专利名称：电梯紧急电控断路保护系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电梯的安全控制技术，尤其是涉及限制电梯恶性事故发生的电气断路保护系统，属电梯电气控制安全保护技术领域。
背景技术：
电梯作为载人运输机械，为了确保其安全性，在技术上必须设置电气方面和机械方面的多重安全保障。以电梯超速时的保护为例，在机械保护方面，目前仍依靠安全钳装置、夹绳器装置，端站附近的保护则依靠缓冲器装置。在电气保护方面，目前一般采用的方法依然仅依靠限速器上的超速动作行程开关来控制一个安全继电器，安全继电器的触点再间接地控制抱闸接触器和运行接触器的线圈。当超速动作行程开关因电梯超速而断开时，
安全继电器首先失电，进而令抱闸接触器和运行接触器的控制线圈失电，最终让抱闸失电而制停电梯。端站附近的电气保护则依靠接近端站的长程、短程位置信号开关(也称强迫减速开关)，当开关动作时，电梯适时给出减速指令而不是停车、制动指令。电梯超越平层位置后的保护依靠越程限位保护开关和极限位置保护开关的通、断动作，间接令抱闸接触器失电，最终还是依靠抱闸失电来制停电梯。机械式的超速保护装置的弊端是当其发生超速动作时，由于机械冲力巨大，不仅会致电梯有关机械部件的较严重破坏、伤害或变形，而且还可致乘客恐慌或轻伤，并且检修恢复作业的难度增加，恢复正常的作业时间较长。如果电气保护能够在紧急情况下可靠地发挥其制停电梯的作用，则它的优越性是显而易见的，因为其制停时的冲击力较小，不会造成机械部件的伤害或变形，不至于引起乘客的恐慌或轻伤，恢复正常的作业时间也较短。但是，目前的电气安全保护措施却仅局限于间接式保护，即使在紧急情况下，也没有采取直接的断路式保护措施，这就使得当间接保护的电器发生不可靠问题时，电梯便会发生失控故障，而这样的故障往往又会引发更加恶性的事故发生。例如现实中曾发生过多起因抱闸控制接触器触点粘连而引发的电梯冲顶伤人事故实例，还发生过因安全回路被意外短接而引起电梯溜车、甚至剪切伤人的事故等等，这些例子无不证明依靠行程开关先控制继电器，再依靠继电器来控制抱闸接触器，最终再利用抱闸接触器来令抱闸失电的这种间接式制停电梯的方法，在紧急情况下存在着严重的不可靠问题。实践中，有不少电梯把安装于井道末端的极限保护开关的触点串联接入电梯的控制电源供电接触器的线圈回路中，使得当电梯在冲过极限位置后，因极限保护开关分断而致使电源供电接触器线圈失电而切断控制回路的电源，使抱闸失电而制停电梯。也有电梯把极限保护开关的触点接入电梯的总电源控制断路器的脱扣控制线圈中，当电梯冲过极限位置时，极限开关接通，脱扣控制线圈因此得电脱扣，令断路开关跳闸，切断电梯的总电源。但上述方法虽然简单，却对溜车或超速运行的电梯毫无作用，因为电梯必须运行到井道末端的极限位置，该保护装置才会动作，而此时才对电梯进行制停，意义已经不大。经申请人有限地查阅电梯技术资料和专利公开文件，均未见这样的电梯公开技术当超速时，或者当其它类型的危险信号超过设定阈值时，令一个受控断路开关跳闸断路，用以至少切断抱闸供电电源或者切断电梯总电源。[0005]本实用新型的目的就是要克服上述缺点，弥补现有技术的不足，提出一种电梯紧急电控断路保护系统。这一系统的积极意乂在于I、可以完全保留现行的电气控制间接保护系统，而把本系统作为电气保护系统中的第二重重要保护关卡，现行的所有保护都不会因此而受到影响，这将大大提高电梯系统的安全可靠性。2、在电梯行程中的任意位置，只要电梯发生失控、溜车、超速等类的紧急情况，都可立即至少切断电梯抱闸供电电源，或者切断电梯供电总电源，从而强行令抱闸线圈失电而制停电梯。3、即使失控、溜车或者超速的原因是抱闸控制线路中的接触器或继电器的触点粘连引起，或者是因接触器、继电器损坏、卡阻而引起，或者是因局部电路意外短接而引起，或者是因为偶发性电梯失控引起，这一系统都能正常发挥作用，都能做到及时地切断抱闸供电，制停电梯。 本实用新型的另一目的是把本实用新型的实质性技术应用于电梯控制装置中。例如可以将本系统应用于电梯的控制柜中，使之成为一种具有紧急电控断路保护功能的电梯控制柜。本实用新型的再一目的是把本实用新型的实质性技术应用于电梯这一大系统中，使之成为具有紧急电控断路保护系统的电梯。
