ES2949149T3 - Supervisión del estado de funcionamiento de un freno electromagnético aplicado por resorte - Google Patents

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Matthias Kramkowski
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Frank Timmler
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Abstract

Procedimiento para controlar el estado de funcionamiento de al menos un freno electromagnético cargado por resorte, en el que el módulo de control utiliza el dispositivo de medición de corriente y/o el dispositivo de medición de tensión contenidos en el módulo de control para medir las variables de estado corriente (I) y/o tensión. (U) que caen a través del freno de resorte. Otra magnitud de estado se calcula a partir de la magnitud de estado medida o de una magnitud derivada de la magnitud de estado medida en combinación con la resistencia de la bobina del freno de resorte. Esta otra variable de estado puede ser en particular la inductancia, la modificación de la inductancia o la tensión inducida que cae a través del freno de resorte. A continuación, el módulo de vigilancia compara la otra variable de estado con un valor/curva predefinido de esta otra variable de estado. El valor/historial predefinido se almacena en el módulo de monitoreo para el estado operativo especificado por el módulo de control. Dependiendo del resultado de la comparación del valor predefinido y otras variables de estado, el módulo de monitoreo emite una señal de estado. Esta supervisión está destinada a controlar el freno de resorte con tensión continua o tensión continua pulsante. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Supervisión del estado de funcionamiento de un freno electromagnético aplicado por resorte
La presente invención se refiere a un procedimiento para monitorizar el estado operativo de un freno electromagnético aplicado por resorte.
Tales procedimientos se utilizan preferentemente en el campo de la tecnología de ascensores, plataformas y elevación.
El documento DE 101 49 604 A1 divulga un procedimiento y un dispositivo para supervisar el estado de funcionamiento de frenos accionados electromagnéticamente. El objetivo es lograr una mayor seguridad en la determinación del estado de funcionamiento del freno y, al mismo tiempo, que sea de aplicación universal y sin trabajos de diseño adicionales en el freno. Estos objetivos se consiguen evaluando la derivada temporal de la tensión y/o corriente de la bobina del freno y emitiendo al menos una señal de estado que representa el estado de funcionamiento del freno en función del curso de la derivada temporal de la tensión y/o corriente de la bobina.
El documento EP 735 292 A2 divulga un procedimiento para operar un freno aplicado por resorte electromagnéticamente liberable con aplicación de freno suave. Dicho freno de muelle tiene un rotor de freno que está dispuesto entre un estribo fijado al bastidor y un disco de anclaje (sobre el que actúa al menos un muelle de compresión). Contra la fuerza del muelle de compresión, el disco de anclaje puede ser atraído fuera del rotor de freno hacia una parte magnética a través de un entrehierro, cuya corriente de excitación se reduce de una corriente de liberación superior a una corriente de retención inferior cuando el disco de anclaje está en contacto. La corriente de mantenimiento se reduce o interrumpe brevemente cuando se acciona el freno y se ajusta de acuerdo con las condiciones de frenado después de que el disco de anclaje haya descendido hacia el rotor del freno. Para eliminar las influencias debidas a un cambio en el entrehierro o a fluctuaciones en la tensión de alimentación, se determina un punto de salto en la curva de la corriente de excitación cuando se conecta la tensión de excitación para el proceso de liberación, y los valores de la corriente de liberación y de la corriente parcial de los ciclos de trabajo posteriores se determinan de acuerdo con su valor actual.
El documento WO 2009/024268 divulga un dispositivo para monitorizar un freno electromagnético, que comprende un dispositivo de supervisión de freno adaptado para acoplarse a un suministro eléctrico para un freno electromagnético con dispositivo de frenado. Además, este dispositivo comprende una bobina eléctrica con inductancia variable (L). El dispositivo de supervisión de freno está configurado para monitorizar la variación con el tiempo de una corriente eléctrica (J) suministrada al freno electromagnético para aplicar el dispositivo de frenado, y para detectar un movimiento o estado del dispositivo de interrupción utilizando la variación monitorizada de la corriente eléctrica (J).
