EP0565893A2 - Drive for rope elevator - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a drive for cable lifts with an electric drive motor, which is coupled to a traction sheave, over which the drive cable is guided.
- Gearless drives with preferably DC motors are normally used for elevators with high driving comfort and high speeds, but synchronous and asynchronous motors are also used.
- gearless external rotor motors consists of the following main components: an external rotor, a traction sheave with double bearings, an internal stator with a bearing plate, a fixed axis and a second bearing plate with a brake, which acts on the driving disc from the inside .
- This external rotor motor is available as a direct current as well as a three-phase motor and can be broken down into its individual components, external rotor and stator as well as traction sheave. As a result, this drive motor can be easily disassembled into the machine room and assembled on site.
- the drive motor is formed by interconnecting a plurality of electric motors, and synchronous control brings about synchronization of these individual electric motors.
- the individual electric motors are preferably constructed in the same way and modularly, so that they can be disassembled into their individual components as in the known gearless external rotor motor described.
- the synchronization control is preferably carried out by an electronic current, voltage and frequency converter.
- Such electronic current, voltage and frequency converters for the purpose of synchronizing several electric motors are widely known.
- gearless electric motors are mechanically rigidly connected in series.
- the gearless external rotor motor described above is preferably used.
- a separate cable strand is provided for moving the elevator car and a counterweight, and an electric motor with a traction sheave is provided for synchronously driving each cable strand.
- two electric motors, each with a traction sheave are provided in parallel, and a common traction cable is driven by both traction sheaves in the manner of a looped sheave.
- the gearless external rotor motor described is advantageously used.
- each of the two electric motors of the exemplary embodiment described above is formed by a plurality of gearless external rotor motors connected in series.
- Geared motors can also be used both for the drive concept, in which a separate rope strand for moving the elevator car and a counterweight and an electric motor for synchronously driving each rope strand are provided.
- the geared motors should then be implemented in the same way and with the same transmission ratio. However, this is not inevitable since it is preferred by electronic Synchronous control can also synchronize rotating electric motors with different speeds.
- Geared motors can also be used when two electric motors are used, each with a traction sheave in parallel, a common traction cable being driven through both traction sheaves in the manner of a looping sheave.
- Fig. 1 the known gearless external rotor motor 1 is shown. This consists of the following main components: an external rotor 2, a traction sheave 3 with double bearings, an internal stator 5a with end shield 5, a fixed axis 6 and a second end shield 4 with brake, which acts on the traction sheave from the inside.
- two gearless external rotor motors 11 and 12 are mechanically rigidly connected in series.
- An additional set of the stator and the external rotor is mounted on the extended rigid axis 6.
- the traction sheave 15, 15 ' is also provided in double width.
- the constructive multiplication of the basic components of the gearless external rotor motor shown in FIG. 2 at least doubles the achievable moments with the same size of the individual modules.
- FIG. 3 A similar embodiment 10 'results from FIG. 3, in which a total of three gearless external rotor motors 11, 12, 13 are mechanically rigidly coupled one behind the other on an elongated rigid axis 6.
- One in Figs. 2 and 3 electronic synchronism control not shown, ensures synchronous, tension-free operation of the motors 11 and 12, or 11, 12 and 13, which are rigidly coupled one behind the other.
- the synchronism control used is preferably designed as an electronic current, voltage and frequency converter and using microcomputers built up. Such a converter regulates the current, voltage and frequency of each motor independently, so that both or all three motors rotate synchronously and the respective load transitions are absorbed in the same way by all motors. Since the structure of such an electronic synchronous control is known per se, it is not explained in more detail.
- the embodiment shown in FIG. 4 and designated 20 also contains two gearless external rotor motors 11 and 12, which, however, are not mechanically coupled but are only synchronized by an electronic synchronous control so that their direction of rotation is opposite.
- the torque of each motor 11, 12 is transmitted to the elevator car (not shown) and to the counterweight via its own cable strand 21, 22. Twice the torque is also available to accelerate the cabin.
- the fixed axles 6 and 6 'as well as the end shield 4 and 4' with brake and the end shield 5 and 5 'as well as the traction sheaves 15 and 16 are each duplicated.
