DE19960491C5

DE19960491C5 - Vorrichtung und Verfahren zur Regelung des Antriebs einer Fördereinrichtung

Info

Publication number: DE19960491C5
Application number: DE19960491A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Henkel; Stefan Spannhake; Ralph Stripling; Richard Markus
Original assignee: Otis Elevator Co
Current assignee: Otis Elevator Co
Priority date: 1999-12-15
Filing date: 1999-12-15
Publication date: 2010-06-10
Anticipated expiration: 2019-12-16
Also published as: DE19960491A1; JP4892151B2; WO2001044083A8; WO2001044083A1; KR100655827B1; US6626279B2; ES2556618T3; KR20020059795A; DE19960491B4; EP1268323A4; BR0016019A; JP2004501038A; BRPI0016019B1; EP1268323A1; EP1268323B1; US20020162726A1

Abstract

Verfahren zur Regelung des Antriebs einer einen Antriebsmotor (26) und einen hinsichtlich seiner Ausgangsfrequenz steuerbaren Frequenzumrichter (42) aufweisenden, zwischen einem Lastbetrieb und einem Leerbetrieb umschaltbaren Fördereinrichtung in Form einer Fahrtreppe (10) oder eines Fahrsteiges, wobei:
der Antriebsmotor (26) im Lastbetrieb mit einer Netzspannung mit einer Netzfrequenz (fNetz) und im Leerbetrieb mit einer Ausgangsspannung des Frequenzumrichters (42) gespeist wird;
der Antriebsmotor (26) vor einer Umschaltung zwischen Netzspeisung und Frequenzumrichterspeisung für eine vorbestimmte Stromloszeitdauer (Δti) ohne Speisung betrieben wird,
die Netzspannung und die Frequenzumrichter-Ausgangsspannung hinsichtlich Frequenz und Phasenlage miteinander verglichen werden;
mittels eines Beförderungssignalgebers (48) ein Betriebsartenumschaltbedarf signalisiert wird;
bei dem eine Regelung der Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters (42) auf einen vorbestimmten Frequenzabstand (Δfup, Δfdown) gegenüber der Netzfrequenz (fNetz) durchgeführt wird,
und zu demjenigen Zeitpunkt (t1, t4) nach dem Signalisieren eines Betriebsartenumschaltbedarfs, zu welchem die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters (42) sowohl den vorbestimmten Frequenzabstand (Δfup, Δfdown) zur Netzfrequenz...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Regelung des Antriebs einer zwischen einem Lastbetrieb und einem Leerbetrieb umschaltbaren Fördereinrichtung in Form einer Fahrtreppe oder eines Fahrsteiges. Dabei umfasst die Fördereinrichtung einen Netzspannungsanschluß, der eine Netzfrequenz liefert, einen elektrischen Antriebsmotor, insbesondere in Form eines Induktionsmotors oder Synchronmotors, und einen Betriebsartenumschaltbedarf signalisierenden Beförderungsbedarfsignalgeber.
Stand der Technik
Eine typische Fördereinrichtung zur Personenförderung in Form einer Fahrtreppe oder eines Fahrsteigs umfaßt eine Vielzahl dicht benachbarter Trittplatten, die mit Hilfe des Antriebsmotors in Form eines Endlosbandes in gewünschter Förderrichtung bewegt werden.
Um den Energieverbrauch und die Abnutzung derartiger Fördereinrichtungen zu reduzieren, ist man dazu übergegangen, solche Fördereinrichtungen nur bei Förderbedarf in Förderbewegung zu versetzen, sie ansonsten zum Stillstand zu bringen. Zu diesem Zweck ist ein Beförderungsbedarfsignalgeber vorgesehen, beispielsweise in Form einer Trittplatte, einer Lichtschranke oder eines manuell betätigbaren Schalters, mittels welchem das Vorliegen von Beförderungsbedarf festgestellt werden kann. Liegt Beförderungsbedarf vor, beispielsweise weil ein Fahrgast auf die Trittplatte getreten ist, wird die Fördereinrichtung für eine vorbestimmte Zeitdauer in Förderbewegung versetzt und wieder abgeschaltet, wenn innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer kein weiterer Beförderungsbedarf festgestellt worden ist.
Aus der WO 98/18711 ist es bekannt, zur Vermeidung von Spitzenbelastungen während häufigen Ein- und Ausschaltens der Fördereinrichtung den Antriebsmotor nicht abrupt ein- und auszuschalten sondern bei Umschaltvorgängen die Drehzahl des Antriebsmotors rampenförmig ansteigen beziehungsweise abfallen zu lassen. Für derartige Fördereinrichtungen werden vorwiegend Induktionsmotoren verwendet. Da die Drehzahl eines Induktionsmotors von der Frequenz der ihn speisenden Wechselspannung abhängt, was bei direkter Speisung aus einem Wechselspannungsnetz mit konstanter Netzfrequenz konstante Drehzahl des Induktionsmotors bedeutet, wird ein steuerbarer Frequenzumrichter eingesetzt, mit welchem die ihm zugeführte Netzfrequenz in steuerbarer Weise in eine von der Netzfrequenz verschiedene Ausgangsfrequenz umgesetzt werden kann.
Die Kosten für einen Frequenzumrichter, welcher den Antriebsmotor einer Fahrtreppe oder eines Fahrsteigs auch bei Lastbetrieb speist, wären hoch, da sie mit der Ausgangsleistung, welche ein Frequenzumrichter liefern können muß, enorm ansteigen.
Um die Anschaffungs- und Betriebskosten niedriger zu halten, sieht die WO 98/18711 vor, daß die Fördereinrichtung nur im Lastbetrieb mit voller Fördergeschwindigkeit angetrieben wird, in einem Stand-By-Betrieb oder Leerbetrieb, während welchem kein Förderbedarf besteht, jedoch nur mit einer reduzierten Leerbetriebgeschwindigkeit, und daß der Antriebsmotor nur während des Leerbetriebs und der Umschaltvorgänge aus dem Frequenzumrichter gespeist wird, während des Lastbetriebs jedoch direkt aus der Netzspannungsquelle. Dies schafft die Möglichkeit, den Frequenzumrichter hinsichtlich seiner Maximalleistung viel niedriger auszulegen, was zu einer beträchtlichen Kosteneinsparung gegenüber einem Frequenzumrichter führt, dessen Maximalleistung dem Lastbetrieb der Fördereinrichtung angepaßt ist. Die aus der WO 98/18711 bekannte Fördereinrichtung geht dann, wenn nach Durchführung eines Förderauftrags kein weiterer Förderbedarf gemeldet wird, zunächst in den Leerbetrieb über und wird in den Stillstand erst dann geschaltet, wenn für eine vorbestimmte Zeitdauer nach dem Übergang in den Leerbetrieb kein erneuter Förderbedarf gemeldet wird.
