ES2556618T3 - Procedimiento de conmutación entre alimentación eléctrica y un inversor de frecuencia y viceversa para un accionamiento de escaleras mecánicas y dispositivo correspondiente - Google Patents

Abstract

Un procedimiento para controlar el accionamiento de una instalación de transportador en la forma de una escalera (10) mecánica o un pasillo móvil entre un modo con carga y un modo sin carga, en el que la instalación de transportador comprende un motor (26) de accionamiento, un generador de señal de transporte, un sincronizador (44) y un convertidor (42) de frecuencia cuya salida es controlable, en el que: en el modo de operación con carga, el motor (26) de accionamiento es alimentado con un voltaje de red a una frecuencia (fNetz) de red esencialmente constante y en el modo sin carga con un voltaje de salida desde el convertidor (42) de frecuencia; el sincronizador (44) compara el voltaje de red y el voltaje de salida del convertidor de frecuencia con respecto a la frecuencia y la posición de fase; el motor (26) de accionamiento funciona sin corriente durante un tiempo (Δti) de corriente cero predeterminado antes de que se produzca la conmutación entre la alimentación desde la red y la alimentación desde el convertidor de frecuencia; el convertidor (42) de frecuencia se ajusta para una frecuencia de salida que tiene una separación (Δfup, Δfdown) predeterminada con respecto a la frecuencia (fNetz) de red que corresponde a la disminución de RPM del motor (26) de accionamiento durante el tiempo (Δti) de corriente cero respectivo; el generador (48) de señal de transporte señaliza una demanda para conmutar el modo; y en el punto (t1, t4) en el tiempo después de que se ha señalizado una demanda para conmutar los modos, cuando la frecuencia de salida del convertidor (42) han alcanzado la separación (Δfup, Afdown) de frecuencia predeterminada desde la frecuencia (fNetz) de red y una separación de fase predeterminada entre el voltaje de salida del convertidor de frecuencia y la frecuencia (fNetz) de red, una señal (SP) de conmutación es emitida por el sincronizador (44) que conmuta el motor (26) de accionamiento entre la alimentación desde el convertidor de frecuencia y la alimentación desde la red, en el que la conmutación tiene lugar por medio de una instalación (K1, K2) de conmutación con un retardo (Δtd) de desactivación inherente con respecto al tiempo (t1, t4) cuando es recibida la señal (SP) de conmutación, en el que se ordena una conmutación entre la alimentación desde el convertidor de frecuencia y la alimentación desde la red con un tiempo de adelanto que corresponde a la suma del retardo (Δtd) de desactivación y el tiempo (Δti) de corriente cero, con respecto al tiempo (t3, t6) cuando se produce una conmutación entre la alimentación desde el convertidor de frecuencia y la alimentación desde la red, en el que un valor que corresponde al cambio de fase en el voltaje en los bornes del motor durante el tiempo de adelanto es usado como la separación de fase predeterminada, de manera que al final del tiempo de adelanto se obtiene una coincidencia esencial entre las posiciones de fase del voltaje en los bornes del motor y el voltaje de salida del convertidor de frecuencia.

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento de conmutacion entre alimentacion electrica y un inversor de frecuencia y viceversa para un accionamiento de escaleras mecanicas y dispositivo correspondiente.

Campo tecnico

La invencion se refiere a un dispositivo y a un procedimiento para controlar el accionamiento de una instalacion de transportador en la forma de una escalera mecanica o un pasillo movil, que puede conmutarse entre el modo de funcionamiento con carga y el sin carga. Esta instalacion de transportador comprende una conexion de voltaje de red que suministra una frecuencia de red esencialmente constante, un motor de accionamiento electrico, particularmente en la forma de un motor de induccion o sfncrono, y un generador de senal de demanda de transporte que senaliza una solicitud para conmutar los modos de operacion.

Antecedentes de la tecnica

Una instalacion de transportador tfpica en forma de una escalera mecanica o un pasillo movil para transportar pasajeros comprende una serie de placas de peldano muy proximas entre si en la forma de una banda sin fin, que son desplazadas en la direccion deseada por el motor de accionamiento.

Para reducir el consumo de energfa y el desgaste de dichas instalaciones de transportador, ahora se mueven solo cuando se necesita el transporte, si no es asf, pasan a un modo de espera. Para ello, se proporciona un generador de senal de demanda de transporte, por ejemplo en la forma de una placa de peldano, un rele fotosensible o un conmutador activado manualmente, de manera que pueda determinarse la existencia de una demanda de transporte. Si hay una demanda de transporte, por ejemplo debido a que un pasajero ha pisado sobre la placa de peldano, la instalacion de transportador pasa al modo de transporte durante un perfodo de tiempo predeterminado y, a continuacion, es desactivada si no se ha determinado una demanda de transporte adicional dentro de un perfodo de tiempo predeterminado.

Para evitar picos de carga durante una activacion y desactivacion frecuentes de la instalacion de transportador, se conoce a partir del documento WO 98/18711 la prevencion de las activaciones y desactivaciones bruscas, y el aumento o la disminucion de sus RPM de manera lineal cuando se produce la conmutacion. Dichas instalaciones de transportador usan predominantemente motores de induccion. Debido a que las RPM de un motor de induccion dependen de la frecuencia del voltaje alterno suministrado, que en el caso del suministro directo desde una red de voltaje alterna con una frecuencia de red constante significa unas RPM constantes del motor de induccion, se usa un convertidor de frecuencia controlable mediante el cual la frecuencia de red suministrada puede ser convertida, de una manera controlable, en una frecuencia de salida que difiere de la frecuencia de red.

El costo de un convertidor de frecuencia, que tambien alimenta el motor de accionamiento de una escalera mecanica o un pasillo movil en el modo de operacion con carga es alto, ya que aumenta enormemente con la potencia de salida que un convertidor de frecuencia debe ser capaz de producir.

