DE69102318T2 - Verfahren und Gerät zur Bremsung eines Kurzschlussläufer-Aufzugsmotors bei Störungsfällen, gespeist von einem Frequenzwandler. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bremsen eines durch einen Frequenzwandler gespeisten Kurzschlußläufer-Motors bei Störfällen entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs und eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
• In bestimmten Ländern erfordern Bestimmungen über Aufzüge, daß Aufzüge ohne Getriebe in der Lage sein sollten, eine sogenannte "dynamische Bremsung" durchzuführen, was bedeutet, daß es auch in Ausnahmesituationen möglich sein muß, den Aufzug mittels seines Motors abzubremsen. Zum Beispiel muß der Motor im Falle eines Versagens der Bremsarme in der Lage sein, die Geschwindigkeit der Aufzugkabine zu reduzieren.
• In oft Verwendeten Gleichstromantrieben ist dieses Problem gelöst worden, indem ein Widerstand mit der Ankerwicklung in Stör-Situationen Verbunden wurde, wodurch der Motor bremsen konnte, indem er als Generator fungiert. Die Bestimmungen nehmen im wesentlichen an, daß der Hauptschaltkreis nicht funktioniert oder nicht Zugänglich ist und so die normale Motorfunktion behindert wird. Iin Falle eines Aufzugs mit einem Kurzschlußläufer-Motor kann ein entsprechendes Verfahren nicht angewandt werden, weil ohne den Hauptschaltkreis der Motor nicht magnetisiert wird und daher kein Drehmoment erzeugen kann.
• In der vorliegenden Erfindung wird ein dynamisches Bremsen eines Frequenzwandler-gesteuerten getriebelosen Motors entsprechend den Ansprüchen 1 und 5 erreicht, indem eine Gleichstromspannungsquelle, wie z.B. eine Batterie, direkt mit den Motorwicklungen Verbunden wird. Dies ermöglicht es, daß der Motor als eine Wirbelstrombremse fungiert, wodurch die Kabinengeschwindigkeit auf einen akzeptablen Wert reduziert wird.
• Die Erfindung ermöglicht folgende Vorteile:
• Das beVorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist kostengünstig zu implementieren, weil die Batterie eine Vorteilhafte Einrichtung ist, um große Ströme zu produzieren. Zum Beispiel kann eine herkömmliche Automobil-Starterbatterie einen Strom von mehreren 100 Ampere liefern. Darüber hinaus ist es, weil die Batterie nicht kontinuierlich benötigt wird, möglich, eine billige Starterbatterie zu Verwenden. Ferner ist ein Aufzug in jedem Fall mit Batterien ausgerüstet, z.B. um Notlichteinrichtungen zu speisen, was bedeutet, daß die Wartung der Bremsbatterien keine große zusätzliche Arbeit erfordert.
• Darüber hinaus sind Batterien voll funktionsfähig ohne Netzunterstützung. Ein Wechselstrommotor benötigt Zumindest den Magnetisierungsstrom.
• Die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfordert keinerlei Änderungen des Frequenzwandlers selbst, so daß sie, falls notwendig, leicht bei einem bestehenden Aufzugsystem nachgerüstet werden kann.
• Weil die Batterie nicht kontinuierlich Verwendet wird, kann ein Ladegerät mit einem sehr geringen Ladestrom Verwendet werden, was weiterhin die Kosten verringert. Es ist ebenfalls möglich, das Ladegerät überhaupt wegzulassen, wenn die Batterie Z.B. in Verbindung mit regulären Wartungsarbeiten ausgetauscht wird. Sie kann an einer Servicestelle wieder aufgeladen und wiederum während der nächsten Wartungsroutine ausgetauscht werden.
• Nachfolgend wird die Erfindung detailliert unter Zuhilfenahme eines in der beigefügten Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiels beschrieben, das die erfindungsgemäße Vorrichtung zum dynamischen Bremsen eines Aufzugs darstellt.
