一种电梯供电装置

摘要

本发明提出一种电梯供电装置，包括：充电器；与充电器连接的蓄电池；检测单元，其连接到市电；三相纯正弦波逆变电源单元，其连接到蓄电池和检测单元，用于在市电中断时启动应急运行以输出三相纯正弦波PWM信号；第一开关，其连接在市电和电梯之间；第二开关，其连接在电梯和三相变压器之间；开关控制单元，其连接到所述检测单元、第一开关和第二开关并具有控制部以控制第一开关和第二开关的断开和闭合；三相变压器，其连接在三相纯正弦波逆变电源单元和第二开关之间。本发明的电梯供电装置能够确保在市电中断后的一段时间内电梯仍然能正常运行，不需要对电梯控制系统做任何改动，实现方式简单易用，能提高电梯整体的安全运行系数。

权利要求

1.一种电梯供电装置，其连接到市电（1）和电梯（2），所述电梯供电装置包括与市电（1）连接的充电器（3）、与充电器（3）连接的蓄电池（4）、连接到市电（1）并检测市电（1）是否正常供电的检测单元（5）以及连接在电梯（2）和三相变压器（10）之间的第二开关（9），其特征在于，所述电梯供电装置还包括：三相纯正弦波逆变电源单元（8），其连接到蓄电池（4）和检测单元（5），并在所述检测单元（5）检测到市电（1）中断供电时在蓄电池（4）的供电下启动应急运行以输出三相纯正弦波PWM信号；

第一开关（7），其连接在市电（1）和电梯（2）之间；

开关控制单元（6），其连接到所述检测单元（5）、第一开关（7）和第二开关（9），所述开关控制单元（6）具有控制部，其在所述检测单元（5）检测到市电（1）正常供电时控制闭合第一开关（7）、并在所述三相纯正弦波逆变电源单元（8）启动应急运行时控制闭合第二开关（9）；以及所述三相变压器（10），其连接到三相纯正弦波逆变电源单元（8）和第二开关（9），所述三相变压器（10）用于将三相纯正弦波逆变电源单元（8）输出的三相纯正弦波PWM信号转换为三相纯正弦波电压，并通过第二开关（9）为电梯（2）提供备用电力。

2.如权利要求1所述的电梯供电装置，其特征在于，所述检测单元（5）具有控制信号发生部，其产生第一控制信号（CS1），所述控制信号发生部在检测单元（5）检测到市电（1）正常供电时将所述第一控制信号（CS1）置为有效状态、并在检测单元（5）检测到市电（1）中断供电时将所述第一控制信号（CS1）置为无效状态，所述三相纯正弦波逆变电源单元（8）具有第一接收部，其接收所述第一控制信号并在所述第一控制信号置为无效状态时通知所述三相纯正弦波逆变电源单元（8）启动应急运行，所述开关控制单元（6）具有第二接收部，其接收所述第一控制信号并在所述第一控制信号置为有效状态时通知所述开关控制单元（6）的控制部控制闭合第一开关（7）。

3.如权利要求2所述的电梯供电装置，其特征在于，所述三相纯正弦波逆变电源单元（8）具有第一发送部，其连接到所述开关控制单元（6），所述三相纯正弦波逆变电源单元（8）产生第二控制信号（CSE）并由所述第一发送部发送至所述开关控制单元（6）以控制所述开关控制单元（6）在同一时刻仅闭合第一开关（7）和第二开关（9）的其中之一。

4.如权利要求1所述的电梯供电装置，其特征在于，所述三相纯正弦波逆变电源单元（8）具有第三接收部，其用于接收第三控制信号（CS3），在应急运行过程中所述三相纯正弦波逆变电源单元（8）在所述第三控制信号（CS3）的控制下停止应急运行。

5.如权利要求1所述的电梯供电装置，其特征在于，所述三相纯正弦波逆变电源单元（8）具有第三接收部，其用于接收第三控制信号（CS3），在应急运行尚未启动时所述三相纯正弦波逆变电源单元（8）在所述第三控制信号（CS3）的控制下屏蔽应急运行的启动。

6.如权利要求4或5所述的电梯供电装置，其特征在于，所述三相纯正弦波逆变电源单元（8）的所述第三接收部连接到电梯（2）以从所述电梯（2）接收所述第三控制信号（CS3）。

