Verfahren und Einrichtung zur automatischen Anpassung der Fördergeschwindigkeit von kontinuierlich laufenden Personen-Förderanlagen an die Benützungsfrequenz
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur automatischen Anpassung der Fördergeschwindigkeit von kontinuierlich laufenden Personen-Förderanlagen an die Benützungsfrequenz. Bei Fahrtreppen, Fahrteppichen und ähnlichen, kontinuierlich laufenden Personen Förderanlagen stellt sich das Problem der vernünftigen Wahl der Fördergeschwindigkeit. Man wird im Interesse einer langen Lebensdauer der betreffenden Förderanlage, der Beschränkung der notwendigen Antriebsleistung und des Sicherheitsgefühles der Benützer die Fördergeschwindigkeit mit Vorteil auf einem verhältnismässig tiefen Wert halten. Hingegen ist es in Zeiten mit besonders dichtem Verkehrsfluss, z.
B. bei Arbeitsbeginn und Arbeitsschluss, vor-Festtagen und bei Ausverkäufen, angezeigt, die Fördergeschwindigkeit auf einen höheren Wert zu steigern, um Verkehrsstockungen bzw. extrem hohe Flächenbelastungen der Förderanlage zu vermeiden. Selbstverständlich ist es möglich, die Förderanlage durch Personal beobachten und bei Steigerungen der Benützerfrequenz auf eine höhere Fördergeschwindigkeit umschalten zu lassen.
Zum Zwecke einer automatischen Umschaltung der Fördergeschwindigkeit ist es bekannt, unter Auswertung von statistischen Erfahrungsunterlagen mit Hilfe von entsprechend eingestellten Schaltuhren, während gewissen vorbestimmten Zeiten mit erfahrungsgemässer erhöhter Verkehrsdichte das Antriebssystem einer Förderanlage auf eine höhere Fördergeschwindigkeit umzuschalten. Anderseits ist es bekannt, unter Verwendung von Fussbodenkontakten, Treppenkontakten oder Lichtschrankenrelais die Benützungsfrequenz fortlaufend zu messen und bei erhöhter Frequenz automatisch auf eine höhere Fördergeschwindigkeit umzuschalten.
Die automatische Umschaltung der Fördergeschwindigkeit nach der erstgenannten Art sichert nicht eine Anpassung der Fördergeschwindigkeit an die effektive momentane Verkehrsdichte und die Einrichtungen nach der zweitgenannten Art sind vielfach ungenau und der Abnützung ausgesetzt.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, mit kleinem technischem Aufwand und unter Vermeidung von Impulskontakten und Zählwerken automatisch eine Anpassung der Fördergeschwindigkeit von kontinuierlich laufenden Fördereinrichtungen in betriebssicherer Weise zu erreichen. Die Erfindung benützt die Tatsache, dass die Antriebssysteme von Förderanlagen bei erhöhter Benützungsfrequenz entsprechend stärker belastet sind, d. h. dass die Antriebssysteme ein entsprechend grösseres Drehmoment bzw. bei Abwärtsfahrt des Förderorganes ein entsprechend höheres Bremsmoment aufzubringen haben.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur automatischen Anpassung der Fördergeschwindigkeit von kontinuierlich laufenden Personen-Förderanlagen an die Benützungsfrequenz ist dadurch gekennzeichnet, dass eine belastungsabhängige Antriebskenngrösse mit Hilfe eines Kontrollorgans gemessen wird, wobei bei Über- bzw. Unterschreitung von vorbestimmten Grenzwerten dieser Kenngrösse eine Umschaltung der Fördergeschwindigkeit auf einen höheren bzw. auf den tieferen Wert automatisch ausgelöst wird.
