數字電源在電梯應急救援應用探討

鐘雷

摘 要：隨著我國經濟的快速發展，電梯作為一種工具，在人們的日常生活、生產工作中有著愈來愈重要地位。隨著電梯使用的普及，生產者對于電梯應急救援工作開展了不斷探索和改進。應急電源是電梯應急中的核心部分，該文通過研究數字電源及其智能化、高效能等特性，并通過將其與傳統應急電源對比，得出了數字電源在電梯應急救援應用中具有更高性能的結論。

關鍵詞：電梯 應急救援 應急電源 智能化 綠色節能

中圖分類號：TM921 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（b）-0046-02

進入21世紀以來，中國的經濟快速發展，城市化進程逐步實行，這讓市場對于電梯（包括直梯和扶梯）的需求都日益增長。截至2014年，全國使用中的電梯總數約為350萬臺，且在數量上一直保持著較高速度的增長。隨著電梯在人們生活中使用得愈來愈廣泛，且用途愈來愈多，人們對電梯的依賴性已經達到了空前的高度。

1 背景介紹

在使用電梯時，使用者即是操作者，電梯這種簡易化操作使其使用門檻極低，但隨之而來的問題是：（1）一旦遇到非正常狀況時，由于缺少關于電梯使用的安全知識和技能，使用者很難做出正確的、積極的反應來應對突發狀況，更無法對自身進行保護；（2）電梯的使用一般均面向群體用戶，一旦電梯發生問題，則很容易上升為社會性事件，造成非常消極的影響。因此，為了讓電梯更加普及化，也為了為使用者提供更大的安全保障，除了電梯自身質量一定要不斷提高外，對電梯的應急救援工作也要不斷加強。并且在當今科學非常發達的情況下，應該充分利用科學技術，對電梯的應急救援進行強化。

2 數字電源

近年來，數字信號處理器DSP得到了很好發展，使得數字開關電源可以有比較高的開關頻率。同時，數字式的開關電源與設計周期較短，且實現方式靈活，容易模塊化管理等相較于模擬系統的優勢，因此，數字控制在電源中有了很廣泛應用。數字電源快速發展，并逐漸實現了現代控制的方法。

2.1 數字電源的定義

數字電源的定義并不單一，就強調電源控制而言，數字電源可以定義為：在對模擬開關電源的改造和升級的基礎上，通過數字接口，可以實現數字控制、檢測功能的開關電源。而對數字電源較為詳細的定義為：核心利用數字信號處理器或者微控制器，控制數字電源驅動器和PWM控制器等，從而實現數字控制、管理和監測的功能，作為數字電源。這種定義較為復雜，但是包含了數字電源的基礎原理，即通過設定電源開關狀態的內部參數，從而改變其外在的特性，也就是從傳統的電源控制，轉變為更精細的電源管理。數字技術是數字電源管理的基礎。

2.2 數字電源的特點

數字電源是區別于傳統電源的、依托于數字技術的開關電源，在其使用功能上，一定不拘泥于簡單電源啟動和關斷。就數字電源的特點，從其原理、內容方面出發，最主要有：（1）數字電源是以數字信號處理器或微控制器為核心，其控制對象不是簡單的電源開關外部特性，而是驅動器和控制器，因此，其可以實現智能化；（2）不同于以往的分立式元器件，數字電源實現了電源系統的單片集成，將多個元器件組合為一個芯片或一組芯片；（3）由于核心為數字信號處理器和微控制器，所以數字電源可以達到很高的技術指標，比如其脈沖寬度調制的分辨力可以到達150 ps（10～12 s），性能優異。除此以外，數字電源在多相位控制、非線性控制和故障預測等功能上，都表現出了非常優異的性能，也對于綠色又節能型開關電源的研發提供了很好途徑。相較于傳統的模擬電源，數字電源在更加多樣化的需求中表現更加優異。