7.如权利要求1所述的电梯供电装置，其特征在于，所述三相纯正弦波逆变电源单元（8）还包括第二发送部，其连接到电梯（2）以向电梯（2）发送应急状态信号（CS2）。

8.如权利要求1所述的电梯供电装置，其特征在于，所述三相纯正弦波逆变电源单元（8）包括用于产生三相纯正弦波PWM信号的型号为HT3183A的芯片。

9.如权利要求1所述的电梯供电装置，其特征在于，所述三相纯正弦波逆变电源单元（8）具有能够改换的晶体振荡器，改换的晶体振荡器对应于不同频率的三相纯正弦波PWM信号。

10.如权利要求1所述的电梯供电装置，其特征在于，所述三相变压器（10）设置为能够改换，改换的三相变压器对应于不同特征参数以输出不同幅值的三相纯正弦波电压，所述特征参数包括变比、漏感和/或频率。

说明书

一种电梯供电装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种供电装置，特别涉及一种具有应急功能的电梯供电装置。

背景技术

[0002] 在电梯设备中，当突然出现市电供电中断的情况时，可通过手动或自动启动应急装置来对电梯轿厢的运行进行控制。

[0003] 电梯应急装置通常包括控制单元、蓄电池、充电单元、单相或三相逆变单元、驱动单元、继电器、静态开关、操作面板等，其中控制单元连接到蓄电池、抱闸线圈及电梯门机等。在停电后，电梯应急装置内的控制单元控制抱闸线圈及电梯门机来对电梯轿厢进行平层和开门。

[0004] 图1为现有的电梯应急装置的结构图。如图1所示，该电梯应急装置包括电源模块2、控制回路4、门机47、门锁回路6、安全回路7和连接到电梯曳引机8的抱闸线圈3等。当市电1正常供电时，由市电1对电梯供电，同时市电1通过充电器21对蓄电池22进行充电。当市电1突然中断时，电源自动检测电路41检测到停电，则发出停电信号给脉冲发生器42。电压变换器23将蓄电池22的电压经过变换后输出，脉冲发生器42通过驱动第一开关44对抱闸线圈3输出PWM波以打开抱闸，根据接收到平层感应器90或91的感应信号而改变PWM波的占空比以控制抱闸压紧的力度，直到电梯准确平层时停止打开抱闸，这时开门控制器48通过第二开关45控制接通门机电压给门机47供电以打开电梯门。

[0005] 采用上述结构的现有技术的电梯应急装置在停电时会完全接管电梯本身的控制系统来对电梯轿厢的平层和开门进行控制，本发明人发现这种结构至少具有以下几个方面的缺点：

[0006] 1、由于该电梯应急装置必须具备控制回路、平层感应器、抱闸线圈等必要部分，以在市电中断时接管电梯控制系统对轿厢的运行进行控制，因此其电路结构通常较为复杂、生产成本较高。而由于电梯生产商大多需要向专门的电梯应急装置生产商订购电梯应急装置，在电梯本身的销售利润不高的情况下，电梯应急装置的高成本将给电梯制造业造成负担。

[0007] 2、由于该电梯应急装置需要在市电中断时完全接管电梯本身的控制系统，因此电梯本身的控制系统的内部电路结构需要作出一些相应的改动，以配合电梯应急装置的控制操作，这不但增加了电梯制造的复杂性、进一步提高了制造成本，而且对电梯控制系统的完全接管会降低电梯本身的安全性。

[0008] 3、由于在市电中断时已由电梯应急装置完全接管电梯控制系统，因此当市电恢复供电时，电梯控制系统通常立即恢复对电梯的控制，需要专门人员重新启动电梯控制系统以恢复电梯的正常运行。

发明内容

[0009] 为解决现有技术中的上述缺点，本发明提出一种电梯供电装置，其能够在市电中断后的一段时间内使得电梯仍然能在其本身的控制系统的控制下正常运行。

[0010] 为此，本发明提出一种电梯供电装置，其连接到市电和电梯，所述电梯供电装置除了包括与市电连接的充电器以及与充电器连接的蓄电池之外，还包括：

[0011] 检测单元，其连接到市电并检测市电是否正常供电；

[0012] 三相纯正弦波逆变电源单元，其连接到蓄电池和检测单元，并在所述检测单元检测到市电中断供电时在蓄电池的供电下启动应急运行以输出三相纯正弦波PWM信号；

[0013] 第一开关，其连接在市电和电梯之间；

[0014] 第二开关，其连接在电梯和三相变压器之间；

[0015] 开关控制单元，其连接到所述检测单元、第一开关和第二开关，所述开关控制单元具有控制部，其在所述检测单元检测到市电正常供电时控制闭合第一开关，并在所述三相纯正弦波逆变电源单元启动应急运行时控制闭合第二开关；以及

