CN100341226C - 带有电动机的设备的应急操作装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种由电动机特别是永久磁铁所激励的同步电动机所驱动的设备的应急操作装置，该设备由主电器单元(2)控制并供电，其中即使在应急操作的情况下电动机也能驱动设备，并且当转换到应急操作时，将开关连接到后备电源。这种应急操作装置能够用于例如，旅客升降机中。

Description

带有电动机的设备的应急操作装置
本发明涉及一种由同步电动机特别是由永久磁铁激励的同步电动机驱动的设备的应急操作装置，其中电动机在主操作过程中由主电器单元控制并提供主电流，在应急操作过程中由后备电源通过辅助电器单元控制并提供应急电源，两者都使用电动机位置传感器。
例如，这种类型的设备可以是旅客升降梯。
从EP-A-0733 578可以了解到用于此种目的的普通应急操作装置。
该文件描述了用永久磁铁所激励的同步电动机驱动电梯的设备。在该设备中，如果电源发生故障，就把后备电源与辅助电器单元相连，以便在应急操作时该电动机还可以用作电梯的驱动器。关于该设备，应急操作与主操作的不同点仅仅在于辅助电源的连接上，利用辅助电源，可以通过辅助电器单元为同步电动机供电。在从主操作转换为应急操作时不发生什么其它变化。因此，在主操作和应急操作时，用同一转子位置传感器驱动同步电动机，所述转子位置传感器是操纵每台设备的同步电动机的基本要求。
从JP 07 23 28 72 A已知一台用于由感应电动机即异步电动机驱动的设备的应急操作装置，该感应电动机供以主电流。当该设备处于应急操作状态时，感应电动机由辅助电器单元操作。在该设备中，感应电动机与普通的同步电动机是功能不同类型的电动机，这一点同样也相对适用于两种状况下存在的主电器单元和辅助电器单元。假如要转向应急操作，那么在转换到辅助电器单元的过程中，其中的单一的速度传感器就只起到获得前面的主操作状态的作用。速度传感器在实际的应急操作过程中再没有其它功能。
本发明处理的问题是：增加由普通设备以及使用普通设备启动可以达到的应急操作的安全性，与此同时，还要保证设备的结构尽可能的简单，例如便宜。
这个问题可以通过具有如下特征的一种由同步电动机(1)特别是由永久磁铁激励的同步电动机驱动的设备的应急操作装置来实现，电动机在主操作过程中由主电器单元(2)控制并提供主电流，在应急操作过程中由后备电源(11)通过辅助电器单元(10)控制并提供应急电源，两者都使用电动机位置传感器，其中，利用各个不同的转子位置传感器改变主操作和应急操作的控制电路，也就是第一转子位置传感器(3)用于主操作，第二转子位置传感器(12)用于应急操作，以及如果主电流和/或主电器单元(2)发生故障当应急操作开始时，开关(7)断开电动机(1)与主电器单元(2)的连接，并把电动机(1)与辅助电器单元(10)相连。
本发明的一个特殊的优点在于：通过设置用于主电器单元和辅助电器单元的两个单独的具有不同的独立控制电路的转子位置传感器和开关来确保了几种方式的对设备的应急操作，也就是保护和防止主供电网络发生故障，主电器单元发生故障，包括接在开关上的馈线发生短路，还有运行在主操作状态下的转子位置传感器发生故障。另外，它还消除了转换过程中附带的只有一个单独的转子位置传感器时所存在的错误来源。结果，根据本发明的这些特征增加了应急操作的整体可靠性。
根据本发明的实施例的另一个优点是可以使用各种各样的转子位置传感器，例如，高成本的用于主操作的分解器形式的极高精度功能的转子位置传感器，以及用于应急操作的功能可靠但是精度不太高的转子位置传感器。例如，一种很便宜的霍尔元件可用于应急操作。
根据本发明的实施例，附加有仅用于应急操作的转子位置传感器的应急操作装置使得用应急操作转子位置传感器来提前适应受到影响的电动机成为可能，而不用管该电动机是否可实际应用于应急操作。结果，在实际中没有应急操作装置而运行的电动机很容易就可以连接在后来安装的应急操作装置上。为了达到此目的只要求在应急操作时把转子位置传感器连接到电源的变化，但是不需要考虑把主转子位置传感器嵌入应急操作装置中。
如果开关既可以由手动致动器又可以由自动致动器来操作是比较有利的，因为那样就可以自动或手动启动应急操作。自动致动器最好也连在后备电源上。
应急操作装置可以方便地应用于电梯驱动器，尤其是旅客升降梯驱动器。
图1显示了本发明的实施例的概略的框图。
下面将根据附图中所示的实施例对本发明进行更详细的描述。这张图显示了本实施例的概略的框图。
由永久磁铁所激励的同步电动机1(交流伺服电动机)包括一个与永久磁铁相匹配的转子和一个环绕转子的定子。与三相电源(3×380V～)相连的主电器单元2(伺服控制器)在适当的时间把三相U，V，W施加到定子的电极从而产生一个转动磁场，该转动磁场使转子转动。位于电动机1内部并且与主电器单元2，如分解器，相连的第一转子位置传感器3确定转子相对于定子的绝对角度位置。主电器单元2利用该角度位置确定为上述电动机1控制供电的合适时间。这种反馈回路还使调整电动机1的扭矩和速度成为可能。
主电器单元2与电动机1之间的线路包括一个开关7，开关7可以由手动致动器8和自动致动器9来开关以把电动机1与主电器单元2分离开，并把电动机1连接到辅助电器单元10上。辅助电器单元10由电池11供电，并在启动后在合适的时间把三相U，V，W施加到定子电极从而取代主电器单元2。然后，位于电动机1内部并且与辅助电器单元10相连的包括3个霍尔元件传感器的第二转子位置传感器12确定转子的角度位置。辅助电器单元10相应地确定为电动机控制供电的合适时间。因此，辅助电器单元10的结构与主电器单元2的结构类似，但是还可以简化，例如它可以只有扭矩控制而不要速度控制。
假如连接到辅助电器单元10，可以获得电动机1的最大扭矩，但是电动机1的速度则依赖于电池11的电压电平。例如，这种电压可以为24-48V。电池11可以包括串联在一起的在汽车结构中已知的12V电池。用通交流电(230V～)的充电器13为电池11充电。电池11还可以为自动致动器9供电。
作为驱动器，电动机1位于电梯例如旅客升降梯内。假如发生电源故障，例如如果为主电器单元2供电的三相电源发生故障或者如果主电器单元2自身由于缺陷而发生故障，自动致动器9就被启动，它接下去又启动开关7。开关7把电动机1与主电器单元2分离开，并把电动机1连接到辅助电器单元10上。现在电动机1就以应急操作模式工作并不断驱动电梯，尽管速度很慢。这对于解除紧急情况非常重要。可以用辅助电器单元10来完成与主电器单元2相同的功能。
辅助电器单元10还可以在应急操作过程中自动解除电梯的制动装置，该制动装置在其它情况下必须由手动启动。可以将辅助电器单元10设计成可以根据电梯的过载和/或速度在应急操作尤其是在啮合和再次解除制动过程中来控制制动装置的有效性。这一点特别是在电梯升降器载荷很重时很有利，这样可以保护后备电源11。如果必要，辅助电器单元10还可以识别何时升降器向所希望释放的方向相反的方向移动，然后启动制动装置。

