CN214569962U

CN214569962U - 一种电梯应急驱动电机装置

Info

Publication number: CN214569962U
Application number: CN202120209075.6U
Authority: CN
Inventors: 石再华; 廖春富; 胡建明; 韩子铭
Original assignee: Guangdong Huanyu Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Guangdong Huanyu Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2021-01-25
Filing date: 2021-01-25
Publication date: 2021-11-02
Anticipated expiration: 2031-01-25

Abstract

本实用新型公开了一种电梯应急驱动电机装置，包括：应急电源、电机驱动模块、电梯抱闸、控制模块、电磁式开关电器、永磁同步主机，其中：所述应急电源用于在应急状态下为电机驱动模块、电梯抱闸、控制模块提供电源；所述电机驱动模块设置在所述应急电源和永磁同步主机线路之间，所述电机驱动模块包括：电源开关J1、电阻R0、功率管V7、以及三相桥电路；所述三相桥电路的电源输出端形成三相驱动线路基于所述电磁式开关电器连接在所述永磁同步主机的电机绕组上。本实用新型实施例通过应急电源和电机驱动模块相结合可以满足应急状态下为电梯系统提供电源，使得电梯轿厢的移动容易受控，减少人员操控风险。

Description

一种电梯应急驱动电机装置

技术领域

本实用新型涉及电梯技术领域，尤其涉及一种电梯应急驱动电机装置。

背景技术

图1示出了现有的曳引式电梯的结构示意图，轿厢重力、对重力、摩擦力、驱动力、制动力等组成了曳引电梯相互力的关系。电梯静止状态下无驱动力，轿厢重力与对重力远小于摩擦力与制动力；制动力由电梯抱闸制动器提供，打开抱闸则取消了电梯制动力，轿厢重力与对重力的差大于摩擦力则会产生轿厢的移动；轿厢重力与对重力的差小于摩擦力则轿厢不会移动。

目前主流电梯都采用永磁同步主机用于电梯驱动系统，少了减速机构，整机效率高，转速易于控制，在停电、故障退出后大部分的设计会采用将永磁同步电机的绕组短接，有利于降低危险的发生。其原理在于打开抱闸后短接永磁同步主机的绕组相当于将同步主机发生电短路，增大了电机转动阻力Fm，防止电梯溜梯速度过快。现有技术的电梯松闸装置在于打开电梯抱闸移动轿厢是依靠轿厢装载重量Q、轿厢自重q1与对重q2的差值与电梯系统阻力Fz的关系来移动轿厢。

在|Q+q1-q2|>Fz时，则电梯在打开抱闸情况下可以移动轿厢；

电梯移动的方向：

Q+q1>q2电梯轿厢向下移动；

Q+q1<q2电梯轿厢向上移动；

当|Q+q1-q2|<Fz，则打开抱闸轿厢也不会移动。

在电梯发生应急故障情况下，大多数采用电梯松闸装置来实现电梯抱闸的开启，依靠电梯轿厢与对重的差值来实现电梯轿厢的移动。当电梯轿厢内重量与对重的重量处于接近平衡状态时则无法实现电梯轿厢的移动，这时为了实现电梯轿厢的移动需要维护人员将配置在现场的沙袋投掷到电梯轿顶，打破电梯轿厢与对重的平衡状态来获得轿厢的移动。对现场维护人员的体力，数量都设置不小的难度，且在发生故障时电梯轿厢的位置不确定导致改变电梯平衡状态的难度增加。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种电梯应急驱动电机装置，通过应急电源和电机驱动模块相结合可以满足应急状态下为电梯系统提供电源，并可以为永磁同步主机提供相应的驱动力或电能消耗，使得电梯轿厢的移动容易受控，减少人员操控风险。

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种电梯应急驱动电机装置，包括：

应急电源、电机驱动模块、电梯抱闸、控制模块、电磁式开关电器、永磁同步主机，其中：

所述应急电源用于在应急状态下为电机驱动模块、电梯抱闸、控制模块提供电源；

所述电机驱动模块设置在所述应急电源和永磁同步主机线路之间，所述电机驱动模块包括：电源开关J1、电阻R0、功率管V7、以及三相桥电路，所述电源开关J1连接在所述应急电源的输入端，所述功率管V7和所述电阻R0串联之后与所述三相桥电路并联在所述应急电源正负端上；

