KR20170024562A - 엘리베이터 무선 전력 전달 시스템 - Google Patents

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KR20170024562A KR1020160108202A KR20160108202A KR20170024562A KR 20170024562 A KR20170024562 A KR 20170024562A KR 1020160108202 A KR1020160108202 A KR 1020160108202A KR 20160108202 A KR20160108202 A KR 20160108202A KR 20170024562 A KR20170024562 A KR 20170024562A
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Abstract

엘리베이터 시스템은 승강로에 배치되고 이를 따라 이동하도록 배열되는 엘리베이터 카 및 엘리베이터 카에 장착되고 기전력을 유도하고 전압 또는 전류를 출력하도록 구성되는 이차 공진 코일, 및 승강로를 따라 분산되고 복수의 공진 코일의 일차 공진 코일이 이차 공진 코일에 인접하고 선택적으로 가압될 때 이차 공진 코일에 전력을 전송하도록 구성되는 복수의 일차 공진 코일을 포함하는 무선 전력 전달 시스템을 포함한다. 무선 전력 전달 시스템의 제어 시스템은 복수의 일차 공진 코일을 선택 및 가압하도록 구성되고, 각 스위치가 복수의 일차 공진 코일의 각각의 일차 공진 코일과 관련된 복수의 스위치를 포함할 수 있다. 복수의 스위치는 엘리베이터 카의 위치와 관련된 복수의 일차 공진 코일 중 선택된 일차 공진 코일에 가압하기 위해 선택적으로 폐쇄하도록 구성된다.

Description

엘리베이터 무선 전력 전달 시스템{ELEVATOR WIRELESS POWER TRANSFER SYSTEM}
본 발명은 엘리베이터 시스템들, 그리고 보다 상세하게는 엘리베이터 시스템의 무선 전력 전달 시스템들에 관한 것이다.
로프리스 엘리베이터 시스템들(ropeless elevator systems)로서도 지칭되는, 자체-추진식 엘리베이터 시스템들은, 로프트 시스템(roped system)을 위한 대부분의 로프가 극단적으로 무겁고 단일 승강로 내에 다수의 엘리베이터가 존재하도록 요구되는 특정한 애플리케이션들(예를 들어, 고층 건물들)에서 유용하다. 엘리베이터 카들은 전형적으로 환기, 조명 시스템들, 제어 유닛들, 통신 유닛들을 위해 그리고 예를 들어, 엘리베이터 카 제어기 상에 설치되는 배터리들을 재충전하기 위해 전력을 필요로 한다. 기존 시스템들은 이동 엘리베이터 카를 엘리베이터 승강로를 따라 분산되는 전력선들과 연결하기 위해 이동 케이블들 또는 집전 장치들/슬라이더들을 사용한다.
본 발명의 하나의, 비-제한적인, 실시예에 따른 엘리베이터 시스템은 축 방향으로 연장되는 승강로에 배치되고, 상기 승강로를 따라 이동하도록 배열되는 엘리베이터 카; 상기 엘리베이터 카에 장착되고, 기전력을 유도하고 전압 또는 전류를 출력하도록 구성되는 이차 공진 코일; 상기 승강로를 따라 분산되고, 복수의 공진 코일의 일차 공진 코일이 상기 이차 공진 코일에 인접하고 선택적으로 가압될 때, 상기 이차 공진 코일에 전력을 전송하도록 구성되는 복수의 일차 공진 코일; 및 상기 복수의 일차 공진 코일을 선택 및 가압하도록 구성되는 제어 시스템으로서, 상기 제어 시스템은 각 스위치가 상기 복수의 일차 공진 코일의 각각의 일차 공진 코일과 관련된 복수의 스위치를 포함하고, 상기 복수의 스위치는 상기 엘리베이터 카의 위치와 관련된 상기 복수의 일차 공진 코일 중 선택된 일차 공진 코일에 가압하기 위해 선택적으로 폐쇄되는, 상기 제어 시스템을 포함한다.
앞서 말한 실시예에 추가적으로, 상기 제어 시스템은 상기 엘리베이터 카의 위치에 기초한 상기 복수의 일차 공진 코일의 선택적 가압을 위해 상기 복수의 스위치를 제어하도록 구성되는 제어기를 포함한다.
