RU2431594C2

RU2431594C2 - Elevator drive power supply

Info

Publication number: RU2431594C2
Application number: RU2007129369/11A
Authority: RU
Inventors: Марвин ДЕМЛОВ (DE); Марвин ДЕМЛОВ; Аксель ФРИДРИХ (DE); Аксель ФРИДРИХ; Роберт ЭСТЕРЛЕ (DE); Роберт ЭСТЕРЛЕ
Original assignee: Отис Элевейтэ Кампэни
Priority date: 2004-12-31
Filing date: 2004-12-31
Publication date: 2011-10-20
Also published as: RU2007129369A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to elevator control system. Elevator drive power supply comprises voltage feed input circuit, comparator to compare input voltage with preset threshold, and transformer. Said transformer has one primary with tap and secondary connected with elevator drive. Comparator input is arranged to feed power between primary tap and primary first end when input voltage of preset threshold at input is exceeded and to feed power between primary rap and primary second end when input voltage drops below preset threshold.

EFFECT: improved operating performances.

5 cl, 1 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к системе управления работой лифта при освобождении пассажиров в случае отказа электроснабжения.The present invention relates to a system for controlling the operation of the elevator during the release of passengers in the event of a power failure.

Уровень техникиState of the art

При нарушениях в сети электроснабжения лифта лифт останавливается. Если лифт находится между этажами, пассажиры не в состоянии выбраться из него, что вызывает нетерпение и беспокойство. В большинстве лифтов имеется кнопка сигнализации, расположенная внутри или снаружи кабины лифта, которой могут воспользоваться застрявшие в лифте пассажиры или лица, находящиеся вне его. При этом включается звуковая сигнализация снаружи лифта, оповещающая обслуживающий персонал, и/или сигнал передается по системе связи в центр обслуживания с тем, чтобы застрявшие в лифте пассажиры могли связаться с кем-либо снаружи лифта и вызвать помощь. Кнопка сигнализации имеет свой собственный источник питания, например батарею, поэтому она действует даже и при отказе сети электроснабжения.In case of violations in the power supply network of the elevator, the elevator stops. If the elevator is between floors, passengers are unable to get out of it, which causes impatience and concern. Most elevators have an alarm button located inside or outside the elevator car, which passengers or people who are stuck in the elevator can use. At the same time, an audible alarm is activated outside the elevator, notifying maintenance personnel, and / or a signal is transmitted through the communication system to the service center so that passengers stuck in the elevator can contact someone outside the elevator and call for help. The alarm button has its own power source, such as a battery, so it works even in the event of a power outage.

Для того чтобы предотвратить длительное пребывание пассажиров в застрявшем лифте, во многих современных лифтах имеется резервный источник электроснабжения в виде батареи или аккумулятора, который подключается либо автоматически, либо нажатием кнопки внутри лифта в случае отказа сети электроснабжения. Получаемой от батареи мощности достаточно для того, чтобы контроллер лифта довел лифт до ближайшего этажа. Когда лифт доходит до этажа, двери могут быть открыты, и пассажиры в состоянии покинуть лифт.In order to prevent passengers from staying in a stuck elevator for a long time, many modern elevators have a backup power source in the form of a battery or accumulator, which is connected either automatically or by pressing a button inside the elevator in case of a power outage. The power received from the battery is enough for the elevator controller to bring the elevator to the nearest floor. When the elevator reaches the floor, the doors can be opened and passengers are able to leave the elevator.

Кабина большинства лифтов подвешена в шахте лифта на стальных канатах или тросах, проходящих по ролику в верхней части шахты, противоположный конец которых прикреплен к противовесу. Главный двигатель лифта перемещает кабину лифта в соответствии с командами, поступающими от контроллера лифта.The cab of most elevators is suspended in the elevator shaft on steel ropes or cables running along the roller at the top of the shaft, the opposite end of which is attached to the counterweight. The main motor of the elevator moves the elevator car in accordance with the commands received from the elevator controller.

