EA028908B1

EA028908B1 - Система безопасности лифта

Info

Publication number: EA028908B1
Application number: EA201491862A
Authority: EA
Inventors: Ари КАТТАЙНЕН; Паси Раассина; Тапио Саарикоски; Лаури Столт; Арто Накари; Антти Каллиониеми
Original assignee: Коне Корпорейшн
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2013-05-20
Publication date: 2018-01-31
Also published as: EA201491864A1; EP2855322A1; DK2855323T3; SG11201407077VA; HK1207354A1; EP2855323B1; CN104379482A; CN104379482B; BR112014029581B1; EA201491863A1; MX2014014127A; WO2013178873A1; ES2748661T5; KR20150022820A; CA2871147A1; EP2855323B2; US9776829B2; MY180692A; EP2855322A4; AU2013269518A1

Abstract

Изобретение относится к системе безопасности лифта, которая включает датчики (27, 28), сконфигурированные для указания на функции, являющиеся критичными с точки зрения безопасности лифта, а также схему (20, 34) безопасности, с использованием которой считывают данные, формируемые упомянутыми датчиками (27, 28) и указывающие на безопасность лифта. Система безопасности включает приводное устройство (1) для приведения в движение подъемного механизма лифта. Приводное устройство (1) включает шину (2A, 2B) постоянного тока, а также мостовую схему (3) двигателя, имеющую соединение с шиной постоянного тока для электропитания двигателя лифта. Мостовая схема (3) двигателя включает переключатели верхней стороны (4A) и нижней стороны (4B) для подачи электрической энергии из шины (2A, 2B) постоянного тока в двигатель (6) лифта при обеспечении движения с использованием двигателя (6) лифта, а также из двигателя (6) лифта в упомянутую шину (2A, 2B) постоянного тока при торможении с использованием двигателя лифта. Приводное устройство включает также схему (5) управления мостовой схемой двигателя для управления работой мостовой схемы (3) двигателя путем подачи управляющих импульсов на управляющие полюсы переключателей верхней стороны (4A) и нижней стороны (4B) мостовой схемы двигателя и схему ввода (12) сигнала (13) безопасности, который может быть отключен/подключен извне приводного устройства (1), а также логику (15) запрета привода, которая присоединена к упомянутой входной схеме (11) и сконфигурирована для запрета прохода управляющих импульсов на управляющие полюсы переключателей верхней стороны (4A) и/или нижней стороны (4B) мостовой схемы двигателя, когда сигнал (13) безопасности отключен. Проводник сигнала (13) безопасности проведен из схемы (20, 34) безопасности в приводное устройство (1), при этом схема (20, 34) безопасности включает средства (14) подключения/отключения сигнала (13) безопасности. Схема (20, 34) безопасности выполнена с возможностью перевода лифта в состояние, запрещающее пуск, путем отключения сигнала (13) безопасности, при этом она выполнена с возможностью снятия состояния, запрещающего пуск, путем подключения сигнала (13) безопасности.

Description

Изобретение относится к системе безопасности лифта, которая включает датчики (27, 28), сконфигурированные для указания на функции, являющиеся критичными с точки зрения безопасности лифта, а также схему (20, 34) безопасности, с использованием которой считывают данные, формируемые упомянутыми датчиками (27, 28) и указывающие на безопасность лифта. Система безопасности включает приводное устройство (1) для приведения в движение подъемного механизма лифта. Приводное устройство (1) включает шину (2А, 2В) постоянного тока, а также мостовую схему (3) двигателя, имеющую соединение с шиной постоянного тока для электропитания двигателя лифта. Мостовая схема (3) двигателя включает переключатели верхней стороны (4А) и нижней стороны (4В) для подачи электрической энергии из шины (2А, 2В) постоянного тока в двигатель (6) лифта при обеспечении движения с использованием двигателя (6) лифта, а также из двигателя (6) лифта в упомянутую шину (2А, 2В) постоянного тока при торможении с использованием двигателя лифта. Приводное устройство включает также схему (5) управления мостовой схемой двигателя для управления работой мостовой схемы (3) двигателя путем подачи управляющих импульсов на управляющие полюсы переключателей верхней стороны (4А) и нижней стороны (4В) мостовой схемы двигателя и схему ввода (12) сигнала (13) безопасности, который может быть отключен/подключен извне приводного устройства

(I) , а также логику (15) запрета привода, которая присоединена к упомянутой входной схеме

(II) и сконфигурирована для запрета прохода управляющих импульсов на управляющие полюсы переключателей верхней стороны (4А) и/или нижней стороны (4В) мостовой схемы двигателя, когда сигнал (13) безопасности отключен. Проводник сигнала (13) безопасности проведен из схемы (20, 34) безопасности в приводное устройство (1), при этом схема (20, 34) безопасности включает средства (14) подключения/отключения сигнала (13) безопасности. Схема (20, 34) безопасности выполнена с возможностью перевода лифта в состояние, запрещающее пуск, путем отключения сигнала (13) безопасности, при этом она выполнена с возможностью снятия состояния, запрещающего пуск, путем подключения сигнала (13) безопасности.

028908 Β1

028908

Область техники

Изобретение относится к системам безопасности лифта.

Предпосылки создания изобретения

В лифтовой системе в соответствии с нормативными документами по безопасности должна присутствовать система безопасности, при помощи которой работа лифтовой системы может быть остановлена в случае дефекта или ошибки в процессе работы. Упомянутая выше система безопасности включает схему безопасности, которая имеет в своем составе последовательно соединенные выключатели, являющихся средством обеспечения безопасности системы. Размыкание выключателя безопасности указывает на то, что безопасность лифтовой системы находится под угрозой. В этом случае работа лифтовой системы приостанавливается, и она переводится в безопасный режим при помощи отключения, с использованием контакторов, подачи электрической энергии из электросети в двигатель лифта. Помимо этого включаются механические тормоза путем прекращения с использованием контакторов подачи тока на электромагнит механического тормоза.

Контакторы (силовые размыкатели), как механические компоненты, являются ненадежными, поскольку могут выдержать лишь ограниченное количество переключений для снятия тока. Также может происходить запаивание контакторов накоротко при перегрузках, в результате чего они теряют способность отключать подачу тока. Следовательно, отказ одного из размыкателей может негативно сказаться на безопасности лифтовой системы.

Контакторы, как компоненты, имеют крупный размер, поэтому и устройства, в состав которых они включаются, также получаются крупными. Но, с другой стороны, в общем случае стоит задача максимально эффективного использования пространства зданий, тогда как размещение крупногабаритных компонентов лифта, содержащих контакторы, может создавать проблемы.

Следовательно, необходимо найти решение, позволяющее снизить количество контакторов в лифтовой системе без снижения уровня ее безопасности.

Цель изобретения

Цель изобретения - преодолеть один или более из описанных выше недостатков. Одна из целей, стоящих перед изобретением, - предложить систему безопасности лифта, которая включает приводное устройство лифта, реализуемое без использования контакторов. Одна из целей, стоящих перед изобретением, - предложить систему безопасности лифта, которая включает приводное устройство лифта, реализуемое без использования контакторов, подключение которого, в качестве части системы безопасности лифта, реализуют с использованием исключительно полупроводниковых компонентов.

Для достижения этой цели в изобретении предложена системы безопасности лифта по п. 1 формулы изобретения, а также система безопасности лифта по п.3 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения. Некоторые из вариантов осуществления настоящего изобретения и комбинации различных вариантов осуществления настоящего изобретения представлены также в разделе с описанием изобретения и на чертежах, приложенных к настоящей заявке.

