CN114314221A

CN114314221A - 曳引电梯系统

Info

Publication number: CN114314221A
Application number: CN202011077822.1A
Authority: CN
Inventors: 朱铮
Original assignee: Kone Elevators Co Ltd; Kone Corp
Current assignee: Kone Elevators Co Ltd; Kone Corp
Priority date: 2020-10-10
Filing date: 2020-10-10
Publication date: 2022-04-12

Abstract

本发明提供一种曳引电梯系统，在当意外停电时，其群控系统用唯一的备用电源驱动其中一个电梯，上升的空载电梯的同步电机以发电机模式工作，并为其他电梯供电，以对其他电梯进行救援。该曳引电梯系统包括：备用电源；电源管理系统，与备用电源和每个电梯的驱动系统电连接；群控系统，与每个电梯的控制系统通信连接；通信控制系统，与备用电源、群控系统和电源管理系统通信连接并对它们进行控制；通信控制系统配置为，在多个电梯中的一个电梯的空载上升阶段，通过群控系统使该电梯的电机处于发电机模式，通信控制系统控制电源管理系统，使电源管理系统用来自处于发电机模式的所述电机的电力为多个电梯中的另一电梯的驱动控制系统供电。

Description

曳引电梯系统

技术领域

本发明涉及一种曳引电梯系统。

背景技术

目前主流电梯产品是曳引电梯，其由电梯轿厢-电机-对重三大部件通过钢丝绳连接，设计对重重量比轿厢重量大40％-50％。这种曳引驱动方式相对于电机-轿厢直接驱动方式降低了所需电机功耗，达到节能目的。

曳引电梯目前使用的电机是永磁同步电机，其本身特性属于发电机。在电梯轿厢空载时，对重侧比轿厢侧重40％-50％额定载重，则轿厢上行阶段对重将下行，且可以将重力势能转化为电能，使得电梯的电机可以在发电机模式下工作。

正常运行时电梯空载上行，发电机模式下的电机所发电量或通过电阻发热消耗或通过驱动系统整流逆变反馈回电网(能量反馈功能)。而在意外停电时，通过松闸溜车救援或通过UPS驱动电机向发电方向(轿厢侧重量小于对重侧时向上，反之向下)运行，因速度非常低而且时间短，所以电机发电量在驱动系统内自消耗掉。

另外，在现有技术中，每台电梯要配置一台UPS供电(如图1所示)，以在停电救援时驱动各自的电梯运动。在这种救援阶段，完全无法利用电梯电机的发电特性，而且UPS配置寿命短不环保，后期维护成本高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种曳引电梯系统，在当意外停电时，其群控系统用唯一的备用电源驱动其中一个电梯，以实现被困乘客的救援，然后上升的空载电梯的同步电机以发电机模式工作，并为其他电梯供电，以进行针对其他电梯的救援。

本发明提供一种曳引电梯系统，包括：多个电梯，其每一个具有各自的控制系统、驱动系统和电机，其中每个电梯的控制系统与驱动系统通信连接并对其进行控制，以通过每个电梯的驱动系统对每个电梯的电机进行驱动；备用电源；电源管理系统，与备用电源和每个电梯的驱动系统电连接；群控系统，与每个电梯的控制系统通信连接；通信控制系统，与备用电源、群控系统和电源管理系统通信连接并对它们进行控制；其中，通信控制系统配置为，在多个电梯中的一个电梯的空载上升阶段，能通过群控系统使该电梯的电机处于发电机模式，且通信控制系统控制电源管理系统，使电源管理系统用来自处于发电机模式的所述电机的电力为多个电梯中的另一电梯的驱动控制系统供电。

进一步地，通信控制系统通过群控系统获取每个电梯的状态，并据此将所述多个电梯中的所述一个电梯识别为救援电梯并将所述多个电梯中的所述另一电梯识别为被救援电梯，且通信控制系统通过群控系统控制所述救援电梯，以使所述救援电梯上升，且在所述救援电梯的空载上升阶段，所述救援电梯的电机处于发电机模式，通信控制系统控制电源管理系统，使电源管理系统能接收来自处于发电机模式的所述电机的电力并将该电力供应至被救援电梯的驱动控制系统。

