本公開涉及電梯系統(tǒng)，并且更具體地說(shuō)涉及電梯系統(tǒng)的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)。

自推進(jìn)電梯系統(tǒng)，也稱為無(wú)繩電梯系統(tǒng)，在用于捆扎系統(tǒng)的繩索的質(zhì)量過(guò)高和/或在單個(gè)井道中需要多個(gè)電梯轎廂的某些應(yīng)用(例如，高層建筑)中是有用的。電梯轎廂通常需要電力以用于通風(fēng)、照明系統(tǒng)、控制單元、通信單元并給安裝在例如電梯轎廂控制器上的電池組再充電?，F(xiàn)有系統(tǒng)使用移動(dòng)電纜或集電器/滑塊來(lái)將移動(dòng)電梯轎廂與沿電梯井道分布的電力線連接。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本公開的一個(gè)非限制性實(shí)施方案的電梯系統(tǒng)包括：電梯轎廂，其設(shè)置在沿軸向方向上延伸的井道中并布置來(lái)沿著井道移動(dòng)；次級(jí)諧振線圈，其安裝到電梯轎廂并且被配置來(lái)獲得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)且輸出電壓或電流；多個(gè)初級(jí)諧振線圈，其沿著井道分布并且被配置來(lái)在多個(gè)諧振線圈中的初級(jí)諧振線圈鄰近次級(jí)諧振線圈且被選擇性地通電時(shí)將電力傳輸?shù)酱渭?jí)諧振線圈；以及控制系統(tǒng)，其被配置來(lái)對(duì)多個(gè)初級(jí)諧振線圈進(jìn)行選擇并通電，控制系統(tǒng)包括多個(gè)開關(guān)，多個(gè)開關(guān)中的每一個(gè)與多個(gè)初級(jí)諧振線圈中的相應(yīng)一個(gè)相關(guān)聯(lián)，并且其中多個(gè)開關(guān)選擇性地閉合以便對(duì)與電梯轎廂的位置相關(guān)聯(lián)的多個(gè)初級(jí)諧振線圈中所選擇的一個(gè)通電。

除了前述實(shí)施方案之外，控制系統(tǒng)包括控制器，其被配置來(lái)控制多個(gè)開關(guān)以便基于電梯轎廂的位置對(duì)多個(gè)初級(jí)諧振線圈進(jìn)行選擇性通電。

替代地或除此之外，在前述實(shí)施方案中，多個(gè)開關(guān)是智能開關(guān)。

替代地或除此之外，在前述實(shí)施方案中，多個(gè)開關(guān)被配置來(lái)在檢測(cè)到多個(gè)初級(jí)諧振線圈中的初級(jí)諧振線圈上的電容、電感或阻抗中的至少一個(gè)的改變時(shí)順序地閉合。

替代地或除此之外，在前述實(shí)施方案中，多個(gè)開關(guān)各自包括電容傳感器、電感傳感器或阻抗傳感器。

替代地或除此之外，在前述實(shí)施方案中，多個(gè)開關(guān)中的每一個(gè)包括電感傳感器，并且多個(gè)開關(guān)被配置來(lái)在檢測(cè)到多個(gè)初級(jí)諧振線圈中的初級(jí)諧振線圈上的電感改變時(shí)順序地閉合。

替代地或除此之外，在前述實(shí)施方案中，控制系統(tǒng)包括高頻換流器，其被配置來(lái)給多個(gè)初級(jí)諧振線圈供電。

替代地或除此之外，在前述實(shí)施方案中，高頻換流器輸出在約1kHz至1MHz范圍內(nèi)的電力。

替代地或除此之外，在前述實(shí)施方案中，高頻換流器輸出在約50kHz至500kHz范圍內(nèi)的電力。

替代地或除此之外，在前述實(shí)施方案中，電梯系統(tǒng)包括傳輸給次級(jí)諧振線圈的電力，其為高頻電力；以及無(wú)源諧振部件，其由電梯轎廂承載并且被配置來(lái)從次級(jí)諧振線圈接收高頻電力并存儲(chǔ)電力。

替代地或除此之外，在前述實(shí)施方案中，電梯系統(tǒng)包括傳輸給次級(jí)諧振線圈的電力，其為高頻電力；以及諧振部件，其由電梯轎廂承載并且被配置來(lái)從次級(jí)諧振線圈接收高頻電力并減輕可變耦合系數(shù)的影響。

