本发明涉及一种电梯系统，尤其是涉及一种电梯系统发生故障时的自主脱困及脱困自救方法。
背景技术：
现代生活，城市的发展，高楼林立，而高层建筑离不开电梯，现代人对电梯的依赖越来越高，居住在高楼里的人们的也会不断的增多，人们的出行安全隐患也是需要考虑的安全问题，对于高楼居住人们来说，每天出行的第一个和最后一个交通工具便是乘坐电梯；而作为高楼里人们出行所必需交通工具--电梯来说，电梯在为人们提供便捷服务的同时，电梯故障及困人的问题则是人们需要高度重视的安全隐患问题，轻则延误时间或商机，重则造成受伤与伤亡安全事故。
由于电梯本身作为一种机电一体化设备，在其长期运行升降过程中，难免存在会有故障情况发生，而电梯故障发生带来的后果则通常是：电梯急停在电梯井道的非平层区，上下不得，需等待电梯专业人员赶来救援。
但电梯专业人员由于交通及道路远近等状况因素限制，导致电梯专业人员赶过来救援的时间长短不同，长的可能需要一小时甚至几小时，在这么长的时间内，被困人员长时间在密闭的空间，容易引发高度紧张与呼吸困难，如果人多的话，则空气质量会越来越差，体质差的人甚至还会出现晕倒等急发现象。尤其是对于老年人来说，身上的本身病症可能较多，如果被困时间长了，人员还不能即时出来，周围没有合适救援的话，很容易导致在轿厢内会错过最佳救援时间而引发遗憾问题。
虽然现在有些厂家提出了或采用了些不困人电梯方案，然而其主要原理是：将现在的电梯机房的检修功能原样移植到了轿厢内；其先决条件就是电梯控制器和驱动器必须是好的，这样才能进行自救。某种程度来讲，就是电梯轿厢的检修功能对被困乘客的开放，并且自救操作较为专业。
1.从其驱动运行原理看：还是电梯的变频器对曳引主机的输出。
但这种情况发生电梯故障时，如果控制器或驱动器自身也出现问题了，那就自救也就不能有效运行了。
2.从电梯的总体故障细分看，现有的不困人救援应对情况也较为有限：
1.）控制系统正常，电梯的紧急电动运行的回路不正常，或安全回路故障，通常电梯急停，停止运行。
2.）安全回路正常，而电梯控制器、编码器、变压器、变频器故障。
3.）非安全回路方面故障，比如接触器触点长期运行反馈不正常、插件松动接触不良、动力线对地短路等、控制线路接触不良。
4.）电梯停电或故障，电源跳闸。
5.）电梯门锁回路断开。
以上情况均会造成电梯非正常停止而困人。现有做法只有在上述第一种情况下可以救援。
技术实现要素：
本发明为解决现有电梯因非正常停止故障而出现困人安全隐患现象，而被困人员在电梯内等待救援专业人员到达之前又不能更好的进行及时安全有效进行自救，从而导致引发后续跟随安全隐患问题等现状而提供的一种被困人员在被困电梯内可以应对更多种电梯故障导致困人事件而进行有效自救，提高被困人员生命安全性，降低伤亡隐患发生的自主脱困电梯系统及脱困自救方法。
本发明为解决上述技术问题所采用的具体技术方案为：一种自主脱困电梯系统，包括电梯轿厢、对重、限速器、设在电梯轿厢内的轿厢内操纵箱、以及设在轿厢内操纵箱上的显示屏、开门按钮和关门按钮，其特征在于：还包括应急电源epb和设在轿厢内操纵箱的操纵面板上的脱困救援按钮、脱困转换开关和平层指示灯，脱困救援按钮和脱困转换开关平时状态下设有保护罩；在电梯轿厢与对重间设有曳引轮和导向轮，曳引轮设在电梯轿厢上方，导向轮设在靠对重一侧，曳引轮上设曳引轮抱闸，曳引轮抱闸与电梯控制回路相电连接，电梯控制回路包括抱闸控制回路和门锁回路，脱困转换开关通过脱困转换接触启动单元与应急电源epb相电连接，脱困救援按钮通过脱困救援接触启动单元与与应急电源epb相电连接，脱困转换接触启动单元反馈至安全控制回路中，脱困救援接触启动单元反馈至抱闸控制回路中，脱困救援按钮触发信号电路与电梯轿厢向下溜车的限速器相电连接，电梯轿厢溜车至平层时，平层指示灯工作点亮。