Durch die genannten Maßnahmen hat man eine beträchtliche Reduzierung von Lastspitzen und abrupten Geschwindigkeitsänderungen der Fördereinrichtungen erreicht. Bei Wechseln zwischen Netzspeisung und Frequenzumrichterspeisung des Antriebsmotors kann es aber immer noch zu hohen Übergangsströmen kommen, und zwar aufgrund der jeweiligen Eigenspannung des Antriebsmotors, die zu einer Überlastung des Frequenzumrichters und zu ruckartigen Bewegungsänderungen der Fördereinrichtung führen können.
Derartige Erscheinungen sollen mit der vorliegenden Erfindung überwunden werden.
In US 4 748 394 A wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung des Antriebs einer Fördereinrichtung in Form einer Fahrtreppe beschrieben. Die Fördereinrichtung weist einen Antriebsmotor und einen hinsichtlich seiner Ausgangsfrequenz steuerbaren Frequenzumrichter auf und ist zwischen einem Lastbetrieb und einem Leerbetrieb umschaltbar. Der Antriebsmotor wird im Lastbetrieb mit einer Netzspannung und im Leerbetrieb mit einer Ausgangsspannung des Frequenzumrichters gespeist. Nachdem ein Betriebsartenumschaltbedarf signalisiert wird, ist die Steuerung derart ausgelegt, dass ein weitgehend ruckfreier Übergang vom Frequenzumrichterbetrieb in den Netzbetrieb gewährleistet ist, wozu insbesondere die Spannungsphasenlage berücksichtigt wird. Bei dem bekannten Verfahren wird davon ausgegangen, dass die Netzfrequenz im Wesentlichen einen konstanten Wert von hier 60 Hz aufweist.
Aufgabenstellung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Fördereinrichtung der eingangs genannten Art ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die einen weitgehend ruckfreien Übergang zwischen einem Lastbetrieb und einem Leerbetrieb der Fördereinrichtung ermöglichen, wobei außerdem Netzfrequenzänderungen kompensiert werden sollen.
Dies gelingt mit einem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß Anspruch 1 und einer erfindungs gemäßen Vorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei Weiterbildungen des Verfahrens bzw. der Vorrichtung in den abhängigen Ansprüchen angegeben sind.
Auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Antriebsmotor im Lastbetrieb mit einer Netzspannung und im Leerbetrieb mit einer Ausgangsspannung eines Frequenzumrichters gespeist. Um das erfindungsgemäße Ziel zu erreichen, werden die Netzspannung und die Frequenzumrichterausgangsspannung hinsichtlich Frequenz und Phasenlage miteinander verglichen und wird der Frequenzumrichter auf eine Ausgangsfrequenz geregelt, die einen vorbestimmten Frequenzabstand von der Netzfrequenz aufweist. Ist mittels eines Beförderungssignalgebers ein Bedarf für ein Umschalten der Fördereinrichtung von Lastbetrieb auf Leerbetrieb oder umgekehrt signalisiert worden, wird zu demjenigen Zeitpunkt nach dem Signalisieren dieses Betriebsartenumschaltbedarfs, zu welchem die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters sowohl den vorbestimmten Frequenzabstand zur Netzfrequenz aufweist als auch ein vorbestimmter Phasenabstand zwischen der Frequenzumrichterausgangsfrequenz und der Netzfrequenz erreicht worden ist, ein die Umschaltung des Antriebsmotors zwischen Frequenzumrichterspeisung und Netzspeisung auslösendes Umschaltsteuersignal erzeugt.
Die zum Umschalten zwischen Netzspeisung und Frequenzumrichterspeisung verwendeten Schaltereinrichtungen, üblicherweise Schütze, arbeiten einerseits nicht verzögerungsfrei und andererseits ist eine Stromloszeit zwischen dem Abfallen des einen Schützes und dem Anziehen des anderen Schützes erforderlich, um einen Kurzschluß des Netzes über den Frequenzumrichter zu vermeiden. Zwischen der Abgabe eines Umschaltsteuersignals und dem Abfallen des zuvor leitenden Schützes und schließlich dem Anziehen des anderen Schützes gibt es eine bestimmte inhärente Reaktionsverzögerung, die von den speziellen Komponenten der speziellen Fördereinrichtung abhängt.
Daher kann man einen glatten Übergang zwischen Frequenzumrichterspeisung und Netzspeisung und umgekehrt nicht dadurch erreichen, dass man die Netzspannung und die Ausgangsspannung des Frequenzumrichters auf Übereinstimmung von Frequenz und Phasenlage überwacht und ein Umsteuersignal zu demjenigen Zeitpunkt erzeugt, zu welchem eine derartige Übereinstimmung festgestellt ist. Bis es aufgrund der inhärenten Reaktionsverzögerung zum tatsächlichen Umschalten kommt, wäre schon wieder eine Frequenz- und Phasenabweichung vorhanden und fände kein glatter Übergang zwischen Netzspeisung und Frequenzumrichterspeisung statt.
Daher wird erfindungsgemäß ein Umschaltvorgang ”vorausschauend” gesteuert, d. h., unter Einplanung der Reaktionsverzögerung und der während der Reaktionsverzögerung auftretenden Frequenz- und Phasenänderungen zwischen Netzfrequenz und Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters. Zu diesem Zweck werden für eine spezielle Fördereinrichtung die inhärente Reaktionsverzögerung, die während der Reaktionsverzögerung auftretende Frequenzänderung der Motorspannung und die während der Reaktionsverzögerung auftretende Änderung der Phasendifferenz zwischen der Netzfrequenz und der Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters ermittelt und wird das Umschaltsteuersignal zu einem Vorlaufzeitpunkt erzeugt, bei welchem sowohl ein vorbestimmter Frequenzabstand als auch ein vorbestimmter Phasenabstand zwischen der Netzspannung und der Ausgangsspannung des Frequenzumrichters bestehen. Zum Ende der Reaktionsverzögerung liegt dann die für ein glattes Umschalten erforderliche Frequenz- und Phasenübereinstimmung vor.