发明内容本实用新型是这样实现的一种电梯紧急电控断路保护系统，包括电梯的总电源供电线路、抱闸制动器控制电路、主控系统装置、安全回路、门联锁回路和电梯曳引电动机，包括安装于电梯限速器上的超速动作开关XSK，包括电梯的运行速度传感元件SCQ，包括安装于接近电梯井道上、下端站的位置信号元件SDK和XDK，其特征在于还包括一个受控断路开关装置，所述受控断路开关装置包括带有一组主控电触点的断路开关(I)，包括一个带有脱扣控制线圈L的受控脱扣机构(2)，包括一个可对受控脱扣机构(2)中的脱扣控制线圈L施以通、断电流控制的脱扣控制器或脱扣控制电路(3)，所述(I)、(2)和(3)三者可以有不同的组合形式而构成一个独立体或二个独立体或三个独立体；所述断路开关(I)的一组主控触点串联在所述电梯的总电源供电线路中，或者串联在至少能够向所述抱闸制动器线圈供电的线路中；所述脱扣控制器或脱扣控制电路(3)受控于一个常开型断路指令受控端KD和/或一个常闭型断路指令受控端BD ;设置一个或多个电梯紧急断路施控开关电触点与受控端KD端和/或BD端相电连接，其中若正常情况下是断开型的开关触点电连接至所述常开型断路指令受控端KD，若正常情况下是闭合型的开关触点电连接至所述常闭型断路指令受控端BD ;所述受控断路开关装置设置成正常情况下其断路开关(I)能够正常合闸供电，而当其常开型断路指令受控端KD所连接的电梯紧急断路开关触点从断开状态变为接通状态时，或者当其常闭型断路指令受控端BD所连接的电梯紧急断路开关触点从接通状态变为断开状态时，其脱扣控制器或脱扣控制电路(3)都能够立即向其受控脱扣机构(2)中的脱扣控制线圈L输出脱扣电流，使其脱扣机构(2)立即执行脱扣动作，致使其断路开关(I)跳闸断路，分断其主控触点所控制的电路。[0013]上面所述的断路开关(I)、受控脱扣机构(2)和脱扣控制器或脱扣控制电路(3)这三者可以有多种组合形式而构成一个独立体或二个独立体或三个独立体。第一种组合形式是三者都集中组合成一体，可构成一个“外部开关可控制的断路器”，它的内部既包含有断路开关的一组主控制触点(I)，又包含有脱扣控制线圈L和脱扣控制机构(2)，同时又含有脱扣控制电路(3)，并拥有开关型断路指令受控端KD和/或BD。第二种组合形式是(I)和(2)组合成为一体，就是一种带有断路开关主控制触点(I)、脱扣线圈L和脱扣机构(2)的断路器，但这样的断路器还应该有脱扣线圈L的受控引出线，依靠引出线受控于另外一个独立体——脱扣控制器或脱扣控制电路(3)。第三种组合形式是(2)和(3)组合成为一体，构成具有脱扣线圈L、脱扣机构(2)和脱扣控制电路(3)的“分励脱扣器”，这种分励脱扣器还具有开关型断路指令受控端KD和/或BD，并且可与另一个独立体——具有一组开关触点的一个断路开关(I)——紧密安装，使得当这个组合体——分励脱扣器动作脱扣的时候，能够带动断路开关(I)跳闸断路，分断其主控触点。三者还可以相互独立成第四种组合形式，其中的(2)具有脱扣线圈L和脱扣机构，本身就是一种分励脱扣器的形式，它的脱扣受控于脱扣控制器或脱扣控制电路(3)这个独立体，(I)与(2)紧密安装，当独立体(2)受控脱扣时，立即带动断路开关(I)这个独立体，使其跳闸断路，分断其主控开关触点。当然，作 为独立体的脱扣控制器或脱扣控制电路(3)，本身应具有开关型断路指令受控端。开关型断路指令受控端分为常开型受控端KD和常闭型受控端BD，根据需要，可以两者都设置，或者只设置其中之一。也可以两者都设置，但根据需要只利用其中之一。如不用的常闭型受控端，可采用短接的方法将其闲置。不用的常开型受控端，可直接闲置不用即可。这里所述的断路开关，是指适合于电梯应用的低压、小型开关，而小型的、塑壳封装的、具有一组开关触点的断路开关，也俗称“空气开关”。进一步地，为了实现本实用新型的目的，在电梯总供电电源线路上或者至少在抱闸线圈的供电线路上安装了上述受控断路开关主触点的条件下，还必须有断路施控开关触点来对其实施断路控制。首选的断路施控开关触点是电梯限速器上所带有的超速动作行程开关。方法是将电梯限速器上的超速动作开关电触点XSK设置成是一个电梯紧急断路施控开关电触点，其与所述受控断路开关装置中的常开型受控端KD或者常闭型受控端KD电连接，使当所述的超速动作开关电触点XSK从正常状态突变为异常状态时，所述受控断路开关装置的断路开关(I)将因之而立即跳闸，分断其主控触点所控制的电路。一般来说，超速动作开关电触点XSK在正常情况下通常都设置成接通状态，因此，一般情况下它就应该与受控断路开关装置的常闭型受控端KD电连接。在异常情况下，例如超速开关因电梯超速而动作，此时该开关电触点会从闭合状态突变为断开状态，那么受控断路开关装置中的脱扣控制器或脱扣控制电路(3)将立即向受控脱扣机构(2)中的脱扣线圈L输出电流，令其脱扣，带动断路开关(I)跳闸断路，分断其主控触点，最终切断抱闸电源，使电梯制停。进一步地，还可以利用电梯的一个运行速度传感元件SCQ，增设一个超速检测装置