进一步地，通信控制系统配置为：控制电源管理系统，以使备用电源仅在所述救援电梯的上升且需要启动其电机或维持其电机运行时向所述救援电梯的电机供电。

进一步地，通信控制系统配置为能通过群控系统获取每个电梯的位置。

进一步地，通信控制系统配置为将位置最低的电梯识别为所述救援电梯。

进一步地，每个电梯还包括与通信控制系统连接的生物识别系统，且通信控制系统根据生物识别系统的识别结果判断电梯是否空载。

进一步地，通信控制系统配置为将空载的电梯识别为所述救援电梯。

进一步地，通信控制系统配置为将位置最低且空载的电梯识别为所述救援电梯。

进一步地，通信控制系统配置为，在所述救援电梯上升到一阈值位置后，将其他电梯中位置最低且/或空载的电梯识别为新的救援电梯。

进一步地，通信控制系统配置为将多个电梯中除所述救援电梯外的、位置最低且不空载的电梯识别为被救援电梯。

进一步地，通信控制系统配置为，根据从群控系统获得的被救援电梯的位置、载荷、和/或需要抵达的位置通过群控系统控制救援电梯的上升速度。

进一步地，所述救援电梯的控制系统配置为，在所述救援电梯的电机处于发电机模式时，检测并控制所述救援电梯的速度和位置并反馈给通信控制系统。

进一步地，电源管理系统包括切换电路，以根据通信控制系统的控制信号让备用电源为救援电梯的供电，或让救援电梯为被救援电梯的供电。

进一步地，电源管理系统实时监测备用电源的供电电压状态或救援电梯的处于发电机模式的电机的供电电压状态，并反馈给通信控制系统。

附图说明

图1是现有技术的曳引电梯系统；

图2是根据本发明优选实施例的曳引电梯系统的框图；

图3是根据本发明优选实施例的曳引电梯系统中救援电梯为被救援电梯供电的示意图；

图4是根据本发明优选实施例的曳引电梯系统中用备用电源为电梯供电的示意图；

图5是根据本发明优选实施例的曳引电梯系统所实施的救援方法的示意图。

具体实施方式

参见图2，根据优选实施例，本发明的曳引电梯系统1包括多个电梯，例如该图所示的A-D(应理解，根据不同的需要，电梯数量可以为两个、三个、或其他数量)，每一个电梯A-D具有各自的控制系统、驱动系统和电机，其中每个电梯的控制系统与驱动系统通信连接并对其进行控制，以通过每个电梯A-D的驱动系统对每个电梯的电机进行驱动，即按照控制系统的控制信号来控制电梯的升降。每个电梯的驱动系统还可以包括必要的整流器和逆变器，以接收来自市电或备用电源的电力并提供给其电机。

曳引电梯系统1还包括备用电源2、群控系统3、电源管理系统4、通信控制系统5等。

备用电源2例如可以是不间断电源(UPS)或任何其他合适形式的备用电源，以在意外停电时为按照需要在通信控制系统5的控制下通过电源管理系统4为电梯供电。通常，在意外停电并需要救援的情况下，电梯处于静止状态，此时若要再次启动静止状态的电梯则需要较大的启动电流，所以需要备用电源来启动电梯。启动电梯使其升上之后，让电梯就近平层，从而释放乘客。本领域技术人员能够理解，所谓“就近平层”是指，将电梯上升至最近的楼层，以释放乘客，由此可以使耗电量最小化。

根据本发明的优选实施例，仅设置一个备用电源2，且在意外停电的情况下，可以在通信控制系统5的控制下其中一个电梯供电，使其启动并上升并就近平层。优选地，备用电源2(例如UPS电源)的规格可以按如下方式选择：备用电源的电池容量为多个电梯中需要最大功率或者最远救援行程电梯在最恶劣情况下实现单次救援所需电量的2倍。备用电源2还可以包括相应整流逆变系统。

群控系统3与每个电梯A-D各自的控制系统电连接，从而可以对其发送电梯控制信号，以控制各电梯的运行。本领域技术人员应理解，电梯的群控系统是一种使用群控技术对多个电梯进行统一调度和管理的控制系统。除了执行统一调配多个电梯的任务外，群控系统还能监测并获取每个电梯的状态，例如但不限于电梯位置、速度、载荷、需要抵达的位置、和/或是否故障等多种信息。

电源管理系统4与备用电源2和每个电梯A-D的驱动系统电连接。优选地，电源管理系统4还能让市电与每个电梯A-D的驱动系统电连接。从而电源管理系统4能根据通信控制系统5的控制信号选择市电、或备用电源为电梯供电、或选择救援电梯为被救援电梯供电。当然，应理解，也可以通过另外的系统来控制市电与每个电梯的连接。