- the arrangement shown in Fig. 4 can also be carried out with geared motors, which are preferably arranged so that the traction sheaves face each other.
- two gearless external rotor motors 11 and 12 are each not mechanically rigidly coupled to a traction sheave 15 and 16, but are connected in parallel.
- the parallel connection is done by guiding the rope 21 in the manner of a looping pulley over both traction sheaves 15 and 16, see above that with this arrangement the sum of the individual torques of the motors is also available.
- Geared motors can also be used with this arrangement.
- the last two based on the fig. 4 and 5 described embodiments of the cable elevator drive according to the invention have the advantage that the static load of the elevator is distributed over two axes, so that the individual axis can be dimensioned weaker.
- synchronism fluctuations of the motors that occur can be compensated for by the elasticity of the ropes or by slippage of the traction sheaves.
- the embodiment 30 shown in FIG. 5 can also be configured with one of the FIGS. 2 and 3 shown embodiments are combined, in each of which instead of just a gearless external rotor motor several such motors in the type shown in FIGS. 2 and 3 are mechanically rigidly connected in series and work on an axis.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Antrieb für Seilaufzüge mit einem elektrischen Antriebsmotor, welcher mit einer Treibscheibe gekoppelt ist, über die das Antriebsseil geführt ist.The invention relates to a drive for cable lifts with an electric drive motor, which is coupled to a traction sheave, over which the drive cable is guided.
Ein solcher Antrieb für Seilaufzüge ist weithin üblich. Bei Aufzügen mit hohem Fahrkomfort und hohen Geschwindigkeiten werden normalerweise getriebelose Antriebe mit vorzugsweise Gleichstrommotoren eingesetzt, jedoch werden auch Synchron- und Asynchronmotoren angewendet.Such a drive for cable lifts is widely used. Gearless drives with preferably DC motors are normally used for elevators with high driving comfort and high speeds, but synchronous and asynchronous motors are also used.
Bei getriebelosen Antrieben muß vom Antriebsmotor ein hohes Moment für die Beschleunigung des Fahrkorbs aufgebracht werden. Dadurch bekommen diene Motoren schnell sehr große und unhandliche Abmessungen und Gewichte, die eine Installation sehr schwierig gestalten. Solch große Motoren können bei Aufzugsanlagen, die zu einem späteren Zeitpunkt modernisiert werden oder bei denen ein defekter Antrieb getauscht werden muß oft nur unter größten Anstrengungen in die vorhandenen Maschinenräume eingebracht werden.In the case of gearless drives, the drive motor must apply a high moment to accelerate the car. This quickly gives your motors very large and bulky dimensions and weights that make installation very difficult. Such large motors can often only be introduced into the existing machine rooms with great effort in elevator systems which are to be modernized at a later point in time or in which a defective drive has to be replaced.
Eine Lösung dieses Problems stellen getriebelose Außenläufermotoren dar. Ein solcher getriebeloser Außenläufermotor besteht aus folgenden Hauptkomponenten: Einem Außenläufer, einer Treibscheibe mit zweifacher Lagerung, einem innenliegenden Stator mit Lagerschild, einer feststehenden Achse sowie einem zweiten Lagerschild mit Bremse, die von innen auf die Treibscheibe wirkt.A solution to this problem is provided by gearless external rotor motors. Such a gearless external rotor motor consists of the following main components: an external rotor, a traction sheave with double bearings, an internal stator with a bearing plate, a fixed axis and a second bearing plate with a brake, which acts on the driving disc from the inside .
Dieser Außenläufermotor ist sowohl als Gleichstrom als auch als Drehstrommotor erhältlich und kann in seine einzelnen Komponenten, Außenläufer und Stator sowie Treibscheibe zerlegt werden. Dadurch kann dieser Antriebsmotor in zerlegtem Zustand leicht in den Maschinenraum gebracht und vor Ort montiert werden.This external rotor motor is available as a direct current as well as a three-phase motor and can be broken down into its individual components, external rotor and stator as well as traction sheave. As a result, this drive motor can be easily disassembled into the machine room and assembled on site.