Para reducir los costos de adquisicion y de funcionamiento, el documento WO 98/18711 permite que la instalacion de transportador solo se mueva a la velocidad de transporte total en el modo de operacion con carga, y que en el modo de espera o sin carga, cuando no se requiere transporte, solo funcione a una velocidad de operacion sin carga reducida, y el convertidor de frecuencia solo alimenta el motor de accionamiento durante el modo sin carga y los procedimientos de conmutacion, mientras que es alimentado directamente por la fuente de voltaje de red en el modo de operacion con carga. Esto crea la posibilidad de disenar la salida maxima del convertidor de frecuencia de manera que sea mucho menor, lo que conduce a considerables ahorros de costes en comparacion con un convertidor de frecuencia cuya salida maxima esta adaptada para el funcionamiento con carga de la instalacion de transportador. Si no se senaliza ninguna demanda de transporte adicional despues de llevar a cabo una orden de transporte, la instalacion de transportador en el documento WO 98/18711 primero cambia al modo sin carga, y solo entra en modo de espera si no se senaliza ninguna nueva demanda de transporte durante un perfodo de tiempo predeterminado desde la conmutacion al modo sin carga.

El documento US 4 748 394 describe un aparato de control para una escalera mecanica en la que se lleva a cabo una operacion a baja velocidad en ausencia de pasajeros en la escalera mecanica, y se lleva a cabo una operacion de alta velocidad en presencia de pasajeros en la escalera mecanica. La corriente alterna de una fuente de alimentacion de CA trifasica es convertida por los medios de conversion de frecuencia en una corriente alterna trifasica de baja frecuencia, con la que un motor de induccion es alimentado para realizar la operacion a baja velocidad, de manera que el motor de induccion se hace girar aproximadamente a una velocidad de sincronismo correspondiente a la frecuencia baja, para realizar la operacion a baja velocidad de alta eficiencia. Ademas, cuando se han detectado pasajeros, la frecuencia de la corriente alterna desde los medios de conversion se aumenta gradualmente y, posteriormente, los medios de conversion son conmutados a la fuente de alimentacion de CA trifasica tras detectar el sincronismo de esta corriente alterna con la corriente alterna de la fuente de alimentacion de CA trifasica. Con el proposito de permitir una conmutacion suave libre de sacudidas, se aplica un desplazamiento de fase a los medios de conversion de frecuencia, para tener en cuenta el tiempo de corriente cero interno.

Las medidas indicadas han conseguido una considerable reduccion en los picos de carga y en los cambios bruscos de velocidad de la instalacion de transportador. Sin embargo, siempre pueden producirse altas corrientes de transicion

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cuando se conmuta entre la alimentacion de la red y la alimentacion desde el convertidor de frecuencia del motor de accionamiento, concretamente debido al voltaje caracterfstico del propio motor de accionamiento que puede sobrecargar el convertidor de frecuencia y provocar movimientos bruscos de la instalacion de transportador. La presente invencion superara dichos eventos.

Descripcion de la invencion

Esto se consigue con un procedimiento y un dispositivo segun las reivindicaciones independientes, en las que los desarrollos adicionales del procedimiento o el dispositivo se indican en las reivindicaciones dependientes.

Esto se consigue con un procedimiento segun la invencion segun se reivindica en la reivindicacion 1, y un dispositivo segun la invencion segun se reivindica en la reivindicacion 8, donde los desarrollos adicionales del procedimiento o el dispositivo se indican en las reivindicaciones dependientes.

Con el procedimiento de la invencion tambien, el motor de accionamiento en el modo de operacion con carga es alimentado con un voltaje de red, y en el modo sin carga con un voltaje de salida de un convertidor de frecuencia. Para conseguir el objetivo de la invencion, el voltaje de la red y el voltaje de salida del convertidor de frecuencia se comparan con respecto a la frecuencia y la posicion de fase, y el convertidor de frecuencia se establece a una frecuencia de salida que tiene una separacion predeterminada desde la frecuencia de red. Si un generador de senal de transporte senaliza una demanda de una conmutacion de la instalacion de transportador desde el modo con carga al modo sin carga o viceversa, en el punto en el tiempo despues de que se senalizo la demanda para cambiar el modo, cuando la frecuencia de salida del convertidor tiene la misma separacion con respecto a la frecuencia de red y ha alcanzado tambien una separacion de fase predeterminada entre la frecuencia de salida del convertidor y la frecuencia de red, se produce una senal que desencadena la conmutacion del motor de accionamiento entre la alimentacion desde el convertidor de frecuencia y la alimentacion desde la red.

Los dispositivos de conmutacion usados para conmutar entre la alimentacion desde la red y la alimentacion desde el convertidor de frecuencia, normalmente contactores, por una parte no estan libres de retardos y por otra parte requieren un tiempo de corriente cero entre la desactivacion de un contactor y la activacion del otro contactor para prevenir un cortocircuito en la red a traves del convertidor de frecuencia. Hay un cierto retardo de reaccion inherente entre la produccion de una senal de conmutacion y la desactivacion del contactor que estaba conduciendo previamente y, finalmente, la activacion del otro contactor, que depende de los componentes especiales de la instalacion de transportador especial.

Por lo tanto, no puede conseguirse una transicion suave entre la alimentacion desde el convertidor de frecuencia y la alimentacion desde la red y viceversa supervisando el voltaje de red y el voltaje de salida del convertidor de frecuencia para una coincidencia en la frecuencia y la posicion de fase, y produciendo una senal de conmutacion en el momento en que se determina dicha una coincidencia. Para cuando el retardo de reaccion inherente produce realmente una conmutacion, ya se habra producido una desviacion de frecuencia y fase y no podra producirse una transicion suave entre la alimentacion desde la red y la alimentacion desde el convertidor de frecuencia.

