Sistema de potencia de ascensores y edificaciones con gestión de alimentación secundaria.

Un sistema para gestionar la energía procedente de una fuente secundaria de alimentación (30) que comprende unsistema de almacenamiento de energía eléctrica para suministrar energía a sistemas de elevadores y de edificiodespués de un fallo de una fuente primaria de alimentación (20),

comprendiendo el sistema:

un monitor de energía disponible (32) que se opera para proporcionar una indicación de la energía disponibleen la fuente secundaria de alimentación (30);

un sistema de monitorización de la demanda que se opera para generar una señal relativa a la demanda depasajeros para cada ascensor del sistema de ascensores; y caracterizado por:

un controlador (34) configurado para priorizar la distribución de energía procedente de la fuentesecundaria de alimentación (30) a los sistemas del ascensor y del edificio (16, 18a - 18c) con base en laindicación de energía disponible procedente de la fuente secundaria de alimentación (30) y la demandade pasajeros en el sistema de ascensores, en el cual la fuente secundaria de alimentación (30) puedeser recargada por la energía generada por el sistema de ascensores.

Sistema de potencia de ascensores y edificaciones con gestión de alimentación secundaria.

ANTECEDENTES

La presente invención se refiere a sistemas de potencia. Más específicamente, la presente invención se refiere a un sistema de potencia para gestionar la energía procedente de una fuente secundaria de alimentación a sistemas eléctricos de ascensores y edificaciones.

Un sistema de accionamiento de un ascensor está diseñado de forma típica para funcionar sobre un rango específico de tensión de entrada procedente de un suministro de potencia. Los componentes del accionamiento tienen capacidades de tensión y corriente que permiten que el accionamiento funcione continuamente mientras el suministro de potencia permanece dentro del rango de tensión de entrada designado. Sin embargo, en ciertos mercados, la red de servicio es menos fiable, y son frecuentes las caídas de tensión de servicio, las sobretensiones, condiciones de restricción de tensión (es decir, condiciones de tensión por debajo de la banda de tolerancia del accionamiento) , y / o condiciones de pérdida de potencia.

Cuando se produce una caída de potencia o una pérdida de potencia, el ascensor puede quedar detenido entre dos pisos en el hueco del ascensor hasta que el suministro de potencia regrese al rango de tensión de operación nominal. En sistemas convencionales, los pasajeros en el ascensor pueden quedar atrapados hasta que el operario de mantenimiento sea capaz de liberar un freno para controlar el movimiento de la cabina hacia arriba o hacia abajo para permitir que el ascensor se mueva hacia el piso más cercano. Más recientemente, se han introducido sistemas de ascensores que emplean operaciones de rescate automáticos. Estos sistemas de elevadores incluyen dispositivos de almacenamiento de energía eléctrica que son controlados después de un fallo de potencia para proporcionar energía para mover el ascensor al siguiente piso para que los pasajeros se bajen. Sin embargo, muchos sistemas para operaciones de recate automático actuales son complejos y caros de implementar, y pueden proporcionar energía poco fiable al accionamiento del ascensor después de un fallo de potencia. Además, estos sistemas fallan a menudo al proporcionar energía a los sistemas de iluminación y control del edificio, a los sistemas de comunicación, y a los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado, que son necesarios para las funciones básicas de rescate o evacuación.

El documento WO 2007/044000 divulga un sistema de potencia de un ascensor que utiliza energía almacenada en baterías y módulos de almacenamiento capacitivos para proporcionar energía a los motores del ascensor en el caso de un fallo de potencia.

