EP3033290A1 - Dezentrale linear motor regelung für transportsysteme - Google Patents

Dezentrale linear motor regelung für transportsysteme

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Publication number
EP3033290A1
EP3033290A1 EP14748120.4A EP14748120A EP3033290A1 EP 3033290 A1 EP3033290 A1 EP 3033290A1 EP 14748120 A EP14748120 A EP 14748120A EP 3033290 A1 EP3033290 A1 EP 3033290A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
secondary parts
linear drive
long stator
drive arrangement
movement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14748120.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen FRANTZHELD
Qinghua Zheng
Friedrich LÖSER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TK Elevator Innovation and Operations GmbH
Original Assignee
ThyssenKrupp Elevator AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Elevator AG filed Critical ThyssenKrupp Elevator AG
Publication of EP3033290A1 publication Critical patent/EP3033290A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B25/00—Control of escalators or moving walkways
    • B66B25/003—Methods or algorithms therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B21/00—Kinds or types of escalators or moving walkways
    • B66B21/10—Moving walkways
    • B66B21/12—Moving walkways of variable speed type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B23/00—Component parts of escalators or moving walkways
    • B66B23/02—Driving gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B25/00—Control of escalators or moving walkways
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00—Machines with more than one rotor or stator
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/006—Controlling linear motors

Definitions

  • the invention relates to an electromotive linear drive assembly, in particular for moving walks or other transport device for the transport of persons or objects.
  • the electromotive linear drive arrangement comprises a long stator running along a direction of movement as an active primary part, a plurality of secondary parts which are movable relative to the primary part and are arranged successively along the direction of movement, wherein the long stator has a multiplicity of successive long stator sections in the form of coil groups along the direction of movement.
  • the invention also provides a method of operating the electromotive linear drive assembly for non-uniform movement of the secondaries.
  • the moving walkway In order to allow the persons to be transported easy entry and exit, the moving walkway is moved at its ends at a first, lower speed. After the boarding area, the moving walkway, which is usually formed from individual moving pavement slabs, accelerates to a second, higher transport speed, before the deceleration to a lower, for example the first, speed occurs in an exit area. In practice, for example, a speed of 0.6 m / s may be provided for the entry and exit areas, while the second, higher speed is 2 m / s.
  • the moving slabs In order to allow the described change in speed along the length of the moving walk, the moving slabs must be telescopically movable relative to each other. In order to enable a different speed drive and acceleration, it is known to drive the moving slabs in the entry area and in the exit area with a screw, which has a variable pitch. With such a screw, the moving slabs are then accelerated to the second speed or decelerated by the second speed, wherein between the screws a
  • CONFIRMATION COPY Chain is provided, which moves at the higher, second speed.
  • EP 1 258 447 B1 and EP 1 502 891 B1 drive arrangements and, in particular, moving walks are known, in which individual step bodies in the form of escalator steps or moving pavement slabs are provided with their own electromotive drive. It initially results in the advantage that a central drive train in the form of a revolving chain or the like can be omitted. Furthermore, EP 1 258 447 B1 also proposes to move the moving pavement slabs on a return transport path at an increased speed, so that overall the number of moving slabs can be reduced. However, the equipment of moving pavement plates with its own electric motor is associated with a considerable effort on the whole.
  • the present invention is based on a known from practice electro-motor linear drive assembly according to the preamble of claim 1.
  • the linear drive arrangement has, along the direction of movement, fixedly arranged coil groups as active primary parts and a plurality of movable secondary parts in the form of permanent magnets.
  • the stationary coil groups are fed in sections via several inverters, whereby the position of the secondary parts, the feed forces and the motor currents through the coil groups are controlled by a central controller via the corresponding inverters.
  • absolute sensors for position detection for which purpose markings, for example magnetic tapes, are arranged on the secondary parts, which can be detected by local sensors.
  • fixed sensors are detected along the direction of movement.
  • the secondary parts Due to the central control of all Langstatorabitese the primary part, the secondary parts can be matched to each other in a variable manner to be moved.
  • the described electromotive linear drive arrangement with the central control of the movement of the secondary parts requires a relatively complicated configuration of the electrical circuit.
  • EP 1 845 428 A2 an electromotive linear drive arrangement is known in which the secondary parts are each equipped with two permanent magnets which interact with different primary parts or primary part sections.
  • the two magnets with the respectively associated primary part form two separate linear motors. At transition points so there is a transfer of the movement of the one linear motor to the other linear motor.
  • the linear motors thus formed are only active alternately.
  • the position of the equipped with the two permanent magnets pallet can be done by a sensor.
  • the present invention has for its object to provide an electromotive linear drive assembly and a method for operating the electromotive linear drive assembly, which allow a simple technical design and are particularly suitable for moving walkways for the transport of persons or objects.
  • the invention and the solution of the problem are an electromotive linear drive assembly according to claim 1 and a method for Operation of this electromotive linear drive arrangement according to claim 9.
  • each long stator section has its own control device for the motion control of the secondary part, wherein the control device is set up to move the secondary part on the basis of control parameters defined for the respective long stator section.
  • the secondary parts are thus controlled decentrally.
  • Each Langstatorabites can therefore be operated independently, with a predetermined motion profile for the secondary parts is stored in an associated memory for each control device.
  • a central control of Langstatorabitese and thus a central control of the coil groups for the various long stator sections thus eliminated.
  • the entire long stator is divided into stationary Langstatorabitese each associated with converters, each having its own control device. As soon as a secondary part reaches this long stator section, this secondary part is moved autonomously by the assigned control device on the basis of a stored motion profile.
  • the successive secondary parts are moved at each Langstatorabites in the same way or at least to the same specifications, wherein along the entire Langstators different speeds of movement can be provided.