Die erfindungsgemässe Einrichtung an motorisch betriebenen, kontinuierlich laufenden Förderanlagen zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, umfassend ein auf mindestens zwei verschiedene Fördergeschwindigkeiten einstellbares Antriebssystem, ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontrollorgan zur dauernden Messung einer belastungsabhängigen Antriebskenngrösse mit einem Umschaltorgan für die
Fördergeschwindigkeit so zusammenwirkt, dass bei Steigerung der Belastung über einen bestimmten
Grenzwert hinaus die Fördergeschwindigkeit automatisch erhöht und nachher beim Wiederabsinken der Belastung unter einen vorbestimmten Grenzwert wieder erniedrigt wird.
Als belastungs-, d. h. drehmomentabhängige Antriebskenngrösse kann direkt das von einer Antriebseinheit zu überwindende Drehmoment bzw. Bremsmoment benützt werden, was beispielsweise mit Hilfe von bekannten Drehmomentmessern gemessen werden kann, die geeignet sind, bei Über- oder Unterschreitung voreingestellter Grenzwerte ein Umschaltorgan für die Fördergeschwindigkeit zu betätigen.
Bei Gleichstrommotoren mit konstanter Erregung bildet z. B. der vom Motor aufgenommene Speisestrom eine brauchbare Belastungskenngrösse, die durch Kontaktamperemeter mit auf bestimmte Werte einstellbaren Umschaltkontakten gemessen werden kann. Diese Speisestrommessung kann im Sinne der vorliegenden Erfindung auch bei Drehstrom-Kurzschlussanker-Motoren und bei Drehstrom-Nebenschluss-Kommutator-Motoren anwendbar sein, unter dem Vorbehalt, dass das Hinaufschalten der Motordrehzahl bei einem andern Stromwert als das Hinunterschalten vorgenommen wird, weil bei diesen Motortypen der Speisestrom nicht nur vom Drehmoment, sondern auch von der Drehzahl abhängig ist. Beispielsweise kann der Kontaktamperemeter bei höherer Motordrehzahl automatisch in passendem Mass geshuntet werden.
Eine andere belastungsabhängige Antriebskenngrösse kann die vom Motor aufgenommene elektrische Leistung bilden, die mit Hilfe eines Kontaktwattmeters gemessen werden kann. Dabei wäre aber zu beachten, dass die aufgenommene elektrische Leistung nicht nur vom Lastdrehmoment, sondern auch von der Abtriebsdrehzahl, d. h. vom Produkt dieser Grössen abhängig ist. Das Hinaufschalten auf grössere Drehgeschwindigkeit muss also bei kleinerem Leistungsmesswert als das Herunterschalten erfolgen, sofern dasselbe Drehmoment, d. h. dieselbe Belastung die Geschwindigkeits-Umschaltung auslösen soll.
Bei gewissen Antriebsmotoren, z. B. Drehstrom Asynchron-Maschinen, kann auch der Schlupf eine brauchbare belastungsabhängige Antriebs-Kenngrösse bilden. Dabei ist bei polumschaltbaren Drehstrom Kurzschlussanker-Motoren oder Drehstrom-Kurzschlussanker-Motoren mit variabler Speisefrequenz der Schlupf praktisch nicht von der Drehzahl, sondern nur vom Antriebsdrehmoment abhängig.
Die Umschaltung der Motordrehzahl kann z. B. bei polzahlumschaltbaren Drehstrom-Kurzschlussanker Motoren durch Umschaltung einer Drehstromquelle auf die andere Wicklungsgruppe erfolgen. Es kann aber auch vorgesehen sein, einen Drehstrommotor zu diesem Zweck an eine Drehstromquelle anderer Frequenz anzuschalten.
Bei Drehstrom-Nebenschluss-Kommutator-Moto- ren kann die Drehzahlveränderung durch Verstellung der Bürsten ausgelöst werden, während bei Gleich strommotoren die Drehzahlveränderung durch Ände rung der Ankerspannung ausgelöst wird.
Einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Einrichtung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.
