BR112013020838B1

BR112013020838B1 - maquina de içar de velocidade variável

Info

Publication number: BR112013020838B1
Application number: BR112013020838-4A
Authority: BR
Inventors: Kazuhiro Nishikawa
Original assignee: Kito Corporation
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2012-03-06
Publication date: 2021-05-18
Also published as: EP2692685A1; CN103534192B; CN103534192A; AU2012235005B2; JP2012211001A; WO2012132777A1; US20130334996A1; KR101569264B1; AU2012235005A1; CA2828366C; CA2828366A1; US9045319B2; BR112013020838A2; EP2692685A4; KR20140007455A; EP2692685B1; JP5485934B2

Abstract

MAQUINA DE IÇAR DE VELOCIDADE VARIAVEL. A presente invenção refere-se a uma máquina de içar velocidade variável usando um motor elétrico tendo um freio de rotor de tração como um motor de içamento e capaz de abastecer o motor elétrico com uma corrente elétrica que pode seguramente liberar o freio de rotor de tração no momento da partida de uma operação mesmo no caso de uma máquina de frequência içar de velocidade variável sem reduzir a frequência de output da partida de aplicação de sobrevoltagem. Em uma máquina de içar de velocidade variável tendo o motor elétrico com um freio de rotor de tração e um inversor controlando a velocidade do motor elétrico em uma maneira de partida suave, o inversor é ajustado para operar de acordo com um predeterminado padrão de voltagem frequência (V-f) No momento de partida do motor elétrico,a aceleração ( taxa de aumento de frequência de saída) no intervalo de tempo durante o que a frequência atinge de fJ a f2 e ajustada menor do que a aceleração (taxa de aumento de frequências de saída) no intervalo de tempo durante o que a frequência atinge de f 2 a f 3, abastecendo deste modo o motor (...).

Description

Campo Técnico

A presente invenção refere-se às máquinas de içar de 5 velocidade variável tais como blocos de correia elétrica e içadores elétricos, em que um motor elétrico tendo um freio de rotor de tração é usado como motor de içamento e a força elétrica para acionamento do motor elétrico é fornecida ao mesmo através de um inversor para controlar a sua 10 velocidade.

Antecedente da Técnica

Existem máquinas de içar tais como blocos de correia elétrica e içadores elétricos, que usam um motor elétrico tendo um freio de rotor de tração como um motor de 15 içamento. 0 motor elétrico tendo um freio de rotor de tração é configurado como segue (adiante detalhado). Quando a bobina do estator de motor não é energizada, o freio é ativado e o eixo do motor é colocado em um estado de ser constringido (freado). Quando a bobina do estator do 20 motor é energizada, o freio é liberado pela ação de um fluxo magnético gerado do estator do motor e aquele do rotor de tração. Assim, o eixo do motor torna-se não constringido e o rotor do motor gira.

Como tem sido descrito acima, o motor elétrico com um 25 freio de rotor de tração tem a vantagem que o freio pode ser liberado para operar o motor elétrico simplesmente pelo fornecimento de uma corrente elétrica à bobina do estator de motor. É, todavia, necessário abastecer o estator de motor com suficiente corrente elétrica para liberar o freio 30 quando o motor elétrico iniciar a partida. No caso de uma máquina de içar de velocidade variável que é de partida suave por usar um inversor, o estator de motor não é abastecido com suficiente corrente elétrica para liberar o freio instantaneamente quando o motor elétrico está para dar partida. Portanto, existem problemas tais como de freio não poder ser liberado ou que o motor elétrico é iniciado e operado com arrasto do freio, por exemplo e a vida útil é reduzida pelo superaquecimento do freio.

Como uma medida para solucionar os problemas acima descritos, é concebível aplicar a técnica de uma máquina de içar de velocidade variável acionada por inversor descrita na Literatura de Patente 1. O motor elétrico da máquina de içar de velocidade variável não tem um freio de rotor de tração porém opera como segue. Na partida de uma operação de elevação, o inversor é operado de acordo com um predeterminado padrão de voltagem - frequência (V-F), como mostrado pela linha pontilhada na figura 1, a partir de um estado em que a voltagem está em um predeterminado nível VO e a frequência é 0. Quando a frequência de output atinge uma frequência fl, uma predeterminada sobrevoltagem V3 é emitida para o motor elétrico e o freio como uma voltagem de output, como mostrado pela linha sólida, até a frequência de output atingir uma frequência f2, deste modo abastecendo a bobina de freio com uma corrente elétrica que gera suficiente força de atração para liberar o freio. Após a frequência de output ter atingido a frequência f2, a sobrevoltagem V3 é cancelada e a voltagem e a frequência são aumentadas de acordo com predeterminado padrão de voltagem - frequência (V-F) para realizar uma operação de aceleração.