  • acceleration and deceleration distances or regions with a constant speed of movement can be realized at individual long stator sections.
  • directly adjacent motor sections communicate with one another in order to provide a direct, stepless transfer of the seconds. to allow därmaschine.
  • Immediately adjacent long stator sections can, for example, communicate with one another in a master / slave mode, wherein a coordinated control takes place when the secondary section is connected to a transition of two successive long stator sections.
  • the movement profile to be realized later is already known at least approximately in the case of the arrangement of the long stator sections.
  • the linear drive assembly is provided, for example, for a moving walk for the transportation of persons or objects, end portions of the moving walk are provided as an acceleration and deceleration path, while at a central portion of the moving walk, a high propelling speed is appropriate.
  • At least one sensor for condition detection of the secondary parts is connected to the control device.
  • a sensor for position determination is provided for each control device.
  • Absolute sensors for position detection can be realized, for example, by the combination of incremental encoders and non-contacting proximity switches. Such an absolute sensor can also generate a direction-dependent reference index when driving over.
  • the secondary parts can also be equipped with a device for continuous position determination, for example a magnetic tape. The determination of the force necessary for the movement of the secondary parts feed force can be carried out in a known manner by measuring the coil currents or voltages.
  • control devices may be connected in the context of the invention to a central control, which, however, to the state of the tech- nik known configurations not controlled the entire movement and the control of the inverter.
  • a central control can cooperate with the control devices of the individual long stator sections such that a synchronization of the control devices is effected via a clock signal.
  • the motion profile stored for each control is then adapted to the clock signal as a time reference.
  • the central controller via a corresponding connection and a start signal, a stop signal or a signal to change the operating mode transmitted.
  • different motion profiles for different operating modes can be stored for each of the control device, in which case, with a corresponding signal of the central control, all control devices simultaneously change to another operating mode. Since the parameters for the respective operating mode are already stored for each control device, such a change can be made particularly easily and quickly.
  • the synchronization with a clock signal can be done for example by a fieldbus system such as EtherCAT.
  • EtherCAT a fieldbus system
  • the individual long stator sections - except for a merely optionally provided master / slave operation of immediately consecutive long stator sections - do not require a state variable or status information of other long stator sections.
  • a predetermined movement profile for the secondary parts is stored in an associated memory. This memory is preferably provided directly on the control device or as an integral part of the control device, so that a signal Transmission of the individual control devices to a remote storage can be omitted.
  • long stator refers as usual to the structural design of the electromotive linear drive assembly.
  • the invention is not limited to a straight direction of movement. Along the direction of movement in particular also curves, arches, slopes, inclines or the like may be provided.
  • the long stator can form a closed motion loop for the secondary parts. For example, if the electromotive linear drive assembly is part of a moving walkway for passenger transport, the persons are moved from a starting point to an end point, in which case the secondary parts must again go back to the starting position.
  • a drive can also be carried out at maximum speed in order to bridge this return area as quickly as possible and with as few secondary parts as possible.
  • the secondary parts or the elements driven by the secondary parts can be guided mechanically in the form of moving pavement slabs and / or mechanically coupled to one another. By such a mechanical coupling can also in case of malfunction of Linear drive arrangement can be avoided that between two successive moving sidewalk pallets can form spaces.
  • the present invention is directed to the use of the described linear drive assembly for moving walkways for transporting persons or objects.
  • the invention furthermore relates to a method for operating the electromotive linear drive arrangement described, wherein different motion profiles are predetermined for the non-uniform movement of the secondary parts along the long stator for at least part of the long stator sections.
  • an average speed of the secondary parts along the long stator can preferably be changed by the frequency of the clock signal of a central controller.
  • the long stator sections control the assigned secondary part-apart from the optional consideration of the clock signal-preferably autonomously, wherein a matching sequence of movements can be provided at each long stator section for the secondary parts following there.
  • Fig. 1 is an electromotive linear drive assembly according to the
  • Fig. 3B is a speed profile of the movement of secondary parts along the moving walkway according to the Fig. 3A
  • Fig. 4 shows a possible structural design of a moving walk to
  • FIG. 1 shows a prior art electromotive linear drive arrangement known from practice with a long stator running along a direction of movement, which has individual long stator sections 1 in the form of coil groups.
  • the stationary long stator sections 1 are each preceded by a converter 2 for controlling the coils of the respective long stator section 1. All inverters 2 are controlled by a central control 3 in order to move a plurality of secondary parts (not shown in FIG. 1) in the form of permanent magnets 6 along the long stator formed by the long stator sections 1 according to a predetermined movement profile. Furthermore, sensors 4 are arranged along the long stator, the signals of which are processed by the central controller 3.
  • FIG. 2 shows an embodiment according to the invention of the electromotive linear drive arrangement, wherein a separate control device 5 for the movement control of the secondary parts is provided for each long stator section 1.
  • the control devices 5 each comprise a memory in which the movement profile provided for the respective path section is stored.
  • the motion control takes place solely by the associated control device 5, which works largely independently.
  • the sensors 4 likewise provided according to FIG. 2 are each connected to an associated control device 5 and not to a central control 3 '.
  • the central controller 3 ' is provided only to synchronize the controllers 5 for each long stator section with a clock signal.
  • a start signal, a stop signal or a signal for changing the operating mode can be transmitted.
  • the transmission of further data is neither necessary nor foreseen, so that the decentralization of the control results in a considerable simplification. In particular, it is not necessary to centrally monitor the entire movement sequence of the individual secondary parts via the long stator.
  • the directly successive control devices 5 can be connected to one another in order to facilitate a transfer of the secondary parts from long stator section 1 to long stator section 1.
