一种电梯救援方法、系统以及控制器技术方案

本发明专利技术公开了一种电梯救援方法、系统以及控制器，方法包括：若检测到输入电源不可用，则将电机切入短接状态，并使轿厢进入溜车状态；预设时间后，撤除所述电机的短接状态，对电机进行开环控制，使逆变模块向电机输出电压，电机在接收到逆变模块输出的电压后利用溜车产生的能量对强电直流母线上的储能件进行充电；在电机运行达到预设稳态时，对电机进行闭环控制，使电机转速达到预设救援速度；若检测到所述轿厢运行到距离平层位置预设距离，则基于闭环控制将电机转速降至零，再停止溜车使轿厢停止在平层位置，并打开轿厢门。本发明专利技术使电梯能够在输入电源不可用、且直流母线电压降至很低甚至为零时，实现平稳的启动、返平层和停车控制。

Elevator rescue method, system and controller

The invention discloses an elevator rescue method, a system and a controller. The method comprises: if the input power supply is not available, the motor is cut into the short connection state and the car enters the sliding state; after the preset time, the short connection state of the motor is removed, and the motor is controlled by an open loop, so that the inverter module is transmitted to the motor. Output voltage, the motor receives the output voltage of the inverter module, then charges the energy storage on the strong DC bus by the energy generated by the sliding car; when the motor runs to the preset steady state, the motor is closed-loop controlled to make the motor speed reach the preset rescue speed; if the car is detected to run to the distance level. Setting the preset distance, the motor speed is reduced to zero based on the closed-loop control, and then stop sliding to stop the car in the flat position, and open the car door. The invention enables the elevator to realize stable starting, leveling and stopping control when the input power supply is unavailable and the DC bus voltage drops to very low or even zero.