Сущность изобретения

Система безопасности лифта в соответствии с первым аспектом изобретения включает датчики, сконфигурированные для указания на функции, являющиеся критичными с точки зрения безопасности лифта, электронный блок контроля, который включает вход для данных, формируемых упомянутыми выше датчиками, указывающих на безопасность лифта, а также приводное устройство для приведения в движение подъемного механизма лифта. Упомянутое приводное устройство включает шину постоянного тока и мостовую схему двигателя, подключенную к упомянутой шине постоянного тока, для электропитания двигателя лифта. Мостовая схема двигателя включает переключатели верхней стороны и нижней стороны для подачи электрической энергии из шины постоянного тока в двигатель лифта при обеспечении движения с использованием двигателя лифта, а также из двигателя лифта в упомянутую шину постоянного тока при торможении с использованием двигателя лифта. Упомянутое приводное устройство включает также схему управления мостовой схемой двигателя, с использованием которой управляют работой мостовой схемы двигателя при помощи подачи управляющих импульсов на управляющие полюсы упомянутых переключателей верхней и нижней стороны в упомянутой мостовой схеме двигателя, и схему ввода для сигнала безопасности, который может быть отключен/подключен извне приводного устройства, а также логику запрета привода, которая присоединена к упомянутой входной схеме и сконфигурирована для запрета прохода управляющих импульсов на управляющие полюсы упомянутых переключателей верхней и нижней стороны в упомянутой мостовой схеме двигателя, когда упомянутый сигнал безопасности отключен. Проводник упомянутого сигнала безопасности проведен из упомянутого электронного блока контроля в упомянутое приводное устройство, при этом упомянутый электронный блок контроля включает средства подключения/отключения упомянутого сигнала безопасности. Упомянутый электронный блок контроля выполнен с возможностью перевода упомянутого лифта в состояние, запрещающее пуск, при помощи отключения упомянутого сигнала безопасности, а также для снятия состояния, запрещающего пуск, при помощи подключения упомянутого сигнала безопасности.

Приводное устройство в соответствии с настоящим изобретением, наиболее предпочтительно,

- 1 028908

включает контроллер тормоза, который имеет в своем составе переключатель для подачи электрической энергии на управляющую катушку электромагнитного тормоза, схему управления тормозом, с использованием которой управляется упомянутый контроллер тормоза, с помощью подачи управляющих импульсов на управляющий полюс упомянутого переключателя контроллера тормоза, а также логику снятия тока с тормоза, которая присоединена к упомянутой входной схеме и сконфигурирована для запрета прохода упомянутых управляющих импульсов на полюс управления упомянутого переключателя контроллера тормоза, когда упомянутый сигнал безопасности отключен.

Следовательно, настоящее изобретение обеспечивает возможность перевода лифта в безопасное состояние при помощи отключения сигнала безопасности с использованием электронного блока контроля, при этом при отключении сигнала безопасности прекращается подача электрической энергии из шины постоянного тока в двигатель лифта, и включаются механические тормоза, останавливающие движение канатоведущего шкива подъемного механизма лифта. Под шиной постоянного тока в настоящем документе понимается силовая шина с напряжением постоянного тока, т.е. часть основной схемы, проводящей или передающей электрическую энергию, например одна из основных шин промежуточной схемы постоянного тока преобразователя частоты.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения упомянутое приводное устройство включает логику указания для формирования сигнала, разрешающего начало движения. Упомянутая логика указания сконфигурирована для включения сигнала, разрешающего начало движения, когда и логика запрета привода, и логика снятия тока с тормоза находятся в состоянии, запрещающем проход управляющих импульсов. Логика указания сконфигурирована для включения сигнала, разрешающего начало движения, когда и логика запрета привода, и логика снятия тока с тормоза находятся в состоянии, запрещающем проход управляющих импульсов, при этом логика указания сконфигурирована для отключения сигнала, разрешающего начало движения, если логика запрета привода и/или логика снятия тока с тормоза находится в состоянии, разрешающем проход управляющих импульсов. Приводное устройство включает выход для указания сигнала, разрешающего начало движения, в логику контроля, внешнюю по отношению к упомянутому приводному устройству.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения упомянутый сигнал, разрешающий начало движения, передается из упомянутого приводного устройства в упомянутый электронный блок контроля, при этом упомянутый электронный блок контроля сконфигурирован для считывания состояния сигнала, разрешающего начало движения, когда упомянутый сигнал безопасности отключен. Упомянутый электронный блок контроля выполнен с возможностью недопущения движения лифта, если упомянутый сигнал, разрешающий начало движения, не включен, когда упомянутый сигнал безопасности отключен. В данном случае упомянутый электронный блок контроля может контролировать рабочее состояние логики запрета привода, а также логики снятия тока с тормоза на основе упомянутого сигнала, разрешающего начало движения. В упомянутом электронном блоке контроля, например, может делаться вывод о том, что логика запрета привода и/или логика снятия тока с тормоза неисправна, если сигнал, разрешающий начало движения, не включается.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения сформирована шина передачи данных между упомянутым электронным блоком контроля и упомянутым приводным устройством. Упомянутое приводное устройство имеет вход для данных измерений датчиков, измеряющих состояние движения лифта, при этом упомянутый электронный блок контроля выполнен с возможность приема данных измерений от датчика, измеряющего состояние движения лифта по упомянутой шине передаче данных между электронным блоком контроля и упомянутым приводным устройством. Следовательно, упомянутый электронный блок контроля быстро обнаруживает неисправность датчика, измеряющего состояние движения лифта, или неисправность измерительной электроники, и в этом случае система лифта может быть переведена с помощью управления от электронного блока контроля в безопасное состояние настолько быстро, насколько это возможно. Упомянутый электронный блок контроля может в таком случае также контролировать работу упомянутого приводного устройства без использования отдельных средств контроля, например, при аварийном торможении, и в этом случае аварийное торможение может выполняться под управлением электронного блока контроля с управляемым замедлением, с использованием торможения двигателем, что снижает силы, прикладываемые к пассажирам лифта при аварийной остановке. А именно, слишком большие силы при аварийной остановке могут вызывать неприятные ощущения у пассажиров, или даже приводить к реально опасным ситуациям.

Система безопасности лифта в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения включает схему безопасности, которая включает механические выключатели безопасности, установленные последовательно друг с другом, при этом упомянутые выключатели безопасности сконфигурированы для указания на функции, являющиеся критичными с точки зрения безопасности лифта. Упомянутая система безопасности включает также приводное устройство для приведения в движение подъемного механизма лифта, при этом упомянутое приводное устройство включает шину постоянного тока и мостовую схему двигателя, подключенную к упомянутой шине постоянного тока, для электропитания двигателя лифта. Упомянутая мостовая схема двигателя включает переключатели верхней стороны и нижней стоны для подачи электрической энергии из шины постоянного тока в двигатель лифта при обеспечении движения

- 2 028908

с использованием двигателя лифта, а также из двигателя лифта в упомянутую шину постоянного тока при торможении с использованием двигателя лифта. Упомянутое приводное устройство включает также схему управления мостовой схемой двигателя, с помощью которой управляют работой мостовой схемы двигателя при помощи подачи управляющих импульсов на управляющие полюса упомянутых переключателей верхней и нижней стороны в упомянутой мостовой схеме двигателя, и схему ввода для сигнала безопасности, который может быть отключен/подключен извне приводного устройства, а также логику запрета привода, которая присоединена к упомянутой входной схеме и сконфигурирована для запрета прохода управляющих импульсов на управляющие полюсы упомянутых переключателей верхней и нижней стороны в упомянутой мостовой схеме двигателя, когда упомянутый сигнал безопасности отключен. Проводник упомянутого сигнала безопасности проведен из упомянутой схемы безопасности в приводное устройство, при этом схема безопасности включает средства подключения/отключения упомянутого сигнала безопасности. Упомянутый сигнал безопасности сконфигурирован таким образом, чтобы быть отключаемым при помощи размыкания выключателя безопасности в упомянутой схеме безопасности. Следовательно, настоящее изобретение обеспечивает возможность подключения приводного устройства в соответствии с настоящим изобретением как части системы безопасности лифта, которая имеет схему безопасности, при помощи присоединения приводного устройства к схеме безопасности через сигнал безопасности.

При помощи настоящего изобретения подача электрической энергии из шины постоянного тока через мостовую схему двигателя на двигатель лифта может быть отключена без механических контакторов, путем запрета прохода управляющих импульсов на управляющие полюсы переключателей верхней и/или нижней стороны с помощью логики запрета привода в соответствии с настоящим изобретением. Аналогично, подача электрической энергии на управляющую катушку каждого из электромагнитных тормоза лифта может быть отключена без механических контакторов, путем запрета прохода управляющих импульсов на управляющие полюсы переключателя в контроллере тормоза с помощью логики снятия тока с тормоза в соответствии с настоящим изобретением. Упомянутый переключатель в контроллере тормоза, а также переключатели верхней стороны и нижней стороны мостовой схемы двигателя, наиболее предпочтительно, являются полупроводниковыми ключами, например, ЮВТ-транзисторами, ΜΘ8ΡΕΤтранзисторами или биполярными транзисторами.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения упомянутый выше контроллер тормоза соединен с шиной постоянного тока, а упомянутый выше переключатель сконфигурирован для подачи электрической энергии из шины постоянного тока на управляющую катушку электромагнитного тормоза. Следовательно, энергия, возвращаемая в шину постоянного тока, в результате торможения двигателя лифта также может использоваться при управлении тормозами, повышая коэффициент полезного действия приводного устройства лифта. Кроме того, основная схема приводного устройства лифта становится более простой, если в приводном устройстве не требуется отдельного источника электропитания для контроллера тормоза.