Das Vorzeichen des vorbestimmten Frequenzabstandes hängt davon ab, in welcher Richtung umgeschaltet wird. Während der Stromloszeit, während welcher der Antriebsmotor weder aus dem Netz noch aus dem Frequenzumrichter gespeist wird, nimmt die Motordrehzahl aufgrund von inhärenten Reibungsverlusten der Fördereinrichtung ab. Da von einer Netzfrequenz ausgegangen wird, welcher die Motordrehzahl am Ende eines Umschaltvorgangs entsprechen soll, liegt der vorbestimmte Frequenzabstand der Ausgangsspannung des Frequenzumrichters bei Umschaltung von Frequenzumrichterspeisung oberhalb der Netzfrequenz und bei Umschaltung von Netzspeisung auf Frequenzumrichterspeisung unterhalb der Netzfrequenz.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich ausführen mit einer elektrischen Steuervorrichtung zur Regelung des Antriebs einer zwischen einem Lastbetrieb und einem Leerbetrieb umschaltbaren Fördereinrichtung in Form einer Fahrtreppe oder eines Fahrsteiges, die einen Netzspannungsanschluss mit einer Netzfrequenz, einen Antriebsmotor und einen Betriebsartenumschaltbedarf signalisierenden Beförderungsbedarfsignalgeber aufweist, wobei die Steuervorrichtung einen hinsichtlich seiner Ausgangsfrequenz steuerbaren Frequenzumrichter aufweist sowie eine steuerbare Umschalteinrichtung mit einem Lastbetriebsschaltzustand, in welchem der Antriebsmotor mit dem Netzspannungsanschluß direkt gekoppelt ist, und einem Leerbetriebsschaltzustand, in welchem der Antriebsmotor mit dem Netzspannungsanschluss über den Frequenzumrichter gekoppelt ist, und eine Synchronisiereinrichtung, mittels welcher die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters steuerbar ist, die Ausgangsspannungen von Netzspannungsanschluss und Frequenzumrichter hinsichtlich Frequenz und Phasenlage miteinander vergleichbar sind, der Frequenzumrichter auf eine Ausgangsfrequenz regelbar ist, die einen vorbestimmten Frequenzabstand von der Netzfrequenz aufweist, und zu demjenigen Zeitpunkt nach dem Signalisieren eines Betriebsartenumschaltbedarfs, zu welchem die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters sowohl den vorbestimmten Frequenzabstand zur Netzfrequenz aufweist als auch ein vorbestimmter Phasenabstand zwischen den Ausgangsspannungen von Frequenzumrichter und Netzspannungsanschluß erreicht worden ist, ein Umschaltsteuersignal an die Umschalteinrichtung lieferbar ist.
Schaltschütze, die für eine Schaltleistung ausgelegt sind, wie man sie im Zusammenhang mit Fahrtreppen und Fahrsteigen benötigt, haben üblicherweise eine inhärente Abschaltverzögerung zwischen dem Erhalt eines Ausschaltsteuersignals und dem tatsächlichen Übergang in den nicht leitenden Zustand und eine inhärente Anziehverzögerung zwischen dem Erhalt eines Einschaltsteuersignals und dem tatsächlichen Übergang in den leitenden Zustand. In diesem Fall setzt sich die inhärente Reaktionsverzögerung der Umschalteinrichtung aus der Abfallverzögerung des bisher leitenden Schützes, der Stromloszeitdauer, während welcher dem Antriebsmotor keine elektrische Energie zugeführt wird, und der Anziehverzögerung des bisher nicht leitenden Schützes zusammen.
Der vorbestimmte Frequenzabstand und der vorbestimmte Phasenabstand von Netzspannung und Frequenzumrichterausgangsspannung, die zu dem Zeitpunkt vorliegen sollen, zu welchem das Umschaltsteuersignal erzeugt wird, werden empirisch unter Zugrundelegung der jeweiligen Stromloszeitdauer und gegebenenfalls der jeweiligen Abschaltverzögerung einer praktischen Ausführungsform einer Fördereinrichtung festgelegt. Hierzu wird ermittelt, in welchem Maß sich Frequenz und Phasenlage der Klemmenspannung des Antriebsmotors während der Stromloszeitdauer ändern und wie groß die Abfallverzögerung ist. Daraus ergibt sich, zu welchem Zeitpunkt eines Umschaltvorgangs das Umschaltsteuersignal erzeugt werden muß, damit bei Beginn des Leitendwerdens der bisher nicht leitenden Schaltereinrichtung Übereinstimmung zwischen der Motorklemmenspannung und der mit dieser Schaltereinrichtung geschalteten Motorspeisequelle hinsichtlich Frequenz und Phasenlage besteht oder mindestens im wesentlichen besteht.
Um zu berücksichtigen, daß die Motordrehzahl des Antriebsmotors während der jeweiligen Stromloszeitdauer abnimmt, wird die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters je nachdem, ob sich die Fördereinrichtung im Lastbetrieb oder im Leerbetrieb befindet, auf einen vorbestimmten Frequenzabstand über der Netzfrequenz bzw. unter der Netzfrequenz geregelt. In beiden Fallen ist der Frequenzabstand derart gewählt, daß er der Abnahme der Frequenz der Motorklemmenspannung während der Stromloszeitdauer des jeweiligen Umschaltvorgangs entspricht.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters im Zusammenhang mit Umschaltvorgängen mit ansteigender bzw. abfallender Flanke geregelt wird. Es wird die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters außerhalb solcher Rampen auf den vorbestimmten Frequenabstand gegenüber der Netzfrequenz geregelt. Hierfür kann eine Zweipunktregelung eingesetzt werden. Um beim Umschalten von Stillstand auf Lastbetrieb einerseits ein schnelles Erreichen der endgültigen Lastbetriebsdrehzahl des Antriebsmotors und andererseits einen kurzen Regelvorgang zu ermöglichen, sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, daß die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters in einem ersten Rampenteil, der einen vorbestimmten Abstand unterhalb der Netzfrequenz liegt, mit steilerer Anstiegsrampe und ab Erreichen dieses Abstandes mit einer flacheren Anstiegsrampe gesteuert wird.
Eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung weist zur Umschaltung zwischen Lastbetrieb und Leerbetrieb eine Umschalteinrichtung auf, die vorzugsweise zwei Schaltschütze enthält, und eine Synchronisiereinrichtung, mittels welcher die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters steuerbar ist, die Ausgangsspannungen von Netzspannungsanschluß und Frequenzumrichter hinsichtlich Frequenz und Phasenlage miteinander vergleichbar sind, der Frequenzumrichter auf den vorbestimmten Frequenzabstand von der Netzfrequenz regelbar ist und ein Umschaltsteuersignal zu demjenigen Zeitpunkt nach dem Signalisieren eines Betriebsartenumschaltbedarfs lieferbar ist, zu welchem die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters sowohl den vorbestimmten Frequenzabstand zur Netzfrequenz aufweist als auch ein vorbestimmter Phasenabstand zwischen den Ausgangsspannungen von Frequenzumrichter und Netzspannungsanschluß erreicht worden ist.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsformen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine zum Teil aufgeschnittene, perspektivische Ansicht einer Fahrtreppe;
2 ein elektrisches Schaltbild, teilweise in Blockdarstellung, mit einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung;
3 eine zeitliche Darstellung von Abläufen im Zusammenhang mit einer Umschaltung von Stillstand auf Lastbetrieb;
4 eine zeitliche Darstellung von Abläufen im Zusammenhang mit einer Umschaltung von Lastbetrieb auf Leerbetrieb; und
5a und 5b ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens.