A técnica acima descrita pode ser aplicada à máquina de içar de velocidade variável equipada com um motor elétrico tendo um freio de rotor de tração. Isto é, na partida de uma operação de elevação, o motor elétrico é 5 abastecido com sobrevoltagem V3 emitida do inversor por um predeterminado periodo de tempo, deste modo energizando o motor elétrico com suficiente força elétrica para gerar força de atração requerida para liberar o freio do rotor de tração. Isto torna possível liberar o freio porém sofre do 10 problema que, quando a aceleração da máquina de içar é grande, a extensão do tempo requerido para a frequência de output do inversor atingir de fl a f2 é curta, de modo que a força elétrica requerida para liberar o freio de rotor de tração não pode ser fornecida ao motor elétrico. Por 15 exemplo, o tempo de aceleração requerido para a frequência de output do inversor para atingir de Fl=5 Hz a f2= 8 Hz é curto no caso de um bloco de correia elétrica, isto é, 20 mseg. quando comparado aquele de um içador elétrico, isto é, 40mseg, como mostrado abaixo. Assim, na partida da 20 operação de bloco de correia elétrica, a extensão do tempo durante o que a força elétrica de sobrevoltagem é fornecida ao motor elétrico a partir do inversor é curta, de modo que o freio não pode ser liberado.

Içador Elétrico

Tempo de aceleração:0,8 seg (0 — 60 Hz)

Frequência de baixa velocidade: 10 Hz (frequência f3 na figura 6)

Intervalo de sobrevoltagem: 5 Hz—8 Hz (fl—f2 na figura 1) . Tempo de aplicação de sobrevoltagem(V4 na figura 2) :40 mseg [Bloco de correia elétrica] . Tempo de aceleração:0,4 seg (0—60 Hz) . Frequência de baixa velocidade: 10Hz (frequência f3 na figura 6) . Intervalo de sobrevoltagem: 5 Hz— 8 Hz (fl —f2 na fiugra 1) . Tempo de aplicação de sobrevoltagem (V4 na figura 2):20 mseg

Para solucionar o problema acima descrito que é impossível assegurar um tempo suficiente para abastecimento de uma corrente elétrica requerida para liberar o freio do rotor de tração, é concebível adotar um método de assegurar uma corrente elétrica para liberar o freio do rotor de tração e manter o freio em estado liberado pela redução da frequência de partida da aplicação de sobrevoltagem (isto é, reduzir a frequência fl na figura 1) como em um aparelho de controle de inversor relatado na Literatura de Patente 2. Todavia, a redução da frequência de output fl na partida de aplicação de sobrevoltagem tem um efeito adverso sobre o ciclo da força de um dispositivo de comutação (IGBT) que constitui o inversor (isto é, a vida últil do dispositivo de comutação é reduzida).

Lista de Citação Literatura de Patente PTL1] Publicação do Pedido de Patente Japonesa N° 1993-97399 PTL2] Publicação do Pedido de Patente Japonesa n° 1993-344774 Sumário da Invenção Problema Técnico

A presente invenção tem sido realizada em vista das circunstâncias acima descritas. Um objetivo da presente invenção é prover uma máquina de içar de velocidade variável usando um motor elétrico tendo um freio de rotor de tração como um motor elétrico que aciona a máquina de içar de velocidade variável e capaz de abastecer o motor elétrico com uma corrente elétrica que possa seguramente liberar o freio do rotor de tração na partida de uma operação mesmo no caso da máquina de içar de velocidade variável tal como um bloco de correia elétrica, que tem um curto tempo de aceleração, sem reduzir a frequência de output na partida de aplicação de sobrevoltagem.

