保护电梯正常运行的方法、装置、电子设备和存储介质

技术领域

本发明涉及电梯技术领域，尤其是涉及一种保护电梯正常运行的方法、装置、电子设备和存储介质。

背景技术

为避免电梯在运行期间，因停电而出现关人事件，电梯通常会配备一个应急电源，用于在停电时给电梯控制柜提供临时的应急电源。这样使得电梯变频器能驱动曳引机进行“自动救援”(也称“应急救援”)——将轿厢拖动至最近的平层位置后开门放人。

应急电源的容量和功率往往难以支撑曳引机在自动救援运行时拖动轿厢至平层，这样就会导致救援的失败。在这种背景下，在应用两象限变频器的电梯中，电梯在发电模式下进行自动救援运行。这是因为其电梯变频器中配有制动电阻，发电模式下所产生的电能可以通过制动电阻被释放，这样能够避免母线过压，保证自动救援的正常进行。

然而，四象限变频器的控制回路中一般不会配置制动电阻，其在发电模式下自动救援运行所产生的电能难以被释放。因此，在应用四象限变频器的电梯中，如何在保证电梯能够正常进行自动救援运行的同时控制成本成为了亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种保护电梯正常运行的方法、装置、电子设备和存储介质，用以通过不增加成本的方式，保障应用四象限变频器的电梯正常进行自动救援运行，从而保障电梯乘客的安全。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供了一种保护电梯正常运行的方法，包括：在电梯在发电模式下自动救援运行时，对所述电梯的母线的实时电压进行监测；判断所述母线的实时电压是否超过预设电压门限；在所述母线的实时电压超过预设电压门限时，调节所述电梯的运行速度使所述运行速度降低。

本发明的实施方式还提供了一种保护电梯正常运行的装置，包括：电压监测模块，用于在电梯在发电模式下自动救援运行时，对所述电梯的母线的实时电压进行监测；判断模块，用于判断所述母线的实时电压是否超过预设电压门限；速度调控模块，用于在所述母线的实时电压超过预设电压门限时，调节所述电梯的运行速度使所述运行速度降低。

本发明的实施方式还提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述的保护电梯正常运行的方法。

本发明的实施方式还提供了一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，计算机程序被处理器执行时实现上述的保护电梯正常运行的方法。

在本申请的至少一个实施例中，在电梯在发电模式下自动救援运行时，对所述电梯的母线的实时电压进行监测；判断所述母线的实时电压是否超过预设电压门限；在所述母线的实时电压超过预设电压门限时，调节所述电梯的运行速度使所述运行速度降低。在本申请中，能够在母线的实时电压超过预设电压门限时，降低电梯的运行速度，这样一来能够间接地降低电梯自动救援期间产生的发电功率，将发电功率调节至不高于功率损耗。进而电梯发电模式下自动救援运行时也就不会产生多余的再生电能，因而避免了母线过压的情况发生，保证了电梯自动救援运行的正常进行，保障了电梯乘客的安全。

附图说明

一个或多个实施方式通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施方式的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是根据本发明至少一实施例中的电梯自动救援系统的结构示意图；

