专利名称：电力系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电カ系统，更特别地，与电梯有关的电力系统。
背景技术：
电梯轿厢例如通过经由电梯的提升机的牵引滑轮运行的吊索在电梯井中运动。当电梯在重的方向(heavy direction)上运行时，电梯的提升机的力作用平行于电梯轿厢的在牵引滑轮上运行的吊索的运动方向。在该情况下，电梯的提升机例如通过变频器从电网接收电力。当电梯在轻的方向(light direction)上运行时，由电梯的提升机产生的力作用相反地是在与在牵引滑轮上运行的吊索的运动方向相反的方向上。在该情况下，电梯的提升机制动电梯轿厢的运动。电梯的提升机在电机制动中产生的电カ可例如借助于变频器的电网变流整流器返回到电网。
因为在电梯的重的(heavy)驱动方向的加速阶段过程中以及另一方面在电梯的轻的(light)方向的減速阶段过程中，从电网获得的/返回到电网的电カ增加到非常大，包括例如超电容器的临时储能器可被包括进来与变频器结合用于给电梯的提升机供电，该临时存储器供给以及接收电梯的提升机的总电カ的ー设定部分。这样的一个解决方案公布在US6742630B2 中。特别是在大功率的电梯系统中将电カ供给到公共电网的电カ供给源通常通过用其自己的単独的电连接线将电梯系统连接到公共电网来绕过建筑物的配电网。在某些国家中，供给到公共电网的电カ根据供给的电力量而被付款，在此情况下，大功率的电梯系统的电连接的成本特别地会是相当可观的。
发明内容
当将若干大功率的电梯连接到建筑物的配电网时，建筑物的配电网的容量会被用尽，如果若干电梯同时用于在重的方向的加速阶段期间，或者如果若干电梯同时用于在轻的方向的减速阶段期间。换句话说，当检查连接到建筑物的配电网的大功率的电梯系统时，已经发现，专门需要进ー步研发电カ系统，一方面，为了更好地利用建筑物的配电网的容量以及所述电梯系统的容量以及，另ー方面，为了改进建筑物和电梯系统的配电网的可信性和工作可靠性。本发明的目的是要公开ー种针对前述问题的解决方案。因此，本发明公开了ー种根据权利要求的用于操作电梯的改进的电カ系统。本发明的优选实施例在从属权利要求进行了描述。本发明的一些实施例和本发明的不同实施例的结合还提供在本申请的附图和说明书部分中。本发明涉及用于操作电梯的电カ系统。该电カ系统包括建筑物的配电网，该配电网包括到公共电网的接ロ。该电カ系统还包括电梯的多个提升机，电梯的每个提升机被装备成使电梯轿厢在电梯井中运动。电カ系统进一歩包括供电系统，该供电系统包括到前述的电梯的提升机的接ロ，该供电系统包括到建筑物的配电网的接ロ，用于在电梯的提升机和建筑物的配电网之间供电。另外，电カ系统包括用于确定建筑物的配电网的可用于电梯的可处理功率的控制设备。前述的供电系统布置成将流经建筑物的配电网和供电系统之间的接ロ的净功率限制到由建筑物的配电网的可用于电梯的可处理功率确定的净功率的极限值。在该情况下，通过限制供电系统和建筑物的配电网之间的净功率通量，可防止在变化负载的情况下超过建筑物的配电网的功率控制能力。在电机制动中由电梯的提升机产生的电カ可例如经由供电系统供给到在电梯系统外部且被连接到建筑物的配电网的负载，例如到空调装置，照明设备，自动化系统，自动扶梯系统，和/或自动人行道系统等。在该情况下，供给到公共电网的功率量减小。另ー方面，经由建筑物的配电网供给到电梯的提升机的功率还可例如通过从与供电系统结合安装的临时储能器供给电梯的提升机需要的一部分功率而受到限制。流经建筑物的配电网和供电系统之间的接ロ的净功率指的是功率通量的合矢量，该合矢量在计算时已经考虑了功率通量的不同分量的方向和大小。公共电网指的是与更大的实体，例如几个建筑物共用的电网。
