EP1108673A2 - Method to start an hoisting device under load - Google Patents
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- EP1108673A2 EP1108673A2 EP20000127687 EP00127687A EP1108673A2 EP 1108673 A2 EP1108673 A2 EP 1108673A2 EP 20000127687 EP20000127687 EP 20000127687 EP 00127687 A EP00127687 A EP 00127687A EP 1108673 A2 EP1108673 A2 EP 1108673A2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
- B66B1/00—Control systems of elevators in general
- B66B1/24—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration
- B66B1/28—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical
Definitions
- the invention relates to a method for starting of a hoist under load, such as an elevator or a crane, according to the generic features of the claim 1.
- the invention has for its object a method for Propose to start up a load under load, with which the transfer of the load torque from the spring-applied brake made largely smoothly on the drive motor can be.
- This current one Excitation current is used as an additional manipulated variable or pilot control variable in the control loop of the position controller of the drive machine evaluated, with which the starting torque of the drive machine set to the current load torque can be.
- suitable aids can consequently from the braking torque-current characteristic of the spring-applied brake the level of the instantaneous load moment is sufficient can be calculated exactly.
- the direction of action of the drive motor to apply Starting torque can be detected in a simple manner by that one at the beginning movement of the hoist drive the direction of movement detected and thus the same suitable signs of the load proportional size are available Has. So the current load moment can be indirect measured size can be determined, and the corresponding Information is used as the starting value in the motor control loop, around the jerk of the hoist when unknown Avoid load as much as possible.
- Fig. 1 the excitation current I of the magnetically release spring brake is shown over time t.
- the function I B (t) results in a straight line corresponding to the steady linear increase in the excitation current of the spring-applied brake to initiate the start-up process of the lifting device in question.
- the current I is slowly increased and at time t L the drive system of the hoist starts to move.
- the X axis not only indicating the path of the movement but also the direction of movement, with which the sign of the load torque can be determined.
- the level of the load torque is calculated from the braking torque-current characteristic of the spring-applied brake, which is shown in FIG. 3.
- the course of the braking torque M of the spring-applied brake as a function of the excitation current I is shown here.
- Mk is the characteristic torque of the spring-applied brake and I A is the excitation current at which the electrical release magnet releases the spring-applied brake.
- the attraction current depends on the air gap between the armature disk acting on the brake body and the ventilation magnet.
- the characteristic torque M k carried by the brake depends on the particular spring configuration, which also influences the course of the braking torque-current characteristic curve, which is known for the respective application and can be stored in an evaluation device.
- the instantaneous excitation current IL of the brake which is measured when the hoist drive starts to move, the associated load torque can be determined with sufficient accuracy and the starting torque of the drive motor can then be set.
- the point in time at which the drive system to which the brake rotor and the rotor of the drive machine belong starts to move with simple means. Since M brake M load applies at this point in time, the starting torque of the drive machine can be set in such a way that there is a coordinated transfer of load torque between the brake and the machine.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Anfahren
eines unter Last stehenden Hebezeuges, wie eines Aufzuges
oder eines Krans, gemäß den Gattungsmerkmalen des Patentanspruchs
1.The invention relates to a method for starting
of a hoist under load, such as an elevator
or a crane, according to the generic features of the
Bislang fährt man die Antriebsmaschine eines Hebezeuges, die über den Regelkreis eines Lagereglers gesteuert wird, an, indem man den Lüftungsmagneten der Federkraftbremse mit dem vollen Erregerstrom beaufschlagt, der für das sichere Abheben der Ankerscheibe von den Bremskörpern sorgt, womit schlagartig die Bremswirkung der Federkraftbremse aufgehoben wird. Ebenso abrupt wird über den Regelkreis des Lagereglers die Übernahme des Lastmomentes durch die Antriebsmaschine bzw. den Antriebsmotor veranlaßt, wonach sich dann infolge Erhöhung des Antriebsmomentes über den Lageregler das gesamte Antriebssystem in Bewegung setzt. Es wird also der Regelkreis der Antriebsmaschine schlagartig nach Wegfall des Bremsmomentes mit dem vollen Lastmoment beaufschlagt, und er antwortet entsprechend in Gestalt einer Sprungfunktion. Dies macht sich mit einem Anfahrruck deutlich bemerkbar, was insbesondere bei einer Aufzugsanlage für die Personenbeförderung