专利名称：电梯马达电力供应控制的制作方法
电梯马达电力供应控制背景技术
电梯系统包括各种控制特征。电梯规范所要求的一个这样的特征是每当井道门未 正确关闭时电力无法供应给用于推进电梯轿厢的马达。典型的电梯系统包括井道门锁开 关，其在对应的井道门未锁上时提供指示。存在其他状况，其中到马达的电力必须被中断来 满足当前规范要求。每当存在这样的状态时，电梯驱动与马达之间的连接通过在该位置处 断开开关触点而中断。这些开关触点使马达从电梯驱动断开使得马达无法从驱动接收电 力。
与该方法关联的一个缺点是它在驱动与马达之间需要相对昂贵的一组触点。另 外，这些开关触点需要定期检查和维护，这引入额外的成本。开关触点必须能够在这些门中 的一个被打开或另一个安全装置提供马达不应被供电的指示时使马达从驱动断开。驱动与 马达之间典型的开关触点的另一个特征是测试它们以在每个电梯运行之前或之后证实功 能性。发明内容
示范性电力供应组件包括驱动装置，其具有母线电容器。与该驱动装置的输入侧 关联的开关选择性地使该驱动装置连接到电力供应。电感器具有阻抗，其在开关使驱动装 置的输入侧连接到电力供应时的母线电容器初始充电期间限制供应给母线电容器的电流 量。限制性电路部分使电感器的谐振效应衰减。该限制性电路部分具有允许母线电容器快 速充电的电阻。电感器的阻抗对母线电容器有多快充电具有比电阻的影响较显著的影响。 限制性电路的衰减因子在母线电容器充电期间控制母线电容器的电压。
将通过下列详细说明使公开的示例实施例的各种特征和优势对于本领域内技术 人员变得明显。伴随着详细说明的图可以简要地描述如下。
图1示意地图示根据本发明的实施例设计的电梯系统。
图2示意地图示根据本发明的实施例设计的电力供应组件。
具体实施方式
图1示意地示出示例电梯系统20。以已知方式在井道24内支承电梯轿厢22。马 达26促使电梯轿厢22在该井道24内期望的移动。驱动装置30控制马达26的操作。该 驱动装置30包括已知部件并且使用已知技术来控制马达26的操作以控制电梯轿厢22的 移动。
井道24包括在对应的多个平台处的多个开口 32使得乘客可以在选择的平台处进 入或离开电梯轿厢22。每个开口 32具有至少一个门34用于选择性地关闭该开口。常规 的门位置指示器36提供对应的门34何时打开的指示。根据电梯规范，在打开门34中的任 何门时，驱动装置30将不促使电梯轿厢22移动。每次打开门34时，到马达26的电力被断开。存在需要中断到马达26的电力的其他已知状况。例如，存在已知的安全链输入，其提供关断到马达26的电力的指示。
图2示意地示出电力控制组件40,其用于控制到马达26的电力供应。图示的示例包括用于控制电力何时可以从驱动装置30的输出侧42供应给马达26的独特设置。常规的电梯系统包括如上文描述的在驱动装置30与马达26之间的输出侧42处用于每当井道门34打开时中断到马达的电力供应的开关设置(未示出)。图示的示例消除了对输出侧42 处的这样的开关的任何需要。
驱动装置30具有输入侧44，其配置成从电力供应46接收电力。开关48选择性地使驱动装置30连接到该电力供应46。在先前的电梯系统中，驱动装置30的输入侧44上的开关将用作驱动装置30与电力供应46之间的主断开。图示的示例使用开关48用于响应于来自安全装置的指示控制到马达26的电力供应。每当存在需要使马达26断电的状况时，开关48断开。例如，当门位置指示器36中的任何门位置指示器提供门34打开的指示时，开关48断开电力供应46。开关48还能用作自电力供应46的主断开。
