CN108100790A - 在涉及电梯主供电事件下移动电梯轿厢到层站楼层的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用于在涉及电梯(1000)的主供电(125)的预定义事件的情况下移动电梯轿厢(130)到层站楼层(160)的方法和电梯。该方法包括在检测(330)涉及主供电(125)的预定义事件之前，将来自主供电(125)的能量充电(320)到外部电能存储器(114)中；控制(340)电动机(155)的工作，用于通过电驱动器(105)移动电梯轿厢(130)，以使电梯轿厢(130)减速并且产生再生电能；选择性地利用(350)从主供电(125)充电到外部电能存储器(114)中的能量以及所产生的再生电能，以维持电梯制动器(116)处于停用状态。

Description

在涉及电梯主供电事件下移动电梯轿厢到层站楼层的方法
技术领域
本发明总体上涉及电梯的技术领域。本发明特别地涉及用于在特定预定义事件的情况下移动电梯轿厢到层站楼层的方法。
背景技术
典型的电梯利用机电制动器，其***作以使得供给电功率来激励电磁铁，然后电磁铁通过施加磁场力来停用制动器。制动器的停用消耗电能。这通常发生在当电梯的电梯轿厢正在移动或者将要被移动时。当机电制动器被启用时，消耗较少能量或者不消耗能量，这种情况发生以使得例如弹簧元件推动制动器进入已启用状态，因此产生显著的摩擦以减速、停止或者保持电梯轿厢处于其位置。
需要用于操作电梯的电能通常是取自与该电梯连接的电网。在电网故障或者断电的情况下，诸如主供电断电状况，引起机电制动器因断电而启用，并且使电梯轿厢快速减速。
现有技术解决方案的缺陷是，在电梯的主供电故障或断电的情况下，电梯制动器因断电而被启用，这引起对乘客不舒适的减速，也通常使电梯轿厢留在电梯的层站楼层之间。电梯制动器的突然启用还可能引起在电梯滑轮中的滑动。因此，仍然有开发控制电梯轿厢移动的方法和***的需要，以使得在主供电故障或断电的情况下，电梯轿厢不会太快地减速，并且移动到层站楼层或者至少朝着层站楼层移动，并且至少在某些情况下不会停在层站楼层之间而使乘客被困在电梯轿厢内。为了不显著地增加***的成本，该方法和***还应该具有最少量的额外电能存储部件和容量。
发明内容
下面介绍简化的概要，以便提供对本发明的各种实施例的某些方面的基本理解。本概要不是对本发明的广泛概述。以下概述仅以简化的形式介绍了本发明的一些方案，作为更详细描述本发明的示例性实施例的前序。
本发明的一个目的是提供用于在涉及电梯的主供电的预定义事件的情况下移动电梯轿厢到层站楼层的方法、电梯控制单元和电梯。本发明的另一个目的是该方法、该电梯控制单元和该电梯在所述预定义事件期间至少降低电梯的减速，并且优选地至少朝着层站楼层移动电梯。
本发明的目的通过由本发明所限定的方法、电梯控制单元和电梯而达到。
根据第一方面，提供了用于在涉及电梯的主供电的预定义事件的情况下移动电梯轿厢到层站楼层的方法。该方法包括在检测涉及主供电的预定义事件之前，将来自主供电的能量充电到外部电能存储器中。该方法还包括控制电动机的工作，用于通过电驱动器移动电梯轿厢，以使电梯轿厢减速并且产生再生电能。该方法还包括选择性地利用从主供电充电到外部电能存储器的能量以及所产生的再生电能，以维持电梯制动器处于停用状态，即非制动状态。
涉及电梯的主供电的预定义事件在这里指的是主供电的故障或断电。主供电的故障或断电可以是完全停电或者电压骤降或者电压中断。
检测可以包括监测主供电的电压，以及将所述电压与第二阈值进行比较以检测预定义事件。
维持可以包括供给来自外部电能存储器或者来自包括在电驱动器中间电路中的电能存储器的电源，以维持电梯制动器在停用状态。
控制可以包括调节电梯轿厢的速度，以使得将电梯轿厢移动到层站楼层。
存储可以包括将电能存储器的电压调节到比正常工作状况下更高的电压，以便存储电能来移动电梯轿厢。
正常工作状况在这里指的是电梯以正常方式服务其层站楼层的状况。
该方法还包括在滑动模式下将电能存储器的电压调节到比正常工作状况下更高的电压，以便存储电能来移动电梯轿厢。
滑动模式在这里指的是，例如在主供电的故障或断电的情况期间的电梯工作模式。这可以是完全停电或者电压骤降或者电压中断。在滑动模式期间，可以利用电梯轿厢的动能和/或势能以通过电动机产生再生电能。
用于存储电能以移动电梯轿厢的电能存储器相对于包括在电驱动器中的能量存储元件可以是分离的，在这种情况下存储可以包括将至少部分再生电能存储到分离的电能存储器。
存储可以包括在检测涉及主供电的预定义事件之前的至少一部分时间段期间，将电能存储器或者分离的电能存储器的电压调节到比正常工作状况下电驱动器的电压更高的电压。
根据本发明的实施例，提供了用于在涉及电梯的主供电的预定义事件的情况下，移动电梯轿厢到层站楼层的方法。该方法包括检测涉及主供电的预定义事件。该方法还包括控制电动机的工作，用于通过电驱动器移动电梯轿厢，以使电梯轿厢减速并且产生再生电能。该方法还包括将至少部分再生电能存储到电驱动器的中间电路电容器中。该方法还包括利用充电到中间电路电容器中的再生能量，以维持电梯制动器在停用状态。
根据第二方面，提供了电梯控制单元，用于在涉及电梯的主供电的预定义事件的情况下，移动电梯轿厢到层站楼层。电梯控制单元包括至少一个处理器以及至少一个易失性或非易失性存储器，该存储器存储计算机程序代码的至少一部分，其中该至少一个处理器被配置成引起电梯控制单元至少完成以下操作：在检测涉及主供电的预定义事件之前，将来自主供电的能量充电到外部电能存储器中；控制电动机的工作，用于通过电驱动器移动电梯轿厢，以使电梯轿厢减速并且产生再生电能；选择性地利用从主供电充电到外部电能存储器的能量以及所产生的再生电能，以维持电梯制动器处于停用状态，即非制动状态。