在发生电梯故障时，被困人员只需在电梯轿厢内的轿厢内操纵箱上进行简单易行的自救救援操作，便可简单安全的在专业救援人员达到之前进行充分的安全脱困操作，只需在打开在电梯轿厢内的轿厢内操纵箱上的脱困按钮和脱困转换开关，并对进行对脱困转换开关进行转动与按下脱困按钮，便可等待平层指示灯工作点亮时，打开电梯门开门按钮，走出被困电梯，被困人员脱困操作简单易行，安全有效；不困人电梯系统将永磁同步电动机三相绕组的定子线圈绕组短接，形成发电制动效应，电梯轿厢的溜车速度会因永磁同步电动机三相绕组的定子线圈绕组短接而形成发电制动效应特性而变得很缓慢溜车下降，基本维持在0.2-0.4米/秒的速度，有效提高了被困人员在脱困时电梯轿厢溜车下降的安全稳定缓慢速度，提高脱困安全可靠性，防止二次意外伤害发生。电梯轿厢溜车速度稳定缓慢下降，防止急速溜车对被困人员造成的再伤害；提高被困人员生命安全，有效将被困人员伤害现象发生降低到最低。
作为优选，所述的脱困救援按钮和脱困转换开关平时状态下设有有机玻璃保护罩，置于显示板下面位置处。提高电梯平常工作状态下的安全防护效果，防止误操作造成的损坏故障，提高运行安全可靠性。
作为优选，所述的脱困按钮和脱困转换开关距离高度轿厢内站立底面高度大于1.5米。提高脱困按钮和脱困转换开关对未成年儿童的意外误操作造成的损坏故障，提高运行安全可靠性。
作为优选，所述的限速器包括电梯限速轮，电梯限速轮上设若干个测速用磁钢，在若干个测速用磁钢外侧设有磁性传感器，磁性传感器与测速用磁钢之间具有隔离空间距离。提高故障脱困时的溜车限速控制效果。
作为优选，所述的永磁同步电动机三相绕组供电线路上设有两路电机定子线圈短路封星电路，两路电机定子线圈短路封星电路包括并联在永磁同步电动机三相绕组与电梯一体化驱动控制芯片的uvw三相引脚之间的第一封星接触器常闭触点和第二封星接触器常开触点。提高电梯故障发生时，被困人员启动脱困操作后，不困人电梯系统将定子线圈绕组短接，形成发电制动效应，有效提高了被困人员在脱困时电梯轿厢溜车下降的安全稳定缓慢速度，提高脱困安全可靠性，防止二次意外伤害发生。
作为优选，所述的抱闸控制回路包括电梯正常抱闸回路与电梯故障抱闸回路，电梯正常抱闸回路包括依次串联的电源接触器常开触点、抱闸接触器常开触点、脱困救援接触器常闭触点、制动器抱闸线圈、脱困救援接触器常闭触点和抱闸接触器常开触点，电梯正常抱闸回路与电梯正常电源相电连接；电梯故障抱闸回路包括依次串联的第二封星接触器常开触点、制动器抱闸线圈、第二封星接触器常开触点、速度检测plc模块常闭触点，电梯故障抱闸回路与应急电源epb相电连接。提高抱闸控制有效性。
作为优选，所述的第一封星接触器常闭触点采用两相常闭触点与一相短接的电连接结构。提高永磁同步电动机三相绕组的定子线圈绕组短接而形成发电制动效应特性的稳定可靠性，提高被困人员在脱困时电梯轿厢溜车下降的安全稳定缓慢速度，提高脱困安全可靠性，防止二次意外伤害发生。
作为优选，所述的门锁回路包括依次串联的第二封星接触器线圈、速度检测plc模块常闭触点、抱闸接触器常闭触点、脱困接触器常闭触点、脱困救援接触器常开触点、脱困转换接触器常开触点、第一封星接触器常闭触点、电源接触器常闭触点和门锁按钮，门锁回路与应急电源epb相电连接。
