專利名稱：參考到dc母線的電梯再生驅動控制的制作方法
參考到DC母線的電梯再生驅動控制
背景技術：
電梯系統包括位于升降通道中用于在例如建筑物中的各個層之間運送乘客的轎廂。馬達提供使電梯轎廂移動所需要的力。驅動促使期望的馬達操作來實現期望的電梯轎廂移動。電梯系統驅動可以考慮為具有電力段和控制段。該電力段(其典型地包括例如IGBT或其他開關的組件)有時被電參考到DC母線。另一方面，該控制段電參考到地。通過將驅動的電力段參考到DC母線呈現的一個問題是DC母線不參考到地。這在再生驅動中尤其真實。在該情況下，DC母線電勢隨著輸入轉換器功率器件的切換而相對于地顯著地移動。因此，需要對到電力段的所有控制信號以及來自電力段的所有反饋信號的隔離。示例反饋信號包括輸入和輸出轉換器電流感測、輸入和輸出轉換器IGBT柵極命令以及DC母線電壓感測。在驅動的不同電參考部分之間需要的隔離引入復雜性和成本。與使控制組件和功率組件隔離關聯的成本可以是一些電梯驅動的顯著部分。
發明內容
示范性電梯驅動包括DC母線。電力段中的至少一些功率組件被電參考到DC母線。控制段中的至少一些控制組件(其包括驅動控制器和關聯的輸入)被電參考到DC母線。這消除了對于使參考到DC母線的組件互相隔離的任何需要。將通過下列詳細描述使公開的示例實施例的各種特征和優點對于本領域內技術人員變得明顯。伴隨著詳細描述的圖可以簡要地描述如下。
圖1示意地圖示根據本發明的實施例設計的電梯系統。圖2示意地圖示根據本發明的實施例設計的電梯驅動裝置。
具體實施例方式圖1示意地示出電梯系統20的選擇部分。以已知方式在升降通道24內支承電梯轎廂22。馬達26促使電梯轎廂22在該升降通道24內的期望移動。驅動裝置30控制馬達26的操作。圖示的示例驅動裝置30是再生驅動，其允許使用電梯系統20的某些操作條件用于產生電力。存在已知條件，其中使用電梯系統組件的移動來產生電力而不是消耗電力是可能的。圖2示意地示出驅動裝置30的示例布置。如在圖示中示意地表示的,驅動裝置30具有兩個部分32和34。用于示意地區分部分32和34的基礎是使每個部分被電參考所采用的方式。部分32包括被電參考到DC母線36的驅動裝置30的組件，如在38處示意地示出的。部分34包括被電參考到地的組件,如在40處示意地示出的。部分32包括驅動裝置30的電力段的至少一些。在該示例中，被參考到DC母線的電力段的組件在44處示出。被參考到DC母線的電力段的組件包括轉換器46和逆變器48。該轉換器46包括IGBT開關50并且該逆變器48包括IGBT開關52。如在38處示出的，這些開關50和52全部被電參考到DC母線40。驅動裝置30還包括控制段。在該示例中，被參考到DC母線的該控制段的組件在60處示出。轉換器柵極驅動器62提供信號以控制轉換器46的開關50。逆變器柵極驅動器64提供信號以控制逆變器48的開關52。驅動控制器66連同關聯的模擬控制器輸入68和關聯的離散控制器輸入70被參考到DC母線36。在一個示例中，該驅動控制器66是基于DSP的控制器。由于驅動器62和64、驅動控制器66、模擬控制器輸入68和離散控制器輸入70全部被參考到DC母線36，所以不存在使那些組件與轉換器46或逆變器48隔離的需要。在先前的再生電梯驅動布置中，例如驅動控制器66和其關聯的輸入68、70的控制元件將已經被參考到地并且使驅動器與它們所控制的開關隔離是必要的。每個驅動輸出需要其自身的隔離裝置。通過消除對這樣的隔離的需要，圖示的示例使驅動裝置30的設計簡化并且降低了與之關聯的成本。在該示例中，模擬輸入68包括來自被參考到DC母線36的在44處的電力段組件的反饋信息。這些示例模擬輸入包括來自轉換器46和逆變器48的電流感測信息。該示例包括分別從電阻器72、74和76獲得的三個轉換器電流輸入。在一個示例中使用分流電阻器。圖示的示例的一個特征是處理關于轉換器電流的電流信息的能力被簡化，因為不需要特殊的電流傳感器并且不需要到控制器66的模擬輸入68和電流感測組件(例如，電阻器72、74和76)之間的隔尚。相似地，分流電阻器78、80和82向控制器66的離散輸入70提供逆變器電流信息而沒有隔離。相對于DC母線來測量電流信號。DC母線36的電壓從母線電壓感測電阻器84對控制器66是可用的。