图2是根据本发明至少一实施例中的保护电梯正常运行的方法的流程示意图；

图3是根据本发明至少一实施例中的调节电梯的运行速度的流程示意图；

图4是根据本发明至少一实施例中的保护电梯正常运行的系统的结构示意图；

图5是根据本发明至少一实施例中的保护电梯正常运行的装置的结构示意图；

图6是根据本发明至少一实施例中的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

为了更好的理解本申请，在介绍本申请涉及的技术方案之前，首先对本申请涉及的概念进行解释说明：

普通的变频器只能控制电机工作在两个象限，因此称为二象限变频器。

能够使电机工作在正转电动状态、回馈制动状态、反转电动状态、反转制动状态四个象限(指其运行机械特性曲线在数学轴上的四个象限都可运行)的变频器称为四象限变频器。

其中，四个象限具体为：

第一象限，电动机正转运转，能量从变频器到电动机，电动机的转速及转矩都为正；

第二象限，电动机反转回馈或减速制动运转，电动机呈发电机模式，能量从电动机到变频器，转速为负，转矩为正；

第三象限，电动机反转运转，能量从变频器到电动机，电动机的转速及转矩都为负；

第四象限，电动机正转回回馈或减速制动运转，电动机呈发电机模式，能量从电动机到变频器，转速为正，转矩为负。

现如今，在降低成本这一要求的驱使下，电梯所配备的应急电源的容量以及功率越来越小，不能支持曳引机在非平衡负载下长时间以电动模式运行。在这种背景下，在电梯自动救援运行的中途，如果曳引机以电动方式运行，应急电源可能会在救援的中途就没电了，这就会导致救援失败。在这种情况下，在不平衡力较大的自动救援场景中，一般采用发电模式运行，即电梯向轿厢和配重相比较重的那一侧所在的方向运行。

为使本领域相关技术人员更好地理解电梯自动救援运行的场景和相关技术细节，下面以图1示出的电梯自动救援系统为例进行说明。

在市电(如图1中示出的三相电源L1、L2、L3)正常的情况下，应急电源装置101将市电380VAC直接供给控制柜102，变频器在市电的供电下驱动电梯曳引机106控制电梯轿厢105运行。需要说明的是，图1中示出的R、S、T为三相电源的输入端，U、V、W为变频器的输出端。

停电时，应急电源装置101将存储在电池中的电能通过升压逆变供给控制柜102，然后主板触发变频器进入ARD(automatic rescue device，自动救助装置)运行模式，曳引机106驱动轿厢105，轻载时向楼层104、重载时向楼层103就近停靠，以便及时释放被困乘客。

在整个电梯系统中，一方面存在电机损耗以及机械损耗，另一方面还存在变频器待机损耗以及工作损耗等。电梯在以发电模式进行自动救援运行期间，当发电功率大于上述损耗功率之和时，电能就会逐渐在母线电容上积累，此时母线电压就会随时间逐渐升高。

在应用两象限变频器的电梯中，电梯变频器配有制动电阻(可参考图1中1021所指示的制动电阻)，在发电模式下进行自动救援所产生的电能可以通过制动电阻被释放，这样能够避免母线过压。而母线过压时，会导致如变频器的IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)等的部件损坏。因此，在应用两象限变频器的电梯中，以发电模式进行自动救援运行能够避免母线过压，保证电梯自动救援的正常进行。

但是，在应用四象限变频器的电梯中，控制回路内一般不会配置用于防止母线过压的制动电阻，且在停电时电梯变频器切换至通过应急电源供电，此时在发电模式下进行自动救援所产生的再生电能无法被释放、无法回馈至电网。这就会存在电梯自动救援运行期间无法防止母线出现过压的问题。

对于应用四象限变频器的电梯，相关技术中存在两种防止在自动救援运行期间母线过压的方法。一种方法是：增大电梯中应急电源的功率容量，并且使电梯在自动救援运行时以电动模式而非发电模式运行，这样能够避免产生再生电能，进而防止了母线电压升高。另一种方法是：在应急电源或四象限变频器中额外配置放电电阻(可参考图1中示出的放电电阻1011)，并且使电梯在自动救援运行时以发电模式运行，这样一来当母线电压升高时，能够通过该放电电阻释放再生电能，从而避免母线过压。

然而上述两种解决母线过压问题的方法，都增加了成本，有悖于企业控制成本的要求。为此，本申请实施例提出了一种新的自动救援运行控制方法，该方法可在不加大应急电源功率、不增加放电电阻的前提下实现四象限变频器的自动救援运行。