根据第三方面，提供了电梯，用于在涉及电梯的主供电的预定义事件的情况下，移动电梯轿厢到层站楼层。电梯包括电能存储器以及电梯控制单元，该电梯控制单元被配置成至少：在检测涉及主供电的预定义事件之前，将来自主供电的能量充电到外部电能存储器中；控制电动机的工作，用于通过电驱动器移动电梯轿厢，以使电梯轿厢减速并且产生再生电能；选择性地利用从主供电充电到外部电能存储器的能量以及所产生的再生电能，以维持电梯制动器处于停用状态，即非制动状态。电梯控制单元、电能存储器和电驱动器可通信地相互耦合。
进一步地，该电梯可以包括电力转换器，其与电驱动器和电能存储器电连接。电力转换器可以被用于调节电能存储器的电压。
电梯可以包括供给电能的电力转换器，以操作用于在预定义事件的情况下移动电梯轿厢到层站楼层所需的电梯的其他部件。
电力转换器可以包括升压转换器以及降压转换器，并且具有包括电能存储器的转换器中间电路。
升压转换器和降压转换器可以共用电感器，作为在它们的主电源电路中的共同的能量存储元件。
该方法、该电梯控制单元和该电梯提供了相对已知解决方案的优点，以使得可以控制电梯的减速以便至少降低该减速，以使得对在轿厢内的乘客而言不会变得不舒适。本发明的利用可以阻止电梯轿厢停在层站楼层之间，并且因此可以在涉及电梯主供电的预定义事件的情况下，避免使乘客被困在电梯轿厢内。
基于下面的详细描述，各种其他的优点对本领域的技术人员将变得显而易见。
在本发明申请中介绍的本发明的示例性实施例，不应被解释为对所附权利要求的适用性构成限制。术语“第一”、“第二”和“第三”不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个元素与另一个元素区分开。在本专利申请中，动词“包括”用作开放式限制，不排除存在未记载的特征。在从属权利要求中记载的特征是可互相自由组合的，除非另有明确说明。
在所附权利要求中具体叙述被认为是本发明特性的新颖性特征。然而，关于其结构以及其操作方法，本发明本身与本发明附加的目的和优点一起，将从以下的具体实施例的描述中、结合附图的阅读而得到最好的理解。
附图说明
本发明的实施例在附图中作为示例而不是作为限制被示出。
图1概要示出根据本发明实施例的电梯。
图2示出公开了根据本发明的方法实施例的流程图。
图3示出公开了根据本发明的方法实施例的流程图。
图4示出公开了根据本发明的方法实施例的流程图。
图5A和图5B示出根据本发明实施例的电动机的两个示例。
图6A至图6C概要示出根据本发明实施例的用于操作电梯制动器的布置。
图7A和图7B示出根据本发明实施例的电能存储布置。
图8示出根据本发明实施例的电能存储布置的电力转换器。
图9概要示出根据本发明实施例的电梯控制单元。
具体实施方式
图1概要示出根据本发明实施例的电梯1000。电梯1000可以包括电动机155，用于移动包括在电梯1000中的电梯轿厢130。电梯轿厢130可以被机械地耦合到电动机155，例如通过提升绳索140、液压装置，或者在线性电动机的情况下以更直接的方式。电动机155的工作可以被电驱动器105(诸如频率转换器或逆变器)控制。
提升绳索140可以包括例如钢或碳纤维。术语“提升绳索”不以任何方式限制元件的形式。例如，提升绳索140可以作为绳索140、带、或者在无绳索或免绳索电梯中的轨道而被实施。
电梯1000可以包括电梯控制单元1100，用于控制电梯1000的工作。电梯控制单元1100可以是分离的设备，或者可以被包括在电梯1000的其他部件中，诸如在电驱动器105中或者作为电驱动器105的一部分。电梯控制单元1100还可以以分散的方式被实施，使得例如电梯控制单元1100的一个部分可以被包括在电驱动器105中并且其另一部分被包括在电梯轿厢130中。电梯控制单元1100还可以以分散的方式布置在多于两个位置或者在多于两个设备中。
根据本发明的实施例，如果电梯控制单元1100具有多于一个部分，则电梯1000的不同功能、诸如控制电驱动器155或层站楼层160的门可以在电梯控制单元1100的不同部分中被实施。一个功能还可以在电梯控制单元1100的若干部分中被实施。
根据本发明的实施例，电梯1000可以包括电梯制动器116，优选地是机电电梯制动器116。优选地，还有制动控制器118，用于控制电梯制动器116的工作，诸如以停用和/或启用电梯制动器116。制动器116可以操作诸如制动器116的线圈的磁化，通过经由磁场施加的力来停用制动器116。制动控制器118可以被集成到制动器116中或者可以是分离的制动控制器设备118。
根据本发明的实施例，电梯1000可以包括电能存储布置110，其可以被连接到电驱动器105，例如连接到频率转换器105的中间电路。电能存储布置110可以包括电力转换器112，用于将电压和/或电流转换到合适水平以操作电能存储布置110，具体地，在相对于电驱动器105是外部的外部电能存储器114的情况下。
根据本发明的实施例，电梯1000可以包括电能存储器114，诸如电容器或者电容器组114或者电池114，其可以在电梯1000的正常工作状况以及紧急状况被使用，例如来移动电梯轿厢130。