Por lo tanto, la invencion produce un procedimiento de conmutacion "con antelacion", es decir, planifica el retardo de reaccion y los cambios de frecuencia y de fase que se producen durante el retardo de reaccion entre la frecuencia de la red y la frecuencia de salida del convertidor. Para ello, determina en una instalacion de transportador especial el retardo de reaccion inherente, el cambio de frecuencia en el voltaje del motor que se produce durante el retardo de reaccion, y el cambio en la diferencia de fase entre la frecuencia de la red y la frecuencia de salida del convertidor que se produce durante el retardo de reaccion, y produce la senal de control de conmutacion en un momento con antelacion, cuando una separacion de frecuencia predeterminada, asf como una separacion de fase predeterminada existen entre el voltaje de red y el voltaje de salida del convertidor de frecuencia. La coincidencia de frecuencia y fase necesaria para una conmutacion esta disponible entonces al final del retardo de reaccion.

El signo de la separacion de frecuencia predeterminada depende de la direccion de conmutacion. Debido a las inherentes perdidas por friccion en la instalacion de transportador, las RPM del motor disminuyen durante el tiempo de corriente cero cuando el motor de accionamiento no es alimentado ni por la red ni por el convertidor de frecuencia. Debido a que se ha comenzado con una frecuencia de red constante, que debe coincidir con las RPM del motor al final de un procedimiento de conmutacion, la separacion de frecuencia predeterminada del voltaje de salida del convertidor esta por encima de la frecuencia de red cuando la alimentacion desde el convertidor de frecuencia es conmutada, y esta por debajo de la frecuencia de la red cuando la alimentacion desde la red es conmutada a la alimentacion desde el convertidor de frecuencia.

El procedimiento de la invencion puede llevarse a cabo con un controlador electrico para controlar el accionamiento de una instalacion de transportador en la forma de una escalera mecanica o un pasillo movil que puede conmutarse entre un modo de operacion con carga y un modo de operacion sin carga, que tiene una conexion de voltaje de red con una frecuencia de red esencialmente constante, un motor de accionamiento y un generador de senal de transporte que senaliza una demanda de conmutacion de modo, en el que el controlador tiene un convertidor de frecuencia cuya frecuencia de salida puede ser ajustada, y una instalacion de conmutacion controlable con un circuito de operacion con carga en el que el motor de accionamiento esta acoplado directamente a la conexion de voltaje de red, y un circuito de

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modo sin carga en el que el motor de accionamiento esta acoplado a la conexion de voltaje de red a traves del convertidor de frecuencia, y un sincronizador mediante el cual puede ajustarse la frecuencia de salida del convertidor, en el que los voltajes de salida de la conexion de voltaje de red y el convertidor de frecuencia son comparadas con respecto a la frecuencia y la posicion de fase, el convertidor de frecuencia puede ser ajustado a una frecuencia de salida con una separacion predeterminada desde la frecuencia de red, y una senal puede ser enviada a la instalacion de conmutacion despues que se ha senalizado una demanda de conmutacion de modo, cuando la frecuencia de salida del convertidor tiene la separacion predeterminada a la frecuencia de red y ha alcanzado una separacion de fase predeterminada entre los voltajes de salida del convertidor de frecuencia y la conexion de voltaje de red.

En una configuracion preferida de la invencion, cada uno de los dispositivos de conmutacion en la instalacion de conmutacion es un contactor. Los contactores que estan disenados para una capacidad de conmutacion, segun sea necesario, en conjuncion con escaleras mecanicas o pasillos moviles, normalmente tienen un retardo de desactivacion inherente entre la recepcion de una senal de desactivacion y la transicion real al modo de no conduccion, y un retardo de activacion inherente entre la recepcion de una senal de activacion y la transicion real al modo de conduccion. En este caso, el retardo de reaccion inherente de la instalacion de conmutacion esta compuesto por el retardo en la liberacion del contactor que hasta ahora habfa estado conduciendo, el tiempo de corriente cero durante el cual no se suministra energfa al motor de accionamiento, y el retardo de activacion del contactor que hasta ahora no habfa estado conduciendo.

La separacion de frecuencia predeterminada y la separacion de fase predeterminada del voltaje de la red y el voltaje de salida del convertidor de frecuencia, que deben producirse en el momento en el que se produce la senal de conmutacion, se determinan empfricamente en base al tiempo de corriente cero respectivo, y posiblemente el retardo de desactivacion respectivo en una configuracion de instalacion de transportador practica. Para ello, se determina en que medida la frecuencia y la posicion de fase del voltaje en los bornes del motor de accionamiento cambian durante el tiempo de corriente cero, y cuanto es el retardo de desactivacion. El resultado es el punto en el tiempo en el que debe producirse la senal de conmutacion de manera que en el momento en el que la instalacion de conmutacion se hace conductora, hay al menos una coincidencia esencial con respecto a la frecuencia y la posicion de fase entre el voltaje en los bornes del motor y la fuente de alimentacion del motor conectada a esta instalacion de conmutacion.

Con el proposito de tener en cuenta la reduccion de las RPMs del motor de accionamiento durante el tiempo de corriente cero respectivo, la frecuencia de salida del convertidor es ajustada para una separacion de frecuencia predeterminada por encima o por debajo de la frecuencia de red, dependiendo de si la instalacion de transportador opera en el modo con carga o en el modo sin carga. En ambos casos, la separacion de frecuencia se elige de manera que corresponda a la reduccion de la frecuencia del voltaje en los bornes del motor durante el tiempo de corriente cero del procedimiento de conmutacion respectivo.

En conjuncion con los procedimientos de conmutacion, una configuracion de la invencion permite que la frecuencia de salida del convertidor sea ajustada con una pendiente creciente o decreciente. Fuera de dichas pendientes, la frecuencia de salida del convertidor es establecida preferiblemente para la separacion de frecuencia predeterminada en oposicion a la frecuencia de red. Para ello, puede usarse un ajuste de dos puntos. Para alcanzar rapidamente las RPM con carga final del motor de accionamiento, por una parte, y para obtener un procedimiento de ajuste corto cuando se conmuta desde el modo de espera a la operacion con carga, por otra parte, una configuracion permite que la frecuencia de salida del convertidor sea establecida con una pendiente mas pronunciada en una primera parte de rampa que se encuentra a una separacion predeterminada por debajo de la frecuencia de red, y se establece con una pendiente mas plana cuando alcanza esta separacion.