Gemäss Fig. 1 dient als Antriebsmotor M1 einer kontinuierlich laufenden Förderwinde FW einer Personen-Förderanlage ein polzahlumschaltbarer Dreh- strom-Kurzschlussanker-Motor mit zwei verschiedene Polzahlen ergebenden Wicklungsgruppen p2 und p3, von denen mit Hilfe eines dreipoligen Umschalters DS 1 entweder die eine oder die andere an die Drehstrom Speisequelle R, S, Tangeschlossen wird. Als Kontrollorgan für die momentane Belastung dient ein Drehmomentmesser DM bekannter Bauart, der das zwischen der Motorabtriebswelle W1 und der Windenantriebswelle W2 übertragene Drehmoment misst und bei Über- bzw. Unterschreitung eines vorbestimmten Grenzwertes den Umschalter DS1 umlegt und dadurch die Motordrehzahl auf einen höheren bzw. tieferen Wert umschaltet.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist ähnlich demjenigen von Fig. 1, indem ebenfalls im Wellenzuge
W1-W2 zwischen dem Antriebsmotor M2 und der Förderwinde FW ein Drehmomentmesser DM eingebaut ist, der in der Lage ist, einen Drehzahlumschalter DS2 bei einem bestimmten Grenzwert umzulegen. Als Motor M2 dient ein Drehstrom Kurzschlussanker-Motor, der durch den Schalter DS2 entweder an eine erste Drehstromquelle R1, S1, T1 mit der Frequenz oder an eine andere Drehstromquelle R2, S2, T2 mit der Frequenzf2 angeschaltet ist und demgemäss auf zwei verschiedene Drehzahlen eingestellt werden kann.
Gemäss Fig. 3 ist vorgesehen, zum Antrieb der Förderwinde FW über die Wellen W1 und W2 mit dazwischen eingeordnetem Drehmomentmesser DM einen Drehstrom- Nebenschluss- Kommutator- Motor M3 mit verdrehbarem Bürstenring zu verwenden.
Der vom Drehmomentmesser DM bei einem bestimmten Drehmoment-Grenzwert umgelegte Schalter DS3 schliesst das Wicklungssystem eines als Hilfsmotor m zur Verdrehung des Bürstenringes des Hauptmotors dienenden Drehstrom- Kurzschlussanker- Motors so an die auch den Hauptmotor M3 speisende Drehstromquelle R, S, T an, dass sein Rotor je nach der Stellung des Schalters DS3 entweder in der einen oder in der andern Richtung je bis zur Erreichung einer Endstellung verdreht wird. Diese Endstellung wird durch Endschalter ES 1 bzw. ES2 bestimmt, indem diese Endschalter die betreffenden Speisestromleitungen des Hilfsmotors m unterbrechen, wenn der Bürstenring die entsprechende Endstellung erreicht hat und der Hauptmotor mit der entsprechenden andern Drehzahl läuft.
Gemäss Fig. 4 wird die von einem Motor M4 aufgenommene elektrische Leistung mit Hilfe eines Kontaktwattmeters WM dauernd gemessen, welches beim Ansteigen des Leistungswertes über einen vorbestimmten Grenzwert den Speisestromkreis eines Umschaltrelais UR 1 schliesst. Das Umschaltrelais UR 1 ist dazu bestimmt, mit Hilfe nicht gezeichneter Schaltorgane den Hauptmotor M4 auf eine höhere Drehzahl umzuschalten und gleichzeitig die Stromspule des Wattmeters mit Hilfe eines Shuntkontaktes nl zu shunten.
Beim Wiederabsinken der Belastung des Motors M4 wird durch Öffnung des Relaisspeisekreises bei einem höheren zweiten Leistungs-Grenzwert der Motor M4 wieder auf die Normaldrehzahl geschaltet und der Shuntkontakt nl geöffnet.