作为优选，所述的脱困转换接触启动单元包括相并联的脱困转换启动模块和电梯故障输出启动模块，脱困转换启动模块包括依次串联的脱困接触器线圈、脱困救援接触器常开触点和脱困转换开关，电梯故障输出启动模块包括依次串联的电梯一体机故障输出常开触点和脱困救援接触器线圈。提高永磁同步电动机三相绕组的定子线圈绕组短接而形成发电制动效应特性的稳定可靠性，提高被困人员在脱困时电梯轿厢溜车下降的安全稳定缓慢速度，提高脱困安全可靠性，防止二次意外伤害发生。
本发明的另一个发明目的在于提供一种自主脱困电梯系统脱困自救操作方法，其特征在于：在出现电梯急停在电梯井道的非平层区上下不得时，采取包括如下脱困自救操作步骤
被困人员在电梯轿厢内打开上述技术方案之一的脱困按钮和脱困转换开关面罩后，先转动脱困转换开关进入脱困自救模式，电梯轿厢进入缓慢溜车下降的脱困自救模式启动步骤；
转动上述技术方案之一的脱困转换开关后，再按下权利要求1～9所述之一脱困按钮进一步确定避免自救系统与主回路产生冲突的脱困救援确定步骤；
在电梯轿厢溜车到平层时，上述技术方案之一平层指示灯点亮工作，指示电梯轿厢安全溜车到平层的溜车达到平层并指示提醒步骤；
上述技术方案之一平层指示灯点亮后，被困人员按动轿厢内操纵箱上的开门按钮，打开电梯门走出电梯轿厢的开门脱困步骤。
本发明的有益效果是：在发生电梯故障时，被困人员只需在电梯轿厢内的轿厢内操纵箱上进行简单易行的自救救援操作，便可简单安全的在专业救援人员达到之前进行充分的安全脱困操作，只需在打开在电梯轿厢内的轿厢内操纵箱上的脱困按钮和脱困转换开关，并对进行对脱困转换开关进行转动与按下脱困按钮，便可等待平层指示灯工作点亮时，打开电梯门开门按钮，走出被困电梯，被困人员脱困操作简单易行，安全有效；不困人电梯系统将永磁同步电动机三相绕组的定子线圈绕组短接，形成发电制动效应，电梯轿厢的溜车速度会因永磁同步电动机三相绕组的定子线圈绕组短接而形成发电制动效应特性而变得很缓慢溜车下降，基本维持在0.2-0.4米/秒的速度，有效提高了被困人员在脱困时电梯轿厢溜车下降的安全稳定缓慢速度，提高脱困安全可靠性，防止二次意外伤害发生。
附图说明：
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
图1是本发明自主脱困电梯系统的轿厢内操纵箱结构示意图。
图2是本发明自主脱困电梯系统的电梯整体布置结构示意图。
图3是本发明自主脱困电梯系统的主控回路电路结构示意图。
图4是本发明自主脱困电梯系统的抱闸回路电路结构示意图。
图5是本发明自主脱困电梯系统的安全控制回路电路结构示意图。
图6是本发明自主脱困电梯系统的平层门机控制回路电路结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
图1、图2、图3、图4、图5、图6所示的实施例中，一种自主脱困电梯系统，包括电梯轿厢01、对重02、限速器06、设在电梯轿厢内的轿厢内操纵箱10、以及设在轿厢内操纵箱上的显示屏11、开门按钮15和关门按钮16，还包括应急电源epb60和设在轿厢内操纵箱的操纵面板上的脱困救援按钮13（也即图1中所示zj2）、脱困转换开关12（也即图1中所示zj1）和平层指示灯14，脱困救援按钮13和脱困转换开关12平时状态下安装有保护罩；在电梯轿厢01与对重02之间安装有曳引轮03和导向轮04（见图2），曳引轮03安装在电梯轿厢01上方，导向轮04安装在靠对重02一侧，曳引轮03上安装曳引轮抱闸05，曳引轮抱闸05与电梯控制回路相电连接，电梯控制回路包括抱闸控制回路和门锁回路，脱困转换开关12通过脱困转换接触启动单元40与应急电源epb相电连接，脱困救援按钮13通过脱困救援接触启动单元50与应急电源epb相电连接，脱困转换接触启动单元反馈至安全控制回路中，脱困救援接触启动单元反馈至抱闸控制回路中，脱困救援按钮触发信号电路与电梯轿厢向下溜车的限速器相电连接，电梯轿厢01溜车至平层时，平层指示灯工作点亮。