Настоящее изобретение обеспечивает возможность объединения источника питания двигателя лифта и контроллера тормоза в одном приводном устройстве, предпочтительно в частотном преобразователе подъемного механизма лифта. Это имеет первостепенную важность, поскольку комбинирование источника питания для двигателя лифта и контроллера тормоза является необходимым условием с точки зрения безопасной эксплуатации подъемного механизма лифта, и следовательно, с точки зрения безопасной работы всего лифта. Приводное устройство в соответствии с настоящим изобретением может быть также присоединено как часть системы безопасности лифта через сигнал безопасности, причем в этом случае система безопасности лифта будет более простой и может быть без труда реализована множеством различных способов. Также комбинация сигнала безопасности, логики запрета привода и логики снятия тока с тормоза в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает возможность реализации приводного устройства полностью без механических контакторов, с использованием только полупроводниковых компонентов. Наиболее предпочтительно, входную схему упомянутого сигнала безопасности, логику запрета привода и логику снятия тока с тормоза реализуют исключительно с использованием дискретных полупроводниковых компонентов, т.е. без интегральных схем. В этом случае обеспечивается возможность анализа влияния различных аварийных режимов, а также электромагнитных помех, воздействующих на входную схему сигнала безопасности извне приводного устройства, а также обеспечивается возможность подключения приводного устройства к различным системам безопасности лифта.

Следовательно, система безопасности лифта в соответствии с настоящим изобретением позволяет упростить структуру приводного устройства, уменьшить размер приводного устройства и повысить его надежность. Также при устранении контакторов исчезает неприятный шум, создаваемый ими при работе. Упрощение приводного устройства и уменьшение его размеров позволяют размещать приводное устройство совместно с подъемным механизмом лифта в лифтовой системе. Поскольку проводники тока между приводным устройством и подъемным механизмом лифта при размещении приводного устройства совместно с подъемным механизмом лифта становятся короткими или вовсе не используются, электромагнитные помехи, возникающие вследствие больших токов, формируемых при работе приводного устройства и подъемного механизма лифта, снижаются.

- 3 028908

В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения упомянутая логика запрета привода сконфигурирована для разрешения прохода управляющих импульсов на управляющие полюсы переключателей верхней и нижней стороны в упомянутой мостовой схеме двигателя, когда упомянутый сигнал безопасности подключен, и упомянутая логика снятия тока с тормоза сконфигурирована для разрешения прохода управляющих импульсов на управляющий полюс переключателя в упомянутом контроллере тормоза, когда упомянутый сигнал безопасности подключен. Следовательно, движение лифта может быть обеспечено просто путем подачи сигнала безопасности, причем в этом случае система безопасности лифта является упрощенной.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения подача электрической энергии в логику запрета привода организована через путь сигнала безопасности, при этом путь сигналов управляющих импульсов из схемы управления мостовой схемой двигателя в логику запрета привода проходит через развязывающее устройство.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения подача электрической энергии в логику снятия тока с тормоза организована через путь сигнала безопасности, при этом путь сигналов управляющих импульсов из схемы управления тормозом в логику снятия тока с тормоза проходит через развязывающее устройство.

Путем организации подачи электрической энергии в логику запрета привода и/или снятия тока с тормоза через путь сигнала безопасности обеспечивается отключение подачи электрической энергии в логику запрета привода и/или снятия тока с тормоза, а также прекращение прохода управляющих импульсов на выбранные управляющие полюсы переключателей в мостовой схеме двигателя и в контроллере тормоза, при отключении сигнала безопасности. В этом случае при помощи отключения упомянутого сигнала безопасности может быть отключена подача электрической энергии в электрический двигатель, а также на управляющую катушку электромагнитного тормоза, отказоустойчивым образом и без использования отдельных механических контакторов.

В данном контексте под развязывающим устройством понимается компонент, который не допускает прохода электрического заряда по пути сигнала. В развязывающем устройстве сигнал передается, соответственно, например, при помощи электромагнитного излучения (устройство оптической развязки) или при помощи магнитного или электрического поля (устройство цифровой развязки). При использовании развязывающего устройства не допускается проход носителей заряда из схемы управления мостовой схемой двигателя в логику запрета привода, а также из схемы управления тормозом в логику снятия тока с тормоза, например, при коротком замыкании схемы управления мостовой схемой двигателя и/или схемы управления тормозом.

В наиболее предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутая логика запрета привода включает двухполюсный или многополюсный сигнальный переключатель, через который управляющие импульсы проходят на управляющий полюс переключателя в мостовой схеме двигателя, при этом по меньшей мере один полюс упомянутого сигнального переключателя соединен с упомянутой входной схемой (т.е. с трактом сигнала безопасности) таким образом, что путь сигналов управляющих импульсов через упомянутый сигнальный переключатель разрывается при отключении упомянутого сигнала безопасности.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения упомянутый выше сигнальный переключатель логики запрета привода и/или логики снятия тока с тормоза представляет собой транзистор, через управляющий полюс (затвор) которого управляющие импульсы проходят в фотодиод оптической развязки схемы управления ЮВТ-транзистором. В данном случае путь сигналов управляющих импульсов на затвор транзистора сконфигурирован таким образом, чтобы проходить через металлопленочный резистор (МЕЬР-резистор). Упомянутый выше транзистор может, например, быть биполярным транзистором или ΜΟδΡΕΤ-транзистором.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения упомянутый выше сигнальный переключатель смонтирован в соединении с управляющим полюсом каждого из переключателей верхней стороны в упомянутой мостовой схеме двигателя и/или в соединении с управляющим полюсом каждого из переключателей нижней стороны в мостовой схеме двигателя.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения упомянутая выше подача электрической энергии при помощи упомянутого сигнала безопасности сконфигурирована таким образом, чтобы быть отключаемой при помощи отключения сигнала безопасности.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения упомянутое приводное устройство включает выпрямитель, включенный между источником электрической энергии переменного тока и упомянутой шиной постоянного тока.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения упомянутое приводное устройство выполнено полностью без использования механических контакторов.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения упомянутая система безопасности включает аварийное приводное устройство, которое присоединено к упомянутой шине постоянного тока упомянутого приводного устройства. Упомянутое аварийное приводное устройство включает вторичный источник электропитания, при помощи которого электрическая энергия может по- 4 028908

даваться в упомянутую шину постоянного тока при неисправности первичного источника питания лифтовой системы. Оба устройства, приводное устройство и аварийное приводное устройство, выполнены полностью без использования механических контакторов. В системе безопасности в соответствии с настоящим изобретением структура и размещение логики запрета привода и логики снятия тока с тормоза обеспечивают также возможность отключения, без использования механических контакторов, подачи электрической энергии, из вторичного источника питания через шину постоянного тока в двигатель лифта и в электромагнитный контур.

Упомянутый выше вторичный источник питания может представлять собой генератор, топливную батарею, аккумулятор, суперконденсатор или маховик. Если упомянутый вторичный источник питания является перезаряжаемым (например, аккумулятор, суперконденсатор, маховик, некоторые типы топливных батарей), то электрическая энергия, возвращаемая в шину постоянного тока через мостовую схему двигателя при торможении двигателем лифта, может накапливаться в упомянутом вторичном источнике питания, причем в этом случае коэффициент полезного действия лифтовой системы повышается.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения упомянутая логика запрета привода сконфигурирована для запрета прохода управляющих импульсов на управляющие полюсы только переключателей верхней стороны в упомянутой мостовой схеме двигателя, или, альтернативно, на управляющие полюсы только переключателей нижней стороны, упомянутой мостовой схемы двигателя, когда упомянутый сигнал безопасности отключен. В этом же контексте динамическое торможение двигателя лифта реализуется без механических контакторов, с использованием мостовой секции, которая управляет мостовой схемой двигателя способом, описанным в международной заявке АО 2008031915 А1, причем в этом случае динамическое торможение с передачей энергии из двигателя лифта в шину постоянного тока возможно, даже когда сигнал безопасности отключен, и следовательно, запрещена передача электрической энергии из шины постоянного тока в двигатель лифта. Энергия, возвращаемая при динамическом торможении, может накапливаться во вторичном источнике питания упомянутого приводного устройства, что позволяет повысить коэффициент полезного действия лифтовой системы.

