Gestión de energía procedente de múltiples fuentes en un sistema de energía de ascensor.

Procedimiento de gestión de energía en un sistema de ascensor que incluye un motor (12) de elevación del ascensor,

un suministro (20) de energía principal y un sistema (32) de almacenamiento de energía eléctrica (AEE), en el que el procedimiento comprende:

determinar una demanda de energía del motor de elevación del ascensor;

determinar un estado de carga (EDC) del sistema de AEE, y

controlar la energía intercambiada entre el motor de elevación, el suministro de energía principal y el sistema de AEE en base a la demanda de energía del motor de elevación y al EDC del sistema de AEE;

caracterizado porque cuando la demanda de energía del motor de elevación del ascensor es negativa, la etapa de control comprende:

almacenar toda la energía generada por el motor de elevación del ascensor en el sistema de AEE si el EDC del sistema de AEE está por debajo de un umbral mínimo de EDC;

suministrar toda la energía generada por el motor de elevación del ascensor al suministro de energía principal, si el EDC del sistema de AEE está por encima de un umbral máximo de EDC; y

distribuir la energía generada por el motor de elevación del ascensor entre el suministro de energía principal y el sistema de AEE cuando el EDC del sistema de AEE está entre el umbral mínimo y el umbral máximo de EDC, en el que la energía es distribuida en una relación que es una función del EDC del sistema de AEE.

Gestión de energía procedente de múltiples fuentes en un sistema de energía de ascensor.

Antecedentes La presente invención se refiere a sistemas de energía. Más específicamente, la presente invención se refiere a un sistema para la gestión de energía procedente de múltiples fuentes para satisfacer la demanda de energía en un sistema de ascensor.

Las demandas de energía para accionar ascensores van desde un valor positivo, en el que se usa energía generada externamente (por ejemplo, desde una planta energética) , a un valor negativo, en el que la carga en el ascensor acciona el motor, de manera que produce electricidad como si fuera un generador. El uso del motor para producir electricidad como un generador se denomina, comúnmente, regeneración. En sistemas convencionales, si la energía regenerada no es proporcionada a otro componente del sistema de ascensor o no es devuelta a la red de suministro eléctrico, es disipada a través de una resistencia de frenado dinámico u otra carga. En esta configuración, toda la demanda depende de la planta energética para suministrar energía al sistema de ascensor, incluso durante las condiciones de pico de energía (por ejemplo, cuando más de un motor arrancan simultáneamente o durante periodos de alta demanda) . De esta manera, los componentes del sistema de ascensor que suministran energía desde la planta energética deben ser dimensionados para acomodar el pico de demanda de energía, lo que puede ser más costoso y puede requerir más espacio. También, la energía regenerada que es disipada no es usada, reduciendo, de esta manera, la eficiencia del sistema de energía.

Además, un sistema de accionamiento del ascensor está diseñado, típicamente, para funcionar en un intervalo específico de voltaje de entrada desde un suministro de energía. Los componentes del accionamiento tienen valores nominales de voltaje y corriente que permiten que la unidad funcione, de manera continua, mientras el suministro de energía se mantiene dentro del intervalo designado de voltajes de entrada. En los sistemas convencionales, cuando el voltaje de utilidad cae, el sistema de ascensor falla. En los sistemas convencionales, cuando se produce un corte en la energía de utilidad o bajo condiciones de mala calidad de energía, el ascensor puede detenerse entre dos pisos en el hueco de ascensor, hasta que el suministro de energía vuelve al funcionamiento normal.