在本发明的第一优选实施例中，供电系统包括多个电阻器以及多个制动斩波器。通过开关制动斩波器，供电通过电阻器进行调节，因此从电梯的提升机流动的超过净功率的极限值的设定部分的净功率被作为电阻器中的热量消耗。当仅超过所述建筑物的配电网的可用于电梯的可处理功率的提升机的那部分制动功率被作为电阻器中的热量消耗掉时，制动功率的最可能的部分可总是供给到建筑物的配电网，在此情况下，电カ系统的效率比率提高了。当电阻器的热的产生减小吋，建筑物的冷却要求也降低了。在本发明的第二优选实施例中，供电系统包括多个临时储能器；以及供电系统布置成将从电梯的提升机流动到供电系统的超过净功率的极限值的那部分净功率供给到临时储能器。在该情况下，从供电系统通向建筑物的配电网的净功率通量可减小因而防止超过建筑物的配电网的可处理功率。超电容器或蓄电池，例如锂离子蓄电池，例如可被用作临时储能器。供电系统进ー步地布置成将从供电系统流到电梯的提升机的且超过净功率的极限值的那部分净功率从临时储能器供给。在该情况下，从建筑物的配电网通向供电系统的净功率通量可减小因而防止超过建筑物的配电网的可处理功率。 在本发明的一些实施例中，第一供电装置的制动斩波器布置成将从电梯的提升机流到第二供电装置的那部分功率作为第一供电装置的电阻器中的热量消耗棹。在该情况下，从电梯的提升机流到第二供电装置的电カ可首先从第二供电装置传输到建筑物的配电网，以及前述来自建筑物的配电网的电カ可向前传输到第一供电装置，用于作为热量消耗棹。建筑物的配电网和供电装置之间的供电优选在该情况下通过每个供电装置的电网变流整流器发生。在本发明的一些实施例中，控制设备适配为基于电网变流整流器的调制指数确定建筑物的配电网的电压。在本发明的一些实施例中，属于第一供电装置的临时储能器布置成接收从电梯的提升机流到第二供电装置的那部分功率，以及馈出从第二供电装置流到电梯的提升机的那部分功率。在该情况下，通过用第一供电装置经由建筑物的配电网馈出以及接收在第二供电装置和建筑物的配电网之间流动的电力，在电梯的提升机和第二供电装置之间流动的那部分电カ可临时存储在属于第一供电装置的临时储能器中，其减小了在公共电网和建筑物的配电网之间的功率通量。在建筑物的配电网和供电装置之间的供电还在本发明的该实施例中优选通过每个供电装置的电网变流整流器发生。在本发明的一些实施例中，至少ー个供电装置包括电阻器和可控制的制动斩波器；以及至少ー个第二供电装置包括临时储能器。在本发明的一些实施例中，前述的关于供电装置的供电的各极限值基于属于所述供电装置的临时储能器的充电状态进行确定，以使当临时储能器基本上充满电吋，从建筑物的配电网通向所述供电装置的电カ供应的极限值减小，以及当储能器基本上为完全空的时候，从建筑物的配电网通向所述供电装置的电カ供应的极限值增大，以及属于同一电カ系统且从所述建筑物的配电网通向供电装置的至少ー个第二供电装置的供电的极限值被减小，优选以使属于电カ系统的供电装置的供电的极限值的总和不超过最大允许的净功率的极限值。在本发明的一些实施例中，前述的供电装置的供电的各极限值基于属于所述供电 装置的临时储能器的充电状态进行确定，以使当临时储能器基本上充满电时，从所述供电装置通向所述建筑物的配电网的电カ供应的极限值增大，以及当储能器基本上为完全空的时候，从所述供电装置通向建筑物的配电网的电カ供应的极限值减小，以及属于同一电カ系统且从所述供电装置通向所述建筑物的配电网的至少ー个第二供电装置的供电的极限值被増大，优选以使属于电カ系统的供电装置的供电的极限值总和不超过最大允许的净功率的极限值。在本发明的一些实施例中，建筑物的配电网适配为在公共电网的功能故障，例如停电，期间，被连接到备用的电カ设备，优选到发电机。前述的总结以及以下提供的本发明的另外的特征和优点，将通过借助于以下ー些实施例的描述得到更好地理解，所述描述不限制本发明的应用范围。