В наиболее предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения и логика запрета привода, и логика снятия тока с тормоза реализованы в приводном устройстве с использованием только полупроводниковых компонентов. В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения упомянутая логика указания реализована в приводном устройстве лифта с использованием только полупроводниковых компонентов. Использование полупроводниковых компонентов вместо механических, таких как реле и контакторы, является более предпочтительным благодаря, помимо прочего, их более высокой надежности и меньшему уровню шума при работе. С уменьшением количества контакторов упрощается также электрическая разводка системы безопасности лифта, поскольку подключение контакторов обычно требует использования отдельных кабелей.

В некоторых из вариантов осуществления настоящего изобретения упомянутые приводное устройство и система безопасности лифта могут быть реализованы без логики указания, поскольку непосредственно в логике снятия тока с тормоза и логике запрета привода в соответствии с настоящим изобретением может быть получен высокий уровень безопасности, вплоть до уровня безопасности §1Ь 3 по стандарту ΕΝ 1ЕС 61508, причем в этом случае отдельная измерительная обратная связь (сигнал, разрешающий начало движения) о работе логики запрета привода и логики снятия тока с тормоза не обязательна.

В соответствии с настоящим изобретением сигнал безопасности отключают при помощи отключения/запрета прохода сигнала безопасности во входную схему с использованием средств, обеспечиваемых вне приводного устройства, и подключение сигнала безопасности выполняют при помощи разрешения прохода сигнала безопасности во входную схему с использованием средств, обеспечиваемых вне приводного устройства.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения сигнал безопасности разделяют на два различных сигнала безопасности, которые могут подключаться/отключаться независимо друг от друга, при этом упомянутое приводное устройство имеет в своем составе две входные схемы, по одной для каждого из сигналов безопасности. Первая из упомянутых входных схем в таком случае присоединена к упомянутой логике запрета привода таким образом, чтобы проход управляющих импульсов на управляющие полюсы переключателей верхней стороны и/или нижней стороны в мостовой схеме двигателя был запрещен, когда первый из упомянутых выше сигналов безопасности отключен, а вторая из упомянутых входных схем присоединена к упомянутой логике снятия тока с тормоза таким образом, чтобы проход управляющих импульсов на управляющий полюс переключателя в упомянутом контроллере тормоза был запрещен, когда второй из упомянутых выше сигналов безопасности отключен. В этом случае упомянутый электронный блок контроля может включать средства для отключения упомянутых выше сигналов безопасности независимо друг от друга, причем в этом случае включение тормоза и отключение источника питания электрического двигателя может выполняться как две отдельные процедуры, даже в два различных момента времени.

В наиболее предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутый сигнал безопасности подключают, когда сигнал постоянного тока проходит через контакт реле безопасно- 5 028908

сти, которое находится в электронном блоке контроля, во входную схему, которая находится в приводном устройстве, а отключают сигнал безопасности, когда проход сигнала постоянного тока в приводное устройство отключен при помощи перевода упомянутого выше контакта реле безопасности в разомкнутое состояние. Следовательно, отсоединение или разрыв проводника сигнала безопасности в результате дает отключение сигнала безопасности, что запрещает работу системы лифта отказоустойчивым образом. Также в электронном блоке контроля вместе реле безопасности может использоваться транзистор для отключения сигнала безопасности, предпочтительно два или более транзисторов, последовательно соединенных друг с другом, в этом случае короткое замыкание одного из транзисторов не будет препятствовать отключению сигнала безопасности. Преимущество использования транзистора заключается в том, что с помощью транзистора сигнал безопасности может, при необходимости, отключаться на очень короткое время, например на период около 1 мс, причем в этом случае короткий перерыв может отфильтровываться из сигнала безопасности во входной схеме приводного устройства без его влияния на работу логики безопасности в приводном устройстве. Следовательно, возможно регулярно осуществлять контроль способности транзисторов размыкать сигнал, даже во время движения лифта, при помощи формирования в электронном блоке контроля кратковременных отключений сигнала безопасности и измерения способности транзисторов размыкать сигнал в связи с отключением сигнала безопасности.

Приведенное выше описание сущности изобретения, а также его дополнительные особенности и преимущества, представленные ниже, могут быть поняты более детально с помощью дальнейшего описания некоторых из вариантов осуществления настоящего изобретения, при этом упомянутое описание не ограничивает сферу применения изобретения.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлена блок-схема системы безопасности лифта в соответствии с изобретением; на фиг. 2 - принципиальная схема мостовой схемы двигателя и логики запрета привода; на фиг. 3 - принципиальная схема контроллера тормоза и логики снятия тока с тормоза; на фиг. 4 - альтернативная принципиальная схема контроллера тормоза и логики снятия тока с тормоза;

на фиг. 5 - еще одна альтернативная принципиальная схема контроллера тормоза и логики снятия тока с тормоза;

на фиг. 6 представлен контур сигнала безопасности в системе безопасности лифта в соответствии с фиг. 1;

на фиг. 7 - блок-схема подключения аварийного приводного устройства к системе безопасности лифта в соответствии с фиг. 1;

на фиг. 8 - принципиальная схема подключения приводного устройства в соответствии с изобретением в соединении со схемой безопасности лифта.

Более подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

На фиг. 1 представлена блок-схема системы безопасности лифта, в которой кабина лифта (не показана) перемещается в шахте лифта (не показана) с использованием подъемного механизма лифта за счет трения каната или ремня. Скорость кабины лифта регулируют таким образом, чтобы она соответствовала целевому значению скорости кабины лифта, т.е. эталону скорости, вычисляемому блоком 35 управления лифта. Эталон скорости формируется таким образом, чтобы кабина лифта могла переносить пассажиров с одного этажа на другой на основе вызовов лифта, осуществляемых пассажирами лифта.

Кабина лифта соединена с противовесом при помощи канатов или с помощью ремня, движущегося при помощи канатоведущего шкива подъемного механизма лифта. В лифтовой системе могут применяться различные решения для крепления тросов, в данном контексте они не представлены более детально. Подъемный механизм имеет в своем составе также двигатель лифта, представляющий собой электрический двигатель 6, с помощью которого кабина лифта приводится в движение вращением канатоведущего шкива, а также два электромагнитных тормоза 9, с помощью которых канатоведущий шкив тормозится и удерживается на месте. Подъемный механизм приводится в действие путем подачи электрической энергии с использованием частотного преобразователя 1 из электрической сети 25 в электрический двигатель 6. Частотный преобразователь 1 имеет в своем составе выпрямитель 26, с помощью которого напряжение сети 25 переменного тока выпрямляют для промежуточной схемы 2А, 2В постоянного тока из состава частотного преобразователя. Напряжение постоянного тока в промежуточной схеме 2А, 2В постоянного тока далее преобразуется с помощью мостовой схемы 3 двигателя в напряжение питания электрического двигателя 6, имеющее переменную амплитуду и переменную частоту. Принципиальная схема мостовой схемы 3 двигателя представлена на фиг. 2. Мостовая схема двигателя имеет в своем составе ЮВТ-транзисторы верхней стороны 4А и нижней стороны 4В, которые отпираются при помощи формирования коротких импульсов с использованием схемы 5 управления из состава мостовой схемы двигателя, предпочтительно с ШИМ-модуляцией (широтно-импульсной модуляцией), на затворах этих ЮВТ-транзисторов. Схема 5 управления мостовой схемой двигателя может быть реализована, например, с использованием ΌδΡ-процессора. ЮВТ-транзисторы 4А верхней стороны подключены к высоковольтной основной шине 2А промежуточной схемы постоянного тока, а ЮВТ-транзисторы 4В нижней стороны подключены к низковольтной основной шине 2В промежуточной схемы постоянного тока. Путем

- 6 028908

попеременного соединения ЮВТ-транзисторов верхней стороны 4А и нижней стороны 4В формируется последовательность импульсов ШИМ-модуляции, из напряжений постоянного тока высоковольтной основной шины 2А и низковольтной основной шины 2В, которые подаются на выходы К, 8, Т двигателя, при этом частота импульсов в данной последовательности значительно выше, чем фундаментальная частота напряжения. Амплитуда и фундаментальная частота выходных напряжений К, 8, Т двигателя в данном случае могут изменяться бесступенчато при помощи регулирования коэффициента ШИМмодуляции.