El documento EP 1 462 673 A1 divulga un procedimiento de supervisión de un freno accionado electromagnéticamente que comprende una bobina que genera un campo magnético a través del cual se mueve una placa de inducido. Un punto de activación representativo del inicio del movimiento de la placa de inducido se determina a partir del cambio en la corriente de la bobina a lo largo del tiempo. La corriente de la bobina para el punto de activación se compara con un primer valor umbral predeterminado representativo de un primer estado cerrado predeterminado del freno. En función del resultado de esta comparación, se genera una señal representativa del estado cerrado real del freno.
El documento CN 108 167 356 A divulga un circuito de detección de estado y un procedimiento de detección de estado de un freno electromagnético. El freno electromagnético comprende una bobina; el circuito de detección de estado comprende una unidad de detección y un procesador, en el que la unidad de detección está conectada eléctricamente a la bobina y detecta la señal eléctrica de la bobina. Un procesador determina el estado de funcionamiento del freno electromagnético basándose en la señal eléctrica. Según la presente divulgación, la señal eléctrica de la bobina se detecta directamente, se determina el estado de funcionamiento del freno electromagnético y no es necesario rediseñar la estructura interna del freno electromagnético. Según el circuito de detección de estado y el procedimiento de detección de estado, el estado de funcionamiento del freno electromagnético se determina mediante al menos uno de los valores de amplitud de la señal eléctrica y el ciclo de trabajo de una señal PWM y el estado anormal del freno electromagnético.
Por el contrario, la tarea de la presente invención se ve en la supervisión de un estado operativo de al menos un freno electromagnético aplicado por resorte preestablecido por un módulo de control, utilizando un procedimiento alternativo con mayor sensibilidad al movimiento del disco de anclaje.
La tarea se resuelve según la invención en que, para monitorizar un estado de funcionamiento predefinido del freno electromagnético accionado por resorte, el módulo de supervisión mide las variables de estado corriente (I) y/o tensión (U) que caen en el freno accionado por resorte con ayuda del dispositivo de medición de corriente y/o del dispositivo de medición de tensión contenidos en el módulo de supervisión. A partir de la variable de estado medida o de una variable derivada de la variable de estado medida, se calcula otra variable de estado en combinación con la resistencia de la bobina del freno de resorte. Esta otra variable de estado puede ser, en particular, la variación de la inductancia. A continuación, el módulo de control compara la otra variable de estado con un valor/progresión predefinidos de esta otra variable de estado. El valor/progresión predefinido se almacena en el módulo de control para el estado de funcionamiento especificado por el módulo de control. En función del resultado de la comparación entre el valor predefinido y la otra variable de estado, el módulo de control emite una señal de estado. En este caso, la variable derivada utilizada para el cálculo, que se derivó de la variable de estado medida, puede ser en particular el valor medio móvil sincronizado de la variable de estado medida corriente (I) y/o tensión (U) u otros procedimientos adecuados de filtro de orden superior. Este control está previsto para el control del freno aplicado por resorte con una tensión continua o una tensión continua pulsante.
Una ventaja de la invención con respecto a la técnica anterior es que es posible un control del desgaste del freno electromagnético de resortes, de modo que se pueden extraer conclusiones sobre el estado de desgaste del al menos un freno electromagnético de resortes a partir de la comparación de las variables de estado con una descripción basada en un modelo. Por ejemplo, puede detectarse un cortocircuito en el devanado porque la corriente excesiva que se produce entonces puede detectarse como resultado del desgaste por comparación con la descripción basada en el modelo.
Además, durante el funcionamiento continuo de un freno accionado por resorte, pueden detectarse otros estados de funcionamiento críticos, como el calentamiento de un freno accionado por resorte, las fluctuaciones de tensión, las caídas de tensión o el funcionamiento en reducción de tensión y los cambios asociados en el curso de las variables de estado corriente y tensiones.
Otra ventaja de la presente invención es el funcionamiento del al menos un freno electromagnético accionado por resorte como dispositivo sin sensores. Al comparar las variables de estado medidas o las variables derivadas de ellas con la descripción basada en el modelo, el propio freno electromagnético accionado por resorte actúa como sensor.
Además, es ventajoso que sea posible un flujo continuo de información entre el freno accionado por resorte y un control interno o externo de los frenos accionados por resorte.
