FI87641C - Foerfarande foer reglerad styrning av en elektrisk motor och anordning foer utfoerande av foerfarandet - Google Patents

Description

1 87641 Sähkömoottorin säätöohjausmenetelmä ja laite menetelmän suorittamiseksi

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen sähkömoottorin säätöohjausmenetelmä jonkin liikkuvan kappaleen siirtämiseksi rataa pitkin, joka käsittää pysäh-dystasoja ja näiden tasojen välillä olevia siirtymisalueita. Keksintö koskee myös sähkömoottorin säätöohjauslaitetta menetelmän suorittamiseksi.

Keksintö soveltuu etenkin, mutta ei yksinomaan, sellaisen sähkömoottorin säätöohjaukseen, jolla siirretään tavarannos-tolaitetta, hissiä tai varastointi- tai käsittelylaitteistoa varten tarkoitettua vaunua.

Tarkemmin sanottuna kysymyksen ollessa hissilaitteistosta nykyisin pyritään mahdollisimman suureen mukavuuteen käyttäjän kannalta, mikä tarkoittaa hissikorin liikkeen vähitellen tapahtuvaa nopeutumista ja hidastumista ja tärinän puuttumista kokonaan. Tällainen mahdollisimman suuren mukavuuden tunne käyttäjän kannalta on eräs tavoitteista, joihin tällä keksinnöllä pyritään.

.·. : Tällä hetkellä on tunnettua saada aikaan nopeuden vaihtelu- jen progressiivisuus liikkeellelähdössä ja jarrutuksessa [‘y. elektronisella säädöllä, joka ohjaa moottorin sähkönsyöttöä.

*·”’ Tällainen ohjaustapa merkitsee selvää parannusta käyttäjien mukavuuden kannalta verrattuna aikaisempiin laitteisiin, joissa sähkömoottorissa on yksi tai kaksi nopeutta ja joissa ainakin osa jarrutuksesta saadaan aikaan kitkalaitteella, jolloin mukaan tulevat mekaanisen kulumisen aiheuttamat on-gelmat.

Moottorin elektronista säätöä voidaan käyttää laitteistois-···' sa, joiden moottorit ovat tasavirtamoottoreita, varsinkin

Ward Leonard -moottorigeneraattoreita. Esimerkkinä mainitta-koon patentin SE-380235 mukainen järjestelmä, jossa liikku- 2 87641 van korin nopeutta tunnustellaan taittopyörän pyörimisnopeuden perusteella ja säädin hoitaa moottorin ohjausta saadun nopeustiedon sekä annetun käskyn mukaisesti. Ohjaus tapahtuu varsin monimutkaisten laskuoperaatioiden mukaisesti.

Näille laitteistoille on kuitenkin leimallista niiden korkea hinta ja niiden käyttö on siten rajallista.

Muissa vaihtovirtamoottoreilla, joissa tavallisesti on kolme vaihetta, varustetuissa laitteistoissa on elektroninen säätöjärjestelmä, jolla pyritään toisaalta parantamaan käyttäjien mukavuutta ja toisaalta rajoittamaan mekaanisen jarrutuksen kestoaikaa ja siten supistamaan jarrujen kulumisesta aiheutuvia ongelmia.

Tällaiset säätöjärjestelmät ovat kuitenkin monimutkaisia käyttää.

Niissä tarvitaan yleensä tietoja korin asemasta, jotka tiedot tulevat useimmiten hissikuiluun asennetuista koskettamista, jotka kori panee toimimaan kulkiessaan niiden ohi.

Niissä tarvitaan myös tietoja korin nopeudesta, jotka tiedot saadaan muista elimistä, esimerkiksi takogeneraattorista tai käyttöakselille asennetusta koodilevystä.

Lisäksi tällä hetkellä olemassa olevissa elektronisissa sää-töjärjestelmissä on hankala löytää paras kompromissi käyttäjien mukavuuden, nopeuden vaihtelun progressiivisuuden ja hidastumisajän optimoinnin, aina korin pysähtymiseen asti, kannalta ja näin on asianlaita riippumatta siitä, missä olosuhteissa koria käytetään eli onko se ylikuormitettu vai alikuormitettu vastapainoon nähden.

Eräänä tämän keksinnön tavoitteena on saada aikaan sähkö-moottorin säätöohjausmenetelmä jonkin liikkuvan kappaleen, varsinkin hissin, siirtämiseksi määrättyä rataa pitkin, jolla menetelmällä vältetään edellä mainitut haitat ja joka takaa jarrutuksen täydellisen progressiivisuuden optimiajas- 3 87641 sa, liikkuvan kappaleen kuormitusolosuhteista riippumatta. Tämän keksinnön eräänä toisena tarkoituksena on saada aikaan säätöohjausmenetelmä, jota voidaan käyttää edullisesti jo olemassa olevissa laitteistoissa mahdollisimman vähin muutoksin .

Tämän keksinnön eräänä tarkoituksena on vielä ehdottaa sähkömoottorin säätöohjauslaitetta, joka voidaan sovittaa edullisesti jo olemassa olevaan laitteistoon mahdollisimman vähin muutoksin.

Keksinnön muut tavoitteet ja edut selviävät seuraavasta selityksestä .

