永磁体3处于第二位置的情况下的螺线管2的电感之间，测量电路6可容易地区分两个电感，并且由此确定永磁体3是处于第一位置还是第二位置。

在其它示例中，将认识到，峰值整流器9的值可经由模拟比较而不是经由ADC 10采样来使用。

在螺线管2的逆电压已衰减到零之后，简单的RC积分器的峰值积分值V_Int将逐渐衰减，直到其最终达到表示螺线管2两端的稳态电压的最小值，该最小值现在继而仅取决于螺线管2的电阻和所施加的测量电流。可注意到，在简单的峰值整流器电路9的情况下，也是这种情况，因为虽然该电路的时间常数更长，但它仍然将衰减，只不过是在更长的时间内。因为这也是稳定的(非时变的)值，所以它对于诊断目的也是有用的，因为它指示通过电感器2和测量电路6的正确测量电流的存在。该电压也可由ADC 10(直接从电压积分器8或经由峰值整流器9)通过在第二时间采样来捕获，该第二时间是基于相关电路的预期放电时间(例如，相关电路的电容器的时间常数)而适当地选择的。还可将该第二样本与一个或多个阈值进行比较，以确保该第二样本位于预期范围内。与预期范围的任何偏差都指示测量电路6的故障，这继而可被认为是电子安全致动器中的故障。然后可采取适当的动作，诸如指示需要修理或更换和/或使电梯轿厢停止运行。

图4、图5和图6示出了图示在一个示例中的上述过程中的电压的曲线图。各个曲线图示出了针对从20 mH直到50 mH范围内的多个电感的适当电压曲线，以便示出曲线和值如何随着电感而改变。这些仅是示例性的，并且可使用任何值。

图4示出了测量电流开始时螺线管两端的逆电压。如可看出的，这是根据以下公式的呈指数级下降的电压：

其中，V₀是初始电压，R是测量电阻器R_M的电阻，并且L是螺线管2的电感。在该示例中，电压从大约300伏开始，并且取决于电感而在从大约60到140微秒的时间段内呈指数级衰减到基本上为零。

图5示出了在测量电流脉冲之后0到1毫秒的时间尺度上的两个曲线图。下部曲线图示出了电压积分器电路8的输出V_Int，再次是针对多个不同电感中的各个。如可看出的，取决于电感，在大约0.5到1.5毫秒之后达到峰值积分值，并且然后峰值积分值开始衰减(在该示例中积分器是RC积分器)。图5的上部曲线图示出了对应于下部曲线图的示例的峰值整流器电路9的输出。由此可看出，V_Int的峰值在长得多的时间段内保持稳定，从而提供了稳定的测量窗口。

图6示出了与图5的曲线图相同但是在0到300毫秒的更长的时间尺度上的曲线图，使得可看出不同的衰减(峰值整流电路在这里再次是相对简单的基于电容器的电路)。如下部曲线图中所示出的，积分器电路8的输出V_Int快速衰减(在该时间尺度上)到恒定值(但是非零值)。如曲线图中所示出的，在不超过约10毫秒之后达到残余值。该残余值是非零的，因为在电感器两端由于其电阻而仍存在电压降。在该示例中，测量脉冲在150毫秒处结束，此时积分器输出电压V_Int快速返回到零。该残余电压可用于指示测量电路的正确起作用，并且在故障情况下提供警报(例如，通过将电压与一个或多个阈值进行比较)。例如，零电压或非常高的电压在这里可指示故障。

图6的上部曲线图再次是峰值整流器电路9的输出。虽然这在图5的上部曲线图中示出为基本上恒定，但是从图6中可看出，在峰值整流器电路的电容器放电时，该存储的峰值也随时间衰减。然而，该放电在长得多的时间段内发生，取决于电感，耗费大约20到90毫秒来达到残余值。此时，峰值整流器电路也在该残余值处保持稳定，直到在150毫秒处测量脉冲结束。因此，可在该窗口中的任何时间(从20/90毫秒直到150毫秒)从峰值整流器9的输出测量残余值。在测量脉冲已结束之后，峰值整流器输出也在大约240毫秒内衰减回到零。