Los sistemas de accionamiento de ascensor pueden incorporar un suministro de energía secundario que es controlado para suministrar energía suplementaria al motor de elevación del ascensor durante los periodos de demanda de energía positiva y almacena energía desde la planta energética y/o el motor de elevación del ascensor durante los periodos de demanda nula o negativa de energía. Por ejemplo, la patente US No. 6.431.323, Tajima et al., describe un sistema de accionamiento de ascensor que incluye un aparato de almacenamiento de energía y un controlador para controlar la operación de carga y descarga del aparato de almacenamiento de energía en base a un valor de carga objetivo (por ejemplo, un valor de carga en función de la hora del día) . Sin embargo, este tipo de control no proporciona un procedimiento directo para medir las futuras demandas de energía del sistema de accionamiento del ascensor y no controla los límites de carga superior e inferior del aparato de almacenamiento de energía.

Los documentos US 2001/0017238 A1 y US 2001/0008195 A1 divulgan un procedimiento según el preámbulo de la reivindicación 1 y un aparato según el preámbulo de la reivindicación 2.

Resumen La presente invención se refiere a la gestión de energía en un sistema de ascensor que incluye un motor de elevación del ascensor, un suministro de energía principal y un sistema de almacenamiento de energía eléctrica (AEE) . Se determina una demanda de energía del motor de elevación del ascensor y se determina un estado de carga (EDC) del sistema de AEE. La energía intercambiada entre el motor de elevación, el suministro de energía principal y el sistema de AEE es controlada en base a la demanda de energía del motor de elevación y el EDC del sistema de AEE.

Breve descripción de los dibujos La Fig. 1 es una vista esquemática de un sistema de energía de ascensor que incluye un controlador para gestionar la energía procedente de múltiples fuentes. La Fig. 2 es un diagrama de bloques de un controlador de un sistema de almacenamiento de energía eléctrica (AEE) para controlar la cuota de la demanda del motor de elevación del ascensor satisfecha por un suministro de energía principal y por el sistema de AEE. La Fig. 3 es un diagrama de flujo de un procedimiento para gestionar la energía intercambiada entre el motor de elevación del ascensor, el suministro de energía principal y el sistema de almacenamiento de energía eléctrica (AEE) . La Fig. 4 es un gráfico de la proporción de la demanda de energía satisfecha por el sistema de AEE como una función del estado de carga (EDC) del sistema de AEE.

Descripción detallada La Fig. 1 es una vista esquemática del sistema 10 de energía que incluye un suministro 20 de energía principal, un convertidor 22 de energía, un bus 24 de energía, un condensador 26 de filtrado, un inversor 28 de energía, un regulador 30 de voltaje, un sistema 32 de almacenamiento de energía eléctrica (AEE) , un controlador 34 del sistema de AEE y un controlador 36 de accionamiento. El convertidor 22 de energía, el bus 24 de energía, condensador 26 de filtrado y el inversor 28 de energía están incluidos en el accionamiento 29 de regeneración. El suministro 20 de energía principal puede ser una planta energética, tal como un suministro de energía comercial. El sistema 30 de AEE incluye un dispositivo o una pluralidad de dispositivos capaces de almacenar energía eléctrica. El ascensor 14 incluye una cabina 40 de ascensor y un contrapeso 42, que están conectados a través de un cable 44 al motor 12 de elevación. El ascensor 14 incluye también un detector 46 de carga, conectado al controlador 36 de accionamiento, para medir el peso de la carga en la cabina 40 de ascensor.

Tal como se describirá en la presente memoria, el sistema 10 de energía está configurado para controlar la energía intercambiada entre el motor 12 de elevación del ascensor, el suministro 20 de energía principal y/o el sistema 32 de AEE como una función de la demanda de energía (positiva o negativa) del motor 12 de elevación del ascensor y el estado de carga del sistema 32 de AEE y las especificaciones para el uso de la red. Por ejemplo, cuando la demanda de energía del motor 12 de elevación del ascensor es positiva, el sistema 10 de energía acciona el motor 12 de elevación desde el suministro 20 de energía principal y el sistema 32 de AEE en una relación que es una función de la magnitud de la demanda y el estado de carga del sistema 32 de AEE. Como otro ejemplo, cuando la demanda de energía del motor 12 de elevación del ascensor es negativa, el sistema 10 de energía proporciona la energía generada por el motor 12 de elevación del ascensor al suministro 20 de energía y al sistema 32 de AEE en una relación que es una función del estado de carga del sistema 32 de AEE. El sistema 10 de energía controla también la distribución de energía entre el suministro 20 de energía principal y el sistema 32 de AEE cuando la demanda de energía del motor 12 de elevación del ascensor es aproximadamente cero y entre el sistema 32 de AEE y el motor 12 de elevación del ascensor en caso de corte del suministro 20 de energía principal.