Solução para Problema

Para solucionar o problema acima descrito, a presente invenção provê uma máquina de içar de velocidade variável tendo um motor elétrico com um freio de rotor de tração que aciona a máquina de içar de velocidade variável e um inversor que aciona o motor elétrico pelo abastecimento da força elétrica à mesma e controlando a velocidade do motor elétrico em uma maneira de partida suave. 0 inversor é ajustado para operar de acordo com um predeterminado padrão de voltagem - frequência (V-F). 0 padrão de voltagem - frequência (V-F) é configurado de modo que, admitindo-se que fl seja uma frequência baixíssima em que a força elétrica é emitida para o motor elétrico, f2 seja uma frequência altíssima em que uma sobrevoltagem é emitida para o motor elétrico, f3 seja uma frequência de saída altíssima (fl<f2<f3) e Vim V2 e V3 sejam voltagens de output que o inversor emite em correspondência ás frequência s fl, f2 e f3, respectivamente, então V2 não é maior do que VI (V2 £ VI) e a medida que a frequência aumenta de fl a f2, a voltagem de output decresce de VI a V2 e ainda, a medida que a frequência aumenta de f2 a f3, a 5 voltagem de output aumenta de V2 a V3 substancialmente em proporção à frequência. No momento da partida do motor elétrico, a aceleração (taxa de aumento da frequência de output: ver alfa na figura 5) em um intervalo de tempo durante o que a frequência atinge de f2 a f3, deste modo io abastecendo o motor elétrico com suficiente força elétrica para liberar o freio de rotor de tração. Ainda, a máquina de içar de velocidade variável acima descrita da presente invenção é uma máquina de içar operável em duas velocidades: uma baixa velocidade e uma 15 alta velocidade. A frequência f2 não é maior do que uma frequência de output para uma operação de baixa velocidade proveniente do inversor. Ainda, a máquina de içar de velocidade variável acima descrita da presente invenção é um bloco de correia 20 elétrica.

Efeitos Vantajosos da Invenção

Como tem sido descrito acima, o intervalo entre as frequências fl e f2 é definido como um intervalo de sobrevoltagem durante o que uma sobrevoltagem é aplicada e 25 pela redução da aceleração (taxa de aumento da frequência de output do inversor) no intervalo de sobrevoltagem, o tempo requerido para a frequência para aumentar de fl a f2 é aumentado. Como um resultado, o tempo de aplicação da sobrevoltagem pode ser suficientemente assegurado. Em 30 outras palavras, uma vez que o estator do motor pode ser abastecido com força elétrica requerida para liberar o freio de rotor de tração no momento da partida, é possivel proporcionar uma máquina de içar de velocidade variável livre do problema como de o motor elétrico ser operado com 5 o freio parcialmente liberado, e, portanto o freio é superaquecido, resultando em uma reduzida vida útil.

Em adição, a frequência f2 em que uma sobrevoltagem é emitida é ajustada não maior do que a frequência de output do inversor para a baixa velocidade, e portanto nenhuma 10 sobrevoltagem é emitida para o motor elétrico quando a máquina de içar de velocidade variável é operada em baixa velocidade. Consequentemente, torna-se possível operar a máquina de içar de velocidade variável continuamente em baixa velocidade.

Breve Descrição dos Desenhos

Figura 1 é um diagrama mostrando a relação entre a frequência de output do inversor e voltagem de output no momento da partida de uma máquina de içar de velocidade variável convencional.

Figura 2 é um diagrama mostrando um exemplo de configuração de um motor elétrico com um freio de rotor de tração de uma máquina de içar de velocidade variável, de acordo com a presente invenção.

Figura 3 é um diagrama mostrando um padrão de V-F de 25 uma máquina de içar de velocidade variável acionada com inversor convencional.

Figura 4 é um diagrama mostrando um padrão de V-F no momento da partida de uma operação da máquina de içar de velocidade variável, de acordo com a presente invenção.

Figura 5 e um diagrama mostrando um padrão de aceleração do controle da partida suave da máquina de içar de velocidade variável, de acordo com a presente invenção.

Figura 6 é um diagrama do circuito mostrando um 5 exemplo da configuração do sistema da máquina de içar de acordo com a presente invenção.

Figura 7 é um diagrama mostrando outros exemplos do padrão de V-F no momento de partida de uma operação da maquina de içar de velocidade variável de acordo com a 10 presente invenção.

Descrição das Concretizações

Uma concretização da presente invenção será explicada abaixo em detalhes. Nesta concretização, a presente invenção será explicada com relação a um exemplo em que a 15 presente invenção é aplicada a um bloco de correia elétrica como uma máquina de içar de velocidade variável. Todavia, deverá ser notado que a presente invenção é amplamente aplicável às várias máquinas de içar de velocidade variável que são acionadas por um motor elétrico tendo um freio de 20 rotor de tração, o motor elétrico sendo variavelmente controlado em velocidade pela força elétrica emitida de um inversor e que tem um curto tempo de aceleração. Primeiramente, um motor elétrico com um freio de rotor de tração de uma máquina de içar de velocidade 25 variável de acordo com a presente invenção será explicado. A figura 2 é uma vista seccional mostrando esquematicamente a estrutura de um motor elétrico tendo um freio de rotor de tração. Um motor elétrico (motor de indução) 1 com um freio de rotor de tração usado na presente invenção tem um 30 estator de motor 111 ajustado em uma armação de motor 10.