В случае отказа сети электроснабжения двигатель останавливается и срабатывает тормоз, чтобы предотвратить падение лифта на дно шахты либо резкий его подъем при падении противовеса. Во многих случаях это приводит к тому, что лифт внезапно останавливается между этажами. В некоторых лифтах механизм освобождения пассажиров позволяет освобождать тормоз, подавая на контроллер питание от аварийного источника питания, например батареи. В зависимости от соотношения веса кабины лифта и противовеса, кабина сдвинется либо вверх, либо вниз, пока не достигнет следующего этажа. Датчик обнаружит момент подхода лифта к этажу и снова приведет в действие тормоз, после чего могут быть открыты двери для освобождения пассажиров.In the event of a power supply network failure, the engine stops and the brake is applied to prevent the elevator from falling to the bottom of the shaft or rising sharply when the counterweight falls. In many cases, this leads to the elevator suddenly stopping between floors. In some elevators, the passenger release mechanism allows the brake to be released by supplying the controller with power from an emergency power source, such as a battery. Depending on the weight ratio of the elevator car and the counterweight, the car will move either up or down until it reaches the next floor. The sensor detects the moment the elevator approaches the floor and activates the brake again, after which the doors can be opened to release passengers.

В патентной публикации США №20040020726 описывается подобная операция по освобождению пассажиров. Когда кабина лифта застревает между этажами, пассажиры нажимают кнопку аварийной сигнализации, в результате чего освобождается тормоз, позволяя кабине подойти к следующему этажу.U.S. Patent Publication No. 20040020726 describes a similar passenger release operation. When the elevator car is stuck between floors, passengers press the emergency button, which releases the brake, allowing the car to approach the next floor.

В патенте США №6264005 также описывается подобная система, в которой фактическая скорость движения кабины к следующему этажу не просто зависит (как в US 2004002726) от разницы в весе между кабиной (который, в свою очередь, определяется количеством пассажиров) и противовесом. В этом патенте управление операцией освобождения пассажиров при отказе электроснабжения производится регулированием скорости и момента вращения синхронного двигателя с постоянными магнитами по генерируемой им электрической мощности.US Pat. No. 6,264,005 also describes a similar system in which the actual speed of the cab to the next floor does not just depend (as in US 2004002726) on the weight difference between the cab (which, in turn, is determined by the number of passengers) and the counterweight. In this patent, the operation of releasing passengers in the event of a power failure is controlled by adjusting the speed and torque of rotation of the permanent magnet synchronous motor according to the electric power generated by it.

В обеих системах, однако, для подведения лифта к следующему этажу в случае остановки лифта между этажами вследствие нарушения электроснабжения, используется различие в весе между кабиной и противовесом. Это означает, что операция по освобождению пассажиров окажется невозможной при отсутствии разницы в нагрузке. Более того, лифт сможет двигаться только в одном направлении (в зависимости от соотношения весов кабины и противовеса) и не обязательно пойдет в сторону ближайшего этажа. Если операция по освобождению должна выполняться при отсутствии разницы в нагрузке, требуется использование привода, приводимого в действие аварийным источником электроснабжения, который должен довести лифт до следующего этажа.In both systems, however, to bring the elevator to the next floor if the elevator stops between floors due to a power outage, the weight difference between the cabin and the counterweight is used. This means that the operation to free passengers will be impossible if there is no difference in load. Moreover, the elevator will only be able to move in one direction (depending on the ratio of the cabin and counterweight weights) and will not necessarily go towards the nearest floor. If the release operation is to be carried out in the absence of a difference in load, the use of an actuator driven by an emergency power supply, which should bring the elevator to the next floor, is required.

Во всех системах, предусматривающих операции по освобождению пассажиров, имеется схема для подачи питания от аварийного источника питания при отказе сети электроснабжения ко всем частям системы, необходимым для осуществления операции освобождения. Аварийным источником питания обычно является батарея или аккумулятор. Схема при этом обычно содержит импульсный источник питания, переключаемый от сети электроснабжения на батарею.In all systems involving the operation to release passengers, there is a scheme for supplying power from an emergency power source in the event of a power failure to all parts of the system necessary for the release operation. The emergency power source is usually a battery or battery. In this case, the circuit usually contains a switching power supply switched from the power supply network to the battery.

В большинстве таких систем используется источник бесперебойного питания, работающий от батарей или аварийного генератора. В случае нарушения сетевого электроснабжения, эти устройства генерируют напряжение той же величины, что и в сети.Most of these systems use an uninterruptible power supply powered by batteries or an emergency generator. In the event of a power outage, these devices generate the same voltage as in the network.

