DE4038981A1 - Hubwerksantrieb, insbesondere fuer einen turmkran - Google Patents
Hubwerksantrieb, insbesondere fuer einen turmkranInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Hubwerksantrieb, insbesonde
re für einen Turmkran, mit einem Wechselstrommotor,
insbesondere einem Asynchronmotor, einem den Wechsel
strommotor mit Wechselstrom änderbarer Frequenz speisen
den Frequenzumrichter und einer die Frequenz des Fre
quenzumrichters auf einen insbesondere stufenlos wählba
ren Frequenz-Sollwert einstellenden Steuerschaltung.
Hubwerke, insbesondere von Turmkranen, müssen vielfach
große Höhenunterschiede der Hakenhöhe überwinden. Dies
bedingt vergleichsweise lange Transportzeiten der Last,
bei einer Hakenhöhe von beispielsweise 50 m vielfach
einige Minuten, da die Leistung des Hubwerksantriebs aus
Kostengründen oder aus Gewichts- und Platzgründen in der
Regel der maximalen Tragkraft des Krans entsprechend
dimensioniert ist.
Um die Hubgeschwindigkeit zumindest bei Lasten kleiner
als die Nennlast vergrößern zu können, werden als Hub
werksantrieb vielfach polumschaltbare Wechselstrommotoren
und insbesondere auch Wechselstrommotore mit einem nach
folgenden, in Stufen schaltbaren Untersetzungsgetriebe
benutzt. Polumschaltbare Motoren erfordern jedoch einen
vergleichsweise hohen Schaltungsaufwand zur Steuerung,
und beim Umschalten der Drehzahlen können hohe Drehmoment
sprünge auftreten, die sich negativ auf die Positionie
rung der Last auswirken und die Konstruktion von Turm und
Ausleger des Krans beanspruchen. Getriebemotoren erfor
dern hohen Konstruktionsteileaufwand und erhöhen das
Krangewicht. In beiden Fällen läßt sich jedoch die Hubge
schwindigkeit nur in groben Stufen variieren, womit sich
die Transportgeschwindigkeit des Krans nur begrenzt
innerhalb der durch die Motorleistung vorgegebenen Gren
zen erhöhen läßt.
Es ist ferner bekannt, den Asynchronmotor eines Hubwerks
mit Wechselstrom variabler Frequenz und variabler Strom
amplitude aus einem Frequenzumrichter zu speisen. Derar
tige Frequenzumrichter-Antriebe ermöglichen zwar eine
stufenlos änderbare Einstellung der Hubgeschwindigkeit,
wurden aber bisher nur in Frequenzbereichen zwischen 0
und der die Nenndrehzahl des Asynchronmotors bestimmenden
Netzfrequenz eingesetzt. Von einer Erhöhung der Frequenz
in den Feldschwächungsbereich wurde bisher aus Gründen
der Betriebssicherheit des Hubwerks abgesehen. Das den
Asynchronmotor belastende Lastmoment muß stets kleiner
sein als dessen Kippmoment, um ein Rückdrehen oder Ste
henbleiben des Motors zu verhindern. Das Verhältnis von
Kippmoment zum berechneten Nennmoment des Motors ändert
sich mit wachsender Frequenz oberhalb der die Nenndreh
zahl des Asynchronmotors bestimmenden Nennfrequenz, d. h.
im Feldschwächungsbereich, stark verringert, konnte die
Hubgeschwindigkeit allenfalls geringfügig durch den
Betrieb des Asynchronmotors im Feldschwächungsbereich
über die Nenngeschwindigkeit hinaus angehoben werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Hubwerksantrieb zu
schaffen, der die Transportzeiten auf ein Minimum verrin
gert und die Hubwerksgeschwindigkeit selbsttätig auf den
der Belastung entsprechenden maximal zulässigen Wert
einstellt.
