电梯节能应急救援装置及控制方法

技术领域

本发明属于电梯领域，特别涉及一种电梯节能应急救援装置及控制方法。

背景技术

目前国内电梯保有量约1000万台，在双碳减排大国情下，需尽快推进电梯的节能应用，同时提高电梯的安全性。

传统的电梯通过制动电阻（能耗电阻）将曳引机工作在制动工况时产生的能量直接热损耗，造成了能量的浪费。且当电网停电时，电梯需要人工救援，被困人员无法及时脱身而有一定的危险性。如图1所示，电梯能量浪费大，不具备紧急救援功能。

因此，需要一种更优的电梯节能应急救援装置及控制方法解决以上问题。

发明内容

本发明专利提供一种电梯节能应急救援装置及控制方法。

本发明提供一种电梯节能应急救援装置，所述电梯节能应急救援装置包括曳引机、电梯变频器、双向DC-DC变换器、储能装置、DC-AC逆变器、电梯控制器以及停电应急控制器；所述双向DC-DC变换器的高压侧与所述电梯变频器的直流母线连接，所述双向DC-DC变换器的低压侧连接至所述储能装置；所述储能装置用于将所述曳引机工作时产生的能量进行存储；所述DC-AC逆变器的直流侧连接至所述储能装置，所述DC-AC逆变器的交流侧与所述电梯变频器的交流输入端连接，所述电梯变频器用于控制主电路；所述停电应急控制器连接至所述DC-AC逆变器，用于检测到电网停电时，控制所述DC-AC逆变器将所述储能装置中的直流电逆变为交流电，并将逆变得到的所述交流电传输至所述电梯变频器的交流输入端和所述电梯控制器，以使得所述电梯控制器将电梯运行至平层并打开轿箱门。

本发明还提供一种应用于电梯节能应急救援装置的方法，包括：若检测到电梯所对应的电网停电，所述停电应急控制器控制所述DC-AC逆变器将所述储能装置中的直流电进行逆变，以得到交流电；将所述交流电输送到所述电梯变频器的交流输入端和所述电梯控制器；根据所述电梯控制器以及所述电梯变频器控制所述电梯运行至目标平层，并打开轿箱门，所述目标平层为所述电梯所对应的电网停电时，所述电梯所对应的最近的楼层。

相比于现有技术，将所述曳引机制动时产生的能量通过所述双向DC-DC变换器存储于所述储能装置中，当所述曳引机处于牵引工况时再通过所述双向DC-DC变换器从所述储能装置释放利用，大大提升了电梯节能率。同时，当电梯停电时，所述储能装置存储的能量也应用于电梯自动应急救援，所述停电应急控制器通过所述DC-AC逆变器将所述储能装置存储的能量逆变并用于电梯供电，将电梯运转至平层后自动开门，被困人员可自行撤离，提高了电梯停电时的安全性。

附图说明

图1为现有技术的电梯装置的结构框图；

图2为本发明第一实施例提供的电梯节能应急救援装置的结构示意图；

图3为本发明第二实施例提供的电梯节能应急救援装置的结构示意图；

图4为本发明提供的电梯节能应急救援装置的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图2，图2为本发明第一实施例提供的电梯节能应急救援装置的结构示意图；

所述电梯节能应急救援装置100包括曳引机10、电梯变频器20、双向DC-DC变换器40、储能装置50、DC-AC逆变器60、电梯控制器30以及停电应急控制器70；所述双向DC-DC变换器40的高压侧与所述电梯变频器20的直流母线连接，所述双向DC-DC变换器40的低压侧连接至所述储能装置50；所述储能装置50用于将所述曳引机10工作时产生的能量进行存储；所述DC-AC逆变器60的直流侧连接至所述储能装置50，所述DC-AC逆变器60的交流侧与所述电梯变频器20的交流输入端连接，所述电梯变频器20用于控制主电路；所述停电应急控制器70连接至所述DC-AC逆变器60，用于检测到电网停电时，控制所述DC-AC逆变器60将所述储能装置50中的直流电逆变为交流电，并将逆变得到的所述交流电传输至所述电梯变频器20的交流输入端和所述电梯控制器30，以使得所述电梯控制器30将电梯运行至平层并打开轿箱门。

所述曳引机10经所述电梯变频器与所述双向DC-DC变换器40跨接，所述曳引机10包括轿箱（图未示）、配重（图未示）及曳引轮（图未示），所述轿箱及所述配重通过绳索悬吊于所述曳引轮的两侧。所述曳引机10包括两种工作状态，当所述曳引机10处于牵引工况时，所述轿箱总重量大于所述配重重量，所述轿箱向上运行，或所述轿箱总重量小于所述配重重量，所述轿箱向下运行；当所述曳引机10处于制动工况时，所述轿箱总重量小于所述配重重量，所述轿箱向上运行，或所述轿箱总重量大于所述配重重量，所述轿箱向下运行。

当所述曳引机10在制动工况时，所述双向DC-DC变换器40的高压侧接所述电梯变频器20的直流母线，所述双向DC-DC变换器40的低压侧接所述储能装置50，所述曳引机10产生的能量经所述双向DC-DC变换器40存储到所述储能装置50中，避免了所述曳引机10在制动时，电动机发电状态时产生的能量会导致所述电梯变频器20母线电压抬升，所述电梯控制器30控制制动电阻介入，多余的能量被制动电阻直接损耗，只有当制动功率超过所述双向DC-DC变换器40功率或所述储能装置50满电时，才会通过制动电阻消耗。