Эти устройства громоздки и дороги, требуют довольно сложных схем и относительно крупных компонентов, для которых необходимо много места на плате и многочисленные соединения. Таким образом, имеется потребность в простой, эффективной схеме импульсного источника питания, которая позволяет легко переключать источник питания для схемы привода лифта между сетевым и батарейным источниками в случае, например, нарушения электроснабжения с тем, чтобы лифт мог быть подведен к следующему этажу.These devices are bulky and expensive, requiring fairly complex circuits and relatively large components, which require a lot of space on the board and numerous connections. Thus, there is a need for a simple, efficient switching power supply circuit that makes it easy to switch the power supply for the elevator drive circuit between mains and battery packs in the event of, for example, a power failure, so that the elevator can be brought to the next floor.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Изобретение соответственно содержит источник питания для привода лифта, содержащий вход для подачи напряжения, компаратор для сравнения входного напряжения с заданным порогом, трансформатор, имеющий первичную обмотку и вторичную обмотку, присоединенную к приводу лифта, в котором трансформатор имеет первичную обмотку с одним отводом и в котором, когда напряжение на входе превышает заданный порог, выходной сигнал компаратора обеспечивает подачу мощности на первичную обмотку через один из концов обмотки или отвод обмотки, а в случае, если входное напряжение ниже заданного порога, входная мощность подается на первичную обмотку через другой из концов первичной обмотки и отвод обмотки.The invention accordingly comprises a power source for the elevator drive, comprising an input for supplying voltage, a comparator for comparing the input voltage with a predetermined threshold, a transformer having a primary winding and a secondary winding connected to the elevator drive, in which the transformer has a primary winding with one tap and in which when the input voltage exceeds a predetermined threshold, the output signal of the comparator provides power to the primary winding through one of the ends of the winding or tap of the winding, and if input voltage is below a predetermined threshold, input power is supplied to the primary winding via the other end of the primary winding and the tap winding.

Несмотря на то, что настоящее изобретение может работать в широком диапазоне напряжений и выполнять переключение между двумя ступенями импульсного источника питания при любом заданном снижении напряжения, в предпочтительном варианте выполнения входная цепь, в которую подается напряжение от сети электроснабжения и батареи, подсоединена ко входу компаратора. Когда сетевой источник питания работает нормально, сигнал с выхода компаратора показывает, что напряжение на входе превышает заданное пороговое значение. В случае нарушения в сетевом источнике электроснабжения напряжение на вход компаратора поступает от батареи и его значение ниже заданного порога.Despite the fact that the present invention can operate in a wide voltage range and switch between two stages of a switching power supply for any given voltage reduction, in the preferred embodiment, the input circuit, to which voltage is supplied from the power supply network and the battery, is connected to the comparator input. When the mains power supply is operating normally, the signal from the output of the comparator indicates that the input voltage exceeds a predetermined threshold value. In the event of a violation in the mains power supply, the voltage at the input of the comparator comes from the battery and its value is below a predetermined threshold.

Хотя, в теории, изобретение будет работать, если и сеть и батарея постоянно подключены к компаратору, очевидно, что такое постоянное использование батареи нежелательно. Поэтому, в предпочтительном варианте выполнения изобретения, батарея подключена к компаратору через коммутатор, который нормально разомкнут и замыкается только при отказе сети электроснабжения или падения напряжения в ней ниже заданного уровня. Коммутатор батареи может замыкаться автоматически или вручную пассажирами или лицом снаружи лифта путем нажатия кнопки.Although, in theory, the invention will work if both the mains and the battery are constantly connected to the comparator, it is obvious that such constant use of the battery is undesirable. Therefore, in a preferred embodiment of the invention, the battery is connected to the comparator via a switch that is normally open and closes only when the power supply network fails or the voltage drops below a predetermined level. The battery switch can be closed automatically or manually by passengers or by a person outside the elevator by pressing a button.