대안예에서 또는 이에 추가적으로, 앞서 말한 실시예에서, 상기 복수의 스위치는 스마트 스위치이다.
대안예에서 또는 이에 추가적으로, 앞서 말한 실시예에서, 상기 복수의 스위치는 상기 복수의 일차 공진 코일의 일차 공진 코일에 걸친 커패시턴스, 인덕턴스 또는 임피던스 중 적어도 하나의 변화 검출 시 순차적으로 폐쇄하도록 구성된다.
대안예에서 또는 이에 추가적으로, 앞서 말한 실시예에서, 상기 복수의 스위치는 각각 커패시턴스 센서, 인덕턴스 센서, 또는 임피던스 센서를 포함한다.
대안예에서 또는 이에 추가적으로, 앞서 말한 실시예에서, 상기 복수의 스위치의 각 스위치는 인덕턴스 센서를 포함하고, 상기 복수의 스위치는 상기 복수의 일차 공진 코일의 일차 공진 코일에 걸친 인덕턴스의 변화 검출 시 순차적으로 폐쇄하도록 구성된다.
대안예에서 또는 이에 추가적으로, 앞서 말한 실시예에서, 상기 제어 시스템은 상기 복수의 일차 공진 코일에 전력을 제공하도록 구성되는 고 주파수 컨버터를 포함한다.
대안예에서 또는 이에 추가적으로, 앞서 말한 실시예에서, 상기 고 주파수 컨버터는 약 1kHz 내지 1MHz의 범위 내 전력을 출력한다.
대안예에서 또는 이에 추가적으로, 앞서 말한 실시예에서, 상기 고 주파수 컨버터는 약 50kHz 내지 500kHz의 범위 내 전력을 출력한다.
대안예에서 또는 이에 추가적으로, 앞서 말한 실시예에서, 상기 엘리베이터 시스템은 고 주파수 전력인 상기 이차 공진 코일에 전송되는 상기 전력; 및 상기 엘리베이터 카에 의해 운반되고, 상기 이차 공진 코일로부터 상기 고 주파수 전력을 수신하고 상기 전력을 저장하도록 구성되는 수동 공진 구성요소를 포함한다.
대안예에서 또는 이에 추가적으로, 앞서 말한 실시예에서, 상기 엘리베이터 시스템은 고 주파수 전력인 상기 이차 공진 코일에 전송되는 상기 전력; 및 상기 엘리베이터 카에 의해 운반되고, 상기 이차 공진 코일로부터 상기 고 주파수 전력을 수신하고 변동 결합 계수의 영향들을 완화하도록 구성되는 공진 구성요소를 포함한다.
대안예에서 또는 이에 추가적으로, 앞서 말한 실시예에서, 상기 엘리베이터 시스템은 고 주파수 전력인 상기 이차 공진 코일에 전송되는 상기 전력; 및 상기 엘리베이터 카에 의해 운반되고, 상기 이차 공진 코일에 의해 유도되는 상기 고 주파수 전력의 주파수를 원하는 부하 주파수로 변환하도록 구성되는 전력 컨버터를 포함한다.
대안예에서 또는 이에 추가적으로, 앞서 말한 실시예에서, 상기 전력 컨버터는 AC 전력을 상기 엘리베이터 카의 AC 부하들에 제공한다.
대안예에서 또는 이에 추가적으로, 앞서 말한 실시예에서, 상기 엘리베이터 시스템은 고 주파수 전력인 상기 이차 공진 코일에 전송되는 상기 전력; 상기 엘리베이터 카에 의해 운반되고, 상기 고 주파수 전력을 DC 전력으로 변환하도록 구성되는 전력 컨버터; 및 상기 엘리베이터 카에 의해 운반되고, 상기 전력 컨버터로부터 상기 DC 전력을 수신 및 저장하도록 구성되는 에너지 저장 디바이스를 포함한다.
대안예에서 또는 이에 추가적으로, 앞서 말한 실시예에서, 상기 엘리베이터 시스템은 상기 에너지 저장 디바이스로부터 상기 DC 전력을 수신하도록 구성되는 DC 엘리베이터 카 부하를 포함한다.