  • Fig. 3A shows a highly schematic representation of the use of an electromotive linear drive assembly according to the invention on a moving walkway for the transport of persons, wherein only the positions of the secondary parts in the form of permanent magnets 6 along the entire direction of movement are indicated.
  • the long stator forms a closed motion loop for the secondary parts with an upper run 7 and a lower run 8.
  • mutually movable moving walk plates 9 (Fig. 4) are arranged.
  • the permanent magnets 6 as secondary parts and thus the pavement plates 9 attached thereto are accelerated from a low speed, which allows an ascending, to a continuous transport speed. With this transport speed, the moving slabs move between the points Xi and X 2 . In order then to enable a passenger to dismount from the indicated moving pavement, a deceleration takes place between the points X 2 and X 3 . To then move the individual secondaries with permanent magnet 6 and moving slab 9 back to the boarding area, they are moved in the lower run 8 at a high speed between the points X4 and X5, whereby this distance can be bridged quickly with few elements. The secondaries then return to the starting point X 0 and are thus circulated at a variable speed.
  • FIG. 3B shows by way of example a possible speed course along the entire travel path.
  • Fig. 4 shows a possible embodiment of moving slabs 9 of a moving walkway for passenger transport.
  • the moving platform slabs 9 are movable relative to each other, wherein the moving slabs 9 are pushed together at a slow advancing speed and only with an end portion 10 are exposed. With an increase in speed, a telescopic section 11 of the moving slab plates 9 is then successively released, as a result of which the effective length of the individual moving slabs 9 increases correspondingly.
  • the moving slabs 9 are guided laterally in rails 12 and preferably also at least anchored to the upper run 7 in the pulling direction to each other.
  • the individual moving base plates 9 are further connected to a permanent magnet 6 as Secondary part of the electromotive Linerantriebsanssen connected. As described above, it can be provided on the lower run 8 that the moving walk plates 9 can be completely coupled to one another for faster movement.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektromotorische Linearantriebsanordnung, insbesondere für Fahrsteige zur Beförderung von Personen oder Gegenständen, mit einem entlang einer Bewegungsrichtung verlaufenden Langstator als aktiven Primärteil, einer Mehrzahl von gegenüber dem Primärteil beweglichen, passiven und entlang der Bewegungsrichtung miteinander angeordneten Sekundärteilen, wobei der Langstator entlang der Bewegungsrichtung eine Vielzahl von aufeinander folgenden Langstatorabschnitten (1) in Form von Spulengruppen aufweist. Erfindungsgemäß weist jeder Langstatorabschnitt (1) eine eigene Steuereinrichtung (5) auf, wobei die Steuereinrichtung (5) zur Bewegung der Sekundärteile anhand von für den jeweiligen Langstatorabschnitt (1) festgelegten Steuerparametern eingerichtet sind. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Betrieb der elektromotorischen Linearantriebsanordnung, wobei zur nicht-gleichförmigen Bewegung der Sekundärteile entlang des Langstators für zumindest einen Teil der Langstatorabschnitte (1) den jeweiligen Steuerungen (5) unterschiedliche Bewegungsprofile vorgegeben werden.

Description

Dezentrale Linear Motor Regelung für Transportsysteme
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine elektromotorische Linearantriebsanordnung, insbesondere für Fahrsteige oder andere Beförderungseinrichtung zur Beförderung von Personen oder Gegenständen. Die elektromotorische Linearantriebsanordnung umfasst einen entlang einer Bewegungsrichtung verlaufenden Langstator als aktives Primärteil, eine Mehrzahl von gegenüber dem Primärteil beweglichen, passiven und entlang der Bewegungsrichtung hintereinander angeordneten Sekundärteilen, wobei der Langstator entlang der Bewegungsrichtung eine Vielzahl von aufeinander folgenden Langstatorabschnitten in Form von Spulengruppen aufweist. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Betrieb der elektromotorischen Linearantriebsanordnung zur nicht-gleichförmigen Bewegung der Sekundärteile.
Zur Personenbeförderung sind Fahrsteige bekannt, die über ihre Länge eine variable Geschwindigkeit aufweisen, um große Entfernungen in einer kürzeren Zeit überbrücken zu können. Um den zu befördernden Personen einen leichten Ein- und Ausstieg zu ermöglichen, wird der Fahrsteig an seinen Enden mit einer ersten, geringeren Geschwindigkeit bewegt. Nach dem Einstiegsbereich beschleunigt der üblicherweise aus einzelnen Fahrsteigplatten gebildete Fahrsteig auf eine zweite, höhere Transportgeschwindigkeit, bevor in einem Ausstiegs- bereich die Verzögerung auf eine geringere, beispielsweise die erste Geschwindigkeit erfolgt. In der Praxis kann für den Einstiegs- sowie den Ausstiegsbereich beispielsweise eine Geschwindigkeit von 0,6 m/s vorgesehen sein, während die zweite, höhere Geschwindigkeit 2 m/s beträgt. Um die beschriebene Veränderung der Geschwindigkeit entlang der Länge des Fahrsteiges zu ermöglichen, müssen die Fahrsteigplatten gegeneinander teleskopartig bewegbar sein. Um einen unterschiedlich schnellen Antrieb sowie eine Beschleunigung zu ermöglichen, ist es bekannt, die Fahrsteigplatten im Einstiegsbereich sowie im Ausstiegsbereich mit einer Schnecke anzutreiben, welche eine variable Steigung aufweist. Mit einer solchen Schnecke werden die Fahrsteigplatten dann auf die zweite Geschwindigkeit beschleunigt bzw. von der zweiten Geschwindigkeit abgebremst, wobei zwischen den Schnecken eine
BESTÄTIGUNGSKOPIE Kette vorgesehen ist, die sich mit der höheren, zweiten Geschwindigkeit bewegt.
