一种电梯应急疏散装置及电梯应急疏散方法

摘要

本发明涉及一种电梯应急疏散装置以及相应的电梯应急疏散方法，应用于电梯控制领域，包括电机（11）、和整流器（31）、与整流器（31）相连的逆变器（32）、向逆变器（32）传送控制信号的脉宽调制电路（34），以及中央处理器（371）和数据存储器（372），其特征在于还包括：用于检测电机（11）的运行方向的速度位移反馈电路（22）；一电流检测电路（33），其输入端与逆变器（32）的电流输出端相连，其输出端与中央处理器（371）的输入端相连；用于检测逆变器（32）电压的电压检测电路（40），其输出端连接至中央处理器（371）。本发明相对于现有技术而言，可以提高运行的效率并提高安全性，进一步降低了后备电源的负荷，降低了电梯系统的成本。

说明书

技术领域

本发明涉及一种电梯应急疏散装置以及相应的电梯应急疏散方法，属于电梯控制领域。

背景技术

电梯运行时如果发生应急状况，需要进行应急疏散运行，这时后备电源投入使用，为了电梯在应急状态下正常达到平层状态，需要进行应急疏散运行方向的判断，实质上就是电梯负载方向的判断。如果能够正确判断电梯的负载方向，则系统使拖动电梯运行的电机沿电梯负载方向运行，从而达到平层状态进行疏散。若方向判断失误将会造成后备电源故障保护，影响电梯的正常状态的恢复。由此可见，在电梯应急疏散过程中，电梯应急疏散方向也就是电梯负载方向的判断非常重要，它是电梯能否安全运行达到平层状态的前提。

现有的应急疏散运行方向判断方法有两种：一为采用放开抱闸让电梯自由溜车的方式获得电梯应急疏散方向，具体可见第201010107593.3号名为“电梯应急运行自适应控制方法”的发明专利所阐述方法；但是，此方法从放开抱闸到得知运行应急方向要经过2~3秒的时间，且在这个时间内，电梯变频器是不对电机的运行进行控制的，这样会出现电机失速等状况，造成安全隐患。二为电梯安装称重开关，此称重开关通过测量轿厢与对重的重量来判断电梯负载的方向，电梯控制系统得知此方向后驱动电梯朝相应方向运行，进行应急疏散。但是，使用称重开关判断电梯负载的方向，一方面增加称重开关增加了电梯系统的成本，另一方面称重开关存在失效的风险，称重开关如果失效将造成应急疏散方向错误，启动后备电源保护，电梯无法进行应急疏散。

发明内容

为解决现有技术中存在问题，本发明提供一种新的电梯应急疏散装置以及相应的电梯应急疏散的方法，其主要的原理在于利用直流母线电压和电机电流的大小来判断电机扭矩的大小与方向，从而判断电梯负载方向，并将该方向信息存储在存储器中以便电梯出现应急状态时予以调用，驱动电机朝负载方向运行，使电机工作在制动运行状态，有效进行电梯应急疏散。本发明的技术方案如下：

 一种电梯应急疏散装置，包括电机11、和整流器31、和与整流器31相连的逆变器32，以及中央处理器371和数据存储器372，其特征在于：还包括，一速度位移反馈电路22，通过检测所述电机11的运行方向并反馈给所述中央处理器371；一电流检测电路33，所述电流检测电路33的输入端与所述逆变器32的电流输出端相连，所述电流检测电路33的输出端与所述中央处理器371的输入端相连；一电压检测电路40，用于检测逆变器32的电压，所述电压检测电路40的输出端连接至中央处理器371。

进一步地，所述速度位移反馈电路22包括传感器12和A/D转换器21。

进一步地，还包括电容器38，所述电压检测电路40连接在所述电容器38的两极以检测两极间的直流母线电压。

本发明还涉及一种电梯应急疏散方法，为权利要求1-3任一项所述电梯应急疏散装置，其特征在于：

在电梯正常运行时，利用所述速度位移反馈电路22检测所述电机11的运行方向，利用所述电流检测电路33检测所述电机11的电流值，利用所述电压检测电路40检测所述逆变器32的电压值；

所述中央处理器371判断所述电机11力矩的方向与大小并确定电梯负载方向，并将此信息存储于所述数据存储器372中；

在电梯出现应急状态时，所述中央处理器371直接调取所述数据存储器372中存储的电梯负载方向，以驱动所述电机11运行。

更进一步地，所述的电压检测电路40检测所述电容器38两极间的直流母线电压并传送给所述中央处理器371，中央处理器371根据该直流母线电压的大小判断电机扭矩的方向。

更进一步地，所述中央处理器371判断所述电容器38两极间的直流母线电压是否在正常范围内，如电压值不在正常范围内，中央处理器371发出指令，停止系统运行。

此发明相对于背景技术一（采用放开抱闸让电梯自由溜车的方式获得电梯应急疏散方向，见201010107593所阐述方法）来讲可以提高运行的效率并提高安全性。相对于背景技术二来讲，降低了电梯系统的成本、进一步提高了安全性，同时也降低了后备电源的负荷。 

附图说明

图1为本发明电路结构示意图。

图中所示：11：电机；12：传感器；21：A/D转换器；22：速度位移反馈电路；23：电机控制单元；31：整流器；32：逆变器；33：电流检测电路；34：脉宽调制电路；37：中央处理单元；38：电容器；371：中央处理器；372：数据存储器。