正常工作状况指的是电梯1000以正常方式服务其层站楼层160的状况。紧急状况指的是例如主供电125的故障或断电的状况。作为示例，通常地，正常工作状况在紧急状况之前发生一段时间。主供电125的故障或断电是其中一个如本文限定的涉及主供电125的预定义事件。这可以是完全停电或者电压骤降或者电压中断。
根据本发明的实施例，电能存储器114的功能可以是向电梯制动器116供给电能。此外，电能存储器114的功能可以是提供电源电压到辅助控制电子，诸如到制动控制器118或者例如到辅助供电或者到图1中示出的电梯1000的其他一些部件。
根据本发明的实施例，辅助控制电子可以指的是辅助控制电路，例如需要保持滑动模式(在下文还将更详细描述)继续工作的控制电路。该控制电路可以例如指的是驱动控制电子器件(包括例如数字信号处理器等)以及安全相关的控制电路。
根据本发明的实施例，电能存储器114可以是外部电能存储器114，其相对于电驱动器105是外部的。然而，外部电能存储器114可以优选地是至少与电驱动器105的中间电路电连接的。
根据本发明的优选实施例，外部电能存储器114可以包括相对于电驱动器105的能量存储元件而言，分离的、外部的能量存储元件，诸如电容器组。根据本发明的优选实施例，该分离的、外部的能量存储元件可以包括电容器组，该电容器组包括电解电容器。因为这些电容器通常不会以与电驱动器105的中间电路电容器相同的方式被频繁地充电/放电，所以它们的寿命可以有利地更长。当与能量存储的备选解决方案诸如铅酸电池相比时，长寿命也是优点。
根据本发明的实施例，电能存储器114可以是电驱动器105的中间电路电容器。电能存储器114可以是电能存储元件，诸如电驱动器105的中间电路的锂离子电池和/或电容器。
电能存储器114可以优选地经由诸如升压转换器的电力转换器112，被连接到电驱动器105的中间电路或输入电路。电能存储布置110还可以包括制动控制器118或者电梯控制单元1100的一部分。
图1中示出的其他元件是诸如三相或者单相电网的主供电125、电能存储布置(如果其相对于电驱动器105是外部的)的电连接120、在电驱动器105与电动机155之间的连接装置165，它们中的一些可以在或者可以不在本发明的实施例中被利用。电梯轿厢130可以工作在服务层站楼层160的电梯井145中。在本发明的实施例中，可以利用或者可以不利用配重135。
根据本发明的实施例，电动机155可以是永磁电动机，诸如表面贴装或者内置永磁电动机。电动机155可以是线性、径向、轴向或横向类型的电动机。永磁电动机的转子可以具有提供转子磁化(即励磁)的至少一个永磁体。在一些实施例中，电动机155可以是同步电动机，包括与转子串联连接的励磁电路或者励磁机。根据另一个实施例，电动机155可以是异步电动机，诸如感应电动机、或者双馈感应电动机或者异步滑环电动机，其能够经由滑环(例如经由电刷或者通过诸如感应的无线方式)从外部被励磁。励磁可以由例如永磁体或电池供电的励磁机提供。励磁可以是基于将直流(DC)注入转子的磁化电路中，从而磁化转子。在各种实施例中，励磁机可以至少部分地耦合到转子。
根据本发明的实施例，电梯1000可以具有辅助供电，由电能存储布置110供给。辅助供电可以被利用在例如涉及主供电125的预定义事件中。辅助供电可以用于馈送功率来操作电驱动器105，以及需要在涉及诸如主供电125的故障或断电的某些事件期间可操作的其他部件。需要可操作的其他部件例如可以是：电梯控制***的一部分，诸如电梯控制单元1100；电梯轿厢130的部件，例如门机；电动机155的磁化电路或励磁机；或者电梯井145的元件，诸如照明设备。辅助供电还可以包括电池或电池组。
根据本发明的实施例，电梯1000可以包括辅助电源，诸如内燃机，燃料电池，飞轮，或者输送12V、24V或48V电压的铅、镍镉、镍-金属杂化物、锂离子或锂聚合物电池，或者至少一个到诸如***的连接，如果该***不是电梯1000的一部分。根据本发明的实施例，辅助电源可以被利用以向电梯1000的一些部件供电，诸如电梯轿厢130的门机或电梯1000的安全电路。
图2在200处示出公开了根据本发明实施例的方法的流程图。
步骤210涉及方法的开始阶段。获得合适的装备和部件，并且组装和配置***用于操作。
步骤220涉及在检测涉及主供电125的预定义事件之前，将来自主供电125的能量充电到电能存储器114中。根据本发明的不同实施例，电能存储器114可以是电驱动器105的中间电路电容器或者外部电容存储器114。
步骤230涉及检测涉及主供电125的预定义事件。
根据本发明的实施例，该检测可以包括监测主供电125的电压，并且将所述电压与第一阈值进行比较以检测预定义事件。第一阈值可以是例如85％的供电电网相电压。监测可以由电压测量来实施。测量频率可以优选地是1000Hz或者更高，产生至多1毫秒的延时。该检测可以当所监测的电压低于所述阈值时发生。
根据本发明的实施例，该检测包括监测电驱动器105的中间电路电压，并且将所述电压与第二阈值进行比较以检测预定义事件。第二阈值可以是例如在正常工作状况下70％的中间电路电压，诸如中间电路电容器上的电压。监测可以由电压测量来实施。测量频率可以优选地是1000Hz或者更高，产生至多1毫秒的延时。该检测可以当所监测的电压低于所述阈值时发生。
根据本发明的实施例，主供电125的电压以及中间电路600的电压两者都可以被监测并且与相应的阈值进行比较。