替代地或除此之外，在前述實(shí)施方案中，電梯系統(tǒng)包括傳輸給次級(jí)諧振線圈的電力，其為高頻電力；以及電力換流器，其由電梯轎廂承載并且被配置來(lái)將次級(jí)諧振線圈所感應(yīng)的高頻電力的頻率轉(zhuǎn)換成負(fù)載的所需頻率。

替代地或除此之外，在前述實(shí)施方案中，電力換流器將AC電力提供到電梯轎廂的AC負(fù)載。

替代地或除此之外，在前述實(shí)施方案中，電梯系統(tǒng)包括傳輸給次級(jí)諧振線圈的電力，其為高頻電力；電力換流器，其由電梯轎廂承載并且被配置來(lái)將高頻電力轉(zhuǎn)換成DC電力；以及能量存儲(chǔ)設(shè)備，其由電梯轎廂承載并且被配置來(lái)接收并存儲(chǔ)來(lái)自電力換流器的DC電力。

替代地或除此之外，在前述實(shí)施方案中，電梯系統(tǒng)包括DC電梯轎廂負(fù)載，其被配置來(lái)從能量存儲(chǔ)設(shè)備接收DC電力。

替代地或除此之外，在前述實(shí)施方案中，電梯系統(tǒng)包括多個(gè)永磁體，其由電梯轎廂承載，并且其中多個(gè)初級(jí)諧振線圈被配置來(lái)在接近多個(gè)永磁體時(shí)順序地推進(jìn)井道中的電梯轎廂。

根據(jù)另一個(gè)非限制性實(shí)施方案的用于向被構(gòu)造來(lái)在井道中移動(dòng)的電梯轎廂感應(yīng)地傳輸電力的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)，所述無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)包括：次級(jí)諧振線圈，其安裝到電梯轎廂并且被配置來(lái)獲得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)且輸出電流；多個(gè)初級(jí)諧振線圈，其沿著井道分布并且被配置來(lái)在多個(gè)諧振線圈中的初級(jí)諧振線圈鄰近次級(jí)諧振線圈且被選擇性地通電時(shí)將電力傳輸?shù)酱渭?jí)諧振線圈；電源，其被配置來(lái)輸出電力；以及高頻換流器，其被配置來(lái)將電力轉(zhuǎn)換成頻率在1kHz至1MHz范圍內(nèi)的高頻電力并且將高頻電力輸出到初級(jí)諧振線圈。

替代地或除此之外，在前述實(shí)施方案中，無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)包括電力換流器，其由電梯轎廂承載并且被配置來(lái)降低頻率。

替代地或除此之外，在前述實(shí)施方案中，無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)包括電力換流器，其由電梯轎廂承載并且被配置來(lái)將次級(jí)諧振線圈所感應(yīng)的高頻電力轉(zhuǎn)換成DC電力。

替代地或除此之外，在前述實(shí)施方案中，無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)，其被配置來(lái)對(duì)多個(gè)初級(jí)諧振線圈進(jìn)行選擇并通電，控制系統(tǒng)包括多個(gè)開關(guān)，多個(gè)開關(guān)中的每一個(gè)與多個(gè)初級(jí)諧振線圈中的相應(yīng)一個(gè)相關(guān)聯(lián)，并且其中多個(gè)開關(guān)選擇性地閉合以便對(duì)與電梯轎廂的位置相關(guān)聯(lián)的多個(gè)初級(jí)諧振線圈中所選擇的一個(gè)通電。

前述特征和元件可以各種組合非排他性地進(jìn)行組合，除非另有明確指示。根據(jù)以下描述和附圖，這些特征和元件及其操作將變得更為明顯。然而，應(yīng)理解下述描述和附圖意圖在本質(zhì)上是示例性的并且是非限制性的。

附圖說(shuō)明

各種特征通過(guò)公開的非限制性實(shí)施方案的下述詳述對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得顯而易見。詳細(xì)說(shuō)明所附的附圖可簡(jiǎn)述如下：

圖1示出了在示例性實(shí)施方案中的多轎廂電梯系統(tǒng)；

圖2是示例性實(shí)施方案中的轎廂和線性推進(jìn)系統(tǒng)的部分的俯視圖；

圖3是線性推進(jìn)系統(tǒng)的示意圖；并且

圖4是電梯系統(tǒng)的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

被轉(zhuǎn)讓給與本公開相同的受讓人并且在與本公開相同的日期提交的以下專利申請(qǐng)全文以引用方式并入本文中(通過(guò)案卷號(hào)來(lái)識(shí)別)：77961US01(U320462US)；78887US01(U320410US)；78800US01(U320415US)；和77964US01(U320409US)。

