ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ПРИВОДА ЛИФТА
ELEVATOR DRIVE POWER SUPPLY

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системе управления работой лифта при освобождении пассажиров в случае отказа электроснабжения.
Уровень техники
При нарушениях в сети электроснабжения лифта лифт останавливается. Если лифт находится между этажами, пассажиры не в состоянии выбраться из него, что вызывает нетерпение и беспокойство. В большинстве лифтов имеется кнопка сигнализации, расположенная внутри или снаружи кабины лифта, которой могут воспользоваться застрявшие в лифте пассажиры или лица, находящиеся вне его. При этом включается звуковая сигнализация снаружи лифта, оповещающая обслуживающий персонал, и/или сигнал передается по системе связи в центр обслуживания с тем, чтобы застрявшие в лифте пассажиры могли связаться с кем-либо снаружи лифта и вызвать помощь. Кнопка сигнализации имеет свой собственный источник питания, например батарею, поэтому она действует даже и при отказе сети электроснабжения.
Для того чтобы предотвратить длительное пребывание пассажиров в застрявшем лифте, во многих современных лифтах имеется резервный источник электроснабжения в виде батареи или аккумулятора, который подключается либо автоматически, либо нажатием кнопки внутри лифта в случае отказа сети электроснабжения. Получаемой от батареи мощности достаточно для того, чтобы контроллер лифта довел лифт до ближайшего этажа. Когда лифт доходит до этажа, двери могут быть открыты, и пассажиры в состоянии покинуть лифт.
Кабина большинства лифтов подвешена в шахте лифта на стальных канатах или тросах, проходящих по ролику в верхней части шахты, противоположный конец которых прикреплен к противовесу. Главный двигатель лифта перемещает кабину лифта в соответствии с командами, поступающими от контроллера лифта.
В случае отказа сети электроснабжения двигатель останавливается и срабатывает тормоз, чтобы предотвратить падение лифта на дно шахты либо резкий его подъем при падении противовеса. Во многих случаях это приводит к тому, что лифт внезапно останавливается между этажами. В некоторых лифтах механизм освобождения пассажиров позволяет освобождать тормоз, подавая на контроллер питание от аварийного источника питания, например батареи. В зависимости от соотношения веса кабины лифта и противовеса, кабина сдвинется либо вверх, либо вниз, пока не достигнет следующего этажа. Датчик обнаружит момент подхода лифта к этажу и снова приведет в действие тормоз, после чего могут быть открыты двери для освобождения пассажиров.
В патентной публикации США №20040020726 описывается подобная операция по освобождению пассажиров. Когда кабина лифта застревает между этажами, пассажиры нажимают кнопку аварийной сигнализации, в результате чего освобождается тормоз, позволяя кабине подойти к следующему этажу.
В патенте США №6264005 также описывается подобная система, в которой фактическая скорость движения кабины к следующему этажу не просто зависит (как в US 2004002726) от разницы в весе между кабиной (который, в свою очередь, определяется количеством пассажиров) и противовесом. В этом патенте управление операцией освобождения пассажиров при отказе электроснабжения производится регулированием скорости и момента вращения синхронного двигателя с постоянными магнитами по генерируемой им электрической мощности.
В обеих системах, однако, для подведения лифта к следующему этажу в случае остановки лифта между этажами вследствие нарушения электроснабжения, используется различие в весе между кабиной и противовесом. Это означает, что операция по освобождению пассажиров окажется невозможной при отсутствии разницы в нагрузке. Более того, лифт сможет двигаться только в одном направлении (в зависимости от соотношения весов кабины и противовеса) и не обязательно пойдет в сторону ближайшего этажа. Если операция по освобождению должна выполняться при отсутствии разницы в нагрузке, требуется использование привода, приводимого в действие аварийным источником электроснабжения, который должен довести лифт до следующего этажа.
Во всех системах, предусматривающих операции по освобождению пассажиров, имеется схема для подачи питания от аварийного источника питания при отказе сети электроснабжения ко всем частям системы, необходимым для осуществления операции освобождения. Аварийным источником питания обычно является батарея или аккумулятор. Схема при этом обычно содержит импульсный источник питания, переключаемый от сети электроснабжения на батарею.
В большинстве таких систем используется источник бесперебойного питания, работающий от батарей или аварийного генератора. В случае нарушения сетевого электроснабжения, эти устройства генерируют напряжение той же величины, что и в сети.
Эти устройства громоздки и дороги, требуют довольно сложных схем и относительно крупных компонентов, для которых необходимо много места на плате и многочисленные соединения. Таким образом, имеется потребность в простой, эффективной схеме импульсного источника питания, которая позволяет легко переключать источник питания для схемы привода лифта между сетевым и батарейным источниками в случае, например, нарушения электроснабжения с тем, чтобы лифт мог быть подведен к следующему этажу.
Раскрытие изобретения
Изобретение соответственно содержит источник питания для привода лифта, содержащий вход для подачи напряжения, компаратор для сравнения входного напряжения с заданным порогом, трансформатор, имеющий первичную обмотку и вторичную обмотку, присоединенную к приводу лифта, в котором трансформатор имеет первичную обмотку с одним отводом и в котором, когда напряжение на входе превышает заданный порог, выходной сигнал компаратора обеспечивает подачу мощности на первичную обмотку через один из концов обмотки или отвод обмотки, а в случае, если входное напряжение ниже заданного порога, входная мощность подается на первичную обмотку через другой из концов первичной обмотки и отвод обмотки.