根据本发明的实施例，电梯1000的工作可以被配置成进入滑动模式，这指的是在主供电125有故障或断电的情况。这可以是完全停电或者电压骤降或者电压中断。在滑动模式期间，在滑动模式开始时还在移动的电梯轿厢130继续移动，并且电梯轿厢130的动能和/或势能可以被用于通过对电动机155进行电制动来利用电动机155产生再生电能。
步骤240涉及通过电驱动器105来控制电动机155的工作，以使电梯轿厢130减速并且产生再生电能。
根据本发明的实施例，该控制可以通过控制电动机155的转矩而完成，以使得电梯轿厢130与由于自然加速(即由于摩擦和重力及其他因素)而发生的加速相比可以更快地减速，并且因此产生再生电能，例如来通过电动机155使电梯轿厢130减速。
步骤250涉及通过利用来自主供电125的能量或者再生电能，维持电梯制动器126在停用状态。
方法的执行在步骤260处结束。不再需要或者利用在电能存储器114中存储的能量来操作电梯1000或者电梯制动器116。
根据本发明的实施例，诸如被包括在电驱动器105的中间电路中或者在电能存储布置110中的电能存储器114可以有利地被充电到电能存储器114的技术上可行的最高电压。
图3在300处示出公开了根据本发明实施例的方法的流程图。
步骤310涉及方法的开始阶段。获得合适的装备和部件，并且组装和配置***用于操作。
步骤320涉及在检测涉及主供电125的预定义事件之前，将来自主供电125的电能充电到外部电能存储器114中，该外部电能存储器114至少相对于电驱动器105是外部的。
根据本发明的实施例，该充电可以包括调节电能存储器114(即在这种情况下是外部电能存储器114)的电压到电能存储器114的技术上可行的最高电压，这可以例如在电容器组的情况下是1000V或者在电池或电池组的情况下是200V。
根据本发明的实施例，包括与电能存储元件分离的外部电能存储器114，该电能存储元件被包括在电驱动器105的中间电路600中，至少部分地或者甚至一直在正常工作状况期间，诸如通常在涉及主供电125的预定义事件之前，所述分离的电能存储器114的电压可以优选地比电驱动器105的电压(诸如中间电路600的电压)更高。
步骤330涉及检测涉及主供电125的预定义事件，这可以例如结合图2的步骤230所描述的那样来执行。
步骤340涉及通过电驱动器105来控制电动机155的工作，以将电梯轿厢130减速并且产生再生电能。
根据本发明的实施例，该控制可以通过控制电动机155的转矩来执行，以使得电梯轿厢130与由于自然加速(即由于摩擦和重力及其他因素)而发生的加速相比可以更快地减速，并且因此产生再生电能，例如来通过电动机155使电梯轿厢130减速。
步骤350涉及通过利用来自主供电125的能量或者再生电能，维持电梯制动器126在停用状态。根据本发明的实施例，该利用可以选择地利用来自主供电125的电能或者所述再生电能。
根据本发明的实施例，电梯制动器116的停用可以通过仅利用在检测涉及主供电125的预定义事件之前、即通常在正常工作状况期间被充电到外部电能存储器114中的电能来执行。
方法的执行在步骤360处结束。不再需要或者利用电梯1000或者电梯制动器116的操作。
图4在400处示出公开了根据本发明实施例的方法的流程图。
步骤410涉及方法的开始阶段。获得合适的装备和部件，并且组装和配置***用于操作。
步骤420涉及检测涉及主供电125的预定义事件，这可以例如结合图2的步骤230所描述的那样来执行。
步骤430涉及通过电驱动器105来控制电动机155的工作，以将电梯轿厢130减速并且产生再生电能。
根据本发明的实施例，该控制可以通过控制电动机155的转矩来执行，以使得电梯轿厢130与由于自然加速(即由于摩擦和重力及其他因素)而发生的加速相比可以更快地减速，并且因此产生再生电能，例如来通过电动机155使电梯轿厢130减速。
步骤440涉及将所述再生能源的至少一部分存储或者充电到与电驱动器105电连接的电能存储器114中，诸如电驱动器105的中间电路电容器中。根据实施例，电能存储器114可以优选地已经在正常工作状况期间(即，例如在步骤420之前)被充电，以使得当例如在主供电125中的故障或者涉及主供电125的故障开始时，可以从已经充电的电能存储器114供给能量。
根据本发明的实施例，该存储包括将电能存储器114的电压、即在这种情况下电驱动器105的中间电路电容器电压调节到比在电梯1000的正常工作状况下更高的电压。比在正常工作状况下更高的电压可以至多是电能存储器114的技术上可行的最高电压，这可以是例如1000V。在电能存储器114被包括在中间电路600中以使电驱动器105产生用于电动机的、具有基本上无畸变波形(诸如纯正弦波)的电流的情况下，电能存储器114在正常状况下的电压可以是例如600V。根据本发明的实施例，在正常工作状况下利用600V的电能存储器电压，比在正常工作状况下更高的电压可以是高于600V，优选地是700V或800V，以便存储要在滑动模式中利用的电能。
步骤450涉及通过利用来自主供电125的能量或者再生电能，维持电梯制动器116在停用状态。
根据本发明的实施例，所述利用包括当电动机未产生再生能量时，利用被充电到中间电路电容器中的再生能源，以维持电梯制动器116在停用状态。
方法的执行在步骤460处结束。不再需要或者利用对电梯1000或者电梯制动器116的操作。
根据本发明的实施例，当来自电动机的再生电能可用时，可以直接从频率转换器105的中间电路供给所述再生电能。
根据本发明的另一实施例，当来自电动机的制动功率不可用时，可以直接从电能存储器114供给所述再生电能，以维持电梯制动器116在停用状态。