所述三相桥电路的电源输出端形成三相驱动线路基于所述电磁式开关电器连接在所述永磁同步主机的电机绕组上。

所述电磁式开关电器为继电器或者接触器。

所述三相桥电路包括：功率管V1、功率管V2、功率管V3、功率管V4、功率管V5、功率管V6，所述功率管V1和所述功率管V4串联并形成第一相驱动线路基于所述电磁式开关电器连接在所述永磁同步主机的电机绕组上，所述功率管V2和所述功率管V5串联并形成第二相驱动线路基于所述电磁式开关电器连接在所述永磁同步主机的电机绕组上，所述功率管V3和所述功率管V6串联并形成第三相驱动线路基于所述电磁式开关电器连接在所述永磁同步主机的电机绕组上。

所述功率管V1、功率管V2、功率管V3、功率管V4、功率管V5、功率管V6、功率管V7包括：绝缘栅双极型晶体管IGBT和并联在所述绝缘栅双极型晶体管上的二极管。

所述功率管V1、功率管V2、功率管V3、功率管V4、功率管V5、功率管V6、功率管V7包括：场效晶体管和并联在所述场效晶体管上的二极管。

所述电梯应急驱动电机装置接入在封星电路的电梯系统或者接入在未封星电路的电梯系统。

所述三相驱动线路上设置有两个以上的电流采样电阻，所述两个以上的电流采样电阻中的每一电流采样电阻位于不同相位的驱动线路上。

所述电梯应急驱动电机装置包括：第一电流采样电阻和第二电流采样电阻，所述第一电流采样电阻位于第一相驱动线路、或者第二相驱动线路、或者第三相驱动线路上，所述第二电流采样电阻位于第一相驱动线路、或者第二相驱动线路、或者第三相驱动线路上，所述第一电流采样电阻和第二电流采样电阻位于不同相位的驱动线路上。

所述电梯应急驱动电机装置包括：第一电流采样电阻、第二电流采样电阻和第三电流采样电阻，所述第一电流采样电阻位于第一相驱动线路，所述第二电流采样电阻位于第二相驱动线路，所述第三电流采样电阻位于第三相驱动线路上。

所述电流采样电阻为锰铜电阻。

本实用新型实施例采用电机驱动模块结合应急电源控制电梯轿厢的移动，避免了当轿厢负载与对重处于接近平衡状态下无法移动轿厢的问题，在成本增加不大的情况下可以实现电梯轿厢任何载荷的移动，避免了单纯的抱闸电源无法快速救援的问题。

采用驱动模块控制电梯轿厢的移动，不需破坏电梯原有的轿厢移动检测速度方式，电梯正常时本实用新型的检测单元不接入电梯系统，只有在电梯电源故障或电梯故障的条件下才接入电梯的主机，避免使用原有电梯编码器带来的阻抗增加的风险。

本实用新型采用高精度电阻的方式采集电机电流。不需要使用成本高昂的霍尔隔离器件采集电机电流信号，降低采集电流的成本，且现场安装简单。

本实用新型采用驱动模块控制电机的转动，可以适用于有封星电路的电梯系统也可以适用于没有封星电路的电梯系统。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是现有的曳引式电梯的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中的电梯应急驱动电机装置结构示意图；

图3是本实用新型实施例中的电机驱动模块结构示意图；

图4是现有的封星电机控制系统结构示意图；

图5是本实用新型实施例中的封星电机控制系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管(field-effect transistor)。

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。

图2示出了本实用新型实施例中的电梯应急驱动电机装置结构示意图，该，应急电源BAT、电机驱动模块、电梯抱闸、控制模块、电磁式开关电器、永磁同步主机等，控制模块涉及到充放电管理功能，在外电正常状态时，控制模块可控制外电对BAT充电，并监控BAT上的状态；当电网失电或电梯故障需要外力移动轿厢时关闭电梯供电电源开关，避免使用过程中外电恢复时对电梯有异常的影响。确定轿厢处于安全状态后，通过操作控制面板的两个独立按钮，由CPU控制DC/DC抱闸升压电路将后备电池的电源升压调整到合适的抱闸电源输出，打开电梯的抱闸，移动电梯轿厢。移动轿厢依靠电机驱动模块实现轿厢移动速度的控制。移动过程中读取门区信号，进入门区后关闭DC/DC抱闸电源，电梯制动器释放，停止轿厢的移动，并有声音及显示符号在操作显示模块上提示操作人员电梯已处于开门区域。

