SE1050181A1 - Kraftförsörjningssystem vid kuggstångsburna hissar och förfarande för kraftförsörjning av sådana. - Google Patents

Abstract

14 SAM MANDRAG Uppfinningen avser ett kraftförsörjningssystem vid en hiss av det slag där ett drivmaskineri är uppburet av en lastbärare (1, 2) och medelst kugghjul och kuggstång driver lastbäraren längs en bana utefter en mast (5), och lastbärarens drivmaskineri försörjs med ström från en grundnivåenhet. För att åstadkomma ett effektivare system utmärker sig uppfinningen genom att; f) g) h) j) en i drivmaskineriet ingående elektriskt verksam elmotor (3, 4) anordnad att drivalastbäraren (1, 2) i en första och andra riktning längs masten (5) och vid drivningav lastbäraren i en andra motsatt riktning generera elenergi genom regeneratoriskdrift av elmotorn, ett i grundnivåenheten ingående energilagringssystem (10) omfattande ettenergilager (11) för lagring av energi, ett i grundnivån anordnat huvudkraftnät (12) från vilket elenergi kan uttas, en strömöverförande buss (13, 13') med vilken elenergi kan överföras mellanlastbärarens (1, 2) drivmaskineri, energilagringssystemet (10) och detkraftgenererande huvudkraftnätet (12), ett styr- och kontrollsystem (17) för kontroll och styrning av elenergiflöden mellanlastbärarens elmotor (3, 4), grundnivåns energilager (11) och huvudkraftnätet (12). W:\Other_Casedocuments\Patent\P409-\P40904574SE00\100219 besk.doc

Description

15 2D 25 30 35 2 att den kuggstångsurna hissens begränsade möjligheter att utbalansera hisskorgens potentiella energi med en motvikt leder till att det krävs såväl kraftfulla elmotorerna som elkraftkablar med relativt stor tvärsnittsarea för att klara att leverera erforderliga strömstyrkor till hissens drivmotorer.

Den största momentana kraften behövs i startögonblicket, dvs. under körcykelns inledande del när hisskorgen accelereras. När hisskorgen uppnått konstant hastighet sjunker effektbehovet. lägesenergi (potentiella energi) vid rörelse en motvikt. Kuggstångsburna hissar saknar Hos konventionella motviktsförsedda hissar utbalanseras hisskorgens vanligen denna möjlighet utan lägesenergin måste hela tiden övervinnas av kraflförsörjningssystemet vilket givetvis ställer stora krav på detta. Den energi eller kraft som genereras när hisskorgen rör sig med nämnda konstanta hastighet nedåt och bromsas (retarderas) bringas vanligen avgå som värme i separata resistorer (bromsresistorer) eller matas tillbaka in på kraftnätet genom s.k. generativ bromsning och nätåtermatning. Vid en jämförelse med konventionell motviktsförsedd hiss producerar på motsvarande sätt när hisskorgen rör sig nedåt en kuggstångsburen hiss väsentligt mer energi än en konventionell hiss utrustad med motvikt.

Kuggstångsdrivna hissar används inte sällan vid uppförande av byggnadsverk på platser som saknar elström och infrastruktur av kraftverk vilket innebär att som huvudkraftgeneratorer används alternativa energikällor som exempelvis dieselaggregat. Det bör underförstås att det av en mängd aspekter skulle vara önskvärt att kunna reducera såväl storlek som kostnad hos den kraftalstrande utrustningen. Till detta kan också nämnas att längden hos den mast som används hos föreliggande typ av kuggstångsburen hiss är, för att kunna varieras till sin längd, bildad av ett antal på varandra stapel- och monterbara sektioner. Som en följd härav måste givetvis även elkraftkabeln ges anpassad längd för att kunna följa hisskorgen hela vägen upp längs masten. Därtill kan det nämnas att kuggstångsburna hissar vanligen är avsedda att användas för icke permanent bruk inom byggnadsindustrin, dvs. när ett byggnadsverk är uppfört demonteras hissen.

Det bör underförstås att den kuggstångsurna hissens begränsade möjligheter att utbalansera hisskorgens lägesenergi genom dess avsaknad av motvikt leder till att det krävs mycket kraftfulla elmotorer och tillhörande elektrisk utrustning såsom elkraftkablar med relativt stor tvärsnittsarea för att klara att leverera erforderliga strömstyrkor till hissens drivmotorer, framförallt vad gäller under startögonblicket eller den s.k. accelerationsfasen.