将认识到，这些曲线图中的时间尺度仅通过示例的方式，并且将取决于特定的电路设计而变化。然而，这些曲线图清楚地展示了可进行测量的时间。

通过示例的方式，在图5和图6中所示出的示例中，如果直接从积分器电路8采样，则可从大约0.1毫秒获取样本，从而给出峰值积分值的良好估计(如图5的下部曲线图中所示出的)。然而，由于电压的相对快速的衰减，该测量将理想地需要在相对短的时间窗口(例如，大约0.5-1毫秒)内进行。如果改为从峰值整流器电路9采样，则峰值可再次从大约0.1毫秒采样(如图5的上部曲线图中所示出的)，但是可在高达10-20毫秒(并且可高达50毫秒或更长，取决于所涉及的电感)的时间段内可靠地获取，同时仍然区分不同的电感。因此，利用峰值整流器电路9，采样的定时更容易。同样地，为了对用于评估测量电路7的残余值进行采样，积分器电路的输出可在从约10毫秒到150毫秒的窗口中的任何时间被采样(如图6的下部曲线图中所示出的)，或者，如果对峰值整流器电路9的输出进行采样，则残余值可在从约90毫秒到150毫秒的窗口中的任何时间被采样。

虽然已参考某些示例性实施例描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可进行多种改变，并且可用等同体来替代其元件。另外，在不脱离本公开的实质范围的情况下，可进行许多修改以使特定的情况或材料适应于本公开的教导。因此，意图是本公开不限于所公开的特定实施例，而是本公开将包括落入权利要求书的范围内的所有实施例。

Claims

1.一种用于电梯安全制动器的电子安全致动器，包括：

螺线管；

永磁体，其能够通过所述螺线管在靠近所述螺线管的第一位置和远离所述螺线管的第二位置之间移动；以及

测量电路，其布置成测量所述螺线管的电感并且由此检测所述永磁体的位置。

2.根据权利要求1所述的电子安全致动器，其特征在于，所述测量电路布置成将测量的电感与预限定阈值进行比较，所述预限定阈值被选择成使得当所述永磁体处于所述第一位置时所述螺线管的电感低于所述预限定阈值并且当所述永磁体处于所述第二位置时所述螺线管的电感高于所述预限定阈值。

3.根据权利要求2所述的电子安全致动器，其特征在于，所述预限定阈值通过校准来确定，并且在安装所述电子安全致动器之前设定。

4.根据任一项前述权利要求所述的电子安全致动器，其特征在于，所述测量电路布置成通过改变通过所述螺线管的电流并对所述螺线管两端的电压进行积分以产生电压积分测量值来测量所述螺线管的电感。

5.根据权利要求4所述的电子安全致动器，其特征在于，所述测量电路在施加的电流改变之后的第一时间对所述电压积分测量值的峰值进行采样。

6.根据权利要求5所述的电子安全致动器，其特征在于，所述第一时间被选择成使得所述电压积分测量值已基本上达到其峰值。

7.根据权利要求5或6所述的电子安全致动器，其特征在于，所述测量电路在晚于所述第一时间的第二时间对所述螺线管两端的电压进行采样。

8.根据权利要求7所述的电子安全致动器，其特征在于，所述第二时间被选择成使得所述螺线管两端的电压由于所述螺线管的电感而基本上没有分量。

9.根据权利要求7或8所述的电子安全致动器，其特征在于，所述测量电路布置成将在所述第二时间的电压测量值与第二预限定阈值进行比较并基于所述比较输出误差信号。

10.根据权利要求7、8或9中的任一项所述的电子安全致动器，其特征在于，所述测量电路布置成使用模拟积分器来测量所述电压积分，所述模拟积分器的输出将随时间衰减，并且其中，所述测量电路布置成通过在所述模拟积分器输出已基本上衰减到常数之后测量所述模拟积分器输出来在所述第二时间测量所述螺线管两端的电压。

11.根据权利要求4至10中的任一项所述的电子安全致动器，其特征在于，用于测量的所述螺线管中的所述电流改变与将使所述致动器将所述永磁体从所述第一位置移动到所述第二位置的电流改变在相同方向上。

12.根据权利要求11所述的电子安全致动器，其特征在于，用于测量的所述电流改变的量值不会大到足以将所述永磁体从所述第一位置移动到所述第二位置。

13.根据任一项前述权利要求所述的电子安全致动器，其特征在于，所述测量电路包括与所述致动器的跳闸开关并联的测量开关和电阻器。

14.根据权利要求13所述的电子安全致动器，其特征在于，所述跳闸开关是晶闸管。

15.一种检测电梯安全制动器的电子安全致动器的位置的方法，所述电子安全致动器包括螺线管和能够通过所述螺线管在靠近所述螺线管的第一位置和远离所述螺线管的第二位置之间移动的永磁体；

所述方法包括：

测量所述螺线管的电感。