DE3129163C2 - Steuereinrichtung für den Türzieher einer Fahrstuhlkabine - Google Patents

Abstract

Es ist eine Steuereinrichtung für den Türzieher einer Fahrstuhlkabine vorgeschlagen, die einen an eine Wechselstromquelle angeschlossenen Drehstrom-Asynchronmotor enthält, dessen zwei Wicklungen (1 und 2) miteinander in einphasiger Reversierschaltung mit einem Phasenschieberkondensator (3) liegen. Die dritte Wicklung (10) des Drehstrom-Asynchronmotors wird durch einen Gleichstrom gespeist, und die Enden der Wicklung (10) sind mit der Spule (13) eines Kontrollrelais für den Strom verbunden, wobei der Kontakt des Kontrollrelais für den Strom im Speisekreis der zwei Wicklungen (1 und 2) des Drehstrom-Asynchronmotors in der Betriebsart zum Türschließen liegt. Der Einsatz derartiger Einrichtung ermöglicht eine weitgehende Steuerbarkeit der Umlauffrequenz des Drehstrom-Asynchronmotors, sichert ein recht hohes Anlaufdrehmoment und ein niedriges Verhältnis Anzugs- zu Nennstrom.

Description

Es ist eine Steuereinrichtung für den Türzieher einer Fahrstuhlkabine bekannt, die eit<en Gleichstrommotor mit Fremderregung und eine Steuerschaltung (siehe beispielsweise den SU-Urheber.s Sein 5 42 706 vom 4.10.74, Kl. B66B 13/00) enthält.

Zur Sicherung einer erschütterungsfreien Arbeit der Kabinen und der Schachttür sowie für ein stoßfreies Schließen der Türflügel beim Zumachen ist durch die Steuerschaltung die Möglichkeit einer Geschwindigkeitsänderung bei den Türflügeln als Funktion des Weges vorgesehen. Vor der Schließung beim Zumachen und am Ende der öffnung wird die Geschwindigkeit der Türflügel beispielsweise gesenkt.

Die Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit der Türflügel wird durch Regelung der Umlauffrequenz des Elektromotors erreicht. Diese Regelung kommt bei Änderung des Ankerstromes des Elektromotors mit Hilfe einer eine Programmregeleinrichtung aufweisenden Thyristorschaltung zustande. Die genannte Einrichtung gestattet es, die Umlauffrequenz des Elektromotors und damit die Geschwindigkeit der Türflügel im gegebenen Punkt des Weges beim Schließen oder Offnen zu ändern.

Die bekannte Einrichtung hat aber eine verwickelte elektrische Schaltung mit mehreren Einheiten und setzt die Verwendung eines einen Kollektor, einen Bürstenapparat besitzenden Gleichstrommotors voraus, was die Zuverlässigkeit der Einrichtung herabsetzt.

Es ist eine Einrichtung bekannt, bei der Drehstrom-Asynchronmotoren eingesetzt werden.

Zu den Vorteilen dieser Elektromotoren zählen konstruktive Einfachheit, leichte Bedienung, Fehlen von Kollektor und Bürstenapparat.

Die Elektromotoren weisen drei Ständerwicklungen auf, die räumlich gegeneinander um 120° versetzt sind. Bei der Einschaltung in ein Drehphasennetz dreht sich der Läufer des Elektromotors mit einer gleichbleibenden Rotationsfrequenz.

Von Vorteil-ist bei diesen Elektromotoren auch die Möglichkeit ihres Betriebes nicht nur vom komplizierten Drehstromnetz, sondern auch von einem einfachen Einphasennetz.

Darort der Drehstrommotor bei seiner Einschaltung in das Einphasennetz in Drehung versetzt wird, ist es notwendig, eine Phasenverschiebung zwischen seinen Wicklungen zu verwirklichen.

Eine derartige Verschiebung erfolgt mit Hilfe von ίο Kondensatoren.

Es gibt eine große Anzahl von Schaltungsanordnungen für drei Ständerwicklungen des Elektromotors im Einphasennetz unter Benutzung von Kondensatoren (siehe beispielsweise das Buch von N. D. Toroptsev !5 »Drehstrom-Asynchronmotor in Einphasenschaltung mit einem Kondensator«, Verlag »Energija«, Moskau, 1979, §5, S. 20 bis 21).