圖1描繪了示例性實(shí)施方案中的自推進(jìn)或無(wú)繩電梯系統(tǒng)20，所述自推進(jìn)或無(wú)繩電梯系統(tǒng)20可用在具有多個(gè)層面或樓層24的結(jié)構(gòu)或建筑物22中。電梯系統(tǒng)20包括具有由結(jié)構(gòu)22限定的邊界的井道26和適于在井道26中行進(jìn)的至少一個(gè)轎廂28。井道26可包括，例如，三個(gè)通道30、32、34，各自沿著相應(yīng)的中央軸線35延伸，其中任意數(shù)量的轎廂28在任一個(gè)通道中并且沿著任意數(shù)量的行進(jìn)方向(例如，向上和向下)行進(jìn)。例如并且如所示出，通道30、34中的轎廂28可沿著向上方向行進(jìn)并且通道32中的轎廂28可沿著向下的方向行進(jìn)。

在頂部樓層24上方的是上部轉(zhuǎn)接站36，這便于電梯轎廂28的水平運(yùn)動(dòng)，以便在通道30、32、34之間移動(dòng)轎廂。在第一樓層24下方的是下部轉(zhuǎn)接站38，這便于電梯轎廂28的水平運(yùn)動(dòng)，以便在通道30、32、34之間移動(dòng)轎廂。應(yīng)當(dāng)理解，上部轉(zhuǎn)接站36和下部轉(zhuǎn)接站38可分別定位在頂部樓層24和第一樓層24而不是高于和低于頂部樓層和第一樓層，或者可定位在任一個(gè)中間樓層。另外，電梯系統(tǒng)20可包括垂直定位在上部轉(zhuǎn)接站36與下部轉(zhuǎn)接站38之間并且類似于上部轉(zhuǎn)接站36和下部轉(zhuǎn)接站38的一個(gè)或多個(gè)中間轉(zhuǎn)接站(未示出)。

參考圖1至圖3，使用線性推進(jìn)系統(tǒng)40推進(jìn)轎廂28，所述線性推進(jìn)系統(tǒng)40具有至少一個(gè)固定的初級(jí)部分42(例如，在圖2中示出安裝在轎廂28的相反側(cè)上的兩個(gè))、移動(dòng)的次級(jí)部分44(例如，在圖2中示出安裝在轎廂28的相反側(cè)上的兩個(gè))和控制系統(tǒng)46(見圖3)。初級(jí)部分42包括多個(gè)繞組或線圈48，所述繞組或線圈48安裝在井道26中通道30、32、34的一側(cè)或兩側(cè)處。每個(gè)次級(jí)部分44包括安裝到轎廂28的兩排相對(duì)的永磁體50A、50B。初級(jí)部分42被提供來(lái)自控制系統(tǒng)46的驅(qū)動(dòng)信號(hào)以便生成磁通，所述磁通將力施加在次級(jí)部分44上以便控制轎廂28在其相應(yīng)通道30、32、34中的移動(dòng)(例如，向上、向下移動(dòng)或保持靜止)。初級(jí)部分42的多個(gè)線圈48通常定位在相對(duì)排的永磁體50A、50B之間并且與相對(duì)排的永磁體50A、50B間隔開。應(yīng)當(dāng)設(shè)想并理解，任意數(shù)量的次級(jí)部分44可安裝到轎廂28，并且任意數(shù)量的初級(jí)部分42可在任意數(shù)量的配置中與次級(jí)部分44相關(guān)聯(lián)。

參考圖3，控制系統(tǒng)46可包括電源52、驅(qū)動(dòng)器54、總線56和控制器58。電源52通過(guò)總線56電耦合到驅(qū)動(dòng)器54。在一個(gè)非限制性實(shí)例中，電源52可以是直流電流(DC)電源。DC電源52可使用存儲(chǔ)裝置(例如，電池組、電容器)來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且可以是調(diào)節(jié)來(lái)自另一個(gè)來(lái)源的電力的有源裝置(例如，整流器)。驅(qū)動(dòng)器54可從總線56接收DC電力并且可向線性推進(jìn)系統(tǒng)40的初級(jí)部分42提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。每個(gè)驅(qū)動(dòng)器54可以是將來(lái)自總線56的DC電力轉(zhuǎn)換成多相位(例如，三相位)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的換流器，所述多相位驅(qū)動(dòng)信號(hào)被提供到初級(jí)部分42的相應(yīng)區(qū)段。初級(jí)部分42被分成多個(gè)模塊或區(qū)段，其中每個(gè)區(qū)段與相應(yīng)驅(qū)動(dòng)器54相關(guān)聯(lián)。

