專利名稱：對于電源負(fù)載的限制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的目的是如權(quán)利要求1的前序部分中限定的用于限制電力(power)的裝 置、如權(quán)利要求8的前序部分中限定的電梯系統(tǒng)、以及如權(quán)利要求9的前序部分中限定的用 于限制供電設(shè)備的輸入電力的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，從光源到電動機(jī)的、連接到電源的設(shè)備在電源過載時(shí)自動地限制其輸入 電力。諸如頻率轉(zhuǎn)換器以及AC/DC電壓源之類的現(xiàn)代有源受控供電設(shè)備根據(jù)它們的電 力需求而給電源施加負(fù)載。這些設(shè)備不考慮諸如網(wǎng)絡(luò)電壓或發(fā)電機(jī)供電的電源的過載，作 為其結(jié)果，電源的操作出現(xiàn)危險(xiǎn)。公開US5861734提供了一種用于減小網(wǎng)絡(luò)電壓的電流諧波的裝置，在該情況下， 減小了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載。公開US2004/0190211A1公開了一種用于檢測供電網(wǎng)絡(luò)的電壓/頻率的減小的方 法、系統(tǒng)和控制裝置。當(dāng)檢測到電壓/頻率的減小時(shí)，將負(fù)載從電網(wǎng)斷開。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是公開基于電源的狀態(tài)來對供電設(shè)備的輸入電力進(jìn)行限制。通過限 制輸入電力來試圖防止電源過載以及作為其結(jié)果而引起的對電源操作的損害。本發(fā)明的特性特征根據(jù)本發(fā)明的用于限制電力的裝置特征在于在權(quán)利要求1的特征部分中公開的 內(nèi)容。根據(jù)本發(fā)明的電梯系統(tǒng)特征在于在權(quán)利要求8的特征部分中公開的內(nèi)容。根據(jù)本發(fā) 明的用于約束供電設(shè)備的輸入電力的方法特征在于在權(quán)利要求9的特征部分中公開的內(nèi) 容。本發(fā)明的其它特征特征在于在其它權(quán)利要求中公開的內(nèi)容。在本申請的描述部分中還 討論了一些發(fā)明實(shí)施例。也可以與以下所附權(quán)利要求中不同地來限定本申請的發(fā)明內(nèi)容。 所述發(fā)明內(nèi)容也可以由若干單獨(dú)的發(fā)明組成，尤其是在根據(jù)表述或隱含的子任務(wù)或者從所 獲得的優(yōu)點(diǎn)或優(yōu)點(diǎn)類別的觀點(diǎn)來考慮本發(fā)明的時(shí)候。在這種情況下，從單獨(dú)的發(fā)明構(gòu)思的 觀點(diǎn)來看，在所附權(quán)利要求中包含的一些屬性可能是多余的。根據(jù)本發(fā)明的用于限制電力的裝置包括安裝在電源和要供電的負(fù)載之間的供電 設(shè)備，該供電設(shè)備被適配為基于前述電源的狀態(tài)來限制其輸入電力。根據(jù)本發(fā)明的用于供 電的電源例如可以是提供直流電或交流電的電壓源或者電流源。所述供電設(shè)備例如可以是 AC/DC變壓器、逆變器或者向馬達(dá)提供電力的頻率轉(zhuǎn)換器。在此上下文中，輸入電力是指供 電設(shè)備從電源汲取的電力。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，供電設(shè)備被適配為確定電源的狀態(tài)，并且還基于所確 定的電源的狀態(tài)來分級地(in stages)限制其輸入電力。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，供電設(shè)備被適配為在所確定的電源的狀態(tài)要求時(shí)斷開其電力供應(yīng)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述電源是交流電壓源，并且在這種情況下，根據(jù)本發(fā) 明的一種供電設(shè)備包括基于交流電壓源的供電頻率確定該交流電壓源的狀態(tài)。在這種情 況下，前述供電設(shè)備可以包括對電壓的測量，在該情況下，所述供電設(shè)備可以被適配為例如 使用鎖相環(huán)來確定所測量的電壓的頻率。供電設(shè)備可以將所測量的頻率與至少一個(gè)頻率限 制值進(jìn)行比較，在該情況下，供電設(shè)備可以基于所測量的頻率和頻率限制值的前述比較來 限制其輸入電力。電源的狀態(tài)是指該電源的負(fù)載狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的一種供電設(shè)備包括基于電源的狀態(tài)信號來確定電源的狀態(tài)。