Un controlador de la invencion tiene una instalacion de conmutacion para conmutar entre el modo con carga y el modo sin carga, que contiene preferiblemente dos contactores, y un sincronizador mediante el cual la frecuencia de salida del convertidor puede ser ajustada, en el que el voltaje de la red y las frecuencias de salida del convertidor son comparables con respecto a la frecuencia y la posicion de fase, en el que el convertidor de frecuencia puede ajustarse para la separacion predeterminada desde la frecuencia de la red, y puede enviarse una senal de conmutacion despues del tiempo en el que se ha senalizado una demanda para cambiar de modo, cuando la frecuencia de salida del convertidor de frecuencia tiene la separacion predeterminada a la frecuencia de red y se ha conseguido una separacion de fase predeterminada entre los voltajes de salida del convertidor de frecuencia y el voltaje de red.

Breve descripcion de los dibujos

La invencion se explicara ahora mas detalladamente por medio de configuraciones. Los dibujos muestran:

La Fig. 1 una vista en perspectiva de un corte parcial de una escalera mecanica;

La Fig. 2 un diagrama de circuito electrico en forma de bloque parcial, con un controlador segun la invencion;

La Fig. 3 un diagrama de tiempo de los procedimientos en conexion con una conmutacion desde un modo de espera a un modo con carga;

La Fig. 4 un diagrama de tiempos de los procedimientos en conexion con una conmutacion desde el modo con carga al modo sin carga;

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Las Figs. 5a y 5b un diagrama de flujo de un procedimiento de control segun la invencion.

Una escalera mecanica, tal como la mostrada en una vista en perspectiva parcialmente cortada en la Fig. 1, es el ejemplo de una instalacion de transportador segun la invencion.

La escalera 10 mecanica en la Fig. 1 comprende un rellano 12 inferior, un rellano 14 superior, un bastidor 16, una serie de placas 18 de peldano alineadas sucesivamente que forman una banda sin fin, una cadena 22 de arrastre para accionar las placas 18 de peldano, un par de barandillas 24 que se extienden en ambos lados de las placas 18 de peldano alineadas, un motor 26 de accionamiento, que esta acoplado de manera accionada, a la cadena 22 de arrastre, un controlador que funciona con el motor 26 de accionamiento, y un generador de senal de demanda de transporte en la forma de un sensor 32 de pasajeros, que puede ser un rele fotosensible, por ejemplo. Las placas 18 de peldano forman las plataformas para el transporte de pasajeros entre los dos rellanos 12 y 14. Cada una de las dos barandillas 24 comprende un pasamanos 34 movil que es accionado a la misma velocidad que las placas 18 de peldano.

El controlador 28 determina la potencia electrica suministrada al motor 26 de accionamiento y, de esta manera, controla las RPM del motor 26 de accionamiento y, de esta manera, la velocidad de movimiento de las placas 18 de peldano.

La Fig. 2 es un diagrama de circuito electrico con la configuracion de un controlador segun la invencion. Comprende un convertidor 42 de frecuencia, un sincronizador 44, un primer contactor K1, un segundo contactor K2, un control 46 de conmutacion y una almohadilla 48 de contacto que se usa como el generador de senal de demanda de transporte. La disposicion de todo el circuito tiene un diseno de tres fases y es alimentada por una red de CA trifasica con tres lfneas L1, L2 y L3 de fase.

Mejor modo de llevar a cabo la invencion

El lado de entrada del convertidor 42 de frecuencia esta conectado a las tres lfneas L1-L3 de la red. El motor 26 de accionamiento esta conectado al lado de salida del convertidor 42 de frecuencia por medio del contactor K1, y a las lfneas L1-L3 por medio del contactor K2. Tres lfneas S1, S2 y S3 de control conducen desde el sincronizador 44 a las entradas de control del convertidor 42 de frecuencia. Ademas, una red S4 de control conduce desde el sincronizador 44 a una entrada de control del control 46 de conmutacion. Una red S5 de control conduce desde el control 46 de conmutacion a otra entrada de control del convertidor 42 de frecuencia, una red S6 de control conduce a una entrada de control del contactor K1, y una red S7 de control a una entrada de control del contactor K2. Una red S8 de control conduce desde la almohadilla 48 de contacto a una entrada de control del control 46 de conmutacion. Una red S9 de control conduce desde el control 46 de conmutacion a una entrada de control del sincronizador 44.

Las lfneas S5, S6 y S7 de control conducen senales de control ACTIVACION/DESACTIVACION al convertidor 42 de frecuencia o al contactor K1 o K2. La red S3 de control conduce una senal de control en rampa desde el sincronizador 44 al convertidor 42 de frecuencia. La red S4 de control conduce un impulso de conmutacion desde el sincronizador 44 al control 46 de conmutacion. La red S8 de control conduce una senal de demanda de transporte desde la almohadilla 48 de contacto al control 46 de conmutacion.

Preferiblemente, el control 46 de conmutacion contiene un microprocesador mediante el cual el convertidor 42 de frecuencia y los dos contactores K1 y K2 pueden conmutarse como una funcion de una senal de demanda de transporte recibida desde la almohadilla 48 de contacto, o una senal de conmutacion desde el sincronizador 44.

El sincronizador 44 controla un aumento o una disminucion de la frecuencia f de salida del convertidor 42 a traves de las lfneas S1 y S2 de control, concretamente como una funcion de una senal de control enviada al sincronizador 44 a traves de la red S9 de control. Las entradas E1 y E2 de medicion del sincronizador 44 estan conectadas por un par de lfneas 50 o un par de lfneas 52 a dos lfneas de salida del convertidor 42 de frecuencia, o a dos lfneas de red correspondientes. Las entradas E1 y E2 de medicion se usan para medir la posicion de fase y la frecuencia de una fase de la red, y la frecuencia y la posicion de fase de una fase correspondiente en el lado de salida del convertidor de frecuencia. El sincronizador 44 comprende un comparador que esta conectado a las entradas E1 y E2 de medicion, mediante el cual el voltaje de red y el voltaje de salida del convertidor de frecuencia pueden ser comparados entre sf en lo que se refiere a la frecuencia y la posicion de fase.