输入侧44具有关联的电感50。DC母线52与驱动装置30关联。该DC母线52 在该不例中具有关联的电容器54,其是闻压、闻电流电容器以允许显者的大电流幅度在持续短脉冲时期期间引入驱动装置30的前端。图示的驱动部件56 (示出为二极管但可包括 IGBT)也具有高电流能力。仅图示选择的驱动装置30的部件。本领域内技术人员将认识到在电梯驱动装置30中还包括什么其他部件。
图示示例的一个方面是开关48每次使电力供应46从驱动装置30断开时，在开关 48使驱动装置30连接到电力供应46的通电时间对DC母线52再充电变得必要。与开关 48在该示例中使用所采用的方式一致地在输入侧44处使用开关48牵涉每次电梯轿厢22 停在平 台处并且打开门时或在与安全链关联的任何其他装置指示到马达26的电力必须被关断的任何其他时间关断到马达26的电力。假设开关48在输入侧44上，整个驱动装置30 从电力供应46断开。这显示出必须在通电时间快速对DC母线52充电使得门关闭(或其他安全链状况被解决)后电梯轿厢22再次移动之前不存在不可取的延迟的独特挑战。
图示的示例包括独特的部件设置，用于使在通电时间来自电流涌入的任何负面影响最小化并且使将与对DC母线52充电的需要关联的任何延迟最小化。电力控制组件40 控制在通电时间到驱动装置30的电流输入。限制性电路部分58与驱动装置30的输入侧 44关联。在该示例中，该限制性电路部分58包括电阻元件60。一个示例电阻元件60包括热敏电阻。另一个示例电阻元件60包括电阻器。热敏电阻可提供能够在通电时间吸收大量的能量同时使成本保持在期望极限内的优势。如果需要电阻器的额定值适用于大量输入能量，则它不可取地视为昂贵的。
限制性电路部分58具有使电感50的谐振效应(B卩，LC谐振脉冲)衰减的主要功能。限制性电路部分50的电阻选择为足够低使得在通电时间它对到DC母线52的电流涌入没有显著影响。相反，电感50的阻抗当在通电时间对DC母线52充电时具有主要电流限制效应。这与其中电阻选为电流限制因子的设置相比是独特的。相反，在该示例中，选择电阻以提供期望的衰减因子用于使电感50的谐振衰减。图示的示例允许足够快地对DC母线 52 (B卩，母线电容器)充电来满足能够在通电时间后使电梯快速移动的期望，并且保护驱动装置30免受大的电流涌入的影响以及在对DC母线52充电时保护DC母线52免受过电压状况影响。
输入侧44处的电路可以表现为RLC电路，其具有由方程con=SQRT(l/LC)和 d=(R/2)*(SQRT(C/L))描述的特性。在该示例中，《 是固有频率并且d是电阻性电路部分 58的衰减因子。
该示例包括至少选择C和R的值来实现期望的衰减效应以防止电感50的谐振向 DC母线52提供过多的电流使得过电压状况将产生。如果未被衰减，结果可能是DC母线电压是期望的两倍那么高。部件值在一个示例中选择如下。
L值典型地用驱动装置30的额定功率标度。较大的驱动将具有较低的电感值L。
选择DC母线52的电容值C使得ωη≥1000rad/s (即，固有频率≥160Hz)。这允许快速对DC母线52充电。在一个示例中，在近似IOOms内使DC母线52完全充电。能够在约IOms内对DC母线52充 电是可取的。约IOms和IOOms之间的充电时间在图示示例中是能接受的。
该充电时间显著低于在驱动装置连接到电源时控制到它的电力的先前的设置。在那些设置中的充电时间典型地将是大约至少几秒。那些设置不必提供这样的快速响应时间，因为没有响应于安全链指示来使用它们用于关断到马达的电力。相反，那些设置如上文描述的那样使马达从驱动装置断开。