El convertidor 22 de energía y el inversor 28 de energía están conectados por el bus 24 de energía. El condensador 26 de filtrado está conectado a través del bus 24 de energía. El suministro 20 de energía principal proporciona energía eléctrica al convertidor 22 de energía. El convertidor 22 de energía es un inversor de energía trifásica que es operable para convertir la energía trifásica de CA desde el suministro 20 de energía principal a energía CC. En una realización, el convertidor 22 de energía comprende una pluralidad de circuitos de transistores de potencia que incluyen transistores 50 y diodos 52, conectados en paralelo. Cada transistor 50 puede ser, por ejemplo, un transistor bipolar de puerta aislada (IGBT) . El electrodo controlado (es decir, la puerta o la base) de cada transistor 50 está conectado al controlador 36 de accionamiento. El controlador 36 de accionamiento controla los circuitos de transistores de potencia para convertir la energía trifásica de CA desde el suministro 20 de energía principal a la energía de CC de salida. La energía de CC de salida es proporcionada por el convertidor 22 de energía en el bus 24 de energía... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de gestión de energía en un sistema de ascensor que incluye un motor (12) de elevación del ascensor, un suministro (20) de energía principal y un sistema (32) de almacenamiento de energía eléctrica (AEE) , en el que el procedimiento comprende: determinar una demanda de energía del motor de elevación del ascensor; determinar un estado de carga (EDC) del sistema de AEE, y controlar la energía intercambiada entre el motor de elevación, el suministro de energía principal y el sistema de AEE en base a la demanda de energía del motor de elevación y al EDC del sistema de AEE; caracterizado porque cuando la demanda de energía del motor de elevación del ascensor es negativa, la etapa de control comprende: almacenar toda la energía generada por el motor de elevación del ascensor en el sistema de AEE si el EDC del sistema de AEE está por debajo de un umbral mínimo de EDC; suministrar toda la energía generada por el motor de elevación del ascensor al suministro de energía principal, si el EDC del sistema de AEE está por encima de un umbral máximo de EDC; y distribuir la energía generada por el motor de elevación del ascensor entre el suministro de energía principal y el sistema de AEE cuando el EDC del sistema de AEE está entre el umbral mínimo y el umbral máximo de EDC, en el que la energía es distribuida en una relación que es una función del EDC del sistema de AEE.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que, cuando la demanda de energía del motor de elevación del ascensor es positiva, la etapa de control comprende: suministrar energía al motor de elevación completamente desde el suministro de energía principal, si la demanda de energía es menor o igual que un umbral mínimo de demanda de energía, y suministrar energía al motor de elevación tanto desde el suministro de energía principal como desde el sistema de AEE si la demanda de energía es mayor que el umbral mínimo de demanda de energía, en el que una relación de la energía suministrada desde el suministro de energía principal y el sistema de AEE es una función del EDC del sistema de AEE.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que, si el EDC del sistema de AEE está fuera de un intervalo de EDC y la demanda de energía es mayor que el umbral mínimo de demanda de energía, el funcionamiento del motor de elevación es ajustado para modificar la demanda de energía.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que, cuando la demanda de energía del motor de elevación del ascensor es aproximadamente igual a cero, la etapa de control comprende: almacenar energía desde el suministro de energía principal al sistema de AEE mientras el EDC del sistema de AEE esté por debajo de un umbral máximo de EDC.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que, tras un corte del suministro de energía principal, el sistema de AEE acciona el motor de elevación del ascensor cuando la demanda de energía es positiva y el EDC del sistema de AEE está por encima de un umbral mínimo de EDC y el sistema de AEE almacena energía desde el motor de elevación del ascensor cuando la demanda de energía es negativa y el EDC del sistema de AEE está por debajo de un umbral máximo de EDC.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la determinación de un estado de carga (EDC) del sistema de AEE comprende medir al menos uno de entre una corriente, un voltaje y una temperatura del sistema de AEE.