En una configuracion de la invencion, el sincronizador 44 usa un rele de sincronizacion especialmente adaptado de la empresa danesa DEIF con el numero de identificacion de pieza GAS-113DG.

Deben tenerse en cuenta los siguientes parametros para el punto en el tiempo en el que se emite el impulso de conmutacion:

a) El retardo inherente entre la aparicion del impulso de conmutacion y la emision de la senal de desactivacion al contactor para que se convierta en no conductor;

b) El retardo inherente de un contactor entre la recepcion de la senal de desactivacion y la conmutacion al modo de no conduccion;

c) El retardo inherente en la formacion del tiempo de corriente cero entre la conmutacion de un contactor al modo de

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no conduccion, y la conmutacion del otro contactor al modo de conduccion;

d) El retardo inherente de un contactor entre la recepcion de la senal de activacion y su conmutacion al modo de conduccion;

e) La disminucion de las RPM del motor de accionamiento debida a la friccion inherente de la instalacion de transportador durante el tiempo de corriente cero, cuando el motor de accionamiento no es alimentado ni por la red ni por el convertidor de frecuencia;

f) El voltaje en los bornes del motor de accionamiento, cuya posicion fase y amplitud dependeran de la constante de tiempo del motor y el tiempo requerido para la conmutacion. Si se usa un motor de induccion como el motor de accionamiento, otro parametro es:

g) El deslizamiento del motor de accionamiento.

Todos estos parametros pueden ser determinados empfricamente para una instalacion de transportador especial. Esto permite determinar la separacion predeterminada con respecto a la frecuencia de la red, para lo cual debe ajustarse la frecuencia de salida del convertidor 42, y el punto en el tiempo en el que el impulso de conmutacion debe ser emitido para hacer que el contactor que anteriormente no conducfa empiece a conducir, y para determinar la coincidencia de frecuencia y de fase entre el voltaje de la red y el voltaje en los bornes del motor.

El sincronizador 44 es usado para establecer la frecuencia de salida del convertidor 42 a la separacion predeterminada con respecto a la frecuencia de red, y la ocurrencia de la separacion de fase predeterminada se establece mediante la determinacion de la diferencia de fase entre la fase de red medida y la fase correspondiente del convertidor 42 de frecuencia. El sincronizador 44 proporciona un impulso de conmutacion cuando se cumplen las dos condiciones siguientes:

1. La frecuencia de salida del convertidor 42 esta dentro de un rango de tolerancia definido en la separacion predeterminada desde la frecuencia de la red; y

2. El angulo de fase entre la fase de red supervisada y la fase correspondiente del convertidor 42 de frecuencia pasa a cero despues de un tiempo determinable despues de la emision del impulso de conmutacion.

Debido a que puede determinarse cuanto tiempo se requiere para un determinado cambio de posicion de fase en una instalacion de transportador especial, puede determinarse el tiempo de adelanto requerido para que el impulso de conmutacion alcance la coincidencia deseada en las posiciones de fase.

Una operacion mas precisa del diagrama de circuito en la Fig. 2 se describe ahora mas detalladamente por medio de las Figs. 3 y 4. La Fig. 3 muestra el procedimiento de conmutacion desde la operacion de espera a la operacion con carga, mientras que la Fig. 4 muestra el procedimiento de conmutacion desde el modo con carga al modo sin carga o de espera. Ambas figuras muestran las trayectorias de frecuencia, los modos de conmutacion de los contactores K1 y K2 y la ocurrencia de un impulso SP de conmutacion como una funcion del tiempo. En las Figs. 3 y 4, fNetz significa la frecuencia de red, Afup una separacion de frecuencia predeterminada por encima de la fNetz, y Afdown una separacion de frecuencia predeterminada por debajo de fNetz.

Los procedimientos de conmutacion de la instalacion de transportador desde el modo en espera a la operacion con carga se consideran primero por medio de las Figs. 3. Despues de activar la instalacion de transportador debido a una senal de demanda de transporte desde la almohadilla 48 de contacto, el motor 26 de accionamiento es alimentado desde el convertidor 42 de frecuencia a traves del contactor K1 conductor, y es acelerado por el campo giratorio del estator segun la pendiente creciente de dos etapas de la frecuencia de salida del convertidor 42 mostrada en la Fig. 3. A continuacion, tiene lugar una aceleracion mas fuerte segun la primera parte mas inclinada de la pendiente desde 0 Hz a FNetz - 1,5 Hz, seguido por una aceleracion mas lenta de FNetz - 1,5 Hz desde FNetz a FNetz + Afup.

Los cambios de frecuencia de red se compensan debido a que el sincronizador 44 mide continuamente la frecuencia de la red y, de esta manera, se auto-orienta para establecer la frecuencia de salida del convertidor 42.

Una vez que se cumplen todas las condiciones para la sincronizacion, lo que significa que la frecuencia de salida del convertidor 42 es fNetz + Afup, y se ha obtenido una variacion de fase de 0 a partir de la suma del tiempo Atd de retardo de desactivacion inherente y el tiempo Ati de corriente cero, el impulso de conmutacion se produce en el tiempo t-i. Despues del retardo Atd de desactivacion inherente del contactor K1 en el tiempo t2, el contactor K1 cambia desde el modo de conduccion al modo de no conduccion, y el motor 26 de accionamiento conmuta al modo de corriente cero. La frecuencia del voltaje del motor disminuye bruscamente segun el deslizamiento natural de una maquina de induccion. A continuacion, la frecuencia del voltaje del motor disminuye debido a las perdidas por friccion en el motor 26 de accionamiento y en la instalacion de transportador. Debido a que Afup se selecciono teniendo en cuenta el deslizamiento y la menor frecuencia del voltaje en los bornes del motor, este ultimo termina en el tiempo t3, cuando el contactor K2 conmuta al modo de conduccion y el motor 26 de accionamiento es alimentado ahora desde el contactor K2 con la frecuencia fNetz de red.