Mechanisch angetriebene Fahrsteige mit variabler Geschwindigkeit sind aus EP 1 253 101 B1 , EP 1 300 359 B1 , EP 1 582 494 B1 , EP 1 939 127 B1 , EP 1 939 128 A2, EP 1 939 129 B1 und EP 1 939 130 B1 bekannt. Auch wenn sich die beschriebenen Fahrsteige in der Praxis bewährt haben, besteht ein Bedürfnis zur Vereinfachung der Konstruktion. Insbesondere bedingt der mechanische Antrieb eine relativ aufwendige Ausgestaltung, wobei sich auch ein für mecha- nische Antriebe üblicher Wartungsaufwand ergibt.
Aus der EP 1 258 447 B1 sowie der EP 1 502 891 B1 sind Antriebsanordnungen und insbesondere Fahrsteige bekannt, bei denen einzelne Trittkörper in Form von Fahrsteigtreppenstufen oder Fahrsteigplatten mit einem eigenen elektromotorischen Antrieb versehen sind. Es ergibt sich dabei zunächst der Vorteil, dass ein zentraler Antriebsstrang in Form einer umlaufenden Kette oder dergleichen entfallen kann. Des Weiteren schlägt die EP 1 258 447 B1 auch vor, die Fahrsteigplatten auf einem Rücktransportweg mit einer erhöhten Geschwindigkeit zu bewegen, so dass insgesamt die Anzahl der Fahrsteigplatten reduziert werden kann. Die Ausrüstung der Fahrsteigplatten mit einem eigenen Elektromotor ist jedoch insgesamt mit einem beträchtlichen Aufwand verbunden.
Die vorliegende Erfindung geht von einer aus der Praxis bekannten elektro- motorischen Linearantriebsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 aus. Die Linearantriebsanordnung weist entlang der Bewegungsrichtung hintereinander ortsfest angeordnete Spulengruppen als aktive Primärteile und mehrere bewegliche Sekundärteile in Form von Permanentmagneten auf. Die ortsfesten Spulengruppen werden abschnittsweise über mehrere Um- richter gespeist, wobei die Position der Sekundärteile, die Vorschubkräfte und die Motorströme durch die Spulengruppen durch einen zentralen Regler über die entsprechenden Umrichter gesteuert werden. Dabei ist bekannt, zur Positionserfassung Absolutsensoren einzusetzen, wozu an den Sekundärteilen Markierungen, beispielsweise Magnetbänder, angeordnet sind, welche durch orts- feste Sensoren entlang der Bewegungsrichtung erfasst werden. Durch die zentrale Steuerung sämtlicher Langstatorabschnitte des Primärteils können die Sekundärteile aufeinander abgestimmt in variabler Weise bewegt werden. Die beschriebene elektromotorische Linearantriebsanordnung mit der zentralen Steuerung der Bewegung der Sekundärteile erfordert jedoch eine relativ aufwendige Ausgestaltung der elektrischen Schaltung.
Aus der EP 1 845 428 A2 ist eine elektromotorische Linearantriebsanordnung bekannt, bei der die Sekundärteile jeweils mit zwei Permanentmagneten aus- gerüstet sind, die mit unterschiedlichen Primärteilen bzw. Primärteilabschnitten zusammenwirken. Die beiden Magnete mit dem jeweils zugeordneten Primärteil bilden zwei voneinander getrennte Linearmotoren. An Übergangsstellen erfolgt also eine Übergabe der Bewegung von dem einen Linearmotor auf den anderen Linearmotor. Die so gebildeten Linearmotoren sind nur abwechselnd aktiv. Die Positionsbestimmung der mit den beiden Permanentmagneten ausgerüsteten Palette kann durch einen Sensor erfolgen.
Aus der EP 2 161 826 B1 ist eine Transfervorrichtung mit dynamisch veränderbaren Antriebsbereichen bekannt. Das Primärteil wird in mehrere Bereiche mit jeweils einem Sekundärteil unterteilt. Die Bereichsgrenzen dieser Aufteilung werden dynamisch mit den Sekundärteilen mit bewegt, wobei die einzelnen Sekundärteile mit einem vorgegebenen Bewegungsprofil bewegt werden können. Aufeinander folgende Sekundärteile können dabei genau gleich oder auch unterschiedlich zueinander bewegt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromotorische Linearantriebsanordnung sowie ein Verfahren zum Betrieb der elektromotorischen Linearantriebsanordnung anzugeben, welche eine einfache technische Ausgestaltung ermöglichen und insbesondere für Fahrsteige zur Beförderung von Personen oder Gegenständen geeignet sind.
Gegenstand der Erfindung und Lösung der Aufgabe sind eine elektromotorische Linearantriebsanordnung gemäß Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb dieser elektromotorischen Linearantriebsanordnung gemäß Patentanspruch 9.
Ausgehend von einer Ausgestaltung mit den eingangs beschriebenen Merk- malen ist die elektromotorische Linearantriebsanordnung dadurch gekennzeichnet, dass jeder Langstatorabschnitt eine eigene Steuereinrichtung für die Bewegungssteuerung des Sekundärteils aufweist, wobei die Steuereinrichtung zur Bewegung des Sekundärteils anhand von für den jeweiligen Langstatorabschnitt festgelegten Steuerparametern eingerichtet ist.
Im Rahmen der Erfindung werden die Sekundärteile also dezentral gesteuert. Jeder Langstatorabschnitt kann demnach autark betrieben werden, wobei für jede Steuereinrichtung ein vorgegebenes Bewegungsprofil für die Sekundärteile in einem zugeordneten Speicher hinterlegt ist. Eine zentrale Steuerung der Langstatorabschnitte und damit eine zentrale Ansteuerung der Spulengruppen für die verschiedenen Langstatorabschnitte entfällt damit. Stattdessen wird der gesamte Langstator in ortsfeste Langstatorabschnitte mit jeweils zugeordnetem Umrichter aufgeteilt, die jeweils eine eigene Steuereinrichtung aufweisen. Sobald ein Sekundärteil diesen Langstatorabschnitt erreicht, wird dieses Sekun- därteil autark von der zugeordneten Steuereinrichtung anhand eines hinterlegten Bewegungsprofils bewegt.