Keksinnön mukainen säätöohjausmenetelmä tunnetaan siitä, että I) laitteistossa a) sijoitetaan koodielin rataa pitkin sekä määrätään koodi-elimelle ainakin yksi vertailuasema liikkuvalle kappaleelle, b) määrätään merkkien lukumäärä, joka laskijan tulee laskea liikkuvan kappaleen kutakin liikettä varten vertailuasemas-ta, jossa lukija on vertailumerkiksi kutsuttavassa asennossa, kuhunkin mainituista tasoista, ja nämä merkkilukumäärät, joita seuraavassa sanotaan tasoindekseiksi, varastoidaan ··· muistiin, c) kullekin tasolle määrätään se alue, joka tarvitaan liik- ...* kuvan kappaleen hidastamiseksi, jotta se voisi pysähtyä ta- solle, jota aluetta vastaa sellainen merkkiväli, joka ulotti tuu tasoindeksistä hidastusindeksiin, ja tämä hidastusindek- si varastoidaan muistiin, II) liikkuvan kappaleen käytössä d) joka kerta, kun liikkuva kappale siirtää lukijaa, määrätään siirtosuunta ja näin ollen laskentasuunta ja siten määrätyn suunnan perusteella suoritetaan lisäys tai vähennys eli lasketaan algebrallisesti lukijan kohtaamat merkit, ja tällä ylös/alaslaskennalla lasketaan niiden merkkien lukumäärä, joiden ohi on kuljettu vertailumerkin jälkeen, jota merkkilukumäärää seuraavassa kutsutaan liikkuvan kappaleen asemaindeksiksi, 4 87641 e) saman lukijan avulla määrätään liikkuvan kappaleen todellinen hetkellinen nopeus, f) liikkuvan kappaleen pysäyttämiseksi valitulle tasolle tätä tasoa vastaavan hidastusalueen saavuttamisen jälkeen, määrätään hidastusohje funktiona - todellisesta hetkellisestä nopeudesta ja - asemaindeksin sekä valittua asemaa edustavan tasoindeksin välisestä erotuksesta, ja g) aloitetaan moottorin sähköinen jarrutus välittömästi kun liikkuvan kappaleen todellinen hetkellinen nopeus mainitussa hidastusvyöhykkeessä on vähintään yhtä suuri kuin ohjeen mukainen nopeus.

Keksinnön mukainen laite käsittää muistin, joka varastoi pysähtymistasojen indeksejä, säännöllisesti jaetuilla merkeillä varustetun koodielimen sekä liikkuvaan kappaleeseen liitetyn lukijan, jonka avulla merkit voidaan ilmaista ja rekisteröidä liikkuvan kappaleen aseman määräämiseksi, ja laite on tunnettu siitä, että toisaalta koodielin on sijoitettu pitkin liikkuvan kappaleen rataa ja lukija on kaksois-lukija liikesuunnan määräämiseksi, ja että toisaalta se käsittää yhdistelmänä: - itse koodielimessä ainakin yhden vertailumerkin, joka vastaa liikkuvan kappaleen vertailuasemaa, - elimet, jotka yhdessä kaksoislaskijän mukana toisaalta suorittavat lisäyksiä tai vähennyksiä ja näin ollen algebrallisesti laskevat lukijan tapaamia merkkejä liikkuvan kap- ' : : paleen liikkuessa vertailumerkistä, ja jotka toisaalta las- : : kevät liikkuvan kappaleen todellisen hetkellisen nopeuden, - elimet liikkuvan kappaleen asemaindeksin laskemiseksi li- .·. : säämällä/vähentämällä merkkejä ja laskemalla sitten vertai- . ·: lumerkki.

Keksintö ymmärretään paremmin seuraavasta selityksestä, joka sen ymmärtämisen helpottamiseksi koskee sovellutusta jo olemassa olevaan hissilaitteistoon.

Tämä sovellutus ei tietenkään rajoita keksintöä ja kuten 5 87641 selityksestä käy selvästi ilmi, keksintöä voidaan käyttää myös muuntyyppisiin laitteistoihin ja erityisesti uusiin hissilaitteistoihin.

Tässä sovellutuksessa olemassaolevaan laitteistoon keksintö ymmärretään paremmin liitteenä olevien piirustusten avulla, jotka esittävät kaavamaisesti: - kuvio 1: kuvaa hissilaitteistosta, - kuvio 2: kuvaa sähkömoottorin syöttövirtapiiristä, - kuvio 3: koodielintä ja sen lukijalaitetta valaisevaa kuvaa, - kuvio 4: kaavamaista kuvaa koodielimen lukijan keräämien signaalien käsittelystä, - kuvio 5: käyrää, joka kuvaa säätöohjausta hissin korin panemiseksi liikkeeseen, - kuvio 6: käyrää, joka kuvaa säätöohjausta hissinkorin hidastamiseksi, - kuvio 7: käyrää, joka kuvaa hidastuksen loppuvaihetta.

Kuviossa 1 on esitetty kaavamaisesti hissilaitteisto 1, joka tunnettuun tapaan käsittää korin 2, vastapainon 3 ja kaapelia 6 käyttävän sähkömoottorin 4.

Kori 2 liikkuu hissikuilun 5 sisällä sopivia johteita pitkin, tämän hissikuilun määrittäessä sen ennaltamäärätyn ra-dan.

Kori välittää lisäksi liikennettä tasoille, jotka on esitet-• ty kaavamaisesti viitenumeroilla 7-10.

Kun kysymys on olemassaolevista laitteistoista, keksintöä voidaan käyttää yksinopeuksisilla tai kaksinopeuksisilla kolmivaiheisilla sähkökäyttöisillä moottoreilla ja viimeksi mainitussa tapauksessa käytetään ainoastaan toista nopeutta ' _ vastaavaa käämitystä.

6 87641 Sähköohjauslaitteisto käsittää pääasiassa kuviossa 2 viitenumerolla 11 kaavamaisesti esitettyjä ohjauselimiä.

Nämä elimet vastaanottavat esimerkiksi laitteiston turvallisuutta koskevia tietoja viitenumerolla 12 kaavamaisesti esitetyistä lukituskoskettimista sekä muita laitteiston turvallisuuteen liittyviä tietoja, joita ei ole esitetty.

Ohjauselimet 11 ottavat myös vastaan siirtymiskäskyjä, jotka tulevat ennen kaikkea eri tasoilla sijaitsevista korin kutsunapeista, jotka on merkitty kaavamaisesti viitenumerolla 13, ja korin lähetysnapeista, jotka on esitetty kaavamaisesti viitenumerolla 14.

Lopuksi ohjauselimet vastaanottavat tietoja korin 2 asemasta suojakorin 5 sisällä, jotka tiedot tulevat yleensä viitenumerolla 15 kaavamaisesti esitetyistä koskettimista, jotka on sovitettu suojakorin sisään.

Tavallisesti näitä koskettimia on sekä eri tasojen korkeudella että näiden tasojen molemmin puolin hidastusalueitten sisääntulossa.

Ohjauselimet 11 käsittelevät yleensä yhdistetysti kaikki nämä tiedot ja antavat toisaalta korin 2 siirtymisohjeet ja toisaalta lisäkäskyt kuten ovien avautumista koskevat käskyt .