Las corrientes en el interior del devanado del estator del motor 26 de accionamiento son cero una vez que el motor 26 de

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accionamiento se separa del convertidor 42 de frecuencia. Sin embargo, todavfa existe un campo magnetico. Este campo magnetico induce un voltaje residual en el devanado del estator, que disminuye exponencialmente a medida que pasa el tiempo. Debido a las grandes constantes de tiempo de los motores de accionamiento usados para las instalaciones de transportador, el voltaje residual todavfa es alto cuando se suministra potencia de nuevo al motor 26 de accionamiento.

En el tiempo t3, el contactor K2 conmuta al modo de conduccion y el motor 26 de accionamiento es conectado a la red de manera que ahora puede operar bajo una condicion a plena carga.

La separacion de frecuencia Afup de la frecuencia de salida del convertidor 42 compensa la disminucion brusca de la frecuencia del voltaje en los bornes del motor debida al deslizamiento del motor y la disminucion en la frecuencia del voltaje en los bornes del motor debida a las perdidas por friccion.

Se produce un cierto desplazamiento de fase entre el voltaje de red y el voltaje residual en los bornes del motor debido al retardo de tiempo entre ti y t3. Este desplazamiento de fase se tiene en cuenta para evitar altas corrientes de transicion despues de que el contactor K2 conmute al modo de conduccion. Por esa razon, el impulso de conmutacion no se produce en el momento en el que hay una coincidencia exacta entre las fases del voltaje de red y el voltaje en los bornes del motor, sino con un tiempo de adelanto predeterminado antes del tiempo en el que el motor de accionamiento comienza a recibir alimentacion desde la red.

El procedimiento de conmutacion desde el modo con carga al modo sin carga mostrado en la Fig. 4 es similar al procedimiento de conmutacion mostrado en la Fig. 3, si no se ha senalado una nueva demanda de transporte durante un perfodo de tiempo predeterminado. La principal diferencia es que antes del procedimiento de conmutacion, la frecuencia de salida del convertidor 42 es ajustada a una separacion Afdown de frecuencia predeterminada por debajo de la frecuencia fNetz de red. La conmutacion de la frecuencia de salida del convertidor 42 a esta frecuencia de salida tiene lugar, por ejemplo, una vez transcurrido un cierto tiempo desde la ultima senal de demanda de transporte.

La separacion Afdown de frecuencia corresponde a la disminucion de la frecuencia con respecto a la red fNetz que tiene lugar en el voltaje en los bornes del motor durante el tiempo Ati de corriente cero. En el caso normal en el que se usan contactores identicos para K1 y K2, tanto el retardo Atd de desactivacion inherente como el tiempo Ati de corriente cero son los mismos que en la Fig. 3. El tiempo de adelanto entre el tiempo t4, cuando se produce el impulso de conmutacion, y el tiempo t6 cuando el contactor K2 conmuta desde el modo de no conduccion al modo de conduccion, es por lo tanto el mismo que en la Fig. 3.

Despues de que el motor 26 de accionamiento es conmutado a la alimentacion desde el convertidor de frecuencia, la frecuencia de salida del convertidor 42 y, de esta manera, la frecuencia del campo giratorio en el estator del motor de accionamiento se reduce a 25 Hz, tal como se muestra en el ejemplo de la Fig. 4. La velocidad de la instalacion de transportador durante el modo sin carga obtenida de esta manera es entonces la mitad que la de la operacion con carga.

El modo sin carga puede mantenerse ahora durante cualquier periodo tiempo hasta que se senale una nueva demanda de transporte. Sin embargo, la instalacion de transportador puede ser desactivada completamente al modo de espera, si no se senaliza una nueva demanda de transporte dentro de un perfodo de tiempo predeterminado despues de que se alcance el modo sin carga.

Las Figs. 5a y 5b ilustran la operacion completa de una instalacion de transportador de la invencion en forma de un diagrama de flujo. El diagrama de flujo comienza con el hecho de que la instalacion de transportador no esta en la operacion con carga, sino en el modo de espera (la frecuencia de salida del convertidor es cero), o en el modo sin carga o en espera (la frecuencia de salida del convertidor es mayor que cero). Dependiendo de si la instalacion de transportador esta en el modo de espera o en el modo sin carga en el momento en el que se senaliza la demanda de transporte, el contactor K1 es activado o permanece activado y comienza un aumento en la frecuencia del convertidor desde 0 Hz o desde su frecuencia instantanea. El sincronizador 44 es usado para comprobar si la frecuencia instantanea del convertidor esta por encima o por debajo de fNetz - 1,5 Hz. Tal como se muestra en la Fig. 3, en el primer caso el sincronizador 44 establece un mayor aumento de la frecuencia, y en el ultimo caso un menor aumento. Este aumento de frecuencia continua hasta que el sincronizador 44 determina que se ha alcanzado la frecuencia fNetz + Afup. Cuando esto sucede, el sincronizador 44 comprueba si se ha alcanzado o no la diferencia de fase predeterminada entre el voltaje de red y el voltaje de salida del convertidor 42 de frecuencia, cuando debe emitirse el impulso de conmutacion. La emision del impulso SP de conmutacion cuando se alcanza la diferencia de fase predeterminada, envfa una senal de DESACTIVACION al contactor K1, y una senal de ACTIVACION al contactor K2. Despues de otro tiempo T1, que corresponde a la suma del tiempo Atd de retardo de desconexion inherente y el tiempo Ati de corriente cero, el contactor K2 conmuta al modo de conduccion, el motor 26 de accionamiento recibe energfa desde la red, y se alcanza el modo con carga del transportador.