Als Beispiel für eine erfindungsgemäße Fördereinrichtung wird eine Fahrtreppe betrachtet, wie sie in 1 in teilweise geschnittener, perspektivischer Ansicht zu sehen ist.
Die in 1, gezeigte Fahrtreppe 10 umfaßt einen unteren Treppenabsatz 12, einen oberen Treppenabsatz 14, ein Tragwerk 16, eine Vielzahl von hintereinander aufgereihten, ein Endlosband bildenden Trittplatten 18, eine Schleppkette 22 zum Antreiben der Trittplatten 18, ein Paar Balustraden 24, die sich zu beiden Seiten der aufgereihten Trittplatten 18 erstrecken, einen Antriebsmotor 26, der antriebsmäßig mit der Schleppkette 22 gekoppelt ist, eine mit dem Antriebsmotor 26 zusammenwirkende Steuervorrichtung 28 und einen Beförderungsbedarfsignalgeber in Form eines Fahrgastsensors 32, bei dem es sich beispielsweise um eine Lichtschranke handeln kann. Die Trittplatten 18 bilden die Plattformen für das Befördern von Fahrgästen zwischen den beiden Treppenabsätzen 12 und 14. Jede der beiden Balustraden 24 umfaßt einen beweglichen Handlauf 34, der mit derselben Geschwindigkeit wie die Trittplatten 18 angetrieben wird.
Die Steuervorrichtung 28 bestimmt die dem Antriebsmotor 26 zugeführte elektrische Energie und steuert damit die Drehzahl der Antriebsmotor 26 und somit die Bewegungsgeschwindigkeit der Trittplatten 18.
2 zeigt ein elektrisches Schaltbild mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung. Diese umfaßt einen Frequenzumrichter 42, eine Synchronisiereinrichtung 44, ein erstes Schütz K1, ein zweites Schütz K2, eine Umschaltsteuereinrichtung 46 und eine als Beförderungsbedarfsignalgeber dienende Kontaktmatte 48. Die gesamte Schaltungsanordnung ist dreiphasig ausgebildet und wird von einem dreiphasigen Wechselstromnetz mit drei Phasenleitungen L1, L2 und L3 gespeist.
Der Frequenzumrichter 42 ist eingangsseitig mit den drei Leitungen L1–L3 des Netzes verbunden. Der Antriebsmotor 26 ist über das Schütz K1 mit der Ausgangsseite des Frequenzumrichters 42 und über das Schütz K2 mit den Leitungen L1–L3 des Netzes verbunden. Von der Synchronisiereinrichtung 44 führen drei Steuerleitungen S1, S2 und S3 auf Steuereingänge des Frequenzumrichters 42. Außerdem führt von der Synchronisiereinrichtung 44 eine Steuerleitung S4 auf einen Steuereingang der Umschaltsteuereinrichtung 46. Von der Umschaltsteuereinrichtung 46 führen eine Steuerleitung S5 auf einen weiteren Steuereingang des Frequenzumrichters 42, eine Steuerleitung S6 auf einen Steuereingang des Schützes K1 und eine Steuerleitung S7 auf einen Steuereingang des Schützes K2. Von der Kontaktmatte 48 führt eine Steuerleitung S8 auf einen Steuereingang der Umschaltsteuereinrichtung 46. Von der Umschaltsteuereinrichtung 46 führt eine Steuerleitung S9 auf einen Steuereingang der Synchronisiereinrichtung 44.
Über die Steuerleitungen S5, S6 und S7 werden dem Frequenzumrichter 42 bzw. dem Schütz K1 bzw. dem Schütz K2 EIN/AUS-Steuersignale zugeführt. Über die Steuerleitung S3 erhält der Frequenzumrichter 42 von der Synchronisiereinrichtung 44 ein Rampensteuersignal. Über die Steuerleitung S4 erhält die Umschaltsteuereinrichtung 46 von der Synchronisiereinrichtung 44 einen Umschaltsteuerimpuls. Über die Steuerleitung S8 erhält die Umschaltsteuereinrichtung 46 von der Kontaktmappe 48 ein Beförderungsbedarfssignal.
Die Umschaltsteuereinrichtung 46 enthält vorzugsweise einen Mikroprozessor, mit welchem der Frequenzumrichter 42 und die beiden Schütze K1 und K2 in Abhängigkeit von einem von der Kontaktmatte 48 erhaltenen Beförderungsbedarfsignal bzw. von dem von der Synchronisiereinrichtung 44 erhaltenen Umschaltsteuersignal schaltbar sind.
Die Synchronisiereinrichtung 44 steuert über die Steuerleitungen S1 und S2 eine Anhebung bzw. eine Absenkung der Ausgangsfrequenz f des Frequenzumrichters 42, und zwar in Abhängigkeit eines Steuersignals, das der Synchronisiereinrichtung 44 über die Steuerleitung S9 zugeführt wird. Messein gänge E1 und E2 der Synchronisiereinrichtung 44 sind über ein Leitungspaar 50 bzw. ein Leitungspaar 52 mit zwei Ausgangsleitungen des Frequenzumrichters 42 bzw. zwei entsprechenden Leitungen des Netzes verbunden. Über die Messeingänge E1 und E2 werden die Phasenlage und die Frequenz einer Netzphase sowie die Frequenz und die Phasenlage einer entsprechenden ausgangsseitigen Phase des Frequenzumrichters gemessen. Die Synchronisiereinrichtung 44 umfaßt eine mit den Messeingängen E1 und E2 verbundene Vergleichseinrichtung, mittels welcher die Netzspannung und die Ausgangsspannung des Frequenzumrichters hinsichtlich Frequenz und Phasenlage miteinander verglichen werden können.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird für die Synchronisiereinrichtung 44 ein an die spezielle Anwendung angepasstes Synchronisierrelais der dänischen Firma DEIF mit der Artikelbezeichnung GAS-113DG verwendet.