【技术实现步骤摘要】
一种电梯救援方法、系统以及控制器
本专利技术涉及电梯控制领域，尤其涉及一种电梯救援方法、系统以及控制器。
技术介绍
随着电梯控制技术的发展，用户对电梯系统的安全性和容错性要求日益提高。一般楼宇内安装电梯系统时，都要求电梯系统具有紧急救援功能，能够在电网停电时，快速实现反平层开门以安全解散乘客。现有技术在电网停电时实现电梯紧急救援时的方案主要有如下几种：1)、储备不间断电源(UninterruptiblePowerSystem/UninterruptiblePowerSupply，UPS)或自动应急救援装置(AutomaticRescueDevice，ARD)。在电网停电时，将一定容量的蓄电池所储存的能量通过电能变换，以单相交流(多为模拟220V市电，部分为矩形波)的形式为变频器供电，取代正常情况的三相380V交流电。控制器在低压供电的条件下，控制电机慢速运行至平层。然而，UPS和ARD的成本较高，而且蓄电池储电有限，执行几次救援之后，蓄电池能量基本就耗完了。2)、封星溜车。通过封星接触器，将同步永磁电机的三相绕组短接，变频器不作任何控制，电机自身的短路电流可产生阻力矩并与负载力矩平衡，使轿厢以一个较小的速度向邻近平层运行，在接收到平层或门区信号后，迅速关闭抱闸，使轿厢停在平层位置。这种方法可以避免UPS和ARD电源的成本问题，但封星溜车的速度较慢，需要较长的时间才能回到平层位置，并且其在停车速度不为零时直接下抱闸，乘客舒适感较差。3)、电子封星溜车。原理和操作方式与封星溜车类似，但通过变频器的开关管实现电机三相短接，无需机械封星接触器。同样的，电子封星溜车也存在与封星溜车同样的问题。4)、依靠电机再生能量的方案。专利文献CN107128756A提出了一种方案，在电梯运行中检测到三相输入电源不可用时，通过改变电机的控制策略以产生再生能量维持住直流母线的电压，并使电梯轿厢受控平稳的回到平层。但这个方案是在直流母线降至过低水平之前就开始执行，没有提到电梯已经停止运行且直流母线降至零的条件下，如何实现电梯平稳返回平层。5)、变频器封波溜车方案。当电梯控制器检测到电梯故障停车且无输入电源时，先封锁变频器的PWM发波，松开抱闸让电机溜车，这时变频器工作于不控整流状态，电机的再生能量通过IGBT的续流二极管向直流母线充电；当直流母线电压升至设定的门限值或电机溜车达到设定的速度值后，开始切入电机转速的闭环控制，再控制电机平稳返回平层。该方案存在启动时溜车速度过快、舒适感不好的问题。综上，现有技术在电网停电时实现电梯紧急救援时的方案存在有成本较高、舒适感差或者直流母线电压太低无法工作的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述或成本高或舒适感差或直流母线电压太低无法工作的缺陷，提供一种电梯救援方法、系统以及控制器。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电梯救援方法，包括：若检测到输入电源不可用，则供电来源从所述输入电源切换为备份电源，将电机切入短接状态，并使轿厢进入溜车状态；所述轿厢进入溜车状态预设时间后，撤除所述电机的短接状态，对电机进行开环控制，使逆变模块按照预设策略向所述电机输出电压；其中，所述电机在接收到所述逆变模块输出的电压后，利用溜车产生的能量对强电直流母线上的储能件进行充电；检测到所述电机运行达到预设稳态时，对所述电机进行闭环控制，使所述电机转速达到预设救援速度，并按照所述预设救援速度运行；若检测到所述轿厢运行到距离平层位置预设距离，则基于闭环控制将电机转速降至零后悬停，再停止溜车使所述轿厢停止在平层位置，并打开轿厢门。本专利技术还要求保护一种控制器，包括：溜车控制单元，用于在检测到输入电源不可用时，控制供电来源从所述输入电源切换为备份电源，将电机切入短接状态，并使轿厢进入溜车状态；开环控制单元，用于在所述轿厢进入溜车状态预设时间后，撤除所述电机的短接状态，对电机进行开环控制，使逆变模块按照预设策略向所述电机输出电压；其中，所述电机在接收到所述逆变模块输出的电压后，利用溜车产生的能量对强电直流母线上的储能件进行充电；闭环控制单元，用于在检测到所述电机运行达到预设稳态时，对所述电机进行闭环控制，使所述电机转速达到预设救援速度，并按照所述预设救援速度运行；制动控制单元，用于在检测到所述轿厢运行到距离平层位置预设距离时，基于闭环控制将电机转速降至零后悬停，再停止溜车使所述轿厢停止在平层位置，并打开轿厢门。本专利技术还要求保护一种控制器，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。本专利技术还要求保护一种电梯救援系统，包括整流模块、强电直流母线、逆变模块、降压变换器、切换开关、备份电源、直流源变换器以及如上所述的控制器，所述整流模块、强电直流母线以及所述逆变模块依次连接；所述降压变换器分别与所述强电直流母线连接，用于将所述强电直流母线中的电压降压变换后输出；所述备份电源与所述降压变换器连接，用于在供电正常时从降压变换器的输出取电以充电；所述切换开关分别与所述降压变换器、所述备份电源、所述控制器及所述直流变换器连接，用于在所述控制器的控制下选择所述降压变换器和所述备份电源中的一个直流源输出；所述直流源变换器包括输入端和多个输出端，所述输入端与所述切换开关连接，所述多个输出端分别与所述逆变模块、所述控制器以及其他电梯运行相关的设备连接，用于对所述切换开关输出的直流源进行电压转换，以为所述逆变模块、所述控制器以及其他电梯运行相关的设备提供工作电压。实施本专利技术的电梯救援方法、系统以及控制器，具有以下有益效果：本专利技术在启动溜车前先将电机切入短接状态，所以可以以一个较小的速度启动溜车，保证轿厢不会迅速加速，使救援运行时提高了启动的平稳性和安全性；之后先开环控制再闭环控制，通过开环控制向电机注入负电压，从而可以使电机向强电直流母线充电，提升强电直流母线电压，因此可以保证闭环控制的平稳切换；通过闭环控制，使得电机在返平层的过程中，运行更为平稳，而且停车时，可以基于闭环控制将电机转速快速降至趋于零，不会有直接抱闸时所产生的顿挫感，提升救援过程的舒适性和平稳度，总之，本专利技术无需配置UPS或ARD，硬件成本低，使电梯能够在输入电源不可用、且直流母线电压降至很低甚至为零时，实现平稳的启动、返平层和停车控制。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：图1是电梯运行原理图；图2是本专利技术实施例一提供的电梯救援方法的流程图；图3是本专利技术实施例二提供的电梯救援方法的流程图；图4是本专利技术实施例三提供的控制器的结构示意图；图5是本专利技术实施例四提供的控制器的结构示意图；图6是本专利技术实施例六提供的电梯紧急救援系统的结构示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的典型实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电梯救援方法，其特征在于，包括：若检测到输入电源不可用，则供电来源从所述输入电源切换为备份电源，将电机切入短接状态，并使轿厢进入溜车状态；所述轿厢进入溜车状态预设时间后，撤除所述电机的短接状态，对电机进行开环控制，使逆变模块按照预设策略向所述电机输出电压；其中，所述电机在接收到所述逆变模块输出的电压后，利用溜车产生的能量对强电直流母线上的储能件进行充电；检测到所述电机运行达到预设稳态时，对所述电机进行闭环控制，使所述电机转速达到预设救援速度，并按照所述预设救援速度运行；若检测到所述轿厢运行到距离平层位置预设距离，则基于闭环控制将电机转速降至零后悬停，再停止溜车使所述轿厢停止在平层位置，并打开轿厢门。