Otra ventaja de la presente invención en comparación con la técnica anterior se deriva del hecho de que en el caso de los frenos de muelle amortiguados, en particular en el caso de los frenos de muelle amortiguados mediante amortiguadores mecánicos, la detección del movimiento del disco de anclaje es más sensible cuando los parámetros basados en el modelo se comparan con los parámetros de entrada medidos realmente. Aquí es especialmente ventajoso que la detección del proceso de liberación del disco de anclaje a partir del curso del cambio en la inductancia sea más sensible que la detección a partir de la curva característica de corriente. El movimiento del disco de anclaje puede seguir resolviéndose aunque el movimiento del disco de anclaje ya no pueda detectarse en la curva característica de corriente. Así es posible, entre otras cosas, detectar el movimiento del disco de anclaje en frenos amortiguados.
Con los procedimientos anteriores, el estado de funcionamiento de los frenos amortiguados no puede determinarse debido al lento movimiento del disco de anclaje y al lento cambio asociado en la característica de corriente.
Otros detalles ventajosos de la invención se desprenderán de las subreivindicaciones, así como de la descripción y los dibujos que se mencionan a continuación. Cabe señalar que las características mencionadas pueden ser esenciales para la invención individualmente o en cualquier combinación. El ámbito de protección de la invención queda definido por las reivindicaciones.
Descripción de las figuras
La fig. 1 muestra en una estructura de bloques los procesos físicos de conversión que tienen lugar durante el funcionamiento de un freno electromagnético accionado por resorte.
La fig. 2 muestra las magnitudes de estado medidas corriente (I) y tensión (U) al conectar (liberar) un freno electromagnético de muelle con una tensión continua.
La fig. 3 muestra las variables de estado medidas corriente (I) y tensión (U) al desconectar (liberar) un freno electromagnético aplicado por resorte con un diodo de rueda libre.
La fig. 4a muestra la evolución de la tensión y la corriente al conectar un freno accionado por resorte con una tensión continua pulsante.
La fig. 4b muestra la curva de inductancia y la curva del valor medio móvil sincronizado de la corriente al conectar el freno de muelle.
La fig. 4c muestra el curso del cambio de la inductancia (dL/dt) y el máximo local en el curso del cambio de la inductancia (dL / dt) que es característico para el movimiento del disco de anclaje.
En la figura 1, el freno electromagnético de muelle se muestra como una estructura de bloques (1), en la que el movimiento del disco de anclaje en el freno de muelle puede describirse como una secuencia de varios procesos físicos de conversión de energía (2, 3, 4). Dichos procesos físicos de conversión (2, 3, 4) se describen con más detalle a continuación y se almacenan en un módulo de supervisión como una descripción basada en modelos del movimiento del disco de anclaje en el freno accionado por resorte.
La energía eléctrica suministrada (5) en forma de tensión continua o tensión continua pulsante procedente de una fuente de energía eléctrica se somete a varios procesos de conversión energética durante el funcionamiento del freno accionado por resorte. El freno como actuador electromagnético puede describirse inicialmente como un convertidor de energía electromagnética (2). La energía eléctrica sufre una conversión de energía eléctrica a energía magnética (3) y al mismo tiempo una conversión de energía potencial a energía cinética (4). La conversión de energía potencial en energía cinética en el actuador electromagnético se efectúa mediante un movimiento (elevación) del disco de anclaje hacia el portabobinas. Al mismo tiempo que se libera el disco de anclaje, tienen lugar otras conversiones de energía. Durante el movimiento del disco de anclaje, la energía cinética se convierte en energía potencial, y esta conversión finaliza cuando el disco de anclaje alcanza la posición abierta. Al mismo tiempo, tiene lugar una conversión de energía magnetomecánica (3), de modo que en el último paso de conversión la energía eléctrica original se almacena en el sistema masa-muelle del freno accionado por resorte. Cuando el freno está cerrado, es decir, cuando el disco de anclaje pasa de la posición abierta a la cerrada, tienen lugar los procesos físicos de transformación descritos anteriormente. Estos procesos de transformación física no están exentos de retroalimentación y se reflejan en la descripción basada en el modelo del movimiento del disco de anclaje. La descripción basada en el modelo incluye valores predefinidos que corresponden al movimiento del disco de anclaje en el freno accionado por resorte.