Ausgehend von dem eingangs erläuterten Hubwerksantrieb
wird diese Aufgabe gemäß einem ersten Aspekt der Erfin
dung dadurch gelöst, daß die Steuerschaltung eine Ermitt
lungseinrichtung umfaßt, die einen ein Maß für das momen
tane Drehmoment des Motors repräsentierenden Belastungs
wert ermittelt sowie einen Datenspeicher aufweist, der
Daten für eine Grenzkennlinie speichert, die den Zusammen
hang zwischen maximal zulässigen Frequenzen des Wechsel
stroms einerseits und Belastungswerten für eine vorgege
bene Leistung des Motors andererseits repräsentieren und
daß die Steuerschaltung die Frequenz des Frequenzumrich
ters auf einen abhängig von dem ermittelten Belastungs
wert entsprechend den im Datenspeicher gespeicherten
Daten sich ergebenden Frequenzwert einstellt und den
eingestellten Frequenzwert bei einer Änderung des Bela
stungswerts nachführt, wenn der eingestellte Frequenzwert
kleiner als der gewählte Frequenz-Sollwert ist.
Hierbei wird ausgenutzt, daß für eine gegebene Motorlei
stung eine Grenzkurze ermittelt werden kann, die den
Verlauf des Motordrehmoments in Abhängigkeit von der
Motordrehzahl repräsentiert. Die Grenzkurve wird so
bemessen, daß im gesamten zu nutzenden Drehzahlbereich
ein hinreichender Abstand zwischen dem geforderten Motor
moment und dem Kippmoment bleibt. Ausgehend von dem
ermittelten, dem momentanen Drehmoment des Motors ent
sprechenden Belastungswert wird anhand dieser zum Bei
spiel in Tabellenform in dem Datenspeicher gespeicherten
Grenzkurve ein Frequenzwert gelesen, der die maximal
zulässige Drehzahl des Motors repräsentiert. Die Steuer
schaltung stellt den Frequenzumrichter auf den maximal
zulässigen Frequenzwert ein, womit das Hubwerk mit maxi
mal möglicher Geschwindigkeit arbeitet. Die Erfindung
wird vorzugsweise bei Hubwerksantrieben mit Asynchronmo
toren, speziell Kurzschlußläufer-Asynchronmotoren, einge
setzt, läßt sich aber auch bei anderen Motorarten, wie
zum Beispiel Synchronmotoren, Schleifringläufermotoren,
insbesondere mit kurzgeschlossenem Läuferkreis, verwen
den.
Die Sollgeschwindigkeit des Hubwerks wird in der Regel
extern zum Beispiel über einen Meisterschalter oder
dergleichen vorgegeben. Solange der Sollgeschwindigkeit
ein Frequenz-Sollwert entspricht, der kleiner ist als der
maximal zulässige Frequenzwert, stellt die Steuerschal
tung den Frequenz-Sollwert am Frequenzumrichter ein.
Liegt jedoch der Frequenz-Sollwert über dem maximal
zulässigen Frequenzwert, so sorgt die Steuerschaltung
dafür, daß der maximal zulässige Frequenzwert nicht
überschritten wird. Dies erlaubt eine sichere manuelle
Steuerung des Hubwerks.
Da sich die maximal zulässige Frequenz selbsttätig und
kontinuierlich stufenlos der momentanen Last anpaßt, kann
die Hubgeschwindigkeit auch Laständerungen, beispielswei
se aufgrund des sich beim Hubvorgang verringernden Seilge
wichts kontinuierlich, angepaßt werden. Drehmomentsprünge,
wie sie sich beispielsweise bei einem Seillagenwechsel
der Seiltrommel ergeben, können automatisch ausgeglichen
werden.