Bei einer Seilaufhängung von 1 : 1 und bei hohen Lasten wird auch dieser Motor bald zu groß, so daß er in den vorhandenen Maschinenraum nicht mehr paßt.With a rope suspension of 1: 1 and with high loads, this motor will soon become too large, so that it no longer fits into the existing machine room.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen platzsparenden Antrieb für Seilaufzüge so zu ermöglichen, daß er auch bei hohen geforderten Lasten und Beschleunigungsmomenten ohne größere Umstände in einen vorhandenen Maschinenraum eingebracht werden kann.It is therefore an object of the invention to enable a space-saving drive for cable lifts in such a way that it can be introduced into an existing machine room without great difficulty, even under high loads and acceleration torques.
Die obige Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.The above task is solved according to the requirements.
Gemäß einem Grundaspekt der Erfindung wird der Antriebsmotor durch Zusammenschaltung mehrerer Elektromotoren gebildet, und eine Gleichlaufregelung bewirkt eine Synchronisation dieser einzelnen Elektromotoren.According to a basic aspect of the invention, the drive motor is formed by interconnecting a plurality of electric motors, and synchronous control brings about synchronization of these individual electric motors.
Der Einsatz einzelner Elektromotoren hat den Vorteil, daß nicht nur ein vorhandener Maschinenraum besser ausnutzbar ist, sondern auch, daß sich die einzelnen Elektromotoren in ihrer Zusammenschaltung an unterschiedliche Antriebskonzepte anpassen lassen.The use of individual electric motors has the advantage that not only an existing machine room can be better utilized, but also that the individual electric motors can be interconnected to adapt to different drive concepts.
Bevorzugt sind die einzelnen Elektromotoren gleichartig und modular aufgebaut, so daß sie sich wie beim geschilderten bekannten getriebelosen Außenläufermotor in ihre einzelnen Komponenten zerlegen lassen.The individual electric motors are preferably constructed in the same way and modularly, so that they can be disassembled into their individual components as in the known gearless external rotor motor described.
Die Gleichlaufregelung wird bevorzugt durch einen elektronischen Strom-, Spannungs-Frequenzumformer ausgeführt. Solche elektronischen Strom-, Spannungs-Frequenzumformer zum Zwecke einer Synchronisation mehrerer Elektromotoren sind vielfach bekannt.The synchronization control is preferably carried out by an electronic current, voltage and frequency converter. Such electronic current, voltage and frequency converters for the purpose of synchronizing several electric motors are widely known.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebs sind mehrere getriebelose Elektromotoren mechanisch starr hintereinander geschaltet. Bevorzugt wird dabei der oben beschriebene getriebelose Außenläufermotor eingesetzt.In one embodiment of the drive according to the invention, several gearless electric motors are mechanically rigidly connected in series. The gearless external rotor motor described above is preferably used.
Bei einer alternativen Antriebsausführung ist je ein eigener Seilstrang zur Bewegung der Aufzugskabine und eines Gegengewichts vorgesehen, und je ein Elektromotor mit Treibscheibe ist zum synchronen Antrieb jedes Seilstrangs vorgesehen. Bei einer weiteren Ausführungsart sind zwei Elektromotoren mit je einer Treibscheibe parallel vorgesehen, und ein gemeinsames Treibseil wird durch beide Treibscheiben nach Art einer Schlingscheibe angetrieben. Bei beiden Ausführungsbeispielen wird vorteilhafterweise der beschriebene getriebelose Außenläufermotor eingesetzt.In an alternative drive design, a separate cable strand is provided for moving the elevator car and a counterweight, and an electric motor with a traction sheave is provided for synchronously driving each cable strand. In a further embodiment, two electric motors, each with a traction sheave, are provided in parallel, and a common traction cable is driven by both traction sheaves in the manner of a looped sheave. In both exemplary embodiments, the gearless external rotor motor described is advantageously used.
Die genannten Ausführungsformen lassen sich auch vorteilhaft kombinieren. z.B. in dem jeder der beiden Elektromotoren des voranstehend geschilderten Ausführungsbeispiels durch mehrere hintereinander geschaltete getriebelose Außenläufermotoren gebildet wird.The embodiments mentioned can also be advantageously combined. e.g. in which each of the two electric motors of the exemplary embodiment described above is formed by a plurality of gearless external rotor motors connected in series.