Urn rotor de motor 13 é rotativamente disposto em uma porção oca cilíndrica circular do estator de motor 11. O número de referência 14 indica um eixo do motor que se estende através da porção central do rotor de motor 13. Ambas as extremidades do eixo do motor 14 são rotativamente suportadas pelos mancais 16 e 1'/, respectivamente.

O número de referência 18 indica um rotor de tração (núcleo de atração) preso no eixo do motor 14. 0 número de referência 19 indica uma base de tambor de freio (núcleo) conectada de modo axialmente deslizável no eixo do motor 14 através da conexão de chaveta. 0 número de referência 21 indica um tambor de freio preso na base de tambor de freio 19. O número de referência 22 indica uma placa de freio presa em uma porção periférica externa do tambor de freio 21. 0 número de referência 24 indica uma coberta da extremidade do motor. A superfície periférica interna 24a da coberta da extremidade do motor 24 serve como uma superfície de frenagem com a qual a placa de freio 22 entra em contato deslizante. 0 número de referência 25 indica uma mola de freio interposta entre a base de tambor de freio 19 e o rotor de tração 18. Quando a bobina 11a do estator de motor 11 não está energizado, umas folgas G é formada entre o rotor de tração 18 e a base de tambor de freio 19 pela força resiliente da mola de freio 25. 0 número de referência 27 indica uma ventoinha presa em uma extremidade do eixo do motor 14. O número de referência 29 indica uma coberta da ventoinha.

No motor elétrico do tipo de rotor de tração 1 tendo a estrutura acima descrita, quando a bobina 11a do estator de motor 11 não é energizada, a folga G é formada entre o rotor de tração 18 e a base de tambor de freio 19 pela força resiliente da mola de freio 25, como descrito acima e a placa de freio 22 presa no tambor de freio 21 é pressionada contra a superfície periférica 24a da coberta da extremidade de motor 24. Assim, o eixo do motor 14 é colocado em um estado de ser constringido (freado). Quando uma grande corrente elétrica é fornecida à bobina 11a do estator de motor 11 (isto é, a bobina 11a é energizada com a corrente pela aplicação de uma sobrevoltagem na mesma), um fluxo magnético é gerado do estator de motor 11 levando a base de tambor de freio 19 ser atraida através do rotor de tração 18 contra a força resiliente da mola de freio 25. Consequentemente, a placa de freio 22 presa no tambor de freio 21 separa da superficie periférica interna 24a da coberta da extremidade do motor 24 . Assim, o eixo do motor 14 torna-se não constringido e o rotor de motor torna-se gi rável.

O motor elétrico com o freio de rotor de tração tem a vantagem que o freio pode ser liberado para operar o motor elétrico simplesmente pelo fornecimento de uma corrente elétrica à bobina 11a do estator de motor 11, como acima descrito. Todavia, no caso de uma maquina de içar de velocidade variável em que um motor elétrico é abastecido com uma corrente elétrica proveniente de um inversor para acionar o motor elétrico em uma maneira de partida suave e controlar a velocidade, o motor elétrico é iniciado com uma baixa frequência no momento de partida de uma operação e acelerado com uma predeterminada aceleração até uma frequência de operação ser atingida. A seguir, um motor elétrico é operado a uma velocidade constante. Durante este tempo, o valor da corrente elétrica é controlado de acordo com um padrão de voltagem- frequência (V-F) como mostrado na figura 3. Consequentemente, quando a frequência é baixa, uma voltagem baixa é emitida para o motor elétrico, de modo que uma grande corrente de partida como no caso de uma fonte de força comercial não flui. Portanto, no momento da partida de uma operação, o motor elétrico não pode ser alimentado com suficiente corrente elétrica para cancelar (liberar) o freio. Consequentemente, o motor elétrico é operado com o freio parcialmente liberado e portanto o freio é superaquecido, resultando em uma reduzida vida útil e outros problemas.