Несмотря на то, что настоящее изобретение может работать в широком диапазоне напряжений и выполнять переключение между двумя ступенями импульсного источника питания при любом заданном снижении напряжения, в предпочтительном варианте выполнения входная цепь, в которую подается напряжение от сети электроснабжения и батареи, подсоединена ко входу компаратора. Когда сетевой источник питания работает нормально, сигнал с выхода компаратора показывает, что напряжение на входе превышает заданное пороговое значение. В случае нарушения в сетевом источнике электроснабжения напряжение на вход компаратора поступает от батареи и его значение ниже заданного порога.
Хотя, в теории, изобретение будет работать, если и сеть и батарея постоянно подключены к компаратору, очевидно, что такое постоянное использование батареи нежелательно. Поэтому, в предпочтительном варианте выполнения изобретения, батарея подключена к компаратору через коммутатор, который нормально разомкнут и замыкается только при отказе сети электроснабжения или падения напряжения в ней ниже заданного уровня. Коммутатор батареи может замыкаться автоматически или вручную пассажирами или лицом снаружи лифта путем нажатия кнопки.
Таким образом, в настоящем изобретении предлагается двухступенчатый импульсный источник питания для привода лифта, одна из ступеней которого работает при нормальном состоянии сети электроснабжения, а другая может быть приведена в действие, когда питание привода производится от батареи. В единственном трансформаторе импульсного источника питания требуется только одна первичная обмотка с отводами. Напряжение батареи может подключаться ко входу привода, а импульсный источник питания сам принимает решение, какая ступень управления должна быть задействована.
Краткое описание чертежей
Далее, в качестве примера, приводится описание предпочтительных вариантов выполнения изобретения со ссылками на приложенные чертежи.
На чертеже приведен пример импульсного источника питания в соответствии с настоящим изобретением.
Осуществление изобретения
Импульсный источник питания привода состоит из выпрямителя 1, конденсатора 2 цепи постоянного тока, схемы управления и трансформатора 8, имеющего одну первичную обмотку с отводом. Цепи привода, питающиеся от импульсного источника питания, присоединены к выходу трансформатора. Силовой инвертер 11 для управления двигателем подсоединен к выпрямителю и конденсатору цепи постоянного тока.
Схема управления содержит компаратор 3, на который поступают входные напряжения питания и который выполняет сравнение входного напряжения с заданным пороговым значением. Схема управления также содержит первый 4 и второй 5 узлы широтно-импульсной модуляции (ШИМ), соединенные с выходом компаратора. Узлы ШИМ управляют соответственно первым и вторым силовыми коммутаторами 6 и 7, к которым они подключены. Первый силовой коммутатор соединен с одним концом первичной обмотки. Второй силовой коммутатор соединен с другим концом первичной обмотки.
При нормальной работе цепи привода питаются от сетевого источника электроснабжения, то есть импульсный источник питания представляет собой импульсный источник питания, работающий от сети. Компаратор 3 напряжения определяет, что входным напряжением является напряжение сети и выдает сигнал включения первого узла 4 ШИМ, который управляет первым силовым коммутатором 6. Второй узел 5 ШИМ отключен. Первый силовой коммутатор присоединен к одному концу первичной обмотки с отводами. Отвод первичной обмотки соединен с положительным полюсом выпрямленного входного напряжения так, что образуется непосредственное соединение с выпрямителем и конденсатором цепи постоянного тока. Если подаваемое на компаратор входное напряжение падает ниже заданного порогового уровня, например, вследствие отказа в сети электроснабжения, компаратор выдает сигнал, который отключает первый узел 4 ШИМ и включает второй узел 5 ШИМ. При этом второй узел ШИМ начинает управлять вторым силовым коммутатором 7, который соединен с концом первичной обмотки, противоположным тому, к которому подключен первый коммутатор.
В случае прекращения подачи мощности из сети небольшой конденсатор 2 цепи постоянного тока разряжается очень быстро. После этого батарея 10 может быть подключена ко входу импульсного источника питания привода, например ко входу компаратора посредством контакта 9. Это может быть выполнено автоматически или вручную, например нажатием кнопки аварийной сигнализации внутри лифта, или нажатием кнопки аварийной сигнализации, установленной снаружи лифта, например в коробке контроллера.
Когда сетевое питание восстановлено, контакты батареи размыкаются и компаратор напряжения обнаруживает более высокое напряжение сети и включает первый узел ШИМ.
Таким образом, двухступенчатый импульсный источник питания, в соответствии с настоящим изобретением, работает в широком диапазоне входных напряжений, что не может быть достигнуто при использовании трансформатора только с одной, простой обмоткой. При низких входных напряжениях придется очень сильно снизить выходную мощность трансформатора, что совершенно неприемлемо для импульсного источника питания. Кроме того, по сравнению с системами, подобными показанной на чертеже, требуется меньше механических контактов для батареи, а трансформатор оказывается проще и меньше. По сравнению с системами, известными в предшествующем уровне техники, для импульсного источника питания требуются платы меньшего размера и более простые, а значит, и более дешевые в производстве. Кроме того, в системах, присущих предшествующему уровню техники, требуется дополнительный соединитель для трансформатора в режиме работы с питанием от батареи.
Таким образом, предложенная в настоящем изобретении схема сохраняет высокие рабочие характеристики схемы с двумя трансформаторами, имея при этом простую, компактную и более дешевую конструкцию, которая обеспечивает работу в широком диапазоне входных напряжений.