Im Rahmen der Erfindung ist dabei vorzugsweise vorgesehen, dass die aufeinander folgenden Sekundärteile an jedem Langstatorabschnitt in gleicher Weise oder zumindest nach gleichen Vorgaben bewegt werden, wobei entlang des gesamten Langstators unterschiedliche Bewegungsgeschwindigkeiten vorgesehen sein können. So können beispielsweise an einzelnen Langstatorabschnitten Beschleunigungs- und Verzögerungsstrecken oder auch Bereiche mit einer konstanten Bewegungsgeschwindigkeit realisiert werden.
Wie zuvor beschrieben, erfolgt die Bewegung der einzelnen Sekundärteile an den Langstatorabschnitten durch die zugeordnete Steuereinrichtung. Optional kann dabei vorgesehen sein, dass unmittelbar benachbarte Motorabschnitte miteinander kommunizieren, um eine direkte, stufenlose Übergabe der Sekun- därteile zu ermöglichen. Unmittelbar benachbarte Langstatorabschnitte können beispielsweise in einem Master/Slave-Betrieb miteinander kommunizieren, wobei eine abgestimmte Steuerung erfolgt, wenn sich das Sekundärteil an einen Übergang von zwei aufeinander folgenden Langstatorabschnitten be- findet.
Im Rahmen der Erfindung erfolgt eine feste örtliche Zuordnung der Langstatorabschnitte, so dass eine komplizierte dynamische Regelung und Zuordnung entfällt. Abgesehen von einer Kommunikation unmittelbar aufeinander folgender Langstatorabschnitte, arbeiten die einzelnen Langstatorabschnitte autark. Die Steuerung der einzelnen Langstatorabschnitte kann zur Überwachung und Einstellung der Position, der Geschwindigkeit und der Vorschubkraft der einzelnen Sekundärteile eingerichtet sein. Für die konkrete Ausgestaltung der Langstatorabschnitte ergeben sich unterschiedliche Möglichkeiten. So kann vorgesehen sein, dass die Anzahl der Langstatorabschnitte größer ist als die Anzahl der Sekundärteile. Durch eine feine Untergliederung des Langstators in kurze Langstatorabschnitte wird ein großes Maß an Flexibilität erreicht. Wenn dabei auch für alle Langstator- abschnitte die Länge kürzer ist als der Abstand von aufeinanderfolgenden Sekundärteilen, werden auch nur bei einem Teil der Langstatorabschnitte Sekundärteile geführt. Veränderungen der Bewegungscharakteristik aufgrund einer entsprechenden Programmierung sind dabei ohne Weiteres in einem weiten Bereich möglich.
Häufig ist es jedoch so, dass bereits bei der Anordnung der Langstatorabschnitte das später zu realisierende Bewegungsprofil zumindest in etwa bekannt ist. Wenn die Linearantriebsanordnung beispielsweise für einen Fahrsteig zur Beförderung von Personen oder Gegenständen vorgesehen ist, werden Endbereiche des Fahrsteiges als Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsstrecke vorgesehen, während an einem Mittelabschnitt des Fahrsteigs eine hohe Vortriebsgeschwindigkeit zweckmäßig ist. Es kann deshalb sinnvoll sein, die Langstatorabschnitte gemäß den jeweiligen Erfordernissen mit einer unterschiedlichen Länge auszugestalten. Wenn beispielsweise ein Bereich mit einer hohen Geschwindigkeit von den Sekundärteilen passiert wird, kann dort zweckmäßigerweise auch eine größere Länge der Langstatorabschnitte vorgesehen sein. Die größere Länge trägt dann auch dem Umstand Rechnung, dass bei einer schnelleren Bewegung pro Zeiteinheit ein größerer Weg zurückgelegt wird.
Darüber hinaus ist es im Rahmen der Erfindung auch nicht zwingend, dass an jedem Langstatorabschnitt während des Betriebes nur genau ein Sekundärteil geführt wird. Grundsätzlich ist es auch möglich, wenn an einem Langstator- abschnitt zwei Sekundärteile oder mehrere Sekundärteile gleichzeitig von der zugeordneten Steuereinrichtung bewegt werden. Die Führung mehrere Sekundärteile an einem Langstatorabschnitt kann insbesondere dann auf einfache Weise erfolgen, wenn bei dem Betrieb an dem jeweiligen Langstatorabschnitt keine wesentliche Verzögerung oder Beschleunigung vorgesehen ist. Bei einem Fahrsteig zur Beförderung von Personen oder Gegenständen kann beispielsweise ein mittlerer Abschnitt zwischen einem Einstiegsbereich und einem Ausstiegsbereich von einem langen Langstatorabschnitt oder von mehreren Langstatorabschnitten mit einer vergleichsweise großen Länge überbrückt werden. Zweckmäßigerweise ist dabei an die Steuereinrichtung jeweils zumindest ein Sensor zur Zustandserfassung der Sekundärteile angeschlossen. Im einfachsten Fall ist für jede Steuereinrichtung ein Sensor zur Positionsbestimmung vorgesehen. Absolutsensoren zur Positionserfassung können beispielsweise durch die Kombination von Inkrementalgebern und berührungsfreien Näherungsschal- tern realisiert werden. Ein solcher Absolutsensor kann bei einem Überfahren auch einen richtungsabhängigen Referenzindex generieren. Die Sekundärteile können auch mit einer Einrichtung zur kontinuierlichen Positionsbestimmung, beispielsweise einem Magnetband, ausgerüstet sein. Die Bestimmung der für die Bewegung der Sekundärteile notwendigen Vorschubkraft kann in bekannter Weise durch eine Messung der Spulenströme oder -Spannungen erfolgen.
