DE3048536A1

DE3048536A1 - Betriebssteuervorichtung fuer fahrstuhl- und aufzugsmaschinen

Info

Publication number: DE3048536A1
Application number: DE19803048536
Authority: DE
Inventors: Arvid 16354 Spanga Eriksson
Original assignee: Elevator GmbH
Current assignee: Elevator GmbH
Priority date: 1979-12-28
Filing date: 1980-12-22
Publication date: 1982-04-29
Also published as: BR8008482A; JPH0220558B2; FR2472533B1; HK103085A; FR2472533A1; DE3048536C2; SG29584G; SE445444B; SE7910738L; US4340131A; GB2068588B; GB2068588A; JPS56108674A

Description

PATENTANWALT Dipl-Ftiys. RICHARD LUYKEN

Elevator GmbH S 7775

Zug/ Schweiz

22-12.1980 Beschreibung

Betriebssteuervorrichtung für Fahrstuhl und Aufzugsmaschinen.

Die Erfindung betrifft eine Betriebesteuervorrichtung für Fahrstuhl- und Aufzugsmaschinen bzw.-Hebewerke, insbesondere eine mit dem Hebewerk bestehender Fahrstuhl- oder Aufzuganlagen verbindbare Brems- bzw. Betriebs steuervorrichtung für elektrodynamische Abbremsung. Die erfindungsgemässe Betriebssteuervorrichtung ist zur Verwendung bei einem mit fester Drehzahl arbeitenden Asynchron- oder Synchron-Wechselstrommotor des Kurzschlusstyps vorgesehen, der einen Teil eines Hebewerks mit einfacher mechanischer Bremse bildet.

Bei älteren Fahrstuhl- und Aufzugsanlagen mit einem Hebewerk mit fester Drehzahl und mechanischer Bremse erfolgt das Abbremsen der Kabine aus voller Geschwindigkeit auf mechanischem Wege; dies bedeutet, dass der Abrieb der Bremsbeläge, speziell beim Bremsen aus Geschwindigkeiten von bis zu 0,7 m/s, ziemlich gross ist. Bei dieser mechanischen Abbremsung ist die Ausrichtgenauigkeit bzw. die Genauigkeit .

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des Anhaltens in der Anhalte ebene vergleichsweise gering; sie variiert z.B. um +, 35 nun oder mehr. Ein derartiger Höhenunterschied zwischen dem Boden der Aufzugskabine und der Anhalteebene wirft speziell für Fahrgäste, die Eollstühle benutzen müssen, Probleme auf. In letzter Zeit haben Behörden und sonstige Institutionen in zunehmendem Masse Interesse für die Probleme von Behinderten gezeigt. In diesem Zusammenhang schreiben die schwedischen Bauvorschriften eine Abweichung von der Stop- bzw. Anhalteebene von höchstens +1Om vor. Diese Bauvorschriften verlangen ausserdem eine Schwellenhöhe von höchstens 25 mm. Zur Verbesserung der Anhaltegenauigkeit und zur Verringerung von Verschleiss könnten die elektrodynamischen Bremseigenschaften eines Zweigangmotors ausgenutzt werden. Die Kabine wird dabei angehalten, indem die Stromversorgung des Motors von dessen Hochdrehzahlwicklung auf seine Niedrigdrehzahlwicklung umgeschaltet wird, was in einem bestimmten Abstand von der Stopebene erfolgt. Die Motorspeisung wird beendet, wenn die Kabinengeschwindigkeit etwa 0,2 m/s erreicht hat; bei dieser Geschwindigkeit wird dann auf die mechanische Bremse umgeschaltet. Venn die genannte Lösung zur Ausschaltung der Nachteile einer ausschliesslich mechanisehen Bremseinrichtung eingesetzt wird, muss der vorhandene !Festdrehzahlmotor entweder

ORIGINAL INSPECTED

durch eine zusätzliche Feineinstellausrüstung ergänzt oder durch einen Zweigangmotor ersetzt werden, was . aus wirtschaftlicher Sicht als nicht zulässig angesehen wird.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Betriebssteueranlage für mit einer Geschwindigkeit von 0,6 - 0,7 m/s arbeitende Fahrstuhl- und Aufzuganlagen zu schaffen, die mit mechanisch abgebremstem Festdrehzahl- oder Eingang-Wechselstrom-Asynchronmotor ausgerüstet sind. Diese Vorrichtung soll dabei speziell einen einfachen Aufbau besitzen und eine hohe Genauigkeit beim Anhalten in der vorgesehenen Ebene gewährleisten. Dabei soll auch die vorhandene Bremse des Fahrstuhls zur zusätzlichen Verstärkung der Bremswirkung herangezogen werden, wenn die verfügbare elektrodynamische Bremswirkung aufgrund der Nennausgangsleistung des Motors oder einer zufälligen Überlastung zu gering sein sollte.

Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung soll eine für die Fahrgaste komfortable Verzögerung gewährleistet und gleichzeitig der Verschleiss der mechanischen Bremse auf einem niedrigen Wert

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gehalten werden, so dass längere Wartungszeiträume vorgesehen werden können.

Die Lösung der genannten Aufgabe ergibt sich aus den in den beiliegenden Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmalen.

Insbesondere besteht die Lösung der Erfindungsaufgäbe in der Schaffung einer Vorrichtung der angegebenen i

Art mit einer Einrichtung zur Messung der Geschwindigkeit des Aufzugs oder Fahrstuhls, wobei das Geschwindigkeits-Ausgangssignal der Messeinrichtung mit einem vom selben Ausgangssignal abgeleiteten Bezugssignal verglichen wird, um beim Abbremsen des Fahrstuhls bis zu einer Anhalte- oder Stopebene eine zeitabhängig lineare Geschwindigkeitsänderung zu steuern, wobei das Abbremsen sowohl auf elektrodynamischem als auch auf rein mechanischem Wege erfolgen kann.

Nachstehend ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Pig. 1 ein Blockschaltbild der Steuerelektronik

der Bremsanlage bzw. Betriebssteuervorrichtung gemäss einer Ausführungsform der Erfindung

ORfGINAL '

Fig. 2 Zeitkurven eines idealisierten Bremsvorgangs, wobei Fig.2a die Verzögerungsstrecke als Funktion der Zeit "beim Abbremsen aus 0,7 m/s zum

ρ Stillstand mit einer Verzögerung von 0,5 m/s zeigt, Fig. 2b die Ausgangsspannung eines Integrators angibt, der ein der zurückgelegten Verzögerungsstrecke proportionales elektrisches Ausgangssignal liefert, und Fig. 2c in der oberen Hälfte der graphischen Darstellung die Auagangsspannung einer Vorrichtung zur Messung der Drehzahl und in der unteren Hälfte das Ausgangssignal einer ein Bezugssignal liefernden und aus einer analogen Radizierschaltung bestehenden Vorrichtung veranschaulicht,

Fig.5a eine graphische Darstellung des Ausgangssignals eines Fehlersignalkomparators als Funktion der Zeit,

Fig.3b eine graphische Darstellung des Ausgangssignals einer Führungsoszillator-Thyristorsteuerung für den Bremsmagnetfluß in einer asynchronen Wechselstrommaschine und

Fig.3c eine graphische Darstellung von Steuerstoßimpulsen als Funktion der Zeit, die bei einem Vergleich zwischen einer Führungs-Oszillatorspannung und einem Fehlerausgangssignal erhalten werden.

Bei der in Fig.1 dargestellten Bremsanlage bzw. Betriebssteuervorrichtung gemäß der Erfindung wird ein Kontakt S, der über ein Tastenfeld in der Fahrstuhl-Kabine betätigt wird, in einer bestimmten Entfernung von der vorgesehenen Anhalteebene geschlossen. Zwei als Schalter wirkende Feldeffekttransistoren Fy. und Fg gehen dabei in den Sperrzustand über, und die durch Widerstände R^, und Rp bestimmten Ausgangs spannung en eines Integrators 3a bzw. 2 beginnen von dieser Anfangs-Ausgangsspannungsgröße (10 V) entsprechend folgender Gleichung abzufallen:

^es " * -R7T J ^etacho ^dt

in welcher θΑ- V₁₀ die Ausgangsspannung eines mit der Antriebswelle des Fahrstuhlmotors verbundenen Drehzahlgebers 1 und RC die Zeitkonstante des Integrators bedeuten. Die Ausgangsspannung des Integrators entspricht , der Strecke, weiche die Kabinewährend der Verzögerung zurücklegt, weil folgende Beziehung gilt:

/ ^v

s- J v(t)dt
-' ο

in welcher s die Bremsstrecke und t_r die Verzögerungjazeit bedeuten; v(t) entspricht somit e/V ^₀(t). Eine konstante Verzögerung ist wünschenswert; eine Verzögerungskurve für konstante Verzierung ist in Fig. 2a

veranschaulicht. Venn die Verzögerung konstant ist, d.h. die Bremskraft konstant ist, liefert der Integrator ein in Fig.2b gezeigtes Ausgangssignal e_e mit einer A if angsgröße von 10 V. e_ ist dabei eine sekundäre [second grade) Punktion zur Zeit; um dieses Signa, als Bezugsgeschwindigkeit benutzen zu können, wird in einer Radizierschaltung 3 (Fig. 1) eine Umwandling von e_e(t) in eine lineare Funktion ββ("*0 gemäß Fig. 2c vorgenommen. Das Signal e_R(t) wird über ein Filter R,,C^.,R. an den Eingang eines Steuerverstärke es A2 mit Rückkopplungsschaltung R6, G3, 04 angelegt. Das Ausgangssignal des Drehzahlgebers 1 wird durch eignen Spannungsteiler P^ über ein Filter R7,C2,R8 an denselben Eingang angelegt, wobei das Drehzahlget-ersignal so eingestellt wird, daß seine Größe im Auguerblick des Abbremsens der Größe des Ausgangssignals von der Radizierschaltung 3 entspricht.

/ Falls e ~~^& _τ und die Summe der Widerstände R^ und R^ der Summe der Widerstände Hn und R« gleich ist, entspricht der resultierende Strom im Operationsverstärker A,- der Größe "O" und das Ausgangssignal des Operationsverstärkers A^. wird durch den Widerstand R,- und die Einstellung eines Potentiometers P2 bestimmt. Im Augenblick des B-remsvorganges besitzen E₃, und E_ydie-Größe. Wem dan Prehzahlgebersignal aach eini-

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gen Millisekunden eine die integrierte Geschwindigkeitsgröße geringfügig übersteigende Größe "besitzt, erscheint am Proportional-Integral bzw. Operationsverstärker A^. eine positive Differenz-Integrationsspannung. Infolgedessen fällt die Ausgangsspannung

(* ab (vgl. Pig. 3a), so daß an der Steuerkleinnie eines Thyristors Tj₁, der mit der Motorwicklung L des Antriebsmotors in Reihe geschaltet ist, eine zunehmende· Zahl von Stoßimpulsen (shower pulses) (vgl. Fig.3c) erhalten wird. Eine Zunahme der Zahl der dem Thyristor zugeführten Steuerimpulse ergibt einen vergrößerten Bremsstrom zur Motorwicklung L und mithin eine erhöhte Verzögerung. Eine übermäßig große Verzögerung resultiert andererseits in einem negativen Eingangssignal zum Verstärker A,., so daß der der Motorwicklung L zugeführte Bremsstrom verringert wird. Auf die vorstehend beschriebene Weise wird die Verzögerung unabhängig von der Belastung der Fahrstuhl-Kabine im wesentlichen konstant gehalten. Bei bestimmten Hebewerken reicht wegen der lastbezogenen Nennausgangsleistung des Antriebsmotors die Gleichspannungs-Abbremsung für schwerere Lasten nicht aus. Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch einen Vergleichsverstärker A^ gelöst, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des Operationsverstärkers A^ verbunden ist, während sein anderer Eingang an ein£m durch

ein Potentiometer P. "bestimmten Spannungspegel entsprechend der höchsten verfügbaren Gleichspannungs-Bremswirkung liegt. Die gewünschte Verzögerungskurve kann dabei durch gleichzeitige mechanische und elektrodynamische Abbremsung erzielt werden. Die Betätigung der mechanischen Bremse erfolgt durch Schließen des Schalters S^.