Así, la descripción basada en el modelo incluye los valores y la progresión de variables de estado como la corriente (I) o la tensión (U) o variables derivadas de las variables de estado como la inductancia en particular, el cambio en la inductancia o la tensión inducida. Los distintos valores/procesos predefinidos a partir de la descripción basada en el modelo del movimiento del disco inducido en un freno accionado por resorte se asocian a distintos estados de funcionamiento de un freno electromagnético accionado por resorte.
A continuación se describen diferentes estados de funcionamiento de un freno de resortes. Al inicio del funcionamiento o para abrir un freno electromagnético de muelles, éste se conecta, es decir, se alimenta con una tensión (tensión continua pulsante o tensión continua). Cuando la tensión es suficiente, el disco de anclaje pasa de la posición cerrada (caída) a la posición abierta (desbloqueo). El freno accionado por resorte se encuentra entonces en estado de funcionamiento abierto. Al final del funcionamiento o al cerrar (frenar) un freno electromagnético accionado por resorte, se interrumpe la alimentación de tensión, es decir, el freno accionado por resorte no recibe tensión (tensión alterna o continua) o esta es insuficiente. Como consecuencia de la falta de tensión o de una tensión insuficiente, el disco de anclaje pasa de la posición abierta a la posición cerrada. El freno accionado por resorte se encuentra entonces en estado de funcionamiento cerrado. Además, el freno de resorte puede incluir el estado de funcionamiento de descenso parcial, especialmente en el caso de los frenos de resorte amortiguados. En este caso, la placa de inducido se alimenta con una tensión tal que la placa de inducido se desplaza lentamente entre las posiciones abierta y cerrada dentro del freno de muelle. En función de la tensión de alimentación, el disco de anclaje se desplaza lentamente en sentido ascendente o descendente.
La descripción basada en el modelo del movimiento del disco de anclaje en relación con los posibles estados de funcionamiento del freno accionado por resorte se almacena en un módulo de control. El módulo de control comprende al menos un componente semiconductor, en particular un microprocesador y al menos un dispositivo de medición de corriente y/o un dispositivo de medición de tensión.
Un módulo de control, que está conectado al menos a un freno de resorte y al módulo de control, especifica un estado de funcionamiento para el freno de resorte y le suministra la tensión correspondiente al estado de funcionamiento.
La fig. 2 muestra una curva ejemplar de corriente (6) y tensión (7) al conectar un freno electromagnético de resortes con una tensión continua. En este caso, el freno de resorte se controla con una tensión a través de un módulo de control y se especifica el estado de funcionamiento que debe alcanzarse, en este caso un estado de funcionamiento abierto. Al aplicar una tensión continua adecuada al menos a un freno de muelle, la corriente aumenta según una función exponencial. Tan pronto como los procesos físicos de conversión de la energía eléctrica descritos anteriormente han progresado hasta el punto de que el disco de anclaje se mueve hacia el portabobinas, este movimiento también se refleja en particular en la variable de estado corriente (I). Como se muestra en la Fig. 2, el movimiento del disco de anclaje provoca una caída característica en el curso de la corriente variable de estado (I). Tras esta caída característica, la corriente vuelve a aumentar durante el movimiento del disco de anclaje siguiendo la función exponencial del proceso de conexión inductiva hasta alcanzar un valor de corriente constante tras alcanzar el estado de funcionamiento abierto.
Para supervisar el estado de funcionamiento abierto predeterminado del freno electromagnético accionado por resorte, se prevé que el módulo de supervisión mida las variables de estado corriente (I) y/o tensión (U) que caen a través del freno accionado por resorte con la ayuda del medidor de corriente y/o el medidor de tensión contenidos en el módulo de supervisión. En este ejemplo, el módulo de control compara la variable de estado medida corriente (I) y/o tensión (U) o la variable derivada de la variable de estado medida con un valor/curva predefinido. El valor/curva predefinido para el estado de funcionamiento especificado por el módulo de control se toma de la descripción basada en el modelo del movimiento del disco de anclaje descrita anteriormente y se almacena en el módulo de supervisión. En función del resultado de esta comparación, el módulo de control emite una señal de estado. La señal de estado indica si se ha alcanzado o no el estado de funcionamiento especificado. En este caso, la variable derivada de la variable de estado medida puede ser, en particular, un valor medio móvil sincronizado de la variable de estado medida corriente (I) y/o tensión (U). El valor medio móvil sincronizado significa en este contexto que la longitud del valor medio móvil de los valores medidos de corriente y tensión es fija y está sincronizada con un múltiplo integral del semiperiodo localmente común de la frecuencia de red de la tensión de entrada. En particular, los valores medios móviles se sincronizan con las frecuencias comunes de red de 50 Hz o 60 Hz. Además, en lugar de la media móvil sincronizada pueden utilizarse alternativamente procedimientos de filtrado equivalentes de orden superior.