Sowohl für das Antriebskonzept, bei welchem je ein eigener Seilstrang zur Bewegung der Aufzugskabine und eines Gegengewichts und je ein Elektromotor zum synchronen Antrieb jedes Seilstrangs vorgesehen sind, lassen sich auch Getriebemotoren einsetzen. Selbstverständlich sollten dann die Getriebemotoren gleichartig und mit demselben Übersetzungsverhältnis realisiert sein. Dies ist jedoch nicht zwangsläufig, da sich durch die bevorzugte elektronische Gleichlaufregelung auch mit unterschiedlicher Drehzahlen drehende Elektromotoren synchronisieren lassen.Geared motors can also be used both for the drive concept, in which a separate rope strand for moving the elevator car and a counterweight and an electric motor for synchronously driving each rope strand are provided. Of course, the geared motors should then be implemented in the same way and with the same transmission ratio. However, this is not inevitable since it is preferred by electronic Synchronous control can also synchronize rotating electric motors with different speeds.
Auch bei Verwendung von zwei Elektromotoren mit je einer Treibscheibe parallel, wobei ein gemeinsames Treibseil nach Art einer Schlingscheibe durch beide Treibscheiben getrieben wird, lassen sich Getriebemotoren einsetzen.Geared motors can also be used when two electric motors are used, each with a traction sheave in parallel, a common traction cable being driven through both traction sheaves in the manner of a looping sheave.
Nachstehend wird die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- einen getriebelosen Außenläufermotor
- Fig. 2
- eine erste Ausführungsform eines Antriebs mit zwei starr hintereinander geschalteten getriebelosen Außenläufermotoren;
- Fig. 3
- eine zweite Ausführungsform mit drei starr hintereinander geschalteten getriebelosen Außenläufermotoren;
- Fig. 4
- eine weitere Ausführungsform eines aus zwei getriebelosen Außenläufermotoren bestehenden Doppelmotors, bei dem der Seilstrang zwischen Aufzugskabine und Gegengewicht halbiert wird und jede Hälfte durch einen der synchron laufenden Motoren angetrieben wird;
- Fig. 5
- zwei zu einem Doppelmotor parallel geschaltete getriebelose Außenläufermotoren mit einem nach Art einer Schlingscheibe geführten Seilstrang.
- Fig. 1
- a gearless external rotor motor
- Fig. 2
- a first embodiment of a drive with two gearless external rotor motors connected in series;
- Fig. 3
- a second embodiment with three gearless external rotor motors connected in series;
- Fig. 4
- a further embodiment of a double motor consisting of two gearless external rotor motors, in which the cable strand between the elevator car and the counterweight is halved and each half is driven by one of the synchronously running motors;
- Fig. 5
- two gearless external rotor motors connected in parallel to a double motor with one in the manner of one Looped rope run.