通信控制系统5与备用电源2、群控系统3和电源管理系统4通信连接并对它们进行控制。通信控制系统5配置为，在多个电梯A-D中的一个电梯(例如后文所述的电梯A)的空载上升阶段，能通过群控系统3使该电梯的电机处于发电机模式，且通信控制系统5控制电源管理系统4，使电源管理系统4用来自处于发电机模式的所述电机的电力为多个电梯中的另一电梯的驱动控制系统供电，进而启动该另一电梯或维持该另一电梯的运行。

因此，电源管理系统4优选包括切换电路(未示出)，以根据通信控制系统5的控制信号让备用电源为救援电梯的供电，或让救援电梯为被救援电梯的供电，或用市电为所有电梯供电。优选地，切换电路主要包括控制信号接收器、接触器等任何合适的电气元件，只要其能实现上述切换即可。优选地，电源管理系统4也可包括任何其他必要的电子电路和装置等。例如，电源管理系统4可以实时监测备用电源2的供电电压状态或救援电梯的处于发电机模式的电机的供电电压状态，并反馈给通信控制系统5，以进行供电管理，例如待救援完毕后切断备用电源的供电或来自救援电梯的供电，并在市电可用后自动切换为市电供电。优选地，电源管理系统4也可以与现有的备用电源(例如UPS)整合为一套系统。

进而，通信控制系统5优选包括但不限于信号输入装置、信号输出装置和信号处理装置(例如CUP、逻辑电路、单片机等)等，使得其能实现对来自群控系统3、电源管理系统4等的信号进行处理，执行分析判断(如下文所述)，并向备用电源2、群控系统3、好电源管理系统4等发送控制信号。因此，尽管本文未给出通信控制系统5的具体配置和组成，但本领域技术人员根据本发明的教导可以实施该通信控制系统而不脱离本发明的范围。

优选地，例如在意外停电需要救援时，通信控制系统5可以通过群控系统3获取每个电梯的状态，并据此将所述多个电梯A-D中的一个电梯识别为救援电梯并将所述多个电梯中的所述另一电梯识别为被救援电梯。此处的“救援电梯”是指该电梯的电机处于发电机模式，且其发电量用于为被救援电梯供电。应理解，在电机处于发电机模式时，由于电梯对重的重力作用，救援电梯将上升，且其电机将发生旋转并产生电能。另外，还可以对电机(以及电梯)进行减速控制，进而还可产生再生制动能量。从而，对重的重力势能被转化为电梯的上行动能和发电机的电能。

通信控制系统5还能通过群控系统3控制所述救援电梯，以使所述救援电梯上升。在所述救援电梯的空载上升阶段，所述救援电梯的电机处于发电机模式，通信控制系统5控制电源管理系统4，使电源管理系统4能接收来自处于发电机模式的所述电机的电力并将该电力供应至被救援电梯的驱动控制系统。

如图3所示，例如当电梯A被识别为救援电梯时，电梯A的电机处于发电机模式，其发电量馈送到电源管理系统4，电源管理系统4有将该电量馈送到被救援电梯B的驱动控制系统，以使电梯B运行。图中的箭头示出了供电电流流动方向。为了简要，仅绘制了电梯A作为救援电梯并为电梯B供电的情况，但应理解，每个电梯B-D在被识别为救援电梯后，均可以按图3所示且针对电梯A所述的方式，为其他被救援电梯供电。

优选地，通信控制系统5能控制电源管理系统4，以使备用电源2仅在所述救援电梯上升且需要启动其电机或维持其电机运行时向所述救援电梯的电机供电。在救援电梯在对重的作用下持续上升时电源管理系统4切断备用电源2对该救援电梯的供电。如此可以最小程度地使用备用电源2，减少其损耗并延长备用电源的寿命。

优选地，通信控制系统5还配置为能通过群控系统3获取每个电梯A-D的位置，例如用于判断哪个电梯处于最低位置，可以被用作救援电梯。

优选地，每个电梯A-D还可包括与通信控制系统5通信连接的生物识别系统(未示出)。该生物识别系统例如可以是红外识别系统或其他合适的识别装置或系统，其能识别电梯中是否有乘客或其他生物，从而通信控制系统5能根据生物识别系统的识别结果判断电梯是否空载。应理解，对电梯空载的判断也可以采取任何其他方式实现，例如通过感测电梯的重量来获得空载判断结果、或工作人员通过电梯内的摄像头观察电梯内情况并向通信控制系统手动输入空载判断结果。

