【導讀】電梯每天都承擔著運送百萬人口的重任，因此確保其運行安全至關重要。你有沒有想過當電梯的主電源斷電時會發生什么？是從井道墜落，還是卡在兩層之間？為了避免電梯墜落，故障安全制動機制可確保電梯轎廂在主電源斷電時馬上停止。在電梯轎廂停止之后，為了在電源恢復之前防止乘客被困于電梯內，自動救助裝置（ARD）（也稱為電梯應急電源）就可以發揮其作用。
ARD是一種備用電源裝置，可以持續監控電梯電源。出現電網故障或線路故障導致電梯驅動的輸入相位中斷時，電梯就可能會意外停止。而ARD可以檢測到此類故障情況，然后立即開始為電梯驅動供電，并向電梯控制器發送故障信號。之后控制器就會釋放電機驅動制動器，緩慢地將轎廂移動到最近的層門。電梯轎廂的移動方向取決于在將轎廂移動到層門時哪個方向上所需的動力最小。一旦到達最近的樓層，電梯門就會打開，音頻/視頻指示燈指示可以安全離開。在預定的時間后，電梯門會再次關閉，然后電梯驅動的電源將關閉。
圖1所示為從傳統ARD到電梯系統的連接。三相電源通過電源接觸器連接到牽引驅動裝置。電源接觸器與ARD接觸器互鎖在一起，可將ARD的輸出連接至牽引驅動裝置。互鎖可以確保兩個接觸器不會同時打開，從而避免ARD輸出電源發生短路。從電源分接的單相輸出通過接觸器為電梯系統的其余組件供電，如控制器、門機控制系統、制動器和安全鏈。接觸器還與ARD的單相輸出接觸器互鎖在一起。在正常運行期間，ARD為備用電池充電，其逆變器輸出與電梯系統斷開；電源關閉時可開啟互鎖接觸器，ARD為電梯系統供電。
圖1：電梯中的傳統ARD系統連接
圖2所示的ARD系統有一個可為電池充電的AC/DC充電器功率級。DC/DC轉換器可以提高電池電壓，而DC/AC逆變器產生交流輸出為電梯牽引驅動和電梯控制供電。電路持續監測AC電源輸入的斷電和單相情況，并啟用或禁用ARD內所需的功率級。
圖2：傳統ARD系統
另一種方法是使用雙向DC/DC轉換器，如效率大于93% 且適用于UPS 的2kW、48V 至400V 隔離式雙向直流/直流轉換器參考設計來實現ARD，如圖3和圖4所示。此類轉換器可以從兩個方向傳遞能量。在ARD中，轉換器可直接連接至電梯牽引驅動的直流鏈路。在正常運行期間，轉換器的工作原理和電池充電器相似，可從直流鏈路為電池充電。當沒有主電源時，轉換器可以像升壓轉換器一樣工作，為電池的直流鏈路供電。ARD內的另一個逆變器級能夠為控制產生單相AC電壓。
圖3：接入電梯系統的帶雙向DC/DC轉換器的ARD系統
圖4：帶雙向DC/DC的ARD
通過比較這兩種方法，表1列舉了雙向DC/DC轉換器方法如何提供更多益處。
表1：比較傳統ARD和帶雙向DC/DC轉換器的ARD
電梯ARD的典型電池電壓為24 V、36 V、48 V和60 V。三相400VAC電梯牽引驅動的標稱直流鏈路電壓大約為600 V。隔離雙向DC/DC轉換器參考設計為2-kW、48-V至400-V、由數字控制的雙向功率級，可作為半橋電池充電器和電流饋送的全橋升壓轉換器在相反的方向上運行。通過簡單地重新設計變壓器和選擇適當額定的MOSFET，該設計可擴展至不同的功率級和輸入電池電壓。
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