同步電機驅動電梯的停電救援方法

專利名稱：同步電機驅動電梯的停電救援方法
技術領域：
本發明涉及一種電梯救援方法，尤其涉及同步電機驅動電梯的停電救援方法，在電梯停電發生困梯時自動執行救援的應急處理。
背景技術：
電梯救援應急方法是用來對電梯發生困梯時，進行分析判斷，控制備用電源供電，使電梯到最近樓層打開轎廂門、解救乘客。現有技術中，為了在電梯出現困梯時及時解救乘客，人們設計了各種各樣的電梯困梯應急裝置，有的只能報警，不能自救，適用于簡單的分立元件構成的電梯控制線路，對于PC梯、大規模集成電路則無能為力。
中國專利90107478公開一種“電梯故障及停電平層法與設備”，它利用甩掉電梯原有控制系統，直接對電梯主電機、電磁抱閘線圈、開關電梯轎廂門電機進行控制的方法，當電梯出現故障或者停電時，只要按一下應急開關，備用電源立即給控制器送電。通電后的控制器，首先使原電梯的電磁抱閘線圈與原電路斷開，與備用電源接通得電后開閘，與此同時使主電機得電啟動帶著轎廂平層。當橋廂到達附近的平層位置時，電磁抱閘線圈抱閘，主電機斷電停止工作，與此同時開關電梯轎廂門電機得電，開門放人，它不但不能檢測故障。而且應急開關無論設在轎廂內還是轎廂外，都存在很大不安全因素，如設在轎廂內乘客可能誤動作；設在轎廂外可能在困梯時無人發現，同時對國家規定的一些故障不允許應急裝置救援的情況因無法判斷也會救援，這種方法可能導致發生危險。
同步電機驅動電梯在布置形式上分為有機房、無機房、小機房。在用途上分為乘客電梯、住宅電梯、客貨電梯、貨梯等。目前使用的停電救援方法，主要有以下兩種一種是利用大功率的備用電源和附加的救援控制系統，驅動電梯至開門區域，該方案缺點主要是需要匹配大功率備用電源，成本高，控制復雜，并且附加救援控制系統和驅動系統不是整體協調參與整個控制流程，不能完全保證救援功能的可靠性和完整性。另一種方法是利用小功率的備用電源，打開機械剎車讓轎廂自由移動，當負載處于平衡時，需要人為參與，無法達到完全自動疏散乘客，存在不安全隱患。

發明內容
本發明的目的是提供一種同步電機驅動電梯的停電救援方法，旨在有效消除電梯因停電而造成乘客被困轎廂內的不安全因素，能夠滿意地疏散乘客，避免風險的發生。
本發明的目的通過以下技術方案來實現①由電源檢測部件檢測供電電源是否正常，停電事件發生時檢測到輸入電壓丟失，通過程序或外圍的開關設定進入“設定模式”，由控制單元的控制程序執行相應模式下的操作，切入備用電源，備用電源提供同步電機控制器所需電源，由互鎖接觸器短接同步電機的繞組；②備用電源投用后進入停電救援功能，封閉外部電源；③進入救援功能后，首先判斷電梯所處的狀態，然后根據不同狀態執行相應的操作(a)若電梯停止在開門區域，電梯轎門處于關閉狀態，由備用電源打開電梯門，(b)若電梯停止在非開門區域，先松開機械剎車，利用轎廂載荷與對重的重量差，使電梯向重量較重的一側緩慢移動，同時控制單元在整個過程中監控電機運行的速度和方向，保證電梯在安全的狀態下移動至開門區域，打開電梯門；(c)若電梯停止在非開門區域，轎廂載荷與對重的重量差無法使電梯向某一側緩慢移動，則控制系統通過互鎖接觸器提供驅動電源驅動轎箱向消耗電流較小的一側緩慢移動；同時控制單元在整個過程中監控電機運行的速度和方向，保證電梯在安全的狀態下移動至開門區域，打開電梯門；④停電救援結束后，系統自動切斷后備電源供電，待正常電源投用后，系統自動恢復正常運行。
本發明的目的還可以通過以下技術方案來進一步實現前述的同步電機驅動電梯的停電救援方法，其中，所述“設定模式”包括自動模式和手動模式，進入自動模式時，通過母線供電給備用電源切入信號、投入備用電源；進入手動模式時，通過開關或按鈕手動操作給備用電源切入信號、投入備用電源。
前述的同步電機驅動電梯的停電救援方法，其中，所述互鎖接觸器處于非吸合狀態時，自動短接電機三相繞組；處于吸合狀態時，接通主電源回路并斷開內部短接回路。
前述的同步電機驅動電梯的停電救援方法，其中，所述控制器經過脈沖反饋器再對同步電機進行監控。