[0016] 三相变压器，其连接到三相纯正弦波逆变电源单元和第二开关，所述三相变压器用于将三相纯正弦波逆变电源单元输出的三相纯正弦波PWM信号转换为三相纯正弦波电压，并通过第二开关为电梯提供备用电力。

[0017] 作为优选，所述检测单元具有控制信号发生器，其产生第一控制信号，所述控制信号发生器在检测单元检测到市电正常供电时将第一控制信号置为有效状态，并在检测单元检测到市电中断供电时置为无效状态，所述三相纯正弦波逆变电源单元具有第一接收部，其接收所述第一控制信号并在所述第一控制信号置为无效状态时通知所述三相纯正弦波逆变电源单元启动应急运行，所述开关控制单元具有第二接收部，其接收所述第一控制信号并在所述第一控制信号置为有效状态时通知所述开关控制单元的控制部控制闭合第一开关。

[0018] 作为优选，所述三相纯正弦波逆变电源单元具有第一发送部，其连接到所述开关控制单元，所述三相纯正弦波逆变电源单元产生第二控制信号并由所述第一发送部发送至所述开关控制单元以控制所述开关控制单元在同一时刻仅闭合第一开关和第二开关的其中之一。

[0019] 作为优选，所述三相纯正弦波逆变电源单元具有第三接收部，其用于接收第三控制信号，在应急运行过程中所述三相纯正弦波逆变电源单元在所述第三控制信号的控制下停止应急运行，或者在应急运行尚未启动时所述三相纯正弦波逆变电源单元在所述第三控制信号的控制下屏蔽应急运行的启动。

[0020] 作为优选，所述三相纯正弦波逆变电源单元的第三接收部连接到电梯并从所述电梯接收所述第三控制信号。

[0021] 作为优选，所述三相纯正弦波逆变电源单元还包括第二发送部，其连接到电梯以向电梯发出应急状态信号。

[0022] 作为优选，所述三相纯正弦波逆变电源单元包括用于产生三相纯正弦波PWM信号的型号为HT3183A的芯片。

[0023] 作为优选，所述三相纯正弦波逆变电源单元具有能够改换的晶体振荡器，改换的晶体振荡器具有不同的震荡频率，对应于不同频率的三相纯正弦波PWM信号。

[0024] 所述三相变压器设置为能够改换，改换的三相变压器对应于不同特征参数以输出不同幅值的三相纯正弦波电压，所述特征参数包括变比、漏感和/或频率。

[0025] 本发明的电梯供电装置能够确保在市电中断后的一段时间内电梯仍然能正常运行，并且不需要对电梯本身的控制系统的内部电路结构进行任何改动，其实现方式简单易用，且能提高电梯整体的安全运行系数。

附图说明

[0026] 图1为现有技术的电梯应急装置的结构示意图；

[0027] 图2为本发明的电梯供电装置的结构示意图；

[0028] 图3为本发明的电梯供电装置中的各个控制信号的电路图；

[0029] 图4-7为本发明的电梯供电装置中的三相纯正弦波逆变电源单元中各个电路部分的电路图。

具体实施方式

[0030] 以下参照附图对本发明的实施例进行详细说明。

[0031] 图2为本发明的电梯供电装置的结构示意图，如图2所示，本发明的电梯供电装置包括第一开关7、第二开关9、检测单元5、开关控制单元6、三相纯正弦波逆变电源单元8、三相变压器10以及充电器3和蓄电池4。

[0032] 其中，第一开关7连接在市电1和电梯2之间以将市电传送给电梯2，检测单元5连接到市电1以对市电是否中断进行检测。充电器3连接到市电1和蓄电池4，以利用市电对蓄电池4进行充电。蓄电池4连接到三相纯正弦波逆变电源单元8，以在市电中断时为三相纯正弦波逆变电源单元8提供备用电力。

[0033] 检测单元5可具有控制信号发生部，其同时接到开关控制单元6和三相纯正弦波逆变电源单元8以提供控制信号CS1，控制信号发生部将该控制信号CS1在检测单元5检测到市电1正常供电时置为有效状态、并在检测单元5检测到市电1中断供电时置为无效状态，CS1信号的产生原理框图的示例见图3A。三相纯正弦波逆变电源单元8连接到三相变压器10，三相变压器10与第二开关9连接，第二开关9连接到电梯2以在市电中断时向电梯2传送由三相变压器10产生的备用三相电力。