根据本发明的实施例，所述再生电能的至少一部分可以通过电力转换器，诸如降压转换器，供给到电梯制动器116。
根据图2至图4示出实施例的方法可以通过电梯控制单元1100执行。根据本发明的实施例，该方法可以至少部分地用电驱动器105实施，或者通过包括在电梯1000内的辅助控制单元而实施。进一步地，该方法可以一次性地、间歇性地或者连续性地执行，这取决于或相对于例如电梯1000的工作状况，诸如涉及主供电125的预定义事件。例如在滑动模式期间，只要有来自电能存储器114的可用能量，或者只要电梯轿厢130正在移动且因此可能产生再生功率，可能需要连续地执行该方法。还可以周期性地或间断性地执行该方法，这取决于电梯1000的工作状况。
根据本发明的实施例，可以自动地或手动地执行该方法。自动执行可以发生在当已经检测到涉及主供电125的预定义事件时。根据本发明的实施例，例如当电梯1000进入滑动模式时，可以自动执行将电梯轿厢130自动地移动到层站楼层160的该方法。根据有利的情形，电梯轿厢130可以被移动到层站楼层160，以便将乘客从电梯轿厢130放出。这还可以包括一旦电梯轿厢130到达楼层160，通过利用来自电能存储器114的能量来开启电梯轿厢130的门。
根据本发明的实施例，操作电动机155的电驱动器105可以被停用，以便减少从电能存储器114汲取的功率。该停用可以指的是停止电驱动器105的调制，诸如脉冲宽度调制。
根据本发明的实施例，可以基于电梯轿厢130的质量和移动方向，来确定电梯1000的工作状况。可以例如用电梯轿厢130中的磅秤、或者基于电梯1000或电动机155的输入功率来确定质量。可以通过测量装置，诸如包括例如磁铁的方向传感器来确定方向。
在涉及主供电125的预定义事件期间，电梯1000的一些工作状况可以涉及如下文作为示例而非限制所描述的情况。
第一工作状况是，电梯轿厢130正在移动并且电梯制动器116被停用。在该第一工作状况中的移动，其特性可以取决于在电梯轿厢130与配重135之间的平衡/不平衡，如果有任何移动，则该移动发生在电梯轿厢130由于重力而自然移动的方向上。当电梯轿厢130比配重135更重并且向下移动时，则发生该第一工作状况。该第一工作状况还发生在当电梯轿厢130比配重135更轻并且向上移动时。
第二工作状况是，电梯轿厢130正在移动并且电梯制动器116被停用。在该第二工作状况中的移动，其特性可以取决于在电梯轿厢130与配重135之间的平衡/不平衡，如果有任何移动，则该移动发生在与电梯轿厢130由于重力而自然移动的方向相比的相反方向上。当电梯轿厢130比配重135更重并且向上移动时，发生该第二工作状况。该第二工作状况还发生在当电梯轿厢130比配重135更轻并且向下移动时。
第三工作状况是，电梯轿厢130加上轿厢130负载的重量基本上与配重135平衡，以使得当制动器被断开时电梯轿厢130不会从静止开始移动。在该工作状况下可能发生的是，在滑动模式中电梯轿厢130未到达楼层，而是停在楼层之外的电梯井中。为了弥补这个不期望的状况，根据特定实施例，可以通过附加地配置***向电动机155供给来自外部电能存储器114的能量来利用外部电能存储器114。然而在本特定平衡状况下，移动电梯轿厢130所需的能量可能很少，以使得外部电能存储器114的尺寸/容量可以不需要很高，优选地不高于如本文所描述的将在本发明的一些其他实施例中需要的尺寸/容量。
第四工作状况是，电梯轿厢130停止并且电梯制动器116启用。在第四工作状况下，电梯制动器116在是典型机电制动器的情况下，不消耗电功率用于制动。
根据第一情形，电梯轿厢130正在移动，如相对于第一工作状况所述。在一个时间点，主供电125中有电源故障并且因此从主供电125到电梯1000的电功率下降到零。开始于该时间点的第一时间段，实际上可以存在或者不存在或者可以非常短暂，在该第一时间段期间，电梯轿厢130的速度开始上升，并且可以从外部电能存储器114或者从电驱动器的中间电路电容器被供给能量以维持制动器停用，其中外部电能存储器114或者电驱动器的中间电路电容器在检测到电故障之前，即通常在正常工作状况期间，已经被充电。当电驱动器开始使电动机155减速，从而将来自电动机155的再生电能馈送到驱动105的DC中间电路，并且还可选地馈送到外部电能存储器114时，该第一时间段结束。然后可以向例如辅助控制电路以及制动控制器118供给该能量，并且通过制动控制器118进一步磁化制动器116的线圈以停用制动器116，从而可以不需要将来自外部电能存储器114的能量放电。
在检测到涉及主供电125的预定义事件之后，再生能量的产生可以通过由电驱动器105向电动机155施加转矩来执行，来将电梯轿厢130电减速以使得再生电能由电动机155产生。
根据第二情形，在电能存储器114中存储的可用电能的量可能被确定为过少，即存储的能量不足，以至于不能将电梯轿厢130在电梯轿厢130当前移动方向上移动到层站楼层160。当确定是否可能将电梯轿厢130移动到楼层时，决定性因素可以是电梯轿厢130的动能、摩擦力、包括轿厢130负载的电梯轿厢平衡。在特定的第二情形下，电梯轿厢130的移动方向可以通过由保持制动器停用而存储在电能存储器114中的可用电能而反转，从而允许电梯轿厢移动或者滑动到另一个层站楼层，优选地在电梯轿厢130由于重力将自然移动的方向上。对方向反转的需要可以发生在第二工作状况下。这意味着电梯轿厢130通过重力被移动，例如，不需要从电能存储器114馈送功率来操作电动机155，而只需要来操作制动器以及辅助控制电路。因此，有利地可以只需要较小的能量存储容量。
