BRPI0621008A2

BRPI0621008A2 - conjunto de acionamento de elevador, e, método para operar um conjunto de acionamento de elevador

Info

Publication number: BRPI0621008A2
Application number: BRPI0621008-2A
Authority: BR
Inventors: Sastry V Vedula; Mark S Thompson
Original assignee: Otis Elevator Co
Priority date: 2006-01-30
Filing date: 2006-01-30
Publication date: 2012-09-04
Also published as: CN101336201A; EP1979258A1; JP2009525238A; EP1979258A4; US20090014252A1; WO2007086863A1

Abstract

"CONJUNTO DE ACIONAMENTO DE ELEVADOR, E, MéTODO PARA OPERAR UM CONJUNTO DE ACIONAMENTO DE ELEVADOR" Um conjunto de acionamento de elevador (20) inclui um motor (28), acionador (32) e um dispositivo de armazenamento de energia capacitiva (50). Em um exemplo exposto, o dispositivo de armazenamento de energia capacitiva (50) compreende pelo menos um capacitor de nano portas (52). O exemplo exposto tem capacidades de armazenamento de energia singulares prestadas pela presença de pelo menos um capacitor de nano portas.

Description

"CONJUNTO DE ACIONAMENTO DE ELEVADOR, E5 MÉTODO PARA OPERAR UM CONJUNTO DE ACIONAMENTO DE ELEVADOR"

Campo da Invenção

A presente invenção trata genericamente de elevadores. Mais especificamente, a presente invenção refere-se a conjuntos de acionamento de elevador inclusive controles para consumo de energia elétrica.

Descrição da Técnica Correlata

Os sistemas de elevadores incluem um conjunto de acionamento para prover o movimento desejado ao carro do elevador entre pavimentos no interior de uma construção, por exemplo. A maioria dos conjuntos de acionamento incluem um motor elétrico que gera as forças necessárias para realizar o movimento do carro desejado e um acionador que controla a fonte de alimentação de energia para o motor. No caso de um elevador baseado em tração, o motor elétrico provê rotação a uma polia de tração que movimenta cabos que são usados para suspender um carro de elevador e contrapeso, por exemplo.

É conhecida a tentativa de reduzir o máximo consumo de energia pelo motor elétrico e conjunto de acionamento do elevador proporcionando um armazenamento de energia elétrica. Os conjuntos propostos incluem baterias ou capacitores tradicionais como um dispositivo de armazenamento de energia elétrica. A patente US n° 6.742.630 apresenta um conjunto incluindo os denominados super capacitores como parte de um sistema de armazenamento de energia elétrica. Os conjuntos previamente propostos tais como estes apresentam deficiências. Por exemplo, as baterias têm as desvantagens associadas com um período relativamente longo para carregar que afeta o desempenho da bateria. Os super capacitores têm uma alta potência específica e podem ser carregados ou descarregados através de períodos de tempo mais curtos comparados com as baterias. Outrossim ao descarregar, a tensão associada com um supercapacitor cai através de uma faixa maior e da ordem de 10-20%. As tentativas prévias para realizar uma boa mistura de bateria e supercapacitores para armazenamento de energia em um sistema de elevador não comprovaram ser satisfatórias.

Aqueles versados na técnica estão sempre buscando por realizar aperfeiçoamentos. Seria desejável proporcionar um conjunto armazenador de energia para um conjunto de acionamento de elevador que proporcione as vantagens das baterias e super capacitores, por exemplo, sem as deficiências associadas. A presente invenção proporciona uma solução desta natureza.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Um conjunto de acionamento de elevador típico inclui um motor elétrico e um acionador que controla a operação do motor para realizar uma operação desejada do sistema de elevador. Um dispositivo de armazenamento de energia capacitiva é eletricamente acoplado com o acionador ou o motor para receber energia elétrica da operação do motor ou fornecer energia elétrica para uso na operação do motor. O dispositivo de armazenamento de energia capacitiva inclui pelo menos um capacitor eletroquímico de dupla camada.

Em um exemplo, o dispositivo de armazenamento de energia capacitiva compreende pelo menos um capacitor de nano-portas.