电梯轿厢01通过连杆机构0b与限速轮06和张紧轮装置0c之间的传送带0f相导向连接，电梯轿厢01外底部下方的机房下地面0d上安装有缓冲器0e,机房上地面0a上安装有带电梯限速轮的限速器06、曳引轮03、导向轮04和电梯控制柜08。脱困救援按钮13和脱困转换开关12平时状态下安装有有机玻璃保护罩，置于显示板11下面位置处。脱困按钮和脱困转换开关距离高度轿厢内站立底面高度大于1.5米。限速器06包括电梯限速轮，电梯限速轮上安装若干个测速用磁钢09，在若干个测速用磁钢外侧安装有磁性传感器07，磁性传感器与测速用磁钢之间具有隔离空间距离。永磁同步电动机三相绕组供电线路上设有两路电机定子线圈短路封星电路，两路电机定子线圈短路封星电路包括并联在永磁同步电动机三相绕组与电梯一体化驱动控制芯片的uvw三相引脚之间的第一封星接触器sw2常闭触点和第二封星接触器sw3常开触点，第一封星接触器sw2为主动封星接触器。永磁同步电动机30三相绕组与电梯一体化驱动控制芯片inv-as380s的uvw三相引脚之间串联有电源接触器sw。永磁同步电动机三相绕组通过型号为ern1387海德汉正余弦电梯编码器pg与型号为inv-as380s电梯一体化驱动控制芯片u1相电连接。抱闸控制回路包括电梯正常抱闸回路71与电梯故障抱闸回路72，电梯正常抱闸回路71包括依次串联的电源接触器sw第13-14常开触点、抱闸接触器by第3-4常开触点、脱困救援接触器zj12第9-10常闭触点、制动器抱闸线圈ybk、脱困救援接触器zj12第5-6常闭触点和抱闸接触器by第5-6常开触点，电梯正常抱闸回路与电梯正常电源相电连接；制动器73上安装曳引轮抱闸05，曳引轮抱闸05设在电梯曳引轮03外侧围处，曳引轮抱闸05受制动器抱闸线圈ybk的通断电控制连接；电梯故障抱闸回路72包括依次串联的第二封星接触器sw2第3-4常开触点、制动器抱闸线圈ybk、第二封星接触器sw2第1-2常开触点、速度检测plc模块isc-plc第com2-y2常闭触点，电梯故障抱闸回路与应急电源epb60的c3电源组相电连接。第一封星接触器sw1常闭触点采用两相常闭触点与一相短接的电连接结构。门锁回路20包括依次串联的第二封星接触器sw2的a1-a2线圈、速度检测plc模块isc-plc第c0m1-y1常闭触点、抱闸接触器by第61-62常闭触点、脱困接触器dt第1-2常开触点、脱困救援接触器zj12第1-2常开触点、脱困转换接触器zj11第5-6常开触点、第一封星接触器sw1第61-62常闭触点、电源接触器sw第61-62常闭触点和门锁按钮an1-an2触点，门锁回路与应急电源epb60的c2组电源相电连接，应急电源epb60的c2组电源设有电源应急启动触发端子p1，应急启动触发端子p1通过脱困接触器dt第9-10常开触点与直流24v电源相电连接，当脱困接触器dt第9-10常开触点闭合后，应急电源组得电，c2电源组与c3电源组才有应急电源输出，提高防止由误操作带来意外启动脱困系统的安全防护作用；门锁按钮触点一端an2串联脱困接触器dt第7-8常闭触点后与电梯主控板80上门锁回路控制功能引脚端x26相电连接，门锁按钮触点另一端an1串联脱困接触器dt第3-4常闭触点后与电梯主控板80上安全回路控制功能引脚端x25相电连接；应急电源epb60包括c1电源组、c2电源组和c3电源组，其中c1电源组和c2电源组为ac110v电源组，c3电源组为dc110v电源组；脱困转换接触启动单元和脱困救援接触启动单元均与c1电源组相电连接。