Схема 5 управления мостовой схемой двигателя имеет в своем составе также регулятор скорости, при помощи которого регулируются частота вращения ротора электрического двигателя 6 и одновременно скорость кабины лифта, согласно эталону скорости, вычисленному блоком 35 управления лифта. Частотный преобразователь 1 имеет в своем составе вход для сигнала измерений импульсного кодера 27, с помощью сигнала которого измеряют частоту вращения ротора электрического двигателя 6 в целях регулирования его частоты вращения.

При торможении двигателем электрическая энергия возвращается из электрического двигателя 6 через мостовую схему 3 двигателя обратно в промежуточную схему 2А, ЗА постоянного тока, откуда она может быть подана обратно в электрическую сеть 25 с использованием выпрямителя 26. С другой стороны, решение, соответствующее настоящему изобретению, может быть также реализовано с использованием выпрямителя 26, тип которого не позволяет при торможении передавать энергию в сеть, например, с использованием диодного моста. В этом случае при торможении двигателем энергия, возвращаемая в промежуточную схему постоянного тока, может преобразовываться, например, в тепло в силовом резисторе, или может подаваться в отдельное временное устройство накопления электрической энергии, такое как аккумулятор или конденсатор. При торможении двигателем усилие, воздействующее на электрический двигатель 6, прикладывается в направлении, противоположном движению кабины лифта. Следовательно, торможение двигателем происходит, например, при перемещении пустой кабины лифта вверх, когда при помощи электрического двигателя происходит торможение кабины лифта, т.к. противовес тянет кабину вверх за счет действия на него гравитационной силы.

Электромагнитный тормоз 9 подъемного механизма лифта имеет в своем составе часть рамы, крепящуюся на раму подъемного механизма, и часть сердечника, подвижно закрепленную на упомянутой части рамы. Тормоз 9 имеет в своем составе толкающие пружины, опирающиеся на часть рамы и включающие тормоз за счет прижима части сердечника, приводя ее в соприкосновение с тормозной поверхностью на вале ротора подъемного механизма или, например, на канатоведущем шкиве, с целью торможения движения канатоведущего шкива. Часть рамы тормоза 9 имеет в своем составе электромагнит, который обеспечивает силу притяжения между частью рамы и частью сердечника. Тормоз разблокируется при помощи подачи тока на управляющую катушку тормоза, в этом случае сила притяжения электромагнита оттягивает часть сердечника от поверхности торможения и действие усилия торможения прекращается. Соответственно, тормоз включается при помощи снятия тока с тормоза путем прекращения подачи тока на управляющую катушку тормоза.

Контроллер 7 тормоза встроен в частотный преобразователь 1, при этом при помощи контроллера тормоза осуществляется управление одновременно двумя электромагнитными тормозами 9 подъемного механизма, при помощи подачи тока независимо на управляющие катушки 10 обоих электромагнитных тормоза 9. Контроллер 7 тормоза присоединен к промежуточной схеме 2А, 2В постоянного тока, при этом подача тока на управляющие катушки электромагнитных тормоза 9 происходит из промежуточной схемы 2А, 2В постоянного тока. Принципиальная схема контроллера 7 тормоза более подробно представлена на фиг. 3. Для ясности на фиг. 3 представлена принципиальная схема, относящаяся к электропитанию только одного тормоза, поскольку для обоих тормоза схемы являются аналогичными. Соответственно, контроллер 7 тормоза имеет в своем составе отдельный трансформатор 36 для каждого из тормозов, при этом в первичной цепи трансформатора последовательно включены два ЮВТ-транзистора 8А, 8В, таким образом, что первичная цепь трансформатора 36 может быть подключена между основными шинами 2А, 2В промежуточной схемы постоянного тока при отпирании ЮВТ-транзисторов 8А, 8В. ЮВТ-транзисторы отпираются при помощи формирования, с использованием схемы управления тормозом, коротких импульсов, предпочтительно с ШИМ-модуляцией (широтно-импульсной модуляцией), на затворах этих ЮВТ-транзисторов 8А, 8В. Схема 11 управления тормозом может быть реализована, например, с использованием О8Р-процессора, причем она может быть подключена к тому же самому процессору, что и схема 5 управления мостовой схемой двигателя. Вторичная цепь трансформатора 36 имеет в своем составе выпрямитель 37, с помощью которого напряжение, индуцируемое во вторичной цепи при включении первичной цепи, выпрямляется и подается на управляющую катушку 10 электромагнитного тормоза, при этом катушка 10, соответственно, подключена к вторичной стороне выпрямителя 36. Дополнительно, параллельно управляющей катушке 10 подключена схема 38 электрического демпфирования, на вторичной стороне трансформатора, причем эта схема электрического демпфирования имеет в своем составе один или более компонентов (например, резистор, конденсатор, варистор и т.п.), принимающих энергию, накопленную индуктивностью управляющей катушки, в связи с отключением тока управляющей катушки, и следовательно, ускоряющих снятие тока с управляющей катушки 10 и включе- 7 028908

ние тормоза 9. Ускоренное снятие тока обеспечивается при помощи отпирания ΜΘδΡΕΤ-транзистора 39 во вторичной цепи контроллера тормоза, причем в этом случае ток катушки 10 будет переключаться на проход через схему 38 электрического демпфирования. Реализация контроллера тормоза с помощью трансформатора, описанная в настоящем документе, является в высокой степени отказоустойчивой, особенно с точки зрения короткого замыкания на землю, поскольку подача электрической энергии из промежуточной схемы 2А, 2В постоянного тока в проводники обоих катушек 10 управления тормозом отключается с прекращением модуляции ЮВТ-транзисторов 8А, 8В на первичной стороне трансформатора 36.

Система безопасности лифта в соответствии с фиг. 1 имеет в своем составе механические нормально замкнутые выключатели 28 безопасности, которые сконфигурированы для контроля положения/запирания входов в шахту лифта, а также, например, для контроля работы ограничителя скорости кабины лифта. Выключатели безопасности входов в шахту лифта соединены друг с другом последовательно. Размыкание выключателя 28 безопасности указывает на событие, влияющее на безопасность лифтовой системы, например, на открытие входа в шахту лифта, на прибытие кабины лифта к выключателю крайней границы допустимого движения, на срабатывание ограничителя скорости и т.п.

Система безопасности лифта имеет в своем составе электронный блок 20 контроля, который представляет собой устройство безопасности под управлением микропроцессора, отвечающее нормативным требованиями стандарта ΕΝ 1ЕС 61508 и спроектированное в соответствии с уровнем безопасности 81Ь

3. Выключатели 28 безопасности имеют проводное соединение с электронным блоком 20 контроля. Электронный блок 20 контроля соединен также, с помощью шины 30 связи, с частотным преобразователем 1, с блоком 35 управления лифтом и с блоком управления кабины лифта, при этом электронный блок 20 контроля обеспечивает контроль безопасности лифтовой системы на основе данных, принимаемых им от выключателей 28 безопасности и из шины связи. Электронный блок 20 контроля формирует сигнал 13 безопасности, на основе которого может быть разрешено движение лифта, или, в противном случае, запрещено, при помощи отключения электропитания двигателя 6 лифта и включения механических тормозов 9 с целью прекращения движения канатоведущего шкива подъемного механизма. Следовательно, электронный блок 20 контроля не допускает движения лифта, например, при обнаружении того, что один из входов в шахту лифта открыт, при обнаружении того, что кабина лифта достигла выключателя крайней границы допустимого движения, а также при обнаружении того, что сработал ограничитель скорости. Дополнительно, электронный блок контроля принимает данные измерений импульсного кодера 27 частотного преобразователя 1 по шине 30 связи и осуществляет контроль движения кабины лифта, помимо прочего, в связи с аварийной остановкой, на основе данных измерений импульсного кодера, принятых им из частотного преобразователя 1.

В частотном преобразователе 1 обеспечена специальная логика 15, 16 безопасности, подключаемая к тракту сигнала безопасности 13, причем при помощи этой логики безопасности может выполняться отключение электропитания двигателя 6 лифта, а также включение механических тормозов, без использования механических контакторов, с использованием только полупроводниковых компонентов, что повышает уровень безопасности и надежности лифтовой системы, по сравнению с решениями, реализуемыми с использованием механических размыкателей. Логика безопасности сформирована из логики 15 запрета привода, принципиальная схема которой представлена на фиг. 2, а также из логики 16 снятия тока с тормоза, принципиальная схема которой представлена на фиг. 3. Дополнительно, частотный преобразователь 1 включает логику 17 указания, которая формирует данные о рабочем состоянии логики 15 запрета привода и логики 16 снятия тока с тормоза для электронного блока 20 контроля. На фиг. 6 представлен способ объединения функций безопасности упомянутого выше электронного блока 20 контроля и частотного преобразователя 1 в схеме безопасности лифта.