在這種 情況下，電源可以被適配為基于它自己的狀態(tài)確定來產(chǎn)生狀態(tài)信號，并且供電設(shè)備可以包 括用于該電源的狀態(tài)信號的輸入?？梢栽陔娫春凸╇娫O(shè)備之間布置數(shù)據(jù)傳遞通道，以便將 狀態(tài)信號從電源傳遞到供電設(shè)備。前述數(shù)據(jù)傳遞通道可以是例如有線或無線串行接口總 線。所述狀態(tài)信號可以包括例如關(guān)于電源的操作狀態(tài)的數(shù)據(jù)，諸如關(guān)于電源的輸出電流的 幅度的信息、交流電壓源的供電頻率或者直流電壓源的電壓的幅度。所述電源也可以被適 配為確定其操作條件，在這種情況下，所述狀態(tài)信號包括關(guān)于電源的操作條件的數(shù)據(jù)。供電 設(shè)備可以被適配為基于該狀態(tài)信號來限制其輸入電力。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述電源是交流電壓源，并且根據(jù) 本發(fā)明的一種供電 設(shè)備被適配為基于該交流電壓源的頻率的減小來限制其輸入電力。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述電源是交流電壓源，并且根據(jù)本發(fā)明的一種供電 設(shè)備被適配為基于該交流電壓源的頻率積分(integral)來限制其輸入電力。在此上下文 中，所述頻率積分是指在供電電壓的基準(zhǔn)頻率和供電設(shè)備的供電頻率(supply frequency) 之間的偏差(deviation)的積分。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述電源包括確定電源的狀態(tài)，并且根據(jù)本發(fā)明的一 種這樣的電源被適配為將指示所述電源的狀態(tài)的狀態(tài)信號發(fā)送給至少一個(gè)供電設(shè)備。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述電源是交流電壓源，在這種情況下，基于該交流電 壓源的頻率來確定該交流電壓源的狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的電梯系統(tǒng)包括用于限制電力的裝置，該裝置包括安裝在電梯的供電 電路和電源之間的供電設(shè)備。前述供電設(shè)備被適配為基于前述電源的狀態(tài)來限制其輸入電 力。在根據(jù)本發(fā)明的一種用于限制供電設(shè)備的輸入電力的方法中，該供電設(shè)備連接到 電源；并且基于該電源的狀態(tài)來限制供電設(shè)備的輸入電力。在根據(jù)本發(fā)明的一種方法中，利用供電設(shè)備來確定電源的狀態(tài)，并且基于所確定 的電源的狀態(tài)來分級地限制供電設(shè)備的輸入電力。在根據(jù)本發(fā)明的一種方法中，如果所確定的電源的狀態(tài)要求，則斷開供電設(shè)備的 電力供應(yīng)。在根據(jù)本發(fā)明的一種方法中，供電設(shè)備連接到交流電壓源；基于該交流電壓源的 供電頻率來限制供電設(shè)備的輸入電力。在根據(jù)本發(fā)明的一種方法中，為交流電壓源的供電頻率設(shè)置限制值；當(dāng)交流電壓 源的供電頻率減小到低于前述供電頻率限制值時(shí)，限制供電設(shè)備的輸入電力。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，供電設(shè)備被適配為通過分級地減小供應(yīng)給要供電的至少一個(gè)負(fù)載的電力來分級地限制其輸入電力。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)利用本發(fā)明，除了其它優(yōu)點(diǎn)以外，還至少取得以下優(yōu)點(diǎn)中的至少一個(gè)-當(dāng)在本發(fā)明中提供的供電設(shè)備被適配為基于電源的狀態(tài)來限制其輸入電力時(shí)， 可以防止電源的過載，在該情況下，電源的操作可靠性提高，并且例如由過載引起的服務(wù)中 斷減少。-如果供電設(shè)備被適配為確定電源的狀態(tài)，則供電設(shè)備可以被適配為基于所確定 的電源的狀態(tài)來分級地限制其輸入電力。此外，在這種情況下，可以至少以受限制的方式來 繼續(xù)對負(fù)載的電力供應(yīng)。例如，在不同的調(diào)節(jié)過程中，以及在要求特別是來自電源的連續(xù)性 的運(yùn)輸應(yīng)用和控制應(yīng)用中，至少以受限制的方式繼續(xù)電力供應(yīng)是有用的。