脱困转换接触启动单元40包括相并联的脱困转换启动模块和电梯故障输出启动模块，脱困转换启动模块包括依次串联的脱困接触器dt第a1-a2线圈、脱困救援接触器第1-2常开触点和脱困转换开关，电梯故障输出启动模块包括依次串联的电梯一体机故障输出第m6-y6常开触点和脱困救援接触器线圈，脱困救援按钮zj2通过随行电缆02电连接在脱困救援接触启动单元50上，脱困转换开关zj1通过随行电缆02电连接在脱困转换接触启动单元40上。脱困救援接触启动单元50包括依次串联的脱困救援按钮13、脱困转换接触器zj11第3-4常开触点，脱困转换开关接触器zj12的a1-a2线圈。电梯正常运行时，电梯一体机故障输出m6—y6触点状态为常开状态；当电梯出现故障时，电梯故障输出启动模块中的电梯一体机故障输出m6-y6触点状态有常开状态转为触点闭合接通脱困救援接触器线圈第a1-a2线圈，脱困救援接触器线圈第a1-a2线圈接入应急电源epb的c1电源组，脱困救援接触器zj11得电工作；脱困救援接触器zj11得电工作后，脱困转换启动模块中的，脱困救援接触器zj11的第1-2常开触点由常开状态转为触点闭合状态；此时如果被困人员将电梯轿厢内的轿厢内操纵箱01的操纵面板10上的脱困救援按钮zj2按下后，脱困救援按钮zj2触点接通的同时，脱困转换开关接触器zj12的a1-a2线圈得电接通应急电源的c2电源组ac110v，此时电梯正常抱闸回路71中的脱困转换开关接触器zj12的第5-6常闭触点和第9-10常闭触点断开，同时电路主控板80上的电动机电源接触器控制端jp2.3得电断开电源接触器sw的触点，同时电路主控板80上的同步封星输出信号jp3.7-jp3.8输出控制第一封星接触器sw1的第13-14常开触点闭合经第二封星接触器sw2的第21-22常闭触点并与电路主控板80上的门锁回路控制端x26相电接，第一封星接触器sw1将永磁同步电动机三相绕组的定子线圈绕组短接而形成发电制动效应特性而变得很缓慢溜车下降；此时如果被困人员将电梯轿厢内的轿厢内操纵箱01的操纵面板10上的脱困转换开关zj1转动至脱困状态时，接通脱困转换开关的同时，脱困接触器dt的第a1-a2线圈得电工作；同时门锁回路中的第二封星接触器sw2的a1-a2线圈因脱困救援接触器zj12第1-2常开触点和脱困转换接触器zj11第5-6常开触点的接通以及脱困接触器dt第1-2常开触点的接通而接通应急电源epb中的c2电源组ac110v，第二封星接触器sw2的a1-a2线圈得电后，带动并联在在永磁同步电动机三相绕组uvw上的第二封星接触器sw2常开触点闭合，进一步有效保证永磁同步电动机三相绕组的定子线圈绕组短接而形成发电制动效应特性而变得很缓慢溜车下降，基本维持在0.2-0.4米/秒的速度，有效提高了被困人员在脱困时电梯轿厢溜车下降的安全稳定缓慢速度，提高脱困安全可靠性，防止二次意外伤害发生。电梯轿厢01在厢顶外端面上方安装有平层感应器pc3和假层感应器pc4，每层楼间平层位置处安装有平层隔磁板pb和假层隔磁板pd。平层门机控制回路包括电梯正常运行门机控制回路,91和脱困运行门机控制回路92（见图6），脱困门机控制回路92平层指示电路、门控电路和假层门控电路，平层指示电路包括依次串联的平层感应器pc常开触点、平层指示灯14和脱困转换开关12第12-13常开触点，平层指示电路两端并联在dc24v电源上，其中dc24v电源正极端与脱困感应器pc常开触点相电连接，平层感应器pc感应到电梯轿厢处于平层位置时，平层感应器pc3受平层隔磁板pb作用下，平层感应器pc3常开触点转变为常闭接触状态，而脱困转换开关12由于被困人员一开始在自主脱困操作时已经接通，因而此时的脱困转换开关12第12-13常开触点也已经转换成为常闭接触状态，因而平层指示电路接通dc24v电源，平层指示灯14得电指示电梯轿厢已处于平层状态，提示被困人员可以打开电梯开门按钮15开关，打开电梯门完成安全脱困。