När hisskorgen körs till en viss nivå uppför masten ökar dess lägesenergi följande formeln; (Ep°i=mgh; där m=massan, h=lyfthöjden och g=tyngdaccelerationen). l avsaknad av motvikt har lägesenergin hos en hisskorg som lyfts till en bestämd höjd ökat väsentligen varvid hissen tillförts stora energimängder via kraftförsörjningssystemet. Det bör inses att i W:\Other_Casedocum ents\Patent\P409-\P40904574SE00\100219 besk.doc 10 15 20 25 30 35 3 hisskorgens upphöjda läge sett förefinns den tillförda energin samlad i hisskorgen som lägesenergi.

Förutom nämnda höga hisshöjder är det givetvis också ett problem att effekt, kraftförsörjningssystem måste dimensioneras utgående från den högsta mest kritiska effekt hissmotorerna bara periodvis driver hissen med full emedan hissens som normalt bara krävs under vissa korta perioder av driften, framförallt i startögonblicket men även under det att hissen rör sig uppåt längs masten. Den största momentana kraften behövs emellertid i startögonblicket, dvs. under körcykelns inledande del när hisskorgen aocelereras. När hisskorgen uppnått konstant hastighet sjunker effektbehovet väsentligt. Hos konventionella motviktsförsedda hissar utbalanseras förändringar i hisskorgens lägesenergi (potentiella energi) vid rörelser medelst en motvikt. Kuggstångsburna hissar saknar vanligen denna möjlighet utan lägesenergin måste hela tiden övervinnas av kraftförsörjningssystemet vilket givetvis ställer väsentliga krav på detta. Enorma mängder energi genereras när en kuggstångsdriven hisskorg under bromsning (retardation) rör sig nedåt längs masten. Den lägesenergi som därvid avgår från hisskrogen omvandlas vanligen till värmeenergi i separata resistorer (bromsresistorer) eller matas tillbaka in på kraftnätet genom s.k. regenerativ bromsning. Det bör inses att vid en jämförelse med konventionella motviktsförsedda hissar producerar en kuggstångsdriven hiss väsentligen större mängd energi vid rörelse nedåt på grund av avsaknad av motvikt. Tidigare försök att utrusta kuggstångsburna hissar med motvikt har varit mindre framgångsrika, framförallt beroende på komplicerade konstruktioner och det merarbete som motviktsarrangemanget innebär vid monterings- och demonteringsarbete med hissen.

Eftersom kraftförsörjningssystemet och tillhörande el-anläggningar måste dimensioneras för att klara den högsta uteffekt som krävs under korta perioder, medan en uppträdande standardbelastning ställer väsentligt mindre krav på kraftanläggningens kapacitet, kommer överbelastningsskydd, ledningssystem och övrig utrustning i förbrukarkretsen inte utnyttjas fullt ut med avseende på utrustningens kapacitet. Som ett led i detta blir investeringskostnaden för kraftförsörjningssystemen betydande och mer omfattande än nödvändigt samt ur kostnadssynpunkt ineffektiv. l fig. 1, 1a och fig. 2 visas exempel på känd teknik varvid av tydlighetsskäl används samma hänvisningsbeteckningar som de som visas i efterföljande fig. 3 - 6, men ökade med en faktor hundra för att tydliggöra att det handlar om samma eller liknande detaljer som de som beskrivs i uppfinningen. l fig. 1 och 1a visas hur ett i en huvudkraftgenerator 120 ingående allmänt kraftnät 115 matar trefas växelström till en transformator 116 för nedtransformering till lämplig spänningsnivå. Via en AC-buss 113 och en trefas elkraftkabel 113' försörjs en av en första och andra hisskorg 101, 102 uppburen trefas elmotor 103, 104 med elektrisk energi.

W:\Other_Casedocuments\Patent\P409-\P40904574SEOO\100219 besk.doc 10 15 20 25 30 35 4 Hisskorgarna 101, 102 är kuggstångsburna och körbara längs en mast 105 genom samverkan mellan ett av respektive elmotor 103, 104 drivet kugghjul 111 och en på masten anordnad kuggstång 112. Den valda hastigheten vid höjning och sänkning styrs genom lämplig frekvensomriktning av elmotorn 103, 104. När en hisskorg 101, 102 under inbromsning rör sig nedåt längs masten 105 genereras ett omvänt eller motriktat AC växelströmsflöde i elmotorn 103, 104. Det motriktade AC strömflödet vid nämnda s.k. generatoriska bromsning leds tillbaka till kraftnätet 120.

I fig. 2 visas ett exempel däri huvudkraftgeneratorn 120 ingår ett dieselaggregat 125 avsett att användas som kraftkälla. Dieselaggregatet 125 är mekaniskt sammankopplat med en AC kraftgenerator 126. Den av kraftgeneratorn 126 avgivna AC växelströmmen försörjer respektive hisskorgs 101, 101 elmotorer 103, 104 med AC växelström via en elkraftkabel 113' och från och från denna punkt är systemet detsamma som det som beskrivits i fig. 1.