Für den Zeitpunkt der Abgabe des Umschaltsteuerimpulses sind folgende Parameter zu berücksichtigen:

a) Die inhärente Verzögerung zwischen dem Auftreten des Umschaltsteuerimpulses und der Abgabe des Ausschaltsteuersignals an das nicht leitend zu schaltende Schütz;
b) die inhärente Ausschaltverzögerung eines Schützes zwischen dem Erhalt des Ausschaltsteuersignals und dem Umschalten in den nicht leitenden Zustand;
c) die die Stromloszeit bildende inhärente Verzögerung zwischen dem Umschalten des einen Schützes in den nicht leitenden Zustand und dem Umschalten des anderen Schützes in den leitenden Zustand;
d) die inhärente Einschaltverzögerung eines Schützes zwischen dem Erhalt des Einschaltsteuersignals und dem Umschalten in den leitenden Zustand;
e) der auf inhärenter Reibung der Fördereinrichtung beruhende Drehzahlabfall des Antriebsmotors während der Stromloszeitdauer, während welcher der Antriebsmotor weder aus dem Netz noch aus dem Frequenzumrichter gespeist wird; und
f) die Klemmenspannung des Antriebsmotors, deren Phasenlage und Amplitude von der Motorzeitkonstanten und der für das Umschalten benötigten Zeitdauer abhängt.

Wird als Antriebsmotor ein Induktionsmotor verwendet, kommt als weiterer Parameter hinzu:

g) der Schlupf des Antriebsmotors.

Alle diese Parameter können für eine spezielle Fördereinrichtung empirisch ermittelt werden. Daraus können der vorbestimmte Frequenzabstand gegenüber der Netzfrequenz, auf welchen die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters 42 zu regeln ist, und der Zeitpunkt, zu welchem der Umschaltsteuerimpuls abgegeben werden muß, um zum Beginn des Leitens des zuvor nicht leitenden Schützes Frequenz- und Phasenübereinstimmung zwischen Netzspannung und Motorklemmenspannung zu erreichen, bestimmt werden.
Mittels der Synchronisiereinrichtung 44 wird die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters 42 auf den vorbestimmten Frequenzabstand gegenüber der Netzfrequenz geregelt und durch Ermittlung der Phasendifferenz zwischen der gemessenen Netzphase und der entsprechenden Phase des Frequenzumrichters 42 wird das Auftreten des vorbestimmten Phasenabstandes ermittelt. Ein Umschaltsteuerimpuls wired von der Synchronisiereinrichtung 44 dann abgegeben, wenn die folgenden beiden Bedingungen erfüllt sind:

1. Die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichtres 42 liegt innerhalb eines definierten Toleranzbereichs in dem vorbestimmten Frequenzabstand zur Netzfrequenz; und
2. der Phasenwinkel zwischen der überwachten Phase des Netzes und der entsprechenden Phase des Frequenzumrichters 42 wird nach einer bestimmbaren Zeitdauer ab dem Auftreten des Umschaltsteuerimpulses Null sein.

Da man für eine spezielle Fördereinrichtung ermitteln kann, welche Zeitdauer für eine bestimmte Phasenlagenänderung erforderlich ist, kann man die für den Umschaltsteuerimpuls erforderliche Vorlaufzeit bis zum Erreichen der gewünschten Übereinstimmung der Phasenlagen bestimmen.
Die genauere Arbeitsweise der in 2 gezeigten Schaltungsanordnung wird nun anhand der 3 und 4 näher betrachtet. Dabei zeigt 3 den Vorgang einer Umschaltung von Stillstand auf Lastbetrieb, während 4 den Vorgang einer Umschaltung von Lastbetrieb auf Leerbetrieb oder Stand-By-Betrieb zeigt. Beide Figuren zeigen Frequenzverläufe, die Schaltzustände der Schütze K1 und K2 sowie das Auftreten eines Umschaltsteuerimpulses SP in Abhängigkeit von der Zeit. In den 3, und 4 bedeuten f_Netz die Netzfrequenz, Δf_up einen vorbestimmten Frequenzabstand oberhalb f_Netz und Δ_down einen vorbestimmten Frequenzabstand unterhalb f_Netz.
Anhand der 3 werden zunächst die Vorgänge beim Umschalten der Fördereinrichtung von Stillstand auf Lastbetrieb betrachtet.
Nach dem Einschalten der Fördereinrichtung aufgrund eines Beförderungsbedarfssignals von der Kontaktmatte 48 wird der Antriebsmotor 26 über das leitend geschaltete Schütz K1 aus dem Frequenzum richter 42 gespeist und mit einem Statordrehfeld entsprechend der in 3 gezeigten zweistufigen Anstiegsrampe der Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters 42 beschleunigt. Dabei erfolgt zunächst eine stärkere Beschleunigung entsprechend dem ersten steileren Rampenteil von 0 Hz auf F_Netz-1,5 Hz, woran sich eine langsamere Beschleunigung von F_Netz-1,5 Hz über F_Netz hinaus auf F_Netz + Δf_up anschließt.
Da die Synchronisiereinrichtung 44 laufend die Netzfrequenz mißt und sich bei der Einstellung der Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters 42 an der Netzfrequenz orientiert, werden Netzfrequenzänderungen kompensiert.
Sind alle Bedingungen für die Synchronisierung erfüllt, das heißt, daß sich die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters 42 auf f_Netz + Δf_up befindet und nach der Summe aus der inhärenten Ausschaltverzögerung Δt_d und der Stromloszeitdauer Δt_i eine Phasenabweichung 0 erreicht sein wird, wird zum Zeitpunkt t₁ der Umschaltsteuerimpuls erzeugt. Nach Ablauf der inhärenten Ausschaltverzögerung Δt_d des Schützes K1 zum Zeitpunkt t₂ geht das Schütz K1 vom leitenden in den nicht leitenden Zustand und der Antriebsmotor 26 in den stromlosen Zustand über. Die Frequenz der Motorspannung verringert sich schlagartig entsprechend dem einer Induktionsmaschine eigenen Schlupf. Danach verringert sich die Frequenz der Motorspannung aufgrund Reibungsverlusten in dem Antriebsmotor 26 und in der Fördereinrichtung. Da Δf_up unter Berücksichtigung des Schlupfes und des Frequenzabfalls der Motorklemmenspannung gewählt worden ist, landet die Frequenz der Motorklemmenspannung zum Zeitpunkt t₃, zu welchem das Schütz K2 in den leitenden Zustand übergeht und die Speisung des Antriebsmotors 26 aus dem Schütz K2 beginnt, bei der Netzfrequenz f_Netz.