当所述曳引机10在牵引工况时，所述储能装置50中存储的能量通过所述双向DC-DC变换器40释放到所述电梯变频器20直流母线上来，供给所述曳引机10牵引工作，当所述曳引机10需要的功率超过所述双向DC-DC变换器40功率或所述储能装置50电量不足时，也可通过所述电梯变频器20从电网取电，以使得所述储能装置50完成能量的储存与利用，提升电梯的节能率。

需要说明的是，所述DC-AC逆变器60为三相逆变器或单相逆变器，可以根据不同电梯型号适配，也可以使用单相逆变器输出220VAC，再经普通工频变压器转换为380VAC供电梯使用，具体不做限定。

再需要说明的是，所述储能装置50为超级电容、蓄电池及纳米电容重的任一种结构，只要具备储能的装置功能即可，具体不做限定。

请参阅图3，图3为本发明第二实施例提供的电梯节能应急救援装置的结构示意图；本实施例中，所述DC-AC逆变器60A与所述双向DC-DC变换器40A高压直流母线侧连接，所述储能装置50A与所述双向DC-DC变换器40A连接。所述停电应急控制器70A检测到电网停电时，所述储能装置50A的电能经所述双向DC-DC变换器40A释放，所述双向DC-DC变换器40A将电路电压升压，所述DC-AC逆变器60A将不再需要升压电路电压，所述DC-AC逆变器60A将高压直流电逆变成所需要的交流电，区别于第一实施例中的所述DC-AC逆变器60先将所述储能装置50电压升压，再逆变为交流电。

请参阅图4，图4为本发明提供的电梯节能应急救援装置的控制方法的流程示意图。所述电梯节能应急救援装置的控制方法可以适用于上述任一实施例，所述电梯节能应急救援装置的控制方法包括：

901、若检测到电梯所对应的电网停电，控制所述DC-AC逆变器60将所述储能装置50中的直流电进行逆变，以得到交流电；

本实施例中，所述停电应急控制器70可以检测到所述电梯所对应的电网是否停电，确定所述电梯所对应的运行电压；根据所述运行电压控制所述DC-AC逆变器60将所述储能装置50中的直流电进行逆变，以得到所述交流电。可以理解的是，所述交流电可以是三相交流电或是单相交流电，以利于适配不同的所述电梯型号，所述电梯控制器30的伏特交流电可以为220VAC或380VAC。

902、将所述交流电输送到所述电梯变频器20的交流输入端和所述电梯控制器30；

本实施例中，所述DC-AC逆变器60将所述交流电输送到所述电梯变频器20的交流输入端和所述电梯控制器30，当电网停电时，可以利用交流电供电梯短时间运行，所述电梯控制器30根据所述电梯变频器20生成对所述电梯的控制信号，实现所述电梯自动停电应急救援。

903、根据所述电梯控制器30以及所述电梯变频器20控制所述电梯运行至目标平层，并打开轿箱门，所述目标平层为所述电梯所对应的电网停电时，所述电梯所对应的最近的楼层。

本实施例中，所述电梯控制器30以及所述电梯变频器20确定所述电梯所对应的运行状况；根据所述运行状况控制所述停电应急控制器70将所述储能装置50的电路进行控制，以此实现能量在所述储能装置50与所述电梯变频器20之间的传递。可以理解的是，所述运行状况是指所述电梯完成运行的速度、停止层以及其他所述电梯相关信息的一种或多种的组合。

除了在电网停电的情况下，在电网正常运作的情况下，为了避免所述曳引机10产生的能量经制动电阻消耗，所述电梯节能应急救援装置的控制方法还包括：

确定曳引机10的工况；

若所述曳引机10处于制动工况状态，则所述双向DC-DC变换器40自动检测所述制动工况状态，所述双向DC-DC变换器40将所述曳引机10产生的能量存储至所述储能装置，所述制动工况状态为所述电梯的轿厢总重量小于所述电梯的配重重量向上运行或所述电梯的轿厢总重量大于所述电梯配重重量向下运行；

若所述曳引机10处于牵引工况状态，则所述双向DC-DC变换器40自动检测所述制动工况状态，所述双向DC-DC变换器40将存储于储能装置中的能量释放至所述电梯变频器20的直流母线端，所述牵引工况状态为所述电梯的轿厢总重量大于所述电梯的配重重量向上运行或所述电梯的轿厢总重量小于所述电梯配重重量向下运行。

本实施例中，若所述曳引机10处于牵引工况，且所述曳引机10需要的功率超过所述双向DC-DC变换器40功率，则通过所述电梯变频器从所述电梯的电网取电，以利用所述电梯的电网电能满足电梯的正常运行；此外，若所述储能装置电量不足时，则通过所述电梯变频器从电网取电，以满足电梯的正常运行。

若所述曳引机10处于制动工况时，所述储能装置50电量充足时，则多余的电量将通过制动电阻消耗；若所述曳引机10处于制动工况时，所述曳引机10产生的能量大于所述双向DC-DC变换器40的功率时，则多余的功率将通过制动电阻消耗。

相比于现有技术，将所述曳引机10制动时产生的能量通过所述双向DC-DC变换器40存储于所述储能装置50中，当所述曳引机10处于牵引工况时再通过所述双向DC-DC变换器40从所述储能装置50释放利用，大大提升了电梯节能率。同时，当电梯停电时，所述储能装置50存储的能量也应用于电梯自动应急救援，所述停电应急控制器70通过所述DC-AC逆变器60将所述储能装置50存储的能量逆变并用于电梯供电，将电梯运转至平层后自动开门，被困人员可自行撤离，提高了电梯停电时的安全性。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。