优选地，通信控制系统5可以单独使用空载判断结果，也可以将与如上所述的电梯位置的检测结果与空载判断结果相结合，以在多个电梯中识别出适于作为救援电梯的电梯，从而对其实施救援和/或为被救援电梯供电。

举例来说，例如在意外停电时，对于被判断为空载的一个或多个电梯可以不实施救援，而是可以将其中一个空载的电梯作为救援电梯(优选是空载且位置最低的电梯)，以对被救援电梯供电(如下所述)。

或者，将被判断为不空载(即有乘客)且位置最低的电梯识别为救援电梯，并通过通信控制系统5指示电源管理系统4用备用电源2对该救援电梯进行供电，以使其上升并就近平层，从而优先安排对该电梯中的乘客实施救援，待释放乘客且该电梯空载后，使该电梯的电机运行于发电机模式，以为被救援电梯供电。

或者，通信控制系统5可以直接将位置最低的电梯识别为救援电梯，而无论其是否空载。具体说，如果多个电梯中有一电梯位置最低且不空载(即有待救援的乘客)，则通过备用电源2对其供电，使其上升并就近平层，以释放乘客。随后，该电梯变为空载(若电梯上升并就近平层以释放乘客，则该电梯仍可能是位置最低的电梯)，通信控制系统5再控制该电梯通过电源管理系统4为被救援电梯供电；或者，如果多个电梯中有一电梯位置最低且空载，则通信控制系统5可以将其直接被识别为救援电梯，以如上所述地为被救援电梯供电。

优选地，在通信控制系统5识别出救援电梯后，根据每个电梯的位置和空载判断结果，通信控制系统5可以将多个电梯中除所述救援电梯外的、位置最低且不空载的电梯识别为被救援电梯，进而救援电梯的电机发电并为被救援电梯供电。从而可有优先对所有等待救援的电梯中位置最低且不空载的电梯实施救援，以快速释放乘客。随后，转变为空载的电梯也可以被用作救援电梯，以为被救援电梯供电，即通信控制系统5可以根据电梯的位置和空载情况实时更新用于为被救援电梯供电的救援电梯。

优选地，所述救援电梯的控制系统配置为，在所述救援电梯的电机处于发电机模式时，检测并控制所述救援电梯的速度和位置并反馈给通信控制系统5，从而根据实际情况调节救援电梯的供电情况，例如调节其速度、输出功率等。

优选地，通信控制系统5配置为，在所述救援电梯上升到一阈值位置后，将其他电梯中位置最低且/或空载的电梯识别为新的救援电梯。这里的阈值位置可以是救援电梯所能上升到的最高位置，例如建筑物的顶层位置。或者，该阈值位置可以是这样的位置：根据通信控制系统5的判断，该救援电梯上升到该位置后，进一步上升的距离有限，不足以为被救援电梯供电。因此，该阈值位置也可以理解为使得救援电梯不再适于为被救援电梯供电的位置。到达阈值位置的救援电梯可以被直接停用。通信控制系统5可以确定新的救援电梯，随后如上所述地，通过备用电源启动该新的救援电梯，以使其上升，从而用新的救援电梯为其他待救援电梯供电。

下面，参见图5来描述在某种意外断电的情况下根据本发明的曳引电梯系统所实施的救援方法。

如图所示，根据位置检测和生物识别系统的检测，确定电梯A-D中均有乘客，其中电梯A的相对于其他电梯B-C位置最低(阶段1)。电梯A被通信控制系统5识别为救援电梯，并优选安排释放其乘客，即通过备用电源对电梯A的驱动系统供电，从而使其上升并就近平层(如阶段2中的箭头所示)，从而释放乘客(阶段2)。

随后，通信控制系统5通过群控系统3控制电梯A的运行，以使电梯A在对重的作用下进行上升运动，其电机处于发电机模式，此时通信控制系统5通过电源管理系统4切断备用电源2对电梯A的供电。电梯A的处于发电机模式的电机产生电能，并提供给电梯B-D中位置最低且不空载的电梯C，即电梯A的电机相当于电梯C的备用电源，使得电梯C也上升并就近平层，从而释放乘客(阶段3)。

释放乘客后，通信控制系统5还可以根据电梯A和C的位置，更新对救援电梯的识别。例如，根据电梯A的位置，如果其仍足以为待救援的电梯B和/或D供电，则电梯A继续用作救援电梯(阶段4)。又例如，如果群控系统3识别出电梯A已经到达或即将接近如上所述的阈值位置，则群控系统3将此时已空载的电梯C识别为新的救援电梯，以用于对电梯B或D供电。