Entsprechende Vorteile lassen sich auch gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung erzielen. Hiernach ist
vorgesehen, daß die Steuerschaltung eine die Motorlei
stung auf einen vorgegebenen Wert konstant haltende
Regeleinrichtung sowie eine Ermittlungseinrichtung um
faßt, die einen ein Maß für das momentane Drehmoment
repräsentierenden Belastungswert ermittelt und daß die
Steuerschaltung die Frequenz des Frequenzumrichters auf
einen für den vorgegebenen Leistungswert und den ermit
telten Belastungswert maximal zulässigen Frequenzwert
einstellt und den eingestellten Frequenzwert bei einer
Änderung des ermittelten Belastungswerts nachführt, wenn
der eingestellte Frequenzwert kleiner als der gewählte
Frequenz-Sollwert ist.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird durch die
Leistungsregeleinrichtung die Leistung des Motors kon
stant gehalten. Hierdurch wird erreicht, daß der bereits
unter dem ersten Aspekt der Erfindung beschriebene Zusam
menhang zwischen Motordrehmoment und maximal zulässiger
Motordrehzahl besonders exakt vorherbestimmt werden kann.
Vorzugsweise umfaßt deshalb auch der Hubwerksantrieb
gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung eine derartige
Leistungsregeleinrichtung. Die Leistungsregeleinrichtung
erlaubt es aber, auch die Belastungswerte des Motors
anders als durch eine gespeicherte Grenzkurve vorzugeben,
und sie erlaubt andere Frequenznachführmechanismen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung kann vorgesehen sein,
daß die Steuerschaltung eine Recheneinrichtung umfaßt,
die abhängig von in einem Datenspeicher gespeicherten
Daten eines elektrischen Ersatzschaltbilds des Motors und
abhängig von dem ermittelten Belastungswert sowie dem
Motorstrom den maximal zulässigen Frequenzwert errechnet.
Mit Hilfe einer derartigen Recheneinrichtung kann der
maximal zulässige Frequenzwert der tatsächlichen Be
triebssituation besser angepaßt ermittelt werden.
Die Motorleistung hängt in üblicher Weise sowohl von der
Motorspannung als auch dem Motorstrom ab. Soweit der
Frequenzumrichter eine auf einen konstanten Wert geregel
te Ausgangsspannung hat, genügt es, den Motorstrom mit
Hilfe der Leistungsregeleinrichtung konstant zu halten,
wobei es hier genügt, den Motorstrom mit Hilfe einer
Stromregeleinrichtung, welche die Ausgangsfrequenz des
Frequenzumrichters verändert, konstant zu halten, damit
die Leitung konstant bleibt. Da bei einer solchen Rege
lung Spannungseinbrüche nicht vollständig ausgeschlossen
werden können, kann im Einzelfall eine erhöhte Kippsi
cherheitsgrenze erforderlich sein, die ihrerseits den
ausnutzbaren Hubgeschwindigkeitsbereich einengt.
Ein besonders großer ausnutzbarer Hubgeschwindigkeitsbe
reich wird erreicht, wenn die Leistungsregeleinrichtung
eine sowohl auf den Motorstrom als auch auf die Motor
spannung ansprechende Rechnereinrichtung umfaßt, die
einen die momentane Motorleistung repräsentierenden Wert
ermittelt und die Regeleinrichtung die Frequenz und den
Motorstrom und gegebenenfalls die Motorspannung abhängig
von dem ermittelten Motorleistungswert so regelt, daß die
Motorleistung den vorgegebenen Leistungswert hat.
Bei der den Belastungswert bzw. das Motormoment ermit
telnden Ermittlungseinrichtung kann es sich um eine die
Hubwerkslast zum Beispiel am Haken oder an der Motorwelle
messende Kraftmeßeinrichtung handeln. Soweit jedoch die
Leistung des Motors konstant gehalten wird, kann, wie
dies in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen ist,
der momentane Belastungswert auch errechnet werden, zum
Beispiel abhängig von dem mittels der Leistungsregelein
richtung geregelten Motorstrom und gegebenenfalls abhän
gig von dem momentanen Frequenzwert.