這些種類的應(yīng)用 例如是運(yùn)輸系統(tǒng)，例如電梯驅(qū)動器、平行移動梯(travelator)驅(qū)動器、自動扶梯驅(qū)動器； 以及例如各種照明、泵浦(pumping)、空調(diào)和其它建筑物自動化應(yīng)用、和風(fēng)扇驅(qū)動器 。本發(fā)明 特別好地適合于在供電網(wǎng)絡(luò)與國家電網(wǎng)隔離的應(yīng)用中使用。除了上述應(yīng)用以外，這些種類 的應(yīng)用還可以是例如鐵路、地鐵、諸如紙漿廠之類的工廠；以及不同的備用電力驅(qū)動器，在 該情況下，例如在電力中斷期間利用發(fā)電機(jī)進(jìn)行電力供應(yīng)。-當(dāng)供電設(shè)備被適配為基于交流電壓源的供電頻率來限制其輸入電力時(shí)，可以將 諸如網(wǎng)絡(luò)電壓或發(fā)電機(jī)的交流電壓源的過載檢測為例如供電頻率的減小，在該情況下，通 過限制供電設(shè)備的輸入電力，可以防止由過載導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)電壓或發(fā)電機(jī)的供電頻率的振蕩。-如果供電設(shè)備包括基于電源的狀態(tài)信號來確定電源的狀態(tài)，則可以通過該電源 的狀態(tài)信號集中控制一個(gè)或多個(gè)供電設(shè)備的輸入電力。由于在這種情況下供電設(shè)備不需要 包括確定電源的狀態(tài)，因此簡化了所述裝置。如果在所述裝置中包含的確定的供電設(shè)備的 操作比其它供電設(shè)備的操作更重要，則可以嘗試在電源過載的情形中，通過先僅僅限制較 不重要的供電設(shè)備的輸入電力來保護(hù)這些確定的供電設(shè)備的操作。-如果供電裝置包括連接到諸如逆變器整流器的同一DC中間電路的兩個(gè)或多個(gè) 電力整流器，例如逆變器，并且如果利用安裝在電源和DC中間電路之間的網(wǎng)絡(luò)逆變器整流 器來集中地進(jìn)行從電源到DC中間電路的供電，則所述網(wǎng)絡(luò)逆變器整流器可以包括確定電 源的狀態(tài)，在該情況下，網(wǎng)絡(luò)逆變器整流器可以基于電源的狀態(tài)來限制一個(gè)或多個(gè)電力變 壓器從DC中間電路汲取的電力。


以下將參照附圖借助于本發(fā)明的實(shí)施例的幾個(gè)例子來更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一種用于限制電力的裝置；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的用于限制電力的第二裝置；圖3示出根據(jù)本發(fā)明的用于限制電力的第三裝置；圖4示出根據(jù)本發(fā)明的交流電壓源的輸入頻率的確定；圖5作為框圖示出了根據(jù)本發(fā)明的對于電力的限制；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的電梯系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式圖1示出了用于限制電力的裝置。該裝置包括安裝在交流電壓源2和電動機(jī)3之 間的頻率轉(zhuǎn)換器1。在該裝置中，測量4交流電壓源2的供電電壓。在該裝置中，頻率轉(zhuǎn)換 器1也包括基于對所述供電電壓的測量4來確定5交流電壓源2的狀態(tài)。在該情況中，確 定供電電壓的頻率，并且基于該頻率來確定交流電壓源的操作狀態(tài)。所述頻率的減小表明 交流電壓源的過載，因此當(dāng)所述頻率減小時(shí)，頻率轉(zhuǎn)換器1限制輸入電力。圖2示出了用于限制電力的第二裝置。在該裝置中，發(fā)電機(jī)2充當(dāng)電源?？蛇x擇 地，通過轉(zhuǎn)速表7測量發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度、或者通過根據(jù)對于供電電壓的測量4確定供電電 壓的頻率，來確定發(fā)電機(jī)的狀態(tài)。發(fā)電機(jī)包括狀態(tài)的確定5，并且該發(fā)電機(jī)被適配為將所確 定的狀態(tài)信號6發(fā)送給連接到發(fā)電機(jī)的電壓供應(yīng)的至少兩個(gè)供電設(shè)備1。該狀態(tài)信號包括 關(guān)于發(fā)電機(jī)的供電電壓的頻率的數(shù)據(jù)，在該情況下，前述供電設(shè)備1基于指示供電電壓的 頻率的信號來限制其輸入電力。所述狀態(tài)信號還可以包括對于輸入電力的限制命令，在該 情況下，前述供電設(shè)備根據(jù)該限制命令來限制其輸入電力。該限制命令也可以要求至少一 個(gè)供電設(shè)備1完全斷開電源。