• Der Aufzug hat einen dreiphasigen Kurzschlußläufer-Motor M1, der ein Antriebsrad 2 dreht. Mittels des Hebeseils 3 überträgt das Antriebsrad die Bewegung auf die Aufzugkabine 4 und das an den Enden des Seils aufgehängte Gegengewicht 5. Die Motorgeschwindigkeit wird mittels eines Tachometergenerators (TC) 8 gemessen. Der Motor wird über einen Frequenzwandler 10 gespeist, der mit einem Dreiphasennetz 9 verbunden ist.
• Für die Ermittlung von Störfällen ist der Aufzug mit einem Stromsensor S1 versehen, der mit einer 11a der Motorversorgungsleitungen Verbunden ist und den Phasenstrom des Motors mißt. Es kann ebenfalls eine Dreiphasenmessung durchgeführt werden. Das Signal des Sensors wird einer Signalverarbeitungseinrichtung MI zugeführt, die das Signal gleichrichtet und filtert, um so ein Gleichspannungssignal Um zu erzeugen, das proportional zum Motorstrom ist. Diese Spannung wird einem Komparator C1 zugeleitet, dessen anderer Eingang durch eine Referenzspannung Ur1 beaufschlagt ist, die von einem variablen Widerstand Rr1 erhalten wird. Die Referenzspannung wird so gewählt, daß wenn der Motorstrom den nominalen Magnetisierungsstrom überschreitet, der invertierte Ausgang des Komparators C1 auf logisch 0 gesetzt wird.
• Die Spannung Uv des Tachometers 8 wird dem Komparator C2 zugeführt, dessen von dem variablen Widerstand Rr2 erhaltene Referenzspannung Ur2 so gewählt wird, daß sie ungefähr dem Wert des Nominalschlupfes des Motors entspricht.
• Die Signale von den beiden Komparatoren werden auf die Eingänge eines UND-Gatters J1 gelegt, dessen Ausgang logisch 1 ist, wenn die Aufzuggeschwindigkeit den dem Nominalschlupf entsprechenden Wert (ungefähr 7 bis 15% der Maximalgeschwindigkeit) überschreitet und kein nominaler Magnetisierungsstrom in dem Motor fließt.
• Wenn der Ausgang des Komparators J1 logisch 1 ist, wird dies als Störfall erkannt und der Kontaktschalter K1 der als Gleichspannungsquelle verwendeten Batterie 11 wird geschlossen, was bewirkt, daß die Gleichspannungsquelle mit den Motorversorgungsleitungen 11a bis 11c (einer der Batterieanschlüsse ist mit einer Leitung verbunden, während der andere Anschluß mit den beiden anderen Leitungen verbunden ist) verbunden wird. Gleichzeitig muß die normale Versorgung via Frequenzwandler mittels eines anderen Kontaktschalters K2 getrennt werden, um Schaden zu vermeiden.
• Der Spannungspegel der Gleichspannungsquelle muß derart gewählt werden, daß der Gleichstrom ungefähr gleich dem Nominalmotor strom ist. In diesem Fall wird die Aufzuggeschwindigkeit auf den dem Nominalschlupf entsprechenden Wert begrenzt, wenn die Kabine leer ist oder die Nominallast trägt. Andernfalls ist die Geschwindigkeit geringer. Nachdem der Störfall ermittelt worden ist, bleibt die Gleichspannungsquelle Verbunden, bis die Kabine oder das Gegengewicht die Puffer erreicht. Wenn das Bremsen die Aufzugsgeschwindigkeit unter den vom Referenzwert Ur2 ermittelten Wert reduziert, wird die Gleichspannungsquelle getrennt und der Aufzug wird den Fall fortsetzen, jedoch ohne Gefahr, weil die Gleichspannungsquelle wieder verbunden wird, wenn die Geschwindigkeit ansteigt. Weil der Gleichstrom in der Größenordnung des Nominalstroms liegt, liegen die Motorverluste ebenfalls nahe bei den Nominalwerten, was bedeutet, daß die Motortemperatur nicht über den normalen Wert ansteigt.
• Es ist offensichtlich für den Fachmann, daß die unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt sind, sondern innerhalb des Schutzbereichs der nachfolgenden Ansprüche variiert werden können.

