CN112840519A - 用于监视电机运行的方法和升降机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于监视电机运行的方法和升降机构，其中，检测电机电流，电机具有特别是可电磁操作的制动器、尤其是保持制动器，在第一方法步骤中，当电机接通时进行预磁化，其中，监视电机电流的检测值的曲线与理论曲线的偏差是否超过允许量，其中，电机的制动器被激活，尤其是保持接合。

Description

用于监视电机运行的方法和升降机构

技术领域

本发明涉及一种用于监视电机运行的方法和升降机构。

背景技术

众所周知，诸如电梯之类的升降机构可以由驱动器驱动，在该驱动器故障时存在升高的负载掉落的危险。

从DE 10 2018 002 188 A1，特别是从那里的第[0035]段中已知一种用于检查驱动器的方法。在此，电机的定子绕组的电阻通过测量电机电压和电机电流来确定，但是为此，在施加电机电压之后要等待电机电流变得稳定，以便可以忽略定子电感的影响。

从DE 42 28 798 C2已知一种用于对电机进行故障寻找的装置。

发明内容

因此本发明的目的是，改进一种用于监视升降机构的运行的方法，其中，尤其在初次启动期间还应提高安全性。

根据本发明，该目的通过根据权利要求1所述的特征的方法以及根据权利要求10所述的特征的升降机构来实现。

在用于监视电机、尤其是实施为异步电机的电机的运行的方法中，本发明的重要特征是，检测电机电流，

其中，电机具有特别是可电磁操作的制动器、特别是保持制动器，特别是其中，由制动器产生的制动力矩被传递到电机的转子，

其中，在第一方法步骤中在电机接通时进行预磁化，其中，特别是在该预磁化期间，监视电机电流的检测值的曲线是否超过与理论曲线的偏差的允许量，

其中，电机的制动器被激活，特别是保持接合。

在此优点是，提高了安全性，因为在预磁化过程中、即在制动器仍处于闭合状态且转子尚未完全磁化的情况下就已经可以对电机进行检查。如果电机电流与预给定曲线的偏差太大，则出错。例如，存在电缆损坏、特别即是电线断开、或者端子丢失或电触点丢失。但是，也可能存在接线错误、例如三相电机的错误连接。例如，实施了星形连接而不是三角形连接。这样，电机在有功运行时将无法建立所期望的转矩。

如果出现此类错误，则制动器将保持接合状态。即不断开制动器以产生有功运行。同样也不进行电机的有功运行、即转速受调节或转矩受调节的运行。

因此在初次启动时便已可以提高安全性。

因为在第一方法步骤期间、即在预磁化期间监视电机电流曲线，所以可以在非常短的时间内进行对电机的检查、尤其是监视。即不必等待达到稳态的电机电流值。

在一有利的设计方案中，在时间上紧随第一方法步骤的第二方法步骤中，

-如果在第一方法步骤期间没有检测到超过，则电机的制动器被断开，接着执行电机的有功运行、尤其是受调节的运行，

-如果在第一方法步骤期间检测到超过，则电机的制动器保持接合，接下来不执行电机的有功运行、尤其是受调节的运行。

在此优点是，在允许的电流曲线的情况中，不存在错误，并因此在预磁化后打开制动器，并开始有功运行。

在一有利的设计方案中，通过监视检测到的电机电流值的曲线是否超过上阈值的随时间变化的理论曲线以及是否低于下阈值的随时间变化的理论曲线，来监视是否超过偏差的允许量。在此优点是，仅需要将在相应的时刻检测的电机电流测量值与为该相应的时刻分配的上阈值和为该相应的时刻分配的下阈值进行比较。因此通过简单的比较就可以进行监视并提高安全性。

在一有利的设计方案中，可以由逆变器向电机的定子供给三相电压，转子具有鼠笼绕组/短路笼。在此优点是，可以使用由逆变器供电的异步电机。

在一有利的设计方案中，

-理论曲线在第一方法步骤的第一时间段中随时间线性增加，

-理论曲线在第一方法步骤的在时间上紧随第一时间段的第二时间段中具有恒定值，

-理论曲线在第一方法步骤的在时间上紧随第二时间段的第三时间段中随时间线性下降，直到一个非零的值。

在此优点是，可以遵循预给定的理论曲线。尤其是可达到电机电流的局部最大值并进而实现尽可能快的预磁化。因此，在超过局部最大值后，必须再次降低电机电流。即，即使在短时间内增加损耗，也可以进行快速预磁化。通过理论曲线的线性区段，可以执行特别简单的监视。

在一有利的设计方案中，第二时间段的持续时间短于第一时间段的持续时间与第三时间段的持续时间之和。在此优点是，可以非常快速地执行在第一时间段中的增加，特别是电流的增加仅受定子电感的限制，并且也可以快速地执行在第三时间段中电机电流的减小，因为必须达到非零的电机电流值。因此，利用恒定值可以使用较高的值，该值接近允许的电流限值，并因此导致快速的预磁化。在此重要的是，电机电流在第二时间段中虽然具有恒定值，即，由电机的相电流形成的电机电流空间矢量的大小/长度是恒定的，但是电机电流空间矢量的方向不一定必须保持不变。这是因为在改变电机电流空间矢量的方向且同时产生可忽略不计的微小转矩的情况下可以实现特别快速的预磁化，并且可以在断开制动器时或断开制动器后将电机平滑地接通到被驱动的线缆卷筒上。

