DE19960903A1

DE19960903A1 - Verfahren zum Anfahren eines unter Last stehenden Hebezeugs

Info

Publication number: DE19960903A1
Application number: DE1999160903
Authority: DE
Inventors: Karl-Dieter Tieste; Hartmut Hahn
Original assignee: Lenze GmbH and Co Kg
Current assignee: Lenze GmbH and Co Kg
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 1999-12-17
Publication date: 2001-06-28
Also published as: EP1108673A2

Abstract

Ein solches Hebezeug wird von einem lastabhängig über den Regelkreis eines Lagereglers gesteuerten Antriebsmotor bei den Hubvorgängen angetrieben und wird im Stillstand jeweils von einer elektromagnetisch lüftbaren Federkraftbremse als Feststellbremse gehalten. Beim Anfahrvorgang erfolgt durch Aufschalten eines Erregerstroms auf die Bremse eine Übergabe des Lastmomentes von der Bremse an den Motor. Damit dies weitgehend ruckfrei geschieht, wird beim Anfahrvorgang der Erregerstrom für die Bremse zeitabhängig bis zu demjenigen Zeitpunkt erhöht, bei dem sich der Hebezeugantrieb in Bewegung zu setzen beginnt. In diesem Zeitpunkt wird die Größe des augenblicklichen Bremsmomentes aus dem Erregerstrom und aus den Kenngrößen der Bremse ermittelt, und in Abhängigkeit wird über den Regelkreis des Lagereglers der Motor auf ein dem so ermittelten Bremsmoment entsprechendes Anfahrmoment eingestellt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Anfahren eines unter Last stehenden Hebezeuges, wie eines Aufzuges oder eines Krans, gemäß den Gattungsmerkmalen des Patentan spruchs 1.

Bislang fährt man die Antriebsmaschine eines Hebezeuges, die über den Regelkreis eines Lagereglers gesteuert wird, an, indem man den Lüftungsmagneten der Federkraftbremse mit dem vollen Erregerstrom beaufschlagt, der für das sichere Abheben der Ankerscheibe von den Bremskörpern sorgt, womit schlagartig die Bremswirkung der Federkraftbremse aufgeho ben wird. Ebenso abrupt wird über den Regelkreis des Lage reglers die Übernahme des Lastmomentes durch die Antriebs maschine bzw. den Antriebsmotor veranlaßt, wonach sich dann infolge Erhöhung des Antriebsmomentes über den Lageregler das gesamte Antriebssystem in Bewegung setzt. Es wird also der Regelkreis der Antriebsmaschine schlagartig nach Weg fall des Bremsmomentes mit dem vollen Lastmoment beauf schlagt, und er antwortet entsprechend in Gestalt einer Sprungfunktion. Dies macht sich mit einem Anfahrruck deut lich bemerkbar, was insbesondere bei einer Aufzugsanlage für die Personenbeförderung unangenehm ist. Das Einschwing verhalten beim Anfahraugenblik läßt sich zwar durch eine geeignete Vorsteuerung des Regelkreises bei einem bekannten Lastmoment verbessern, dafür ist jedoch in aller Regel eine zusätzliche, aufwendige Sensorik erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Anfahren eines unter Last stehenden Hebezeuges vorzuschla gen, mit dem die Übergabe des Lastmomentes von der Feder kraftbremse an den Antriebsmotor weitgehend ruckfrei vorge nommen werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der gattungsbilden den Art nach der Erfindung durch die kennzeichnenden Merk male des Patentanspruchs 1 gelöst.

Für die Erfindung ist wesentlich, daß beim Anfahrvorgang der Erregerstrom für die Federkraftbremse allmählich erhöht wird, also zeitabhängig, womit sich entsprechend umgekehrt proportional die Bremskraft allmählich verringert. Ab dem jenigen Zeitpunkt, ab dem sich der Hebezeugantrieb in Bewe gung zu setzen beginnt, erfolgt die lastabhängige Reaktion des Regelkreises der elektrischen Antriebsmaschine, wobei je nach Lastfall die Antriebsmaschine mit einem angepaßten Anfahrmoment das Lastmoment von der Federkraftbremse über nimmt. Dazu wird bei relativ zur Vollast geringerer Last vermieden, daß der Regelkreis des Lagereglers den Antriebs motor auf das volle Lastmoment steuert. Hierzu wird auf die Bremskennlinie der Federkraftbremse zurückgegriffen, welche die Abhängigkeit des Bremsmomentes von dem jeweiligen Erre gerstrom charakterisiert. So kann für die beginnende Bewe gung des Hebezeugantriebs, die je nach Lastfall zeitlich unterschiedlich einsetzt, die Größe oder der Betrag des Er regerstroms für die Bremse gemessen werden, aus dem sich das jeweilige Last- oder Bremsmoment ergibt. Dieser augen blickliche Erregerstrom wird als zusätzliche Stellgröße oder Vorsteuergröße im Regelkreis des Lagereglers der An triebsmaschine ausgewertet, womit das Anfahrmoment der An triebsmaschine auf das augenblickliche Lastmoment einge stellt werden kann. Mit geeigneten Hilfsmitteln kann folg lich aus der Bremsmoment-Strom-Charakteristik der Feder kraftbremse die Höhe des augenblicklichen Lastmomentes aus reichend genau errechnet werden.