Además, según la invención, está previsto que para supervisar el estado de funcionamiento del freno electromagnético accionado por resorte, el módulo de supervisión mida las variables de estado corriente (I) y/o tensión (U) que caen en el freno accionado por resorte con ayuda del medidor de corriente y/o del medidor de tensión contenidos en el módulo de supervisión. Se calcula otra variable de estado a partir de las variables de estado medidas y de la resistencia (Rs) de la bobina o a partir de la variable derivada y de la resistencia (Rs). Esta otra variable de estado puede ser, en particular, el cambio de inductancia en la bobina del freno accionado por resorte. A continuación, el módulo de control compara la otra variable de estado con el valor/progresión de esta otra variable de estado predefinida en el módulo de control, que está almacenada en el módulo de control para el estado de funcionamiento especificado por el módulo de control a partir de la descripción basada en el modelo del movimiento del disco de anclaje en el freno de muelle. En función del resultado de esta comparación, el módulo de control emite una señal de estado. En este caso, la variable derivada utilizada para el cálculo, derivada de la variable de estado medida, puede ser en particular el valor medio móvil sincronizado de la variable de estado medida corriente (I) y/o tensión (U).
La fig. 3 muestra una curva ejemplar de corriente (8) y tensión (9) al desconectar el freno electromagnético de resorte con diodo de giro libre. Aquí se interrumpe la alimentación del freno de resorte con una tensión continua a través de un módulo de control y se determina el estado de funcionamiento que se desea alcanzar, en este caso el estado de funcionamiento cerrado. Una vez desconectada la tensión, la corriente desciende con una curva exponencialmente decreciente. Tan pronto como los procesos físicos de conversión de la energía eléctrica descritos anteriormente han progresado tanto que el disco de anclaje se desplaza desde la posición liberada hacia la posición cerrada, las condiciones físicas también cambian. Este cambio en las condiciones físicas se refleja en el curso del flujo de corriente mediante un salto característico en la corriente variable de estado (I). Tras el salto de la variable de estado corriente (I), ésta vuelve a descender exponencialmente hasta que el disco de anclaje alcanza la posición cerrada y la variable de estado corriente (I) desciende a cero.
Para supervisar el estado de funcionamiento cerrado predefinido del freno electromagnético accionado por resorte, se prevé que el módulo de supervisión mida las variables de estado corriente (I) y/o tensión (U) que caen en el freno accionado por resorte con ayuda del medidor de corriente y/o el medidor de tensión contenidos en el módulo de supervisión. A continuación, el módulo de control compara la variable de estado medida corriente (I) y/o tensión (U) o la variable derivada de la variable de estado medida con el valor / curva predefinidos que están almacenados en el módulo de control para el estado de funcionamiento especificado por el módulo de control. En función del resultado de esta comparación, el módulo de control emite una señal de estado. En este caso, la variable derivada de la variable de estado medida puede ser, en particular, el valor medio móvil sincronizado de la variable de estado medida corriente (I) y/o tensión (U). Además, el estado de funcionamiento especificado también puede determinarse sobre la base de otra variable de estado, el cambio en la inductancia (dL / dt).
La fig. 4a muestra una curva ejemplar de corriente (10) y tensión (11) en la conexión de un freno electromagnético de muelle a tensión alterna (de red) con un puente rectificador. Aquí, la curva de tensión (11) muestra una tensión continua pulsante y la curva de corriente (10) muestra una curva creciente, en la que a esta curva se superpone una estructura ondulada. Además, la media móvil sincronizada de las variables de estado medidas corriente (12) y tensión (13) se muestra como variable derivada. Como en el caso de otros grupos de frenos, que se diferencian sobre todo por la tensión nominal, en este ejemplo no se puede reconocer el movimiento del disco de anclaje a partir de las características de la corriente (10, 12).