(4)，将其超速继电输出电触点CSJ设置成是一个电梯紧急断路施控开关电触点，其与所述受控断路开关装置中的常开型受控端KD相电连接，并设置成当所述电梯的运行速度超过检测装置(4)中的预设定阈值时，所述超速继电输出电触点CSJ即从分断状态突变为吸合接通状态，所述受控断路开关装置的断路开关(I)将因之而立即跳闸，分断其主控触点所控制的电路。在现代电梯中，运行速度传感元件SCQ通常是数字式光电发码器，它通常安装在电梯曳引机轴端，与曳引电机同轴旋转。也有与电梯限速器同轴安装的。这里设置一个超速监测装置(4)，内设置数字电路，利用电梯的速度传感器发出的数字电脉冲计算出电梯的实际运行速度，与装置(4)预设定的超速阈值进行比较，当实际运行速度大于这个预设定的超速阈值时，可判定电梯发生了超速，在经过适当的技术处理后，如果电梯仍然处于超速状态，则立即令超速监测装置(4)中的输出继电器吸合，其输出继电触点CSJ即从断开状态突变为接通状态，所述受控断路开关装置中的常开型受控端KD因接收到这一状态突变的开关信号，其脱扣控制器或脱扣控制电路(3)将立即向受控脱扣机构(2)中的脱扣线圈L输出电流，令其脱扣，带动断路开关(I)跳闸断路，分断其主控触点，最终切断抱闸电源，使电梯制停。进一步地，当曳引电动机是永磁同步电机时，可在所述曳引电动机的驱动进线电路上设置一个曳引电动机路端频率检测装置(5)，并将其超频继电输出的继电触点CPJ设置成是一个电梯紧急断路施控开关电触点，其与所述受控断路开关装置中的常开型受控端KD相电连接，并设置成当所述曳引电动机的路端频率超过检测装置(5)的预设定频率阈值·时，所述超频继电输出电触点CPJ即从分断状态突变为吸合接通状态，所述受控断路开关装置的断路开关(I)将因之而立即跳闸，分断其主控触点所控制的电路。之所以选择在曳引电动机是永磁同步电机的时侯，可在所述曳引电动机的驱动进线电路上设置一个曳引电动机路端频率检测装置(5)，其一是考虑到永磁同步电梯的路端频率与其运转速度是成正比的，因此当电机超速运转时，其路端频率也必定超频。其二是考虑到在一些特殊情况下，当电梯变频装置的输出接触器失电而分断其与永磁同步电机的电联系后，如果永磁同步电机还在运转，那么它将向一台发电机一样，其定子绕组会在路端发出电压，且其电压的频率也与其转速成正比关系。因此即使在电梯变频装置已经与电机断开的情况下，超频检测装置(5)仍然可以检测到电动机是否超速。如果检测装置(5)监测到电梯已经超速，则立即令其控制下的输出继电器CPJ吸合，其输出继电触点CPJ即从断开状态突变为接通状态，所述受控断路开关装置中的常开型受控端KD因接收到这一状态突变的开关信号，其脱扣控制器或脱扣控制电路⑶将立即向受控脱扣机构⑵中的脱扣线圈L输出电流，令其脱扣，带动断路开关(I)跳闸断路，分断其主控触点，最终切断抱闸电源，使电梯制停。进一步地，将所述电梯的主控系统装置所控制的一个继电触点YO设置成是一个电梯紧急断路施控开关电触点，其与所述受控断路开关装置中的常开型受控端KD或者常闭型受控端KD电连接，使当所述继电触点YO的开关状态受控而从正常状态突变为异常状态时，所述受控断路开关装置的断路开关(I)将因之而立即跳闸，分断其主控触点所控制的电路。这里的继电触点YO是受电梯的主控系统装置所控制的，电梯的主控系统装置通常可以是微机控制的电脑板，或者是可编程序控制器PLC，而继电触点YO可以是电脑控制板或者PLC的一个继电输出点，当然也可以是在电脑控制板或者在PLC控制下的一只外部继电器的电触点，该电触点YO既可以设置成在正常情况下是断开的(常开型)，也可以设置成在正常情况下是闭合的(常闭型)。