대안예에서 또는 이에 추가적으로, 앞서 말한 실시예에서, 상기 엘리베이터 시스템은 상기 엘리베이터 카에 의해 운반되는 복수의 영구 자석을 포함하고, 여기서 상기 복수의 일차 공진 코일은 상기 복수의 영구 자석에 근접할 때 상기 승강로에서 상기 엘리베이터 카를 순차적으로 추진하도록 구성된다.
다른, 비-제한적인, 실시예에 따른 승강로에서 이동하도록 구성되는 엘리베이터 카에 전력을 유도에 의해 전달하기 위한 무선 전력 전달 시스템으로서, 무선 전력 전달 시스템은 상기 엘리베이터 카에 장착되고, 기전력을 유도하고 전류를 출력하도록 구성되는 이차 공진 코일; 상기 승강로를 따라 분산되고, 복수의 공진 코일의 일차 공진 코일이 상기 이차 공진 코일에 근접하고 선택적으로 가압될 때, 상기 이차 공진 코일에 전력을 전송하도록 구성되는 복수의 일차 공진 코일; 전력을 출력하도록 구성되는 전원; 및 상기 전력을 1kHz 내지 1MHz 범위를 갖는 주파수를 갖는 고 주파수 전력으로 변환하도록 구성되고, 상기 고 주파수 전력을 상기 일차 공진 코일에 출력하는 고 주파수 컨버터를 포함한다.
앞서 말한 실시예에 추가적으로, 상기 무선 전력 전달 시스템은 상기 엘리베이터 카에 의해 운반되고, 상기 주파수를 감소시키도록 구성되는 전력 컨버터를 포함한다.
대안예에서 또는 이에 추가적으로, 앞서 말한 실시예에서, 상기 무선 전력 전달 시스템은 상기 엘리베이터 카에 의해 운반되고, 상기 이차 공진 코일에 의해 유도되는 고 주파수 전력을 DC 전력으로 변환하도록 구성되는 전력 컨버터를 포함한다.
대안예에서 또는 이에 추가적으로, 앞서 말한 실시예에서, 상기 무선 전력 전달 시스템은 상기 복수의 일차 공진 코일을 선택 및 가압하도록 구성되는 제어 시스템을 포함하고, 상기 제어 시스템은 각 스위치가 상기 복수의 일차 공진 코일의 각각의 일차 공진 코일과 관련된 복수의 스위치를 포함하며, 여기서 상기 복수의 스위치는 상기 엘리베이터 카의 위치와 관련된 상기 복수의 일차 공진 코일 중 선택된 일차 공진 코일에 가압하기 위해 선택적으로 폐쇄된다.
앞서 말한 특징들 및 요소들은 명시적으로 다르게 표시되지 않는 한, 배타적이지 않고 다양한 조합으로 조합될 수 있다. 이러한 특징들 및 요소들뿐만 아니라 이의 동작은 다음 설명 및 첨부한 도면들을 고려하여 보다 분명해질 것이다. 그러나, 다음 설명 및 도면들은 사실상 대표적이며 비-제한적인 것으로 의도되는 것으로 이해되어야 한다.
해당 기술분야의 통상의 기술자들에게 다양한 특징이 개시된 비-제한적인 실시예들의 다음 상세한 설명에 의해 분명해질 것이다. 상세한 설명을 동반하는 도면들은 다음과 같이 간단하게 설명될 수 있다:
도 1은 대표적인 실시예의 멀티 카 엘리베이터 시스템을 도시한다;
도 2는 대표적인 실시예의 카 및 선형 추진 시스템의 부분들의 하향식(top down) 도면이다;
도 3은 선형 추진 시스템의 개략도이다; 그리고
도 4는 엘리베이터 시스템의 무선 전력 전달 시스템의 개략도이다.
동일 양수인에게 양도되고 본 발명과 동일한 날에 출원된 다음 특허 출원들은 본 출원에 이들 전체가 참조로 원용된다(문서 번호들을 통해 식별됨: 77961US01 (U320462US); 78887US01 (U320410US); 78800US01 (U320415US); 및 77964US01 (U320409US).