Таким образом, в настоящем изобретении предлагается двухступенчатый импульсный источник питания для привода лифта, одна из ступеней которого работает при нормальном состоянии сети электроснабжения, а другая может быть приведена в действие, когда питание привода производится от батареи. В единственном трансформаторе импульсного источника питания требуется только одна первичная обмотка с отводами. Напряжение батареи может подключаться ко входу привода, а импульсный источник питания сам принимает решение, какая ступень управления должна быть задействована.Thus, the present invention provides a two-stage switching power supply for an elevator drive, one of which steps in the normal state of the power supply network, and the other can be actuated when the drive is powered by a battery. In a single transformer of a switching power supply, only one primary winding with taps is required. The battery voltage can be connected to the input of the drive, and the switching power supply itself decides which control stage should be involved.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Далее, в качестве примера, приводится описание предпочтительных вариантов выполнения изобретения со ссылками на приложенные чертежи.The following, by way of example, describes preferred embodiments of the invention with reference to the attached drawings.

На чертеже приведен пример импульсного источника питания в соответствии с настоящим изобретением.The drawing shows an example of a switching power supply in accordance with the present invention.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Импульсный источник питания привода состоит из выпрямителя 1, конденсатора 2 цепи постоянного тока, схемы управления и трансформатора 8, имеющего одну первичную обмотку с отводом. Цепи привода, питающиеся от импульсного источника питания, присоединены к выходу трансформатора. Силовой инвертер 11 для управления двигателем подсоединен к выпрямителю и конденсатору цепи постоянного тока.The switching power supply of the drive consists of a rectifier 1, a DC capacitor 2, a control circuit and a transformer 8 having one primary winding with a tap. Drive circuits powered by a switching power supply are connected to the transformer output. The power inverter 11 for controlling the motor is connected to a rectifier and a capacitor of the DC circuit.

Схема управления содержит компаратор 3, на который поступают входные напряжения питания и который выполняет сравнение входного напряжения с заданным пороговым значением. Схема управления также содержит первый 4 и второй 5 узлы широтно-импульсной модуляции (ШИМ), соединенные с выходом компаратора. Узлы ШИМ управляют соответственно первым и вторым силовыми коммутаторами 6 и 7, к которым они подключены. Первый силовой коммутатор соединен с одним концом первичной обмотки. Второй силовой коммутатор соединен с другим концом первичной обмотки.The control circuit includes a comparator 3, which receives input voltage and which compares the input voltage with a predetermined threshold value. The control circuit also contains the first 4 and second 5 nodes of pulse width modulation (PWM) connected to the output of the comparator. PWM nodes control the first and second power switches 6 and 7, respectively, to which they are connected. The first power switch is connected to one end of the primary winding. A second power switch is connected to the other end of the primary winding.

При нормальной работе цепи привода питаются от сетевого источника электроснабжения, то есть импульсный источник питания представляет собой импульсный источник питания, работающий от сети. Компаратор 3 напряжения определяет, что входным напряжением является напряжение сети и выдает сигнал включения первого узла 4 ШИМ, который управляет первым силовым коммутатором 6. Второй узел 5 ШИМ отключен. Первый силовой коммутатор присоединен к одному концу первичной обмотки с отводами. Отвод первичной обмотки соединен с положительным полюсом выпрямленного входного напряжения так, что образуется непосредственное соединение с выпрямителем и конденсатором цепи постоянного тока. Если подаваемое на компаратор входное напряжение падает ниже заданного порогового уровня, например, вследствие отказа в сети электроснабжения, компаратор выдает сигнал, который отключает первый узел 4 ШИМ и включает второй узел 5 ШИМ. При этом второй узел ШИМ начинает управлять вторым силовым коммутатором 7, который соединен с концом первичной обмотки, противоположным тому, к которому подключен первый коммутатор.During normal operation, the drive circuits are powered from the mains power supply, that is, the switching power supply is a switching power supply operating from the network. The voltage comparator 3 determines that the input voltage is the mains voltage and generates an enable signal for the first PWM node 4, which controls the first power switch 6. The second PWM node 5 is turned off. The first power switch is connected to one end of the primary winding with taps. The primary winding is connected to the positive pole of the rectified input voltage so that a direct connection is formed with the rectifier and the capacitor of the DC circuit. If the input voltage supplied to the comparator falls below a predetermined threshold level, for example, due to a failure in the power supply network, the comparator generates a signal that turns off the first PWM node 4 and turns on the second PWM node 5. In this case, the second PWM node starts controlling the second power switch 7, which is connected to the end of the primary winding, opposite to the one to which the first switch is connected.