unangenehm ist. Das Einschwingverhalten beim Anfahraugenblik läßt sich zwar durch eine geeignete Vorsteuerung des Regelkreises bei einem bekannten Lastmoment verbessern, dafür ist jedoch in aller Regel eine zusätzliche, aufwendige Sensorik erforderlich.So far you have been driving a hoist which is controlled via the control loop of a position controller, by using the release magnet of the spring-applied brake the full excitation current applied for the safe Lifting the armature plate from the brake bodies ensures what suddenly the braking effect of the spring-applied brake is canceled becomes. The position controller's control loop is also abrupt the takeover of the load torque by the drive machine or the drive motor causes, then what due to an increase in drive torque via the position controller sets the entire drive system in motion. So it will the control loop of the drive machine suddenly after it ceases to exist the braking torque is loaded with the full load torque, and he answers accordingly in the form of a Jump function. This becomes clear with a start jerk noticeable, especially in an elevator system is uncomfortable for the transportation of passengers. The transient response at the start-up eye can be done by a suitable pre-control of the control loop in a known Improve the load torque, but this is usually one additional, complex sensors required.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Anfahren eines unter Last stehenden Hebezeuges vorzuschlagen, mit dem die Übergabe des Lastmomentes von der Federkraftbremse an den Antriebsmotor weitgehend ruckfrei vorgenommen werden kann.The invention has for its object a method for Propose to start up a load under load, with which the transfer of the load torque from the spring-applied brake made largely smoothly on the drive motor can be.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der gattungsbildenden
Art nach der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale
des Patentanspruchs 1 gelöst.This task is carried out in a method of the generic
Kind according to the invention by the characterizing features
of
Für die Erfindung ist wesentlich, daß beim Anfahrvorgang der Erregerstrom für die Federkraftbremse allmählich erhöht wird, also zeitabhängig, womit sich entsprechend umgekehrt proportional die Bremskraft allmählich verringert. Ab demjenigen Zeitpunkt, ab dem sich der Hebezeugantrieb in Bewegung zu setzen beginnt, erfolgt die lastabhängige Reaktion des Regelkreises der elektrischen Antriebsmaschine, wobei je nach Lastfall die Antriebsmaschine mit einem angepaßten Anfahrmoment das Lastmoment von der Federkraftbremse übernimmt. Dazu wird bei relativ zur Vollast geringerer Last vermieden, daß der Regelkreis des Lagereglers den Antriebsmotor auf das volle Lastmoment steuert. Hierzu wird auf die Bremskennlinie der Federkraftbremse zurückgegriffen, welche die Abhängigkeit des Bremsmomentes von dem jeweiligen Erreger strom charakterisiert. So kann für die beginnende Bewegung des Hebezeugantriebs, die je nach Lastfall zeitlich unterschiedlich einsetzt, die Größe oder der Betrag des Erregerstroms für die Bremse gemessen werden, aus dem sich das jeweilige Last- oder Bremsmoment ergibt. Dieser augenblickliche Erregerstrom wird als zusätzliche Stellgröße oder Vorsteuergröße im Regelkreis des Lagereglers der Antriebsmaschine ausgewertet, womit das Anfahrmoment der Antriebsmaschine auf das augenblickliche Lastmoment eingestellt werden kann. Mit geeigneten Hilfsmitteln kann folglich aus der Bremsmoment-Strom-Charakteristik der Federkraftbremse die Höhe des augenblicklichen Lastmomentes ausreichend genau errechnet werden.It is essential for the invention that when starting the excitation current for the spring-applied brake is gradually increased becomes time-dependent, which reverses accordingly gradually reduces the braking force proportionally. From that one Time from which the hoist drive starts to move begins to set, the load-dependent reaction takes place of the control loop of the electric drive machine, wherein depending on the load case, the drive machine with an adapted Starting torque takes over the load torque from the spring-applied brake. This will result in a lower load relative to the full load avoided that the control loop of the position controller the drive motor controls to the full load torque. For this purpose, the Brake characteristic curve of the spring-applied brake, which the dependence of the braking torque on the respective exciter current characterized. So for the beginning movement of the hoist drive, depending on the load case uses differently, the size or the amount of the excitation current be measured for the brake, from which the respective load or braking torque results. This current one Excitation current is used as an additional manipulated variable or pilot control variable in the control loop of the position controller of the drive machine evaluated, with which the starting torque of the drive machine set to the current load torque can be. With suitable aids can consequently from the braking torque-current characteristic of the spring-applied brake the level of the instantaneous load moment is sufficient can be calculated exactly.