Da die Steuerschaltung inhärent die Kippsicherheitsbedin
gungen des Motors beachtet, läßt sich das Hubwerk pro
blemlos und ohne Anfahrstöße und Schwingungen über Ram
penfunktionen der Steuerschaltung beschleunigen und
abbremsen. Die Steuerschaltung umfaßt hierzu eine Rampen
funktionseinrichtung, die durch Änderungen des Frequenz-
Sollwerts aktivierbar ist und den Frequenzwert des Fre
quenzumrichters kontinuierlich in Richtung auf den geän
derten Frequenz-Sollwert ändert.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der über die
Leistungsregeleinrichtung vorgegebene Leistungswert,
insbesondere der maximale Leistungsgrenzwert, einstell
bar. Dies erlaubt es, die im Hubantrieb umgesetzte Ener
gie von außen anzupassen, um beispielsweise den Motor
unter bestimmten Betriebsbedingungen, zum Beispiel beim
Aufstellen des Krans in einigen tausend Meter Höhe zu
schonen oder um eine externe Beschaltung, wie zum Bei
spiel einen Rückspeisewiderstand geringer dimensionieren
zu können.
Eine Erhöhung der Kippsicherheitsgrenzen verringert
normalerweise den ausnutzbaren Hubgeschwindigkeitsbe
reich. Um ohne Minderung der Kippsicherheit den ausnutz
baren Hubgeschwindigkeitsbereich vergrößern zu können,
ist in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, daß
der Motor für eine geringere Nennspannung als die Nenn-
Ausgangsspannung des Frequenzumrichters bemessen ist.
Diese Maßnahme erhöht die Funktionssicherheit des Hub
werksantriebs bei Netzspannungseinbrüchen und langen
Zuleitungen, ohne daß dies auf Kosten des ausnutzbaren
Hubgeschwindigkeitsbereichs ginge. Die Nennspannung des
Motors wird hierbei zweckmäßigerweise um 12 bis 25%
kleiner gewählt als die Nenn-Ausgangsspannung des Fre
quenzumrichters.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung
näher erläutert. Hierbei zeigt:
Fig. 1 ein Diagramm, das für eine vorgegebene Motorlei
stung die Abhängigkeit des Motormoments von der
Motordrehzahl zeigt und
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Hub
werkantriebs.
Fig. 1 zeigt das Motormoment M eines Asynchronmotors,
normiert auf dessen Nennmoment MN in Abhängigkeit der auf
die Nenndrehzahl nN normierten Motordrehzahl n in Form
einer durchgehenden Linie für die Nennleistung des Asyn
chronmotors. Im Ankerstellbereich, d. h. zwischen 0 und 1
der auf die Nenndrehzahl normierten Motordrehzahl n ist
das Motormoment M gleich dem Nennmoment. Bei Motordreh
zahlen größer als die Nenndrehzahl, d. h. im Feldschwä
chungsbereich, nimmt das Motormoment unter der Annahme
konstant gehaltener Motorleistung umgekehrt proportional
zur Motordrehzahl ab. In das Diagramm der Fig. 1 ist
strichpunktiert der Drehzahlverlauf des Kippmoments MK
des Asynchronmotors eingetragen, das sich näherungsweise
umgekehrt proportional zum Quadrat der Motordrehzahl
ändert.
Die Belastung des Asynchronmotors und dementsprechend das
Motormoment muß stets kleiner als das Kippmoment sein. Es
hat sich herausgestellt, daß Asynchronmotoren von Hubwer
ken unter Berücksichtigung eventueller Spannungseinbrüche
kippsicher betrieben werden können, wenn das Verhältnis
MK/MN wenigstens 1,6 oder mehr beträgt. Diese Kippsicher
heitsgrenze legt den maximal ausnutzbaren Drehzahlbereich
des Asynchronmotors fest, der im Beispiel der Fig. 1 für
einen Kippsicherheitsgrenzwert MK/MN = 1,6 bei der vier
fachen Nenndrehzahl endet.