La presente invención, como se define en la reivindicación 1, se refiere a un sistema para gestionar la energía procedente de una fuente de alimentación secundaria para suministrar energía a los sistemas de ascensores y del edificio después de un fallo de una fuente de alimentación primaria. Un monitor de energía disponible proporciona una indicación de la energía disponible desde la fuente secundaria de alimentación. Un sistema de monitorización de la demanda genera una señal relativa a la demanda de pasajeros para cada ascensor del sistema de ascensores. Entonces, un controlador prioriza la distribución de energía procedente de la fuente secundaria de alimentación a los sistemas del ascensor y del edificio con base en la energía disponible procedente de la fuente secundaria de alimentación y la demanda de pasajeros en el sistema de ascensores La presente invención también se refiere a un método como el definido en la reivindicación 7 y a un sistema como el definido en la reivindicación 13.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La Figura 1 es una vista esquemática de un sistema de potencia para accionar sistemas eléctricos de ascensores y de edificios durante condiciones normales y de fallo de energía. La Figura 2 es un diagrama de flujo de un proceso para gestionar la energía procedente de una fuente secundaria de alimentación para suministrar energía a los sistemas eléctricos de ascensores y de edificios después de un fallo de energía.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

La Figura 1 es una vista esquemática de un sistema de potencia 10 para accionar el motor de elevación 12 de un ascensor 14, el sistema eléctrico de un ascensor 16 y los sistemas eléctricos de un edificio 18. El sistema eléctrico de un ascensor 16 puede incluir sistemas eléctricos de iluminación de control del ascensor, por ejemplo. Se muestra un sistema 18a de calefacción, ventilación y aire acondicionado (CVAC) , un sistema de comunicaciones 18b del edificio (por ejemplo, altavoces) , y sistemas de visualización 18c de información del edificio como ejemplos de sistemas eléctricos 18 del edificio. El sistema de potencia 10 también incluye una fuente primaria de alimentación 20, un convertidor de potencia 22, un conductor común de potencia 24, un condensador de aplanamiento 26, un inversor de potencia 28, un sensor de fallo de potencia 29, una fuente secundaria de alimentación 30, un monitor de energía disponible 32, un bloque de control 34, un sistema de ingreso de destino 36, dispositivos de entrada de ingreso de destino 37a, sensores de vídeo 37b, convertidores de potencia 38 y conmutadores 39a, 39b, 39c, 39d y 39e. La fuente primaria de alimentación 20 puede ser un servicio eléctrico, tal como una fuente de alimentación comercial. La fuente secundaria de alimentación 30 puede ser una fuente de alimentación de reserva del edificio tal como un generador, o una fuente de alimentación renovable, tal como baterías recargables, que se inicia en el caso de fallo de la fuente primaria de alimentación 20. El ascensor 14 incluye una cabina elevadora 40 y un contrapeso 42 que están conectados a través de un cable 44 al motor de elevación 12. Un sensor de peso de carga 46 está configurado para proporcionar una señal relativa al peso de la carga en la cabina elevadora 40 al bloque de control 34.

Como se describirá en este documento, el sistema de potencia 10 está configurado para accionar el motor de elevación 12, los sistemas eléctricos del ascensor 16 y los sistemas eléctricos del edificio 18 cuando es insuficiente la energía procedente de la fuente primaria de alimentación 20. Por ejemplo, en ciertos mercados, la red de servicio es menos fiable, en la cual son frecuentes las persistentes caídas de tensión de servicio y condiciones de restricción de tensión (es decir, condiciones de tensión por debajo de la banda de tolerancia del accionamiento) . El sistema de potencia 10 según la presente invención hace posible la operación continua del motor de elevación 12, de los sistemas eléctricos del ascensor 16 y de los sistemas eléctricos del edificio 18 durante esos períodos de irregularidad. El sistema de potencia 10 gestiona la energía procedente de la fuente secundaria de alimentación 30 para proporcionar una operación prolongada de los sistemas del ascensor y del edificio después de un fallo de alimentación o durante condiciones de restricción de tensión.