本發明技術方案的突出的實質性特點和顯著的進步主要體現在本發明通過控制部件檢測輸入電壓和母線電壓或通過外圍電源監控部件，檢測停電事件。當停電事件發生后，通過自動方式或手動方式，讓不在開門區域的電梯，在自動控制狀態或手動控制狀態下，電梯慢速停靠至最近開門區域，并自動打開轎門，疏散乘客；或者停靠在開門區域的處于關門狀態的電梯，自動打開轎門，疏散乘客，完成停電救援功能。與現有技術的停電救援方法相比，本發明技術方案更加直接、可靠、完整，不需要其它外圍控制部件，大大節約了成本，可靠性和穩定性顯著提高，大大降低了風險，最大限度消除不安全隱患。


下面結合附圖對本發明技術方案作進一步說明
圖1本發明的流程圖；圖2本發明控制原理圖。
圖中各附圖標記的含義見下表

具體實施方式
同步電機驅動電梯的停電救援方法，同步電機在停止工作時，利用互鎖接觸器短接同步電機繞組，當電機旋轉時，利用同步電機的永磁技術，產生相反方向的再生電流，提供與電機旋轉方向相反的力矩阻止電機旋轉，從而使電梯緩慢移動。在救援功能啟動后，首先松開機械剎車，當轎廂負載和對重存在重量差并且轎廂能夠自由移動時，控制系統不投入驅動電流，只控制轎廂停靠在最近的開門區域；當轎廂負載和對重處于平衡負載狀態下，轎廂無法移動時，控制單元自動計算并匹配相適應的電流，提供電動機動力電源，使電梯向負載較重的一側運行，直至運行到最近開門區域。在整個救援功能執行中，控制單元隨時監控電機的旋轉速度和方向，保證電梯在許可的安全的狀態下運行至最近開門區域，完成救援功能。
圖1是本發明的流程圖，其具體工作過程是首先通過電源檢測部件檢測供電電源是否正常，當發生停電事件時，檢測到輸入電壓丟失。通過程序或外圍的開關設定，進入自動或手動任意一種設定的模式，由控制單元的控制程序執行相應模式下的停電救援操作。當停電發生時，互鎖接觸器處于非工作狀態，短接同步電機的繞組。當進入自動模式時，通過控制程序監視母線電壓，當檢測到停電發生后，通過母線供電給備用電源的切入信號，投入備用電源以供完成救援操作。當進入手動模式時，通過開關或按鈕手動操作備用電源的切入，投入備用電源以供完成救援操作。當備用電源投入后，進入停電救援功能，封閉外部電源，用以防止外部電源的投入，而外部電源一旦恢復，控制系統自動切換到正常工作模式。進入應急救援功能后，程序根據電梯所處的不同狀態，執行不同的操作步驟(a)若電梯停止在開門區域，電梯轎門處于關閉狀態，由備用電源打開電梯門，(b)若電梯停止在非開門區域，先松開機械剎車，利用轎廂載荷與對重的重量差，使電梯向重量較重的一側緩慢移動，同時控制單元在整個過程中監控電機運行的速度和方向，保證電梯在安全的狀態下移動至開門區域，打開電梯門；(c)若電梯停止在非開門區域，轎廂載荷與對重的重量差無法使電梯向某一側緩慢移動，則控制系統通過互鎖接觸器提供驅動電源驅動轎箱向消耗電流較小的一側緩慢移動；同時控制單元在整個過程中監控電機運行的速度和方向，保證電梯在安全的狀態下移動至開門區域，打開電梯門；同時控制單元在整個過程中監控電機運行的速度和方向，保證電梯在安全的狀態下移動至開門區域，并開門疏散乘客。如果轎廂載荷與對重處于平衡狀態，轎廂無法自由滑動時，控制單元自動投入驅動電源，驅動單元輸出與轎廂慢速移動所相匹配的電流，控制轎廂向電流輸出較小的一側慢速移動，同時控制單元監控電機運行的速度和方向，保證電梯在安全的狀態下移動至開門區域，并開門疏散乘客。停電救援結束后，系統自動切斷后備電源供電，待正常電源的投入后，系統自動恢復正常運行。
本發明控制原理如圖2所示，通過電源檢測部件6檢測外部動力供電電源1是否正常，當發生停電事件時，檢測部件6輸出電源丟失信號6a驅動后備電源接觸器8；同時控制器9檢測到電源丟失信號后，控制互鎖接觸器10切斷電機驅動電源，電機的繞組亦被互鎖接觸器10短接，同時關閉抱閘12。控制器(含驅動器)9繼續監視電源電壓，控制器在掉電后可以繼續運行一段時間，一定時間的延時后仍檢測為掉電，則控制器9確認為外部動力電源1掉電。此時控制器輸出救援信號7(A)在預先設定的自動模式下(開關5斷開)，救援開關7a與電源檢測開關6a一同驅動后備電源接觸器8將后備不間斷電源3投入供電，后備電源開關4在正常情況下處于常閉狀態。(B)在預先設定的手動模式下(開關5閉合)，無需救援開關信號7a，后備電源接觸器8被直接驅動，硬性投入后備不間斷電源3。當備用不間斷電源3投入后，動力電源1同時被接觸器8a互鎖切斷，防止與后備不間斷電源3發生短接。控制器9通過檢測后備電源投入信號8b確定后備不間斷電源3正確投入后，即進入應急救援狀態，程序根據電梯所處的不同狀態，執行不同的操作步驟A當電梯停止在開門區域，電梯轎門處于關閉狀態，控制器利用后備不間斷電源3供電驅動門系統，打開電梯門，疏散乘客。