[0022]既然继电触点YO受电梯的主控系统装置所控制，那么它的动作状态就可以通过电脑控制板中的微机或者PLC通过程序设置来控制。所以进一步地，所述电梯的主控系统装置设置成可以通过所述电梯测速装置来检拾并判断所述电梯是否超速，当所述电梯超速的幅值大于所述电梯的主控系统装置中预设定的动作阈值时，所述电梯的主控系统装置随即令其所述继电触点YO从正常状态突变为异常状态。也就是说，电梯的主控系统装置可以编写这样的一段程序利用电梯的测速装置，例如可利用安装在电梯曳引机轴端的数字式发码器SCQ，主控系统的电脑装置可以通过它传递进来的单位时间脉冲数来计算出电梯当前的运行速度，将此速度与电脑中的预设超速阈值相比较，当电梯当前的运行速度值大于预设定的超速阈值时，经过适当的技术处理，电梯的主控电脑装置随即可令其控制下的继电触点YO从正常状态突变为异常状态，例如从正常时的YO断开(常开)状态，变为继电吸合、YO接通状态，于是受控断路开关装置中的常开型受控端KD因接收到这一状态突变的开关信号，其脱扣控制器或脱扣控制电路(3)即向受控脱扣机构(2)中的脱扣线圈L输出电流，令其脱扣，带动断路开关(I)跳闸断路，分断其主控触点，最终切断抱闸电源，使电梯制停。 有了电梯的电脑控制板或者PLC，还可以赋予YO其它很多功能，例如进一步地，可以通过所述电梯测速装置和所述门联锁回路的正常与否状态来检拾并判断所述电梯是否处于开门运行中，当所述电梯正处于开门运行状态，且运行速度或者运行时间大于所述主控系统装置预设定的最高允许阈值时，所述电梯的主控系统装置随即令其所述继电触点YO从正常状态突变为异常状态。电梯若开门运行，只要速度足够大，时间足够长，即可判定为是发生了危险的溜车，这时应该至少立即切断抱闸线圈的供电电源，让电梯制动。本系统让电脑控制下的继电输出电触点YO来承担、或者同时来承担这一断路信号的输出任务。当电脑依据所编程序和输入条件计算并判定电梯开门运行的速度或者时间大于预设定的阈值时，即令继电触点YO从正常状态突变为异常状态，例如令继电触点YO从正常时的分断状态突变为吸合、接通状态，于是受控断路开关装置中的常开型受控端KD因接收到这一状态突变的开关信号，其脱扣控制器或脱扣控制电路⑶即向受控脱扣机构⑵中的脱扣线圈L输出电流，令其脱扣，带动断路开关(I)跳闸断路，分断其主控触点，最终切断抱闸电源，使电梯制停。进一步地，采用电脑控制系统的现代电梯还可以赋予或者同时赋予YO另一个功能，通过所述电梯测速装置和所述电梯接近井道上、下端站的位置信号开关SDK和XDK的状态来检拾并判断所述电梯是否已经快速接近井道的端站，如果检拾到所述的任一端站信号开关已经处于非正常状态，经技术性延时后所述电梯仍然处于未减速的高速运行状态时，所述电梯的主控系统装置随即令其所述继电触点YO从正常状态突变为异常状态。当电梯已经接近井道的端站附近时，将触动端站位置信号开关SDK(上端站)或XDK(下端站)动作，若此时电梯仍然没有减速，仍旧高速运行，并且没有减速迹象，就可以判定为电梯已经失控，所以电梯的电脑控制系统中可编写这样的一段程序，该程序可以根据端站位置信号开关SDK或XDK的动作情况，以及电梯通过速度传感元件检测到的即时速度来判断电梯是否已经处于失控状态，若比较结果为“是”，则令继电触点YO从正常状态突变为异常状态，例如令继电触点YO从正常时的分断状态突变为吸合、接通状态，于是受控断路开关装置中的常开型受控端KD因接收到其状态突变的开关信号，其脱扣控制器或脱扣控制电路(3)即向受控脱扣机构(2)中的脱扣线圈L输出电流，令其脱扣，带动断路开关
(I)跳闸断路，分断其主控触点，最终切断抱闸电源，使电梯制停。事实上，由于系统中安装了具有本实用新型技术特征的受控断路开关装置，使得可以把其它的紧急情况也都采用上述的方法，将其转变为一个开关信号，并将此开关信号设置成是一个向所述受控断路开关装置施控的紧急断路施控信号，这样，当该紧急情况发生时，可立即令受控断路开关装置中的断路开关(I)跳闸断路，分断其主控触点，最终切断抱闸电源，使电梯制停。需要说明以下两点I、叙述中若仅提及受控断路开关装置中的受控端KD或BD，那么是忽略而未叙述受控公共端COM。事实上，本系统的受控断路开关装置中除了具有常开型受控端KD或常闭型受控端BD外，还必须有受控公共端COM。同样，在连接受控端KD或BD的时候，还需要同 时连接受控公共端COM。2、本实用新型所述的受控断路开关装置的受控端KD、BD不仅可以接受有触点型开关信号，还可以接受无触点型开关信号。例如完全可以接受光电耦合器的输出端信号，又例如可以接受晶体管集电极输出形式的开关信号。