根据以上的描述，本领域技术人员应理解，通信控制系统5可以根据曳引电梯系统中的多个电梯的位置和空载判断结果，且根据实施救援所需的电力需求等，实时识别并更新救援电梯，从而充分利用电梯电机的发电机特性来为救援任务提供动力。

采用根据本发明的曳引电梯系统，可以减少备用电源的数量，不必为回收再生制动能量设置更多电池，从而电梯机房中配备的设备和装置数量减少，并减少用于应急救援的成本。

上文中参照优选的实施例详细描述了本公开所提出的方案的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本公开理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本公开提出的各种技术特征、结构进行多种组合，而不超出本公开的保护范围，本公开的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims

1.一种曳引电梯系统，包括：

多个电梯，其每一个具有各自的控制系统、驱动系统和电机，其中每个电梯的控制系统与驱动系统通信连接并对其进行控制，以通过每个电梯的驱动系统对每个电梯的电机进行驱动；

备用电源；

电源管理系统，与备用电源和每个电梯的驱动系统电连接；

群控系统，与每个电梯的控制系统通信连接；

通信控制系统，与备用电源、群控系统和电源管理系统通信连接并对它们进行控制；

其中，通信控制系统配置为，在多个电梯中的一个电梯的空载上升阶段，能通过群控系统使该电梯的电机处于发电机模式，且通信控制系统控制电源管理系统，使电源管理系统用来自处于发电机模式的所述电机的电力为多个电梯中的另一电梯的驱动控制系统供电。

2.如权利要求1所述的曳引电梯系统，其中，通信控制系统通过群控系统获取每个电梯的状态，并据此将所述多个电梯中的所述一个电梯识别为救援电梯并将所述多个电梯中的所述另一电梯识别为被救援电梯，且

通信控制系统通过群控系统控制所述救援电梯，以使所述救援电梯上升，且在所述救援电梯的空载上升阶段，所述救援电梯的电机处于发电机模式，通信控制系统控制电源管理系统，使电源管理系统能接收来自处于发电机模式的所述电机的电力并将该电力供应至被救援电梯的驱动控制系统。

3.如权利要求2所述的曳引电梯系统，其中，通信控制系统配置为：

控制电源管理系统，以使备用电源仅在所述救援电梯上升且需要启动其电机或维持其电机运行时向所述救援电梯的电机供电。

4.如权利要求2所述的曳引电梯系统，其中，通信控制系统配置为能通过群控系统获取每个电梯的位置。

5.如权利要求4所述的曳引电梯系统，其中，通信控制系统配置为将位置最低的电梯识别为所述救援电梯。

6.如权利要求4所述的曳引电梯系统，其中，每个电梯还包括与通信控制系统连接的生物识别系统，且通信控制系统根据生物识别系统的识别结果判断电梯是否空载。

7.如权利要求6所述的曳引电梯系统，其中，通信控制系统配置为将空载的电梯识别为所述救援电梯。

8.如权利要求6所述的曳引电梯系统，其中，通信控制系统配置为将位置最低且空载的电梯识别为所述救援电梯。

9.如权利要求6所述的曳引电梯系统，其中，通信控制系统配置为，在所述救援电梯上升到一阈值位置后，将其他电梯中位置最低且/或空载的电梯识别为新的救援电梯。

10.如权利要求2-9中任一项所述的曳引电梯系统，其中，通信控制系统配置为将多个电梯中除所述救援电梯外的、位置最低且不空载的电梯识别为被救援电梯。

11.如权利要求2-9中任一项所述的曳引电梯系统，其中，通信控制系统配置为，根据从群控系统获得的被救援电梯的位置、载荷、和/或需要抵达的位置通过群控系统控制救援电梯的上升速度。

12.如权利要求1所述的曳引电梯系统，其中，所述救援电梯的控制系统配置为，在所述救援电梯的电机处于发电机模式时，检测并控制所述救援电梯的速度和位置并反馈给通信控制系统。

13.如权利要求1所述的曳引电梯系统，其中，电源管理系统包括切换电路，以根据通信控制系统的控制信号让备用电源为救援电梯的供电，或让救援电梯为被救援电梯的供电。

14.如权利要求3所述的曳引电梯系统，其中，电源管理系统实时监测备用电源的供电电压状态或救援电梯的处于发电机模式的电机的供电电压状态，并反馈给通信控制系统。