Nas Literaturas de Patente 1 e 2, uma sobrevoltagem (corrente excessiva ) V3 é emitida enquanto a frequência f está aumentando de fl a f2 no momento da partida (ver figura 1). Com este simples esquema, todavia, é necessário para a máquina de içar ter um tempo de aceleração curto para aumentar a frequência f2 a fim de assegurar o tempo para emitir a sobrevoltagem V3, que envolve o problema que uma operação de baixa velocidade é inevitavelmente realizada com a sobrevoltagem. Se a frequência fl em que output é iniciado no momento de partida for reduzida para aumentar a extensão de tempo durante o que a sobrevoltagem é emitida ou mesmo se uma voltagem mais alta for emitida de modo a possibilitar a liberação do freio de rotor de tração mesmo que o tempo de aplicação de sobrevoltagem seja curto, o ciclo de força (vida últi) do dispositivo de força (GBT) constituindo o inversor é reduzido indesejavelmente.

Se a folga de ar G entre o rotor de tração 18 e a base do tambor de freio for ajustada pequena de modo que o freio do rotor de tração possa ser liberado mesmo com uma baixa voltagem, é necessário prover uma estrutura capaz de ajuste de modo que a folga de ar G não se amplia além de um valor especifico mesmo que a placa de freio 22 tenha começado a desgastar-se. Esta solução tem o problema que a estrutura é complicada e necessita de manutenção.

Portanto, para solucionar os problemas acima descritos, a máquina de içar de velocidade variável de acordo com a presente invenção é configurada para dar partida na frequência fl e emitir uma sobrevoltagem VI a V2 durante o tempo entre as frequências fl e f2, como mostrado na figura 4. A sobrevoltagem VI a V2 torna possivel abastecer suficiente corrente elétrica para liberar o freio de rotor de tração. Pode ser concebido um método em que a frequência f2 é aumentada para aumentar o intervalo de sobrevoltagem, inversamente que acima. Este método, todavia, tem o seguinte problema. Uma vez que a operação de estado estável não pode ser realizada durante o intervalo de sobrevoltagem, a frequência mais baixa da operação de baixa velocidade aumenta, o que prejudica o desempenho do posicionamento da máquina de içar.

A presente invenção tem sido realizada ern vista dos problemas acima descritos. De acordo com a presente invenção, o padrão da voltagem - frequência de (V-F) é configurado como mostrado na figura 4. Isto é, admitindo- se que fl seja frequência de output mais baixa em que o inversor emite uma voltagem ao motor elétrico da máquina de içar de velocidade variável, f2 seja uma frequência mais alta em que uma sobrevoltagem é emitida para o motor elétrico, f3 seja uma frequência de output mais alta e VI, V2 e V3 são voltagens de output correspondentes ás frequência s fl, f2 e f3, respectivamente, então V2 não é maior do que VI (V2 £ VI), e a medida que frequência aumenta de fl a f2, a voltagem de output decresce de VI a V2 e ainda, a medida que a frequência aumenta de f2 para f3, a voltagem de output aumenta de V2 a V3, substancialmente em proporção à frequência .

Em seguida, um padrão de aceleração de controle da partida suave é mostrado na figura 5. As frequência s fl, f2 e f3 mostradas na figura 5 correspondem às frequência s fl, f2 e f3, respectivamente mostrados na figura 4. Quando o motor elétrico da máquina de içar de velocidade variável é iniciado, inversor emite a força elétrica ao motor elétrico enquanto aumentando a frequência de output f a uma taxa de aumento da frequência de output (aceleração) alfa de fl a f2. Quando a frequência f é de f2 a f3, o inversor emite a força elétrica ao motor elétrico enquanto aumentando a frequência de output a uma taxa de aumento da frequência de output (aceleração) β. Como mostrado na figura, a taxa de aumento da frequência de output (aceleração) alfa é menor do que a taxa de aumento da frequência de output (aceleração beta (alfa<beta), assim provendo uma aceleração suave.

Quando a aceleração é constante (β) no intervalo de tempo durante o que a frequência atinge de fl - f3, como mostrado pela linha descontinua na figura 5, se o motor elétrico for iniciado a partir da frequência fl e acelerado até a frequência f3 ser atingida, o tempo de aceleração de fl a f2 é t2'-tl. Em contraste, na presente invenção, o tempo de aceleração de fl a f2 é t2-tl, e portanto, o tempo de aplicação de sobrevoltagem pode ser tornado mais longo do que quando a aceleração é constante. Se o tempo de aplicação de sobrevoltagem for tornado coincidente com t2- tl, a frequência f2' neste caso é mais alta do que f2. Consequentemente, se o motor elétrico for operado em uma região de baixa velocidade não mais alta do que f2', uma operação de sobrevoltagem ocorre. É desfavorável operar o motor elétrico continuamente na condição de sobrevoltagem. Neste aspecto, de acordo com a presente invenção, a velocidade em que o motor elétrico pode ser operada continuamente pode ser reduzida para a frequência f2.