Die Ströme innerhalb der Statorwindung des Antriebsmotors 26 sind nach dem Abtrennen des Antriebsmotors 26 von dem Frequenzumrichter 42 Null. Es ist jedoch noch ein Magnetfeld vorhanden. Dieses Magnetfeld induziert eine Restspannung in der Statorwindung, die sich mit zunehmender Zeit exponentiell verringert. Aufgrund der großen Zeitkonstanten der für Fördereinrichtungen verwendeten Antriebsmotoren ist die Restspannung noch hoch, wenn der Antriebsmotor 26 wieder mit Strom versorgt wird.
Zum Zeitpunkt t₃ geht das Schütz K3 in den leitenden Zustand über und wird der Antriebsmotor 26 mit dem Netz verbunden, so daß er nun unter voller Lastbedingung arbeiten kann.
Der Frequenzabstand Δf_up der Ausgangsspannung des Frequenzumrichters 42 kompensiert die sprunghafte Frequenzverringerung der Motorklemmenspannung aufgrund des Motorschlupfes und den Abfall der Frequenz der Motorklemmenspannung aufgrund Reibungsverlusten.
Aufgrund der zeitlichen Verzögerung zwischen t₁ und t₃ entsteht eine bestimmte Phasenverschiebung zwischen der Netzspannung und der Restspannung an den Motorklemmen. Diese Phasenverschiebung wird berücksichtigt, um hohe Übergangsströme nach dem Übergang des Schützes K2 in den leitenden Zustand zu vermeiden. Daher wird der Umschaltsteuerimpuls nicht zu demjenigen Zeitpunkt abgegeben, zu welchem exakt Übereinstimmung zwischen den Phasen von Netzspannung und Motorklemmenspannung besteht sondern mit einer vorbestimmten Vorlaufzeit vor dem Zeitpunkt, zu welchem die Speisung des Antriebsmotors auf dem Netz beginnt.
Der in 4 gezeigte Vorgang für das Umschalten von Lastbetrieb auf Leerbetrieb dann, wenn für eine vorbestimmte Zeitdauer kein erneuter Beförderungsbedarf signalisiert worden ist, läuft ähnlich ab wie der in 3 dargestellte Umschaltvorgang. Ein Hauptunterschied besteht darin, daß die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters 42 vor dem Umschaltvorgang auf einen vorbestimmten Frequenzabstand Δf_down unterhalb der Netzfrequenz f_Netz geregelt wird. Die Umschaltung der Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters 42 auf diese Ausgangsfrequenz geschieht beispielsweise nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer seit dem letzten Beförderungsbedarfsignal.
Der Frequenzabstand Δf_down entspricht dem Frequenzabfall gegenüber der Netzfrequenz f_Netz, welchen die Motorklemmenspannung während der Stromloszeitdauer Δti erfährt. Für den üblichen Fall, daß für K1 und K2 identische Schütze verwendet werden, sind sowohl die inhärente Ausschaltverzögerung Δt_d als auch die Stromloszeitdauer Δt_i gleich groß wie im Fall der 3. Die Vorlaufzeit zwischen dem Zeitpunkt t₄, zu welchem der Umschaltsteuerimpuls erzeugt wird, und dem Zeitpunkt t₆, zu welchem das Schütz K2 vom nicht leitenden in den leitenden Zustand übergeht, ist daher gleich groß wie im Fall der 3.
Nach dem Umschalten des Antriebsmotors 26 auf Frequenzumrichterspeisung wird die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters 42 und damit die Frequenz des Statordrehfeldes des Antriebsmotors abgesenkt, bei dem in 4 gezeigten Beispiel auf 25 Hz. In dem dann erreichten Leerbetrieb besteht dann eine Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung, die halb so groß ist wie im Lastbetrieb.
Man kann nun den Leerbetrieb aufrechterhalten, bis zu irgendeiner beliebigen Zeit wieder ein Beförderungsbedarf signalisiert wird. Man kann aber die Fördereinrichtung auch ganz abschalten, das heißt, in den Stillstand, wenn innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer ab Erreichen des Leerbetriebs kein erneuter Beförderungsbedarf signalisiert wird.
In den 5a und 5b ist der gesamte Betriebsablauf einer erfindungsgemäß gesteuerten Fördereinrichtung in Form eines Flussdiagramms dargestellt.
Zu Beginn des Flussdiagramms wird davon ausgegangen, daß sich die Fördereinrichtung nicht im Lastbetrieb befindet sondern im Stillstand (Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters ist Null) oder im Leerbetrieb oder Stand-By-Betrieb (die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters ist größer als Null). Je nachdem, ob sich die Fördereinrichtung zum Zeitpunkt der Beförderungsanfrage im Stillstand oder im Leerbetrieb befindet, zieht das Schütz K1 an oder bleibt angezogen und beginnt ein Frequenzhochlauf des Frequenzumrichters von 0 Hz oder von seiner Momentanfrequenz. Mit Hilfe der Synchronisiereinrichtung 44 wird überwacht, ob sich die Momentanfrequenz des Frequenzumrichters unterhalb oder oberhalb f_Netz-1,5 Hz befindet. Wie aus 3 ersichtlich, wird im ersteren Fall ein Frequenzhochlauf mit höherem Frequenzanstieg und im letzteren Fall ein Frequenzhochlauf mit niedrigerem Frequenzanstieg gesteuert, und zwar von der Synchronisiereinrichtung 44. Dieser Frequenzanstieg wird fortgesetzt, bis die Synchronisiereinrichtung 44 feststellt, daß die Frequenz f_Netz + Δf_up erreicht worden ist. Ist dies der Fall, wird mittels der Synchronisiereinrichtung 44 überwacht, ob die vorbestimmte Phasendifferenz zwischen der Netzspannung und der Ausgangsspannung des Frequenzumrichters 42, bei welcher der Umschaltsteuerimpuls abgegeben werden soll, erreicht worden ist. Durch Abgabe des Umschaltsteuerimpulses SP beim Erreichen der vorbestimmten Phasendifferenz erhält das Schütz K1 ein AUS-Steuersignal und das Schütz K2 ein EIN-Steuersignal. Nach Ablauf einer weiteren Zeitdauer τ₁, welche der Summe der inhärenten Ausschaltverzögerung Δt_d und der Stromloszeitdauer Δt_i entspricht, geht das Schütz K2 in den leitenden Zustand über, beginnt die Speisung des Antriebsmotors 26 aus dem Netz und ist der Lastbetrieb der Fördereinrichtung erreicht.