Um método típico de operar um conjunto de acionamento de elevador inclui seletivamente acoplar eletricamente um dispositivo de armazenamento de energia capacitiva que inclui pelo menos um capacitor eletroquímico de camada dupla com um motor ou um acionador do conjunto de acionamento. Energia elétrica pode ser fornecida ao dispositivo de armazenamento de energia capacitiva quando a dita energia resulta da operação do motor durante uma primeira condição operacional. A energia elétrica proveniente do dispositivo de armazenamento de energia capacitiva pode ser prestada para operar o motor durante uma segunda condição operacional, separada, do motor.

Os vários aspectos característicos e vantagens da presente invenção se evidenciarão aqueles versados na técnica a partir da seguinte descrição detalhada de uma modalidade preferencial atual. O desenho que acompanha a descrição detalhada pode ser sucintamente descrito como segue.

DESCRIÇÃO SUCINTA DO DESENHO

A figura 1 ilustra esquematicamente um conjunto de acionamento de elevador típico.

DESCRIÇÃO DETALHADA

A figura 1 mostra esquematicamente um conjunto de acionamento de elevador 20 para conferir o movimento desejado de um carro de elevador 22. No exemplo ilustrado, o sistema de elevador é um sistema baseado em tração onde o carro de elevador 22 é associado com um contrapeso 24 através de um sistema de cabos convencional 26. Um motor elétrico 28 confere rotação a uma polia de tração 30 para causar o acionamento do sistema de cabos 26 e do carro 22 e contrapeso 24.

Um acionador 32 controla a fonte de alimentação de energia para o motor 28 a partir de uma fonte de energia 34 tal como a grade utilitária ou uma fonte de CA de freqüência variável acionada por um motor primário.

Neste exemplo, o motor 28 é um motor de indução de CA e um retificador 3 é previsto entre a fonte de energia 34 e o motor 28. Um exemplo inclui um motor a ímã permanente.

O acionador 32 no presente exemplo inclui uma barra coletora de CC 38, pelo menos um conversor IGBT, uma parte de conjunto de circuito de acionamento de porta apropriado 42, uma parte de controle inversor 44 e um circuito de controle de velocidade 46. As partes recém mencionadas do acionador 32 operam de uma maneira conhecida. A parte de controle inversor 44 também recebe sinais de realimentação indicando o que fornecido ao motor 28 e sinais provenientes de um sensor de velocidade 48 que fornece uma indicação de velocidade e outras informações sensoras para derivar o torque, por exemplo, conferido à polia de tração 30.

O exemplo ilustrado inclui pelo menos um dispositivo de armazenamento de energia capacitiva 50 que recebe energia elétrica baseado sobre o motor 28 operar em uma primeira condição tal como uma modalidade regenerativa de operação. O dispositivo de armazenamento de energia capacitiva 50 armazena a dita energia. Em ocasiões selecionadas, a energia armazenada no interior do dispositivo 50 pode ser prestada para operar o motor 28 durante uma segunda condição operacional através de uma barra coletora {bus) de CC comum, o conversor IGBT 40 e carrega uma unidade de controle de descarga 54. Em um exemplo, quando o motor 28 está desacelerando ou em inércia, energia elétrica é prestada para carregar o dispositivo de armazenamento de energia capacitiva 50 através de uma barra coletora {bus) de CC e da unidade de controle 54. Quando o motor está acelerando, energia é captada do dispositivo de armazenamento de energia capacitiva 50 e da unidade de controle 54 para reduzir o consumo de energia da fonte de energia 34, por exemplo.

O dispositivo de armazenamento de energia capacitiva 50 do exemplo inclui pelo menos um capacitor eletroquímico de dupla camada 52.