도 1은 다수의 레벨 또는 층(24)을 갖는 구조물 또는 건물(22)에서 사용될 수 있는 대표적인 실시예의 자체-추진식 또는 로프리스 엘리베이터 시스템(20)을 도시한다. 엘리베이터 시스템(20)은 구조물(22)에 의해 규정되는 경계들을 갖는 승강로(26) 및 승강로(26)에서 이동하도록 적응되는 적어도 하나의 카(28)를 포함한다. 승강로(26)는 임의의 수의 카(28)가 임의의 하나의 레인에서 그리고 임의의 수의 이동 방향(예를 들어, 상하)으로 이동하는, 각각이 각각의 중심축(35)을 따라 연장되는 예를 들어, 세 개의 레인(30, 32, 34)을 포함할 수 있다. 예를 들어 그리고 예시된 바와 같이, 카들(28)은 레인들(30, 34)에서, 상향으로 이동할 수 있고 레인(32)에서의 카들(28)은 하향으로 이동할 수 있다.
상층(24) 위는 레인들(30, 32, 34) 간에 엘레베이터 카들(28)을 이동시키기 위해 카들에 수평 움직임을 가능하게 하는 상측 환승 스테이션(36)일 수 있다. 제1 층(24) 아래는 레인들(30, 32, 34) 간에 엘레베이터 카들(28)을 이동시키기 위해 카들에 수평 움직임을 가능하게 하는 하측 환승 스테이션(38)일 수 있다. 상측 및 하측 환승 스테이션들(36, 38)은 각각 상층 및 제1 층 위 아래가 아니라 상층 및 제1 층(24)에 위치될 수 있거나, 또는 임의의 중간층에 위치될 수 있다. 더 나아가, 엘리베이터 시스템(20)은 상측 및 하측 환승 스테이션들(36, 38) 간에 수직적으로 위치되고 이들과 유사한 하나 이상의 중간 환승 스테이션(미도시)을 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 카들(28)은 적어도 하나의, 고정된, 주요 부분(42)(예를 들어, 두 개가 카(28)의 대향 측면들 상에 장착되는 것으로 도 2에 예시됨), 이동형 보조 부분들(44)(예를 들어, 두 개가 카(28)의 대향 측면들 상에 장착되는 것으로 도 2에 예시됨), 및 제어 시스템(46)(도 3 참조)을 갖는 선형 추진 시스템(40)을 사용하여 추진된다. 주요 부분(42)은 승강로(26)의 레인들(30, 32, 34)의 하나의 또는 양 측면에 장착되는 복수의 권선 또는 코일(48)을 포함한다. 각 보조 부분(44)은 카(28)에 장착되는 두 열의 대향하는 영구 자석들(50A, 50B)을 포함한다. 주요 부분(42)에는 제어 시스템(46)으로부터 이들의 각각의 레인(30, 32, 34)의 카들(28)(예를 들어, 상, 하로 이동하거나, 또는 정지 상태를 유지하는)의 이동을 제어하기 위해 보조 부분들(44) 상에 힘을 가하는 자기 플럭스를 생성하기 위한 구동 신호들이 공급된다. 주요 부분(42)의 복수의 코일(48)은 일반적으로 대향하는 열들의 영구 자석들(50A, 50B) 간에 그리고 이들로부터 이격되어 위치된다. 임의의 수의 보조 부분(44)이 카(28)에 장착될 수 있고, 임의의 수의 주요 부분(42)이 임의의 수의 형태로 부조 부분들(44)과 관련될 수 있는 것으로 고려되고 이해된다.
도 3을 참조하면, 제어 시스템(46)은 전원들(52), 드라이브들(54), 버스들(56) 및 제어기(58)를 포함할 수 있다. 전원들(52)은 버스들(56)을 통해 드라이브들(54)에 전기적으로 결합된다. 하나의 비-제한적인 예에서, 전원들(52)은 직류(DC) 전원들일 수 있다. DC 전원(52)은 저장 디바이스들(예를 들어, 배터리들, 커패시터들)을 사용하여 구현될 수 있고, 다른 발생원(예를 들어, 정류기들)으로부터의 전력을 좌우하는 능동 디바이스들일 수 있다. 드라이브들(54)은 버스들(56)로부터 DC 전력을 수신할 수 있고 구동 신호들을 선형 추진 시스템(40)의 주요 부분들(42)에 제공할 수 있다. 각 드라이브(54)는 버스(56)로부터의 DC 전력을 주요 부분들(42)의 각각의 섹션에 제공되는 다상의(예를 들어, 세 개의 상의) 구동 신호로 변환하는 컨버터일 수 있다. 주요 부분(42)은 각 섹션이 각각의 드라이브(54)와 관련된, 복수의 모듈 또는 섹션으로 나뉜다.