В случае прекращения подачи мощности из сети небольшой конденсатор 2 цепи постоянного тока разряжается очень быстро. После этого батарея 10 может быть подключена ко входу импульсного источника питания привода, например ко входу компаратора посредством контакта 9. Это может быть выполнено автоматически или вручную, например нажатием кнопки аварийной сигнализации внутри лифта, или нажатием кнопки аварийной сигнализации, установленной снаружи лифта, например в коробке контроллера.In the event of a power failure from the network, the small capacitor 2 of the DC circuit is discharged very quickly. After that, the battery 10 can be connected to the input of the switching power supply of the drive, for example to the input of the comparator via pin 9. This can be done automatically or manually, for example by pressing the alarm button inside the elevator, or by pressing the alarm button installed outside the elevator, for example, controller box.

Когда сетевое питание восстановлено, контакты батареи размыкаются и компаратор напряжения обнаруживает более высокое напряжение сети и включает первый узел ШИМ.When mains power is restored, the battery contacts open and the voltage comparator detects a higher mains voltage and turns on the first PWM node.

Таким образом, двухступенчатый импульсный источник питания, в соответствии с настоящим изобретением, работает в широком диапазоне входных напряжений, что не может быть достигнуто при использовании трансформатора только с одной, простой обмоткой. При низких входных напряжениях придется очень сильно снизить выходную мощность трансформатора, что совершенно неприемлемо для импульсного источника питания. Кроме того, по сравнению с системами, подобными показанной на чертеже, требуется меньше механических контактов для батареи, а трансформатор оказывается проще и меньше. По сравнению с системами, известными в предшествующем уровне техники, для импульсного источника питания требуются платы меньшего размера и более простые, а значит, и более дешевые в производстве. Кроме того, в системах, присущих предшествующему уровню техники, требуется дополнительный соединитель для трансформатора в режиме работы с питанием от батареи.Thus, the two-stage switching power supply, in accordance with the present invention, operates in a wide range of input voltages, which cannot be achieved using a transformer with only one, simple winding. At low input voltages, the output power of the transformer will have to be very much reduced, which is completely unacceptable for a switching power supply. In addition, compared with systems like the one shown in the drawing, less mechanical contacts are required for the battery, and the transformer is simpler and smaller. Compared with the systems known in the prior art, a smaller power supply and a simpler circuit are required for a switching power supply, which means that they are cheaper to manufacture. In addition, systems inherent in the prior art require an additional connector for the transformer in battery mode.

Таким образом, предложенная в настоящем изобретении схема сохраняет высокие рабочие характеристики схемы с двумя трансформаторами, имея при этом простую, компактную и более дешевую конструкцию, которая обеспечивает работу в широком диапазоне входных напряжений.Thus, the circuit proposed in the present invention retains the high performance characteristics of a circuit with two transformers, while having a simple, compact and cheaper design that provides operation in a wide range of input voltages.

Claims

1. The power supply of the elevator drive, characterized in that it contains an input voltage supply circuit, a comparator for comparing the input voltage with a predetermined threshold, a transformer having one primary winding with a tap and a secondary winding connected to the elevator drive, while the comparator output is installed with the possibility power supply between the primary winding and the first end of the primary winding when the input voltage exceeds a predetermined threshold level at the input and power supply between the primary winding and the second end m of the primary winding at an input voltage below a predetermined threshold.

2. The power supply according to claim 1, characterized in that the input voltage supply circuit contains a network power source and a battery connected to the input of the comparator, while the comparator is installed with the possibility of issuing a signal that the input voltage exceeds a predetermined threshold with a working network power source and with the ability to supply a voltage comparator, the value of which is less than a predetermined threshold, from the battery in the event of a power outage.

3. The power supply according to claim 2, characterized in that the battery is connected to the comparator through a normally open switch, which is installed with the ability to close when the mains power supply fails or when its voltage drops below a predetermined level.

4. The power source according to claim 3, characterized in that the battery commutator is installed with the possibility of automatic closure in the event of a power supply failure or when its voltage drops below a predetermined level.

5. The power supply according to claim 3 or 4, characterized in that the battery switch is installed with the ability to manually turn on passengers or a person outside the elevator by pressing a button.