Ohjauselimet 11 ohjaavat moottorin käyttöelimiä 16, jotka yleensä muodostuvat kytkimistä, jotka liittävät verkon eri faasit sähkömoottorin 4 käämien napoihin.

Riippuen ohjauselinten määrittämästä toimintastrategiasta käyttöelimiin välitetyt käskyt ovat nousua, laskua, nopeuden kiihdytystä, nopealla vauhdilla ja tarvittaessa hitaalla vauhdilla siirtymistä sekä jarrutusta koskevia käskyjä.

il 7 87641

Kuvio 2 esittää kaavamaisesti ohjauselinten 11 ja käyttö-elinten 16 välistä kytkentää 18, jonka kautta nämä käskyt siirtyvät, ja kytkentää 17, jonka kautta välittyvät turvallisuutta koskevat tiedot.

Moottorin 4 sähköohjauslaitteisto käsittää myös ei esitetyn jarrun painamista pohjaan ja nostamista koskevan ohjauksen.

Keksinnössä ehdotetaan suoran kytkennän 18 korvaamista sää-töohjauselimillä 19, jotka vastaten ohjausliemistä 11 tuleviin nousu-1, lasku-, liikkeelelähtö- ja jarrutuskäskyihin lähettävät käyttöelimiin 16 jännitteensäätökäskyn, joka takaa mahdollisimman suuren mukavuuden käyttäjille.

Keksinnön mukaan liikkuvan kappaleen ennaltamäärätyllä radalla eli hissin suojakorin 5 sisällä on koodielin 20, jossa on säännöllisin välein sovitettuja merkkejä.

Tällainen elin on esitetty havainnollisuuden vuoksi kuviossa 3 nauhana 21, jonka läpi menee säännöllisin välimatkoin pitkänomaisia reikiä 22, joiden akseli on vaakasuora.

Koodinauhan 21 merkit 22 lukee koriin 2 kiinnitettu lukija 23 .

Kuviossa 3 lukija 23 on esitetty havainnollisuuden vuoksi hakana, jonka kaksi haaraa menevät nauhan 21 molemmin puolin.

Haan 23 haarat on varustettu optisin kululaittein, jotka tunnettuun tapaan lähettävät impulsseja sitä mukaa kun ne tulevat nauhan 21 reikien 22 kohdalle.

Edullisesti haka 23 on varustettu kahdella optisella lukuyk-"* * siköllä 24, 25, joiden nauhan 21 suuntaan mitattu etäisyys : "e" toisistaan on yhtä suuri kuin kahden peräkkäisen reiän ·“*: 22 välin "p" neljännes.

β 87641 Tällainen järjestely antaa edullisesti mahdollisuuden nelinkertaistaa nauhalla 21 mitattujen etäisyyksien tarkkuuden ja saada tieto lukijan 23 siirtymissuunnasta nauhalla 21 lukijayksiköiden 24, 25 välittämien signaalien loogisen käsittelyn avulla.

Rajoittamattomana esimerkkinä mainittakoon, että hyviä tuloksia on saatu käyttämällä kuusikymmentä millimetriä leveää jostakin alumiiniseosteesta valmistettua metallinauhaa 21, jossa on kolmekymmentä viisi millimetriä leveitä ja kolme millimetriä korkeita reikiä 22, joiden välimatka toisiinsa on kahdeksan millimetriä.

Tämä mainitaan tietysti vain asian havainnollistamiseksi.

Koodielin 20 on sijoitettu millä tahansa sopivalla tavalla laitteiston suojakoriin 5, johon se on kiinnitetty.

Korin aseman määrittämiseksi koodielimeltä 20 määritetään vähintään yksi vertailumerkki 26, joka vastaa mieluiten yh-: tä korin 2 vertailuasemaa, joka on esitetty kaavamaisesti *·· kohdassa 27 ja joka on esimerkiksi korin 2 asema sen alim-. maila tasolla.

Korin 2 liikkuessa optisten lukijayksiköiden 24, 25 kulku koodatun nauhan 21 peräkkäisten reikien 22 ohitse aikaansaa impulsseja, jotka siirtyvät säätöohjauselimeen 19.

Kuviossa 4 nämä impulssit muokataan aluksi elinten 2 kohdal-: : : la, jotka määrittävät kohdattujen merkkien lukumäärän ja ;·. korin siirtymissuunnan.

” Sitten laskemalla yhteen/vähentämällä ohitetut merkit ver-: : tailumerkistä 26 alkaen määritetään elinten 29 kohdalla korin asemaindeksi Ip eli korin lukijan 23 ja nauhan 9 87641 vertailumerkin 26 välillä olevien merkkien lukumäärä.

Samoin määritetään korin nopeus elimissä 30 laskemalla lukijan 23 ohittamat merkit ja siis asemaindeksin lp muutoksista alkaen.

Tavan, jolla saadaan tieto korin absoluuttisesta asemasta, ansiosta elimiin 29 ja 30 saadaan asemaindeksi ja korin nopeus jaksottaisesti, mikä, korostettakoon tätä, on erityisen sopiva myöhemmin suoritettavan numeerisen käsittelyn kannalta.

Kun lukija määrittää itse siirtymissuunnan, se inkrementoi laskimen suoraan ja automaattisesti sopivaan suuntaan, jolloin ei voi sattua virheitä, joita korin ollessa pysähtyneenä koria kuormattaessa tai purettaessa aiheutuvista tärähdyksistä johtuvien suuntaamattomien impulssien laskemisesta voisi syntyä.

Elinten 29, 30 jälkeen sijaitseva säätöohjauslaitteiden 19 numeerinen käsittely-yksikkö 31 voi olla mitä tahansa sopivaa tyyppiä ja se käsittää mieluiten mikroprosessorin sekä siihen tavallisesti liittyvät laitteet.

• « y.‘ Tämä yksikkö käsittää myös muistitauluja, jotka ovat esimer-r kiksi tallennettava RAM-tyyppinen muisti tai pyyhittävä ROM-tyyppinen muisti.

Näihin tauluihin päästään käsiksi esimerkiksi hakupäät-teellä 32 ja ne ohjelmoidaan periaatteessa kerralla lait-. . teiston lähtiessä liikkeelle.