[0034] 在一个实施例中，三相纯正弦波逆变电源单元8还具有第三接收部，其能够接收来自外部的作为关闭指令信号的控制信号CS3。例如当三相纯正弦波逆变电源单元8的第三接收部接收到控制信号CS3时三相纯正弦波逆变电源单元8即在控制信号CS3的控制下停止应急运行。控制信号CS3可以来自电梯，即，在电梯处于应急运行的过程中，三相纯正弦波逆变电源单元8的第三接收部可从电梯2接收该控制信号CS3，这时控制信号CS3可以是电梯2内的人员操作电梯2内的例如按键来发出以指令三相纯正弦波逆变电源单元8停止应急运行，该控制信号CS3的接收电路的实例见图3C。控制信号CS3还可以由设置在电梯2之外位置处的例如控制键来发出，以便于工作人员在电梯2之外按照需求在电梯处于应急运行的过程中使得三相纯正弦波逆变电源单元8停止应急运行。此外，例如当为了维修的需要而手动关闭市电时，这时应急运行尚未启动也不需要启动，所述三相纯正弦波逆变电源单元8可在所述第三控制信号CS3的控制下屏蔽应急运行的启动。

[0035] 在使用控制信号CS3的实施例中，三相纯正弦波逆变电源单元8可在一旦检测到CS3信号无效则即停止应急运行，这可以在电梯2于应急运行期间完成了必要的工作之后进行，即虽然市电1尚未恢复供电，也可由相关工作人员手动停止三相纯正弦波逆变电源单元8的应急运行以节约备用电力。

[0036] 当市电正常供电时，连接到市电1的第一开关7闭合以将三相市电输送给电梯2，电梯2处于正常运转状态，具体工作过程如下：检测单元5定期或不定期地对市电1是否正常供电进行检测。在市电1正常供电时，检测单元5输出控制信号CS1至开关控制单元6的第二接收部和三相纯正弦波逆变电源单元8的第一接收部，这时由于市电1正常供电因此控制信号CS1为有效状态，因此三相纯正弦波逆变电源单元8不启动应急运行，开关控制单元6的第二接收部在检测到接收到的控制信号CS1为有效时，开关控制单元6的控制部即向第一开关7发送控制信号CS4以闭合第一开关7，使电梯2在市电1的供电下正常运转。CS4信号的产生电路的示例见图3D。

[0037] 在市电1正常供电的同时，连接到市电1的充电器3利用市电对蓄电池4充电，充电器3可设置为能够检测蓄电池4的状态来决定是否为蓄电池4充电、以及何时停止对蓄电池4充电以便防止对蓄电池4过充电。

[0038] 在一个实施例中，当充电器3对蓄电池4充电完毕后，可输出充电完成信号以便工作人员对其进行监控。

[0039] 在另一个实施例中，充电器3不连接到市电1而是连接到电梯2。在市电2正常供电时，电梯2在下行时具备发电状态，因此充电器3可利用电梯2本身的发电对蓄电池4进行充电，从而有效利用电力能源。

[0040] 当市电1突然中断时，图2所示的电梯供电装置处于应急工作状态，具体工作过程如下：

[0041] 检测单元5检测到市电1中断供电，则其控制信号发生部将控制信号CS1置于无效状态，开关控制单元6的第二接收部检测到接收的控制信号CS1无效时，开关控制单元6的控制部控制断开第一开关7。这时三相纯正弦波逆变电源单元8的第一接收部由于其接收到的控制信号CS1为无效状态而通知三相纯正弦波逆变电源单元8启动应急运行。

[0042] 三相纯正弦波逆变电源单元8可具有第一发送部用于发送三相纯正弦波逆变电源单元8产生的第二控制信号(CSE)，具体为，在三相纯正弦波逆变电源单元8启动应急运行后，开关控制单元6从三相纯正弦波逆变电源单元8的第一发送部接收到置为有效状态的控制信号CSE。在控制信号CSE的控制下，开关控制单元6在同一时刻只能闭合第一开关7和第二开关9的其中之一。即，不论CS1信号为何种状态，当开关控制单元6接收到有效状态的控制信号CSE时其控制部即断开第一开关7同时闭合第二开关9，当开关控制单元6接收到无效状态的控制信号CSE时其控制部即断开第二开关9同时闭合第一开关7，以确保在检测到市电1正常供电并且三相纯正弦波逆变电源单元8不处于应急运行时才闭合第一开关7，防止电梯2同时接收到两路供电。