В соответствии с иллюстрацией фиг. 2 логика 15 запрета привода включена в сигнальном тракте между схемой 5 управления мостовой схемой двигателя и управляющим затвором каждого из ЮВТтранзисторов 4А верхней стороны. Логика 15 запрета привода включает ΡΝΡ-транзистор 23, эмиттер которого соединен с входной схемой 12 сигнала 13 безопасности таким образом, чтобы подача электрической энергии в логику 15 запрета привода осуществлялась из источника 40 напряжения постоянного тока через сигнал 13 безопасности. Сигнал 13 безопасности проходит через контакт 14 реле безопасности электронного блока 20 контроля, при этом подача электрической энергии из источника 40 напряжения постоянного тока в эмиттер ΡΝΡ-транзистора 23 прекращается при размыкании контакта 14 реле безопасности электронного блока 20 контроля. На фиг. 2 и 3 представлен только один контакт 14 реле безопасности, однако на практике электронный блок 20 контроля включает два реле безопасности (и два контакта 14 реле безопасности), соединенных друг с другом последовательно, что является мерой повышения надежности размыкания. При размыкании контакта 14 реле безопасности одновременно разрывается путь сигналов управляющих импульсов из схемы 5 управления мостовой схемой двигателя на управляющие затворы ЮВТ-транзисторов 4А верхней стороны в мостовой схеме двигателя, при этом ЮВТтранзисторы 4А запираются, и прекращается также подача электрической энергии из промежуточной схемы 2А, 2В на фазы К, 8, Т электрического двигателя. На принципиальной схеме логика 15 запрета привода фиг. 2 для простоты представлена только для одной фазы, К, поскольку принципиальные схемы

- 8 028908

логики 15 запрета привода, связанные с фазами 8 и Т, аналогичны.

Подача электрической энергии в электрический двигатель 6 не осуществляется, пока сигнала 13 безопасности отключен, т.е. пока разомкнут контакт 14 реле безопасности. Электронный блок 20 контроля подключает сигнал 13 безопасности, переводя контакт 14 реле безопасности в замкнутое состояние, при этом напряжение постоянного тока из источника 40 напряжения постоянного тока подается на эмиттер ΡΝΡ-транзистора 23, и тогда управляющие импульсы могут проходить из схемы 5 управления мостовой схемой двигателя через коллектор ΡΝΡ-транзистора 23 далее на управляющие затворы ЮВТтранзисторов 4А верхней стороны, что обеспечивает возможность вращения двигателя. Поскольку отказ ΡΝΡ-транзистора 23 может привести к прохождению управляющих импульсов на ЮВТ-транзисторы 4А и в противном случае, когда подача напряжения на эмиттер ΡΝΡ-транзистора была отключена (сигнал безопасности был отключен), путь сигналов управляющих импульсов из схемы 5 управления мостовой схемой двигателя в логику 15 запрета привода организован так, чтобы проходить также через устройство 21 оптической развязки.

В соответствии с иллюстрацией фиг. 2 схема ΡΝΡ-транзистора 23 обеспечивает также хорошую устойчивость к пропусканию электромагнитных помех, связанных с проводниками сигнала 13 безопасности, которые приходят извне частотного преобразователя, не позволяя им попасть в логику 15 запрета привода.

В соответствии с иллюстрацией фиг. 3 логика 16 снятия тока с тормоза подключена в тракте сигнала между схемой 11 управления тормозом и управляющими затворами ЮВТ-транзисторов 8А, 8В контроллера 7 тормоза. Аналогично, логика 16 снятия тока с тормоза включает ΡΝΡ-транзистор 23, эмиттер которого соединен с входной схемой 12 сигнала 13, как и логика 15 запрета привода. Соответственно, подача электрической энергии из источника 40 напряжения постоянного тока в эмиттер ΡΝΡ-транзистора 23 логики 16 снятия тока с тормоза прекращается при размыкании контакта 14 реле безопасности электронного блока 20 контроля. Одновременно разрывается путь сигнала управляющих импульсов из схемы 11 управления тормозом в управляющие затворы ЮВТ транзисторов 8А, 8В контроллера 7 тормоза, при этом ЮВТ-транзисторы 8А, 8В запираются, и прекращается подача электрической энергии из промежуточной схемы 2А, 2В постоянного тока в катушку 10 тормоза. Принципиальная схема логики 16 снятия тока с тормоза фиг. 2 для простоты представлена только для одного из ЮВТ-транзисторов, 8В, обеспечивающего подключение к низковольтной основной шине 2В промежуточной схемы постоянного тока, т.к. принципиальная схема логики 16 снятия тока с тормоза для ЮВТ-транзистора 8А, обеспечивающего подключение к высоковольтной основной шине 2А постоянного тока, аналогична.

Подача электрической энергии из промежуточной схемы 2А, 2В постоянного тока на катушку тормоза снова становится возможной после того, как электронный блок 20 контроля подключает сигнал 13 безопасности, переводя контакт 14 реле безопасности в замкнутое состояние, при этом напряжение постоянного тока из источника 40 напряжения постоянного тока подается на эмиттер ΡΝΡ-транзистора 23 логики 16 снятия тока с тормоза. При этом путь сигналов управляющих импульсов, формируемых схемой 11 управления тормозом, в логику 16 снятия тока с тормоза организован таким образом, чтобы проходить через устройство 21 оптической развязки, по тем же причинам, которые были приведены в связи с предшествующим описанием логики запрета привода. Поскольку частота переключения ЮВТтранзисторов 8А, 8В контроллера 7 тормоза в общем случае является очень высокой, вплоть до 20 кГц и выше, устройство 21 оптической развязки должно быть выбрано таким образом, чтобы задержка управляющих импульсов при прохождении через устройство 21 оптической развязки была минимальной.

Для минимизации задержки вместо устройства 21 оптической развязки может быть использовано устройство цифровой развязки. На фиг. 4 представлена альтернативная принципиальная схема логики снятия тока с тормоза, которая отличается от принципиальной схемы фиг. 3 тем, что устройство 21 оптической развязки заменено на устройство цифровой развязки. Одним из подходящих устройств 21 цифровой развязки на фиг. 4 может служить устройство с маркировкой АОИМ 4223 производства компании Апа1од Эс\1сс5. Устройство 21 цифровой развязки принимает рабочее напряжение для вторичной стороны от источника 40 напряжения постоянного тока через контакт 14 реле безопасности, при этом выход устройства 21 цифровой развязки прекращает модуляцию при размыкании контакта 14.

На фиг. 5 представлена еще одна альтернативная принципиальная схема логики снятия тока с тормоза. Принципиальная схема на фиг. 5 отличается от принципиальной схемы фиг. 3 тем, что устройство 21 оптической развязки заменено на транзистор 46, а выход схемы 11 управления тормозом подключен непосредственно к затвору транзистора 46. К коллектору транзистора 46 подключен МЕЬР-резистор 45. В инструкции по безопасности лифтов ΕΝ 81-20 определено, что при анализе отказов не следует рассматривать возможность короткого замыкания МЕЬР-резистора, поэтому путем выбора достаточного большого номинала МЕЬР-резистора обеспечивается разрыв тракта сигнала с выхода схемы 11 управления лифтом на затвор ЮВТ-транзистора 8А, 8В при размыкании контакта 14 реле безопасности. Решение, приведенное на фиг. 5, представляет собой простой и недорогостоящий вариант реализации логики снятия тока с тормоза.

В некоторых из вариантов осуществления настоящего изобретения принципиальная схема логики запрета привода в соответствии с фиг. 2 заменена на принципиальную схему логики снятия тока с тормо- 9 028908

за в соответствии с фиг. 4 или 5. Таким образом может быть уменьшено время задержки прохода сигнала с выхода схемы управления 5 мостовой схемы двигателя на затвор ЮВТ-транзистора 4А, 4В в логике запрета привода.