并且此时平层感应器pc3在平层隔磁板pb作用下常开触点闭合导通，假层感应器pc4判断假层的感应器没有断开，则脱困门区感应器sqj继电器线圈得电，脱困门区开关继电器sqj1第1-2常开触点闭合，这时按下开门按钮15（也即zj3），门机开门信号点od端得电，门机控制器得控制门机开门，开到位后，松开zj3，被困人员走出轿厢来即可。门控电路包括电梯正常运行门机控制回路中的电梯控制器93、门机控制器94、开门按钮15和关门按钮16。假层门控电路包括依次串联的平层感应器pc3常开触点、假层感应器pc4常闭触点、脱困门区感应器sq1和脱困转换开关12第12-13常开触点，以及依次串联的关门按钮16、脱困转换开关zj12第7-11常开触点和脱困门区开关继电器sqj1第1-2常开触点；其中假层感应器pc4常闭触点一端与平层感应器pc3常开触点相电连接，另一端与脱困门区感应器sqj相电连接，脱困门区感应器sqj另一端与脱困转换开关12第12-13常开触点相电连接，dc24v电源正极端与脱困感应器pc常开触点相电连接，dc24v电源负极端与脱困转换开关12第12-13常开触点相电连接；脱困门区开关继电器sqj1第1-2常开触点另一端与电梯控制器93公共端相电连接，关门按钮16另一端与电梯控制器关门指令端相连接；在电梯轿厢溜车至假层位置时，假层感应器pc4受假层隔磁板pd作用下，假层感应器pc4常闭触点转换为常开状态,即便平层指示灯14得电指示点亮，但此时由于与假层感应器pc4常闭触点相电连的脱困门区感应器sq1断电，因而脱困门区开关继电器sqj第1-2常开触点不闭合，而与脱困门区开关继电器sqj第1-2常开触点相串联的脱困转换开关12由于被困人员一开始在自主脱困操作时虽然已经接通，因而此时的脱困转换开关12第12-13常开触点也已经转换成为常闭接触状态，但由于脱困门区开关继电器sqj第1-2常开触点不闭合，因而即使按下开门zj3，门机开门信号点od端不得电，电梯门也不会开门。也即电梯轿厢在溜车至假层位置时，被困人员无法打开电梯门，进一步提高脱困安全可靠性，防止二次意外事故发生。
实施例2：
一种自主脱困电梯系统脱困自救方法，在出现电梯急停在电梯井道的非平层区上下不得时，采取包括如下脱困自救操作步骤
被困人员在电梯轿厢内打开实施例1中的脱困按钮和脱困转换开关面罩后，先转动脱困转换开关进入脱困自救模式，电梯轿厢进入缓慢溜车下降的脱困自救模式启动步骤；
转动实施例1中的脱困转换开关后，再按下实施例1中的脱困救援按钮进一步确定避免脱困电梯系统与主回路产生冲突的脱困救援确定步骤；
在电梯轿厢溜车到平层时，实施例1中的平层指示灯点亮工作，指示电梯轿厢安全溜车到平层的溜车达到平层并指示提醒步骤；
实施例1中的平层指示灯点亮后，被困人员按动轿厢内操纵箱上的开门按钮，打开电梯门走出电梯轿厢的开门脱困步骤。
以上内容和结构描述了本发明产品的基本原理、主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解。上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都属于要求保护的本发明范围之内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。