Die Steuereinrichtungen können im Rahmen der Erfindung an eine Zentralsteuerung angeschlossen sein, welcher aber zu den aus dem Stand der Tech- nik bekannten Ausgestaltungen nicht den gesamten Bewegungsablauf und die Ansteuerung der Umrichter kontrolliert.
Um den gesamten Bewegungsablauf der elektromotorischen Linearantriebsan- Ordnung verändern zu können, kann eine Zentralsteuerung derart mit den Steuereinrichtungen der einzelnen Langstatorabschnitte zusammenwirken, dass über ein Taktsignal eine Synchronisation der Steuereinrichtungen bewirkt wird. Das für jede Steuerung hinterlegte Bewegungsprofil wird dann an das Taktsignal als Zeitreferenz angepasst. Bei einer Veränderung der Taktfrequenz soll insbesondere vorgesehen sein, dass an jedem Langstatorabschnitt die Geschwindigkeit der Sekundärteile proportional verändert wird. Durch das Taktsignal kann also die Geschwindigkeit der Sekundärteile entlang des Langstators global verändert werden. Darüber hinaus kann die Zentralsteuerung über eine entsprechende Verbindung auch ein Startsignal, ein Stoppsignal oder ein Signal zum Wechsel des Betriebsmodus übertragen. Beispielsweise können für jede der Steuerungseinrichtung unterschiedliche Bewegungsprofile für unterschiedlichen Betriebsmodi hinterlegt sein, wobei dann bei einem entsprechenden Signal der Zentral- Steuerung sämtliche Steuereinrichtungen gleichzeitig in einen anderen Betriebsmodus wechseln. Da die Parameter für den jeweiligen Betriebsmodus für jede Steuereinrichtung bereits hinterlegt sind, kann ein solcher Wechsel besonders einfach und schnell erfolgen. Die Synchronisation mit einem Taktsignal kann beispielsweise durch ein Feldbussystem wie EtherCAT erfolgen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die einzelnen Langstatorabschnitte - bis auf einen lediglich optional vorgesehenen Master/Slave-Betrieb unmittelbar aufeinander folgender Langstatorabschnitte - keine Zustandsgröße oder Statusinformationen anderer Langstatorabschnitte benötigen. Wie zuvor beschrieben, ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass für jede Steuereinrichtung ein vorgegebenes Bewegungsprofil für die Sekundärteile in einem zugeordneten Speicher hinterlegt ist. Dieser Speicher ist vorzugsweise unmittelbar an der Steuereinrichtung oder als integraler Bestandteil der Steuereinrichtung vorgesehen, so dass eine Signal- Übertragung der einzelnen Steuereinrichtungen zu einem entfernt angeordneten Speicher entfallen kann.
Der Begriff Langstator bezieht sich wie üblich auf die konstruktive Ausge- staltung der elektromotorischen Linearantriebsanordnung. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf eine gerade Bewegungsrichtung beschränkt. Entlang der Bewegungsrichtung können insbesondere auch Kurven, Bögen, Gefällestrecken, Steigungen oder dergleichen vorgesehen sein. Insbesondere kann der Langstator einen geschlossenen Bewegungskreislauf für die Sekundärteile bilden. Wenn beispielsweise die elektromotorische Linearantriebsanordnung Bestandteil eines Fahrsteigs zur Personenbeförderung ist, werden die Personen von einem Startpunkt zu einem Endpunkt bewegt, wobei dann die Sekundärteile erneut zurück zu der Startposition gelangen müssen. Da sich im Rahmen der Erfindung die mechanische Konstruktion durch den Wegfall einer zentralen Antriebsvorrichtung in Form einer Kette oder dergleichen vereinfacht, kann mit der elektromotorischen Linearantriebsanordnung auch auf besonders einfache Weise ein Fahrsteig mit in entgegengesetzter Richtung verlaufenden Abschnitten realisiert werden, wobei beide Abschnitte für eine Personenbeförderung vorgesehen sind. Die einzelnen Sekundärteile müssen dann nur in geeigneter Weise zwischen den Abschnitten transferiert werden.
Wenn die Sekundärteile lediglich zwischen einem Endpunkt und einem Start- punkt zur Beförderung von Personen oder Gegenständen bewegt und somit zurückgeführt werden, kann auch ein Antrieb mit maximaler Geschwindigkeit erfolgen, um diesen Rückführungsbereich möglichst schnell und mit möglichst wenig Sekundärteilen zu überbrücken. Zumindest zwischen einem Startpunkt und einem Endpunkt zur Beförderung von Personen oder Gegenständen können die Sekundärteile bzw. die von den Sekundärteilen angetriebenen Elemente in Form von Fahrsteigplatten mechanisch aneinander geführt und/oder mechanisch aneinander gekoppelt sein. Durch eine solche mechanische Kopplung kann auch bei einer Fehlfunktion der Linearantriebsanordnung vermieden werden, dass sich zwischen zwei aufeinander folgenden Fahrsteig paletten Zwischenräume bilden können. Eine solche mechanische Verbindung kann jedoch aufgehoben werden, wenn die Sekundärteile bzw. die damit angetriebenen Elemente in Form von Fahrsteig- platten ohne eine zu befördernde Person oder einen zu befördernden Gegenstand zwischen dem Endpunkt und dem Startpunkt bewegt werden. Insbesondere können im Rahmen der Erfindung auch im Betrieb einzelne Sekundärteile entfernt oder hinzugefügt werden. So ist es beispielsweise auch möglich, zu Wartungszwecken einzelne Sekundärteile während des Betriebs auszu- tauschen.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere auf die Verwendung der beschriebenen Linearantriebsanordnung für Fahrsteige zur Beförderung von Personen oder Gegenständen gerichtet.