Por esta razón, se propone de acuerdo con la invención que el curso de la inductancia (L) se calcule a partir de las variables medidas corriente (I) y/o tensión (U) o de los valores medios móviles sincronizados derivados de las mismas en conjunción con un valor de resistencia de la bobina (Rs) conocido para el respectivo grupo de freno. Preferentemente, el flujo magnético concatenado Y = IU ind puede determinarse para calcular la inductancia (L). En este caso, el freno debe considerarse como un circuito en serie de inductancia y resistencia óhmica, en el que la tensión Uind inducida por la tensión aplicada U se reduce por el valor de tensión Urs que cae a través de la resistencia óhmica de la bobina, de modo que la tensión inducida Uind. = U - Urs. Aquí la tensión de caída Urs = I -Rrs, donde R es el valor de la resistencia de la bobina (Rs). La inductancia L resulta entonces de la relación L = Y/I.
La figura 4b muestra la inductancia (14) cuando el freno de muelle se conecta con una tensión continua pulsante, en la que la inductancia (L) se determina a partir de la media móvil sincronizada de la corriente (I) y/o la tensión (U) y del valor de resistencia (Rs) de la bobina. Inmediatamente después de la conexión, la inductancia (L) aumenta fuertemente en un primer momento, hasta alcanzar casi una meseta. Durante esta meseta, los procesos físicos de conversión de la energía eléctrica descritos anteriormente progresan hasta tal punto que el movimiento del disco de anclaje desde el estado cerrado al abierto en el curso de la inductancia puede reconocerse por el aumento renovado de la inductancia (15). Tras este nuevo aumento de la inductancia, la inductancia (15) disminuye en el curso posterior hasta un valor constante.
De acuerdo con la invención, en la figura 4c se muestra la variación de la inductancia (dL/dt) durante el proceso de conexión del freno de muelle. Tras la aplicación de la tensión alterna (de red), la variación de la inductancia (dL/dt) aumenta rápidamente hasta un valor positivo máximo (máximo global), para volver a caer después. Durante este descenso, los procesos físicos de conversión de la energía eléctrica descritos anteriormente progresan hasta tal punto que el disco de anclaje se aleja del soporte de la bobina. Este movimiento del disco de anclaje se refleja en el curso del cambio de la inductancia (dL/dt) (16) mediante un nuevo aumento hasta un máximo local (17). Este máximo local (17) describe el movimiento del disco de anclaje de la posición cerrada a la posición abierta. Aquí, el punto de inflexión desde el cambio decreciente en la inductancia hasta el cambio creciente en la inductancia define el comienzo del movimiento del disco de anclaje. Posteriormente, el cambio en la inductancia disminuye durante el movimiento del disco de anclaje y luego permanece en un valor constante. Esto también es aplicable al control de un freno accionado por muelle con una tensión continua.
Se pueden combinar varios frenos de diferentes tamaños para formar un grupo de frenos que funcione con un valor de resistencia (Rs). En este caso, la selección del valor de resistencia (Rs) para determinar el estado de funcionamiento viene determinada por el valor de resistencia más pequeño y más grande de este grupo de frenos. El valor de resistencia seleccionado (Rs) es menor que la resistencia más pequeña dentro de un grupo de frenos. Esto se debe a que con una resistencia menor aumenta la pendiente de la inductancia. Por lo tanto, para los frenos pequeños que tienen una resistencia más grande, el pico más pequeño en el cambio de la inductancia (dL / dt) se incrementa. La ventaja de este valor de resistencia (Rs) es que todos los frenos de este grupo pueden detectarse con los mismos valores límite. Para un valor de resistencia (Rs) de un grupo de frenos, en particular se pueden utilizar los siguientes valores límite para todos los frenos de un grupo de frenos. Estos valores límite son, un valor límite para la altura del máximo local (16), un valor límite para la corriente que fluye a través del freno y un valor límite de la diferencia de inductancia entre la inductancia antes y después del movimiento del disco de anclaje.