再次，不需要特殊的傳感器組件并且不存在使電阻器84與控制器66隔離的需要。電流和電壓感測電阻器直接耦合到對應的輸入68而沒有任何居間組件，因為在它們之間由于在60處的控制元件被電參考到DC母線而不需要隔離。簡化感測電流和電壓的能力并且消除對于對應隔離的需要降低了驅動裝置30的復雜性并且進一步降低其成本。控制段組件的一些被包括在部分34中。那些控制段組件被電參考到地。需要部分34中的控制段組件和控制段組件60之間的一些通信。因為驅動裝置30是再生驅動，所以該示例在這樣的組件之間提供隔離。利用再生驅動，DC母線電壓因為轉換器46的切換而相對于地顯著變化。例如，再生驅動裝置30中的DC母線以用于控制切換的脈寬調制頻率切換+/-0. 5*Vbus。由于切換，具有非常快(即，高頻率)邊緣地發生該變化。非再生驅動沒有與將組件參考到DC母線關聯的相同的挑戰。在非再生驅動中，DC母線電壓相對于地相對低地變化。非再生驅動中的主要變化要素典型地是具有相對小幅度的電頻率的六倍。然而，驅動裝置30是再生驅動，因此圖示的示例包括地-參考的控制段組件與被參考到DC母線36的那些之間的隔離。圖示的示例包括在接口 100處的光隔離。該示例包括相對簡單的光隔離，其在一方面在40處參考到地的控制段34與另一方面在38處參考到DC母線的控制段組件60之間提供足夠的隔離。圖示示例在先前的再生電梯驅動布置上提供成本節省所采用的一個方式在于控制段組件60中的至少一些與電力段組件44中的至少一些之間隔離的消除。例如，在沒有公開的布置的情況下，到轉換器46和逆變器48的開關的每個驅動器輸出將需要獨立隔離器。公開的示例消除了這樣的隔離器。如可以從上文的描述和圖2中意識到的，也消除了其他隔離器。消除那些隔離器還允許使驅動裝置30更小。另外的成本節省通過在沒有任何關聯隔離的情況下使用分流電阻器用于電流感測而實現。前面的描述是示范性的而不是實際上限制性的。不一定脫離本發明的本質的對公開的示例變化和修改對于本領域內技術人員可變得明顯。給予本發明的法律保護范圍可以僅通過研究隨附的權利要求來確定。
權利要求
1.一種再生電梯驅動裝置，包括DC母線；電力段，其具有電參考到所述DC母線的多個功率組件；以及控制段，其具有電參考到所述DC母線的多個控制組件，所述多個控制組件包括驅動控制器和控制器輸入。
2.如權利要求1所述的裝置，其中，電參考到所述DC母線的所述功率組件包括轉換器和逆變器并且電參考到所述DC母線的所述控制組件包括由所述驅動控制器控制的逆變器驅動器和轉換器驅動器，所述轉換器驅動器和逆變器驅動器分別向所述轉換器和所述逆變器提供控制信號。
3.如權利要求2所述的裝置，其中，所述轉換器和所述逆變器各自包括參考到所述DC 母線的多個控制開關。
4.如權利要求2所述的裝置，其中，參考到所述DC母線的所述控制組件包括轉換器柵極驅動器和逆變器柵極驅動器。
5.如權利要求1所述的裝置，其中，所述控制器輸入包括多個模擬輸入和多個離散輸入。
6.如權利要求1所述的裝置，其中，所述控制器輸入的至少一些來自參考到所述DC母線的所述電力段的所述組件中的一個。
7.如權利要求1所述的裝置，其中，所述控制器輸入的至少一個耦合到所述電力段中的電流感測電阻器使得所述控制器能確定所述電力段的對應組件的電流。
8.如權利要求1所述的裝置，其中，所述控制器輸入的至少一個耦合到與所述DC母線關聯的電壓感測電阻器使得所述控制器能確定所述DC母線的電壓。
9.如權利要求1所述的裝置，其中，所述控制段的其他組件被電參考到地并且包括被參考到地的所述控制段組件中的一些與被參考到所述DC母線的所述控制段的組件中的一些之間的光隔離器。
10.如權利要求1所述的裝置，包括與所述電力段的組件中選擇的一些關聯的多個分流電阻器，所述分流電阻器向所述控制段的組件中的至少一個提供電流信息。
全文摘要
示范性電梯驅動包括DC母線。電力段中的至少一些功率組件被電參考到該DC母線。包括驅動控制器和關聯的輸入的控制段中的至少一些控制組件被電參考到該DC母線。這消除了對于使參考到該DC母線的組件互相隔離的任何需要。
文檔編號B66B1/06GK103025637SQ201080068358
公開日2013年4月3日 申請日期2010年7月30日 優先權日2010年7月30日
發明者D.J.馬文 申請人:奧的斯電梯公司