El convertidor de potencia 22 y el inversor de potencia 28 están conectados mediante el conductor común de energía 24. El condensador de aplanamiento 26 está conectado a través del conductor común de potencia 24. La fuente primaria de alimentación 20 proporciona energía eléctrica al convertidor de potencia 22. El convertidor de potencia 22 es un inversor de potencia trifásico que se hace funcionar para convertir la potencia trifásica en corriente alterna procedente de la fuente primaria de alimentación 20 en potencia en corriente continua. En una realización, el convertidor de potencia 22 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, puerta o base) de cada transistor 50 está conectado al bloque de control 34. El bloque de control 34 controla los circuitos de transistores de potencia para convertir la potencia trifásica en corriente alterna procedente de la fuente primaria de alimentación 20 en una potencia de salida en corriente continua. La potencia de salida en corriente continua es proporcionada por el convertidor de potencia 22 sobre el conductor común de potencia 24. El condensador de aplanamiento 26 alisa la potencia rectificada proporcionada por el convertidor de potencia 22 sobre el conector común de potencia 24 de corriente continua. Es importante notar que aunque se muestran la fuente primaria de alimentación 20 y la fuente secundaria de alimentación 30 como fuentes de alimentación trifásicas de corriente... [Seguir leyendo]

1. Un sistema para gestionar la energía procedente de una fuente secundaria de alimentación (30) que comprende un sistema de almacenamiento de energía eléctrica para suministrar energía a sistemas de elevadores y de edificio después de un fallo de una fuente primaria de alimentación (20) , comprendiendo el sistema:

un monitor de energía disponible (32) que se opera para proporcionar una indicación de la energía disponible en la fuente secundaria de alimentación (30) ; un sistema de monitorización de la demanda que se opera para generar una señal relativa a la demanda de pasajeros para cada ascensor del sistema de ascensores; y caracterizado por:

un controlador (34) configurado para priorizar la distribución de energía procedente de la fuente secundaria de alimentación (30) a los sistemas del ascensor y del edificio (16, 18a – 18c) con base en la indicación de energía disponible procedente de la fuente secundaria de alimentación (30) y la demanda de pasajeros en el sistema de ascensores, en el cual la fuente secundaria de alimentación (30) puede ser recargada por la energía generada por el sistema de ascensores.

2. El sistema de la reivindicación 1, en el cual, bien:

(i) el sistema de monitorización de la demanda comprende un sistema de ingreso de destino (36) que mantiene un registro de la demanda asignada a cada ascensor (40) ; o

(ii) el sistema de monitorización de la demanda comprende un sensor de carga (46) asociado a cada ascensor

(40) que se opera para medir el peso de la carga del ascensor; y

en el cual, opcionalmente, el sistema de monitorización de la demanda proporciona una señal basada en una estimación del número de pasajeros esperando en cada piso; o en el cual, opcionalmente, el movimiento de cada ascensor (40) es controlado por un motor de elevación (12) , y en el cual el controlador (34) está configurado además para permitir que un ascensor

(40) se mueva si el peso de la carga del ascensor es suficiente para hacer que el motor de elevación

(12) regenere energía que se suministra a la fuente secundaria de alimentación (30) .

3. El sistema de la reivindicación 1, en el cual, cuando la indicación de energía disponible desde la fuente secundaria de alimentación (30) está por debajo de un umbral, el controlador (34) minimiza la energía suministrada desde la fuente secundaria de alimentación (30) al sistema del edificio (18a, 18b, 18c) y asigna la energía al sistema del ascensor para dar servicio a la demanda restante de pasajeros.

4. El sistema de la reivindicación 1, que comprende además:

una pluralidad de dispositivos de control de potencia (39a – 39e) conectados cada uno entre la fuente secundaria de alimentación (30) y un componente de los sistemas del ascensor o del edificio (16, 18a – 18c) para controlar la potencia entregada desde la fuente secundaria de alimentación (30) al componente, en el cual, el controlador (34) se opera además para controlar la pluralidad de dispositivos de control de potencia (39a – 39e) basado en la indicación de energía disponible desde la fuente secundaria de alimentación (30) y la demanda de pasajeros en el sistema de ascensores.

5. El sistema de la reivindicación 1, en el cual la indicación de energía disponible comprende una señal de estado de la carga.

6. El sistema de la reivindicación 1, que comprende además:

un sistema de alerta al pasajero para proporcionar información de estado relativa al fallo de potencia, en el cual preferentemente el sistema de alerta al pasajero proporciona instrucciones a los ocupantes de un edificio para la evacuación del edificio utilizando el sistema de ascensores activado mediante la fuente secundaria de alimentación.