Claims (10)

1.一种由同步电动机(1)驱动的设备的应急操作装置，该电动机(1)在主操作过程中由主电器单元(2)控制并提供主电流，在应急操作过程中由后备电源(11)通过辅助电器单元(10)控制并提供应急电源，其特征在于：
利用第一转子位置传感器(3)改变主操作的控制电路，利用第二转子位置传感器(12)改变应急操作的控制电路，以及
如果主电流和/或主电器单元(2)发生故障当应急操作开始时，开关(7)断开电动机(1)与主电器单元(2)的连接，并把电动机(1)与辅助电器单元(10)相连。
2.根据权利要求1所述的应急操作装置，其特征在于：上述同步电动机(1)是永久磁铁激励的同步电动机。
3.根据权利要求1所述的应急操作装置，其特征在于：第二转子位置传感器(12)有至少一个霍尔元件传感器。
4.根据权利要求1所述的应急操作装置，其特征在于：开关(7)由手动致动器(8)来操作。
5.根据权利要求1所述的应急操作装置，其特征在于：开关(7)由自动致动器(9)来操作。
6.根据权利要求5所述的应急操作装置，其特征在于：自动致动器(9)与后备电源(11)相连。
7.根据权利要求5所述的应急操作装置，其特征在于：如果主电器单元(2)的电源被切断或者如果主电器单元(2)发生故障，都启动自动致动器(9)。
8.根据前述权利要求中的任何一个的应急操作装置，其特征在于：利用辅助电器单元(10)把电梯制动装置作为负载的函数来控制。
9.具有根据前述权利要求中的任何一个的应急操作装置的电梯驱动器。
10.根据权利要求9所述的电梯驱动器，其特征在于所述电梯驱动器是旅客升降梯驱动器。
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