图I作为方框图示出了根据本发明的第一实施例的ー个电カ系统；图2作为方框图示出了根据本发明的第二实施例的ー个电カ系统；图3作为方框图示出了根据本发明的用于确定流经建筑物的配电网和供电系统之间的接ロ的净功率的极限值的ー种配置；图4作为方框图示出了根据本发明的用于确定建筑物的配电网的负载率的ー种配置。
具体实施例方式实施例I图I所示的电カ系统包括若干大功率的电梯。在每个电梯中，电梯轿厢4和配重通过经由电梯的提升机3的牵引滑轮穿过的电梯绳索、带或等同物被悬挂在电梯井中。电梯轿厢4通过电梯的提升机4运动。感应电机或同步电机，例如永磁同步电机，其中转子激励是通过永磁体实现的，可被用作提升机的产生动力的部分。到电梯的提升机3的前述的产生动力的部分的电カ供应通过变频器10从建筑物的配电网I发生。每个变频器包括到电梯的提升机3和到建筑物的配电网I的接ロ。变频器10为到电网的制动(brake)类型的，为此它们包括电网变流整流器。每ー变频器10被连接在电梯的提升机3和建筑物的配电网I之间以使通过变频器10，电カ可在建筑物的配电网I和电梯的提升机之间双向供给。当电梯在轻的方向上驱动时，电カ将从电梯的提升机3流经变频器10的变流器到变频器10的DC中间电路，由那里，电カ通过电网变流整流器向前供给到建筑物的配电网I。另外，与电阻器8串联的可控制动斩波器的IGBT晶体管被连接在每个变频器10的DC中间电路的正负电势的中间电路汇流条之间。当制动斩波器的IGBT晶体管切换成导通状态时，电流开始流过在中间电路汇流条之间的电阻器8，在此情况下，在变频器10的直流中间电路中流动的电力开始变为电阻器8中的热量。在每个变频器10中，电阻器8的电流供应以及建筑的配电网I和电梯的提升机3之间的功率通量(power flow)通过变频器的控制单元7进行调节。电还经由建筑物的配电网I被供给到建筑物的在电梯系统外部的负载12。这些类型的在电梯系统外部的被连接到建筑物的配电网I的负载12是例如建筑物的照明系统，カロ热系统，空调和安全防范系统以及建筑物的用户的控制系统；另外，在大的建筑物中，前述的负载可以是例如自动人行道和自动扶梯。建筑物的配电网I经由建筑物的主板被连接到公共电网2。主板的保险丝确定允许在公共电网2和建筑物的配电网I之间供给的功率的最大极限值Pglim。 电カ系统包括电梯的控制单元6，其适配为确定流经建筑物的配电网I和变频器10之间的接ロ的净功率的极限值Plini。为此，电梯的控制单元6确定建筑物的配电网I的可用于电梯的可处理功率(power-handling capacity) Pavailable0图3示出了可应用于图I的实施例的用于确定建筑物的配电网I的可用于电梯的可处理功率Pavailable的ー种可能的配置。电梯的控制单元6经由控制単元6和变频器的控制単元7之间形成的数据传送通道，从供电系统5，从变频器的控制单元7，接收与流经变频器的每个电网变流整流器的功率的瞬时值有关的信息。电梯的控制单元6确定流经建筑物的配电网I和变频器10之间的接ロ的净功率值Pnrt。净功率值Pnrt由在变频器的电网变流整流器中流动的瞬时功率的合矢量即矢量和形成，当计算该合矢量时，功率通量的分量的方向和大小根据图I进行考虑例如以使从变频器10的电网变流整流器通向建筑物的配电网I的功率通量的分量的值是正的，从建筑物的配电网通向电网变流整流器的功率通量的分量的值是负的。另外，电梯的控制单元6通过传感器9，例如通过测量用电阻器或測量用变压器，测量建筑物的配电网I的电压。如果建筑物的配电网I的电压开始从其额定值增カロ，控制单元6为从变频器10通向建筑物的配电网的净功率的通量设定建筑物的配电网I的可用于电梯的可处理功率Pavailable以使可处理功率Pavailable是比在电压增加时从变频器10流向建筑物的配电网I的净功率Pnrt小A的量Pavailable=Pnet-A电梯的控制单元6将用于从变频器10流向建筑物的配电网I的净功率的极限值Plim设定为与前述的建筑物的配电网I的可用于电梯的可处理功率Pavailable相同，通过该极限值，建筑物的配电网的电压回到它的额定值Plim-P available流经建筑物的配电网I和变频器10之间的接ロ的净功率的极限值Plim还可设定为稍微小于建筑物的配电网I的可用于电梯的可处理功率Pavailable，在此情况下，建筑物的配电网I的过载的可能性减小。