Gegenstand der Erfindung ist des Weiteren ein Verfahren zum Betrieb der beschriebenen elektromotorischen Linearantriebanordnung, wobei zur nichtgleichförmigen Bewegung der Sekundärteile entlang des Langstators für zumindest einen Teil der Langstatorabschnitte den jeweiligen Steuerungen unter- schiedliche Bewegungsprofile vorgegeben werden. Wie zuvor beschrieben, kann dabei eine Durchschnittsgeschwindigkeit der Sekundärteile entlang des Langstators vorzugsweise durch die Frequenz des Taktsignals einer Zentralsteuerung verändert werden. Die Langstatorabschnitte steuern das zugeordnete Sekundärteil - bis auf die optionale Berücksichtigung des Taktsignals - vorzugsweise autark, wobei an jedem Langstatorabschnitt für die dort aufeinander folgenden Sekundärteile eine übereinstimmende Bewegungsabfolge vorgesehen sein kann. Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine elektromotorische Linearantriebsanordnung gemäß dem
Stand der Technik, Fig. 2 eine erfindungsgemäße Linearantriebsanordnung,
Fig. 3A ein Fahrsteig zur Personenbeförderung mit einer elektromoto- rischen Linearantriebsanordnung,
Fig. 3B ein Geschwindigkeitsprofil der Bewegung von Sekundärteilen entlang des Fahrsteigs gemäß der Fig. 3A, Fig. 4 eine mögliche konstruktive Ausgestaltung eines Fahrsteigs zur
Beförderung von Personen.
Die Fig. 1 zeigt eine aus der Praxis bekannte elektromotorische Linearantriebsanordnung gemäß dem Stand der Technik mit einem entlang einer Bewe- gungsrichtung verlaufenden Langstator, der einzelne Langstatorabschnitte 1 in Form von Spulengruppen aufweist.
Den ortsfesten Langstatorabschnitten 1 ist jeweils ein Umrichter 2 zur Ansteue- rung der Spulen des jeweiligen Langstatorabschnittes 1 vorgelagert. Sämtliche Umrichter 2 werden von einer Zentralsteuerung 3 angesteuert, um mehrere in der Fig. 1 nicht dargestellte Sekundärteile in Form von Permanentmagneten 6 entlang des von den Langstatorabschnitten 1 gebildeten Langstators nach einem vorgegebenen Bewegungsprofil zu bewegen. Des Weiteren sind entlang des Langstators Sensoren 4 angeordnet, deren Signale von der Zentral- Steuerung 3 verarbeitet werden.
Es ergibt sich insgesamt eine relativ aufwendige Verschaltung, wobei während des Betriebs der elektromotorischen Linearantriebsanordnung kontinuierlich Steuersignale von der Zentralsteuerung 3 zu den einzelnen Umrichtern geleitet werden. Die gesamte Signalverarbeitung einschließlich einer Sicherheitslogik erfolgt in der Zentralsteuerung 3, wobei dort auch die genauen Bewegungsprofile der Sekundärteile entlang des Langstators hinterlegt sind. Die Fig. 2 zeigt dagegen eine erfindungsgemäße Ausgestaltung der elektromotorischen Linearantriebsanordnung, wobei für jeden Langstatorabschnitt 1 eine eigene Steuereinrichtung 5 für die Bewegungssteuerung der Sekundärteile vorgesehen ist. Die Steuereinrichtungen 5 umfassen jeweils einen Speicher, in dem das für den jeweiligen Wegabschnitt vorgesehene Bewegungsprofil hinterlegt ist.
Für eine Bewegung der Sekundärteile entlang des jeweiligen Langstatorabschnittes 1 erfolgt die Bewegungssteuerung alleine durch die zugeordnete Steuereinrichtung 5, welche weitgehend autark arbeitet. Die gemäß der Fig. 2 ebenfalls vorgesehenen Sensoren 4 sind jeweils an eine zugeordnete Steuereinrichtung 5 und nicht an eine Zentralsteuerung 3' angeschlossen. Die Zentralsteuerung 3' ist lediglich dazu vorgesehen, um die Steuereinrichtungen 5 für jeden Langstatorabschnitt mit einem Taktsignal zu synchronisieren. Darüber hinaus können von der Zentralsteuerung 3' auch noch ein Startsignal, ein Stoppsignal oder ein Signal zum Wechseln des Betriebsmodus übermittelt werden. Die Übertragung weiterer Daten ist weder notwendig noch vorgesehen, so dass sich durch die Dezentralisierung der Steuerung eine erhebliche Vereinfachung ergibt. Insbesondere ist es nicht erforderlich, den gesamten Be- wegungsablauf der einzelnen Sekundärteile über den Langstator zentral zu überwachen.
In der Fig. 2 ist angedeutet, dass optional die unmittelbar aufeinander folgenden Steuereinrichtungen 5 miteinander verbunden sein können, um eine Übergabe der Sekundärteile von Langstatorabschnitt 1 zu Langstatorabschnitt 1 zu erleichtern.
Die Fig. 3A zeigt in einer stark schematisierten Darstellung den Einsatz einer erfindungsgemäßen elektromotorischen Linearantriebsanordnung an einen Fahrsteig zur Beförderung von Personen, wobei lediglich die Positionen der Sekundärteile in Form von Permanentmagneten 6 entlang der gesamten Bewegungsrichtung angedeutet sind. Der Langstator bildet einen geschlossenen Bewegungskreislauf für die Sekundärteile mit einem Obertrum 7 und einem Untertrum 8. An den einzelnen Permanentmagneten 6 als Sekundärteile sind gegeneinander bewegliche Fahrsteigplatten 9 (Fig. 4) angeordnet.