Der erfindungsgemäße Hubwerksantrieb gemäß Fig. 2 umfaßt
einen Asynchronmotor 1, hier einen Drehstrom-Kurzschluß
läufer-Asynchronmotor, zum Antrieb eines Hubwerks 3. Der
Asynchronmotor 1 ist an einen Frequenzumrichter 5 ange
schlossen, der aus einem Netz 7 mit Netzfrequenz von
beispielsweise 50 Hz zugeführten Drehstrom in Drehstrom
umformt, dessen Frequenz zwischen 0 und einem Mehrfachen
der Netzfrequenz, beispielsweise dem Vierfachen der Netz
frequenz, d. h. 200 Hz, stufenlos eingestellt werden kann.
Die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters 5 bestimmt
die Drehzahl des Motors 1. Im Frequenzbereich zwischen 0
und der Netzfrequenz, bei welcher der Motor 1 mit seiner
Nenndrehzahl dreht, sorgt eine nicht näher dargestellte
Drehzahlregelung dafür, daß die Frequenz des Frequenzum
richters 5 und damit die Drehzahl des Motors 1 der am
Frequenzumrichter 5 mittels eines Meisterschalters 9 oder
dergleichen eingestellten Sollfrequenz proportional
folgt.
Wird die Sollfrequenz über die der Nenndrehzahl zugeord
nete Netzfrequenz hinaus in den Feldschwächungsbereich
erhöht, so muß sichergestellt werden, daß die Kippsicher
heitsgrenzen des Asynchronmotors eingehalten werden
können. Hierzu ist ein Leistungsregelkreis vorgesehen,
der bei 11 den Motorstrom und die Motorspannung erfaßt
und in einer Rechnereinheit 13 hieraus die momentane
Motorleistung errechnet. Eine Begrenzerschaltung 15, der
aus einem einstellbaren Sollwertgeber 17 ein Leistungs-
Sollwert zugeführt wird, liefert bei 19 ein Korrektursi
gnal an eine Steuerung 21, die dementsprechend vom Fre
quenzumrichter 5 gelieferten Motorstrom und die Frequenz
des Drehfeldes so steuert, daß die Motorleistung auf dem
Leistungs-Sollwert konstant gehalten wird. Der Begrenzer
schaltung 15 und gegebenenfalls der Rechnereinheit 13
werden hierzu aus einem Datenspeicher 23 Kenndaten des
Motors 1 zugeführt. Sofern der Frequenzumrichter 5 von
sich aus eine konstant gehaltene Ausgangsspannung abgibt,
so genügt es zur Leistungsregelung, lediglich den Motor
strom zu erfassen und diesen durch Variation der Frequenz
konstant zu halten.
Die Begrenzerstufe 15 vergleicht den Leistungs- bzw.