附图列举了几个实施例，作为本实用新型的几种可行的应用。但事实上，这几个应用例是很不全面的，实践中可在不改变本实用新型实质内容的条件下做一定的技术性调整，以适应具体的电梯系统。图I是将受控断路开关装置安装在电梯三相电源进线端的一个实施例。图2是将受控断路开关装置安装在电梯抱闸线圈BZ的IlOV电源交流侧的一个实施例。图3是将受控断路开关装置安装在电梯控制变压器BYQ的380V电源进线端的一个实施例。该例同时公开了最常见的常闭型电梯限速器开关XSK与受控断路开关装置的配接方法。图4是将受控断路开关装置安装在电梯抱闸线圈BZ采用220V电源的220V交流侧的一个实施例。该例同时公开了所述脱扣控制电路(3)的一种具体电路原理实施例。图5公开了所述超频监测装置(5)的一种具体电路构成原理框图例。
具体实施方式
下面结合几个具体的实施例，对本实用新型作进一步的详细说明。但申请人对这些实施例的描述不是对技术方案的限定，任何依据本实用新型的构思所作的形式上而非实质的变化，都应当视为本实用新型的保护范围。图I是将受控断路开关装置安装在电梯三相电源进线端的一个实施例，且受控断路开关装置是一个包括了断路开关(I)、受控脱扣机构(2)和脱扣控制电路(3)三个部分的组合统一体，他们构成一个统一的独立体装置，也即受控断路开关装置是一个带有常开受控端KD和常闭受控端BD的特殊断路器。三相交流电源经Χ0、Υ0、Ζ0三端输入受控断路开关装置中的断路开关(1)，输出端为XI、YU Z1，其中的Xl和Zl两端的380V电源进入变压器BYQ的输入端后，分为两组电源，AC24V经熔断器RD2至低压用电系统(图中因无关未画出)，另一路为ACl 10V，经熔断器RDl后又分两路，一路向ACllOV的交流接触器提供控制电源，另一路经整流器ZL整流后，经熔断器RD3输出，向抱闸线圈BZ及其控制电路提供直流电。图中，电压等级为ACllOV的变频器输出控制接触器YC由电梯控制系统KXT控制下的继电输出点Yl控制其线圈的供电，R和C为其线圈的阻容吸收回路。该控制回路中的继电控制触点MSJ是电梯门联锁回路继电器的一个常开型触点。抱闸控制回路中的控制触点还包括安全回路继电器触点YJ，变频器输出接触器控制触点YC，抱闸控制接触器触点BZC (无关触点的控制回路这里忽略)。电梯曳引电动机YDJ受控于变频器BPQ，它的三相交流输入取自断路开关(I)的受控出线XI、Yl和Zl，变频器的输出端U、V、W在受控于接触器YC后向曳引电机YDJ输送经变频的受控交流电。与曳引电机YDJ同轴连接一只光电数字式发码器SCQ，它输出的脉冲频率与电动机YDJ的转速成正比，因此它作为测速装置，其脉冲中的一路向变频器BPQ输送，以构成闭环调速系统。SCQ输出脉冲的另一路进入本系统中的超速监测装置(4)，它的一对继电常开触点CSJ接至受控断路开关装置中的常开受控端KD。SCQ输出脉冲还有一路进入电梯主控制系统KXT，系统根据所编程序对电梯的运行速度进行检测。同时受监测的还有接于系统输入端的门联锁继电器触点MSJ、接近井道上端站的行程开关SDK和接近井道下端站的行程 开关XDK，这里它们分别通过输入点X7、X5、X6及公共端COMl与系统相联。控制系统通过监测分析后，通过控制一个继电输出点YO来与本保护系统相关联。因本例中，YO在正常情况下是常开型，故其联接于受控断路开关装置中的常开型受控端KD。另外，安装于电梯限速器上的超速动作开关XSK因为在正常情况下其触点是接通的，故须连接至受控断路开关装置中的常闭型受控端BD。当电梯超速的情况发生时，如果超速监测装置(4)中的超速继电器CSJ吸合，则常开型受控端KD与COM之间从“开”状态变为“闭”状态，因此受控断路开关装置因受此控制而令断路开关(I)断路，分断其主控触点，切断变压器BYQ的输入端电源进线，抱闸线圈BZ失电而使电梯制停。如果电梯超速令限速器上的超速动作开关XSK动作，则该开关从接通状态突变为断开状态，受控断路开关装置的常闭受控端BD因受此控制而令断路开关(I)断路。如果电梯不是超速，而是开门运行，则门联锁继电器触点MSJ从正常时的闭合状态变为分断状态，而曳引电机的轴端发码器SCQ还在产生脉冲，就说明电梯仍在运行，电梯的控制系统KXT于是通过其程序的运行，最终令其控制下的继电触点YO从正常时的分断状态突变为吸合接通状态，受控断路开关装置中的常开受控端KD因受此控制而令断路开关