选择电阻性电路部分58的电阻R使得衰减因子d在O. 7和5之间。一个示例使衰减因子d维持在I和2之间的范围中。提供小于O. 7的d值的R值导致在母线充电期间 DC母线电压的显著过冲。提供大于5的d值的R值导致对母线充电所需要的时间长度显著增加。该后者状况在典型的其中母线电容器是大的电梯驱动设计中存在。
在图示的示例中，快速对DC母线电容充电使得电感50提供阻抗以在充电期间限制电流，同时电阻性电路部分80的电阻在充电期间对限制电流具有最小影响。电感50引入LC谐振，其可以在DC母线52上引起过电压状况，因此电阻性电路部分提供衰减效应来使电感50的谐振效应衰减。部件值的该组合提供快速对DC母线52充电同时使用输入侧 44上的开关48用于响应于安全链指示关断到马达的电力的能力。
图示的示例包括控制62，用于在通电时间选择性地促使电流流过电阻元件60。在该示例中，该控制62作为具有开关64和66的继电器而操作，在电流到达驱动装置30之前促使其流过电阻元件60是可取时断开这些开关64和66。开关64与第一输入端68关联并且开关66与第二输入端70关联。第三输入端72在该示例中不具有关联的开关。
控制62在开关48使电力供应46连接到驱动装置30的通电时间断开开关64和 66。开关64和66保持断开使得电阻元件60在对DC母线52充电时提供期望的衰减效应。 这通过防止DC母线52上电压超出期望量而在通电时间预防过电压状况并且在通电时间保护驱动装置30免受电流涌入的影响。电阻元件60允许输入侧44的电感50成为预充电电路的一部分用于快速对电容器54和DC母线52充电，这在下一个电梯运行可以开始之前使与对DC母线52充电关联的任何延迟降低。
一旦获得驱动装置30的选择的状况，继电器开关64和66闭合使得电阻元件60 被绕过并且不再有电流流过它。反而，电流现在可以直接流到驱动装置30。在图示的示例中，控制62响应于DC母线52变成完全充电而闭合开关64和66。开关64和66保持闭合直到开关48断开电力供应46的下一个时间。
图示的示例包括在驱动装置30从电力供应46断开时用于驱动装置电子器件中的 一些的补充电源90。
与先前的电梯系统设计相比，图示的示例消除了驱动装置30与马达26之间的一 组开关触点，并且因此，提供空间和成本节省。公开的示例还使电力控制组件的设计简化并 且在使驱动装置30和马达26相对于彼此而定位方面允许较多的灵活性。
前面的说明本质上是示范性的而不是限制性的。对公开的示例的变动和修改不必 偏离本发明的本质对于本领域内技术人员可变得显著。给予本发明的法律保护范围可以仅 通过研究下面的权利要求确定。
权利要求
1.一种电力供应组件，其包括 驱动装置，其具有输入侧和输出侧用于向马达提供电力，所述驱动装置包括母线电容器； 开关，其与所述驱动装置的所述输入侧关联用于选择性地使所述驱动装置的所述输入侧连接到电力供应； 电感器，其具有阻抗，所述阻抗在所述开关使所述驱动装置的所述输入侧连接到所述电力供应时的所述母线电容器初始充电期间限制供应给所述母线电容器的电流量；以及限制性电路部分，其与所述输入侧关联用于使所述电感器的谐振效应衰减，所述限制性电路部分具有允许所述母线电容器快速充电的电阻，所述电感器的阻抗对母线电容器有多快充电具有比所述电阻的影响较显著的影响，所述限制性电路的衰减因子基于所述母线电容器的电容、所述电感器的电感和所述电阻之间的关系使得所述衰减因子在所述母线电容器充电期间控制所述母线电容器的电压。
2.如权利要求1所述的组件，其中所述电阻允许所述母线电容器在约100毫秒内充电。
3.如权利要求1所述的组件，其中所述电阻允许所述母线电容器在约10毫秒内充电。
4.如权利要求1所述的组件，其中所述电容具有提供大于160Hz的所述组件的固有频率的值，所述固有频率基于所述电容与所述电感之间的关系。