В соответствии с иллюстрацией фиг. 6 сигнал 13 безопасности передается из источника 40 напряжения постоянного тока преобразователя частоты 1 через контакты 14 реле безопасности электронного блока 20 контроля и далее обратно в частотный преобразователь 1, во входную схему 12 сигнала безопасности. Входная схема 12 подключена к логике 15 запрета привода и к логике 16 снятия тока с тормоза через диоды 41. Назначение диодов 41 - недопущение передачи напряжения из логики 15 запрета привода в логику 16 снятия тока с тормоза и/или из логики 16 снятия тока с тормоза в логику 15 запрета привода в результате отказа, например короткого замыкания и т.п., в логике 15 запрета привода или в логике 16 снятия тока с тормоза.

Дополнительно, частотный преобразователь включает логику 17 указания, которая формирует данные о рабочем состоянии логики 15 запрета привода и логики 16 снятия тока с тормоза для электронного блока 20 контроля. Логика 17 указания реализована как логическая схема "И", входы которой инвертированы. Сигнал, разрешающий начало движения, получают на выходе логики индикации, при этом данный сигнал сообщает о том, что логика 15 запрета привода и логика снятия тока с тормоза находятся в рабочем состоянии, и, следовательно, будет разрешена следующая поездка лифта. Для включения сигнала 18, разрешающего начало движения, электронный блок 20 контроля отсоединяет сигнал 13 безопасности при помощи размыкания контактов 14 реле безопасности, при этом напряжение питания, подаваемое в логику 15 запрета привода и логику 16 снятия тока с тормоза должно стать нулевым, т.е. прекращается передача управляющих импульсов на ЮВТ-транзисторы 4А верхней стороны в мостовой схеме двигателя и ЮВТ-транзисторы 8А, 8В контроллера тормоза. Если это происходит, логика 17 указания включает сигнал 18, разрешающий начало движения, при помощи перевода транзистора 42 в проводящее состояние. Выход транзистора 42 подключен к электронному блоку 20 контроля таким образом, что ток протекает в устройство оптической развязки электронного блока 20 контроля, когда транзистор 42 находится в проводящем состоянии, при этом устройство 23 оптической развязки указывает электронному блоку 20 контроля на то, что начало движения разрешено. Если по меньшей мере одно из напряжений питания, логики запрета привода или логики снятия тока с тормоза, не становится нулевым после размыкания контакта 14 реле безопасности в электронном блоке 20 контроля, транзистор 42 не начинает проводить электрический ток, и на основе этого в электронном блоке 20 контроля делается вывод о том, что логика безопасности частотного преобразователя отказала. В этом случае электронный блок контроля запрещает начало следующей поездки и передает данные о запрете следующей поездки в частотный преобразователь 1 и в блок 35 управления лифтом по шине 30 связи.

На фиг. 7 представлен один из вариантов осуществления настоящего изобретения, в котором в состав системы безопасности фиг. 1 дополнительно введено аварийное приводное устройство 32, при помощи которого работа лифта может быть продолжена в случае функциональной неисправности электрической сети 25, например при перегрузке или отключении электричества. Аварийное приводное устройство имеет в своем составе аккумуляторную батарею 33, предпочтительно литий-ионную батарею, которая подключена к промежуточной схеме 2А, 2В постоянного тока с использованием преобразователя 43 постоянного тока, при помощи которого электрическая энергия может передаваться в обоих направлениях между аккумуляторной батареей 33 и промежуточной схемой 2А, 2В постоянного тока. Управление аварийным приводным устройством осуществляется таким образом, что аккумуляторная батарея заряжается с использованием электрического двигателя 6 при торможении, и ток подается из аккумуляторной батареи в электрический двигатель 6 при обеспечении движения с помощью электрического двигателя 6. В соответствии с настоящим изобретением подача электрической энергии, осуществляющаяся из аккумуляторной батареи 33 через промежуточную схему 2А, 2В постоянного тока в электрический двигатель 6 и тормоза 9, может отключаться также с использованием логики 15 запрета привода и логики 16 снятия тока с тормоза, при этом аварийное приводное устройство 32 может быть реализовано полностью без использования механических контакторов в аварийном приводном устройстве 32/частотном преобразователе 1.

На фиг. 8 представлен один из вариантов осуществления настоящего изобретения, в котором логика безопасности частотного преобразователя 1 в соответствии с настоящим изобретением смонтирована в лифте, имеющем традиционную схему 34 безопасности. Схема 34 безопасности сформирована из выключателей 28 безопасности, например выключателей безопасности дверей входа в шахту лифта, которые соединены друг с другом последовательно. Катушка реле 44 безопасности включена последовательно со схемой 34 безопасности. Контакт реле 44 безопасности размыкается при прекращении подачи тока в катушку, при размыкании выключателя 28 безопасности из состава схемы 34 безопасности. Следовательно, контакт реле 44 безопасности размыкается, например, когда специалист по техническому обслуживанию открывает дверь входа в шахту лифта с помощью служебного ключа. Контакт реле 44 безопасности подключен между источником 40 напряжения постоянного тока частотного преобразователя 1 и общей входной схемой 12 логики 15 запрета привода и логики 16 снятия тока с тормоза таким образом, чтобы подача электрической энергии в логику 15 запрета привода и логику 16 снятия тока с тормоза пре- 10 028908

кращалась при размыкании контакта реле 44 безопасности. Соответственно, при размыкании выключателя 28 безопасности в схеме 34 безопасности прекращается проход управляющих импульсов на управляющие затворы ЮВТ-транзисторов 4А мостовой схемы 3 двигателя частотного преобразователя 1, и отключается подача электрической энергии в электрический двигатель 6 подъемного механизма лифта. Одновременно с этим прекращается также проход управляющих импульсов на ЮВТ-транзисторы 8А, 8В контроллера 7 тормоза, и включаются тормоза 9 подъемного механизма, обеспечивающие торможение движения канатоведущего шкива подъемного механизма.

Специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что в отличие от приведенного выше описания электронный блок 20 контроля может быть также встроен в частотный преобразователь 1, предпочтительно, на той же монтажной плате, что и логика 15 запрета привода и/или логика 16 снятия тока с тормоза. В таком случае, однако, электронный блок 20 контроля, и логика 15 запрета привода, и логика 16 снятия тока с тормоза образуют субблоки, четко отличимые друг от друга, без нарушения отказоустойчивой архитектуры устройства в соответствии с изобретением.

Изобретение было описано выше с помощью нескольких примеров его осуществления. Специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что настоящее изобретение не ограничено только описанными выше вариантами его осуществления и что возможно множество других применений без выхода за рамки изобретения, определенного в формуле изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Система безопасности лифта, содержащая

датчики для формирования сигналов, указывающих на состояния, являющиеся критичными с точки зрения безопасности лифта;

электронный блок (20) контроля, вход которого соединен с датчиками, для формирования сигнала (13) безопасности;

отличающаяся тем, что упомянутая система безопасности содержит приводное устройство для приведения в движение подъемного механизма лифта;

при этом упомянутое приводное устройство содержит шину (2А, 2В) постоянного тока;

мостовую схему (3) двигателя, подключенную к упомянутой шине постоянного тока для электропитания двигателя (6) лифта;

при этом упомянутая мостовая схема (3) двигателя содержит переключатели верхней стороны (4А) и нижней стороны (4В) для подачи электрической энергии из шины (2А, 2В) постоянного тока в двигатель (6) лифта при обеспечении движения с использованием двигателя (6) лифта, а также из двигателя (6) лифта в упомянутую шину (2А, 2В) постоянного тока при торможении с использованием двигателя лифта;

схему (5) управления мостовой схемой двигателя, с помощью которой управляют работой мостовой схемы (3) двигателя при помощи подачи управляющих импульсов на управляющие полюсы упомянутых переключателей верхней (4А) и нижней (4В) стороны в упомянутой мостовой схеме двигателя;

логическую схему (15) запрета привода, включенную между схемой (5) управления мостовой схемой двигателя и мостовой схемой (3) двигателя, соединенную с выходом блока (20) контроля и сконфигурированную для запрета прохода управляющих импульсов на управляющие полюсы упомянутых переключателей верхней (4А) и нижней (4В) стороны в упомянутой мостовой схеме двигателя при отсутствии сигнала безопасности на выходе электронного блока (20) контроля и разрешения прохода управляющих импульсов на управляющие полюсы упомянутых переключателей верхней (4А) и нижней (4В) стороны в упомянутой мостовой схеме двигателя при наличии сигнала безопасности на выходе электронного блока (20) контроля.
2. Система безопасности по п.1, отличающаяся тем, что между упомянутым электронным блоком (20) контроля и приводным устройством сформирована шина (30) передачи данных;

упомянутое приводное устройство имеет вход для данных измерений датчика, измеряющего состояние движения лифта;