Gemäss Fig. 5 dient als Hauptmotor M5 zum Antrieb einer Förderanlage ein Gleichstrommotor GM mit konstanter Erregung. In seinem Speisestromkreis ist ein Kontaktamperemeter AM eingebaut, das bei einem bestimmten Aufwärtsschalt-Grenzwert den Speisestromkreis eines Umschaltrelais UR2 schliesst.
Dieses Relais ist dazu bestimmt, in erregtem Zustand dem Motor GM eine höhere Speisespannung zuzuführen, um ihn auf höhere Drehzahl zu schalten.
Method and device for the automatic adjustment of the conveyor speed of continuously running passenger conveyor systems to the frequency of use
The present invention relates to a method and a device for automatically adapting the conveyor speed of continuously running passenger conveyor systems to the frequency of use. In the case of escalators, moving carpets and similar continuously running conveyor systems for people, the problem of a sensible choice of conveyor speed arises. In the interests of a long service life of the conveyor system in question, the limitation of the necessary drive power and the user's feeling of security, the conveyor speed is advantageously kept at a relatively low value. On the other hand, it is in times of particularly dense traffic flow, e.g.
B. at the start and end of work, pre-festive days and sales, indicated to increase the conveyor speed to a higher value in order to avoid traffic congestion or extremely high surface loads on the conveyor system. Of course, it is possible for staff to monitor the conveyor system and have it switched to a higher conveyor speed if the user frequency increases.
For the purpose of automatic switching of the conveying speed, it is known to switch the drive system of a conveyor system to a higher conveying speed during certain predetermined times with increased traffic density according to experience, while evaluating statistical experience documents with the help of appropriately set time switches. On the other hand, it is known to continuously measure the frequency of use using floor contacts, staircase contacts or light barrier relays and to automatically switch to a higher conveying speed when the frequency is increased.
The automatic switching of the conveying speed according to the first-mentioned type does not ensure an adaptation of the conveying speed to the effective current traffic density and the devices according to the second-mentioned type are often inaccurate and subject to wear and tear.
The aim of the present invention is to automatically adapt the conveying speed of continuously running conveying devices in an operationally reliable manner with little technical effort and avoiding pulse contacts and counters. The invention makes use of the fact that the drive systems of conveyor systems are correspondingly more heavily loaded when the frequency of use is increased; H. that the drive systems have to apply a correspondingly greater torque or a correspondingly higher braking torque when the conveyor organ travels downwards.
The method according to the invention for automatically adapting the conveying speed of continuously running passenger conveying systems to the frequency of use is characterized in that a load-dependent drive parameter is measured with the aid of a control element, with the conveying speed being switched to one when predetermined limit values of this parameter are exceeded or not reached higher or lower value is triggered automatically.
The device according to the invention on motor-operated, continuously running conveyor systems for carrying out the method according to the invention, comprising a drive system which can be set to at least two different conveyor speeds, is characterized in that a control element for the continuous measurement of a load-dependent drive parameter with a switching element for the
Conveyor speed cooperates so that when the load increases over a certain
In addition to the limit value, the conveying speed is automatically increased and then decreased again when the load drops below a predetermined limit value.
As a burden, d. H. The torque or braking torque to be overcome by a drive unit can be used directly as a torque-dependent drive parameter, which can be measured, for example, with the aid of known torque meters which are suitable for actuating a switching device for the conveying speed when preset limit values are exceeded or not reached.
For DC motors with constant excitation z. B. the supply current consumed by the motor is a useful load parameter that can be measured by a contact ammeter with switching contacts that can be set to specific values. In the context of the present invention, this supply current measurement can also be used for three-phase short-circuit armature motors and three-phase shunt commutator motors, with the proviso that the upshift of the motor speed is carried out at a different current value than the downshift, because with these types of motor the supply current is not only dependent on the torque, but also on the speed. For example, the contact ammeter can automatically be shunted to the appropriate extent at a higher engine speed.