제어기(58)는 구동 신호들의 생성을 제어하기 위한 제어 신호들을 각각의 드라이브들(54)에 제공한다. 제어기(58)는 드라이브들(54)에 의한 구동 신호들의 생성을 제어하기 위해 펄스 폭 변조(PWM) 제어 신호들을 사용할 수 있다. 제어기(58)는 제어 신호들을 생성하도록 프로그래밍되는 프로세서-기반 디바이스를 사용하여 구현될 수 있다. 제어기(58)는 또한 엘리베이터 제어 시스템 또는 엘리베이터 관리 시스템의 부분일 수 있다. 제어 시스템(46)의 요소들은 단일의, 통합 모듈로 구현되고/거나, 승강로(26)를 따라 분산될 수 있다.
도 4를 참조하면, 엘리베이터 시스템(20)의 무선 전력 전달 시스템(60)이 엘리베이터 카(28) 내의 또는 그 상의 전력 부하들(61)을 위해 사용될 수 있다. 전력 전달 시스템(60)은 제어 시스템(46)의 일체형 부분일 수 있고 그렇게 함으로써 다양한 구성요소 이를테면 제어기들(58), 버스들(56), 전원(52) 및 선형 추진 시스템(40)의 부분들 이를테면 주요 부분(42) 및 다른 구성요소들을 공유한다. 대안적으로, 무선 전력 전달 시스템(60)은 일반적으로 제어 시스템(46) 및/또는 선형 추진 시스템(40)과 독립적일 수 있다. 전력 부하들(61)은 교류(AC) 부하들; 이를테면 팬들(fans)일 수 있으며, 이들은 예를 들어, 약 60 Hz의 전통적인 저 전력 주파수에서 작동하고 있을 수 있다. 대안적으로, 또는 이에 추가적으로, 부하들(61)은 직류(DC) 부하들 이를테면, 예를 들어, 발광 다이오드(LED) 광들 및 디스플레이들을 포함할 수 있다.
무선 전력 전달 시스템(60)은 전원(62), 고 주파수 컨버터일 수 있는 컨버터(64), 컨버터(64)로부터 전력(예를 들어, 고 주파수 전력)을 전달하기 위한 적어도 하나의 도전체(66), 복수의 스위치(68), 및 일반적으로 주요 부분(42)일 수 있는 복수의 일차 공진 코일(70)을 포함할 수 있다. 일차 공진 코일들(70)의 각 일차 공진 코일은 복수의 스위치(68)의 각각의 스위치와 관련된다. 전력 전달 시스템(60)은 제어기(58)의 부분일 수 있는 제어기(72)를 더 포함할 수 있다. 제어기(72)는 스위치들(68)을 오프 위치(즉, 회로 개방) 및/또는 온 위치(즉, 회로 폐쇄)에 선택적으로 그리고 순차적으로 배치 및/또는 유지하도록 구성될 수 있다. 전원(62)은 전원(52)일 수 있고 임의의 주파수(즉 저 또는 고)를 갖는 DC 또는 AC 유형을 더 가질 수 있다.
컨버터(64)는 도전체들(66)을 통해 고 주파수 전력을 전송함으로써 일차 공진 코일들(70)에 대한 제어된 및 순차적 가압을 위해 전원(62)에 의해 출력되는 전력을 고 주파수 전력으로 변환하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 전원(62)이 DC 전원인 경우, 컨버터(64)는 DC 전력을 AC 전력으로 그리고 미리 규정된 고 주파수에 변환할 수 있다. 전원(62)이 예를 들어, 저 주파수 이를테면 60 Hz를 갖는 AC 전원인 경우, 컨버터(64)는 주파수를 원하는 고 주파수 값으로 증가시킬 수 있다. 본 발명에 대해, 원하는 고 주파수는 약 1kHz 내지 1MHz의 범위에 속할 수 있다. 무선 전력 전송의 고 주파수는 전달될 전력량, 일차 및 이차 코일들의 크기 및 전력이 전달되는 갭에 기초하여 선택될 수 있다. 전력 전달 주파수의 바람직한 범위의 일례는 약 50kHz 내지 500kHz일 수 있다.
