一種電梯用負載控制器以及電梯用變頻器的製造方法
2023-10-09 11:40:24 3
一種電梯用負載控制器以及電梯用變頻器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種電梯用負載控制器以及電梯用變頻器，該方案由驅動迴路、可關斷電子開關、偵測迴路構成，通過驅動迴路打開或關閉可關斷電子開關，通過偵測迴路檢查可關斷電子開關的開通或關閉情況，用可關斷的電子開關取代傳統接觸器，消除了接觸器工作時的噪音，開通和關斷時不會發生拉弧，減少了設備體積，壽命更長，可靠性更好，還可通過控制可關斷電子開關的導通和關斷的佔空比，控制開通和關斷的過程，滿足後端負載電氣特性的要求，實現傳統接觸器不能實現的可調整功能。
【專利說明】—種電梯用負載控制器以及電梯用變頻器
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及電梯技術，具體涉及電梯中的接觸器技術。
【背景技術】
[0002]為了有效利用建築空間，節省建築成本，無機房電梯的使用在逐步增多，即使是有機房電梯，機房的位置設置不合理時，電梯啟動停止時的接觸器動作噪音常會引起用戶的抱怨。
[0003]參見圖1，其所示的電梯通用主迴路。該迴路主要由軟起電阻1、軟起接觸器2、濾波電容3、回升晶體4、回升電阻5以及運行接觸器6配合形成。該迴路中，除了變頻器內部要用軟起接觸器2外，一般在變頻器的後端還需要設置運行接觸器6，以保證在變頻器在不能有效關斷主機各項電流時，切斷各項的電流。
[0004]如圖1所示的電梯通用主迴路內，如果回升晶體4故障，或濾波電容3或逆變模塊發生PN間發生故障需切離後部迴路時，因不能有效切斷軟起接觸器2，導致故障狀態持續存在，有引發進一步災害的可能，或強行切斷軟起接觸器2，導致軟起電阻I燒毀，後續無法再啟動。
[0005]同時，接觸器動作時有噪音，接觸器的機械壽命和電氣壽命比可關斷式電子開關少得多，且機械部件易卡住，需要清潔維保。
[0006]目前可關斷的電子元器件的可靠性已非常高，控制技術已非常成熟，價格已進入了合理的空間。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在於提供一種可替代現有電梯接觸器的方案，以消除現有電梯接觸器動作時的噪音及拉弧的問題，同時減少日常維保點數，提高電梯系統的可靠性及壽命。
[0008]為了達到上述目的，本發明採用如下的技術方案:
[0009]一種電梯用負載控制器，該負載控制器包括:
[0010]可關斷電子開關，所述可關斷電子開關設置在電梯的主迴路上，通過導通和關斷，控制後端負載；
[0011]驅動迴路，所述驅動迴路控制連接可關斷電子開關，控制可關斷電子開關的導通和關斷；
[0012]偵測迴路，所述偵測迴路與可關斷電子開關配合，檢查可關斷電子開關的開通或關閉狀態。
[0013]在該負載控制器的優選方案中，所述可關斷電子開關為但不限於IGBT。
[0014]進一步的，所述偵測迴路進行電壓偵測或/和電流偵測。
[0015]進一步的，所述驅動迴路還控制可關斷電子開關導通和關斷的佔空比，並以此控制後端負載的電氣特性。
[0016]基於上述的電梯用負載控制器，本發明還提供一種電梯用變頻器，該變頻器包括整流模塊、逆變模塊、平滑電容、串接的回升晶體和回升電阻，其還包括可關斷電子開關、驅動迴路、偵測迴路，所述整流模塊連接三相或二相交流電，其P端通過可關斷電子開關連接至平滑電容、回升晶體和逆變器模塊的正端；其N端連接至平滑電容、回升電阻和逆變模塊的負端；所述驅動迴路驅動連接可關斷電子開關，所述偵測迴路設置在整流模塊和逆變模塊之間，所述逆變模塊直接連接至電梯主機。
[0017]在上述的電梯用變頻器的優選方案中，所述驅動迴路和偵測迴路接至電梯控制MCU。
[0018]進一步的，所述電梯用變頻器還包括一電感和續流二極體，所述續流二極體的負極連接至可關斷電子開關與逆變模塊之間，其正極連接至整流模塊的N端，所述電感串接在可關斷電子開關與平滑電容之間。
[0019]本發明提供的方案採用可關斷的電子開關替代傳統的接觸器，消除傳統接觸器動作時的噪音及拉弧，減少了日常維保點數，提高了電梯系統的可靠性及壽命；同時通過控制可關斷電子開關的導通和關斷的佔空比，可以有效控制後端負載的電氣特性，如電壓或電流或功率等的變化。
[0020]本發明提供的方案在具體應用時，因可關斷電子開關關斷時不會發生拉弧，分段能力強，可在後端迴路發生異常時，有效切斷電流，引發進一步災害的可能。
[0021]再者，因可關斷電子開關分段能力強，可有效切斷電流，可以取代傳統方案中後端的運行接觸器，將傳統方案中變頻器的軟起接觸器和運行接觸器進行整合，降低了成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]以下結合附圖和【具體實施方式】來進一步說明本發明。