本实用新型实施例中的应急电源可以在应急状态下为电机驱动模块、电梯抱闸、控制模块提供电源；所述电机驱动模块设置在所述应急电源和永磁同步主机线路之间。

图3示出了本实用新型实施例中的电机驱动模块结构示意图，该电机驱动模块包括：电源开关J1、电阻R0、功率管V7、以及三相桥电路，该电源开关J1连接在应急电源的输入端，该功率管V7和所述电阻R0串联之后与三相桥电路并联在所述应急电源正负端上；该三相桥电路的电源输出端形成三相驱动线路基于电磁式开关电器CT1连接在永磁同步主机M的电机绕组上。

需要说明的是，该电磁式开关电器CT1可以为继电器，也可以是接触器。

需要说明的是，这里的三相桥电路包括：功率管V1、功率管V2、功率管V3、功率管V4、功率管V5、功率管V6，该功率管V1和该功率管V4串联并形成第一相驱动线路基于电磁式开关电器CT1连接在永磁同步主机M的电机绕组上，该功率管V2和功率管V5串联并形成第二相驱动线路基于电磁式开关电器CT1连接在永磁同步主机M的电机绕组上，该功率管V3和该功率管V6串联并形成第三相驱动线路基于电磁式开关电器CT1连接在所述永磁同步主机M的电机绕组上。

这里功率管V1、功率管V2、功率管V3、功率管V4、功率管V5、功率管V6、功率管V7可以包括：绝缘栅双极型晶体管IGBT和并联在绝缘栅双极型晶体管上的二极管。

这里功率管V1、功率管V2、功率管V3、功率管V4、功率管V5、功率管V6、功率管V7也可以是：场效晶体管和并联在所述场效晶体管上的二极管。

该三相驱动线路上设置有两个以上的电流采样电阻，该两个以上的电流采样电阻中的每一电流采样电阻位于不同相位的驱动线路上。

该电梯应急驱动电机装置包括：第一电流采样电阻和第二电流采样电阻，所述第一电流采样电阻位于第一相驱动线路、或者第二相驱动线路、或者第三相驱动线路上，所述第二电流采样电阻位于第一相驱动线路、或者第二相驱动线路、或者第三相驱动线路上，所述第一电流采样电阻和第二电流采样电阻位于不同相位的驱动线路上。

该电梯应急驱动电机装置包括：第一电流采样电阻、第二电流采样电阻和第三电流采样电阻，所述第一电流采样电阻位于第一相驱动线路，所述第二电流采样电阻位于第二相驱动线路，所述第三电流采样电阻位于第三相驱动线路上。

需要说明的是，这里的电流采样电阻采用高精度锰铜电阻。

基于图1至图3对该电梯应急驱动电机装置的工作原理进行说明：

本实用新型在紧急移动轿厢时需要将永磁同步主机接入电机驱动模块，紧急移动轿厢时，通过应急电源为相应的装置提供应急电源；控制模块会在电梯抱闸松闸前接通CT1进行工作，将永磁同步主机接入电机驱动模块，此时J1处于断开状态，V7处于导通状态，再控制应急电源向电梯抱闸输入松闸电源，打开电梯制动器。

当|Q+q1-q2|>Fz时，此时永磁同步电机转动，电机发出的电通过V1～V6的二极管整流后通过电阻R0及V7，将电机旋转产生的能量消耗到电阻R0及线路上。通过采集U、W两相的电流Ui、Wi信号，利用clark变换转换为两相静止坐标系的实时值；根据两相静止坐标系的实时值计算旋转矢量角所对应的正弦值和余弦值；根据旋转矢量角的正弦值和余弦值，计算当前计算时刻电流矢量的矢量角和上一次计算时刻电流矢量的矢量角的相角差；把相角差乘以计算频率得到旋转矢量的角速度；根据电机极对数、悬挂比计算轿厢移动的速度、方向，并在操作模块上显示轿厢移动的速度和方向。