и упомянутый электронный блок (20) контроля выполнен с возможностью приема данных измерений от датчика, измеряющего состояние движения лифта, по упомянутой шине (30) передачи данных между электронным блоком (20) контроля и упомянутым приводным устройством.
3. Система безопасности лифта, содержащая

схему (34) безопасности, которая содержит механические выключатели безопасности, смонтированные последовательно друг с другом и реагирующие на состояния, критичные с точки зрения безопасности лифта, для формирования сигнала (13) безопасности при нахождении всех выключателей безопасности в замкнутом состоянии и прекращения формирования сигнала (13) безопасности при размыкании по меньшей мере одного из выключателей безопасности;

отличающаяся тем, что упомянутая система безопасности содержит приводное устройство для приведения в движение подъемного механизма лифта;

- 11 028908

при этом упомянутое приводное устройство содержит шину (2А, 2В) постоянного тока;

мостовую схему (3) двигателя, подключенную к упомянутой шине постоянного тока для электропитания двигателя (6) лифта;

при этом упомянутая мостовая схема (3) двигателя содержит переключатели верхней стороны (4А) и нижней стороны (4В) для подачи электрической энергии из шины (2А, 2В) постоянного тока в двигатель (6) лифта при обеспечении движения с использованием двигателя (6) лифта, а также из двигателя (6) лифта в упомянутую шину (2А, 2В) постоянного тока при торможении с использованием двигателя лифта;

схему (5) управления мостовой схемой двигателя, с помощью которой управляют работой мостовой схемы (3) двигателя путем подачи управляющих импульсов на управляющие полюсы упомянутых переключателей верхней (4А) и нижней (4В) стороны в упомянутой мостовой схеме двигателя, и логическую схему (15) запрета привода, включенную между схемой (5) управления мостовой схемой двигателя и мостовой схемой (3) двигателя, соединенную с выходом схемы (34) безопасности и сконфигурированную для запрета прохода управляющих импульсов на управляющие полюсы упомянутых переключателей верхней (4А) и нижней (4В) стороны в упомянутой мостовой схеме двигателя при отсутствии сигнала безопасности на выходе схемы (34) безопасности и разрешения прохода управляющих импульсов на управляющие полюсы упомянутых переключателей верхней (4А) и нижней (4В) стороны в упомянутой мостовой схеме двигателя при наличии сигнала безопасности на выходе схемы (34) безопасности.
4. Система безопасности по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что упомянутое приводное устройство содержит

контроллер (7) тормоза, который имеет в своем составе переключатель (8А, 8В) для подачи электрической энергии на управляющую катушку (10) электромагнитного тормоза (9);

схему (11) управления тормозом, с помощью которой управляют работой упомянутого контроллера тормоза путем подачи управляющих импульсов на управляющий полюс упомянутого переключателя (8А, 8В) контроллера тормоза;

логическую схему (16) снятия тока с тормоза, которая сконфигурирована для запрета прохода упомянутых управляющих импульсов на полюс управления упомянутого переключателя (8А, 8В) контроллера тормоза при отсутствии сигнала (13) безопасности, и схему (12) ввода сигнала безопасности, соединенную с логической схемой (15) запрета привода и логической схемой (16) снятия тока с тормоза, для ввода сигнала безопасности в указанные логические схемы.
5. Система безопасности по п.4, отличающаяся тем, что упомянутый контроллер (7) тормоза присоединен к шине (2А, 2В) постоянного тока;

и упомянутый переключатель (8А, 8В) сконфигурирован для подачи электрической энергии из шины (2А, 2В) постоянного тока на управляющую катушку (10) электромагнитного тормоза (9).
6. Система безопасности по любому из пп.4, 5, отличающаяся тем, что упомянутая логическая схема (16) снятия тока с тормоза сконфигурирована для разрешения прохода управляющих импульсов на управляющий полюс переключателя (8А, 8В) упомянутого контроллера тормоза при наличии упомянутого сигнала (13) безопасности.
7. Система безопасности по любому из пп.4-6, отличающаяся тем, что упомянутое приводное устройство содержит логическую схему (17) указания для формирования сигнала (18), разрешающего начало движения, при этом упомянутая логическая схема (17) указания сконфигурирована для формирования сигнала (18), разрешающего начало движения, когда и логическая схема (15) запрета привода, и логическая схема (16) снятия тока с тормоза находятся в состоянии, запрещающем проход управляющих импульсов;

и упомянутая логическая схема (17) указания сконфигурирована для прекращения формирования сигнала (18), разрешающего начало движения, если логическая схема (15) запрета привода и/или логическая схема (16) снятия тока с тормоза находятся в состоянии, разрешающем проход управляющих импульсов;

а упомянутое приводное устройство имеет выход (19) для подачи упомянутого сигнала (18), разрешающего начало движения, в электронный блок (20) контроля, внешний по отношению к упомянутому приводному устройству.
8. Система безопасности по п.7, отличающаяся тем, что упомянутый сигнал (18), разрешающий начало движения, передается из упомянутого приводного устройства в упомянутый электронный блок (20) контроля;

и упомянутый электронный блок (20) контроля сконфигурирован для считывания сигнала (18), разрешающего начало движения, при отсутствии сигнала (13) безопасности;

а также упомянутый электронный блок (20) контроля выполнен с возможностью недопущения движения лифта при отсутствии упомянутого сигнала (18), разрешающего начало движения, и сигнала (13) безопасности.
9. Система безопасности по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что электропитание логической схемы (15) запрета привода осуществляется посредством сигнала (13) безопасности.

- 12 028908
10. Система безопасности по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что путь сигналов управляющих импульсов из схемы (5) управления мостовой схемой двигателя в логическую схему (15) запрета привода проходит через развязывающее устройство (21).
11. Система безопасности по любому из пп.4-10, отличающаяся тем, что электропитание логической схемы (16) снятия тока с тормоза осуществляется посредством сигнала (13) безопасности.
12. Система безопасности по любому из пп.4-11, отличающаяся тем, что путь сигналов управляющих импульсов из схемы (11) управления тормозом в логическую схему (16) снятия тока с тормоза проходит через развязывающее устройство (22).
13. Система безопасности по любому из пп.10-12, отличающаяся тем, что упомянутое развязывающее устройство (21, 22) представляет собой цифровое развязывающее устройство.
14. Система безопасности по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что упомянутая логическая схема (15) запрета привода содержит двухполюсный или многополюсный сигнальный переключатель (23), по меньшей мере на один полюс которого подается сигнал (13) безопасности, при этом при наличии сигнала (13) безопасности через сигнальный переключатель (23) проходят управляющие импульсы на управляющий полюс переключателя (4А, 4В) мостовой схемы двигателя, а при отсутствии сигнала (13) безопасности управляющие импульсы не проходят через упомянутый сигнальный переключатель (23).
15. Система безопасности по п.14, отличающаяся тем, что упомянутый сигнальный переключатель (23) соединен с управляющим полюсом каждого из переключателей (4А) верхней стороны в мостовой схеме двигателя и/или с управляющим полюсом каждого из переключателей (4В) нижней стороны в мостовой схеме двигателя.
16. Система безопасности по любому из пп.4-15, отличающаяся тем, что упомянутая логическая схема (16) снятия тока с тормоза содержит двухполюсный или многополюсный сигнальный переключатель (24), по меньшей мере на один полюс которого подается сигнал (13) безопасности, при этом при наличии сигнала (13) безопасности через сигнальный переключатель (24) проходят управляющие импульсы на управляющий полюс переключателя (8А, 8В) контроллера тормоза, а при отсутствии упомянутого сигнала (13) безопасности управляющие импульсы не проходят через упомянутый сигнальный переключатель (24).
17. Система безопасности по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что упомянутое приводное устройство содержит выпрямитель (26), включенный между источником (25) электрической энергии переменного тока и шиной (2А, 2В) постоянного тока.
18. Система безопасности по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что упомянутое приводное устройство реализовано без единого механического контактора.
19. Система безопасности по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что она содержит аварийное приводное устройство (32), которое присоединено к шине (2А, 2В) постоянного тока упомянутого приводного устройства;

при этом упомянутое аварийное приводное устройство (32) содержит вторичный источник (33) энергии, при помощи которого электрическая энергия может подаваться в шину (2А, 2В) постоянного тока при неисправности первичного источника (25) энергии лифтовой системы;

причем как аварийное приводное устройство (32), так и приводное устройство реализованы без использования механических контакторов.