本发明的至少一实施方式提供一种保护电梯正常运行的方法，以解决应用四象限变频器的电梯自动救援运行时可能发生母线过压的问题，同时控制实现的成本。该保护电梯正常运行的方法可以应用于电梯控制柜、电梯变频器或是其中的一芯片。在本实施方式中，首先在电梯在发电模式下自动救援运行时，对所述电梯的母线的实时电压进行监测；判断所述母线的实时电压是否超过预设电压门限；在所述母线的实时电压超过预设电压门限时，调节所述电梯的运行速度使所述运行速度降低。

下面对本实施例中的保护电梯正常运行的方法的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解本方案的实现细节，并非实施本方案的必须。具体流程如图2所示，可包括如下步骤：

步骤201，在电梯在发电模式下自动救援运行时，对所述电梯的母线的实时电压进行监测；

步骤202，判断所述母线的实时电压是否超过预设电压门限；

步骤203，在所述母线的实时电压超过预设电压门限时，调节所述电梯的运行速度使所述运行速度降低。

可以理解地，本实施例提供的保护电梯正常运行的方法适用于电梯在发电模式下自动救援运行这一应用场景。在步骤201中，在这种场景下，对电梯的母线的实时电压进行监测。

在步骤202中，判断母线的实时电压是否超过预设电压门限。值得说明的是，本步骤中涉及的预设电压门限为预先设定好的，其可以根据变频器母线的额定电压进行确定。

在步骤203中，在母线的实时电压超过预设电压门限时，降低电梯的运行速度，这样一来能够间接地降低电梯自动救援期间产生的发电功率，将发电功率调节至不高于功率损耗。

值得说明的是，在步骤203中，当对电梯运行的速度的降低使得母线的实时电压低于预设电压门限时，可以对运行速度继续进行调节，此时进行的调节可以包括对运行速度在一个小范围内向上和向下的调节。只要保证在该运行速度下母线实时电压处于安全电压范围内即可。

在一些实施例中，还可以为电梯的实时运行速度设定一个预设速度门限。在这些实施例中，在步骤203所包括的所述在所述母线的实时电压超过预设电压门限时，调节所述电梯的运行速度使所述运行速度降低之后，还可以包括：在所述电梯实时的运行速度小于预设速度门限时，停止调节所述运行速度。

若电梯在自动救援运行时运行速度过低，会拉长将轿厢拖动至平层所需的时间，乘客被困于轿厢中的时间也会相应地延长，这会对乘客乘坐电梯的体验带来严重的负面影响。而在本实施例中，控制电梯的实时运行速度不小于预设速度门限，能够避免电梯乘客获救的时间被过于延长，有助于提升停电情况下电梯乘客的体验。

在一些实施例中，在所述停止调节所述运行速度之后，还可以包括：增大所述励磁电流至所述母线的实时电压不超过所述预设电压门限。在本实施例中，限制电梯的运行速度最低可调节至预设速度门限以避免过于拉长电梯中被困人员获救的时间，若是运行速度调节至预设速度门限而母线电压仍未能回复正常范围(即低于预设电压门限)，则可以通过增大励磁电流的方式继续对母线的实时电压进行调节。

需要说明的是，当励磁电流增大时，电机的损耗功率会相应增大，从而能够通过增大励磁电流来间接达到发电功率不大于总的功率损耗这一目标，进而能够避免母线过压的情况发生。从而在调节电梯运行速度之上，为电梯进行正常的自动救援运行提供了多一层的保障，进一步保证了电梯被困乘客的安全获救。

在一些实施例中，本步骤所述的在所述母线的实时电压超过预设电压门限时，调节所述电梯的运行速度使所述运行速度降低，还可以包括以下步骤，流程示意图可以参考图3：

步骤301，根据所述母线的实时电压和所述预设电压门限，确定所述速度调节控制信号；

步骤302，将所述速度调节控制信号叠加至初始速度控制信号，并利用所述叠加得到的速度控制信号调节所述电梯的运行速度使所述运行速度降低。

在步骤301中，基于母线的实时电压和预设电压门限，确定如何对电梯速度进行调节，进而确定输出的速度调节控制信号。

在步骤302中，速度调节控制信号可以理解为对电梯的运行速度的修正信号，其和初始速度控制信号叠加的结果能够将电梯的运行速度调节至理想速度(即使得母线的实时电压不超过预设电压门限所对应的运行速度)。