무선 전력 전달 시스템(60)은 일반적으로 엘리베이터 카(28) 내의 또는 이에 의해 운반되는 구성요소들을 더 포함할 수 있다. 그러한 구성요소들은 가압된 일차 공진 코일(70)이 이차 공진 코일(74)에 근접할 때 전류를 유도하도록 구성되는 이차 공진 코일(74), 능동 및/또는 수동형일 수 있는 공진 구성요소(76), 전류 컨버터(78), 및 AC 및/또는 DC 부하들(61)을 위한 전력을 저장하기 위해 이용될 수 있는 에너지 저장 디바이스(80)를 포함할 수 있다. 이차 공진 코일(74)은 코일이 가압된 일차 공진 코일(74)에 근접할 때 기전력(EMF) 또는 전압을 유도할 수 있다. 일차 공진 코일(70)은 각각의 스위치(68)가 엘리베이터 카(28) 및 이차 공진 코일(74)의 접근에 기초하여 폐쇄될 때 가압된다.
각 스위치(68)는 고정-배선 또는 무선일 수 있는 통로들(82)에 걸친 제어기(72)에 의해 제어될 수 있다. 대안적으로, 또는 이의 몇몇 조합, 스위치들(68)은 각각 이차 공진 코일(74)의 접근을 나타내는 파라미터를 감지하는 센서(84)를 포함하는, 스마트 스위치들일 수 있다. 예를 들어, 센서(84)는 이차 공진 코일(74)의 근접 위치를 나타내는 관련 일차 공진 코일(70)에 걸친 인덕턴스의 변화를 감지하도록 구성되는 인덕턴스 센서일 수 있다. 대안적으로, 센서(84)는 이차 공진 코일(74)의 근접 위치를 나타내는 관련 일차 공진 코일(70)에 걸친 커패시턴스의 변화를 감지하도록 구성되는 커패시턴스 센서일 수 있다. 다른 실시예에서, 제어기(72)는 한계 제어를 가정할 수 있고 스위치들(68)은 여전히 스마트 스위치들일 수 있다. 예를 들어, 제어기(72)는 소정의 스위치가 폐쇄 상태로 유지되는 지속 기간을 제어할 수 있으나; 스위치들은 그것들이 그렇게 하기 위해 제어기 명령으로 또는 제어기 명령 없이 이의 국소적 지능에 기초하여 폐쇄 또는 개방 위치로 이동하도록 구성될 수 있다는 점에서 '스마트'이다. 센서들(84)이 대안적으로 인덕턴스 또는 임피던스 센서일 수 있는 것으로 더 고려되고 이해된다.
이차 공진 코일(74)에 걸쳐 유도되는 AC 전압은 일반적으로 일차 공진 코일(70)의 고 주파수에 있다. 고 주파수 전력(즉, 저 주파수와 대조적으로)을 이용하여 일차 공진 코일들(70)에 가압하는 능력은 일차 공진 코일(70)로부터 이차 공진 코일(74)로의 유도된 전력 전송의 효율성을 최적화할 수 있다. 게다가, 고 주파수 전력은 일반적으로 많은 시스템 구성요소 이를테면 다른 것들 중에서도 코일들(70, 74), 공진 구성요소(76) 및 컨버터(78)의 크기의 감소를 가능하게 한다. 구성요소들의 크기를 감소시키는 것은 시스템의 패키징을 개선하고 엘리베이터 카(28) 중량을 감소시킬 수 있다. 2013년 5월 21일에 출원되어, 2014년 11월 27일에 특허 협력 조약에 따라 공개되고, 코네티컷, 파밍턴의 오티스 엘리베이터 회사(Otis Elevator Company)에 양도된 국제 특허 출원 WO 2014/189492가, 본 출원에 그 전체가 참조로 원용된다.
공진 구성요소(76)는 고정된 값을 갖는 수동형일 수 있거나, 또는, 능동 제어 계량치를 갖는 능동형일 수 있다. 수동형 공진 구성요소(76)로서, 구성요소는 일반적으로 사실상 용량성이고 AC 전력으로 작동할 수 있다. 능동형 공진 구성요소(76)로서, 구성요소(76)는 약한 또는 가변 결합 계수(즉, 이차 공진 코일(74)이 일차 공진 코일들(70) 간을 지날 때 달라지는)의 영향들을 완화하도록 구성된다. 즉, 공진 구성요소(76)는 그것이 출력 전류 및 전압, 및 그로 인해, 이차 공진 코일(74)로부터의 전력을 제어할 수 있는 것과 같은 방식으로 구성 또는 작동될 수 있다.