3 電梯應急救援

隨著人們在生活中對電梯愈來愈頻繁使用，電梯出現緊急故障（比如：停電）而使乘客被困在電梯中、發生危險的情況也愈來愈多。對于電梯應急救援，傳統的應對方法是在電梯轎廂內部安裝容易識別、觸及的報警裝置，如果電梯發生險情，電梯內的乘客可以快速報警，然后由專業工作人員進行松閘、盤車等工作，打開電梯解救被困乘客。整個救援過程生效的主要前提，就是電梯內部的報警裝置保證一定能起作用，及時將求救信息發送給專業人員，進行施救。整個過程較為理論化和理想化。

3.1 電梯的傳統應急電源存在的問題

考慮到被困乘客在遇到電梯故障的情況下，心理和生理上都會出現不良反應。為了減小這種不利影響，近年來，電梯應急裝置被創造出并得到廣泛應用。電梯應急裝置有多種叫法，如電梯停電自動平層控制，或者電梯停電自動救助裝置等，但其內在的結構和其工作的原理從本質上來說就是應急電源。按照方法來分，電梯應急救援分成接管型和全供電型兩種，其中接管型的包括：主控、充電、簡化的電梯控制系統（包括變頻器和抱閘控制、電梯運行狀態檢測等）和電池組、電源檢測等；全供電型的應急電源的組成部分包括：主控、充電、逆變、接口板塊和電池組、電源檢測等。長期以來，接管型都有資源浪費、接線和調試復雜等缺點，現在逐漸被全供電型取代。

（1）對于直接拖動電梯的運行方式而言，電梯在其結構中有逆變的部分，而在應急電源組成部分中的逆變板與逆變部分設計了重復的整流、逆變，這對資源是一種浪費，嚴重影響使用的性價比；（2）傳統應急電源在維護上必須有專人定時進行維護，或增加額外的檢測設備去自動檢測，難以與物聯網等網絡設備接軌；（3）傳統應急電源只能做到機械式的、簡單的電梯應急救援，只能被動解決主電源無法供電等電梯故障時的應急救援問題，但是無法更加主動、智能化解決電梯故障問題。同時，傳統的應急電源只能判出單一情況并做出反應，就資源利用來說遠遠達不到節能、綠色的使用要求。

3.2 數字電源在電梯應急救援中的應用

通過數字的方式，對電源的電壓和電流進行控制的開關電源，就是該文中所敘述的數字電源。數字電源在電梯應急救援中應用所具有的優勢如以下幾點。

（1）在電梯應急中，通過使用數字電源，可以利用數字電源的應用靈活性，對其系統的運行進行數字化參數設計，從而可以通過一次甚至多次的設計，使其具有多種對突發故障的應急模式，充分利用數字電源驅動器和PWM控制器的智能化操作，實現電梯應急救援的數字控制、管理和監測的功能；（2）電梯應急工作由于其工作特點，需要很強的可靠性。數字電源由于其數字化控制、管理的特點，較傳統的應急電源可靠性更高。同時，由于數字電源采用的先進控制算法，即對故障可以進行數字化參數設定多種應對方式，從而為整個系統的運轉提供了高能效。數字電源本身的管理系統，可以在最大程度上降低負載點、電路板和機架等諸多部分的能耗；（3）對于電梯由于主電源停電而發生故障的情況，數字電源對自身有完善的監測，救援裝置本身可以自行監測自身狀態，可以簡化現場調試和維保，當出現電池容量不足、設備異常等問題可以直接告知給維保人員，快速監測和定位問題，也可以通過網絡設備向相應的人員提供完善的資料。

4 結語

數字電源有著符合全球網絡化、信息化發展的特性，且在電源市場頗受關注，是未來電源發展的必然趨勢。隨著電梯使用的快速普及化，電梯應急救援工作的重要性達到空前高度。而相比于傳統應急電源，數字電源可以通過程序設置，對故障做出不同、多樣的反應，如在發生故障時，如果電梯內部沒有乘客，數字電源可以通過判別而采用“不啟動應急電源進行強行召回”的運行方式，這樣更加合理且更加節省資源。所以說，數字電源在電梯應急救援中的應用，將會對電梯應急救援帶來更高的性價比、更好的用戶體驗和更加綠色、節能的操作。

參考文獻

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