在一有利的设计方案中，上阈值和下阈值之间的差在第一方法步骤的第一时间段中单调增加，并且在第一方法步骤的第二时间段和第三时间段中具有恒定值。在此优点是，根据在预磁化开始时可能尚存在的剩磁，容许建立具有较大偏差的电机电流，即考虑不同的初始条件，并且，在达到在预磁化期间设置的最大电流之后，初始条件变得无关紧要。

在一有利的设计方案中，如果超过允许量，则指示和/或报告错误。在此优点是，可以识别错误状态，并且可以引入维护措施等。

在一有利的设计方案中，在有功运行期间由电机产生非零的转矩，特别是，由电机产生的转矩被调节到理论值。在此优点是，在执行了预磁化之后存在转子磁通，该转子磁通在电机电流空间矢量不平行于该转子磁通定向时可以产生相应的转矩。因此可以为有功运行直接提供高转矩。

用于执行上述方法的升降机构的重要特征是，该升降机构具有可通过由逆变器供电的电机移动的负载，所述移动特别是提升，

特别地，电机驱动线缆卷筒，线缆至少部分地缠绕在线缆卷筒上，负载固定在线缆上，

其中，电机实施为异步电机，

其中，升降机构具有用于检测电机电流的装置，

其中，电机具有制动器、特别是可电磁操作的制动器、特别是保持制动器，特别是其中，由制动器产生的制动力矩被传递到电机的转子，

其中，升降机构、特别是逆变器具有用于监视检测到的电流是否超过与理论值、特别是理论值曲线的偏差的允许量的装置，

其中，该装置在信号技术方面连接到用于指示错误的指示装置。在此优点是，可以避免负载落下，因为仅当可靠地提供预磁化时才打开制动器。

在一有利的设计方案中，传动装置/减速器布置在线缆卷筒和电机之间。在此优点是，负载可以绑缚到可缠绕在线缆卷筒上的线缆上，该线缆卷筒可以由传动装置的输出轴驱动，因为线缆卷筒以不可相对转动的方式与该输出轴连接，并且其中传动装置的输入轴可以由转子驱动，特别是由电机的转子轴驱动，特别是因为该输入轴可以以不可相对转动的方式连接到转子。

另外的优点由从属权利要求给出。本发明不局限于权利要求的特征组合。对于本领域技术人员而言，尤其是从目的提出和/或通过与现有技术相比较而提出的目的，可得到权利要求和/或单项权利要求特征和/或说明书特征和/或附图特征的其它合理的组合可能性。

附图说明

下面根据附图详述本发明：

图1示出电机的电机电流的曲线，其中该电流曲线与预定曲线的偏差不超过允许量，即没有达到错误状态。

图2示出电机的电机电流的曲线，其中该电流曲线与预定曲线的偏差超过了允许量，即达到了错误状态。

具体实施方式

如图所示，当电机接通时，即在被实施为异步电机的电机的非通电的时间段1之后，首先将电机转子的鼠笼绕组预磁化。

在此，逆变器馈给交流电压，使得产生磁场的电流在鼠笼绕组中流动。

由于电感、尤其是定子绕组的电感，取决于电机，建立具有所期望的强度的磁场需要持续一毫秒到十秒钟的时间。

电机实施为三相电机，其中逆变器为电机提供三相电压。

在根据本发明的升降机构中，转子与线缆卷筒以不能相对转动的方式相连接，其中负载被固定在可以缠绕在线缆卷筒上的线缆上。

为了提升负载，电机所产生的转矩M必须超过最小转矩，否则负载可能落下来。

电机电流的检测可以以简单的方式通过布置在从逆变器到电机定子的馈线中的分流电阻器实现，或者另选地，通过布置在逆变器直流侧端子上的分流电阻器实现。逆变器可以通过由电网馈电的整流器来供电，该整流器的直流电压侧端子尤其是经由分流电阻器连接到逆变器的直流电压侧端子。

电机具有可电磁操作的制动器，该制动器设计为保持制动器。在此，转子与外齿部件以不能相对转动的方式相连接或自身具有外齿。制动衬片支架以其内齿被推到转子或所述部件的外齿上，并因此以不能相对转动、但可轴向移动的方式布置在转子上。

可通电的线圈以不能相对转动的方式与定子连接。由铁磁钢制成的衔铁盘在线圈和制动衬片支架之间以不能相对转动、但可轴向移动的方式与定子连接。在此，轴向运动由与定子、尤其是定子壳体相连接的栓来引导。