An der in 5b oben befindlichen Stelle des Flussdiagramms wird überwacht, ob innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer Δt1 seit dem Übergang in den Lastbetrieb eine erneute Beförderungsanfrage eingegangen ist. Im letzteren Fall erfolgt mit Hilfe der Synchronisiereinrichtung 44 eine Absenkung der Frequenz des Frequenzumrichters 42 auf f_Netz – Δf_down. Ist diese Absenkung erreicht und stellt danach die Synchronisiereinrichtung 44 fest, daß eine vorbestimmte Phasendifferenz zwischen Netzspannung und Frequenzumrichterspannung erreicht ist, wird ein Umschaltsteuerimpuls abgegeben, was zur Erzeugung eines AUS-Steuersignals für K2 und eines EIN-Steuersignals für K1 führt. Nach Ablauf einer Zeitdauer τ₂ seit Erzeugung des Umschaltsteuerimpulses geht das Schütz K1 in den leitenden Zustand über und beginnt die Speisung des Antriebsmotors 26 aus dem Frequenzumrichter 42 (Zeitpunkt t₆). Mittels der Synchronisiereinrichtung 44 wird anschließend eine Frequenzabsenkung des Frequenzumrichters auf die Stand-By-Frequenz (25 Hz in 4) gesteuert. Geht innerhalb Δt₂ eine erneute Beförderungsanfrage ein, kommt es zu einem erneuten Frequenzhochlauf des Frequenzumrichters, und zwar von seiner Leerbetriebfrequenz (25 Hz) aus. Geht innerhalb Δt₂ eine erneute Beförderungsanfrage nicht ein, wird überprüft, ob ein Befehl vorliegt, die Fördereinrichtung in einem solchen Fall in den Stillstand zu schalten oder nicht. Gibt es einen solchen Befehl, wird ein AUS-Steuersignal sowohl an K1 als auch an K2 gegeben, woraufhin beide Schütze K1 und K2 abfallen, das heißt, in den nicht leitenden Zustand übergehen, und der Antriebsmotor 26 keinen Strom mehr erhält.

Claims

Verfahren zur Regelung des Antriebs einer einen Antriebsmotor (26) und einen hinsichtlich seiner Ausgangsfrequenz steuerbaren Frequenzumrichter (42) aufweisenden, zwischen einem Lastbetrieb und einem Leerbetrieb umschaltbaren Fördereinrichtung in Form einer Fahrtreppe (10) oder eines Fahrsteiges, wobei: der Antriebsmotor (26) im Lastbetrieb mit einer Netzspannung mit einer Netzfrequenz (fNetz) und im Leerbetrieb mit einer Ausgangsspannung des Frequenzumrichters (42) gespeist wird; der Antriebsmotor (26) vor einer Umschaltung zwischen Netzspeisung und Frequenzumrichterspeisung für eine vorbestimmte Stromloszeitdauer (Δti) ohne Speisung betrieben wird, die Netzspannung und die Frequenzumrichter-Ausgangsspannung hinsichtlich Frequenz und Phasenlage miteinander verglichen werden; mittels eines Beförderungssignalgebers (48) ein Betriebsartenumschaltbedarf signalisiert wird; bei dem eine Regelung der Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters (42) auf einen vorbestimmten Frequenzabstand (Δfup, Δfdown) gegenüber der Netzfrequenz (fNetz) durchgeführt wird, und zu demjenigen Zeitpunkt (t1, t4) nach dem Signalisieren eines Betriebsartenumschaltbedarfs, zu welchem die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters (42) sowohl den vorbestimmten Frequenzabstand (Δfup, Δfdown) zur Netzfrequenz (fNetz) aufweist als auch ein vorbestimmter Phasenabstand zwischen der Frequenzumrichter-Ausgangsfrequenz und der Netzfrequenz (fNetz) erreicht worden ist, ein die Umschaltung des Antriebsmotors (26) zwischen Frequenzumrichterspeisung und Netzspeisung auslösendes Umschaltsteuersignal (Sp) erzeugt wird, die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters (42) auf einen Frequenzabstand (Δfup, Δfdown) gegenüber der Netzfrequenz (fNetz) geregelt wird, welcher dem Abfall der Drehzahl des Antriebsmotors (26) während der jeweiligen Stromloszeitdauer (Δti) entspricht bei welchem, die Umschaltung mittels eine Umschalteinrichtung (K1, K2) mit inhärenter Ausschaltverzögerung (Δtd) bezüglich des Zeitpunktes (t1, t4) des Erhalts des Umschaltsteuersignals (SP) bewirkt wird, wobei eine Umschaltung zwischen Frequenzumrichterspeisung und Netzspeisung mit einem der zeitlichen Summe aus Ausschaltverzögerung (Δtd) und Stromloszeitdauer (Δti) entsprechenden Vorlaufzeitdauer bezüglich des Zeitpunktes (t3, t6), zu welchem eine Umschaltung zwischen Frequenzumrichterspeisung und Netzspeisung wirksam werden soll, abgegeben wird, wobei als vorbestimmter Phasenabstand ein Wert verwendet wird, welcher der Phasenänderung der Motorklemmenspannung während der Vorlaufzeitdauer entspricht, sodass nach Ablauf der Vorlaufzeitdauer im Wesentlichen Übereinstimmung zwischen den Phasenlagen von Motorklemmenspannung und Frequenzumrichter-Ausgangsspannung erreicht wird.
Verfahren nach der Anspruch 1, bei welchem bei einem Umschalten vom Lastbetrieb zum Leerbetrieb die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters (42) mit vorbestimmter Frequenzabsenkungsrampe von einem vorbestimmten Frequenzabstand (Δfdown) unterhalb der Netzfrequenz (fNetz) auf eine Leerbetriebsfrequenz (25 Hz) gesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, für eine Fördereinrichtung, die zwischen Stillstand, Lastbetrieb und Leerbetrieb umschaltbar ist, bei welchem der Frequenzumrichter (42) im Stillstand der Fördereinrichtung auf eine Ausgangsfrequenz null gesteuert wird und bei einem Übergang der Fördereinrichtung vom Stillstand zum Lastbetrieb der Frequenzumrichter (42) mit vorbestimmter Frequenzanstiegsrampe von der Ausgangsfrequenz null bis zu einem vorbestimmten Frequenzabstand (Δfup) oberhalb der Netzfrequenz (fNetz) gesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters (42) bei einem Übergang der Fördereinrichtung vom Stillstand in den Lastbetrieb zunächst bis zum Anstieg bis auf eine vorbestimmten Frequenzdistanz unterhalb der Netzfrequenz (fNetz) mit einer steileren Frequenzanstiegsrampe und danach bis zum weiteren Frequenzanstieg auf den vorbestimmten Frequenzabstand (Δfup) oberhalb der Netzfrequenz (fNetz) mit einer weniger steilen Frequenzanstiegsrampe gesteuert wird.