根据第三情形，如果电梯轿厢130的方向在滑动模式中改变，且当轿厢130的速度结合方向改变而非常低从而不可获得再生功率时，可以从电能存储器114向辅助控制电路和制动器供给电功率。在方向已经改变之后，轿厢速度再次上升并且来自电动机的再生能源可以再次被利用，并且可以优选地不需要继续将电能存储器114放电以使电梯轿厢130朝着层站楼层160移动或者甚至加速。
根据本发明的实施例，通过确定用于将电梯轿厢130移动到层站楼层160的所需能量，以及例如基于所确定的电能存储器114的充电状态或者电压水平将所确定的所需能量与在电能存储器114中存储的可用能源的量进行比较，可以预测存储能量的不足。如果预测到存储能量的不足，则电能存储器114可以在滑动模式期间使用来自电动机155的再生电能充电。然后可以利用已充电的再生电能来保持制动器停用，以允许反转电梯轿厢130的移动方向以及将电梯轿厢130移动到层站楼层160。优选地，在涉及主供电125的预定义事件之前或者在滑动模式被启动之前，电能存储器已经被充电。
图5A和图5B示出根据本发明实施例的电驱动器105的两个示例。在图5A中，电驱动器105可以是频率转换器51，其输入可以连接到主供电125，主供电125在这种情况下是三相电网，并且频率转换器51的输出连接到电梯1000的电动机155。
频率转换器51可以能够例如将具有第一频率的电压或电流转换成具有第二频率的电压，该第二频率相对于第一频率是相同的或者不同的。根据实施例，频率转换器51可以包括整流器和逆变器52，该整流器带有开关并且能够在一个或者多个象限中工作，该逆变器52带有开关并且能够在一个或者多个象限中工作。整流器可以能够将主供电125的交流(AC)电压和AC电流分别转换成DC电压和DC电流。频率转换器51还可以包括逆变器52，该逆变器52能够将DC电压或电流分别转换成AC电压或电流，从而控制电动机155的工作，并且该逆变器52能够在一个或者多个象限中工作。还可以有在整流器与逆变器52之间连接的中间电路。中间电路可以包括诸如电容器或电感器的电存储元件，用于平滑DC电压或电流。
图6A至图6C概要示出根据本发明实施例的用于操作电梯制动器116的布置。
图6A示出电驱动器105，包括具有电存储元件(即电容器)的中间电路600，该电存储元件可以用作电能存储器114。可以从中间电路600通过电梯控制器118来操作电梯制动器116。
图6B示出电驱动器105，其是频率转换器51的中间电路600或者逆变器52的输入电路。中间电路600或者输入电路可以包括或者不包括用于平滑电压或电流的能量存储元件。
根据图6B的实施例，电能存储布置110的电连接120可以被连接到电驱动器105的中间电路600或者输入电路。图6C示出具有中间电路600的频率转换器51，从该中间电路600可以对电能存储布置110供给电功率。根据实施例，电力转换器112通过制动控制器118向电梯制动器116供给功率，例如向制动器116的磁化线圈。制动控制器118可以包括电气设备、电气电路和/或处理单元，以便将电压和/或电流转换成适合用于操作制动器116。
根据本发明的实施例，电能存储布置110包括电力转换器112，能够将中间电路100、或者逆变器52的输入电路的电压提高到适合于电能存储布置110的电能存储器114的水平。电能存储器114的电压水平可以是例如从约600V到约1000V，优选地从约600V到约800V。根据另一个实施例，电能存储布置110包括另一个电力转换器，能够将电能存储布置110的电能存储器114的电压下降到适合于电梯制动器116或者制动控制器118的水平。根据实施例，该适合水平可以是约100V到约200V。
根据本发明的实施例，电梯控制单元1100可以监测电能存储器114的电压。根据本发明的实施例，电梯控制单元1100可以监测电能存储布置110的电能存储器114的状况和/或充电状态。
根据本发明的实施例，电能存储布置110可以包括监测和防止电能存储器114的充电状态或电压变得过低的功能。根据本发明的实施例，用于所述过低充电状态的充电状态阈值可以是10％、20％、30％、40％或50％。电能存储布置110还可以被配置成防止电能存储布置110的电力转换器112引起对电能存储器114的短路。
图7A和图7B示出根据本发明实施例的电能存储布置110，其具有电能存储器114，该电能存储器114连接在两个电力转换器112A、112B之间，即连接到转换器中间电路。电力转换器112A、112B其中之一可以是升压转换器112A，用于将所述电力转换器112A的DC输入电压或者中间电路600的电压提升到用于电能存储器114的合适水平。升压转换器112A可以优选地被用于对电能存储器114进行充电。根据本发明的实施例，电力转换器112A还可以能够将AC转换成DC以从主电源(即，主供电125)向电能存储器114充电。另一个电力转换器112B可以是降压转换器112B，用于将电能存储器114的电压降低到用于电梯制动器116或制动控制器118的合适水平。根据实施例，该用于电梯制动器116或制动控制器118的合适水平可以是约100V到约200V。降压转换器112B可以优选地被用于对电能存储器114进行放电。根据本发明的实施例，电力转换器112可以同时包括升压转换器112A和降压转换器112B。