(I)断路，分断其主控触点。如果电梯在接近井道端站的情况下还在高速运行，则系统KXT通过上端位置开关SDK及下端位置开关XDK的突变情况，以及经发码器SCQ传递来的电梯运行速度情况，经程序运行、比较、判断，可适时作出让所控制的继电触点YO吸合的命令，于是受控断路开关装置中的常开受控端KD因受此控制而令断路开关(I)断路，分断其主控触点。图2是将受控断路开关装置安装在电梯抱闸线圈BZ的IlOV电源交流侧的一个实施例。本实施例与图I实施例的不同之处主要有三点—是受控断路开关装置分成了两个独立体，其中一个独立体是由具有脱扣线圈L的脱扣机构(2)和脱扣控制电路(3)组合而成的一种“分励脱扣器”，另一个是具有两个开关主触点的断路器(I)，它与分励脱扣器紧密安装在一起，当脱扣机构(2)脱扣时就会带动断路器(I)同时跳闸断路。二是断路开关的主控触点串联在抱闸供电线路的交流供电一侧，这样，即使断路开关(I)断路，也不会影响电源向其他回路供电。三是本例中的曳引电机YDJ是永磁同步电动机，它的进线端接入了曳引电机路端频率检测装置(5)，其超频输出继电器CPJ的一个常 开触点与脱扣控制电路(3)的外接常开受控端KD及受控公共端COM相连接。当电梯发生超速时，曳引机转速超过正常转速，电动机路端频率检测装置(5)的超频输出继电器CPJ吸合，其常开触点CPJ的吸合使常开受控端KD与COM端短接，于是引起受控断路开关装置的脱扣机构(2)脱扣，进而带动断路开关(I)断路，分断抱闸回路的供电线路，使电梯制停。其余部分的原理与图I实施例相同。图3是将受控断路开关装置安装在电梯控制变压器BYQ的380V电源进线端的一个实施例。该例同时公开了最常见的常闭型电梯限速器开关XSK与受控断路开关装置的常闭受控端BD配接的方法。本例中的受控断路开关装置采用三个独立体，其中(3)自成一个脱扣控制器，(I)和(2)紧密安装在一起，并通过专用连杆彼此相联，使得当脱扣机构(2)脱扣时，可立即带动断路开关⑴断路。限速器开关XSK是串联在电梯直流IlOV安全回路继电器YJ的控制回路中诸多开关中的一个，为了相互不受影响，本例在开关XSK的安全回路一侧中串联一隔离二极管D1，同时在与脱扣控制器(3)的常闭受控端BD的接线线路中也串联隔离二极管D2，这样，当XSK断开时，脱扣控制器(3)的常闭受控端BD立即与受控公共端COM断开，脱扣机构(2)便脱扣，驱动断路开关(I)断路。这样的连接具有独特的作用，例如假设安全回路被意外短路封锁，即假设有一段导线连接了 DC. +端和安全继电器YJ的接正极端，由于二极管Dl和D2的隔离导向作用，使限速器开关XSK在电梯超速而断路时，断路开关(I)的分断作用并不会受到上述短接线的影响。本例还引入了超速监测装置⑷，它的速度信号来自速度传感器SCQ，也亦与曳弓I机同轴连接的数字式发码器。该装置采用AC24V供电，其超速检测输出继电器的一个常开触点CSJ与脱扣控制器(3)的常开型受控端KD及受控公共端COM相连接，因此当超速监测装置(4)检测到电梯超速时，其输出继电器触点CSJ吸合，脱扣控制器(3)便立即向脱扣机构(2)中的脱扣线圈输送电流，使脱扣机构(2)脱扣，带动断路开关(I)断路，从而切断抱闸线圈控制电源。本例中的SJK是电梯井道上极限位置开关，XJK是电梯井道下极限位置开关，它们在正常情况下都处于开关闭合状态，所以可以把它们串联在一起再连接至常闭受控端BD，这样，当三个串联开关中的任意一个断开时，都会传递给BD —个分断信号，使受控断路开关装置中的断路开关(I)断路。本例还示出了电梯门联锁回路，它由各层门联锁开关Tl到Tn串联后再与轿门联锁开关JM串联，控制一个门联锁继电器MSJ。图4是将受控断路开关装置安装在电梯抱闸线圈BZ采用220V电源的220V交流侧的一个实施例。该例同时公开了所述脱扣控制电路(3)的一种具体电路原理实施例。