在根據(jù)圖3的用于限制電力的裝置中，該裝置包括兩個(gè)逆變器9，其獨(dú)立地將可變 頻率且可變幅度的電壓提供給馬達(dá)3的繞組。該逆變器連接到公共的DC中間電路10。禾Ij 用網(wǎng)絡(luò)逆變器整流器8來進(jìn)行DC中間電路和網(wǎng)絡(luò)電壓2之間的電力供應(yīng)。網(wǎng)絡(luò)逆變器整 流器8測量網(wǎng)絡(luò)電壓4，并且從該網(wǎng)絡(luò)電壓的頻率導(dǎo)出網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)。當(dāng)該頻率減小時(shí)，網(wǎng)絡(luò) 逆變器整流器8限制由至少第二網(wǎng)絡(luò)逆變器整流器9從DC中間電路汲取的電力。圖4示出了使用鎖相環(huán)11的交流電壓源2的供電頻率的確定。在d，q坐標(biāo)系中 確定所測量的三相電壓2，所述d，q坐標(biāo)系在其現(xiàn)有技術(shù)中被固定到網(wǎng)絡(luò)電壓的相16。在 這種情況下，將網(wǎng)絡(luò)電壓描述為兩個(gè)DC電壓幅度Ud和Uq，其被鎖定到網(wǎng)絡(luò)電壓的相。使 Ud = O成為鎖相環(huán)的控制標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在，試圖以頻率基準(zhǔn)50Hz來控制網(wǎng)絡(luò)電壓的相。比較器 15測量電壓Ud相對于0的偏差14。根據(jù)該偏差14，檢測網(wǎng)絡(luò)的供電電壓是否偏離50Hz基 準(zhǔn)頻率。在這種情況下，基于該偏差14來確定頻率誤差以及同時(shí)確定網(wǎng)絡(luò)電壓的狀態(tài)。例 如可以結(jié)合圖1-4中的一個(gè)的實(shí)施例來使用根據(jù)圖4的供電頻率的確定。圖5a作為框圖示出了電力限制。圖5b和5c示出了作為時(shí)間的函數(shù)描述的電力 限制。在根據(jù)圖5a的階段17中，對于交流電源的供電頻率確定波動范圍21，其中在交流電 源的正常操作期間，供電頻率保持在該波動范圍21的范圍內(nèi)。在階段18中，測量交流電源 的供電頻率22，如果該供電頻率下降到正常操作波動范圍21以下，則進(jìn)行向階段19的轉(zhuǎn) 移，在階段19中，確定頻率減小的幅度，并且在階段20，根據(jù)該頻率的減小來分級地限制由 供電設(shè)備從交流電源汲取的電力23，在該情況下，由供電設(shè)備從交流電源汲取的電力23隨 著交流電源的供電頻率22降低而減小。如圖5b所示的由供電設(shè)備從交流電源汲取的電力 23被適配為根據(jù)在供電頻率的正常操作的波動范圍21的下限和交流電源的供電頻率22之 間的差24而減小。當(dāng)交流電源的輸入頻率22下降到正常操作的波動范圍21的下限以下 時(shí)的時(shí)刻30在圖5b和5c中被標(biāo)記出。根據(jù)圖5c的由供電設(shè)備從交流電源汲取的電力23 被適配為根據(jù)在供電頻率的正常操作的波動范圍21的下限和交流電源的供電頻率22之間 的差24的頻率積分而減小。在這種情況下，如果供電頻率23繼續(xù)偏離正常操作的波動范 圍21，則由供電設(shè)備從交流電源汲取的電力23逐漸接近0。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的電梯系統(tǒng)。通過連接到電梯馬達(dá)3的牽引滑輪的電梯繩 纜來在電梯井中移動電梯轎廂26。利用頻率轉(zhuǎn)換器1從建筑物的三相交流電網(wǎng)2來進(jìn)行對 電梯馬達(dá)的電力供應(yīng)。集成到頻率轉(zhuǎn)換器1中的電梯的移動控制器25通過調(diào)節(jié)頻率轉(zhuǎn)換 器的供電來設(shè)置電梯轎廂的移動。移動控制器25試圖根據(jù)對于所確定的移動基準(zhǔn)來設(shè)置 電梯轎廂的移動。 電梯的移動控制器25測量交流電網(wǎng)2的電壓，并且例如利用根據(jù)圖4的實(shí)施例的 鎖相環(huán)來確定網(wǎng)絡(luò)電壓的頻率。當(dāng)該頻率下降到交流電網(wǎng)2的正常操作的頻率的最小允許 限制值以下時(shí)，移動控制器開始限制從交流電網(wǎng)供應(yīng)給電梯馬達(dá)3的電力。在該情況下，移 動控制器25再次計(jì)算電梯轎廂26的移動基準(zhǔn)，使得減小電梯轎廂的速度和/或加速度和 /或減速度的基準(zhǔn)值。此后，移動控制器25試圖根據(jù)對于電梯轎廂的速度和/或加速度和 /或減速度的下基準(zhǔn)值確定的新的移動基準(zhǔn)來設(shè)置電梯轎廂的移動，在該情況下，從交流電 網(wǎng)2向電梯馬達(dá)3供應(yīng)的電力減小。如果交流電網(wǎng)2的供電頻率的減小進(jìn)一步繼續(xù)或者甚 至變得更大，則最終電梯轎廂的移動控制器25利用可控開關(guān)28斷開頻率轉(zhuǎn)換器的主電路， 在該情況中，對于電梯馬達(dá)的電力供應(yīng)斷開。同時(shí)，電梯轎廂的移動控制器25還通過利用 制動器控制電路27斷開機(jī)械制動器的制動器控制線圈的電力供應(yīng)來關(guān)斷(close)機(jī)械制 動器。本發(fā)明不僅僅限于上述實(shí)施例，而是可以在由所附權(quán)利要求限定的發(fā)明構(gòu)思的范 圍內(nèi)進(jìn)行很多變化。