Die Wirkungsrichtung des vom Antriebsmotor aufzubringenden Anfahrmomentes kann auf einfache Weise dadurch erfaßt werden, daß man bei der beginnenden Bewegung des Hebezeugantriebs die Bewegungsrichtung erfaßt und somit gleich das passende Vorzeichen der lastproportionalen Größe zur Verfügung hat. So kann das augenblickliche Lastmoment als indirekt gemessene Größe ermittelt werden, und die entsprechende Information wird als Startwert im Motorregelkreis verwendet, um den Anfahrruck des Hebezeuges bei unbekannter Last weitestgehend zu vermeiden.The direction of action of the drive motor to apply Starting torque can be detected in a simple manner by that one at the beginning movement of the hoist drive the direction of movement detected and thus the same suitable signs of the load proportional size are available Has. So the current load moment can be indirect measured size can be determined, and the corresponding Information is used as the starting value in the motor control loop, around the jerk of the hoist when unknown Avoid load as much as possible.
Ab der beginnenden Bewegung des Hebezeugantriebs kann der Erregerstrom für die Federkraftbremse weiter allmählich bis auf den vollen Erregerstrom für die Bremslüftung erhöht werden. Es steht dann zusätzlich noch ein Zeitintervall für die weitere Drehmomentenübernahme von der Federkraftbremse auf den Antriebsmotor zur Verfügung, womit sich das Einschwingverhalten des die Antriebsmaschine steuernden Lagereglers noch deutlich verbessern läßt, also zu einer Verkürzung des Einschwingvorganges beiträgt.From the beginning of the movement of the hoist drive, the Excitation current for the spring-applied brake continues to gradually increased to the full excitation current for the brake ventilation become. Then there is also a time interval for the further torque transfer from the spring-applied brake available on the drive motor, which changes the transient response of the position controller controlling the drive machine can still be significantly improved, i.e. shortened of the transient process contributes.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung noch ergänzend erläutert.The invention is explained in addition with reference to the drawing.
In Fig. 1 ist der Erregerstrom I der magnetisch lüftbaren
Federkraftbremse über der Zeit t dargestellt. Die Funktion
IB (t) ergibt eine Gerade entsprechend der stetigen linearen
Erhöhung des Erregerstroms der Federkraftbremse zur
Einleitung des Anfahrvorganges des betreffenden Hebezeuges.
Zeitabhängig wird der Strom I langsam erhöht und zum Zeitpunkt
tL setzt sich das Antriebssystem des Hebezeuges in
Bewegung. Dies ist in Fig. 2 veranschaulicht, wobei die X-Achse
nicht nur den Weg der Bewegung sondern auch die Bewegungsrichtung
angibt, womit das Vorzeichen des Lastmomentes
ermittelt werden kann. Die Höhe des Lastmomentes wird aus
der Bremsmoment-Strom-Charakteristik der Federkraftbremse
berechnet, was Fig. 3 zeigt. Hier ist der Verlauf des
Bremsmomentes M der Federkraftbremse in Abhängigkeit vom
Erregerstrom I wiedergegeben. Die Bremsmoment-Strom-Charakteristik
der Bremse ist in erster Näherung eine nach unten
geöffnete Parabel, und zwar gemäß der Formel
M(I) = Mk (1- (I/IA)2).In Fig. 1, the excitation current I of the magnetically release spring brake is shown over time t. The function I B (t) results in a straight line corresponding to the steady linear increase in the excitation current of the spring-applied brake to initiate the start-up process of the lifting device in question. Depending on the time, the current I is slowly increased and at time t L the drive system of the hoist starts to move. This is illustrated in FIG. 2, the X axis not only indicating the path of the movement but also the direction of movement, with which the sign of the load torque can be determined. The level of the load torque is calculated from the braking torque-current characteristic of the spring-applied brake, which is shown in FIG. 3. The course of the braking torque M of the spring-applied brake as a function of the excitation current I is shown here. The braking torque-current characteristic of the brake is in the first approximation a parabola open at the bottom, according to the formula
M (I) = M k (1- (I / I A ) 2 ).