전력 컨버터(78)는 공진 구성요소(76)로부터 수신되는, 고 주파수에서 전력을 프로세싱하도록 구성된다. 컨버터(78)는 고 주파수 전력을 엘리베이터 카(28)의 AC 부하들(61)과 호환가능한 바람직한 주파수 전력(예를 들어, 약 60 Hz 또는 기타의 저 전력 주파수)로 프로세싱할 수 있다. 컨버터(78)는 고 주파수 전력을 DC 전력으로 변환하도록 더 기능할 수 있으며, 이 DC 전력은 그 다음 에너지 저장 디바이스(80)에 저장된다. 에너지 저장 디바이스의 예는 배터리 유형일 수 있다.
본 발명이 대표적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자들은 다양한 변경이 이루어질 수 있고 본 발명의 사상 및 개념에서 벗어나지 않고 등가물들이 대체될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 덧붙여, 다양한 변형이 본 발명의 교시들을 이의 본질적인 범위에서 벗어나지 않고, 특정한 상황들, 적용예들, 및/또는 재료들에 적응하도록 적용될 수 있다. 따라서 본 발명은 본 출원에 개시된 특정한 예들에 제한되는 것이 아니라, 첨부된 청구항들의 범위 내에 속하는 모든 실시예를 포함한다.

Claims (20)

  1. 엘리베이터 시스템으로서,
    축 방향으로 연장되는 승강로에 배치되고, 상기 승강로를 따라 이동하도록 배열되는 엘리베이터 카(elevator car);
    상기 엘리베이터 카에 장착되고, 기전력을 유도하고 전압 또는 전류를 출력하도록 구성되는 이차 공진 코일;
    상기 승강로를 따라 분산되고, 복수의 공진 코일의 일차 공진 코일이 상기 이차 공진 코일에 인접하고 선택적으로 가압될 때, 상기 이차 공진 코일에 전력을 전송하도록 구성되는 복수의 일차 공진 코일; 및
    상기 복수의 일차 공진 코일을 선택 및 가압하도록 구성되는 제어 시스템으로서, 상기 제어 시스템은 각 스위치가 상기 복수의 일차 공진 코일의 각각의 일차 공진 코일과 관련된 복수의 스위치를 포함하고, 상기 복수의 스위치는 상기 엘리베이터 카의 위치와 관련된 상기 복수의 일차 공진 코일 중 선택된 일차 공진 코일에 가압하기 위해 선택적으로 폐쇄되는, 상기 제어 시스템을 더 포함하는, 엘리베이터 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 상기 엘리베이터 카의 위치에 기초한 상기 복수의 일차 공진 코일의 선택적 가압을 위해 상기 복수의 스위치를 제어하도록 구성되는 제어기를 포함하는, 엘리베이터 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 스위치는 스마트 스위치들인, 엘리베이터 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 스위치는 상기 복수의 일차 공진 코일의 일차 공진 코일에 걸친 커패시턴스, 인덕턴스 또는 임피던스 중 적어도 하나의 변화 검출 시 순차적으로 폐쇄하도록 구성되는, 엘리베이터 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 스위치는 각각 커패시턴스 센서, 인덕턴스 센서, 또는 임피던스 센서를 포함하는, 엘리베이터 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 스위치의 각 스위치는 인덕턴스 센서를 포함하고, 상기 복수의 스위치는 상기 복수의 일차 공진 코일의 일차 공진 코일에 걸친 인덕턴스의 변화 검출 시 순차적으로 폐쇄하도록 구성되는, 엘리베이터 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 상기 복수의 일차 공진 코일에 전력을 제공하도록 구성되는 고 주파수 컨버터를 포함하는, 엘리베이터 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 고 주파수 컨버터는 약 1kHz 내지 1MHz의 범위 내 전력을 출력하는, 엘리베이터 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 고 주파수 컨버터는 약 50kHz 내지 500kHz의 범위 내 전력을 출력하는, 엘리베이터 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    고 주파수 전력인 상기 이차 공진 코일에 전송되는 상기 전력; 및