7. Sistema de gestión de energía en un sistema de ascensor que incluye un motor (12) de elevación del ascensor, un suministro (20) de energía principal y un sistema (32) de almacenamiento de energía eléctrica (AEE) conectado a un motor regenerativo, en el que el sistema comprende: un primer circuito (24, 36) adaptado para determinar una demanda de energía del motor de elevación del ascensor; un segundo circuito (64) adaptado para determinar un estado de carga (EDC) del sistema de AEE; y un módulo (60) de control operable para controlar el motor regenerativo en base a la demanda de energía del motor de elevación y al EDC del sistema de AEE para controlar la energía intercambiada entre el motor de elevación, el suministro de energía principal y el sistema de AEE; caracterizado porque cuando la demanda de energía del motor de elevación del ascensor es negativa, el módulo de control controla el motor regenerativo para (1) almacenar toda la energía generada por el motor de elevación del ascensor en el sistema de AEE si el EDC del sistema de AEE está por debajo de un umbral mínimo de EDC, (2) suministrar toda la energía generada por el motor de elevación del ascensor al suministro de energía principal, si el EDC del sistema del sistema de AEE está por encima de un umbral máximo de EDC, o (3) distribuir la energía generada por el motor de elevación del ascensor entre el suministro de energía principal y el sistema de AEE cuando el EDC del sistema de AEE está entre el umbral mínimo y el umbral máximo de EDC, en el que la energía es distribuida en una relación que es una función del EDC del sistema de AEE.

8. Sistema según la reivindicación 7, en el que, cuando la demanda de energía del motor de elevación del ascensor es positiva, el módulo de control controla el motor regenerativo para (1) suministrar energía al motor de elevación completamente desde el suministro de energía principal, si la demanda de energía es menor o igual a un umbral mínimo de demanda de energía, o (2) suministrar energía al motor de elevación tanto desde el suministro de energía principal como desde el sistema de AEE si la demanda de energía es mayor que el umbral mínimo de demanda de energía, en el que una relación de la energía suministrada desde el suministro de energía principal y el sistema de AEE es una función del EDC del sistema de AEE.

9. Sistema según la reivindicación 8, en el que, si el EDC del sistema de AEE está fuera de un intervalo de EDC y la demanda de energía es mayor que el umbral mínimo de demanda de energía, el funcionamiento del motor de elevación es ajustado para modificar la demanda de energía.

10. Sistema según la reivindicación 7, en el que, cuando la demanda de energía del motor de elevación del ascensor es aproximadamente igual a cero, el módulo de control controla el motor regenerativo para almacenar la energía desde el suministro de energía principal en el sistema de AEE mientras el EDC del sistema de AEE está por debajo de un umbral máximo de EDC.

11. Sistema según la reivindicación 7, en el que, tras un corte del suministro de energía principal, el módulo de control controla el sistema de AEE para accionar el motor de elevación del ascensor cuando la demanda de energía es positiva y el EDC del sistema de AEE está por encima de un umbral mínimo de EDC y en el que el módulo de control controla además el sistema de AEE para almacenar energía desde el motor de elevación del ascensor cuando la demanda de energía es negativa y el EDC del sistema de AEE está por debajo de un umbral máximo de EDC.

12. Sistema según la reivindicación 7, en el que el segundo circuito determina el EDC como una función de al menos uno de entre una corriente, un voltaje y una temperatura del sistema de AEE.