Stromsollwert mit dem Istwert der jeweiligen Größe und
veranlaßt beim Überschreiten des Sollwertes durch den
Istwert eine Steuerung 21 zur Reduktion der Motordrehzahl
durch Veränderung von Frequenz und Strom des Umrichters
5. Daten, die die momentane Belastung repräsentieren,
erhält die Steuerung 21 entweder aus der Recheneinheit
13, oder sie werden durch den Motorstrom implizit darge
stellt. Die Steuerung 21 errechnet aus Daten, die die
Werte eines elektrischen Ersatzschaltbilds des Asynchron
motors 1 repräsentieren und die ihr aus einem Datenspei
cher 23 zugeführt werden, diejenige Frequenz, die ent
sprechend dem Motormomentendiagramm der Fig. 1 bei der
von der Stufe 15 ermittelten Belastung gerade noch zuläs
sig ist. Die Steuerung 21 stellt den Frequenzumrichter 5
auf diese maximal zulässige Frequenz ein, selbst wenn der
vom Meisterschalter 9 vorgegebene Frequenzsollwert eine
höhere Frequenz und damit eine höhere Motordrehzahl
verlangen würde. Liegt die vom Meisterschalter 9 vorgege
bene Sollfrequenz unter der von der Steuerung 21 ermit
telten maximal zulässigen Frequenz, so wird der Frequenz
umrichter auf die Sollfrequenz eingestellt. Der Meister
schalter 9 kann damit frei wählbar verstellt werden. Die
Steuerung 21 sorgt dafür, daß das Hubwerk die maximal
zulässige Geschwindigkeit nicht überschreitet. Soweit das
Korrektursignal der Begrenzerschaltung 15 bereits den
maximal zulässigen Drehzahlgrenzwert widerspiegelt, kann
dieser in der Steuerung 21 mit dem vorgegebenen Frequenz-
Sollwert verglichen werden. Ist der Sollwert größer als
der maximale Drehzahlgrenzwert, so wird der maximale
Drehzahlgrenzwert an den Frequenzumrichter 5 weitergege
ben, andernfalls wird der bei 9 eingestellte vorgegebene
Frequenz- bzw. Drehzahl-Sollwert weitergegeben.
Ändert sich die Belastung des Motors, beispielsweise
aufgrund des im Verlauf der Hubbewegung sich verringern
den, anzuhebenden Seilgewichts, so erhöht die Steuerung
21 in gleichem Maße stufenlos die Hubgeschwindigkeit. Bei
Hubwerken, bei welchen das Seil mehrlagig auf die Seil
trommel gewickelt wird, kann die Steuerung 21 die beim
Lagenwechsel auftretende Änderung des Motormoments durch
automatische Anpassung der Hubgeschwindigkeit ausglei
chen.
Beim vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel wird die
Motorbelastung abhängig vom Motorstrom und gegebenenfalls
der Motordrehzahl errechnet. Dies hat den Vorteil, daß
keine zusätzlichen mechanischen Sensoren oder dergleichen
erforderlich sind. In einer Variante können aber zur
Ermittlung des momentanen Motormoments Kraftmeßeinrich
tungen mit der Motorwelle gekuppelt sein, wie dies bei 25
angedeutet ist. Die Kraftmeßeinrichtung kann, wie bei 27
angedeutet, alternativ auch die Hakenlast messen, da
diese ein Maß für das Motordrehmoment ist. Derartige
Kraftmeßeinrichtungen können zusätzlich zur Erhöhung der
Betriebssicherheit vorgesehen sein.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 wird die am Frequenz
umrichter 5 einzustellende Frequenz abhängig von den
Daten eines Ersatzschaltbildes des Motors 1 errechnet.
Die in Fig. 1 für den Feldschwächungsbereich dargestellte
Grenzkurve kann jedoch insgesamt auch, zum Beispiel in
Tabellenform, in dem Datenspeicher 23 gespeichert sein,
so daß die Steuerung 21 die maximal zulässigen Frequenz
werte abhängig von errechneten oder gemessenen momentanen
Motormomentwerten aus dem Datenspeicher 23 ausliest. Es
versteht sich, daß der Datenspeicher 23 auch Kennlinien
felder speichern kann, die zur Erhöhung der Betriebssi
cherheit zusätzliche Parameter bei der Bereitstellung der
Grenzkennlinien berücksichtigen.
Die Steuerung 21 umfaßt eine nicht näher dargestellte
Rampenfunktionseinrichtung, die es erlaubt, die einzu
stellende Frequenz mit einer vorbestimmten Änderungsge
schwindigkeit an die maximal zulässige Frequenz heranzu
führen. Die Änderungsgeschwindigkeit ist so bemessen, daß
eine rasche und dennoch schwingungsfreie Drehzahländerung
des Hubwerksantriebs erreicht wird.
Der Motor 1 ist für eine geringere Nennspannung als die
Nenn-Ausgangsspannung des Frequenzumrichters 5 bemessen.