在一些实施例中，步骤301所述的根据所述母线的实时电压和所述预设电压门限，确定所述速度调节控制信号，可以包括：基于所述母线的实时电压和所述预设电压门限进行PID闭环控制，得到所述速度调节信号。在本实施例中，对母线的实时电压和预设电压门限进行PID(Proportion Integration Differentiation，比例-积分-微分控制)闭环控制，能够便捷快速地确定应输出何速度调节控制信号，即应如何调节电梯的运行速度。

在一些实施例中，步骤302所包括的所述利用所述叠加得到的速度控制信号调节所述电梯的运行速度使所述运行速度降低，还可以包括：将所述叠加得到的速度控制信号传输至速度调节器，供所述速度调节器根据所述叠加得到的速度控制信号调节所述电梯的运行速度使所述运行速度降低。

在一个更为具体的实施例中，本实施例涉及的保护电梯正常运行的方法可以由如图4所述的保护电梯正常运行的系统407实现。图4中示出的速度修正模块401根据实时电压VdcFbk和预设电压门限VdcLtd确定速度调节控制信号，该速度调节控制信号和初始速度控制信号SpdRef叠加后用于控制速度调节器402(ASR，Automatic Speed Regulator)，速度调节器将输出的信号传输至电流调节器404(ACR，Automatic Current Regulator)，进而电流调节器输出信号至脉冲宽度调制405(PWM，Pulse Width Modulation)，并最终输出信号至曳引机406，从而调节曳引机拖动轿厢运行的速度并最终将轿厢拖动至平层。需要说明的是，在电梯的实时运行速度被调节至小于预设速度门限而母线的实时电压仍未能达到正常范围时，增大励磁电流以进一步调控母线的实时电压，在这种情况下可以在该系统中增加励磁修正模块403以调节电梯的励磁电流。

为了使读者更清楚地理解，下面以电梯轻载时进行自动救援为例，对本实施例所提供的保护电梯安全运行的方法进行说明：

电梯轻载运行途径两楼层之间(可参考如图1所示的楼层103和楼层104之间)时遭遇停电，首先会急停于两楼层之间。此时由于电梯不在平层位置，乘客被困电梯轿厢之中，因此电梯的应急电源自动切入，同时电梯进入自动救援运行模式。此时，由于电梯轻载，曳引机拖动电梯轿厢向上运行。

在自动救援运行期间，由于AFE(Active Front End，主动前端)停止工作，没有被消耗的再生电能逐渐在母线的电容上累积，母线电压开始逐渐升高。

如图4所示的系统中的速度修正模块，对母线的实际电压VdcFbk进行实时监测，对母线电压进行PID闭环调节，其输出叠加于ARD运行的原始速度指令SpdRef，用于修正ARD运行期间的实际运行速度、间接地调节ARD运行期间的发电功率，使发电功率不大于总的功率损耗，从而将母线电压控制在预设电压门限VdcLtd之下或维持母线电压在该门限值附近不再升高。

为了避免电梯的实际运行速度太小而导致乘客被困轿厢的时间相应地延长，当电梯的实际运行速度调节至速度门限时，不再对电梯运行速度进行下修。此时若母线电压仍未达到安全范围(即小于预设电压门限)，那么励磁修正模块可以输出励磁修正量，并将该励磁修正量叠加到初始励磁电流值IdRef，并进而传输至电流调节器。在一个更为具体的例子中可以将励磁电流由0％增加到30％。通过增大电机损耗功率，从而达到使发电功率不大于总的功率损耗这一目标，进而将母线电压调控至预设电压门限VdcLtd之下或维持母线电压在该预设电压门限值附近不再升高。