Como tem sido descrito acima, é possivel de acordo com a presente invenção alimentar suficiente corrente elétrica para liberar o freio de rotor de tração sem sacrificar o ciclo de força do inversor (vida útil do inversor) e o desempenho do posicionamento da máquina de içar (desempenho de operação em baixa velocidade). Deverá ser notado que, quando a presente invenção é aplicada, o tempo requerido para a frequência para atingir f3 torna-se mais longo por t2 - t2'. Todavia, o tempo de retardo t2 t2' (várias dezenas de mseg) não é problema no caso de um bloco de correia elétrica.

A figura 6 é um diagrama do circuito em bloco mostrando a configuração do sistema da máquina de içar de velocidade variável de acordo com a presente invenção. O número de referência 1 indica o motor elétrico acima descrito (motor de indução) equipado com o freio de rotor de tração. 0 motor elétrico 1 é abastecido com uma corrente alternada tri.fásica proveniente de uma fonte de força de corrente alternada trifásica 31 após a corrente alternada ter sido convertida em urna corrente contínua através de um circuito retificador 32 e um capacitor nivelador 33 e ainda convertida em uma corrente alternada trifásica de uma predeterminada frequência através de um circuito principal do inversor 34. 0 circuito principal do inversor 34 tem seis transistores conectados em uma configuração de ponte de três pares de transistores correspondentes à corrente alternada Lrifásica e é controlado opor uma unidade de controle de inversor 36 para converter a corrente contínua introduzida no circuito principal do inversor 34 em corrente alternada trifásica de uma predeterminada frequência. Os seis transistores do circuito principal de inversor 34 são controlados por um sinal de modulação de largura de pulso (a seguir referido como um sinal de "PWM") dado de um circuito gerador de sinal de PWM (não mostrado) da unidade de controle de inversor 36.

A unidade de controle de inversor 36 tem um padrão de voltagem de output - frequência de output (a seguir referido como padrão de voltagem-frequência (V-F) previamente ajustado aí para emitir uma força elétrica tendo uma frequência e voltagem de output controlada proveniente do circuito principal de inversor 34. O circuito principal de inversor 34 é controlado de acordo com o padrão de voltagem-frequência (V-F). Assim os transistores do circuito principal do inversor 34 são controlados pela unidade de controle de inversor 36 para emitir uma corrente alternada trifásica correspondente ao sinai de PWM, girando deste modo o motor elétrico como uma ca rga.

O número de referência 41 indica um interruptor de empuxo de duas etapas normalmente aberto para uma operação de elevação. Quando o interruptor de empuxo 41 é pressionado para uma primeira etapa, o interruptor de botão de empuxo 41al é fechado. Quando o interruptor de empuxo 41 é comprimido para uma segunda etapa, um interruptor de botão de empuxo 41a2 é fechado. 0 número de referência 42 indica urn interruptor de empuxo de duas etapas normalmente aberto para uma operação de abaixamento. Quando o interruptor de empuxo 42 é comprimido para uma primeira etapa, um interruptor de botão de empuxo 42al é fechado. Quando o interruptor de empuxo 42 é comprimido para uma segunda etapa, um interruptor de botão de empuxo 42a2 é fechado. Quando o interruptor de botão de empuxo 41al é fechado, um sinal de comando de elevação Us é introduzido na unidade de controle de inversor 36. Quando o interruptor de botão de empuxo 42al é fechado, um sinal de comando de redução Ds é introduzido na unidade de controle de inversor 36. Quando o interruptor de botão de empuxo 41a2 ou o interruptor do botão de empuxo 42a2 é fechado, um sinal de comando de alta velocidade Hs é introduzido na unidade de controle do inversor 36.

O procedimento para operar a máquina de içar de velocidade variável de duas velocidades e de partida suave tendo a configuração do sistema acima descrita será explicada com base nas figuras 5 e 6. A unidade de controle de inversor 36 tem um padrão de aceleração registrado aí que representa o controle de partida suave na figura 5. A unidade de controle do inversor 36 controla a frequência e voltagem de output a ser emitido do circuito principal do inversor 34 de acordo com o input de interruptor de empuxo. Quando o operador deseja realizar uma operação de baixa velocidade, ele fecha o interruptor de botão de empuxo 41al. Consequentemente, um sinal de comando de elevação Us é introduzido na unidade de controle do inversor 36 e esta leva o circuito principal de inversor 34 a emitir a força elétrica com frequência fl e voltagem VI. O motor elétrico é acelerado para a frequência f2 com uma aceleração α ( = ((f2 — f1)/(12 — 11))) . Durante este tempo, uma corrente excessiva flui e assim o freio do rotor de tração é liberado. Após Ler sido acelerado para a frequência f2, o motor elétrico é permitido continuar uma operação de velocidade constante (operação de baixa velocidade) na frequência f2. Se o interruptor de botão de empuxo 41al for aberto a seguir, a unidade de controle de inversor 36 corta o output rapidamente, permitindo deste modo o freio do rotor de tração realizar a frenagem.