Näistä tauluista tasoindeksitaulu 33 sisältää tasoindeksit : IN eli merkkien, jotka sijaitsevat laitteiston eri tasoihin 7-10 liittyvien merkkien ja vertailumerkin 26 välillä, eri lukumäärät.

10 87641

Samoin hidastusindeksitaulu 34 sisältää hidastusindeksit IR, jotka liittyvät eri tasoindekseihin IN ja jotka määrittävät koodielimeltä 20 hidastusalueet jollekin määrätylle tasolle pääsemiseksi.

Tarkemmin sanottuna kysymyksen ollessa jo olemassaolevasta laitteistosta nämä hidastusindeksit vastaavat jokseenkin aikaisempia hissikuilun koskettimia, jotka sijaitsivat jollekin määrätylle tasolle pääsemistä varten tarkoitetun hidas-tusalueen sisääntulossa.

Sillä kun, kysymyksen ollessa jo olemassaolevasta laitteistosta, asemaindeksi lp saavuttaa jonkin hidastusindeksien IR arvon, säätöohjauselimet 19 lähettävät signaalin AN 35 ohjauselimiin 11 ja nämä vuorostaan lähettävät hidastuskäs-kyn, jos korin on määrä pysähtyä hidastusindeksiin liittyvälle tasolle.

Säätöohjauselinten 19 tasolla tämä hidastuskäsky tulkitaan vain hidastuksen pätemiseksi ja vasta keskuskäsittely-yksik-kö 31 määrää, mistä merkistä lähtien hidastuskäsky todella annetaan sähkömoottorille 4.

Näin tasoindeksitaululla 33 ja hidastusindeksitaululla 34 voidaan korvata hissikuilun koskettimet 15 ja säätöohjaus-‘‘ elimet 19 kehittävät signaalit, jotka ohjauselimet 11 huo- *: mioonottaen ovat samankaltaiset kuin entisistä koskettimis- - :*· ta 15 tulleet.

Eräissä tapauksissa kuitenkin koskettimet 15 voidaan säilyt-- . tää.

Keskuskäsittely-yksikössä 31 on myös muistissa muita para- metritauluja, etenkin taulu 36, joka sisältää korin 2 liikkeelle lähtöä koskevat parametrit, taulu 37, joka sisältää korin hidastusparametrit, sekä taulu 38, joka sisältää initial! sointiparametrit.

il 11 87641

Keskuskäsittely-yksikkö 31 käsittää käsittelyelimiä, kuten mikroprosessorin, ja käsittelyohjelmiston tallennuselimet.

Antopuolella keskuskäsittely-yksikkö ohjaa käyttöelimiä 16, jotka määräävät moottorin pyörimissuunnan ja liittävät moottorin 4 käämit verkon eri vaiheisiin tehonsäätöventtiilin 39 kautta, jota saunoin ohjaa keskuskäsittely-yksikkö, ja joka muodostuu esimerkiksi tyristorisarjoista tai mistä tahansa muusta sopivasta elektronisesta laitteesta, jolla voidaan annostella verkosta sähkömoottoriin 4 tulevaa energiaa.

Niinpä kysymyksen ollessa jo olemassaolevasta laitteistosta säätöohjauselimet 19 sijoitetaan ohjauselinten 11 ja moottorin käyttöelinten 16 väliin.

Säätöohjauslaittet 19 vastaanottavat ohjauselimistä 11 tulevat ylöspäin tai alaspäin siirtymistä koskevat käskyt samoin kuin hidastuskäskyt.

Huomioiden nämä käskyt ja koodielimen 20 lukijasta 23 vastaanottamansa tiedot säätöohjauselimet 19 antavat käskyn, joka kohdistuu moottorin käyttöelimiin 16 ja tyristoripor-:V: taaseen 39.

. . Mieluiten tämä ohjaus on porrastyyppinen eli siinä kunkin puolijakson kohdalla ohjataan aika, jona kukin tyristo- ri on johtava.

Tyristorien porrasohjaus voidaan kuitenkin korvata monimutkaisemmalla ohjauksella.

- ·' Säätöohjauselinten 19 lisäksi säätöohjauslaite käsittää mie- .··. luiten ottosovittimen 40 ohjauselimiä 11 varten ja antoso- vittimen 41 käyttöelimiä 16 varten.

Tapauksesta riippuen ero keskuskäsittely-yksikön 31, korin 12 87641 2 absoluuttisen aseman määrittävien elinten 29 ja sen nopeuden määrittävien elinten 30 välillä voi olla vähemmän korostunut kuin miltä keksinnön ymmärtämisen helpottamiseksi tehdystä kuvasta 4 ja edellä olevasta selityksestä näyttää.

Impulssien laskenta ja korin nopeuden arvioiminen voidaan nimittäin suorittaa keskuskäsittoly-yksikön 31 mikroprosessorin avulla eli elimet 28, 29, 30 ja 31 voidaan ryhmittää esimerkiksi samalle elektroniselle levylle samaan kokonais-käsittelyohjelmistoon.

Korostettakoon, että päinvastoin kuin tietyissä laitteistoissa, joissa käytetään koodinauhaa, jolloin korin asema voidaan määrittää suoraan lukemalla, tässä esillä olevassa tapauksessa korin absoluuttinen asema saadaan selville laskemalla yhteen/vähentämällä.

Verrattuna olemassa oleviin laitteisiin, joissa käytetään koodinauhaa, tämän keksinnön etuna on, että nauhan 21 koodi, toisin sanoen reiät 22, on erityisen yksinkertainen verrattuna koodeihin, joilla saadaan suoraan selville korin absoluuttinen asema.

' Viimeksi mainituissa koodeissa joudutaan nimittäin monimut- kaisesti tulkitsemaan suuri määrä tietoja, jotka ovat esimerkiksi reikinä, jotka sijaitsevat joko vaakasuoraan tai pystysuoraan koodinauhalla.

Liikkuvan kappaleen nopeuden selvillesaamiseksi joudutaan käsittelemään näitä monimutkaisia tietoja tai lisäämään jokin laite kuten erillinen takogeneraattori.

Verrattuna laitteisiin, joissa on käyttöakselille asennettu koodilevy, keksinnön etuna on suurempi tarkkuus korin aseman määrittelyssä, koska siinä ei tarvitse ottaa huomioon kaapeleiden liukumista.