控制器58向每個(gè)驅(qū)動(dòng)器54提供控制信號(hào)以便控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的生成?？刂破?8可使用脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制信號(hào)來(lái)控制驅(qū)動(dòng)器54生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)?？刂破?8可使用被編程來(lái)生成控制信號(hào)的基于處理器的裝置實(shí)現(xiàn)?？刂破?8也可以是電梯控制系統(tǒng)或電梯管理系統(tǒng)的部分。控制系統(tǒng)46的元件可在單個(gè)集成模塊中實(shí)現(xiàn)，和/或沿著井道26分布。

參考圖4，電梯系統(tǒng)20的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)60可用來(lái)為電梯轎廂28中或電梯轎廂28上的負(fù)載61供以電力。電力傳輸系統(tǒng)60可以是控制系統(tǒng)46的整體部分，由此分享各種部件，諸如控制器58、總線56、電源52和線性推進(jìn)系統(tǒng)40的部分(諸如初級(jí)部分42和其他部件)?？商娲兀瑹o(wú)線電力傳輸系統(tǒng)60可總體獨(dú)立于控制系統(tǒng)46和/或線性推進(jìn)系統(tǒng)40。電力負(fù)載61可以是可在例如約60Hz的傳統(tǒng)低電力頻率下操作的交流(AC)負(fù)載，諸如風(fēng)扇。替代地或除此之外，負(fù)載61可包括直流(DC)負(fù)載，例如像發(fā)光二極管(LED)燈和顯示器。

無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)60可包括電源62、換流器64(可以是高頻率換流器)、用于傳輸來(lái)自換流器64的電力(例如，高頻率電力)的至少一個(gè)導(dǎo)體66、多個(gè)開關(guān)68以及多個(gè)初級(jí)諧振線圈70(可通常是初級(jí)部分42)。初級(jí)諧振線圈70中的每一個(gè)與多個(gè)開關(guān)68中的相應(yīng)一個(gè)相關(guān)聯(lián)。電力傳輸系統(tǒng)60還可包括控制器72，所述控制器72可以是控制器58的部分?？刂破?2可被配置來(lái)選擇性地和/或順序地將開關(guān)68放置或保持在關(guān)閉位置(即，電路斷開)中和/或開啟位置(即，電路閉合)中。電源62可以是電源52并且還可以是具有任意頻率(即，低或高)的DC或AC類型。

換流器64可被配置來(lái)將電源62輸出的電力轉(zhuǎn)換成高頻率電力，用于通過(guò)將高頻率電力傳輸通過(guò)導(dǎo)體66而實(shí)現(xiàn)初級(jí)諧振線圈70的受控制和順序的通電。更具體地說(shuō)，如果電源62是DC電源，則換流器64可將DC電力轉(zhuǎn)換成AC電力并且為規(guī)定的高頻率。如果電源62是具有(例如)諸如60Hz的低頻率的AC電源，則換流器64可將所述頻率增大到所希望的高頻率值。對(duì)于本公開來(lái)說(shuō)，所希望的高頻率可落在大約1kHz至1MHz的范圍內(nèi)。無(wú)線電力傳輸?shù)母哳l率可基于待傳輸?shù)碾娏α俊⒊跫?jí)線圈和次級(jí)線圈的尺寸以及電力傳輸?shù)拈g隙進(jìn)行選擇。電力傳輸頻率的優(yōu)選范圍的一個(gè)實(shí)例可為約50kHz至500kHz。

無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)60還可包括通常在電梯轎廂28中或由電梯轎廂28承載的部件。此類部件可包括次級(jí)諧振線圈74，所述次級(jí)諧振線圈74被配置來(lái)在通電的初級(jí)諧振線圈70接近所述次級(jí)諧振線圈74時(shí)感應(yīng)出電流；諧振部件76，所述諧振部件76可以是有源的和/或無(wú)源的；電力換流器78以及能量存儲(chǔ)設(shè)備80，所述能量存儲(chǔ)設(shè)備80可被利用來(lái)為AC和/或DC負(fù)載61存儲(chǔ)電力。次級(jí)諧振線圈74可在所述線圈接近通電的初級(jí)諧振線圈74時(shí)獲得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(EMF)或電壓。初級(jí)諧振線圈70在相應(yīng)開關(guān)68基于電梯轎廂28和次級(jí)諧振線圈74的接近度而閉合時(shí)被通電。