Elektrische Steuervorrichtung zur Regelung des Antriebs einer einen Netzspannungsanschluss (Netz) mit einer Netzfrequenz (fNetz), einen Antriebsmotor (26) und einen Betriebsartenumschaltbedarf signalisierenden Beförderungsbedarfsignalgeber (48) aufweisenden, zwischen einem Lastbetrieb und einem Leerbetrieb umschaltbaren Fördereinrichtung in Form einer Fahrtreppe (10) oder eines Fahrsteiges, aufweisend: einen hinsichtlich seiner Ausgangsfrequenz steuerbaren Frequenzumrichter (42); eine steuerbare Umschalteinrichtung (K1, K2) mit einem Lastbetriebsschaltzustand, in welchem der Antriebsmotor (26) mit dem Netzspannungsanschluß (Netz) direkt gekoppelt ist, und einem Leerbetriebsschaltzustand, in welchem der Antriebsmotor (26) mit dem Netzspannungsanschluss (Netz) über den Frequenzumrichter (42) gekoppelt ist; und eine Synchronisiereinrichtung (44), mittels welcher die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters (42) steuerbar ist, die Ausgangsspannungen von Netzspannungsanschluss (Netz) und Frequenzumrichter (42) hinsichtlich Frequenz und Phasenlage miteinander vergleichbar sind, bei der die Synchronisiereinrichtung (44) derart ausgelegt ist, dass sie eine Regelung der Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters (42) auf einen vorbestimmten Frequenzabstand (Δfup, Δfdown) gegenüber der Netzfrequenz (fNetz) bewirkt, und zu demjenigen Zeitpunkt (t1, t4) nach dem Signalisieren eines Betriebsartenumschaltbedarfs, zu welchem die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters (42) sowohl den vorbestimmten Frequenzabstand (Δfup, Δfdown) zur Netzfrequenz (fNetz) aufweist als auch ein vorbestimmter Phasenabstand zwischen den Ausgangsspannungen von Frequenzumrichter (42) und Netzspannungsanschluß (Netz) erreicht worden ist welcher der Phasenänderung der Motorklemmenspannung während der Vorlaufzeitdauer entspricht, sodass nach Ablauf der Vorlaufzeitdauer im Wesentlichen Übereinstimmung zwischen den Phasenlagen von Motorklemmenspannung und Frequenzumrichter-Ausgangsspannung erreicht ist, ein Umschaltsteuersignal (SP) an die Umschalteinrichtung (K1, K2) lieferbar ist, wobei die Synchronisiereinrichtung (44) derart ausgelegt ist, dass die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters (42) auf einen Frequenzabstand (Δfup, Δfdown) gegenüber der Netzfrequenz (fNetz) geregelt wird, welcher dem Abfall der Drehzahl des Antriebsmotors (26) während der jeweiligen Stromloszeitdauer (Δti) entspricht, bei welcher die Umschalteinrichtung (K1, K2) eine den Antriebsmotor (26) mit dem Frequenzumrichter (42) verbindende erste steuerbare Schaltereinrichtung (K1) und eine den Antriebsmotor (26) mit dem Netzspannungsanschluß (Netz) verbindende zweite Schaltereinrichtung (K2) aufweist, jeweils nur eine der beiden Schaltereinrichtungen (K1, K2) leitend schaltbar ist und das Ein-Schalten der jeweils nicht leitenden Schaltereinrichtung K1, K2) nur nach einer vorbestimmten Stromloszeitdauer (Δti) nach dem Aus-Schalten der bis dahin leitenden Schaltereinrichtung (K1, K2) möglich ist, bei welcher jede der beiden Schaltereinrichtungen (K1, K2) eine inhärente Ausschaltverzögerung (Δtd) bezüglich des Zeitpunktes (t1, t4) des Erhalts eines Aus-Schaltsteuersignals aufweist und die Synchronisiereinrichtung (44) derart ausgelegt ist, dass sie das Umschaltsteuersignal (SP) zum Umschalten der Umschalteinrichtung (K1, K2) in den jeweils anderen Schaltzustand mit einem der zeitlichen Summe aus Ausschaltverzögerung (Δtd) und Stromloszeitdauer (Δi) entsprechenden Vorlaufzeitdauer bezüglich des Zeitpunktes (t3, t6), zu welchem die jeweils nicht leitende Schaltereinrichtung (K1, K2) den leitenden Zustand annehmen soll, abgibt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher die beiden Schaltereinrichtungen (K1, K2) gegenseitig verriegelt sind, derart, dass ein Übergang der jeweils nicht leitenden Schaltereinrichtung (K1, K2) in den leitenden Schaltzustand erst nach Ablauf der Stromloszeitdauer (Δti) seit dem Erreichen des nicht leitenden Schaltzustandes der zuvor leitenden Schaltereinrichtung (K1, K2) möglich ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, bei welcher die Synchronisiereinrichtung (44) derart ausgelegt ist, dass sie das Umschaltsteuersignal (SP) zum Umschalten der Umschalteinrichtung (K1, K2) in den jeweils anderen Schaltzustand mit einer der Stromloszeitdauer (Δti) entsprechenden Vorlaufzeitdauer bezüglich des Zeitpunktes (t3, t6), zu welchem die jeweils nicht leitende Schaltereinrichtung (K1, K2) den leitenden Zustand annehmen soll, abgibt.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, deren Synchronisiereinrichtung (44) derart ausgelegt ist, dass sie bei einem Übergang der Fördereinrichtung vom Lastbetrieb zum Leerbetrieb den Frequenzumrichter (42) mit vorbestimmter Frequenzabsenkungsrampe von einem vorbestimmten Frequenzabstand (Δfdown) unterhalb der Netzfrequenz (fmain) auf eine Leerbetriebsfrequenz steuert.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, für eine Fördereinrichtung, die zwischen Stillstand, Lastbetrieb und Leerbetrieb umschaltbar ist.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, deren Synchronisiereinrichtung (44) derart ausgelegt ist, dass sie bei einem Übergang der Fördereinrichtung vom Stillstand in den Lastbetrieb zunächst bis zum Anstieg bis auf eine vorbestimmten Frequenzdistanz (fNetz-1,5 Hz) unterhalb der Netzfrequenz (fNetz) eine steilere Frequenzanstiegsrampe und danach bis zum weiteren Frequenzanstieg auf den vorbestimmten Frequenzabstand (Δfup) oberhalb der Netzfrequenz (fNetz) eine weniger steile Frequenzanstiegsrampe steuert.