具体实施方式

申请人根据说明书附图来详细描述本发明的具体实施方式。以下所述具体实施方式只是优选实施方式，不能认为是对本发明技术方案其他实施方式的限制。

根据图1所示，本发明包括以下几个主要部件：

电机11，用于驱动电梯上下运行，其可为感应电机（IM）或者永磁同步电机（PM）。

速度位移反馈电路22，用于判断电梯运行方向并对电梯的运行情况进行监控。速度位移反馈电路22包括传感器12和A/D转换器21，其中，传感器12检测电机11的速度、位移信号并传送给A/D转换器21，经过A/D转换器21转换成数字信号传送给中央处理器371，具体实现时，传感器12可以是模拟量的正余弦编码器、旋转编码器。

中央处理单元37，用于信息处理与系统控制，包括中央处理器371，数据存储器372，中央处理器371用于处理并产生驱动电机11的控制信号，数据存储器372用于保存电机11运行状态的数据。

电机控制单元23，包括整流器31、逆变器32、电压检测电路40、脉宽调制电路34、电容器38，用于接收中央处理器371产生的电机驱动信号后，执行对电机11的控制，使电机按照设定的速度与方向运行。其中，整流器31：负责将交流电变换成直流电的模块；逆变器32：将直流电变换成频率与电压可变的交流电；脉宽调制电路34，负责接收中央处理器371产生的电机驱动信号，进行放大及隔离处理，操作逆变器32驱动电机11运行。电压检测电路40，负责检测电容器38两端的直流母线电压的大小，并将该电压信号传送给中央处理器371。

电流检测电路33：用于检测逆变器32输出端流出并流过电机11的三相交流电U、V、W的电流大小，从而判断电机11扭矩的大小。

根据图1所示电路结构，本技术方案工作方式描述如下：本技术方案的实施重点在于对电梯负载方向的判断，也就是电机11的扭矩的大小与方向，其中有以下几个步骤非常关键：首先，利用速度位移反馈电路22来检测电机的运行方向，也就是电梯的运行方向；其次，利用电流检测电路33来检测逆变器32输出端电流大小，并将信息传递给中央处理器371，电流的大小与扭矩的对应关系为：电机扭矩的大小＝（输出电流÷主机额定电流）×主机额定扭矩，中央处理器371据此可以根据电流的大小计算出电机扭矩的大小；其三，利用电压检测电路40检测电容器38两端的直流母线电压，中央处理器371根据电压检测电路40检测到的电压值的大小判断电机11扭矩的方向，具体关系为若直流母线电压值高于设定值560V，则表明电机工作在制动状态，电机扭矩的方向与电机的运行方向相反，若直流母线电压值小于或等于设定值560V，则电机工作在电动状态，电机扭矩方向与电机的运行方向相同。由此，系统就可以计算出电机11的扭矩的大小与方向，也就是电梯的负载方向。

具体言之，电梯每次工作时，整流器31负责将三相交流电R、S、T变换成直流电，供逆变器32使用；电容器38对变换后的直流电进行滤波处理，电压检测电路40实时检测电容器38两端直流母线电压，并将该电压信息传递给中央处理器371，中央处理器371判断电压值是否在接收范围内，如不在范围内将停止整个系统工作。若在正常范围内，准许下一步动作。

中央处理单元37中的中央处理器371产生电机驱动信号，然后传递给脉宽调制电路34，脉宽调制电路34进行放大及隔离处理，传送给逆变器32，逆变器32将直流电变换成频率与电压可变的交流电U、V、W驱动电机11运行。传感器12采集电机11的速度位移信号给A/D转换器21，A/D转换器21反馈电机11的位移及速度给中央处理器371，中央处理器371根据速度位移反馈电路22传来的信号对电梯的运行情况进行监控并判断电机11的运动方向，也就是电梯的运行方向。

电流检测电路33检测逆变器32输入给电机11的电流大小，并将信息传递给中央处理器371，中央处理器371根据U、V、W的电流信息从而判断电机扭矩的大小。如前所述，根据电压检测电路40判断出电机11扭矩的方向。中央处理器371判断出电机扭矩的大小及方向后确定电梯负载方向，也就是电梯应急疏散的方向。其后，将该负载信息存储在数据存储器372中。当停电时，系统利用后备电源供电，中央处理器371直接调用存储在数据存储器372中的负载方向信息，获取正确的电梯应急疏散方向，及时进行电梯的应急疏散。

如上所述，电梯正常运行时，系统利用所述速度位移反馈电路22将电机11的速度位移信号及时反馈给中央处理器371，利用所述电流检测电路33检测电机11的电流信号并传送给中央处理器371，利用电压检测电路40检测电容器38两端的直流母线电压并传送给中央处理器371，利用所述中央处理器371判断电机11扭矩的方向与大小并确定电梯负载方向，并将此信息存储于数据存储器372；电梯出现应急状态时，后备电源投入，中央处理器371直接调取数据存储器372中的电梯负载方向，判断应急疏散方向，驱动电机11运行。

综上，申请人详细阐述了本发明一种电梯应急疏散装置以及根据该装置进行电梯应急疏散的方法，申请人针对本发明的优选实施例做了详细的阐述，但不能理解为对本发明的其他实施方式的限制，凡是在本发明基础上进一步的改进和类似或雷同的方案，均视为本发明请求保护的范围。