13 87641 Säätöelinten, erityisesti asemaindeksin lp, initialisoimi-seksi tai uudelleeninitialisoimiseksi etenkin virran katkeamisen jälkeen, keksinnön mukaan koodielimellä 20 on ainakin yksi ja mieluiten kaksi initialisointimerkkiä 42, 43.

Nämä merkit 42, 43 määrittävät koodielimellä 20 kolme aluetta, ala-alueen 44, yläalueen 46 ja välialueen 45.

Lukijassa 23 on optisen lukijayksikön 24 lisäksi kosketti-met 47, 48, jotka ovat herkät merkeille 42, 43.

Merkit 42, 43 muodostuvat esimerkiksi vastakkaisiin suuntiin suunnatuista ferromagneeteista ja koskettimina 47, 48 on samoin vastakkaisiin suuntiin suunnatut, mekaanisella muistilla varustetut magneettikoskettimet.

Tällöin olosuhteista riippumatta koskettimet 47, 48 saavat jatkuvasti tiedon korin asemasta jollakin kolmesta alueesta 44, 45, 46.

Virran katkeamisen jälkeen ja siis asemaindeksin 29 katoamisen jälkeen, jos kori 2 sijaitsee välialueella 45, säätöoh-jauselimet 19 reagoivat nousu- tai laskukäskyyn, jonka ne toimeenpanevat valitusta tasosta riippumatta, kunnes korin - 2 lukija 23 ohittaa toisen kahdesta initialisoimismerkistä ': 42, 43.

'··' Tämä aiheuttaa säätöohjauselinten 19 tasolla asemaindeksin 29 initialisoinnin ja ohjaa sitten korin pysähtymään välittömästi alempana tai välittömästi ylempänä olevalle tasolle tapauksesta riippuen ja sitten mahdollisesti siirtämään : ·.: korin valitulle tasolle.

Säatöohjauselimet 19 ohjaavat korin 2 liikkumaan vain ylöspäin, jos se on ala-alueella 44, jolloin niiden initiali-sointi tapahtuu lukijan ohittaessa ylämerkin 43 tai päinvas-..'1' toin alaspäin, jos kori on yläalueella 46, initialisoinnin 14 87641 tapahtuessa alamerkin 42 kohdalla.

Keksinnön mukainen säätöohjauslaite on siis erityisen edullinen asennettavaksi jo olemassaoleviin laitteistoihin, koska se on riippumaton eikä edellytä jo olemassaolevan laitteiston mukaan valittavien elinten asentamista.

Kysymyksen ollessa uusista laitteistoista keksinnön mukaisen laitteen asentaminen paikalleen on tietysti täysin ongelmatonta .

Kuvio 5 esittää korin 2 liikkeellelähettämistä pysähdysase-malta valittuun asemaan.

Tätä liikkeellelähettämistä varten ohjauselimet 11 lähettävät jarrunirrotuskäskyn ja liikekäskyn määrättyyn suuntaan, esimerkiksi ylöspäin, mikä asettaa käyttöelimet 16 siten, että moottoriin tulee virtaa niin, että se pyörii haluttuun suuntaan.

Virransyöttöportin 39 tyristorien ohjaus on alunperin jokseenkin nollassa ja tyristorit eivät siis juuri johda.

Säätöohjauselimet 19 lähettävät tyristorin hiloille inkre-menttikäskyn avoimena silmukkana ja inkrementointi tapahtuu kahdella eri päätavalla.

Ensimmäisellä tavalla, joka vastaa korin 2 vetomomenttia moottorille 4, tyristorien 39 ohjaus inkrementoidaan ajan mukana pienellä inkrementillä if.

Tällä tavoin juuri korin vetomomentti vaikuttaa pääasiallisena korin ensimmäisessä liikkeellelähtövaiheessa, mistä johtuu käyttäjien kokema suuri mukavuuden tuntu.

Sitten inkrementoinnin huomioonottaen moottorin vaikutus tu-; lee hallitsevaksi ja korin nopeus kiihtyy kunnes se saavut-

II

is 87641 taa nopeuden, joka on lähellä tyristorien täyttä johtamista vastaavaa nimellissiirtymisnopeutta VN.

Tämän tavan osalta nopeuden muutokset on esitetty kuviossa 5 käyrällä 50, joka muodostaa "S":n, jonka alku on lähes lineaarinen ja joka stabiloituu jokseenkin arvon VN kohdalla.

Säätöohjauselimet 19 hyväksyvät tämän sähkömoottorin 14 sää-töohjaustavan vetomomentin osalta, jonka kori/vastapaino-yk-sikkö aiheuttaa moottoriin, eli nimenomaan tyhjänänousun ja täyskuormitettunalaskun osalta.

Päinvastaisessa tapauksessa kun kysymyksessä on vastamoment-ti eli kun kysymyksessä on tyhjänälasku tai täyskuormitettu-nanousu, tyristorien 39 ohjaus, joka alunperin on jokseenkin nollassa, inkrementoidaan samoin pienellä inkrementillä if*

Korin aikaansaama vastamomentti vetää koria päinvastaiseen suuntaan kuin mihin halutaan, mikä havaitaan heti asemain-deksin Ip tasolla, joka muuttuu irrationaalisesti.

Tämä irrationaalinen muutos, jonka keskuskäsittely-yksikkö 13 havaitsee, johtaa tyristorien 39 oh jausinkrementin kasvuun, niin että se siirtyy suureen inkrementtiarvoon ip.

Käyrä 51 edustaa liikkuvan kappaleen nopeuden neliön muutoksia tässä liikkeellelähtötavassa.

Käyrässä 51 on alkuosa 52, joka sijaitsee vaaka-akselin alapuolella, sitten siinä on "S"-muotoinen osa, joka stabiloituu nimellisnopeuden lähistöllä.

Korostettakoon, että korin käänteisliike käynnistyksessä on aivan vähäistä.

I” Nimittäin silloin kun reikien askelväli "p" on kahdeksan ie 87641 millimetriä, korin vastakkaiseen suuntaan menevä liike havaitaan heti ensimmäisestä optisen lukijan 24, 25 antamasta impulssista neljännesaskelvälin jälkeen eli jo ainoastaan noin kahden millimetrin matkan päässä.