    상기 엘리베이터 카에 의해 운반되고, 상기 이차 공진 코일로부터 상기 고 주파수 전력을 수신하고 상기 전력을 저장하도록 구성되는 수동 공진 구성요소를 더 포함하는, 엘리베이터 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    고 주파수 전력인 상기 이차 공진 코일에 전송되는 상기 전력; 및
    상기 엘리베이터 카에 의해 운반되고, 상기 이차 공진 코일로부터 상기 고 주파수 전력을 수신하고 변동 결합 계수의 영향들을 완화하도록 구성되는 공진 구성요소를 더 포함하는, 엘리베이터 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    고 주파수 전력인 상기 이차 공진 코일에 전송되는 상기 전력; 및
    상기 엘리베이터 카에 의해 운반되고, 상기 이차 공진 코일에 의해 유도되는 상기 고 주파수 전력의 주파수를 원하는 부하 주파수로 변환하도록 구성되는 전력 컨버터를 더 포함하는, 엘리베이터 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전력 컨버터는 AC 전력을 상기 엘리베이터 카의 AC 부하들에 제공하는, 엘리베이터 시스템.
  14. 제10항에 있어서,
    고 주파수 전력인 상기 이차 공진 코일에 전송되는 상기 전력;
    상기 엘리베이터 카에 의해 운반되고, 상기 고 주파수 전력을 DC 전력으로 변환하도록 구성되는 전력 컨버터; 및
    상기 엘리베이터 카에 의해 운반되고, 상기 전력 컨버터로부터 상기 DC 전력을 수신 및 저장하도록 구성되는 에너지 저장 디바이스를 더 포함하는, 엘리베이터 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 에너지 저장 디바이스로부터 상기 DC 전력을 수신하도록 구성되는 DC 엘리베이터 카 부하를 더 포함하는, 엘리베이터 시스템.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 엘리베이터 카에 의해 운반되는 복수의 영구 자석을 더 포함하고, 상기 복수의 일차 공진 코일은 상기 복수의 영구 자석에 근접할 때 상기 승강로에서 상기 엘리베이터 카를 순차적으로 추진하도록 구성되는, 엘리베이터 시스템.
  17. 승강로에서 이동하도록 구성되는 엘리베이터 카에 전력을 유도에 의해 전달하기 위한 무선 전력 전달 시스템으로서,
    상기 엘리베이터 카에 장착되고, 기전력을 유도하고 전류를 출력하도록 구성되는 이차 공진 코일;
    상기 승강로를 따라 분산되고, 복수의 공진 코일의 일차 공진 코일이 상기 이차 공진 코일에 근접하고 선택적으로 가압될 때, 상기 이차 공진 코일에 전력을 전송하도록 구성되는 복수의 일차 공진 코일;
    전력을 출력하도록 구성되는 전원; 및
    상기 전력을 1kHz 내지 1MHz 범위를 갖는 주파수를 갖는 고 주파수 전력으로 변환하도록 구성되고, 상기 고 주파수 전력을 상기 일차 공진 코일에 출력하는 고 주파수 컨버터를 포함하는, 무선 전력 전달 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 엘리베이터 카에 의해 운반되고, 상기 주파수를 감소시키도록 구성되는 전력 컨버터를 더 포함하는, 무선 전력 전달 시스템.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 엘리베이터 카에 의해 운반되고, 상기 이차 공진 코일에 의해 유도되는 고 주파수 전력을 DC 전력으로 변환하도록 구성되는 전력 컨버터를 더 포함하는, 무선 전력 전달 시스템.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 일차 공진 코일을 선택 및 가압하도록 구성되는 제어 시스템으로서, 상기 제어 시스템은 각 스위치가 상기 복수의 일차 공진 코일의 각각의 일차 공진 코일과 관련된 복수의 스위치를 포함하고, 상기 복수의 스위치는 상기 엘리베이터 카의 위치와 관련된 상기 복수의 일차 공진 코일 중 선택된 일차 공진 코일에 가압하기 위해 선택적으로 폐쇄되는, 상기 제어 시스템을 더 포함하는, 무선 전력 전달 시스템.
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