[0023]圖1為目前行業內通用的電梯主迴路的控制圖；
[0024]圖2為本發明提供的電梯用負載控制器的原理圖；
[0025]圖3為本發明的實施例1的系統架構圖；
[0026]圖4為本發明的實施例2的系統架構圖。
【具體實施方式】
[0027]為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。
[0028]參見圖2，其所示為電梯用負載控制器的結構原理圖。該負載控制器採用可關斷的電子開關替代傳統的接觸器，從而有效解決傳統接觸器所存在的問題。
[0029]由圖可知，該負載控制器主要包括可關斷電子開關10、驅動迴路11、偵測迴路12三部分。
[0030]其中，可關斷電子開關10設置在電梯的主迴路上，通過導通和關斷，控制後端負載。關斷電子開關10不限於簡單的開通和關斷，其還依一定開通或關斷的佔空比控制負載的電氣特性等。
[0031]該可關斷電子開關10具體可採用IGBT，但並不限於此，其還可採用如SCR等其它可關斷的電子開關。
[0032]驅動迴路11控制連接可關斷電子開關10，控制可關斷電子開關的導通和關斷；同時驅動迴路11還控制可關斷電子開關的導通和關斷的佔空比，可以有效控制後端負載的電氣特性，如電壓或電流或功率等的變化。
[0033]偵測迴路12也設置在電梯的主迴路上，並與可關斷電子開關10配合，用於檢查可關斷電子開關10的開通或關閉狀態。
[0034]為很好的檢測可關斷電子開關10的開通或關閉狀態，該偵測迴路12可通過電壓偵測來進行關斷電子開關10的開通或關閉狀態檢測；但並不限於此，根據需要可進行電流偵測或電壓和電流的共同偵測等。
[0035]為此，偵測迴路12由電壓偵測單元或/和電流偵測單元構成。以圖2為例，偵測迴路12採用電壓偵測單元，進行電壓偵測。
[0036]該控制器用可關斷的電子開關取代傳統接觸器，消除了接觸器工作時的噪音，開通和關斷時不會發生拉弧，減少了設備體積，壽命更長，可靠性更好，還可通過控制可關斷電子開關10的導通和關斷的佔空比，控制開通和關斷的過程，滿足後端負載電氣特性的要求，實現傳統接觸器不能實現的可調整功能。
[0037]以下具體說明一下上述的電梯用負載控制器方案的應用實例。
[0038]實例I
[0039]該實例利用本方案提供的電梯用負載控制器形成一種新型的電梯用變頻器，其中可關斷電子開關採用IGBT，可關斷電子開關的偵測採用電壓偵測，充電迴路採用軟起接觸器及軟起電阻。
[0040]參見圖3，其所示為本實例的系統架構圖。由圖可知，整個應用系統包括驅動迴路
11、IGBT 10、電壓偵測單元12、平滑電容13、回升晶體14、回升電阻15、軟起接觸器16、軟起的充電電阻17、整流模塊20、逆變模塊30。
[0041]其中，三相交流電源經整流模塊整20流後的P端，接至IGBT 10上端，在IGBT 10的兩端並接串聯的軟起的充電電阻17和軟起接觸器16，IGBT 10下端接電壓偵測單元12、平滑電容13、回升晶體14和逆變器模塊30的正端；回升晶體14和回升電阻15串接；逆變模塊30、回升電阻15、平滑電容13和電壓偵測單元12的負端和整流模20的N端連接，逆變器30的U、V和W直接連接至電梯主機，驅動迴路11和電壓偵測單元12可接至電梯控制MCU。
[0042]由此形成的系統在運行時，在上電時，通過軟起電阻17和軟起接觸器16給平滑電容13充電，待充電完成後，打開IGBT 10，並將軟起接觸器16吸合，切斷充電電阻17。
[0043]當偵測到逆變電路電流沒有關斷或變頻器上下橋通路故障或回升晶體14無法關斷等需要切斷變頻器主迴路時，通過驅動回流11關閉IGBT 10，切斷電梯主機的電流。
[0044]本方案將變頻器的軟起迴路和電梯運行接觸器6進行整合，降低了成本，用可關斷電子開關替代接觸器，消除了接觸器工作時的噪音，減少了電梯的維保點數，提高了電梯主迴路的可靠性。
[0045]本實施例的迴路僅為描述方便示意，如交流電源完全有可能是2項交流電源，整流模塊可以是不可控制整流也可是可控制整流模塊，電壓偵測也可簡單的改成電流偵測或兩者都使用，電壓偵測單元12、平滑電容13和回升晶體14及回升電阻15的前後位置變化，回升晶體和回升電阻的上下位置變化等不再熬述。
[0046]本實施例中，軟起接觸器16、電壓偵測單元12和驅動迴路11的處理，可以統一由電梯的邏輯控制MCU來處理，也可統一由電梯馬達控制MCU來處理，也可以依任意組合分散在電梯控制MCU和電梯馬達控制MCU內共同執行，也可以獨立於電梯現有系統外重新設計一個部件。
[0047]本實施例中為說明主動關斷IGBT 10，僅列舉了部分條件。