电梯的控制单元6为每个变频器10确定用于电カ供应的单独的极限值Plimi以使用于不同变频器10的电カ供应的极限值Plimi的总和形成用于经由前述的建筑物的配电网I和变频器10之间的接ロ流向建筑物的配电网I的净功率的极限值Plim Pi5m = IPlmi其中N为变频器/极限值的数量。电梯的控制单元6通知每ー变频器10用于电カ供应的各极限值Plimi ;极限值的相互大小可例如基于电梯的额定功率，基于电梯的运输流量，基于时长等，在不同变频器之间进行确定。变频器10的每个控制単元7控制变频器的制动斩波器以使制动斩波器消耗功率部分Pi,该功率部分Pi经由变流器从电梯的提升机3流到变频器的DC中间电路且超过用于提供给所述变频器的功率的极限值Plimi，作为连接到DC中间电路的电阻器8中的热量
^ termi Pterffli=Pi-Piiffli如上所述的本发明的实施例还可以以替代的方式实现例如以使电梯的控制单元6检测到建筑物的配电网I的电压上升，其将与电压上升有关的信息传送到变频器的控制单元7，其将从变频器10经由电网变流整流器发生到建筑物的配电网的功率通量从其当前值限制到例如电压的成比例的逐步的上升以使得功率通量受到的限制越大，在建筑物的配电网中检测到的电压上升越大。另ー方面，每个变频器还可以例如从电网变流整流器的调制指数或通过ー单独的电压测量传感器独立地确定建筑物的配电网的电压升高，并且还可以独立地限制经由电网变流整流器发生到建筑物的配电网I的功率通量，在此情况下，控制单元6不是必需的。图4示出了一个替代方案，其同样可应用于图I的实施例，用于确定建筑物的配电网I的可用于电梯的可处理功率Pavailabl6。在该配置中，建筑物自动化系统11通过单独的供电装置14，例如通过继电器，接触器，变频器，交流-直流变换器以及等同物控制在电梯系统外部且连接到建筑物的配电网I的负载12的电カ供应。建筑物自动化系统确定连接到建筑物的配电网I的负载12的功率消耗的矢量和Pu，即净功率消耗
权利要求
1.一种用于操作电梯的电力系统，该电力系统包括 建筑物的配电网(I),该系统包括到公共电网(2)的接口 ； 电梯的多个提升机(3)，电梯的每个所述提升机被装备成以使电梯轿厢(4)在电梯井中运动； 供电系统(5)，包括到前述的电梯的提升机(3)的接口，该供电系统包括到建筑物的配电网(I)的接口，用于在电梯的提升机(3)和建筑物的配电网(I)之间供电； 其特征在于，所述电力系统包括用于确定建筑物的配电网的可用于电梯的可处理功率(Pavailable)的控制设备(6，7);以及前述的供电系统(5)被布置成将流经建筑物的配电网(I)和供电系统(5)之间的接口的净功率(Pn6t)限制到由建筑物的配电网的可用于电梯的可处理功率(Pavailabl6)确定的净功率的极限值(Plim)。