Claims (7)

1. Verfahren zum Abbremsen eines durch einen Frequenzwandler (10) gespeisten Kurzschlußläufer-Aufzugmotors (1) in Störsituationen unter Verwendung eines von einer Gleichspannungsquelle (11) erhaltenen Gleichstroms, bei welchem Verfahren der Strom in zumindest einer der Motorphasen und die Rotationsgeschwindigkeit des Motors gemessen werden und bei welchem Verfahren die Gleichstromzufuhr mittels einer Schalteinrichtung (K1) gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Motorgeschwindigkeit den dem Nominalschlupf entsprechenden Wert überschreitet und der Motorstrom geringer als der nominale Magnetisierungsstrom ist, die Schalteinrichtung (K1) veranlaßt wird, einen Gleichstrom von der Gleichspannungsquelle (11) mit dem Motor zu verbinden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Phasenstrom des Motors mittels eines Stromsensorelements (S1) gemessen wird, wobei das durch dieses Element erhaltene Stromsignal verwendet wird, um eine Spannung (Um) proportional zum Phasenstrom zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung (Um) in einem Komparator (C1) mit einem Referenzwert (Ur1) verglichen wird, der dem nominalen Magnetisierungsstrom des Motors entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Rotationsgeschwindigkeit des Motors mittels einer Einrichtung (8) gemessen wird, die die Rotationsgeschwindigkeit des Motors mißt und eine zur Rotationsgeschwindigkeit des Motors proportionale Spannung (Uv) bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung (Uv) in einem Komparator (C2) mit einem Referenzwert (Ur2) verglichen wird, der dem Nominalschlupf des Motors entspricht.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungsquelle aus mindestens einer Batterie besteht.

5. Vorrichtung zur Implementierung des Verfahrens nach Anspruch 1 zum Abbremsen eines von einem Frequenzwandler (10) gespeisten Kurzschlußläufer-Aufzugmotors (1) in Störsituationen unter Verwendung eines von einer Gleichspannungsquelle (11) erhaltenen Gleichstroms, wobei die Vorrichtung eine Schalteinrichtung (K1) zur Steuerung der Gleichstromversorgung, zumindest ein Stromsensorelement (S1) zum Messen des Phasenstroms des Motors, zumindest eine Verarbeitungseinrichtung (M1), die eine zum Phasenstrom von dem Stromsignal proportionale Spannung (Um) erzeugt, und eine Einrichtung (8) zur Messung der Rotationsgeschwindigkeit des Motors und Bereitstellung einer der Rotationsgeschwindigkeit des Motors entsprechenden Spannung (Uv) enthält, gekennzeichnet durch, zumindest einen Komparator (C1), der die zum Phasenstrom proportionale Spannung (Um) mit einem Referenzwert (Ur1) vergleicht, der dem nominalen Magnetisierungsstrom des Motors entspricht, einen anderen Komparator (C2), der die der Rotationsgeschwindigkeit des Motors entsprechende Spannung (Uv) mit einem Referenzwert (Ur2) Vergleicht, der dem Nominalschlupf des Motors entspricht, und

eine Steuerungseinheit (JI), welche, wenn die Aufzuggeschwindigkeit den dem Nominalschlupf entsprechendem Wert überschreitet und der Motorstrom geringer als der nominale Magnetisierungs strom ist, die Schalteinrichtung (K1) dazu Veranlaßt, einen Gleichstrom von der Gleichspannungsquelle (11) mit dem Motor zu Verbinden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, die mit einer weiteren Schalteinrichtung (K2) Versehen ist, die zwischen dem Frequenzwandler (10) und dem Motor (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,

daß die Steuerungseinheit (JI) die andere Schalteinrichtung (K2) dazu veranlaßt, den Frequenzwandler von dem Motor zur gleichen Zeit abzutrennen, in der sie die Schalteinrichtung (K1) dazu veranlaßt, den Gleichstrom von der Gleichspannungsquelle (11) mit dem Motor zu verbinden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungsquelle aus einer oder mehreren Batterien besteht.