Diese Elektromotoren sind aber für Steuereinrichtungen bei Türziehern ungeeignet, wo eine Änderung des Verlaufes der Schließung und der Öffnung (nämlich ein schnelles Öffnen und ein langsameres Schließen, Geschwindigkeitsabnahme vor der Schließung der Türflügel und am Ende deren Öffnung) vorgesehen ist. Die Nichteignung ist durch die Unmöglichkeit verursacht, die Umlauffrequenz des Läufers bei derartigen Elektromotoren zu regeln, die nur von deren konstruktiver Ausführung abhängig ist.

Es sind auch Steuereinrichtungen für die Mechanismen unter Anwendung von Kondensatormotoren bekannt, die hur von'zwei Ständerwicklungen (siehe z. B. das technische Hilfsbuch, herausgegeben von W. A. Labuntsev »Thyristoren«, Verlag »Energija«. Moskau, 1971,§10-5,S. 265)Gebrauch machen.

Der Läufer des Kondensatormotors dreht sich dank dem Vorhandensein einer Verschiebung zwischen den Wicklungen.

Der Einsatz des Kondensatormotors bei den Einrichtungen unter Benutzung zweier Ständerwicklungen gestattet es, den Schaltungsaufwand durch Wegfall mancher Steuergeräte geringer zu halten.

Es muß auch betont werden, daß bei Anwendung des Elektromotors mit drei Wicklungen nur zwei Wicklungen benutzt werden können, während die dritte Wicklung für eine Sonderregelung des Elektromotors verwendet werden kann.

Eine Einrichtung, bei der ein Kondensatormotor mit zwei Ständerwicklungen verwendet wird, kommt der erfindungsgemäße/) Einrichtung am nächsten und ist als Prototyp angenommen.

Der Einrichtung haften die obengenannten Nachteile an: nämlich die Nichteignung für die Steuerung des lürziehers, wo eine Änderung des Verlaufes der Schließung und Öffnung zu berücksichtigen ist.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die vorstehend genannten Nachteile zu überwinden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung für den Türzieher einer Fahrstuhlkabine zu schaffen, die eine Erhöhung der Zuverlässigkeit, Betriebssicherheit und des Komfortes durch Regelung so der Rötationsfrequenz des Läufers des Wechselstrommotors gewährleistet.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Steuereinrichtung für den Türzieher einer Fahrstuhlkabine, die einen an eine Wechselstromquelle angeschlossenen Drehstrom-Asynchronmotor mit einer weichen Drehmomentkennlinie enthält, dessen zwei Wicklungen miteinander in einphasiger Reversierschaltung mit einem Phasenschieberkondensator liegen.

gemäß der Erfindung die driue Wicklung des Drehstrom-Asynchronmotors durch einen Gleichstrom gespeist wird und die Wicklungsenden mit der Spule eines Kontrollrelais für den Strom verbunden sind, wobei der Kontakt dieses Relais im Speisekreis der zwei Wicklungen des Drehstrom-Asynchronmotors in der Betriebsart zum Türschüeßen liegt

Es ist zweckmäßig, die dritte Wicklung, mit der ein Thyristor und ein Regelwiderstand in Reihe geschaltet sind, von der Wechselstromquelle mittels einer Einweggleichrichterschaltung mit einer Bezugsdiode und einem Kondensator zu speisen.

Bei Benutzung derartiger Einrichtung wird es mögiich.die Umlauffrequenzdes Drehstrom-Asynchronmotors in weiten Grenzen zu steuern, es sind ein recht hohes Anlaufdrehrnoment und ein niedriges Verhältnis Anzugs- zu Nennstrom gewährleistet.

Die genannten Vorteile der Einrichtung bestimmen hohe Zuverlässigkeit, Sicherheit und Komfort beim Betrieb des Türziehers einer Fahrstuhlkabine.

Die Erfindung soll nachstehend ün Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme swif die Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen

F i g. 1 und 2 Ausführungsformen elektrischer Schaltungen einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung für den Türzieher einer Fahrstuhlkabine;

Fig.3 mechanische Kennlinien eines Drehstrom-Asynchronmotors bei verschiedenen Betriebsarten.