5.如权利要求1所述的组件，其中选择电阻以建立在0.7和5之间的衰减因子。
6.如权利要求5所述的组件，其中所述衰减因子在I和2之间。
7.如权利要求1所述的组件，其中所述衰减因子(d)由方程d=(R/2)*(SQRT(C/L))描述的所述母线电容器的电容(C)、电感(L)和电阻(R)之间的关系限定。
8.如权利要求1所述的组件，其中在满足所述电梯驱动装置的选择状况并且所述输入侧连接到所述电力供应之后所述限制性电路部分被绕过使得没有电流流过所述限制性电路部分。
9.如权利要求8所述的组件，其中所述选择状况包括所述母线电容器被完全充电。
10.如权利要求1所述的组件，其中所述限制性电路部分包括电阻器。
11.如权利要求1所述的组件，其中所述限制性电路部分包括热敏电阻。
12.如权利要求1所述的组件，其中所述限制性电路部分配置成在所述开关使所述驱动装置连接到所述电源时防止超出期望量的电压被提供给所述驱动装置。
13.如权利要求1所述的组件，其包括 控制，其与所述限制性电路部分关联用于控制电流是否流过所述限制性电路部分。
14.如权利要求1所述的组件，其中所述输入侧包括三个输入端，所述限制性电路部分与所述输入端中的第一输入端关联用于在对所述母线电容器充电时吸收所述第一输入端上的能量、与所述输入端中的第二输入端关联以及与所述输入端中的第三输入端关联，第二输入端在对所述母线电容器充电时具有开路配置，第三输入端在对所述母线电容器充电时未被中断。
15.一种控制到马达的电力供应的方法，其包括以下步骤 选择性地使驱动装置的输入侧连接到电力供应用于通过所述驱动装置的输出侧向所述马达提供电力；在所述驱动装置连接到所述电力供应的通电时间期间对所述驱动装置的母线电容器充电； 在所述通电时间期间使用电感器的阻抗限制所述驱动装置的所述输入侧处的电流的流动；以及 使用限制性电路部分使所述电感器的谐振效应衰减，所述限制性电路部分具有允许所述母线电容器快速充电的电阻，所述电感器的阻抗对所述母线电容器有多快充电具有比所述电阻的影响较显著的影响，所述限制性电路的衰减因子基于所述母线电容器的电容、所述电感器的电感和所述电阻之间的关系使得所述衰减因子在所述母线电容器充电期间控制所述母线电容器的电压。
16.如权利要求15所述的方法，其包括在约100毫秒内使所述母线电容器完全充电。
17.如权利要求15所述的方法，其包括在约10毫秒内使所述母线电容器完全充电。
18.如权利要求15所述的方法，其中所述电容具有提供大于160Hz的所述组件的固有频率的值，所述固有频率基于所述电容与所述电感之间的关系。
19.如权利要求15所述的方法，其中选择电阻以建立在0.7和5之间的衰减因子。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述衰减因子在I和2之间。
全文摘要
示范性电力供应组件包括驱动装置，其具有母线电容器。与该驱动装置的输入侧关联的开关选择性地使该驱动装置连接到电力供应。电感器具有阻抗，其限制在开关使驱动装置的输入侧连接到电力供应时的母线电容器初始充电期间供应给母线电容器的电流量。限制性电路部分使电感器的谐振效应衰减。该限制性电路部分具有允许母线电容器快速充电的电阻。电感器的阻抗对母线电容器有多快充电具有比电阻的影响较显著的影响。限制性电路的衰减因子在母线电容器充电期间控制母线电容器的电压。
文档编号B66B1/06GK103003179SQ201080068329
公开日2013年3月27日 申请日期2010年7月30日 优先权日2010年7月30日
发明者D.J.马文, M.曼, S.M.米利特 申请人:奥的斯电梯公司