Hierdurch kann die Funktions- und Kippsicherheit des
Antriebs bei Netzspannungseinbrüchen und auch langen
Zuleitungen erhöht werden. Der Motor 1 wird hierzu für
eine Spannung von beispielsweise 310 V gewickelt, wenn
die Netzspannung 380 V beträgt. Dies entspricht einer
Spannungsverringerung von etwa 18%. Da die Klemmenaus
gangsspannung des Frequenzumrichters 5 normalerweise etwa
5% kleiner ist als die Netzspannung, führen Spannungs
einbrüche bis zu ca. 13% weder zu Leistungs- noch zu
Funktionsbeeinträchtigungen.
Claims (13)
1. Hubwerksantrieb, insbesondere für einen Turmkran, mit
einem Wechselstrommotor (1), insbesondere einem Asyn
chronmotor, einem den Wechselstrommotor (1) mit Wech
selstrom änderbarer Frequenz speisenden Frequenzum
richter (5) und einer die Frequenz des Frequenzumrich
ters (5) auf einen insbesondere stufenlos wählbaren
Frequenz-Sollwert einstellenden Steuerschaltung (13,
15, 21, 23),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerschaltung (13, 15, 21, 23) eine Ermittlungs einrichtung (11; 25; 27) umfaßt, die einen ein Maß für das momentane Drehmoment des Motors (1) repräsen tierenden Belastungswert ermittelt sowie einen Daten speicher (23) aufweist, der Daten für eine Grenzkenn linie speichert, die den Zusammenhang zwischen maximal zulässigen Frequenzen des Wechselstroms einerseits und Belastungswerten für eine vorgegebene Leistung des Motors (1) andererseits repräsentieren,
und daß die Steuerschaltung (13, 15, 21, 23) die Frequenz des Frequenzumrichters (5) auf einen abhängig von dem ermittelten Belastungswert entsprechend den im Datenspeicher (23) gespeicherten Daten sich ergebenden Frequenzwert einstellt und den eingestellten Frequenz wert bei einer Änderung des Belastungswerts nachführt, wenn der eingestellte Frequenzwert kleiner als der gewählte Frequenz-Sollwert ist.
daß die Steuerschaltung (13, 15, 21, 23) eine Ermittlungs einrichtung (11; 25; 27) umfaßt, die einen ein Maß für das momentane Drehmoment des Motors (1) repräsen tierenden Belastungswert ermittelt sowie einen Daten speicher (23) aufweist, der Daten für eine Grenzkenn linie speichert, die den Zusammenhang zwischen maximal zulässigen Frequenzen des Wechselstroms einerseits und Belastungswerten für eine vorgegebene Leistung des Motors (1) andererseits repräsentieren,
und daß die Steuerschaltung (13, 15, 21, 23) die Frequenz des Frequenzumrichters (5) auf einen abhängig von dem ermittelten Belastungswert entsprechend den im Datenspeicher (23) gespeicherten Daten sich ergebenden Frequenzwert einstellt und den eingestellten Frequenz wert bei einer Änderung des Belastungswerts nachführt, wenn der eingestellte Frequenzwert kleiner als der gewählte Frequenz-Sollwert ist.
2. Hubwerksantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Steuerschaltung (13, 15, 21, 23) eine die
Motorleistung auf einem vorgegebenen Wert konstant
haltende Regeleinrichtung (13, 15) umfaßt.