[0048]實例2
[0049]該實例利用本方案提供的電梯用負載控制器形成另一種新型的電梯用變頻器，其中可關斷電子開關採用IGBT，可關斷電子開關的偵測採用電流偵測，充電迴路直接用可關斷電子開關導通的佔空比來實現。
[0050]參見圖4，其所示為本實例的系統架構圖。由圖可知，整個應用系統包括驅動迴路IUIGBT 10、電壓偵測單元12a、電流偵測單元12b、平滑電容13、回升晶體14、回升電阻15、電感18、續流二極體19、整流模塊20、逆變模塊30。
[0051]其中，三相交流電源經整流模塊20整流後的P端，接至IGBT 10上端，IGBT 10下端接電感18的上端及續流二極體19的負端，電感18的下端接電壓偵測單元12a、電流偵測單元12b的一端，電流偵測單元12b的另一端接平滑電容13、回升晶體14和逆變器模塊30的正端；回升電阻15與回升晶體14串接；逆變模塊30、回升電阻15、平滑電容13和電壓偵測單元12a的負端及續流二極體19的正端和整流模20的N端連接，逆變器30的U、V和W直接連接至電梯主機，驅動迴路11和電壓偵測單元12a可接至電梯控制MCU。
[0052]由此形成的系統在運行時，在上電時由電梯控制MCU通過驅動迴路，控制IGBT 10的導通和關斷佔空比，給平滑電容13充電，避免對電源的衝擊，待充電完成後，IGBT 10完全打開。
[0053]當偵測到逆變電路電流沒有關斷或變頻器上下橋通路故障或回升晶體14無法關斷等需要關閉變頻器主迴路時時，關閉IGBT 10，切斷電梯主機的電流。
[0054]本實例方案將變頻器的軟起迴路和電梯運行接觸器進行整合，降低了成本，用可關斷電子開關替代接觸器，消除了接觸器工作時的噪音，減少了電梯的維保點數，提高了電梯主迴路的可靠性。
[0055]本實施例的迴路僅為描述方便示意，如交流電源完全有可能是2項交流電源，整流模塊可以是不可控制整流，也可是可控制整流模塊；偵測迴路不限於同時使用電流偵測單元12a和電流偵測單元12b，也可簡單的改成電壓偵測或電流偵測，電流偵測單元12b可在電感18的前端或後端，平滑電容3和回升晶體4及回升電阻5的前後位置變化，回升晶體4和回升電阻5的上下位置變化等不再熬述。
[0056]本實施例中，驅動迴路11和電流偵測12的處理，可以統一由電梯控制MCU來處理，也可統一由電梯馬達控制MCU來處理，也可以依任意組合分散在電梯控制MCU和電梯馬達控制MCU內共同執行，也可以獨立於電梯現有系統外重新設計一個部件。
[0057]本實施例中為說明主動關斷IGBT 10，僅列舉了部分條件。
[0058]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種電梯用負載控制器，其特徵在於，所述載控制器包括: 可關斷電子開關，所述可關斷電子開關設置在電梯的主迴路上，通過導通和關斷，控制後端負載； 驅動迴路，所述驅動迴路控制連接可關斷電子開關，控制可關斷電子開關的導通和關斷； 偵測迴路，所述偵測迴路與可關斷電子開關配合，檢查可關斷電子開關的開通或關閉狀態。
2.根據權利要求1所述的一種電梯用負載控制器，其特徵在於，所述可關斷電子開關為但不限於IGBT。
3.根據權利要求1所述的一種電梯用負載控制器，其特徵在於，所述偵測迴路進行電壓偵測或/和電流偵測。
4.根據權利要求1所述的一種電梯用負載控制器，其特徵在於，所述驅動迴路還控制可關斷電子開關導通和關斷的佔空比，並以此控制後端負載的電氣特性。
5.一種電梯用變頻器，該變頻器包括整流模塊、逆變模塊、平滑電容、串接的回升晶體和回升電阻，其特徵在於，所述變頻器還包括可關斷電子開關、驅動迴路、偵測迴路，所述整流模塊連接三相或二相交流電，其P端通過可關斷電子開關連接至平滑電容、回升晶體和逆變器模塊的正端；其N端連接至平滑電容、回升電阻和逆變模塊的負端；所述驅動迴路驅動連接可關斷電子開關，所述偵測迴路設置在整流模塊和逆變模塊之間，所述逆變模塊直接連接至電梯主機。
6.根據權利要求5所述的一種電梯用變頻器，其特徵在於，所述驅動迴路和偵測迴路接至電梯控制MCU。
7.根據權利要求5所述的一種電梯用變頻器，其特徵在於，所述電梯用變頻器還包括一電感和續流二極體，所述續流二極體的負極連接至可關斷電子開關與逆變模塊之間，其正極連接至整流模塊的N端，所述電感串接在可關斷電子開關與平滑電容之間。
【文檔編號】B66B1/06GK104210909SQ201410417960
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月22日 優先權日:2014年8月22日
【發明者】塗長祖, 龔金雲, 郭桂東, 周根富, 石巖峰 申請人:上海吉億電機有限公司