Die in Fig. 1 dargestellte Steuereinrichtung für den Türzieher einer Fahrstuhlkabine enthält einen Drehstrom-Asynchronmotor mit einer weichen Drehmomentkennlinie, dessen zwei Wicklungen 1 und 2 zur Erzeugung und Regelung eines Antriebsmomentes in Einphasenschaltung mit einem Phasenschieberkondensator 3 und einem Regelwiderstand 4 in der Weise liegen, daß die Enden der Wicklungen 1, 2 mit einer Klemme 5 einer Speisequelle gekoppelt sind. Die Anfänge der Wicklungen 1 und 2 sind miteinander über den Kondensator 3 und den Regetwiderstand 4 und mit der Klemme 6 der Speisequelle über Kontakte 7-1 und 8 bei einem Türschließen und über einen Kontakt 9-1 bei einem Türöffnen verbunden, wobei in der gleichen Betriebsart zum Türöffnen im Fahrstuhl ein Kontakt 9-2 den Widerstand 4 zum Teil überbrückt.

Der Anfang der dritten Wicklung 10 des Drehstrom-Asynchronmotors ist mit einer Klemme 11 einer Speisequelle und das Ende der Wicklung 10 mit der Klemme 12 der Speisequelle verbunden, wobei der Anfang der Wicklung 10 über einen Kontakt 7-2 mit einem der Enden einer Spu!? eines Kontrollrelais 13 für den Strom gekoppelt ist, wodurch das Vorhandensein eines Gleichs'roms in der Wicklung 10 überwacht wird, während das zweite Ende der Spule des Kontrollrelais 13 für den Strom mit dem Ende der Wicklung 10 verbunden ist.

In Fig.2 ist eine elektrische Schaltung einer Steuereinrichtung für den Türzieher einer Fahrstuhlkabine dargestellt, die eine zweckmäßige Ausführungsform zur Speisung der dritten Wicklung 10 des Drehstrom-Asynchronmotors zeigt.

In dieser Ausführungsform wird die Wicklung 10. mit der ein Thyristor 14 und ein Regelwiderstand 15 in Reihe liegen, von einer Wechselstromquelle mit Klemmen 16 und 17 mittels einer Einweggleichrichterschaltung über einen Thyristor 18 gespeist. Die Anode des Thyristors 14 und die Kathode des Thyristors 18 sind mit der Klemme 17 über eine Bezugsdiode 19 und einen mit dieser in den Nebenschluß gelegten Kondensator 20 gekoppelt, wobei die Kathode der Diode 19 mit der Kathode des Thyristors 18 verbunden ist

Alle notwendigen Betriebsarten der Einrichtung werden durch Anwendung eines speziellen Drehstrom-Asynchronmotors mit einer weichen Drehmomentkennlinie als Antriebsmotor gewährleistet, der es im Unterschied zu einem üblichen industriellen Drehstrom-Asynchronmotor mit einem Kurzschlußläufer erlaubt, stabile mechanische Kennlinien im gesamten Rotationsfrequenzbereich des Läufers bei einem gemeinsamen Netzanschluß der zwei Wicklungen im Motorbetrieb und der einen im Bremsbetrieb zu bekommen.

Der Punkt des Kippschlupfes verschiebt sich im dynamischen Bremsbetrieb solch eines Elektromotors zu einer synchronen Umlauf frequenz, wobei der Wert des Bremsmomentes in diesem Bereich zunimmt.

Die genannten Formen der statischen mechanischen Kennlinien im Motor- und dem dynamischen Bremsbetrieb gestatten es, stabile mechanische Kennlinien für den Elektromotor bei einem gemeinsamen Netzanschluß seiner Wicklungen zu erhalten.

F i g. 3 zeigt eine natürliche mechanische kennlinie 21 des angewendeten Drehstrom-Asynchronmotors im Motorbetrieb.

Die Kennlinie 22 (Fig.3) des Motorbetriebes ist durch Eiiiiührung des Regelwiderstandes 4 in den Stromkreis der Wicklung 1 (F i g. 1 und 2) erhalten.

Die Kennlinien 23 und 24 (F i g. 3) für die dynamische Bremsung sind durch das Vorhandensein eines Gleich-Stroms in der Wicklung 10 (Fig. 1 und 2) bedingt. Die Kennlinie 24 (F i g. 3) entspricht einem größeren Strom bei der dynamischen Bremsung und bei einem kleineren Regelwiderstand 15 (F i g. 2).

Die Kennlinie 25 (F i g. 3) ist durch eine algebraische Summierung der Kennlinien 21 und 23 erhalten und stellt eine mechanische Arbeitskennlinie in der Betriebsart zum Türöffnen dar.