[0043] 在另一个实施例中，三相纯正弦波逆变电源单元8的第一接收部在检测到接收的控制信号CS1为无效状态时，还检测接收的一外部使能控制信号(未图示)是否有效作为三相纯正弦波逆变电源单元8启动和运行的必要条件，并在控制信号CS1为无效并且该外部使能控制信号为有效的情况下才启动运行，从而可进一步从外部对三相纯正弦波逆变电源单元8的应急运行进行控制和干预。

[0044] 三相纯正弦波逆变电源单元8启动应急运行后，开关控制单元6向第二开关9发送控制信号CS5以闭合第二开关9。CS5信号的产生电路的示例见图5E。

[0045] 在一个实施例中，三相纯正弦波逆变电源单元8还包括第二发送部，其连接到电梯2以在市电中断时将应急状态信号CS2发送到电梯2，从而通知电梯2此时处于应急工作状态，从而相关人员能够根据应急通知尽快地在蓄电池4的电量用尽前完成必要的工作。CS2信号的产生电路的示例见图3B。

[0046] 三相纯正弦波逆变电源单元8在蓄电池4的电力供应下启动运行后，可直接输出三相纯正弦波PWM信号至三相变压器10，也可在再次检测确认使能控制信号CS3为有效时输出三相纯正弦波PWM信号至三相变压器10。三相纯正弦波逆变电源单元8内具有能够改换的晶体振荡器，可通过将三相纯正弦波逆变电源单元8内的晶体振荡器改换为不同振荡频率的晶体振荡器来改变三相纯正弦波逆变电源单元8输出的三相纯正弦波PWM信号频率，从而使得本发明的电梯供电装置在应急使用时能够向电梯输出所需求频率的电压，以适用于不同工作频率的电梯，例如50Hz或60Hz。

[0047] 三相变压器10对接收到三相纯正弦波PWM信号进行漏感滤波和电压提升后，输出三相电至电梯2，使得电梯2能够在一段时候内仍以正常状态工作。三相变压器10可设置为能够改换，改换的不同三相变压器对应于不同特征参数以输出不同幅值的三相纯正弦波电压，例如200V、380V或400V等，输出不同幅值的三相电压，所述特征参数包括变比、漏感和/或频率。

[0048] 当市电1恢复供电后，检测单元5检测到市电正常供电，其控制信号发生部则将控制信号CS1置为有效，三相纯正弦波发生器8的第一接收部可在检测到接收的CS1信号为有效后通知三相纯正弦波发生器8停止应急运行。

[0049] 图4-7为三相纯正弦波逆变电源单元8中各个电路部分的电路图，包括如图4所示的纯正弦波PWM信号产生电路和功率驱动电路，如图5所示的辅助电源电路和辅助电源控制电路，如图6所示的功率输出级电路，以及如图7所示的输入直流电压测控电路、输入级温度测控电路、直流电路测控电路、交流电压输出测控电路以及交流输出电压幅度微调控制电路。上述电路部分为本实施例中采用的示例性电路结构，本发明中的三相纯正弦波发生器8并不限于采用本实施例所提供的上述电路结构来实现。

[0050] 其中，如图4所示，本实施例中的三相纯正弦波逆变电源单元8中采用了泓芯泰业科技(北京)有限公司生产的型号为HT3183A的芯片作为三相纯正弦波PWM信号产生电路部分的核心芯片。

[0051] 如上所述，在市电1突然停止供电后的一段时间内，本发明的电梯供电装置能够给电梯提供备用电力，以确保电梯在市电中断后的一段时间内仍然能正常运行。且由于本发明的电梯供电装置仅为电梯提供电源，因此不需要对电梯本身的控制系统的内部电路结构进行任何改动，确保了电梯控制系统能够始终对电梯进行控制，同时也简化了电梯供电装置本身的内部电路结构，在很大程度上降低了生产成本。本发明实现方式简单易用，能够提高电梯整体的安全运行系数。

[0052] 以上为本发明的实施例的说明，但本发明不局限于上述特定实施例子，在不背离本发明精神及其实质情况下，熟悉本领域技术人员可根据本发明作出各种相应改变和变形，但这些相应改变和变形都应属于本发明所附权利要求保护范围之内。