2.根据权利要求I所述的电力系统，其特征在于，所述控制设备(6，7)被布置成确定流经所述建筑物的配电网(I)和所述供电系统(5 )之间的接口的净功率(Pnet);以及 前述的净功率的极限值(Plim)是基于在净功率的极限值(Plim)的确定情形中流经所述建筑物的配电网和所述供电系统之间的接口的净功率(Pnrt )进行确定的。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的电力系统，其特征在于，所述供电系统包括多个电阻器(8);以及所述供电系统包括多个可控制的制动斩波器，每个制动斩波器被布置成经由连接到制动斩波器的电阻器(8)以可控制的方式供电；以及 所述制动斩波器被布置成将从电梯的提升机(3)流到供电系统(5)的且超过前述的净功率的极限值(Plim)的那部分净功率作为所述电阻器中的热量消耗。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的电力系统，其特征在于，所述控制设备(6，7)包括用于测量建筑物的配电网(I)的电压的装置(9);以及所述控制设备(6，7)适配为基于测量的建筑物的配电网的电压确定建筑物的配电网(I)的可用于电梯的可处理功率(Pavailable )。
5.根据权利要求4所述的电力系统，其特征在于，所述供电系统(5)适配为限制由于所述建筑物的配电网(I)的电压升高而从供电系统(5)流到所述建筑物的配电网(I)的净功率(Pnet)。
6.根据权利要求4或5所述的电力系统，其特征在于，所述供电系统适配为限制由于所述建筑物的配电网(I)的电压下降而从建筑物的配电网(I)流到所述供电系统(5)的净功率(Pnet)。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的电力系统，其特征在于，所述供电系统(5)包括多个临时储能器(9);以及 所述供电系统(5)布置成将从电梯的提升机(3)流到供电系统(5)的且超过净功率的极限值(Plim)的那部分功率供给到所述临时储能器(9)。
8.根据权利要求7所述的电力系统，其特征在于，所述供电系统(5)布置成从所述临时储能器(9)供给从供电系统(5)流到电梯的提升机(3)的且超过净功率的极限值(Plim)的那部分功率。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的电力系统，其特征在于，所述供电系统(5)包括供电装置(10);每个所述供电装置(10)包括到所述电梯的提升机(3)的接口 ； 每个所述供电装置(10 )包括到所述建筑物的配电网(I)的接口，用于在所述电梯的提升机(3)和所述建筑物的配电网(I)之间供电； 所述控制设备包括控制单元(6)，该控制单元(6)以能传送数据的方式被连接到前述的供电装置(10)； 所述控制单元(6)适配为确定所述建筑物的配电网(I)的可用于电梯的可处理功率(Pavailable); 所述控制单元(6)适配为基于所述建筑物的配电网的可用于电梯的可处理功率(Pavailable)来确定流经所述建筑物的配电网(I)和供电系统(5)之间的接口的净功率的极限值(Pli上 所述控制单元(6)适配为为前述的每个供电装置(10)设定电力供应的极限值(Plimi)以使不同供电装置的电力供应的极限值的总和不超过前述的净功率的极限值(Plim); 所述控制单元(6)布置成通知每个供电装置(10)可施加到它的电力供应的极限值(Plimi);以及 每个所述供电装置(10)适配为将所述建筑物的配电网(I)和提升机(3)之间发生的功率通量限制到由用于所述的供电装置(10)的控制单元(6)确定的前述的通知的电力供应的极限值(PlimiX
10.根据权利要求9所述的电力系统，其特征在于，所述控制单元(6)布置成为前述的每个供电装置(10)确定各电力供应的极限值(Plimi);以及 所述控制单元(6)布置成通知每个供电装置(10)可施加到所述的供电装置的前述的各电力供应的极限值(Plimi)。
11.根据权利要求9或10所述的电力系统，其特征在于，前述的控制单元(6)被设置在所述电梯的控制中心。