7. Un método para gestionar la energía procedente de una fuente secundaria de alimentación (30) que comprende un sistema de almacenamiento de energía eléctrica para suministrar energía a los sistemas del ascensor y del edificio (16, 18a – 18c) después de un fallo de una fuente primaria de alimentación (20) , comprendiendo el método:

la determinación de la energía disponible en la fuente secundaria de alimentación (30) ; la determinación de la demanda de pasajeros para cada ascensor (40) en el sistema del ascensor; caracterizado por:

la priorización de la distribución de la energía a los sistemas del ascensor y del edificio (16, 18a – 18c) procedente de la fuente secundaria de alimentación (30) basado en la energía disponible determinada desde la fuente secundaria de alimentación (30) y la demanda de pasajeros en el sistema del ascensor; la asignación de energía a los sistemas de los elevadores y del edificio (16, 18a – 18c) basado en la distribución de energía priorizada; y la recarga de la fuente secundaria de alimentación (30) utilizando la energía generada por el sistema de ascensores.

8. El método de la reivindicación 7, en el cual la determinación de la demanda de pasajeros para cada ascensor comprende la medición del peso de la carga del ascensor para cada ascensor.

9. El método de la reivindicación 8, que además comprende:

permitir que un ascensor (40) se desplace si el peso de la carga del ascensor es suficiente para hacer que el motor de elevación (12) asociado al ascensor regenere energía; y el suministro de la energía regenerada a la fuente secundaria de alimentación (30) .

10.El método de la reivindicación 7, en el cual la priorización de la distribución de la energía a los sistemas del ascensor y del edificio comprende:

la determinación de si la energía disponible desde la fuente secundaria de alimentación (30) está por debajo de un umbral; y la priorización de la energía suministrada al sistema del ascensor (16) por encima de la energía suministrada al sistema del edificio (18a – 18c) para dar servicio a la demanda restante de pasajeros si la energía disponible de la fuente secundaria de alimentación (30) está por debajo del umbral.

11. El método de la reivindicación 7, en el cual la etapa de asignación comprende dispositivos de control de potencia (39a – 39e) que están cada uno conectados entre la fuente secundaria de alimentación (30) y un componente de los sistemas del ascensor y del edificio (16, 18a – 18c) basado en la distribución de energía priorizada.

12. El método de la reivindicación 7, en el cual la fuente secundaria de alimentación (30) comprende un sistema de almacenamiento de energía eléctrica, y la determinación de la energía disponible comprende la estimación del estado de carga del sistema de almacenamiento de energía eléctrica.

13. Un sistema según la reivindicación 1, en el cual el sistema de ascensores comprende uno o más ascensores (40) asociados cada uno a un motor de elevación (12) , comprendiendo el sistema:

un accionador regenerativo para entregar energía desde la fuente secundaria de alimentación (30) al motor de elevación (12) .

14. El sistema de la reivindicación 13, en el cual el sistema de monitorización de la demanda comprende un sensor de carga (46) asociado a cada ascensor (40) que se opera para medir el peso de la carga del ascensor, y en el cual, opcionalmente, el movimiento de cada ascensor (40) es controlado por un motor de elevación (12) , y en el cual el controlador (34) está configurado además para permitir que un ascensor (40) se mueva si el peso de la carga del ascensor es suficiente para hacer que el motor de elevación (12) regenere energía que se suministra a la fuente secundaria de alimentación (30) .

15. El sistema de la reivindicación 13, en el cual el accionador regenerativo comprende:

un convertidor de potencia (22) para convertir la potencia en corriente alterna (CA) procedente de la fuente primaria de alimentación en potencia en corriente continua (CC) ; un inversor de potencia (28) para accionar el motor de elevación (12) mediante la conversión de la potencia en corriente continua (CC) procedente del convertidor (22) en potencia en corriente alterna (CA) y, cuando el motor de elevación (12) está generando, para convertir potencia en corriente alterna (CA) producida por el motor de elevación (12) en potencia en corriente continua; y un conductor común de potencia (24) conectado entre el convertidor (22) y el inversor (28) para recibir la potencia en corriente continua (CC) del convertidor (22) y del inversor (28) .