当线圈未通电时，支撑在线圈磁体上的弹簧元件将衔铁盘压在制动衬片支架上，该制动衬片支架继而又被压在形成在电机壳体上的制动面上。因此，制动器于是被接合，这在图中以制动器状态B的值0表示。

当线圈通电时，衔铁盘克服弹簧元件所产生的弹簧力被线圈吸引。因此，制动衬片支架于是得到轴向空隙，并且制动器被断开，这在图中以制动器状态B的值1表示。

直到预磁化2结束，线圈才通电。

如图1所示，在预磁化2之后，线圈被通电，即制动器被断开。该断开在时间段3中进行，在该时间段中随后发生电机的有功运行4，即建立了转矩M。这样，即使在制动器打开的情况下，也确保负载不落下来。

但是，如果存在接线错误，或电机绕组制造过程中的错误，或与电缆相关的其他错误如断线、短路或连接类型错误，如星形连接而不是三角形连接。

如图2所示，当检测到错误时，即当超出允许的电流值范围时，或者另选地，当低于允许的电流值范围时，会引发错误状态，使得接下来阻止制动器按计划断开，并且有功运行不开始。在这种情况下，也借助于制动器保持负载。

电流值范围由上阈值的曲线和下阈值的曲线预先给定，特别是在预磁化2的时间段内。

如图所示，上阈值的曲线首先、即在第一时间段内上升，特别是作为时间的线性函数、即与时间成比例地上升，然后达到在另一时间段内恒定的值，然后在第三时间段中作为时间的线性函数下降，直到一个非零的值。

如图所示，下阈值的曲线也首先、即在第一时间段内上升，特别是作为时间的线性函数、即与时间成比例地上升，然后达到在另一时间段内恒定的值，此后它在第三时间段中作为时间的线性函数下降直到一个不为零的值。但是，下阈值始终小于上阈值，并且始终与上阈值保持最小距离。

在根据本发明的另外的实施例中，线缆卷筒不是直接被电机的转子转动，而是经由中间传动装置来转动。

附图标记列表：

1 未通电的电机

2 预磁化

3 制动器打开

4 电机的有功运行

I 电机电流

B 制动器状态

M 转矩

F 错误状态

Claims (12)

1.一种用于监视电机的运行的方法，该电机特别是实施为异步电机，其中，检测电机电流，该电机具有尤其是能电磁操作的制动器、尤其是保持制动器，尤其是其中，由制动器产生的制动力矩被传递到电机的转子，

其特征在于，在第一方法步骤中，当电机接通时，特别是在施加电机电压时，监视预磁化期间引起的电机电流的检测值的曲线与理论曲线的偏差是否超过允许量，其中，电机的制动器被激活，尤其是保持接合。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在时间上紧随第一方法步骤的第二方法步骤中，

-如果在第一方法步骤期间没有检测到超过，则将电机的制动器断开，

然后执行电机的有功运行、尤其是受调节的运行，

-如果在第一方法步骤期间检测到超过，则电机的制动器保持接合，接下来不执行电机的有功运行、尤其是受调节的运行。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过监视所检测的电机电流的值的曲线是否超过上阈值的与时间有关的理论曲线以及是否低于下阈值的与时间有关的理论曲线，来监视偏差是否超过允许量。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，能够由逆变器向所述电机的定子馈给三相电压，所述转子具有鼠笼绕组。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

-所述理论曲线在所述第一方法步骤的第一时间段中随时间线性增加，

-所述理论曲线在所述第一方法步骤的在时间上紧随第一时间段的第二时间段中具有恒定值，

-所述理论曲线在所述第一方法步骤的在时间上紧随第二时间段的第三时间段中随时间线性下降，直到一个不为零的值。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，上阈值和下阈值之间的差在所述第一方法步骤的第一时间段中单调增加，并且在所述第一方法步骤的第二时间段和第三时间段中恒定。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二时间段的持续时间短于所述第一时间段的持续时间与所述第三时间段的持续时间之和。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在超过所述允许量的情况中，指示出和/或报告错误。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在有功运行中，所述电机产生不为零的转矩，尤其是，由所述电机产生的转矩被朝向理论值调节。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述第一方法步骤期间，所述电机、特别是所述电机的转子尚未完全磁化。

11.一种用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法的升降机构，

该升降机构具有能够通过由逆变器供电的电机来移动、特别是提升的负载，

特别是其中，所述电机驱动线缆卷筒，线缆至少部分地缠绕在该线缆卷筒上，负载固定在该线缆上，

该电机被实施为异步电机，

该升降机构具有用于检测电机电流的装置，

该电机具有制动器、特别是能电磁操作的制动器、尤其是保持制动器，特别是其中，由制动器产生的制动力矩被传递到电机的转子，

其特征在于，所述升降机构、特别是逆变器具有用于监视检测到的电流与理论值、特别是理论值曲线的偏差是否超过允许量的装置，该装置在信号技术方面连接到用于指示错误的指示装置。

12.根据前述权利要求中任一项所述的升降机构，其特征在于，在所述线缆卷筒和所述电机之间布置有传动装置。

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