Um capacitor deste tipo é diferente dos capacitores convencionais e diferente dos denominados super capacitores.Em um exemplo, o capacitor 52 é um capacitor de nano-portas. Os capacitores de nano-portas têm densidade de energia aperfeiçoada comparados com os capacitores prévios. A densidade de energia do capacitor de nano-portas é mais alta que a de uma bateria de níquel-Metalhidreto (NI_MH) em alguns casos e quase equivalente a uma bateria de íons de lítio de grande porte em alguns casos. Ao mesmo tempo, capacitores de nano-portas tem a vantagem singular de um capacitor tal como sendo suscetíveis de carregar e descarregar em um tempo extremamente curto e de operar através de uma grande faixa de temperatura. Adicionalmente, os capacitores de nano-portas têm uma longa vida útil em termos de vida de ciclos. Por conseguinte, os capacitores de nano-portas oferecem um dispositivo de armazenamento de energia capacitiva singular para uso em um conjunto de acionamento de elevador que tem todas as vantagens de uma bateria e de um super-capacitor sem qualquer uma de suas limitações.

O acionador 32 do exemplo inclui um circuito de controle 56 para operar a unidade de controle em tandem com o circuito de controle de inversor 44 e o circuito de controle de velocidade 46.

O exemplo ilustrado também inclui uma bateria 60 que pode ser usada para armazenar energia ou fornecer energia ao motor 28, por exemplo. Neste exemplo, o acionador 32 inclui um circuito 62 para regular a carga ou descarga da bateria 60 e um circuito de controle 64 para controlar o circuito 62 em tandem com o circuito de controle inversor 44 & circuito de controle de velocidade 46.

O exemplo ilustrado proporciona eficiências de energia otimizadas comparado com outros esquemas. O capacitor de nano-portas proporciona melhor carregamento e capacidade armazenadora de energia O exemplo ilustrado também economia em custo de componentes e economia de espaço, em parte porque o capacitor de nano-portas proporciona melhor funcionalidade a custo mais baixo. O numero menor de componentes e menos dispendiosos tais como o IGBTs também pode ser usado para a realização de maiores economias

A descrição precedente é meramente típica mais exatamente do que de natureza limitativa. Variações e modificações para os exemplos expostos podem se evidenciar aqueles versados na técnica e não se afasta indispensavelmente da essência da presente invenção. O âmbito de proteção legal conferido à presente invenção pode somente ser determinado pelo estudo das reivindicações que se seguem.

Claims

1. Conjunto de acionamento de elevador, caracterizado pelo fato de que compreende: uma máquina elétrica; um acionador que controla a operação da maquina da máquina elétrica para realizar uma operação de elevador desejada; e um dispositivo de armazenamento de energia capacitiva compreendendo pelo menos um capacitor eletroquímico de camada dupla eletricamente acoplado com pelo menos o acionador para seletivamente receber energia elétrica da operação da máquina elétrica ou fornecer energia elétrica para uso no operar a máquina elétrica

2. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do dispositivo de armazenamento de energia capacitiva compreender pelo menos um capacitor de nano-portas.

3. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do acionador controlar o fornecimento de energia de pelo menos um capacitor para uso no operar a máquina elétrica quando a máquina elétrica está se acelerando.

4. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do acionador controlar a recepção de energia por pelo menos um capacitor durante a desaceleração da máquina elétrica.

5. Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da máquina elétrica compreender pelo menos um de um motor de corrente alternada (CA) ou de um motor a ímã permanente.

6. Método para operar um conjunto de acionamento de elevador, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: seletivamente e eletricamente acoplar um dispositivo de armazenamento de energia capacitiva que inclui pelo menos um capacitor eletroquímico de camada dupla com uma maquina elétrica ou um acionador de um conjunto de acionamento; fornecer a energia elétrica resultante da operação da máquina elétrica ao dispositivo de armazenamento de energia capacitiva durante uma primeira condição operacional do motor; e fornecer a energia elétrica proveniente do dispositivo de armazenamento de energia capacitiva para operar a máquina elétrica durante uma segunda condição operacional do motor.

7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato do dispositivo de armazenamento de energia capacitiva compreender pelo menos um capacitor de nano-portas.

8. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato da primeira condição operacional da máquina elétrica consistir em desaceleração da máquina elétrica.

9. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato da segunda condição operacional da máquina elétrica consistir em aceleração da máquina elétrica.

10. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato da máquina elétrica consistir em pelo menos um dentre um motor de CA e de um motor a ímã permanente