Die Wirkungsrichtung des vom Antriebsmotor aufzubringenden Anfahrmomentes kann auf einfache Weise dadurch erfaßt wer den, daß man bei der beginnenden Bewegung des Hebezeugan triebs die Bewegungsrichtung erfaßt und somit gleich das passende Vorzeichen der lastproportionalen Größe zur Verfü gung hat. So kann das augenblickliche Lastmoment als indi rekt gemessene Größe ermittelt werden, und die entsprechen de Information wird als Startwert im Motorregelkreis ver wendet, um den Anfahrruck des Hebezeuges bei unbekannter Last weitestgehend zu vermeiden.

Ab der beginnenden Bewegung des Hebezeugantriebs kann der Erregerstrom für die Federkraftbremse weiter allmählich bis auf den vollen Erregerstrom für die Bremslüftung erhöht werden. Es steht dann zusätzlich noch ein Zeitintervall für die weitere Drehmomentenübernahme von der Federkraftbremse auf den Antriebsmotor zur Verfügung, womit sich das Ein schwingverhalten des die Antriebsmaschine steuernden Lage reglers noch deutlich verbessern läßt, also zu einer Ver kürzung des Einschwingvorganges beiträgt.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung noch ergänzend er läutert.

In Fig. 1 ist der Erregerstrom I der magnetisch lüftbaren Federkraftbremse über der Zeit t dargestellt. Die Funktion I_B (t) ergibt eine Gerade entsprechend der stetigen linea ren Erhöhung des Erregerstroms der Federkraftbremse zur Einleitung des Anfahrvorganges des betreffenden Hebezeuges. Zeitabhängig wird der Strom I langsam erhöht und zum Zeit punkt t_L setzt sich das Antriebssystem des Hebezeuges in Bewegung. Dies ist in Fig. 2 veranschaulicht, wobei die X- Achse nicht nur den Weg der Bewegung sondern auch die Bewe gungsrichtung angibt, womit das Vorzeichen des Lastmomentes ermittelt werden kann. Die Höhe des Lastmomentes wird aus der Bremsmoment-Strom-Charakteristik der Federkraftbremse berechnet, was Fig. 3 zeigt. Hier ist der Verlauf des Bremsmomentes M der Federkraftbremse in Abhängigkeit vom Erregerstrom I wiedergegeben. Die Bremsmoment-Strom-Charak teristik der Bremse ist in erster Näherung eine nach unten geöffnete Parabel, und zwar gemäß der Formel

M(I) = M_k (1-(I/I_A)²).

In dieser Formel ist M_k das Kennmoment der Federkraftbremse und I_A ist der Erregerstrom, bei dem der elektrische Lüf tungsmagnet die Federkraftbremse lüftet. Hierbei ist zu be achten, daß der Anziehstrom von der jeweils vorhandenen Luftspaltweite zwischen der die Bremskörper beaufschlagen den Ankerscheibe und dem Lüftungsmagneten abhängig ist. Das von der Bremse getragene Kennmoment M_k ist von der jeweili gen Federbestückung abhängig, die ebenso den Verlauf der Bremsmoment-Strom-Kennlinie beeinflußt, die für den jeweili gen Einsatzfall bekannt ist und in einer Auswerteinrichtung eingespeichert werden kann. So läßt sich für den augen blicklichen Erregerstrom I_L der Bremse, der mit beginnender Bewegung des Hebezeugantriebs gemessen wird, mit ausrei chender Genauigkeit das zugehörige Lastmoment ermitteln und danach das Anfahrmoment des Antriebsmotors einstellen. Zu dieser indirekten Messung des Lastmomentes läßt sich mit einfachen Mitteln derjenige Zeitpunkt abpassen, bei dem sich das Antriebssystem zu dem der Bremsenrotor und der Ro tor der Antriebsmaschine gehören, in Bewegung setzt. Da für diesen Zeitpunkt M_Bremse = M_Last gilt, kann darauf über den Lastregelkreis der Antriebsmaschine deren Anfahrmoment so eingestellt werden, daß sich eine koordinierte Lastmo mentübergabe zwischen Bremse und Maschine ergibt.

Claims

1. Verfahren zum Anfahren eines unter Last stehenden Hebe zeuges, wie eines Aufzuges oder eines Krans, das von ei nem lastabhängig über den Regelkreis eines Lagereglers gesteuerten Antriebsmotor bei den Hubvorgängen angetrie ben und jeweils im Stillstand von einer elektromagne tisch lüftbaren Federkraftbremse als Feststellbremse ge halten wird, wobei beim Anfahrvorgang durch Aufschalten eines Erregerstromes auf die Bremse eine Übergabe des Lastmomentes von der Bremse an den Motor erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anfahrvorgang der Erregerstrom für die Bremse zeitabhängig bis zu demjenigen Zeitpunkt erhöht wird, bei dem sich der Hebezeugantrieb in Bewegung zu setzen beginnt und bei dem die Größe des augenblicklichen Bremsmomentes aus dem Erregerstrom und aus den Kenngrö ßen der Bremse ermittelt und in Abhängigkeit davon über den Regelkreis des Lagereglers der Motor auf ein dem so ermittelten Bremsmoment entsprechendes Anfahrmoment ein gestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der beginnenden Bewegung des Hebezeugantriebs die Bewegungsrichtung erfaßt und danach die Wirkrichtung des vom Motor bereitzustellenden Anfahrmomentes festge legt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ab der beginnenden Bewegung des Hebezeugantriebs der Erregerstrom für die Bremse weiter zeitabhängig bis auf den vollen Erregerstrom für die Bremslüftung erhöht wird.