Se o operador, quando realizar a operação de velocidade constante (operação de baixa velocidade), desejar comutar a operação para uma operação de alta velocidade ou ele ainda pressionar o interruptor de empuxo 41 para fechar o interruptor de botão de empuxo 41a2 em interruptor de botão e empuxo 41al.

Consequentemente, um sinal de comando de alta velocidade Hs é introduzido na unidade de controle de inversor 36 em adição ao sinal de comando de elevação Us. Consequentemente, a unidade de controle de inversor 36 acelera o motor elétrico para a frequência f3 com uma aceleração β (=((f3-f2)/(t3-t2))) e a seguir permite o constante (operação cie alta velocidade) na frequência f3. Se o interruptor de botão de empuxo 41a2 for aberto no estado em que os interruptores de botão de empuxo 41al e 41a2 são fechados, o motor elétrico é desacelerado da frequência f3 para a frequência f2 com a desaceleração β e deixado continuar a operação (operação de baixa velocidade) na frequência f2.

Se o operador fechar ambos os interruptores de botão de empuxo 41al e 4 1a2 em um empuxo no momento de partida, o circuito principal de inversor 34 emite a força elétrica com frequência fl e voltagem VI e acelera o motor elétrico para a frequência f2 com a aceleração α (=((f2-f1)/(t2- tl))). Durante este tempo, uma corrente excessiva flui e assim o freio de rotor de tração é liberado. Após a frequência f2 ter sido atingido, o motor elétrico é continuamente acelerado para a frequência f3 com aceleração β (=((f3-f2)/t3-t2))) e permitido continuar uma operação de velocidade constante (operação de alta velocidade) na frequência f3.

Se o operador abrir os interruptores de botão de empuxo 41al e 41a2 em um trecho durante a operação de velocidade constante (operação de alta velocidade), o circuito principal de inversor 34 emite a força elétrica enquanto desacelerando o motor elétrico da frequência f3 para a frequência f2 com a desaceleração β. Quando o motor elétrico tem sido desacelerado para a frequência f2, a salda é cortada, mostrando deste modo o freio de rotor de tração realizar a frenagem. Deverá ser notado que a operação de baixa velocidade na região de baixa velocidade é de preferência realizada na frequência para a operação de baixa velocidade na região de ba ixa velocidade pode ser apropriadamente ajustada para uma frequência mais alta do que a frequência f 2. Neste caso, a aceleração usada em uma região que excede a frequência f2 pode ser apropriadamente ajustada igual a ou menor do que a aceleração β. Deverá ser notado que o procedimento para a operação de abaixamento é substancialmente a mesma que o procedimento para a operação de elevação acima descrita, e, portanto, uma sua descrição é omitida.

Assim, o freio de rotor de tração pode ser seguramente liberado, sem sacrificar o ciclo de força do inversor e o desempenho do posicionamento da máquina de içar, peia aplicação de uma sobrevoltagem a uma frequência mais baixa do que a frequência da operação de baixa velocidade da máquina de içar e tornando a aceleração a durante o tempo de aplicação de sobrevoltagem menor do que aceleração β nas outras frequências. Consequentemente, é possível dissolver tais problemas que o motor elétrico é operado com o freio de rotor de tração parcialmente liberado e portanto o freio é superaquecido, resultando em uma reduzida vida útil.

Embora uma concretização da presente invenção tenha sido explicado acima, a presente invenção não está limitada à concretização acima descrita porém pode ser modificada em uma variedade de modos sem se distanciar do escopo das reivindicações e da ideia técnica indicada na especificação e nos desenhos. Por exemplo, o valor de voltagem durante o período da frequência f = fl a f2 no padrão da voltagem- frequência (V-F) na figura 4 pode ser mudado como mostrado na figura 7. Isto é, o valor de voltagem pode ser constante em VI' como mostrado por A na figura 7. Alternativamente, o valor de voltagem V durante o periodo da frequência f=fl a f2' pode cair numa predeterminada taxa como mostrada por B e C na figura 7. Mesmo com tais modificações, é possivel reduzir a aceleração durante aquele periodo e assegurar uma corrente elétrica requerida para liberar o freio de rotor de tração e um tempo de fornecimento de corrente requerido para manter o freio liberado. Embora a invenção deste pedido tenha sido explicada com relação a um bloco de correia elétrica como um exemplo de máquina de içar de velocidade variável, a presente invenção é amplamente aplicável às máquinas de içar tendo um curto tempo de aceleração.