当|Q+q1-q2|<Fz时，此时永磁同步电机不会转动，此时控制模块会产生控制信号断开V7的驱动信号，通过关闭V7，以及闭合J1接入应急电源BAT，控制V1-V6组成的三相桥输出三相驱动电源给电机绕组。永磁同步电机在电机驱动模块的电源供给下，可以控制电梯轿厢向上或向下运行。当电梯轿厢进入开门区后自动停止，并有声音及显示符号在操作显示模块上提示操作人员电梯已处于开门区域。其通过采集U、W两相的电流Ui、Wi信号，利用clark变换转换为两相静止坐标系的实时值；根据两相静止坐标系的实时值计算旋转矢量角所对应的正弦值和余弦值；根据旋转矢量角的正弦值和余弦值，计算当前计算时刻电流矢量的矢量角和上一次计算时刻电流矢量的矢量角的相角差；把相角差乘以计算频率得到旋转矢量的角速度；根据电机极对数、悬挂比计算轿厢移动的速度、方向，并在操作模块上显示轿厢移动的速度和方向。

这里电梯应急驱动电机装置接入在封星电路的电梯系统或者接入在未封星电路的电梯系统。为实现有封星电机控制系统如图4的接入，本实用新型实施例中接入电梯主机的转换接入器CT1采用常开、常闭转换的接触器，利用常闭接触器触点来实现电梯原由的封星线路，如图5中所示。需要使用本实用新型装置时CT1工作，常闭触点断开，常开点闭合，接入驱动器，不会改变电梯原有设计。

综上，本实用新型实施例采用电机驱动模块结合应急电源控制电梯轿厢的移动，避免了当轿厢负载与对重处于接近平衡状态下无法移动轿厢的问题，在成本增加不大的情况下可以实现电梯轿厢任何载荷的移动，避免了单纯的抱闸电源无法快速救援的问题。

以上对本实用新型实施例进行了详细介绍，本文中采用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims

1.一种电梯应急驱动电机装置，其特征在于，包括：应急电源、电机驱动模块、电梯抱闸、控制模块、电磁式开关电器、永磁同步主机，其中：

2.如权利要求1所述的电梯应急驱动电机装置，其特征在于，所述电磁式开关电器为继电器或者接触器。

3.如权利要求1所述的电梯应急驱动电机装置，其特征在于，所述三相桥电路包括：功率管V1、功率管V2、功率管V3、功率管V4、功率管V5、功率管V6，所述功率管V1和所述功率管V4串联并形成第一相驱动线路基于所述电磁式开关电器连接在所述永磁同步主机的电机绕组上，所述功率管V2和所述功率管V5串联并形成第二相驱动线路基于所述电磁式开关电器连接在所述永磁同步主机的电机绕组上，所述功率管V3和所述功率管V6串联并形成第三相驱动线路基于所述电磁式开关电器连接在所述永磁同步主机的电机绕组上。

4.如权利要求3所述的电梯应急驱动电机装置，其特征在于，所述功率管V1、功率管V2、功率管V3、功率管V4、功率管V5、功率管V6、功率管V7包括：绝缘栅双极型晶体管IGBT和并联在所述绝缘栅双极型晶体管上的二极管。

5.如权利要求3所述的电梯应急驱动电机装置，其特征在于，所述功率管V1、功率管V2、功率管V3、功率管V4、功率管V5、功率管V6、功率管V7包括：场效晶体管和并联在所述场效晶体管上的二极管。

6.如权利要求1所述的电梯应急驱动电机装置，其特征在于，所述电梯应急驱动电机装置接入在封星电路的电梯系统或者接入在未封星电路的电梯系统。

7.如权利要求1至6任一项所述的电梯应急驱动电机装置，其特征在于，所述三相驱动线路上设置有两个以上的电流采样电阻，所述两个以上的电流采样电阻中的每一电流采样电阻位于不同相位的驱动线路上。

8.如权利要求7所述的电梯应急驱动电机装置，其特征在于，所述电梯应急驱动电机装置包括：第一电流采样电阻和第二电流采样电阻，所述第一电流采样电阻位于第一相驱动线路、或者第二相驱动线路、或者第三相驱动线路上，所述第二电流采样电阻位于第一相驱动线路、或者第二相驱动线路、或者第三相驱动线路上，所述第一电流采样电阻和第二电流采样电阻位于不同相位的驱动线路上。

9.如权利要求7所述的电梯应急驱动电机装置，其特征在于，所述电梯应急驱动电机装置包括：第一电流采样电阻、第二电流采样电阻和第三电流采样电阻，所述第一电流采样电阻位于第一相驱动线路，所述第二电流采样电阻位于第二相驱动线路，所述第三电流采样电阻位于第三相驱动线路上。

10.如权利要求7所述的电梯应急驱动电机装置，其特征在于，所述电流采样电阻为锰铜电阻。