In Fig. 1 ist der bekannte getriebelose Außenläufermotor 1 dargestellt. Dieser besteht aus folgenden Hauptkomponenten: Einem Außenläufer 2, einer Treibscheibe 3 mit zweifacher Lagerung, einem innenliegenden Stator 5a mit Lagerschild 5, einer feststehenden Achse 6 sowie einem zweiten Lagerschild 4 mit Bremse, die von innen auf die Treibscheibe wirkt.In Fig. 1 the known gearless
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsart 10 sind zwei getriebelose Außenläufermotore 11 und 12 mechanisch starr hintereinander geschaltet verbunden. Auf die verlängerte starre Achse 6 ist dabei ein zusätzlicher Satz des Ständers und des Außenläufers montiert. Die Treibscheibe 15, 15' ist ebenfalls in doppelter Breite vorgesehen. Durch die in Fig. 2 gezeigte konstruktive Vervielfachung der Grundkomponenten des getriebelosen Außenläufermotors werden die erreichbaren Momente bei gleicher Größe der Einzelmodule mindestens verdoppelt.In the
Eine ähnliche Ausführungsart 10' ergibt sich aus Fig. 3, bei der insgesamt drei getriebelose Außenläufermotoren 11, 12, 13 auf einer verlängerten starren Achse 6 mechanisch starr hintereinander gekoppelt sind. Eine in den Fign. 2 und 3 nicht dargestellte elektronische Gleichlaufregelung sorgt für einen synchronen, verspannungsfreien Betrieb der hintereinander starr gekoppelten Motoren 11 und 12, bzw. 11, 12 und 13. Die verwendete Gleichlaufregelung ist bevorzugt als elektronischer Strom-, Spannungs-Frequenzumformer ausgeführt und unter Verwendung von Mikrorechnern aufgebaut. Ein solcher Umformer regelt Strom, Spannung und Frequenz jedes Motors unabhängig, so daß beide bzw. alle drei Motoren synchron drehen und auch die jeweiligen Lastübergange in gleicher Weise von allen Motoren aufgenommen werden. Da der Aufbau einer solchen elektronischen Gleichlaufregelung an sich bekannt ist, wird sie nicht näher erläutert.A similar embodiment 10 'results from FIG. 3, in which a total of three gearless
Die in Fig. 4 dargestellte und mit 20 bezeichnete Ausführungsart enthält ebenfalls zwei getriebelose Außenläufermotoren 11 und 12, welche jedoch nicht mechanisch gekoppelt sondern nur durch eine elektronische Gleichlaufregelung so synchronisiert sind, so daß ihre Drehrichtung gegenläufig ist. Bei dieser Anordnung wird das Moment jedes Motors 11, 12 über einen eigenen Seilstrang 21, 22 zur nicht gezeigten Aufzugskabine und zum Gegengewicht übertragen. Zur Beschleunigung der Kabine steht somit ebenfalls das doppelte Moment zur Verfügung. Die feststehenden Achsen 6 und 6' sowie das Lagerschild 4 und 4' mit Bremse und das Lagerschild 5 und 5' sowie die Treibscheiben 15 und 16 sind jeweils doppelt vorhanden. Die in Fig. 4 gezeigte Anordnung ist auch mit Getriebemotoren ausführbar, die bevorzugt so angeordnet sind, daß sich die Treibscheiben gegenüberstehen.The embodiment shown in FIG. 4 and designated 20 also contains two gearless
Auch bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsart 30 des erfindungsgemäßen Seilaufzugantriebs sind zwei getriebelose Außenläufermotoren 11 und 12 jeweils mit einer Treibscheibe 15 und 16 nicht mechanisch starr gekoppelt sondern parallel geschaltet. Die Parallelschaltung geschieht durch die Führung des Seils 21 nach Art einer Schlingscheibe über beide Treibscheiben 15 und 16, so daß bei dieser Anorndung ebenfalls die Summe der Einzelmomente der Motoren zur Verfügung steht. Auch bei dieser Anordnung können Getriebemotoren eingesetzt werden.In the
Die beiden zuletzt anhand der Fign. 4 und 5 beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Seilaufzugsantriebs haben den Vorteil, daß die statische Last des Aufzugs auf zwei Achsen verteilt ist, so daß die einzelne Achse schwächer dimensioniert sein kann. Außerdem können trotz der Gleichlaufregelung auftretende Gleichlaufschwankungen der Motoren durch die Elastizität der Seile bzw. durch Schlupf der Treibscheiben ausgeglichen werden.The last two based on the fig. 4 and 5 described embodiments of the cable elevator drive according to the invention have the advantage that the static load of the elevator is distributed over two axes, so that the individual axis can be dimensioned weaker. In addition, in spite of the synchronism control, synchronism fluctuations of the motors that occur can be compensated for by the elasticity of the ropes or by slippage of the traction sheaves.
Auch die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform 30 kann mit einer der in den Fign. 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen kombiniert werden, in dem jeweils statt nur eines getriebelosen Außenläufermotors jeweils mehrere solcher Motoren in der in Fig. 2 und 3 dargestellten Art mechanisch starr hintereinander geschaltet sind und auf eine Achse arbeiten.The
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