權(quán)利要求
一種用于限制電力的裝置，該裝置包括安裝在電源(2)和要供電的負(fù)載(3)之間的供電設(shè)備(1)，其特征在于，所述供電設(shè)備(1)被適配為基于前述電源(2)的狀態(tài)來限制其輸入電力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，所述供電設(shè)備⑴被適配為確定電源(2)的狀 態(tài)，并且基于所確定的該電源(2)的狀態(tài)來分級地限制其輸入電力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于，所述供電設(shè)備(1)被適配為在所確定的電 源(2)的狀態(tài)要求時(shí)斷開其電力供應(yīng)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的裝置，其特征在于，前述電源(2)是交流電壓源，并 且所述供電設(shè)備(1)包括基于該交流電壓源的供電頻率來確定(5)該交流電壓源(2)的狀 態(tài)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的裝置，其特征在于，所述供電設(shè)備(1)包括基于電 源的狀態(tài)信號(6)來確定電源(2)的狀態(tài)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的裝置，其特征在于，前述電源(2)是交流電壓源，并 且所述供電設(shè)備(1)被適配為基于該交流電壓源(2)的頻率的減小來限制其輸入電力。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的裝置，其特征在于，前述電源(2)是交流電壓源，并 且所述供電設(shè)備(1)被適配為基于該交流電壓源(2)的頻率積分來限制其輸入電力。
8.一種電梯系統(tǒng)，包括用于限制電力的裝置，該裝置包括安裝在電梯的供電電路和電 源之間的供電設(shè)備，其特征在于，供電設(shè)備(1)被適配為基于前述電源(2)的狀態(tài)來限制其 輸入電力。
9.一種用于限制供電設(shè)備⑴的輸入電力的方法，其特征在于，-供電設(shè)備(1)連接到電源(2)，-基于電源⑵的狀態(tài)來限制供電設(shè)備⑴的輸入電力。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于，_利用供電設(shè)備⑴來確定電源⑵的狀態(tài)，-基于所確定的電源⑵的狀態(tài)分級地限制供電設(shè)備⑴的輸入電力。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的方法，其特征在于，-如果所確定的電源(2)的狀態(tài)要求，則斷開供電設(shè)備(1)的電力供應(yīng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9-11中的任一項(xiàng)的方法，其特征在于，-基于交流電壓源⑵的供電頻率來限制供電設(shè)備⑴的輸入電力。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于，_為交流電壓源(2)的供電頻率設(shè)置限制值；_當(dāng)交流電壓源(2)的供電頻率減小到前述供電頻率的限制值以下時(shí)，限制供電設(shè)備 (1)的輸入電力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于限制安裝在電源(2)和負(fù)載(3)之間的供電設(shè)備(1)的輸入電力的裝置和方法。根據(jù)本發(fā)明的所述裝置包括安裝在電源(2)和要供電的負(fù)載(3)之間的供電設(shè)備(1)，該供電設(shè)備(1)被適配為基于前述電源(2)的狀態(tài)來限制其輸入電力。
文檔編號H02H3/46GK101868907SQ200880116956
公開日2010年10月20日 申請日期2008年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月20日
發(fā)明者里斯托·喬基南 申請人:通力股份公司