電池供電的電梯系統(tǒng)中的電梯轎廂速度控制的制作方法
【專利說明】電池供電的電梯系統(tǒng)中的電梯轎廂速度控制發(fā)明領(lǐng)域
[0001 ] 本文所公開的標(biāo)的物大體上涉及電梯系統(tǒng)領(lǐng)域，且更明確地說，涉及電池供電的電梯系統(tǒng)中的電梯轎廂速度控制。
[0002]背景
[0003]電池供電的電梯系統(tǒng)使用電池作為電梯機(jī)器的電源，其將運(yùn)動賦予所述電梯轎廂。含有逆變器的驅(qū)動單元通常連接在電池與所述機(jī)器之間。在電動模式下，所述逆變器將來自電池的DC電力轉(zhuǎn)換成用于所述機(jī)器的AC驅(qū)動信號。在再生模式下，所述逆變器將來自所述機(jī)器的AC電力轉(zhuǎn)換成用于為所述電池充電的DC電力。
[0004]在電池供電的電梯系統(tǒng)中，當(dāng)處于電動模式下時，電池可能經(jīng)歷過載，或在再生模式下經(jīng)歷過充電。過載不利地影響電池的充電狀態(tài)/電池作為電壓/電力來源的可用性。過充電不利地影響電池的健康。通常使用動態(tài)制動電阻器來控制過充電，且通常用輪廓修改來控制過載。
[0005]簡述
[0006]根據(jù)示例性實施方案，一種電梯系統(tǒng)包括:電池；機(jī)器，其具有用于將運(yùn)動賦予電梯轎廂的電動機(jī)；以及逆變器，其用于在電動模式下將來自電池的DC電力轉(zhuǎn)換成用于機(jī)器的AC電力，且在再生模式下將來自所述機(jī)器的AC電力轉(zhuǎn)換成用于所述電池的DC電力；以及控制器，用以控制所述逆變器，所述控制器實施以下步驟中的至少一個:在電動模式下檢測電池處的過載，且響應(yīng)于所述過載而降低轎廂速度；在再生模式下檢測電池處的過充電，且響應(yīng)于所述過充電而降低轎廂速度；在電動機(jī)場弱化模式下檢測電動機(jī)直流，且響應(yīng)于所述電動機(jī)直流而降低轎廂速度；以及檢測轎廂負(fù)載，且響應(yīng)于轎廂負(fù)載而調(diào)整轎廂速度。
[0007]本發(fā)明的實施方案的其它方面、特征和技術(shù)將從結(jié)合圖式進(jìn)行的以下描述變得更明顯。
[0008]附圖簡述
[0009]現(xiàn)在參看圖式，其中相同元件在圖中相同編號:
[0010]圖1是示例性實施方案的電梯系統(tǒng)的組件的框圖；
[0011]圖2描繪示例性實施方案中的電梯系統(tǒng)的組件；
[0012]圖3描繪用于控制電池過載的示例性實施方案中的電池電壓和電梯轎廂速度的曲線圖；
[0013]圖4描繪用于控制電池過充電的示例性實施方案中的電池電壓和電梯轎廂速度的曲線圖；
[0014]圖5描繪用于在場弱化模式下控制電池電壓不足的示例性實施方案中的電池電壓、機(jī)器直流和電梯轎廂速度的曲線圖；
[0015]圖6是用于響應(yīng)于轎廂負(fù)載來控制轎廂速度的示例性實施方案中的轎廂負(fù)載對轎廂速度的曲線圖；
[0016]圖7是用于響應(yīng)于轎廂負(fù)載來控制轎廂速度的示例性實施方案中的轎廂負(fù)載對轎廂速度的曲線圖；以及
[0017]圖8是示例性實施方案中的用于控制轎廂速度的過程的流程圖。
[0018]詳述
[0019]圖1是示例性實施方案中的電梯系統(tǒng)10的組件的框圖。電梯系統(tǒng)10包括AC電力12的來源，例如主電網(wǎng)(例如，230伏，單相)。將AC電力12提供到開關(guān)面板14，其可包括斷路器、儀表等。從開關(guān)面板14，將AC電力提供到電池充電器16，電池充電器16將AC電力轉(zhuǎn)換成DC電力，來為電池18充電。電池18可為鉛酸電池或其它類型的電池。電池18為驅(qū)動單元20供電，驅(qū)動單元20將來自電池18的DC電力轉(zhuǎn)化為AC驅(qū)動信號，其驅(qū)動機(jī)器22以將運(yùn)動賦予電梯轎廂23。所述AC驅(qū)動信號可為用于機(jī)器22中的三相電動機(jī)的多相(例如，三相)驅(qū)動信號。注意，電池18是驅(qū)動單元20的唯一電源，且AC電力12不直接親合到驅(qū)動單元20。
[0020]圖2描繪示例性實施方案中的電梯系統(tǒng)10的組件。驅(qū)動單元20包括耦合到電池18的第一 DC鏈接30 (例如，正DC電壓)，以及耦合到電池18的第二 DC鏈接32 (例如，負(fù)DC電壓或接地)。一個或多個DC鏈接電容器34鏈接在第一 DC鏈接30與第二 DC鏈接32之間。逆變器部分使用開關(guān)40來產(chǎn)生用于機(jī)器22的電動機(jī)的驅(qū)動信號。開關(guān)40可為MOSFET晶體管，但應(yīng)理解，可使用其它類型的開關(guān)。開關(guān)40布置在相腳中，每一相腳連接在第一 DC鏈接30與第二 DC鏈接32之間。在每一相腳中的開關(guān)40的結(jié)點(diǎn)(例如，源極-漏極結(jié)點(diǎn))處提供AC端子42。AC端子42耦合到機(jī)器22的電動機(jī)繞組。在示例性實施方案中，機(jī)器22包括三相、永磁體同步電動機(jī)。圖2描繪三相逆變器和三相電動機(jī)，但實施例不限于特定數(shù)目的相。