Para la caracterización de un grupo de frenos, la tensión nominal de los frenos en particular ha demostrado ser ventajosa, ya que dentro de un grupo de frenos la resistencia es menor para el freno más grande, y la resistencia aumenta con la disminución del tamaño del freno. Preferentemente, para un grupo de frenos con una tensión nominal de 104 V, un valor de resistencia seleccionado de 6 Q ha demostrado ser ventajoso para determinar la condición de funcionamiento. Este valor de resistencia es menor que el valor de resistencia más pequeño del freno más pequeño, siendo el valor de resistencia para el freno más grande (160W) de 67 O. El valor de resistencia (Rs) se selecciona de tal manera que no se desencadena ninguna detección falsa por influencias perturbadoras tales como, en particular, fluctuaciones de corriente o tensión o compatibilidad electromagnética (CEM) en el caso del freno más pequeño de este grupo de frenos, ya que los picos desencadenados por influencias perturbadoras no se amplifican demasiado.
En una forma de realización de la invención, un valor de resistencia para la bobina (Rs) del grupo de freno respectivo se almacena permanentemente en el módulo de supervisión del freno para el cálculo de la variable de estado derivada. En una forma de realización alternativa, el valor de resistencia para el cálculo de la variable de estado derivada se determina de nuevo después de cada medición y se almacena de nuevo en el módulo de control y se utiliza en la determinación posterior del estado de funcionamiento.
Con el fin de supervisar el estado de funcionamiento del freno electromagnético de resorte, se prevé, de acuerdo con la invención, que el módulo de supervisión mida las variables de estado corriente (I) y/o tensión (U) que caen sobre el freno de resorte con ayuda del medidor de corriente y/o del medidor de tensión contenidos en el módulo de supervisión. En el presente ejemplo, el valor medio de conducción sincronizado se forma a partir de las variables de estado medidas corriente (I) y tensión (U), y otra variable de estado se calcula a partir del valor medio de conducción sincronizado y del valor de resistencia de la bobina. Según la invención, el cambio en la inductancia se calcula como otra variable de estado. A continuación, el módulo de control compara el valor/la progresión calculados de la variación de la inductancia con el valor/la progresión predefinidos de esta otra variable de estado. El valor/curva predefinido para el estado de funcionamiento especificado por el módulo de control se toma de la descripción basada en el modelo del movimiento del disco de anclaje descrita anteriormente y se almacena en el módulo de supervisión. En función del resultado de esta comparación, el módulo de control emite una señal de estado. El cálculo de la media móvil sincronizada como variable derivada para el cálculo de la variable de estado adicional cambio de inductancia es ventajoso, ya que en el funcionamiento con tensión continua pulsante la curva característica de la variable de estado medida corriente, que indica el movimiento del disco de anclaje, es difícil de ver debido a la baja relación señal-ruido presente con la tensión continua pulsante. Utilizando la media móvil sincronizada de las variables de estado medidas, es posible determinar el cambio adicional de la inductancia de la variable de estado y supervisar el movimiento del disco de anclaje basándose en ello.
Si el freno accionado por resorte se controla con una tensión continua pulsante, esto puede hacerse mediante un circuito rectificador, en particular un circuito rectificador con un puente rectificador / rectificador de media onda controlado o no controlado.
En caso de coincidencia de la magnitud de estado medida o de otra magnitud de estado calculada con el valor/progresión almacenado en el módulo de supervisión para el estado de funcionamiento especificado por el módulo de control, el módulo de supervisión puede transmitir una señal de estado a la señal de control. Esto indica al módulo de control que se ha alcanzado el estado de funcionamiento especificado. Alternativamente, se puede transmitir una señal de estado al módulo de control si la variable de estado medida o una variable de estado adicional calculada no coincide con el valor/progresión almacenado en el módulo de supervisión. En este caso, se indica al módulo de control que no se ha alcanzado el estado de funcionamiento especificado por el módulo de control.
En este caso, el módulo de control puede incluirse en el módulo de supervisión, de modo que la señal de estado resultante de la comparación pueda transferirse internamente entre el módulo de supervisión y el módulo de control. Alternativamente, el módulo de control puede ser un módulo externo, de modo que la señal de estado resultante de la comparación se transfiera al módulo de control externo.