Wenn sich die Kabine der Anhalteebene in einem gemäß Fig. 2a idealen Zeitverlauf nähert, wird der Thyristor vorzugsweise blockiert bzw. gesperrt, sobald eine vorbestimmte niedrige Geschwindigkeit erreicht ist, die durch den Vergleichs-Verstärker A^, bestimmt wird, dessen Ausgang über eine Diode D^ und einen Widerstand ILq mit dem Ausgang eines Sägezahngenerators 4 verbunden ist. Der eine Eingang des Verstärkers A^, ist mit dem Drehzahlgeber 1 verbunden, während sein anderer Eingang an eine Spannungsteilervorrichtung H/1,11 R/ip ^Beschlossen ist. Wenn der Verstärker A₂^ umschaltet (reverses), wird der Motor über einen Schalter S~ abgeschaltet, so daß auch die Zufuhr des Eingangssignals zum Verstärker A, beendet wird. Die Arretierung der Fahrstuhl-Kabine erfolgt in einem Abstand von 5 mm von der Anhalteebene, sofern ein niedriger Wert e von einem Vergleichs-Verstärker Ar abgegriffen wird, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des Integrators 2 verbunden ist, während sein anderer

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Eingang an einem Spannungsteiüla? R^x₁ R^ liegt. Das Ausgangssi^-gnal dieses Spannu/fösteilers bestimmt den Sperr- l)zw. Peststellpunkt. ¥enn der Komparator bzw. Vergleichs-Verstärker A₁- umschaltet (is reversed) wird der Schalter S, zur Betätigung der Peststellbremse aktiviert.

Die Zusammenfassung wird mit der Erfindung somit eine Betriebssteuervorrichtung für Fahrstuhl- und Aufzuganlagen mit elektrodynamischer Abbremsung geschaffen, wobei diese Vorrichtung mit dem Hebewerk vorhandener Fahrstuhl- oder Aufzuganlagen verbindbar ist. Die Betriebssteuervorrichtung ist für mit Pestdrehzahl arbeitende Vechselstrom-Asynchronmotore des Kurzschlußtyps vorgesehen, die einen Teil einer Antriebseinh .it mit einfacher mechanischer Bremse bilden. Die Betriebssteuervorrichtung verbessert die Genauigkeit des Stoppens an der Anhalteebene bei Herabsetzung von Bremsenverschleiß. Diese Betriebststeuervorrichtung kombiniert eine elektrodynamisch^ mit einer mechanischen Abbremsung, wobei die Steuerung über eine Bezugsspannung erfolgt, die von einem durch ein drehzahlmessendes Element gelieferten Ausgangssignal abgeleitet wird.

Claims

PATENTANWALT Dipi>P.hyä - ftlÖHÄRD LUYKEN Elevator GmbH S 7775 ) Schweiz 22.12.198ο PATENT A. N SPRUCH E

1. Betriebssteuervorrichtung zur elektrodynamischen Abbremsung eines Fahrstuhl- oder Aufzug-Hebewerks mit einem mit mechanischer Bremse versonnenen, mit fester Drehzahl arbeitenden Wechselstrom-Asynchromotor des Kurzschlusstyps, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (1) zur Messung einer Drehzahl b£zw. Geschwindigkeit der Fahrstuhl- be'zw. Aufzugs-Kabine, durch Gleichspannungsquelle (TJ 1) zur Speisung der Feldwicklungen des Asynchronmotors zwecks Erzeugung eines gleichgerichteten Bremsmagnetflusses durch den Anker defi'/ifynchronmotors zur Hervorbringung einer elektrodynamischen Abbremsung, durch eine Integriereinrichtung (2) die Drehzahl messenden Einrichtung (1) zwecks Erzeugung eines Bezugssignals für die Verzögerungsstrecke, durch eine Wandlereinrichtung (3) mit Radizierfunktion zur Linearisierung des Bezugssignals für die Verzögerungsstrecke, durch eine erste Komparator- bzw. Vergleichs einrichtung (A1, A2) zum Vergleichen des

zum Integrieren dee Ausgangssignals der

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die Drehzahl angebenden Ausgangssignals mit linearisierten Signal für die Verzögerungsstrecke zwecks Erzeugung eines Fehlersignals zur Steuerung oder Bestimmung eines elektrischen Regelsignals für die Gleichspannungsquelle und durch eine zweite Komparatorb$zw. Vergleichseinrichtung (A4-, A5) zum Vergleichen des Fehlersignals mit einem Bezugspegel entsprechend der höchsten verfügbaren elektrodynamischen Bremsleistung zur Lieferung eines Signals für die Aktivierung der im Hebewerk vorhandenen mechanischen Bremse.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das» die drehzahlmessende Einrichtung ein mit der Welle des Aufzug-Antriebsmotorβ verbundener Drehzahlgeber (1) let.