Näillä kahdella, pienellä tai suurella inkrementillä tapahtuvalla liikkuvan kappaleen liikkeellepanotavalla, riippuen siitä onko korin moottoriin kohdistama momentti veto- vai vastamomentti, saadaan aikaan käyttäjien kannalta optimaalinen mukavuus.

Kuviot 6 ja 7 liittyvät liikkuvan kappaleen nopeuden hidastamiseen sen pysäyttämiseksi jollekin tasolle N, johon liittyy tasoindeksi 1^ samoin kuin hidastusindeksi IR, jotka on vastaavasti tallennettu tauluihin 33 ja 34.

Kun korin 2 siirtyessä asemaindeksi lp saavuttaa hidastusin-deksin arvon IR, keskuskäsittely-yksikkö 31 osoittaa ohjaus-elimen 11 kautta informaation AN 35, joka tarkoittaa tason N lähestymistä.

Koska esillä olevassa tapauksessa on valittu taso N, ohjaus-elimet 11 osoittavat säätöohjauselinten 19 kautta hidastus-käskyn, jolloin kori vakiintuu tasolle N.

Keskuskäsittely-yksikön 31 tasolla hidastusohjaus syntyy !" nopeuden ohjearvon perusteella riippuen korin asemaindeksin lp ja tasoindeksin IN erotuksesta.

Kuviossa 6 esitetty nopeuden ohjearvo 54 muodostuu viistosta käyrästä, joka on lineaarinen ja ulottuu intervallille ZR, joka vastaa korin hidastusaluetta.

Ottaen huomioon korin siirtymissuunnan tätä hidastusaluetta ZR rajoittaa indeksi IZR, josta lähtien säätöohjauselimet on ohjelmoitu kehittämään hidastusohjeen, ja toiselta puo-; ‘ lelta aluetta rajaa tason indeksi 1^.

il 17 87641

Yleensä indeksi IgR sijaitsee hidastusindeksin Ir jälkeen, joka viritti hidastusohjeen.

Tämä vastaa säätöohjauselimillä aikaansaatavan korin hidas-tusradan lyhenemistä.

Viisto käyrä 54 hidastusalueella Zr alenee nimellisnopeudesta Vjj nopeusarvoon nolla.

Se vastaa jatkuvaa hidastumista, joka voi olla esimerkiksi 0,50 m/s2.

Keksinnön mukaan säätöohjauselimet kehittävät hidastusoh-jeen hidastusalueella ZR ainoastaan siitä hetkestä alkaen kun määrätyllä asemaindeksillä liikkuvan kappaleen nopeus on yhtä suuri tai suurempi kuin ohjenopeus.

Kuviossa 6 käyrä 56 vastaa liikkuvan esineen siirtymisno-peutta, joka on tuntuvasti suurempi kuin nopeus V^.

Tällöin elinten 19 kehittämä hidastusohje toteutuu heti kun asemaindeksi lp on saavuttanut arvon IgR eli kohdasta 57 alkaen.

Sitävastoin käyrän 58 osalta, joka vastaa nopeutta, joka on tuntuvasti pienempi kuin nopeus Vjj, moottorin hidastusohje kehitetään vasta asemaindeksista lp alkaen, jonka kohdalla liikkuvan esineen nopeus vastaa ohjenopeutta, eli kohdassa 59.

Edullisesti liikkuvan kappaleen ollessa vielä liikkeelleläh-tövaiheessa kun hidastuskäsky tulee, etenkin lyhyellä matkalla, moottorin nopeuden kiihdytysohje on voimassa siihen asti, kunnes liikkuvan esineen nopeus leikkaa ohjenopeuskäy-rän.

Tämä on esitetty kaavamaisesti kuviossa 6 katkoviivoin 18 87641 merkityllä käyrällä 60 ja kiihdytysohje pysyy voimassa pisteeseen 61 saakka, jossa se leikkaa ohjekäyrän.

Korin 2 hidastumisen ensihetkellä säätöohjauselimet 19 sulkevat tyristorit 39 ja antavat ohjeen vaiheen kääntämisestä käyttöelimissä 16.

Sen jälkeen elimet kehittävät jatkuvasti tyristoreihin vaih-televan ohjeen, joka riippuu pääasiassa asemaindeksin lp ja tasoindeksin IN välisestä erotuksesta ja liikkuvan kappaleen nopeuden ja ohjenopeuden erotuksesta.

Mieluiten ohje riippuu myös liikkuvan esineen nopeuden muutoksesta.

Moottorin 4 syötönohjaustyristoreissa 39 hidastusohje merkitsee niiden avautumisasteen muuttumista asemaindeksin lp ja korin nopeuden mukaan.

Korostettakoon, että hidastuminen tapahtuu yksinomaan sähköisesti, vaiheiden kääntymisen kautta, mikä pysyy voimassa korin pysähtymiseen saakka.

Säätöohjauselinten 19 aikaansaama hidastusohje pyrkii supis-"**·* tamaan liikkuvan kappaleen nopeuden ja ohjenopeuden välistä eroa, joka käy vähäiseksi hidastuksen loppuvaiheessa, kuten kuviosta 6 näkyy.

' : : Kuviossa 7 on esitetty kaavamaisesti liikkuvan kappaleen no- ; : peuden hidastumisen loppuvaihe.

Tästä kuviosta käy selville, että ohjekäyrä 54 ei tarkoita täsmällisesti indeksiä IN indeksien vaakasuoralla akselilla, vaan indeksiä, joka sijaitsee tuntuvasti ennen indeksiä Ijj ottaen huomioon liikkuvan kappaleen siirtymissuunnan.

Kun asemaindeksi lp saavuttaa määrättyä loppuhidastusaluet- li 19 87 641 ta ZRF rajaavan arvon, säätöohjauselimet 19 laskevat liikkuvan kappaleen todellisen nopeuden mukaan teoreettisen ajan TRp, joka tarvitaan liikkuvan kappaleen nopeuden nollaamiseksi .

Tyristorien ohjaus, joka tuli voimaan kun indeksi IRp ohitettiin, pysyy voimassa alueen ZRp alussa ja ennalta määrätyn loppuajanjakson aikana säätöohjauselimet kehittävät tyristoreille roottorin väliaikaisen stabiloimisohjeen.