B當電梯停止在非開門區域時，控制器9松開抱閘裝置12，利用轎廂載荷與對重的重量差，電梯會向重量較重的一側緩慢移動，同時控制器9在整個過程中利用脈沖反饋13監控同步電機11運行的速度、方向、距離，保證電梯在安全的狀態下移動至開門區域停車、開門。如果轎廂載荷與對重處于平衡狀態，轎廂無法自由滑動時，控制器利用互鎖接觸器10a投入驅動電源(繞組短接斷開)，控制器9驅動電機使轎廂慢速移動。同時控制器9利用脈沖反饋器13監控電機運行的速度、方向、距離，保證電梯在安全的狀態下移動至開門區域，控制器利用后備不間斷電源3供電驅動門系統，打開電梯門，疏散乘客。在電梯門打開并到位后，控制器9釋放救援開關7a，整個系統失電，這樣可防止后備電源長時間深度放電，確保其使用壽命，不影響人員疏散等。當外部動力電源1恢復正常后，系統無需人為調整即能恢復正常使用。
可以表明，本發明技術方案能夠有效消除電梯因停電而造成乘客被困轎廂內的不安全因素，能夠滿意地疏散乘客，避免風險的發生。可靠性和穩定性較好，經濟效應顯著。
以上僅是本發明的具體應用范例，對本發明的保護范圍不構成任何限制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術方案，均落在本發明權利保護范圍之內。
權利要求
1.同步電機驅動電梯的停電救援方法，其特征在于包括以下步驟—①由電源檢測部件檢測供電電源是否正常，停電事件發生時檢測到輸入電壓丟失，通過程序或外圍的開關設定進入“設定模式”，由控制單元的控制程序執行相應模式下的操作，切入備用電源，備用電源提供同步電機控制器所需電源，由互鎖接觸器短接同步電機的繞組；②備用電源投用后進入停電救援功能，封閉外部電源；③進入救援功能后，首先判斷電梯所處的狀態，然后根據不同狀態執行相應的操作(a)若電梯停止在開門區域，電梯轎門處于關閉狀態，由備用電源打開電梯門，(b)若電梯停止在非開門區域，先松開機械剎車，利用轎廂載荷與對重的重量差，使電梯向重量較重的一側緩慢移動，同時控制單元在整個過程中監控電機運行的速度和方向，保證電梯在安全的狀態下移動至開門區域，打開電梯門；(c)若電梯停止在非開門區域，轎廂載荷與對重的重量差無法使電梯向某一側緩慢移動，則控制系統通過互鎖接觸器提供驅動電源驅動轎箱向消耗電流較小的一側緩慢移動；同時控制單元在整個過程中監控電機運行的速度和方向，保證電梯在安全的狀態下移動至開門區域，打開電梯門；④停電救援結束后，系統自動切斷后備電源供電，待正常電源投用后，系統自動恢復正常運行。
2.根據權利要求1所述的同步電機驅動電梯的停電救援方法，其特征在于所述“設定模式”包括自動模式和手動模式，進入自動模式時，通過母線供電給備用電源切入信號、投入備用電源；進入手動模式時，通過開關或按鈕手動操作給備用電源切入信號、投入備用電源。
3.根據權利要求1所述的同步電機驅動電梯的停電救援方法，其特征在于所述互鎖接觸器處于非吸合狀態時，自動短接電機三相繞組；處于吸合狀態時，接通主電源回路并斷開內部短接回路。
4.根據權利要求1所述的同步電機驅動電梯的停電救援方法，其特征在于所述控制器經過脈沖反饋器再對同步電機進行監控。
全文摘要
本發明涉及同步電機驅動電梯的停電救援方法，由電源檢測部件檢測供電電源是否正常，發生停電事件時檢測到輸入電壓丟失，通過程序或外圍的開關設定，進入設定的模式，切入備用電源，備用電源提供控制器所需電源，由互鎖接觸器短接同步電機的繞組；進入停電救援功能，封閉外部電源；程序根據電梯所處的不同狀態執行相應的操作若電梯停止在開門區域，電梯轎門處于關閉狀態，由備用電源打開電梯門，若電梯停止在非開門區域，先松開機械剎車，利用轎廂載荷與對重的重量差，使電梯向重量較重的一側緩慢移動，在安全的狀態下移動至開門區域打開電梯門。本發明有效消除電梯因停電而造成乘客被困轎廂內的不安全因素，滿意地疏散乘客，避免風險的發生。
文檔編號B66B5/02GK101066732SQ200710023409
公開日2007年11月7日 申請日期2007年6月1日 優先權日2007年6月1日
發明者趙碧濤, 王鑫鋼, 凌敏芝, 楊根林 申請人:蘇州江南嘉捷電梯集團有限公司, 蘇州富士電梯有限公司