Die Kennlinie 26 ist durch eine algebraische Summierung der Kennlinien 22 und 23 erhalten. Diese Kennlinie bestimmt ein niedrigeres Anlaufmoment des Elektromotors gegenüber der Kennlinie 25 und wird bei der Arbeit des Elektromotors in der Betriebsart zum Türschließen ausgenutzt.

Die Kennlinie 27 ist durch eine algebraische Summierung der Kennlinien 22 und 24 erhalten.

Die Kennlinie 28 ist durch eine algebraische Summierung der Kennlinien 21 und 24 erhalten.

Der Vergleich der in F i g. 3 dargestellten Kennlinien zeigt große Möglichkeiten für die Steuerbarkeit des '° verwendeten Drehstrom-Asynchronmotors bei einer Änderung des Wertestes Gleichstroms in der Wicklung 10 (Fig. 1 und 2) und des Wechselstroms in den Wicklungen 1 und 2.

Di? Aibeit der Steuereinrichtung für den Türzieher einer Fahrstuhlkabine geschieht wie folgt.

In der Betriebsart zum Türöffnen schließen die Kontakte 9-1 und 9-2 (Fig. 1 und 2). Die Arbeit des Drehstrom-Asynchronmotors erfolgt bei einer gemeinsamen Einschaltung der das Antriebsmoment entwikkelnden Wicklungen 1 und 2 und der das Bremsmoment erzeugenden Wicklung 10. Hierbei wird die Wicklung 1 mit der Klemme 6 der Speisequelle über den Kontakt 9-1 und die Wicklung 2 mit der Klemme 6 über einen Zweig: Kontakt 9-1, Regelwiderstand 4, zum Teil überbrückt durch den Kontakt 9-2, Phasenschieberkondensator 3 verbunden.

Die teilweise Verringerung des Widerstandes 4 bestimmt einen gewissen Mittelwert des Antriebsmo-

mcntcs beim Türöffnen. Die Wicklung IO wird an eine Gleichstromquelle (Fig. I) angeschaltet. Dn es in Gebäuden, wo die Fahrstühle montiert werden, am häufigsten nur ein Wechselstromnetz gibt, wird auf eine Variante zur Anschaltung der Wicklung 10 (Fig. 2) an -. eine Wcchsclstromquclle über eine aus dem Thyristor 18 und der Bezugsdiode 19 aufgebaute F.inweggleiehriehterschaltung eingegangen. Hierbei wird die Wicklung 10 von der Wechsclstromquelle über einen Zweig: Klemme 16 der Wechsclstromquellc. Thyristor 18, in Thyristor 14, Regelwiderstand 15, Wicklung 10. Klemme 17 der Speisequclle gespeist.

Parallel zu einem aus einer Reihenschaltung des Thyristors 14. des Regelwiderstands 15 und der Wicklung 10 bestehenden Nctzabschnilt liegen die ii Beziigscliocle 19 und der Kondensator 20.

Der Kondensator 20 verringert die Pulsationen des gleichgerichteten Stroms, wodurch dessen Mittelwert erhöht wird.

Bei Stromregelung in der Wicklung 10 von Null bis :» zum Maximalwert mit Hilfe des Widerstandes 15 sichert die Einrichtung die Erhaltung eines beliebigen erwünschten Vorganges für das Türöffnen. Die Höchstgeschwindigkeit der öffnung wird bei gesperrten Thyristoren 18 und 14 und bei Fehlen einer Bremswirkung y, seitens der Wicklung 10 (mechanische Kennlinie 21 in Fig. J) erreicht. Die Mindestgeschwindigkeit der öffnung wird bei leitenden Thyristoren 18, 14 (Fig. 2) und dem Regelwiderstand 15 gleich Null erreicht. In diesem Fall ist die Bremswirkung der Wicklung 10 jo maximal (mechanische Kennlinie 28 in F i g. 3).

Das optimale Türöffnen liegt bei Benutzung sowohl der Höchst- als auch der Mindestgeschwindigkeit der Türbewegung vor. Von der Mindestgeschwindigkeit wird in der Regel am Ende desTürschließens, manchmal π aber auch am Anfang des Türöffnens zur Sicherung einer geräuschlose" Arbei! des Verschlusses der Schachttürflügel Gebrauch gemacht. ι

Die Ausnutzung der Höchstgeschwindigkeit der Türbewegung hat auf einem möglichst langen Laufweg -to zwecks Sicherung einer minimalen Zeit für das Türöffnen zu erfolgen.