Tämä ohje tarkoittaa esimerkiksi tyristorien ohjauksen de-synkronoimista sektorin taajuuden suhteen, jolloin moottorin käämeihin menee tasavirta.

Loppuajänjakso, jonka aikana tämä stabiloitumisohjaus kehitetään, on vakio ja ottaen huomioon mahdollisen eron liikkuvan kappaleen nopeuden ja ohjenopeuden välillä hidastuksen loppuvaiheessa, se vastaa likimääräisesti kolmannesta aikavälistä TRp.

Kuvio 7 esittää esimerkkinä kahta käyrää 62 ja 63, jotka sijaitsevat ohjekäyrän 54 molemmin puolin.

r‘-'- Käyrien 62 ja 63 kaareutuvat alapäät vastaavat roottorin stabilisointioh jetta.

Kun liikkuvan kappaleen nopeus on nollautunut, keskuskäsit-tely-yksikkö 31 antaa jarrun 64 lukitusohjeen.

Sen jälkeen tunnettuun tapaan ohjauselimet 11 antavat ovien avautuiniskäskyn.

Tällaisen säädetyn hidastusohjeen avulla saavutetaan taso N • tarkkuudella, joka edellä mainitussa esimerkissä on ainoas taan jokseenkin kaksi millimetriä ilman minkäänlaista nyt-V käytystä etenkään jarrutuksen viimevaiheessa.

Lisäksi sillä saadaan hidastusaika optimaaliseksi ohjeno- peuden/indeksieron ansiosta.

20 87641

Edellä kuvattua säätöohjausmenetelmää ja -laitetta käytetään edullisesti olemassaolevia laitteistoja kunnostettaessa .

Tällöin laite on riippumaton ja kuten edellä täsmennettiin se voidaan helposti liittää olemassaolevaan laitteistoon.

Etenkin elimet 19 voivat olla kotelossa elektronisena levynä, joka voidaan helposti asentaa olemassaolevaan laitteistoon .

Tämä ei tietenkään rajoita keksintöä ja keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta voidaankin käyttää myös uusissa laitteistoissa ja tällöin ohjauselimet 11, säätöohjauselimet 19 ja käyttöelimet 16 voidaan ryhmittää samaan yksikköön.

Lopuksi vielä keksintö ei koske ainoastaan hissilaitteisto-ja, vaan myös tavarannosto-, käsittely- ja varastointilait-teistoja.

Tämä selitys esitetään tietysti ainoastaan esimerkkinä ja keksintöä voitaisiin käyttää muuhunkin sen alasta poikkea-' ' matta.

Claims (10)