In dieser Formel ist Mk das Kennmoment der Federkraftbremse und IA ist der Erregerstrom, bei dem der elektrische Lüftungsmagnet die Federkraftbremse lüftet. Hierbei ist zu beachten, daß der Anziehstrom von der jeweils vorhandenen Luftspaltweite zwischen der die Bremskörper beaufschlagenden Ankerscheibe und dem Lüftungsmagneten abhängig ist. Das von der Bremse getragene Kennmoment Mk ist von der jeweiligen Federbestückung abhängig, die ebenso den Verlauf der Bremsmoment-Strom-Kennlinie beinflußt, die für den jeweiligen Einsatzfall bekannt ist und in einer Auswerteinrichtung eingespeichert werden kann. So läßt sich für den augenblicklichen Erregerstrom IL der Bremse, der mit beginnender Bewegung des Hebezeugantriebs gemessen wird, mit ausreichender Genauigkeit das zugehörige Lastmoment ermitteln und danach das Anfahrmoment des Antriebsmotors einstellen. Zu dieser indirekten Messung des Lastmomentes läßt sich mit einfachen Mitteln derjenige Zeitpunkt abpassen, bei dem sich das Antriebssystem zu dem der Bremsenrotor und der Rotor der Antriebsmaschine gehören, in Bewegung setzt. Da für diesen Zeitpunkt MBremse = MLast gilt, kann darauf über den Lastregelkreis der Antriebsmaschine deren Anfahrmoment so eingestellt werden, daß sich eine koordinierte Lastmomentübergabe zwischen Bremse und Maschine ergibt.In this formula, Mk is the characteristic torque of the spring-applied brake and I A is the excitation current at which the electrical release magnet releases the spring-applied brake. It should be noted here that the attraction current depends on the air gap between the armature disk acting on the brake body and the ventilation magnet. The characteristic torque M k carried by the brake depends on the particular spring configuration, which also influences the course of the braking torque-current characteristic curve, which is known for the respective application and can be stored in an evaluation device. For the instantaneous excitation current IL of the brake, which is measured when the hoist drive starts to move, the associated load torque can be determined with sufficient accuracy and the starting torque of the drive motor can then be set. For this indirect measurement of the load torque, the point in time at which the drive system to which the brake rotor and the rotor of the drive machine belong starts to move with simple means. Since M brake = M load applies at this point in time, the starting torque of the drive machine can be set in such a way that there is a coordinated transfer of load torque between the brake and the machine.
Claims (3)
dadurch gekennzeichnet,
daß beim Anfahrvorgang der Erregerstrom für die Bremse zeitabhängig bis zu demjenigen Zeitpunkt erhöht wird, bei dem sich der Hebezeugantrieb in Bewegung zu setzen beginnt und bei dem die Größe des augenblicklichen Bremsmomentes aus dem Erregerstrom und aus den Kenngrö-ßen der Bremse ermittelt und in Abhängigkeit davon über den Regelkreis des Lagereglers der Motor auf ein dem so ermittelten Bremsmoment entsprechendes Anfahrmoment eingestellt wird.Method for starting a hoist under load, such as an elevator or a crane, which is driven by a drive motor controlled by the load via the control loop of a position controller during the lifting processes and is held at a standstill by an electromagnetically ventilated spring-applied brake as a parking brake, during the starting process by engaging of an excitation current to the brake, the load torque is transferred from the brake to the motor,
characterized,
that the excitation current for the brake is increased as a function of time up to the point at which the hoist drive starts to move and at which the size of the instantaneous braking torque is determined from the excitation current and from the parameters of the brake and as a function thereof The motor is set to a starting torque corresponding to the braking torque determined in this way via the control loop of the position controller.
dadurch gekennzeichnet,
daß bei der beginnenden Bewegung des Hebezeugantriebs die Bewegungsrichtung erfaßt und danach die Wirkrichtung des vom Motor bereitzustellenden Anfahrmomentes festgelegt wird. Method according to claim 1,
characterized,
that the direction of movement is detected when the hoist drive begins to move and then the effective direction of the starting torque to be provided by the motor is determined.
dadurch gekennzeichnet,
daß ab der beginnenden Bewegung des Hebezeugantriebs der Erregerstrom für die Bremse weiter zeitabhängig bis auf den vollen Erregerstrom für die Bremslüftung erhöht wird.The method of claim 1 or 2,
characterized,
that from the beginning of the movement of the hoist drive, the excitation current for the brake is further increased as a function of time up to the full excitation current for the brake ventilation.
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