本例的受控断路开关装置由三个独立体构成，其中的独立体脱扣机构(2)也是一种类型的分励脱扣器，它内带有脱扣线圈L，内置脱扣联动机构TKQ和联动开关K，可与断路开关(I)紧密安装在一起，可实现联动脱扣，脱扣机构(2)在分断自身开关K的同时，也带动分断断路开关(I)。脱扣控制器(3)具有常开受控端KD和常闭受控端BD，以及受控公共端C0M，其中常闭受控端接电梯限速器开关XSK，常开受控端并接了两个受控继电器的常开触点，一个是检测永磁同步曳引电机路端频率的超频输出继电器触点CPJ，另一个是受电梯控制系统KXT所控制的一个继电输出触点Y0。本例主要分析一种脱扣控制器(3)的内部电路结构。该电路从Al和A2端引入AC220V交流电，经小型变压器BY降压后，经二极管Dl至D4整流，其正极通过脱扣线圈L后加至可控硅KG的阳极，负极接公共地。光电耦合器BGl的LED端通过常闭受控端串联了外接的常闭开关XSK，同时通过常开受控端KD并联了常开型继电触点YO和CPJ。正常情况下，BGl的LED端通过电阻Rb接正极，通过电阻Rk和XSK 接负极，所以有电流通过，BGl的输出端集电极和发射极之间为低电阻，其集电极电压很低，不足以打通触发二极管DT，因此可控硅KG处于截止关断状态，L中只有极小的电流。当外控的限速器开关XSK断开时，BGl的LED端电流中断，于是其集电极与发射极之间立即处于高阻态，集电极电压因电阻Rl对电容Ck充电而升高。当集电极电压升至DT的门限电压时，DT突然导通，电容Ck通过DT、R2向可控硅的触发极g放电入公共地端,于是可控硅立即导通，电源的电压几乎全部加到脱扣线圈L上，使其立即推动脱扣装置脱扣，脱扣联动机构TKQ再推动断路开关(I)跳闸断路。内置开关K也在脱扣的同时断路。电路中的电容Cb的作用是防止干扰。如果XSK正常而CPJ或YO从常开状态突然闭合，则BGl的LED端电流被开关短路入公共地端COM，LED端同样因电流终止而令输出端呈高阻态，其结果一样使可控硅KG导通，脱扣线圈L得电脱扣，推动断路开关(I)跳闸断路。图5公开了所述超频监测装置(5)的一种具体电路构成原理框图例。超频监测装置(5)从永磁同步曳引电机YDJ的进线上引入电源，经低通滤波器后进入整流电路，波形成为脉动直流。这时的一路进入隔离、稳压滤波电路，其输出向各电路供电。另一路经施密特电路整形为方波，输出给脉冲计数、脉冲测频电路，通过阈值比较，当电机的路端频率高于预设频率时，超频继电输出电路动作，令超频输出继电器CPJ吸合。这一触点信号传递至本系统中的受控断路开关装置常开受控端KD，可立即令其断路开关(I)跳闸断路，截断抱闸控制线圈的电源，使电梯制停。
权利要求1.一种电梯紧急电控断路保护系统，包括电梯的总电源供电线路、抱闸制动器控制电路、主控系统装置、安全回路、门联锁回路和电梯曳引电动机，包括安装于电梯限速器上的超速动作开关XSK，包括电梯的运行速度传感元件SCQ，包括安装于接近电梯井道上、下端站的位置信号元件SDK和XDK，其特征在于还包括一个受控断路开关装置，所述受控断路开关装置包括带有一组主控电触点的断路开关(I)，包括一个带有脱扣控制线圈L的受控脱扣机构(2)，包括一个可对受控脱扣机构(2)中的脱扣控制线圈L施以通、断电流控制的脱扣控制器或脱扣控制电路(3)，所述(I)、(2)和(3)三者可以有不同的组合形式而构成一个独立体或二个独立体或三个独立体；所述断路开关(I)的一组主控触点串联在所述电梯的总电源供电线路中，或者串联在至少能够向所述抱闸制动器线圈供电的线路中；所述脱扣控制器或脱扣控制电路(3)受控于一个常开型断路指令受控端KD和/或一个常闭型断路指令受控端BD ;设置一个或多个电梯紧急断路施控开关电触点与受控端KD端和/或BD端相电连接，其中若正常情况下是断开型的开关触点电连接至所述常开型断路指令受控端KD，若正常情况下是闭合型的开关触点电连接至所述常闭型断路指令受控端BD ;所述受控断路开关装置设置成正常情况下其断路开关(I)能够正常合闸供电，而当其常开型断路指令受控端KD所连接的电梯紧急断路开关触点从断开状态变为接通状态时，或者当其常闭型断路指令受控端BD所连接的电梯紧急断路开关触点从接通状态变为断开状态时，其脱扣控制器或脱扣控制电路(3)都能够立即向其受控脱扣机构(2)中的脱扣控制线圈L输出脱扣电流，使其脱扣机构(2)立即执行脱扣动作，致使其断路开关(I)跳闸断路，分断其主控触点所控制的电路。