Una comprobacion en la parte superior del diagrama de flujo de la Fig. 5b determina si se ha recibido o no una nueva senal de demanda de transporte en un tiempo Ati predeterminado, desde el cambio al modo con carga. En ese caso, el sincronizador 44 disminuye la frecuencia del convertidor 42 a fNetz - Adown. Una vez que se ha alcanzado esta disminucion y el sincronizador 44 encuentra ahora que se ha alcanzado una diferencia de fase predeterminada entre la frecuencia de red y el voltaje del convertidor, emite un impulso de conmutacion que conduce a la produccion de una senal de DESACTIVACION para K2 y una senal de ACTIVACION para K1. En un tiempo T2 despues de la produccion del impulso

de conmutacion, el contactor K1 conmuta al modo de conduccion y comienza a alimentar el motor 26 de accionamiento a traves del convertidor 42 de frecuencia (tiempo t6). A continuacion, el sincronizador 44 produce una disminucion en la frecuencia del convertidor a la frecuencia de espera (25 Hz en la Fig. 4). Si se recibe otra senal de demanda de transporte dentro del tiempo At2, la frecuencia del convertidor es incrementada de nuevo desde su frecuencia de modo sin carga (25 5 Hz). Si no se recibe una nueva senal de demanda de transporte dentro del tiempo At2 una comprobacion determina si existe o no una orden para conmutar la instalacion de transportador al modo de espera. Si hay dicha una orden, se envfa una senal de DESACTIVACION a K1, asf como a K2, tras lo cual ambos contactores K1 y K2 se desactivan, lo que significa que conmutan al modo de no conduccion, y el motor 26 de accionamiento ya no contiene ninguna corriente.

Claims (9)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   REIVINDICACIONES

   1. Un procedimiento para controlar el accionamiento de una instalacion de transportador en la forma de una escalera (10) mecanica o un pasillo movil entre un modo con carga y un modo sin carga, en el que la instalacion de transportador comprende un motor (26) de accionamiento, un generador de senal de transporte, un sincronizador (44) y un convertidor (42) de frecuencia cuya salida es controlable, en el que:

   en el modo de operacion con carga, el motor (26) de accionamiento es alimentado con un voltaje de red a una frecuencia (fNetz) de red esencialmente constante y en el modo sin carga con un voltaje de salida desde el convertidor (42) de frecuencia;

   el sincronizador (44) compara el voltaje de red y el voltaje de salida del convertidor de frecuencia con respecto a la frecuencia y la posicion de fase;

   el motor (26) de accionamiento funciona sin corriente durante un tiempo (Ati) de corriente cero predeterminado antes de que se produzca la conmutacion entre la alimentacion desde la red y la alimentacion desde el convertidor de frecuencia;

   el convertidor (42) de frecuencia se ajusta para una frecuencia de salida que tiene una separacion (Afup, Afdown) predeterminada con respecto a la frecuencia (fNetz) de red que corresponde a la disminucion de RPM del motor (26) de accionamiento durante el tiempo (Ati) de corriente cero respectivo;

   el generador (48) de senal de transporte senaliza una demanda para conmutar el modo;

   y en el punto (t1, t4) en el tiempo despues de que se ha senalizado una demanda para conmutar los modos, cuando la frecuencia de salida del convertidor (42) han alcanzado la separacion (Afup, Afdown) de frecuencia predeterminada desde la frecuencia (fNetz) de red y una separacion de fase predeterminada entre el voltaje de salida del convertidor de frecuencia y la frecuencia (fNetz) de red, una senal (SP) de conmutacion es emitida por el sincronizador (44) que conmuta el motor (26) de accionamiento entre la alimentacion desde el convertidor de frecuencia y la alimentacion desde la red,

   en el que la conmutacion tiene lugar por medio de una instalacion (K1, K2) de conmutacion con un retardo (Atd) de desactivacion inherente con respecto al tiempo (t1, t4) cuando es recibida la senal (SP) de conmutacion, en el que se ordena una conmutacion entre la alimentacion desde el convertidor de frecuencia y la alimentacion desde la red con un tiempo de adelanto que corresponde a la suma del retardo (Atd) de desactivacion y el tiempo (Ati) de corriente cero, con respecto al tiempo (t3, t6) cuando se produce una conmutacion entre la alimentacion desde el convertidor de frecuencia y la alimentacion desde la red,

   en el que un valor que corresponde al cambio de fase en el voltaje en los bornes del motor durante el tiempo de adelanto es usado como la separacion de fase predeterminada, de manera que al final del tiempo de adelanto se obtiene una coincidencia esencial entre las posiciones de fase del voltaje en los bornes del motor y el voltaje de salida del convertidor de frecuencia.
2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que durante una conmutacion desde el modo con carga al modo sin carga, la frecuencia de salida del convertidor (42) es establecida en una pendiente de frecuencia decreciente predeterminada, desde una separacion (Afdown) de frecuencia predeterminada por debajo de la frecuencia (fNetz) de red a una frecuencia de modo sin carga (25 Hz).
3. 3. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 2, para una instalacion de transportador que puede ser conmutada entre un modo de espera, un modo con carga y un modo sin carga, en el que el convertidor (42) de frecuencia se establece a una frecuencia de salida cero mientras la instalacion de transportador esta en un modo de espera, y durante la conmutacion del transportador desde la operacion de espera a la operacion con carga, se hace que el convertidor (42) de frecuencia aumente con un angulo de inclinacion predeterminado desde la frecuencia de salida cero a una separacion (Afup) de frecuencia predeterminada por encima de la frecuencia (fNetz) de red.
4. 4. Procedimiento segun la reivindicacion 3, en el que durante una conmutacion de la instalacion de transportador desde la operacion en espera a la operacion con carga, la frecuencia de salida del convertidor (42) es ajustada primero a una separacion de frecuencia predeterminada por debajo de la frecuencia (fNetz) de red con un angulo mas inclinado y, a continuacion, con un angulo menos inclinado a la separacion (Afup) de frecuencia predeterminada por encima de la frecuencia (fNetz) de red.
5. 5. Una instalacion de transportador conmutable en la forma de una escalera (10) mecanica o un pasillo movil que comprende un controlador electrico para controlar el accionamiento de la instalacion de transportador, una conexion (Netz) de voltaje de red con una frecuencia (fNetz) de red esencialmente constante, un motor (26) de accionamiento y un generador (48) de senal de demanda de transporte que senaliza la demanda para conmutar el modo de funcionamiento entre el modo con carga y el modo sin carga de la instalacion de transportador conmutable, en el que el controlador electrico comprende:

   5

   10

   15

   20

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   50

   un convertidor (42) de frecuencia cuya frecuencia de salida puede ser ajustada;

   una instalacion (K1, K2) de conmutacion controlable con un primer dispositivo (K1) de conmutacion controlable que conecta el motor (26) de accionamiento al convertidor (42) de frecuencia y un segundo dispositivo (K2) de conmutacion controlable que conecta el motor (26) de accionamiento a la conexion (Netz) de voltaje de red, en el que la instalacion de conmutacion tiene un modo de operacion con carga, en el que el motor (26) de accionamiento esta acoplado directamente a una conexion (Netz) de voltaje de red, y un modo sin carga, en el que el motor (26) de accionamiento esta acoplado a la conexion (Netz) de voltaje de red a traves del convertidor (42) de frecuencia, en el que solo uno de los dos dispositivos (K1, K2) de conmutacion puede estar configurado para conducir en cada momento, y el dispositivo (K1, K2) de conmutacion no conductor respectivo solo puede ser conmutado a ACTIVADO despues de un tiempo (Ati) de corriente cero predeterminado despues de que la instalacion (K1, K2) de conmutacion conductora ha sido conmutada a DESACTIVADO, y en el que cada uno de los dos dispositivos (K1, K2) de conmutacion tiene un retardo (Atd) de desactivacion inherente con respecto al tiempo (t1, t4) cuando se recibe una senal de desactivacion,

   en el que los medios de conmutacion controlables son operables de manera que el motor (26) de accionamiento funcione sin corriente durante dicho tiempo (Ati) de corriente cero predeterminado antes de que se lleva a cabo la conmutacion entre la alimentacion desde la red y la alimentacion desde el convertidor de frecuencia;

   un sincronizador (44) adaptado para comparar los voltajes de salida de la conexion (Netz) de red y el convertidor (42) de frecuencia con respecto a la frecuencia y la posicion de fase y

   de manera que la frecuencia de salida del convertidor (42) puede ser ajustada de manera que tenga una separacion (Afup, Afdown) de frecuencia predeterminada desde la frecuencia (fNetz) de red, en el que dicha separacion corresponde a la disminucion en las RPM del motor (26) de accionamiento durante el tiempo (Ati) de corriente cero respectivo;

   y en el tiempo (t1, t4) despues de la senalizacion de una demanda de conmutacion, cuando la frecuencia de salida del convertidor (42) ha alcanzado la separacion (Afup, Afdown) de frecuencia predeterminada desde la frecuencia (fNetz) de red, asf como una separacion de fase predeterminada entre los voltajes de salida del convertidor (42) de frecuencia y la conexion (Netz) de voltaje de red, una senal (SP) de conmutacion puede ser enviada a la instalacion (K1, k2) de conmutacion,

   en el que el sincronizador (44) esta disenado para emitir la senal (SP) de conmutacion para conmutar el dispositivo (K1, K2) de conmutacion al otro modo respectivo, con un tiempo de adelanto que corresponde a la suma del tiempo (Atd) de retardo de desactivacion y el tiempo (Ati) de corriente cero con respecto al tiempo (t3, t6) cuando el dispositivo (K1, K2) de conmutacion no conductor debe convertirse en conductor,

   y el sincronizador (44) esta disenado para establecer la separacion de fase predeterminada a un valor que corresponde al cambio de fase del voltaje en los bornes del motor durante el tiempo de adelanto, de manera que al final del tiempo de adelanto se produce una coincidencia esencial entre las posiciones de fase del voltaje en los bornes del motor y el voltaje de salida del convertidor de frecuencia.
6. 6. Instalacion de transportador conmutable segun la reivindicacion 5, en la que el sincronizador (44) esta disenado de manera que cuando la instalacion de transportador es conmutada desde la operacion con carga al modo sin carga, establece el convertidor (42) de frecuencia a una frecuencia de modo sin carga con un angulo de frecuencia decreciente predeterminado desde una separacion (Afdown) de frecuencia predeterminada por debajo de la frecuencia (fNetz) de red.
7. 7. Instalacion de transportador conmutable segun una de las reivindicaciones 5 a 6, que puede ser conmutada entre el modo de espera, la operacion con carga y el modo sin carga.
8. 8. Instalacion de transportador conmutable segun la reivindicacion 7, en la que el controlador esta disenado para ajustar el convertidor (42) de frecuencia desde el modo de espera de la instalacion de transportador a una frecuencia de salida cero, y su sincronizador (44) esta disenado de manera que cuando la instalacion de transportador es conmutada desde el modo de espera a la operacion con carga, establece que el convertidor (42) de frecuencia aumente con un angulo predeterminado desde la frecuencia de salida cero a una separacion (Afup) de frecuencia predeterminada por encima de la frecuencia (fNetz) de red.
9. 9. Instalacion de transportador conmutable segun la reivindicacion 7, en la que el sincronizador (44) esta disenado de manera que cuando la instalacion de transportador es conmutada desde el modo de espera a la operacion con carga, primero estable un angulo creciente mas inclinado hasta una distancia (fNetz - 1,5 Hz) de frecuencia predeterminada por debajo de la frecuencia (fNetz) de red y, a continuacion, establece el aumento adicional a la separacion (Afup) de frecuencia predeterminada por encima de la frecuencia (fNetz) de red con un angulo que es menos inclinado.