1. 2i 87641 X. Sähkömoottorin (1) säätöohjausmenetelmä jonkin liikkuvan kappaleen (2) siirtämiseksi pitkin määrättyä rataa (5), joka käsittää tasoja (7-10) sekä tasojen välissä olevia siirtymis-alueita, erityisesti, mutta ei ainoastaan, tavarannostolait-teen, hissin, varastointi- tai käsittelylaitteiston vaunun, jota rataa pitkin säännöllisin välein jaetuilla merkeillä (22) varustetun koodielimen (20) sekä liikkuvaan kappaleeseen (2) liitetyn lukijan (23) avulla suoritetaan ilmaisu sekä rekisteröinti liikkuvan kappaleen aseman määräämiseksi, tunnettu siitä , että I) laitteistossa a) sijoitetaan koodielin rataa pitkin sekä määrätään koodi-elimelle ainakin yksi vertailuasema (27) liikkuvalle kappaleelle (2), b) määrätään merkkien lukumäärä, joka laskijan (23) tulee laskea liikkuvan kappaleen (2) kutakin liikettä varten vertai-luasemasta (27), jossa lukija (23) on vertailumerkiksi (26) kutsuttavassa asennossa, kuhunkin mainituista tasoista (7-10), ja nämä merkkilukumäärät (In)/ joita seuraavassa sanotaan ta-soindekseiksi, varastoidaan muistiin, c) kullekin tasolle (7-10) määrätään se alue (ZR), joka tarvitaan liikkuvan kappaleen (2) hidastamiseksi, jotta se voisi pysähtyä tasolle, jota aluetta (ZR) vastaa sellainen merkkiväli ( IZr), joka ulottuu tasoindeksistä (IN) hidastusindeksiin (IR), ja tämä hidastusindeksi (IR) varastoidaan muistiin, II) liikkuvan kappaleen (2) käytössä d) joka kerta, kun liikkuva kappale (2) siirtää lukijaa, määrätään siirtosuunta ja näin ollen laskentasuunta ja siten määrätyn suunnan perusteella suoritetaan lisäys tai vähennys eli lasketaan algebrallisesti lukijan (23) kohtaamat merkit, ja tällä ylös/alaslaskennalla lasketaan niiden merkkien luku- ’ määrä, joiden ohi on kuljettu vertailumerkin (26) jälkeen, jota merkkilukumäärää seuraavassa kutsutaan liikkuvan kappaleen (2) asemaindeksiksi (Ip), e) saman lukijan avulla määrätään liikkuvan kappaleen todellinen hetkellinen nopeus, 22 87641 f) liikkuvan kappaleen (2) pysäyttämiseksi valitulle tasolle (N) tätä tasoa vastaavan hidastusalueen (ZR) saavuttamisen jälkeen, määrätään hidastusohje (54) funktiona todellisesta hetkellisestä nopeudesta ja etenkin asemaindeksin (Ip) sekä valittua asemaa edustavan taso-indeksin (IN) välisestä erotuksesta, ja g) aloitetaan moottorin sähköinen jarrutus välittömästi kun liikkuvan kappaleen todellinen hetkellinen nopeus mainitussa hidastusvyöhykkeessä (ZR) on vähintään yhtä suuri kuin ohjeen mukainen nopeus.
2. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että I) laitteistossa määrätään hidastusalueen (ZR) sisällä pienempi alue, jota kutsutaan lopulliseksi hidastusalueeksi (ZRF) , jota vastaa tietty määrä merkkejä ulottuen: lopulliseksi hidastusindeksiksi (IRF) kutsuttavasta merkistä, jonka ulkopuolella nopeus on liian alhainen, jotta lukija voisi antaa hyödynnettäviä signaaleja, aina tasomerkkiin (IN) asti, ja II) käytössä: kun ohitetaan lopullinen hidastusindeksi (IRF) , tarkistetaan viimeinen kerta liikkuvan kappaleen todellinen hetkellinen nopeus, ja funktiona tästä hetkellisestä nopeudesta ja - - siten sovellutetuista ohjeista lasketaan teoreettinen aika (TRF) , joka tarvitaan nollaksi katsottavan nopeuden saavuttamiseksi, funktiona tästä ainoastaan teoreettisesta ajasta ylläpidetään tämä ainoa ohje sähköisen jarrutuksen (54) suorittamiseksi käytännöllisesti katsoen aina mainitun ajan (TRF) loppuun saakka, ja sen jälkeen lähetetään moottorille (4) sähköinen käsky moottorin sta-biloimiseksi, ja lopuksi käytetään mekaanista jarrua (64).
3. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hidastusohje (54) määrätään siten, että se pyrkii aikaansaamaan sellaisen hidastuksen, että liikkuva 1; 23 87641 kappale saavuttaa nollaksi katsottavan nopeuden sen saapuessa pisteeseen, joka sijaitsee liikesuunnan kannalta hieman ennen tasomerkkiä.
4. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liikkuvan kappaleen (2) liikuttamiseksi määrätyltä tasolta valitulle tasolle irrotetaan mekaaninen jarru (64) ja sitten lähetetään moottorille jännitteenohjaussignaali, joka on aluksi olennaisesti nolla ja jota vähitellen kasvatetaan pienellä lisäyksellä (if) vastaten sitä lisäystä, joka tarvitaan kun liikkuva kappale aiheuttaa moottoriin (4) mukaan ottavan momentin, havaitaan asemaindeksin (lp) muutos ja mikäli tämä muutos vastaa valittua vastakkaissuuntaista muutosta, kasvatetaan lisäyksen arvoa jännitteenohjaussignaalille siten, että moottorille annetaan jännitteenohjaussignaali, joka vastaa lisäystä, joka tarvitaan mikäli liikkuva kappale (2) aiheuttaa moottoriin (4) vastaan vaikuttavan momentin.
5. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rajataan kaksi päätealuetta (44, 46) sekä välissä oleva alue (45), jotka ulottuvat liikkuvan kappaleen kahden sellaisen aseman välissä, jotka vastaavat aloitusmerkkien (42, 43) kahden lukumäärän vertailumerkkiä (26), liikkuvan kappaleen läsnäolo yhdessä näistä kolmesta alueesta rekisteröidään jatkuvasti, ja asemaindeksi (lp) käynnistetään jälleen yhden käynnis-tysmerkin (42, 43) mukaan.
6. 6. Laite liikkuvan kappaleen (2) säädetyn ohjauksen suorittamiseksi patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, joka laite käsittää muistin, joka varastoi pysähtymistasojen indeksejä, säännöllisesti jaetuilla merkeillä (22) varustetun koodielimen (20) sekä liikkuvaan kappaleeseen liitetyn lukijan (23), jonka avulla merkit voidaan ilmaista ja rekisteröidä liikkuvan kappaleen aseman määräämiseksi, tunnettu siitä, että toisaalta koodielin on 24 37641 sijoitettu pitkin liikkuvan kappaleen (2) rataa ja lukija on kaksoislukija liikesuunnan määräämiseksi, ja että toisaalta se käsittää yhdistelmänä: itse koodielimessä (20) ainakin yhden vertailumerkin (26) , joka vastaa liikkuvan kappaleen (2) vertailuasemaa (27) , elimet, jotka yhdessä kaksoislaskijan mukana toisaalta suorittavat lisäyksiä tai vähennyksiä ja näin ollen algebrallisesti laskevat lukijan (23) tapaamia merkkejä liikkuvan kappaleen (2) liikkuessa vertailumerkistä, ja jotka toisaalta laskevat liikkuvan kappaleen todellisen hetkellisen nopeuden, elimet (29) liikkuvan kappaleen asemaindeksin (lp) laskemiseksi lisäämällä/vähentämällä merkkejä ja laskemalla sitten vertailumerkki (26).
7. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää: käsittelyelimet (31), jotka, progressiivista jarrutus-jännitettä koskevan käskyn lähettämiseksi moottorille tietyssä merkkien (IZR) välissä, joka vastaa hidastusaluetta, määräävät mainitun käskyn perustuen moottorin asemaindeksin (lp) ja tasoindeksin (IN) . . väliseen eroon sekä liikkuvan kappaleen nopeuden sekä vastaavan asemaindeksin (lp) oloarvonopeuden väliseen eroon.
8. 8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää: elimet (36) käynnistävän jännitteenohjaussignaalin lähettämiseksi sähkömoottorille (4), joka signaali on aluksi olennaisesti nolla Ja sitten kasvatetaan vähitellen pienellä lisäyksellä (if), joka vastaa sitä lisäystä, joka tarvitaan jos liikkuva kappale (2) vaikuttaa moottoriin (4) mukaan ottavalla momentilla, elimet (28) asemaindeksin ensimmäisen vaihtelun analysoimiseksi, ja elimet lisäyksen arvon kasvattamiseksi, mikäli asemain-deksi muuttuu valittuun suuntaan nähden vastakkaiseen, ii 25 87641 suureen lisäysarvoon (if), joka vastaa sitä lisäystä, joka tarvitaan mikäli momentti on vastakkaissuuntainen.
9. 9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että se käsittää: koodinauhassa (21) ainakin kaksi käynnistysmerkkiä (42, 43), jotka rajoittavat kaksi äärialuetta (44, 46) sekä välissä olevan alueen (45) ja liikkuvassa kappaleessa (2) elimet (47, 48), jotka pysyvästi rekisteröivät liikkuvan kappaleen (2) läsnäolon jossakin näistä kolmesta alueesta (44, 45, 46).
10. 10. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että se käsittää ottosovittimen (40) olemassa olevan laitteiston ohjauselimistä (11) tulevia liikkellelähtökäskyjä ja hidastuskäskyjä varten sekä antosovittimen (41) mainitun laitteiston moottorin (4) käyttöelimille (16) lähetettäviä käskyjä varten.