2.如权利要求I所述的电梯紧急电控断路保护系统，其特征在于将电梯限速器上的超速动作开关电触点XSK设置成是一个电梯紧急断路施控开关电触点，其与所述受控断路开关装置中的常开型受控端KD或者常闭型受控端KD电连接，使当所述的超速动作开关从正常状态突变为异常状态时，所述受控断路开关装置的断路开关(I)将因之而立即跳闸，分断其主控触点所控制的电路。
3.如权利要求I所述的电梯紧急电控断路保护系统，其特征在于利用电梯的一个运行速度传感元件SCQ，增设一个超速检测装置(4)，将其超速继电输出电触点CSJ设置成是一个电梯紧急断路施控开关电触点，其与所述受控断路开关装置中的常开型受控端KD相电连接，并设置成当所述电梯的运行速度超过检测装置(4)中的预设定阈值时，所述超速继电输出电触点CSJ即从分断状态突变为吸合接通状态，所述受控断路开关装置的断路开关(I)将因之而立即跳闸，分断其主控触点所控制的电路。
4.如权利要求I所述的电梯紧急电控断路保护系统，其特征在于当曳引电动机是永磁同步电机时，在所述曳引电动机的驱动进线电路上设置一个曳引电动机路端频率检测装置(5)，并将其超频继电输出的电触点CPJ设置成是一个电梯紧急断路施控开关电触点，其与所述受控断路开关装置中的常开型受控端KD相电连接，并设置成当所述曳引电动机的路端频率超过检测装置(5)的预设定频率阈值时，所述超频继电输出电触点CPJ即从分断状态突变为吸合接通状态，所述受控断路开关装置的断路开关(I)将因之而立即跳闸，分断其主控触点所控制的电路。
5.如权利要求I所述的电梯紧急电控断路保护系统，其特征在于将所述电梯的主控系统装置所控制的一个继电触点YO设置成是一个电梯紧急断路施控开关电触点，其与所述受控断路开关装置中的常开型受控端KD或者常闭型受控端KD电连接，使当所述继电触点YO的开关状态受控而从正常状态突变为异常状态时，所述受控断路开关装置的断路开关(I)将因之而立即跳闸，分断其主控触点所控制的电路。
6.如权利要求5所述的电梯紧急电控断路保护系统，其特征在于所述电梯的主控系统装置设置成可以通过所述电梯测速装置来检拾并判断所述电梯是否超速，当所述电梯超速的幅值大于所述电梯的主控系统装置中预设定的动作阈值时，所述电梯的主控系统装置随即令其所控制的所述继电触点YO从正常状态突变为异常状态。
7.如权利要求5所述的电梯紧急电控断路保护系统，其特征在于所述电梯的主控系统装置设置成可以通过所述电梯测速装置和所述门联锁回路的正常与否状态来检拾并判断所述电梯是否处于开门运行中，当所述电梯正处于开门运行状态，且运行速度或者运行时间大于所述主控系统装置预设定的最高允许阈值时，所述电梯的主控系统装置随即令其 所控制的所述继电触点YO从正常状态突变为异常状态。
8.如权利要求5所述的电梯紧急电控断路保护系统，其特征在于所述电梯的主控系统装置设置成可以通过所述电梯测速装置和所述电梯接近井道上、下端站的位置信号开关SDK和XDK的状态来检拾并判断所述电梯是否已经快速接近井道的端站，如果检拾到所述的任一端站信号开关已经处于非正常状态，经技术性延时后所述电梯仍然处于未减速的高速运行状态时，所述电梯的主控系统装置随即令其所控制的所述继电触点YO从正常状态突变为异常状态。
9.一种安装了如权利要求I所述的电梯紧急电控断路保护系统的电梯控制装置。
10.一种安装了如权利要求I所述的电梯紧急电控断路保护系统的电梯。
专利摘要一种电梯紧急电控断路保护系统，属电梯电气控制安全保护技术领域。本实用新型公开了一种电梯在失控、超速状态下自动断路保护的系统技术。特征是在电梯的重要供电线路上安装一个受控断路装置，该装置不仅可受控于正常安装的限速器超速动作开关，还可根据需要，同时受控于系统的其它传感、检测装置。本实用新型充分保留并利用电梯原有的开关、装置和控制系统，只需更换或增加少量电控材料，即可实现较多、较强的电梯保护功能。对于杜绝各种人为的、或者意外情况下的电梯溜车、快车冲顶或蹲底等恶性事故具有非常积极的意义。
文档编号B66B5/02GK202558405SQ201220230718
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月10日 优先权日2012年5月10日
发明者戴开煌 申请人:戴开煌