In einem Einstiegsbereich zwischen den Punkten X0 und Xi werden die Permanentmagneten 6 als Sekundärteile und damit die daran befestigten Fahrsteigplatten 9 von einer geringen Geschwindigkeit, welche ein Aufsteigen ermöglicht, auf eine kontinuierliche Transportgeschwindigkeit beschleunigt. Mit dieser Transportgeschwindigkeit bewegen sich die Fahrsteigplatten zwischen den Punkten Xi und X2. Um dann einem Passagier ein Absteigen von dem angedeuteten Fahrsteig zu ermöglichen, erfolgt zwischen den Punkten X2 und X3 eine Abbremsung. Um dann die einzelnen Sekundärteile mit Permanentmagnet 6 und Fahrsteigplatte 9 zurück zu dem Einstiegsbereich zu bewegen, werden diese in dem Untertrum 8 mit einer hohen Geschwindigkeit zwischen den Punkten X4 und X5 bewegt, wodurch dieser Abstand mit wenigen Elementen schnell überbrückt werden kann. Die Sekundärteile gelangen dann erneut zu dem Startpunkt X0 und werden so mit einer variablen Geschwindigkeit in einen Kreislauf geführt.
Die Fig. 3B zeigt exemplarisch einen möglichen Geschwindigkeitsverlauf entlang des gesamten Fahrweges. Fig. 4 zeigt eine mögliche Ausgestaltung von Fahrsteigplatten 9 eines Fahrsteigs zur Personenbeförderung. Die Fahrsteigplatten 9 sind gegeneinander beweglich, wobei die Fahrsteigplatten 9 bei einer langsam Vortriebsgeschwindigkeit zusammengeschoben sind und nur mit einem Endabschnitt 10 freiliegen. Bei einer Erhöhung der Geschwindigkeit wird dann sukzessive ein Teleskop- abschnitt 11 der Fahrsteigplatten 9 freigegeben, wodurch sich die effektive Länge der einzelnen Fahrsteigplatten 9 entsprechend erhöht. Die Fahrsteigplatten 9 sind seitlich in Schienen 12 geführt und vorzugsweise auch zumindest an dem Obertrum 7 in Zugrichtung aneinander verankert. Die einzelnen Fahrsteigplatten 9 sind des Weiteren an einen Permanentmagneten 6 als Sekundärteil der elektromotorischen Linerantriebsanordnung angeschlossen. Wie zuvor beschrieben, kann an dem Untertrum 8 vorgesehen sein, dass die Fahrsteigplatten 9 für eine schnellere Bewegung komplett voneinander gekoppelt werden können.

Claims

Patentansprüche
1. Elektromotorische Linearantriebsanordnung, insbesondere für Fahrsteige zur Beförderung von Personen oder Gegenständen, mit einem entlang einer Bewe- gungsrichtung verlaufenden Langstator als aktivem Primärteil, einer Mehrzahl von gegenüber dem Primärteil beweglichen, passiven und entlang der Bewegungsrichtung hintereinander angeordneten Sekundärteilen, wobei der Langstator entlang der Bewegungsrichtung eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Langstatorabschnitten (1 ) in Form von Spulengruppen aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass jeder Langstatorabschnitt (1 ) eine eigene Steuereinrichtung (5) für die Bewegungssteuerung der Sekundärteile aufweist, wobei die Steuereinrichtungen (5) zur Bewegung der Sekundärteile anhand von für den jeweiligen Langstatorabschnitt (1 ) festgelegten Steuerparametern eingerichtet sind.
2. Linearantriebsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass für jede Steuereinrichtung (5) ein vorgegebenes Bewegungsprofil für die Sekundärteile in einem zugeordneten Speicher hinterlegt ist.
3. Linearantriebsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtungen (5) an eine Zentralsteuerung (3') angeschlossen sind, die über eine Taktsignal eine Synchronisation der Steuereinrichtungen (5) bewirkt.
4. Linearantriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Langstatorabschnitte (1 ) größer ist als die Anzahl der Sekundärteile.
5. Linearantriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Langstator einen geschlossenen Bewegungskreislauf für die Sekundärteile bildet.
6. Linearantriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Langstatorabschnitt eine Vielzahl von Spulen und einen eigenen Umrichter zur Ansteuerung der Spulen aufweist.
7. Linearantriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärteile von Permanentmagneten gebildet sind.
8. Linearantriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an die Steuereinrichtungen (5) jeweils zumindest ein Sensor (4) zur Zustandserfassung der Sekundärteile angeschlossen ist.
9. Verfahren zum Betrieb einer elektromotorischen Linearantriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei zur nicht-gleichförmigen Bewegung der Sekundärteile entlang des Langstators für zumindest einen Teil der Lang- statorabschnitte (1 ) den jeweiligen Steuereinrichtungen (5) unterschiedliche Bewegungsprofile vorgegeben werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Durchschnittsgeschwindigkeit der Sekundärteile entlang der Langstators durch die Frequenz des Taktsignals einer Zentralsteuerung (3') verändert wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Steuereinrichtungen (5) das jeweils dem entsprechenden Langstatorabschnitt (1 ) zugeordnete Sekundärteil bis auf die Berücksichtigung des Taktsignals autark steuern.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , wobei die aufeinander folgenden Sekundärteile entlang des Langstators in einer übereinstimmenden Bewegungsabfolge bewegt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Anzahl der Sekundärteile verändert wird.
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