根据本发明的实施例，电能存储布置110可以对电梯制动器116或制动控制器118供给电功率。根据本发明的实施例，电能存储布置110可以向辅助供电720供给电功率。根据本发明的实施例，电梯制动器116或制动控制器118或辅助供电720可以如图7B所示，从电驱动器105的中间电路600或输入电路来供给。
根据本发明的实施例，电能存储器114的充电和放电可以在不同时间发生。根据本发明的实施例，电驱动器105或电力转换器112可以被配置为，当电能存储器114正在被放电以例如停用电梯制动器116或者激励辅助供电720时，不进行充电。根据本发明的实施例，电驱动器105或电力转换器112可以被配置为，当能量正在被存储进入电能存储器114，诸如通过存储来自电动机155的再生电能，以提升电能存储器114的电压水平超过在正常工作状况下的电压水平时，不进行放电。
根据本发明的实施例，电能存储器114的充电和放电可以至少部分地同时发生。根据本发明的实施例，在电力转换器112A、112B之间连接的电能存储器114(诸如电容器组)正在被放电以停用电梯制动器116的同时，来自电动机155的再生电功率可以被存储到在电驱动器105的中间电路600中所包括的电能存储器114中。
根据本发明的实施例，升压转换器112A和降压转换器112B可以使用单独的电感器，或者使用单个电感器作为两个转换器的能量存储元件。
图8示出根据本发明实施例的电能存储布置110的电力转换器112，其利用单个电感器810作为在主电路中电力转换器112A、112B两者共用的能量存储元件。电容器820用作降压转换器112B的电压平滑输出电容器。包括在电能存储器114中的电容器用作升压转换器112A的负载/输出电容器并且与此同时用作降压转换器112B的供电。对开关的控制信号830、835可以通过连接这些开关的一个或多个驱动器电路来产生。根据本发明的实施例，这些开关在不同的时间***作。
图9概要示出根据本发明实施例的电梯控制单元1100。外部单元901可以被连接到电梯控制单元1100的通信接口908。外部单元901可以包括无线连接或者通过有线方式的连接。通信接口908向电梯控制单元1100提供用于与外部单元901进行通信的接口，外部单元901诸如是电梯轿厢130、电动机155、层站楼层160的门或者电驱动器105。还可以有到外部***的连接，外部***诸如是笔记本电脑或者手持设备。还可以有到电梯1000的数据库的连接，数据库包括例如电梯1000的操作参数，或者到外部数据库的连接，外部数据库包括在控制电梯1000的操作中使用的信息。
电梯控制单元1100可以包括一个或者多个处理器904、一个或多个用于存储计算机程序代码907A-907N部分和任何数据值的易失性或非易失性存储器906、以及可能的一个或多个用户接口单元910。上述元件可以用例如内部总线可通信地相互耦合。
电梯控制单元1100的处理器904至少被配置成实施至少一些如上文所述的方法步骤。该方法的实施被实现为，通过配置处理器904来执行在存储器906中存储的至少一些部分的计算机程序代码907A-907N，以引起处理器904并从而引起电梯控制单元1100来实施如关于图2、图3或图4所述的一个或多个方法步骤。因此，处理器904被布置成访问存储器906，检索来自该存储器的任何信息并且向该存储器存储任何信息。为了清楚的目的，这里的存储器904指的是适合于处理信息、控制电梯控制单元1100操作以及其他任务的任何单元。这些操作还可以利用具有嵌入式软件的微控制器解决方案来实施。类似地，存储器906不仅限于某种类型的存储器，而是可以在本发明的上下文中应用的、适合存储所描述信息的任何存储器类型。
公开的能量存储布置110技术的实施例也可以用于向操作电梯轿厢门的电驱动器(诸如驱动器)供给电能。为此，类似的能量存储布置110也可以被安装到电梯轿厢，与电梯轿厢的门连接。这意味着在电梯轿厢130已经到达层站楼层160之后，在电力故障期间可以通过向电梯轿厢门驱动器供给来自能量存储布置110的功率来打开电梯轿厢130和楼层门。
本发明相对于现有技术解决方案而言还至少降低了使用普通电解电容器实现功能的能量存储容量，并且避免使用需要定期维护和更多空间的铅酸电池。根据本发明的***是节省空间的并且提供快速改型安装。另一个优点是自动层站功能，以在突然断电情况下使乘客感到满意。进一步地，本文介绍的电梯在其工作期间不会停在楼层之间、没有不方便的硬停止并且没有等待时间。在主电源电压下降的情况下，电梯可以继续运行。

Claims (16)

1.一种用于在涉及电梯(1000)的主供电(125)的预定义事件的情况下移动电梯轿厢(130)到层站楼层(160)的方法，所述方法包括：
在检测(330)涉及所述主供电(125)的所述预定义事件之前，将来自所述主供电(125)的能量充电(320)到外部电能存储器(114)中，
控制(340)电动机(155)的工作，用于通过电驱动器(105)移动所述电梯轿厢(130)，以使所述电梯轿厢(130)减速并且产生再生电能，以及