12.根据权利要求I一 8中的任一项所述的电力系统，其特征在于，所述供电系统(5)包括供电装置(10); 每个所述供电装置(10)包括到所述电梯的提升机(3)的接口 ； 每个所述供电装置(10 )包括到所述建筑物的配电网(I)的接口，用于在所述电梯的提升机(3)和所述建筑物的配电网(I)之间供电； 每个所述供电装置(10)适配为确定所述建筑物的配电网(I)的可用于电梯的可处理功率U ;以及 每个所述供电装置(10)适配为基于所述建筑物的配电网的可用于电梯的可处理功率(PavailabIe)来确定流经所述建筑物的配电网(I)和所述供电装置(10)之间的接口的净功率的极限值(PlimiX
13.根据权利要求9-12中的任一项所述的电力系统，其特征在于，所述供电装置(10)包括电阻器(8);所述供电装置(10)包括可控制的制动斩波器，该制动斩波器布置成经由电阻器(8)以可控制的方式供电；以及所述供电装置(10)布置成控制制动斩波器，以使所述制动斩波器布置成将从电梯的提升机(3)流到供电装置(10)的且超过可施加到所述的供电装置(10)的电力供应的极限值(Plimi)的那部分功率(Pi)作为电阻器(8)的热量消耗。
14.根据权利要求9-13中的任一项所述的电力系统，其特征在于，所述供电装置(10)包括临时储能器(9)； 所述供电装置(10)包括可控制的固态开关，用于调节临时储能器(9)的功率通量；以及 所述供电装置(10 )布置成控制所述固态开关，用于将在电梯的提升机(3 )和供电装置(10)之间流动的且超过可施加到所述的供电装置的电力供应的极限值(Plimi)的那部分功率(Pi)供给到临时储能器(9) /从临时储能器(9)进行供给。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的电力系统，其特征在于，前述的控制设备(6，7)以能传送数据的方式被连接到建筑物自动化系统(11)，用于将与所述建筑物的配电网(I)的载荷度有关的信息从建筑物自动化系统(11)传送到所述控制设备(6，7 )。
16.根据权利要求9-15中的任一项所述的电力系统，其特征在于，所述供电装置(10)是变频器，该变频器包括电网变流整流器。
17.根据前述权利要求中的任一项所述的电力系统，其特征在于，所述建筑物的配电网(I)包括用于将所述电梯系统外部的负载(12)连接到所述建筑物的配电网(I)的接口。
18.根据权利要求17所述的电力系统，其特征在于，所述电梯系统外部的负载(12)被连接到所述建筑物的配电网(I)。
19.根据前述权利要求中的任一项所述的电力系统，其特征在于，所述建筑物的配电网(I)被连接到公共配电网(2 )。
20.根据权利要求19所述的电力系统，其特征在于，所述建筑物的配电网的可用于电梯的可处理功率(Pavailable)基于允许在公共电网(2)和所述建筑物的配电网(I)之间进行供给的最大电力的极限值(Pglim)以及基于连接到所述建筑物的配电网(I)的负载(12)的净功率消耗(PJ进行确定。
21.根据权利要求19或20所述的电力系统，其特征在于，所述建筑物的配电网(I)经由主板被连接到公共电网(2);以及 所述主板的保险丝确定允许在公共电网(2)和所述建筑物的配电网(I)之间供给的最大电力的极限值(PglimX
全文摘要
本发明涉及用于操作电梯的电力系统。该电力系统包括建筑物的配电网(1)，该配电网包括到公共电网(2)的接口；电梯的多个提升机(3)，电梯的每个提升机被装备成使电梯轿厢(4)在电梯井中运动；以及供电系统(5)，该供电系统包括到前述电梯的提升机(3)的接口，该供电系统包括到建筑物的配电网(1)的接口，用于在电梯的提升机(3)和建筑物的配电网(1)之间供电。
文档编号H02J15/00GK102753463SQ201180008815
公开日2012年10月24日 申请日期2011年1月21日 优先权日2010年2月10日
发明者A.卡里奥尼米, A.哈柯南 申请人:通力股份公司