3. Hubwerksantrieb, insbesondere für einen Turmkran, mit
einem Wechselstrommotor, insbesondere einem Asynchron
motor (1), einem den Wechselstrommotor (1) mit Wechsel
strom änderbarer Frequenz speisenden Frequenzumrichter
(5) und einer die Frequenz des Frequenzumrichters auf
einen insbesondere stufenlos wählbaren Frequenz-Soll
wert einstellenden Steuerschaltung (13, 15, 21, 23),
dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuerschaltung (13, 15, 21, 23) eine die Motor
leistung auf einem vorgegebenen Wert konstant haltende
Regeleinrichtung (13, 15) sowie eine Ermittlungsein
richtung (11; 25; 27) umfaßt, die einen ein Maß für
das momentane Drehmoment repräsentierenden Belastungs
wert ermittelt, und daß die Steuerschaltung (13, 15,
21, 23) die Frequenz des Frequenzumrichters (5) auf
einen für den vorgegebenen Leistungswert und den
ermittelten Belastungswert maximal zulässigen Fre
quenzwert einstellt und den eingestellten Frequenzwert
bei einer Änderung des ermittelten Belastungswerts
nachführt, wenn der eingestellte Frequenzwert kleiner
als der gewählte Frequenz-Sollwert ist.
4. Hubwerksantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Steuerschaltung (13, 15, 21, 23) eine
Recheneinrichtung umfaßt, die abhängig von in einem
Datenspeicher (23) gespeicherten Daten eines elektri
schen Ersatzschaltbilds des Motors (1) und abhängig
von dem ermittelten Belastungswert sowie dem Motor
strom den maximal zulässigen Frequenzwert errechnet.
5. Hubwerksantrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzumrichter (5)
eine konstante Motorspannung liefert und daß die
Regeleinrichtung (13, 15) auf den Motorstrom anspricht
und die Frequenz des Frequenzumrichters (5) so regelt,
daß die Motorleistung den vorgegebenen Leistungswert
hat.
6. Hubwerksantrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (13,
15) eine sowohl auf den Motorstrom als auch auf die
Motorspannung ansprechende Recheneinrichtung (13)
umfaßt, die einen die momentane Motorleistung reprä
sentierenden Wert ermittelt, und daß die Regeleinrich
tung (13, 15) die Frequenz und den Motorstrom und/oder
die Motorspannung abhängig von dem ermittelten Motor
leistungswert so regelt, daß die Motorleistung den
vorgegebenen Leistungswert hat.
7. Hubwerksantrieb nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Regeleinrichtung (13, 15) eine
Leistungsbegrenzungseinrichtung (15) umfaßt.
8. Hubwerksantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungswert-Ermitt
lungseinrichtung eine die Hubwerkslast messende Kraft
meßeinrichtung (25) umfaßt.
9. Hubwerksantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (13,
15, 21, 23) eine bei Änderungen des Frequenz-Sollwerts
aktivierbare Rampenfunktionseinrichtung umfaßt, die
den Frequenzwert kontinuierlich in Richtung auf den
geänderten Frequenz-Sollwert ändert.
10. Hubwerksantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Lei
stungswert einstellbar ist.
11. Hubwerksantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10
dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstrommotor (1)
als Kurzschlußläufer-Asynchronmotor ausgebildet ist.
12. Hubwerksantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstrommotor (1)
für eine geringere Nennspannung als die Nenn-Ausgangs
spannung des Frequenzumrichters (5) bemessen ist.
13. Hubwerksantrieb nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß die Nennspannung des Wechselstrommotors (1)
um 10 bis 15% kleiner gewählt ist als die Nenn-
Ausgangsspannung des Frequenzumrichters (5).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4038981A DE4038981C2 (de) | 1990-12-06 | 1990-12-06 | Hubwerksantrieb, insbesondere für einen Turmkran |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4038981A DE4038981C2 (de) | 1990-12-06 | 1990-12-06 | Hubwerksantrieb, insbesondere für einen Turmkran |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4038981A1 true DE4038981A1 (de) | 1992-06-11 |
DE4038981C2 DE4038981C2 (de) | 1998-05-07 |
Family
ID=6419755
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4038981A Expired - Lifetime DE4038981C2 (de) | 1990-12-06 | 1990-12-06 | Hubwerksantrieb, insbesondere für einen Turmkran |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4038981C2 (de) |
Cited By (17)
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