Another load-dependent drive parameter can be the electrical power consumed by the motor, which can be measured with the aid of a contact wattmeter. It should be noted, however, that the electrical power consumed depends not only on the load torque, but also on the output speed, i.e. H. depends on the product of these quantities. The upshift to a higher rotational speed must therefore take place with a lower power measured value than the downshift, provided that the same torque, i. H. the same load should trigger the speed changeover.
With certain drive motors, e.g. B. three-phase asynchronous machines, the slip can also form a useful load-dependent drive parameter. In the case of pole-changing three-phase short-circuit armature motors or three-phase short-circuit armature motors with variable supply frequency, the slip is practically not dependent on the speed, but only on the drive torque.
Switching the engine speed can, for. B. in pole reversible three-phase short-circuit armature motors by switching a three-phase source to the other winding group. However, it can also be provided that a three-phase motor is connected to a three-phase current source with a different frequency for this purpose.
With three-phase shunted commutator motors, the change in speed can be triggered by adjusting the brushes, while with DC motors the change in speed is triggered by changing the armature voltage.
Some exemplary embodiments of the device according to the invention are shown schematically in the drawing.
According to FIG. 1, the drive motor M1 of a continuously running hoist winch FW of a passenger conveyor system is a pole number switchable three-phase short-circuit armature motor with two different pole numbers resulting winding groups p2 and p3, of which either one or the other with the help of a three-pole changeover switch DS 1 other is connected to the three-phase supply source R, S, T. A known type of torque meter DM serves as a control element for the current load, which measures the torque transmitted between the motor output shaft W1 and the winch drive shaft W2 and, if a predetermined limit value is exceeded or not reached, switches the switch DS1 and thereby the motor speed to a higher or lower value Value switches.
The embodiment of FIG. 2 is similar to that of FIG. 1, in that it is also in the wave train
W1-W2 a torque meter DM is installed between the drive motor M2 and the conveyor winch FW, which is able to switch a speed switch DS2 at a certain limit value. A three-phase short-circuit armature motor is used as the motor M2, which is connected by switch DS2 either to a first three-phase current source R1, S1, T1 with the frequency or to another three-phase current source R2, S2, T2 with the frequency f2 and accordingly set to two different speeds can be.
According to FIG. 3, a three-phase shunt commutator motor M3 with a rotatable brush ring is used to drive the conveyor winch FW via the shafts W1 and W2 with a torque meter DM arranged between them.
The switch DS3, which is turned over by the torque meter DM at a certain torque limit value, connects the winding system of a three-phase squirrel-cage armature motor, which is used as an auxiliary motor m to rotate the brush ring of the main motor, to the three-phase current source R, S, T that also feeds the main motor M3 Depending on the position of the switch DS3, the rotor is rotated either in one or in the other direction until an end position is reached. This end position is determined by limit switches ES 1 or ES2, in that these limit switches interrupt the relevant supply current lines of the auxiliary motor m when the brush ring has reached the corresponding end position and the main motor is running at the corresponding other speed.
According to FIG. 4, the electrical power consumed by a motor M4 is continuously measured with the aid of a contact wattmeter WM, which closes the feed circuit of a switchover relay UR 1 when the power value rises above a predetermined limit value. The changeover relay UR 1 is intended to switch the main motor M4 to a higher speed with the help of switching elements (not shown) and at the same time to shunt the current coil of the wattmeter with the help of a shunt contact nl.
When the load on the motor M4 drops again, the motor M4 is switched back to normal speed and the shunt contact nl is opened by opening the relay feed circuit at a higher second power limit value.
According to FIG. 5, the main motor M5 used to drive a conveyor system is a direct current motor GM with constant excitation. A contact ammeter AM is installed in its supply circuit, which closes the supply circuit of a changeover relay UR2 when a certain upward switching limit value is reached.
This relay is intended to supply the motor GM with a higher supply voltage when it is energized in order to switch it to a higher speed.