Aplicabilidade Industrial

Na presente invenção, o inversor é ajustado para operar de acordo com um predeterminado padrão de voltagem- frequência (V-F) em que a frequência e a voltagem da força elétrica que o inversor emite para o motor elétrico no momento de partida de uma operação são indicadas por fl e vl, respectivamente. A voltagem VI é uma voltagem em que suficiente corrente elétrica para liberar freio de rotor de tração flui. Ainda, a fim de assegurar um tempo de aplicação de sobrevoltagem (t2-tl) suficientemente, a aceleração da frequência durante o tempo de aplicação de sobrevoltagem é tornada mais suave do que em outros intervalos de frequência. Mesmo em uma máquina de içar de velocidade variável que é acelerada em um curto periodo de tempo, por exemplo, um bloco de correia elétrica, é possivel alimentar uma corrente elétrica para liberar seguramente o freio de rotor de tração no momento da partida de uma operação sem sacrificar o ciclo de força do inversor do motor elétrico e o desempenho do posicionamento da máquina de içar. Em adição, a presente invenção é aplicável como uma maquina de içar de velocidade variável livre do problema que o motor eletrico e operado com o freio parcialmente liberado, e, portanto o freio é superaquecido, resultando em uma reduzida vida útil.

Lista de Sinais de Referência l:motor elétrico tendo freio de rotor de tração 10:armação de motor ll:estator de motor 13:rotor de motor 14 : eixo de motor 16:manca 1 17:manca 1 18:rotor de tração ( núcleo de atração) 19:base de tambor de freio (núcleo) 21:tambor de freio 22:placa de freio 24:coberta da extremidade do motor 25:mola de freio 27:ventoinha 29:coberta da ventoinha 31:fonte de força da corrente alternativa trifásica 32:circuito retificador 33:capacitor nivelador 34:circuito principal do inversor 36:unidade de controle de inversor 41:interruptor de empuxo de duas etapas normalmente aberto para operação de elevação 42:interruptor de empuxo de duas etapas normalmente aberto para operação de abaixamento

Claims

1. Uma máquina de içar de velocidade variável tendo um motor elétrico com um freio de rotor de tração que aciona a máquina de içar de velocidade variável e um inversor que aciona o motor elétrico pelo fornecimento de força elétrica ao mesmo e controlando uma velocidade do motor elétrico, CARACTERIZADA em uma maneira de partida suave, em que o inversor é ajustado para operar de acordo com um predeterminado padrão de voltagem-frequência (V-F), o padrão de voltagem- frequência (V-F) sendo configurado de modo que, admitindo- se que fl seja uma frequência baixissima em que a força elétrica é emitida para o motor elétrico, f2 seja uma frequência altíssima em que uma sobrevoltagem é emitida para o motor elétrico, f3 seja uma frequência de output altíssima (fl<f2<f3) e VI, V2 e V3 são voltagens de output que o inversor emite em correspondência às frequências fl, f2 e f3, respectivamente, então V2 não é maior do que VI (V2 £ VI), e à medida que a frequência aumenta de fl a f2, a voltagem de output decresce de VI a V2, e ainda, à medida que a frequência aumenta de f2 a f3, a voltagem de output aumenta de V2 a V3 substancialmente em proporção à frequência , em que, a um tempo de partida do motor elétrico, uma aceleração (taxa de aumento da frequência de output) em um intervalo de tempo durante o que a frequência atinge de fl a f2 é ajustada menor do que uma aceleração (taxa de aumento de frequência de output) em um intervalo de tempo durante o que a frequência atinge de f2 a f3, deste modo alimentando o motor elétrico com suficiente força elétrica para liberar o freio de rotor de tração.

2. A máquina de içar de velocidade variável, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADAem que é uma 5 máquina de içar operável em duas velocidades: uma baixa velocidade e uma alta velocidade que a frequência f2 não maior do que uma frequência de output para uma operação de baixa velocidade proveniente do inversor.

3. A máquina de içar de velocidade variável, de 10 acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADAem que é um bloco de correia elétrica.