Otra alternativa prevé que se incluya un módulo de control en el módulo de supervisión y que también se incluya un segundo módulo de control externo, y que la señal de estado resultante de la comparación se transfiera tanto al módulo de control interno como al módulo de control externo.
Listado de signos de referencia
1. Freno como actuador electromagnético
2. Convertidor de energía electromagnética
3. Convertidor de energía magneto-mecánico
4. Energía potencial y cinética
5. Fuente de energía
6. Flujo de corriente - conexión de la tensión continua
7. Curva de tensión - conexión de la tensión continua
8. Curva de corriente - tensión continua - desconexión
9. Curva de tensión - tensión continua - desconexión
10. Curva de corriente - tensión continua pulsante - conexión
11. Curva de tensión - tensión continua pulsante - conexión
12. Media de corriente móvil sincronizada
13. Media de tensión móvil sincronizada
14. Evolución de la inductancia
15. Variación de la inductancia con el movimiento del disco de anclaje
16. Curso del cambio de la inductancia con el tiempo (dL/dt)
17. Máximo local en el curso del cambio de la inductancia (dL/dt)

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento de control del estado de funcionamiento de al menos un freno electromagnético accionado por resorte que comprende al menos
- una bobina,
- un disco de anclaje,
- y un soporte de bobina con muelles de compresión distribuidos en el mismo; y en donde un estado de funcionamiento que debe alcanzarse está predeterminado para el freno de muelle por un módulo de control que controla el freno de muelle con una tensión, concretamente por un módulo de control que comprende al menos - un componente semiconductor,
- un dispositivo de medición de corriente y/o
- un dispositivo de medición de tensión,
caracterizado por las etapas siguientes:
(i) medición de la magnitud de estado corriente (I) y/o tensión (U) en el freno electromagnético accionado por resorte por el módulo de supervisión;
(ii) cálculo de otra variable de estado a partir de la variable de estado medida corriente (I) y/o tensión (U) y del valor de resistencia de la bobina (Rs) o de una variable derivada de la variable de estado medida corriente (I) y/o tensión (U) y del valor de resistencia de la bobina (Rs), siendo la variable de estado adicional el cambio de la inductancia con el tiempo (dL / dt);
(iii) comparación de la variable de estado adicional con un valor/progresión predefinidos de esta variable de estado adicional almacenados en el módulo de control para el estado de funcionamiento del freno accionado por resorte especificado por el módulo de control,
(iv) emisión de al menos una señal de estado en función del resultado de la comparación en la etaoa anterior.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la variable derivada de la variable de estado medida es la media móvil sincronizada o función de filtro comparable de orden superior de la variable de estado medida corriente (I) y/o tensión (U).
3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la variable de estado adicional se calcula a partir del flujo magnético concatenado.
4. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 3, caracterizado porque el freno electromagnético aplicado por resorte es controlado por el módulo de control con una tensión continua.
5. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el freno electromagnético aplicado por resorte es controlado por el módulo de control con una tensión continua pulsante.
6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque la bobina del freno aplicado por resorte es controlada por una tensión continua pulsante a través de un circuito rectificador.
7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque el circuito rectificador contiene un puente rectificador / rectificador de media onda controlado y/o no controlado.
8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el valor de resistencia (Rs) de la bobina se almacena en el módulo de supervisión.
9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el valor de la resistencia (Rs) de la bobina se almacena en el módulo de supervisión después de cada medición.
10. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la al menos una señal de estado indica la consecución o la no consecución del estado de funcionamiento especificado por el módulo de control del freno accionado por resorte.
11. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el freno aplicado por resorte comprende un diodo de rueda libre en la trayectoria de corriente continua.
12. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el freno electromagnético aplicado por resorte es un freno electromagnético aplicado por resorte amortiguado o no amortiguado.
13. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el módulo de control está incluido en el módulo de supervisión y la al menos una señal de estado se transfiere al módulo de control.
14. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 -13, caracterizado porque la al menos una señal de estado se transfiere a un módulo de control externo.
15. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque la al menos una señal de estado se transfiere además a un módulo de control contenido en el módulo de supervisión.
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