In der Betriebsart zum Türschließen arbeitet der Elektromotor auch bei einer gemeinsamen Einschaltung der Wicklungen 1,2 und 10.

Die Betriebsart zum Türschließen ist die wichtigste, denn bei dieser Betriebsart ist es notwendig, zwei grundsätzliche Sicherheitsanforderungen: Begrenzung einer die l'ürfliigcl zusammendruckenden Ki;tiι τιιΙ Begrenzung der Große der kinetischen F.nergie der >:eh bewegenden Tür. /u erfüllen. ·

In der Betriebsart /um Türschließen schließe" die Kontakte 7-1, 7-2 (I'ig. I und 2). Die das Antriebsrad mein entwickelnden Wicklungen I und 2 des Drehstrom-Asyiichroninoiors werden aber an die Spe;sequelle ersl nach der Schließung des Kontaktes 8 .!es Kontrollrelais I ? für den Gleichstrom angeschlossen

Die Wicklung IO (IΊ g. 2) wird in der Betriebsart /um Türschließen über den gleichen Zweig wie auch in cl-.T Betriebsart /um Türoffnen gespeist. Hierbei schallet nach der Schließung des Kontaktes 7-2 das Kontrollrclais 13 für den Strom ein. dessen Spule /ur Wicklung 10 parallel geschaltet wird.

Im Stromkreis tier Wicklungen I, 2 schließ! der Kontakt 8 des Kontrollrelais 13 fur den Strom Dann wird die Wicklung 2 mit der Klemme f> der Speisequelle über die Kontakte 7-1 und 8 und die Wicklung 1 über den Regelwiderstand 4, den Phasenschieberkondensator und die Kontakte 8 und 7-1 verbunden

Das Vorhandensein des Kontrollrelais 13 für den Strom in der Einrichtung gestattet es. das Vorhandensein des Gleichstroms in der Wicklung 10 /u überwachen, der den Gcschwindigkeitswcri der Türbewegung und folglich auch die Größe der kinetischen Energie bestimmt.

Die Erfüllung der Sicherheilsanforderung bezüglich der Begrenzung der die Türflügel beim Schließen zusammendrückenden Kraft erfolgt mit Hilfe des Regelwiderstandes 4, der die Größe des Antriebsmomentes bestimmt.

Vorteil der Einrichtung ist die Möglichkeit, eine Bremswirkung zu erzielen, also die Rotationsfrequenz des Motorläufers zu regeln, ohne auch die Wicklung 10 an die Klemmen 16, 17 beim gesperrten Thyristor 18 und beim leitenden Thyristor !4 anzuschließen, !n diesem Fall fließt ein Strom über die Wicklung 10 unter der Wirkung einer in dieser beim Anschließen der Wicklungen I₁ 2 an die Speisequelle induzierten elektromotorischen Kraft.

Die Einrichtung sichert auch, falls notwendig, die Anwendung einer dynamischen Bremsung des Elektromotors am Ende der Türöffnung oder -Schließung durch eine kurzzeitige Verzögerung der Sperrung der Thyristoren 14, 18 nach der Öffnung der Kontakte 7-1, 7-2 oder 9-1,9-2.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung für den Türzieher einer Fahrstuhlkabine, die einen an eine Wechselstromquelle angeschlossenen Drehstrom-Asynchronmotor mit einer weichen Drehmomentkennlinie zwei Wicklungen des Drehstrom-Asynchronmotors, die miteinander in einphasiger Reversierschaltung mit einem Phasenschieberkondensator liegen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Wicklung (10) des Drehstrom-Asynchronmotors durch einen Gleichstrom gespeist wird und die Enden der Wicklung (10) mit der Spule eines Kontrollrelais (13) für den Strom verbunden sind ein Kontakt (8) des Kontrollrelais (13) für den Strom im Speisekreis der zwei Wicklungen (1 und 2) des Drehstrom-Asynchronmotors in der Betriebsart zum Türschließen liegt

2. Steuereinrichtung für den Türzieher einer Fahrstuftikdbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Wicklung (10) des Drehstrom-Asynchronmotors, mit der ein Thyristor (14) und ein Regelwiderstand (15) in Reihe geschaltet sind, von der Wechselstromquelle über eine Einweggleichrichterschaltung mit einer Bezugdiode (19) und einem Kondensator (20) gespeist wird.