每個(gè)開關(guān)68可通過(guò)通路82由控制器72控制，所述通路82可以是有線或無(wú)線的?？商娲?，或其一些組合，開關(guān)68可以是智能開關(guān)，每個(gè)智能開關(guān)包括感測(cè)指示次級(jí)諧振線圈74的接近度的參數(shù)的傳感器84。例如，傳感器84可以是電感傳感器，所述電感傳感器被配置來(lái)感測(cè)相關(guān)聯(lián)的初級(jí)諧振線圈70上的電感的變化，所述電感的變化指示次級(jí)諧振線圈74的接近位置?？商娲?，傳感器84可以是電容傳感器，所述電容傳感器被配置來(lái)感測(cè)相關(guān)聯(lián)的初級(jí)諧振線圈70上的電容的變化，所述電容的變化指示次級(jí)諧振線圈74的接近位置。在另一個(gè)實(shí)施方案中，控制器72可采取有限的控制并且開關(guān)68可仍然是智能開關(guān)。例如，控制器72可控制給定的開關(guān)保持閉合的持續(xù)時(shí)間；然而，所述開關(guān)在以下意義上是“智能的”：它們可被配置來(lái)基于其局部智能、在有或沒有控制器指令來(lái)這樣做的情況下移動(dòng)到閉合位置或斷開位置。另外應(yīng)當(dāng)考慮和理解，傳感器84可替代地為電感或阻抗傳感器。

在次級(jí)諧振線圈74上感應(yīng)出的AC電壓通常處在初級(jí)諧振線圈70的高頻率處。利用高頻率電力(即，與低頻率相反)使初級(jí)諧振線圈70通電的能力可優(yōu)化所感應(yīng)出的電力從初級(jí)諧振線圈70傳輸?shù)酱渭?jí)諧振線圈74的效率。此外，高頻率電力通常便于許多系統(tǒng)部件的尺寸減小，所述系統(tǒng)部件諸如為線圈70、74、諧振部件76和換流器78等等。部件的尺寸減小改善系統(tǒng)的包裝并且可減輕電梯轎廂28的重量。于2014年11月27日在專利合作條約下公開的、于2013年5月21日提交的、并且轉(zhuǎn)讓給美國(guó)康乃迪克州的Otis Elevator Company of Farmington的國(guó)際專利申請(qǐng)WO 2014/189492以其整體通過(guò)引用并入本文中。

諧振部件76可為無(wú)源的，具有固定值，或者可為有源的，具有有源控制的可變值。作為無(wú)源諧振部件76，所述部件在性質(zhì)上通常是電容器并且能夠以AC電力進(jìn)行操作。作為有源諧振部件76，所述部件76被配置來(lái)減輕較弱或可變耦合系數(shù)的影響(即，當(dāng)次級(jí)諧振線圈74在初級(jí)諧振線圈70之間經(jīng)過(guò)時(shí)變化)。也就是說(shuō)，諧振部件76可被配置或操作為以下方式：其可控制輸出電流和電壓并因此控制來(lái)自次級(jí)諧振線圈74的電力。

電力換流器78被配置來(lái)處理從諧振部件76接收的高頻率的電力。換流器78可將高頻電力處理成與電梯轎廂28中的AC負(fù)載61兼容的所需頻率電力(例如，約60Hz等的低電力頻率)。換流器78還可用來(lái)將高頻率電力轉(zhuǎn)換成DC電力，所述DC電力接著存儲(chǔ)在能量存儲(chǔ)設(shè)備80中。能量存儲(chǔ)設(shè)備的實(shí)例可以是一種類型的電池組。

雖然已經(jīng)參考示例性實(shí)施方案描述了本公開，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以進(jìn)行各種改變并且可以進(jìn)行等效物替換而不脫離本公開的精神和范疇。此外，可在不脫離其實(shí)質(zhì)范圍的情況下進(jìn)行各種修改來(lái)使本公開的教導(dǎo)內(nèi)容適用于特定情況、應(yīng)用和/或材料。因此本公開不限于本文所公開的特定實(shí)例，而是包括落在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的所有實(shí)施方案。