值得说明的是，图4中示出的速度修正模块401和励磁修正模块403，可以同时启用以对母线电压进行统一调控，此外还可以启用二者之一。

在本实施例中，在电梯在发电模式下自动救援运行时，对所述电梯的母线的实时电压进行监测；判断所述母线的实时电压是否超过预设电压门限；在所述母线的实时电压超过预设电压门限时，调节所述电梯的运行速度使所述运行速度降低。在本申请中，能够在母线的实时电压超过预设电压门限时，降低电梯的运行速度，这样一来能够间接地降低电梯自动救援期间产生的发电功率，将发电功率调节至不高于功率损耗。进而电梯发电模式下自动救援运行时也就不会产生多余的再生电能，因而避免了母线过压的情况发生，保证了电梯自动救援运行的正常进行，保障了电梯乘客的安全。

本发明的一实施方式涉及一种保护电梯正常运行的装置，如图5所示，包括：

电压监测模块501，用于在电梯在发电模式下自动救援运行时，对所述电梯的母线的实时电压进行监测；

判断模块502，用于判断所述母线的实时电压是否超过预设电压门限；

速度调控模块503，用于在所述母线的实时电压超过预设电压门限时，调节所述电梯的运行速度使所述运行速度降低。

在一些实施例中，所述保护电梯正常运行的装置还可以包括励磁修正模块，用于在所述电梯实时的运行速度小于预设速度门限时，停止调节所述运行速度，增大所述励磁电流至所述母线的实时电压不超过所述预设电压门限。

在一些实施例中，所述速度调控模块503还可以用于根据所述母线的实时电压和所述预设电压门限，确定速度调节控制信号；将所述速度调节控制信号叠加至初始速度控制信号，并利用所述叠加得到的速度控制信号调节所述电梯的运行速度使所述运行速度降低。

在一些实施例中，所述速度调控模块503还可以用于基于所述母线的实时电压和所述预设电压门限进行PID闭环控制，得到所述速度调节信号。

在一些实施例中，所述速度调控模块503还可以用于将所述叠加得到的速度控制信号传输至速度调节器，供所述速度调节器根据所述叠加得到的速度控制信号调节所述电梯的运行速度使所述运行速度降低。

本实施例提供的保护电梯正常运行的装置，在电梯在发电模式下自动救援运行时，对所述电梯的母线的实时电压进行监测；判断所述母线的实时电压是否超过预设电压门限；在所述母线的实时电压超过预设电压门限时，调节所述电梯的运行速度使所述运行速度降低。在本申请中，能够在母线的实时电压超过预设电压门限时，降低电梯的运行速度，这样一来能够间接地降低电梯自动救援期间产生的发电功率，将发电功率调节至不高于功率损耗。进而电梯发电模式下自动救援运行时也就不会产生多余的再生电能，因而避免了母线过压的情况发生，保证了电梯自动救援运行的正常进行，保障了电梯乘客的安全。

值得一提的是，本发明上述实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本发明的实施例还提供一种电子设备，如图6所示，包括至少一个处理器601；以及，与所述至少一个处理器601通信连接的存储器602；其中，存储器602存储有可被至少一个处理器601执行的指令，指令被至少一个处理器601执行，以使至少一个处理器601能够执行上述保护电梯正常运行的方法。

其中，存储器602和处理器601采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器601和存储器602的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器601处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给处理器601。

处理器601负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器602可以被用于存储处理器601在执行操作时所使用的数据。

上述产品可执行本申请实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施例所提供的方法。

本申请的实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时实现上述保护电梯正常运行的方法。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现和使用本发明的，本领域普通技术人员可以在不脱离本申请的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该符合权利要求书所提到的创新性特征的最大范围。