选择性地利用(350)从所述主供电(125)充电到所述外部电能存储器(114)中的所述能量以及所产生的再生电能，以维持电梯制动器(116)处于停用状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述检测(220)包括：监测所述电驱动器(105)的中间电路(600)的电压，并且将所述电压与第一阈值进行比较以检测所述预定义事件。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述检测(220)包括：监测所述主供电(125)的电压，并且将所述电压与第二阈值进行比较以检测所述预定义事件。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述维持包括：供给来自被包括在所述电驱动器(105)的中间电路(600)中的所述电能存储器(114)的电功率，以维持所述电梯制动器(116)处于停用状态。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述控制(230)包括：调节所述电梯轿厢(130)的速度，以便移动所述电梯轿厢(130)到所述层站楼层(160)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述存储(240)包括：将所述电能存储器(114)的电压调节到比在正常工作状况下更高的电压，以便存储电能以移动所述电梯轿厢(130)。
7.根据权利要求6所述的方法，包括：在滑动模式中将所述电能存储器(114)的所述电压调节到比在正常工作状况下更高的电压，以便存储电能以移动所述电梯轿厢(130)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中用于存储电能以移动所述电梯轿厢(130)的所述电能存储器(114)相对于被包括在所述电驱动器(105)中的能量存储元件是分离的，其中所述存储(240)包括将所述再生电能的至少一部分存储到分离的所述电能存储器(114)中。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述存储(240)包括：在检测(220)涉及所述主供电(125)的所述预定义事件之前的至少部分时间段期间，将分离的所述电能存储器(114)的电压调节到比所述电驱动器(105)在正常工作状况下的电压更高的电压。
10.一种用于在涉及电梯(1000)的主供电(125)的预定义事件的情况下移动电梯轿厢(130)到层站楼层(160)的方法，所述方法包括：
检测(420)涉及所述主供电(125)的所述预定义事件，
控制(430)电动机(155)的工作，用于通过电驱动器(105)移动所述电梯轿厢(130)，以使所述电梯轿厢(130)减速并且产生再生电能，
存储(440)所述再生电能的至少一部分到所述电驱动器(105)的中间电路电容器中，以及
利用(450)被充电到所述中间电路电容器(114)中的所述再生电能，以维持电梯制动器(116)处于停用状态。
11.一种电梯控制单元(1100)，用于在涉及电梯(1000)的主供电(125)的预定义事件的情况下，移动电梯轿厢(130)到层站楼层(160)，其中所述电梯控制单元(1100)包括至少一个处理器(704)以及存储至少一部分计算机程序代码(707A-707N)的至少一个存储器(706)，其中所述至少一个处理器(704)被配置成引起所述电梯控制单元至少执行：
在检测(330)涉及所述主供电(125)的所述预定义事件之前，将来自所述主供电(125)的能量充电(320)到外部电能存储器(114)中，
控制(340)电动机(155)的工作，用于通过电驱动器(105)移动所述电梯轿厢(130)，以使所述电梯轿厢(130)减速并且产生再生电能，以及
选择性地利用(350)从所述主供电(125)充电到所述外部电能存储器(114)中的所述能量以及所产生的再生电能，以维持电梯制动器(116)处于停用状态。
12.一种电梯(1000)，用于在涉及所述电梯(1000)的主供电(125)的预定义事件的情况下，移动电梯轿厢(130)到层站楼层(160)，所述电梯(1000)包括电能存储器(114)和电梯控制单元(1100)，所述电梯控制单元(1100)被配置成：
在检测(330)涉及所述主供电(125)的所述预定义事件之前，将来自所述主供电(125)的能量充电(320)到外部电能存储器(114)中，
控制(340)电动机(155)的工作，用于通过电驱动器(105)移动所述电梯轿厢(130)，以使所述电梯轿厢(130)减速并且产生再生电能，以及
选择性地利用(350)从所述主供电(125)充电到所述外部电能存储器(114)中的所述能量以及所产生的再生电能，以维持电梯制动器(116)处于停用状态，
其中所述电梯控制单元(1100)、所述电能存储器(114)以及所述电驱动器(105)可通信地相互耦合。
13.根据权利要求12所述的电梯，包括与所述电驱动器(105)和所述电能存储器(114)电连接的电力转换器(112)，所述电力转换器(112)调节所述电能存储器(114)的电压。
14.根据权利要求13所述的电梯，包括：所述电力转换器(112)供给电能以操作所述电梯在所述预定义事件的情况下移动所述电梯轿厢(130)到所述层站楼层(160)所需要的其他部件。
15.根据权利要求13或14所述的电梯，其中所述电力转换器(112)包括升压转换器(112A)和降压转换器(112B)，并且所述电力转换器(112)具有包括所述电能存储器(114)的转换器中间电路。
16.根据权利要求15所述的电梯，其中所述升压转换器(112A)和所述降压转换器(112B)共用电感器(610)，作为在所述升压转换器(112A)和所述降压转换器(112B)的主电源电路中的共同能量存储元件。
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