【技术特征摘要】
1.一种电梯救援方法，其特征在于，包括：若检测到输入电源不可用，则供电来源从所述输入电源切换为备份电源，将电机切入短接状态，并使轿厢进入溜车状态；所述轿厢进入溜车状态预设时间后，撤除所述电机的短接状态，对电机进行开环控制，使逆变模块按照预设策略向所述电机输出电压；其中，所述电机在接收到所述逆变模块输出的电压后，利用溜车产生的能量对强电直流母线上的储能件进行充电；检测到所述电机运行达到预设稳态时，对所述电机进行闭环控制，使所述电机转速达到预设救援速度，并按照所述预设救援速度运行；若检测到所述轿厢运行到距离平层位置预设距离，则基于闭环控制将电机转速降至零后悬停，再停止溜车使所述轿厢停止在平层位置，并打开轿厢门。2.根据权利要求1所述的电梯救援方法，其特征在于，所述对电机进行开环控制，使逆变模块按照预设策略向所述电机输出电压包括：控制所述逆变模块向所述电机q轴注入电压量uq，向电机d轴注入电压量ud；其中，所述电压量ud为0；当强电直流母线所能输出的最大电压Umax小于αRsIq时，电压量uq为-Umax；当Umax大于或等于αRsIq时，电压量uq为–αRsIq；其中，Rs为电机定子电阻，Iq为实时检测到的电机三相电流的q轴分量，α为系数。3.根据权利要求1所述的电梯救援方法，其特征在于，所述检测到所述电机运行达到预设稳态时，对所述电机进行闭环控制，使所述电机转速达到预设救援速度，并按照所述预设救援速度运行包括：当电机转速和电流维持稳定后，将电机从开环控制切换到闭环控制，并在切换时按照电机当前的速度、电流以及开环控制时所述逆变模块的输出对闭环控制所基于的速度闭环、矩电流闭环、励磁电流闭环进行初始化；将所述速度闭环的给定值提升至所述预设救援速度，所述力矩电流闭环的给定值设定为所述速度闭环的输出值，将所述励磁电流闭环的给定值降低至零。4.根据权利要求3所述的电梯救援方法，其特征在于，所述在切换时按照电机当前的速度、电流以及开环控制时所述逆变模块的输出对闭环控制所基于的速度闭环、矩电流闭环、励磁电流闭环进行初始化包括：将所述速度闭环的给定值设定为切入瞬间的电机反馈的转速值，同时将所述速度闭环的输出值设定为切入瞬间的q轴力矩电流；将所述力矩电流闭环的给定值设定为切入瞬间的q轴力矩电流，同时将所述力矩电流闭环的输出值设定为开环控制时逆变模块最后一次输出至电机q轴的电压量uq；将所述励磁电流闭环的给定值设定为切入瞬间的d轴励磁电流，同时将所述励磁电流闭环的输出值设定为开环控制时逆变模块最后一次输出至电机d轴的电压量ud。5.根据权利要求1所述的电梯救援方法，其特征在于，所述的若检测到所述轿厢运行到距离平层位置预设距离，则基于闭环控制将电机转速降至零后悬停，再停止溜车使所述轿厢停止在平层位置，并打开轿厢门包括：若检测到门区或平层信号，则将所述速度闭环的给定值修改为零，在所述电机反馈的转速值为零时，关闭抱闸以停止溜车使所述轿厢停止在平层位置，打开所述轿厢门。6.根据权利要求1所述的电梯救援方法，其特征在于，所述将电机切入短接状态，并使轿厢进入溜车状态包括：关断所述逆变模块中的所有上管，同时开通所述逆变模块中的所有下管，再松开抱闸，使轿厢进入溜车状态，其中，所述上管和下管为绝缘栅双极型晶体管IGBT。7.根据权利要求1所述的电梯救援方法，其特征在于，所述方法还包括：在溜车的过程中，如果出现强电直流母线的电压高于制动电路启动电压，则启动制动回路，通过制动回路中的制动电阻吸收过高的电压。8.根据权利要求1所述的电梯救援方法，其特征在于，所述方法还包括：在溜车的过程中，如果检测到变频器的运行环境出现故障，则关闭抱闸，封锁输出给所述逆变模块的脉冲宽度调制信号PWM，并上报相关故障信息。9.根据权利要求1所述的电梯救援方法，其特征在于，所述方法还包括：在溜车的过程中，出现任何影响电机运行的故障时，判断进入溜车状态的次数是否超过预设溜车次数，如果是，则关闭抱闸，封锁与电机连接的逆变模块中所有上管和下管，等待救援；否则，将电机切入短接状态，重新使轿厢进入溜车状态。10.根据权利要求1所述的电梯救援方法，其特征在于，所述方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦显慧，郑磊，谭亚，关欣，
申请(专利权)人：苏州汇川技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32