[0021]逆變器將來自電池18的DC電力轉(zhuǎn)換成用于在電動模式下驅(qū)動機(jī)器22的AC電力。當(dāng)在再生模式下操作時，逆變器還將來自機(jī)器22的AC電力轉(zhuǎn)換成用于為電池18充電的DC電力。當(dāng)空電梯轎廂正向上行進(jìn)時，或當(dāng)有負(fù)載的電梯轎廂正向下行進(jìn)時，可發(fā)生再生模式。再生模式可包括提供AC電力的機(jī)器22的再生制動器。將AC端子42處接收到的AC電力轉(zhuǎn)換成為電池18充電的DC電力。
[0022]在電動模式期間，控制器50提供控制信號來接通和斷開開關(guān)40，以在每一 AC端子42處產(chǎn)生AC驅(qū)動信號。AC驅(qū)動信號可為變頻信號。在再生模式期間，控制器50提供控制信號來接通和斷開開關(guān)40，以將來自機(jī)器22的AC電力轉(zhuǎn)換成用于為電池18充電的DC電力。在每一 AC端子42處提供電流傳感器44，以允許控制器50在電動模式和再生模式兩者下，檢測每一 AC端子42處的電流。在電池18處提供電壓傳感器51，以檢測電池電壓，并將感測到的電壓提供給控制器50?？墒褂脠?zhí)行存儲在存儲媒介上的計算機(jī)程序以實施本文所述的操作的通用微處理器來實施控制器50?；蛘撸稍谟布?例如，ASIC、FPGA)中或在硬件/軟件的組合中實施控制器50。控制器50也可為電梯控制系統(tǒng)的部分。
[0023]驅(qū)動單元20還包括動態(tài)制動電阻器60和動態(tài)制動開關(guān)62。動態(tài)制動開關(guān)62可為MOSFET晶體管，但應(yīng)理解，可使用其它類型的開關(guān)。在再生模式下，如果機(jī)器22處所產(chǎn)生的電流過多，那么接通(例如，以某一工作周期來脈沖接通和脈沖關(guān)斷)動態(tài)制動開關(guān)62，且電流流經(jīng)動態(tài)制動電阻器60。過多的能量通過動態(tài)制動電阻器60來耗散。應(yīng)理解，在驅(qū)動單元20中，可使用多個動態(tài)制動電阻器60以及動態(tài)制動開關(guān)62。
[0024]在示例性實施方案中，控制器50響應(yīng)于電梯系統(tǒng)的操作參數(shù)(包括電池電壓、電動機(jī)直流、轎廂負(fù)載等)，來控制電梯轎廂23的速度。當(dāng)機(jī)器22在電動模式下操作時，示例性實施方案保護(hù)電池18免于過載(S卩，透支電流)。如果機(jī)器22使電池18過載，那么電池電壓將下降?？刂破?0監(jiān)視來自電壓傳感器51的感測到的電池電壓，并響應(yīng)于感測到的電池電壓來調(diào)整轎廂速度。在電動模式下，控制器50可將感測到的電池電壓與閾值進(jìn)行比較，且如果感測到的電池電壓小于所述閾值(任選地，在某一周期內(nèi))，那么控制器50使轎廂速度降低某一預(yù)定量(例如，當(dāng)前速度的設(shè)定m/sec或百分比)。另外，可使用多個閾值來提供對速度降低的更精細(xì)的控制。在其它實施方案中，基于使電池電壓與轎廂速度相關(guān)的函數(shù)來得出轎廂速度，使得控制器50響應(yīng)于感測到的電池電壓來執(zhí)行連續(xù)速度調(diào)整。所使用的閾值或使電池電壓與轎廂速度相關(guān)的函數(shù)也可取決于電池的類型(例如，鉛酸、鋰咼子等)。
[0025]圖3描繪用于控制電池過載的示例性實施方案中的電池電壓和電梯轎廂速度的曲線圖。當(dāng)感測到的電池電壓下降到低于48V(作為實例閾值)時，控制器50將轎廂速度從第一速度(例如，630mm/s)調(diào)整到較低的第二速度(例如，580mm/s)。如果感測到的電池電壓在某一周期時間(例如，t)內(nèi)保持低于所述閾值，那么控制器50可再次降低轎廂速度。如上文所述，可使用多個電壓閾值，或轎廂速度可通過函數(shù)與感測到的電池電壓相關(guān)，以提供連續(xù)速度調(diào)整。在替代實施方案中，可使用感測到的電池電壓的變化率來控制轎廂速度，使得如果感測到的電池電壓已穩(wěn)定(例如，感測到的電池電壓的變化率小于閾值)，那么不進(jìn)行進(jìn)一步的速度調(diào)整。
[0026]示例性實施方案在機(jī)器22正在再生模式下操作時，保護(hù)電池18免于過充電。在現(xiàn)有系統(tǒng)中，使用動態(tài)制動電阻器60來耗散再生模式下的過量電流。可以工作周期來脈沖接通-關(guān)斷動態(tài)制動電阻器60，以調(diào)整耗散