När någon av hisskorgarna 101, 102 rör sig nedåt längs masten 105 genereras ett omvänt eller motriktat AC växelströmsflöde i motorn.

Ett första huvudsyfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett effektivare kraftförsörjningssystem för kuggstångsburna inte minst i ändamål att reducera energiförbrukning och märkeffektbehov för genset. Ett andra syfte är att åstadkomma ett system som underlättar härbärgerandet och tyngden från elkraftkabeln som försörjande elmotorerna med ström sträcker sig från grundnivåenheten till hisskorgen. Ett tredje syfte med uppfinningen är att åstadkomma ett kraftförsörjningssystem för kuggstångsburna hissar som är enkelt användbart tillsammans med valbar typ av huvudkraftgenerator, kan återvinna och lagra en väsentlig mängd energi genom generatorisk bromsning när hisskorgen rör sig nedåt som kan användas senare framförallt i startögonblicket, dvs. under körcykelns inledande del när hisskorgen accelereras. Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma ett förfarande som medger en effektivare kraftförsörjning av kuggstångsburna hissar samt att kraven på de genset som används kan minskas.

Dessa syften med uppfinningen uppnås genom ett kraftförsörjningssystem som uppvisar de särdrag och kännetecken som anges i patentkravet 1, ett förfarande som uppvisar de särdrag och kännetecken som anges i patentkravet 10 samt ett användande av en DC-buss som kraftkabel för kraftförsörjning av kuggstångsburna hissar som anges i patentkravet 1 1.

Bland fördelarna med att utnyttja en DC-buss som en del av en kraftkabel för strömförsörjning av drivmaskineriet från grundnivån kan nämnas att det gör det möjligt att överföra ström med lägre resistans- och dielektriska förluster än med växelström vid motsvarande effekter. Fördelarna blir särskilt stora om drivströmmen härvid utgörs av en högspänd likström. En typisk DC-transmissionskabel inkluderar ledare och isolationsskikt. En växelspänning ger även upphov till kapacitetsförluster vilka kan undviks med en DC likström W:\Other_Casedocuments\Patent\P409-\P40904574SEOO\100219 besk.doc 10 15 20 25 30 35 5 som drivström. Som ett resultat av utnyttjandet av en DC-buss som kraftkabel kan nämnas att kabelns dimensioner kan hållas nere vilket minskar såväl kabelns tyngd som problemen med härbärgerandet av hela kraftkabellängden vid försörjning av effektstarka elmotorer med drivström. Ytterligare en fördel med att utnyttja DC-buss arkitektur med en positiv och negativ sida är att det gör det möjligt att genom parallellkoppling valbart ansluta olika typer av elektriska direkt till energilagringssystem, alternativa kraftgenererande huvudkraftnät eller ett bromsmotstånd direkt till nätet.

I ett utförande kan hisskorgens 1, 2 elektriska drivmotor 3, 4 vara vald från en grupp utrustningar kraftförsörjningssystemet exempelvis ett bestående av; frekvensstyrda motorer, AC växelströmmotorer och DC likströmsmotorer.

I ett alternativt utförande kan det kraftgenererande huvudnätet 12 innefatta en kraftkälla stirlingmotorer, 15; 25 vald från någon av följande; dieselmotorer, AC-elnät, turbinmotorer, ottomotorer, vindkraftverk eller bränsleceller, solceller, kombinationer av dessa.

I ett alternativt utförande kan styrenheten vara vald från någon av följande; en analog apparat, ett programmerbart styrsystem PLC, eller en dator. l det följande kommer ett utföringsexempel av uppfinningen att beskrivas närmare med hänvisning till bifogade ritningar på vilka; Fig.1 visar schematiskt ett blockdiagram av ett känt till ett allmänt kraftnät anslutet kraftförsörjningssystem för kuggstångsburna hissar arrangerade parvis är körbara längs en gemensam mast, s.k. dubbelkorg; Fig. 1 a visar en vy framifrån och mer i detalj drivaggregatet som ingår i en kuggstångsdriven hiss av det slag som visas i fig. 1, Fig. 2 visar schematiskt ett blockdiagram av kraftförsörjningssystemet enligt fig. 1 men i ett utförande med ett dieselmotordrivet generatoraggregat s.k. genset; Fig. 3 visar schematiskt ett blockdiagram av kraftförsörjningssystem enligt uppfinningen som, för kraftförsörjning av kuggstångsburna hissar som parvis är körbara längs en gemensam mast (s.k. dubbelkorg), är anslutet till ett allmänt kraftnät; Fig. 4 visar schematiskt ett blockdiagram av ett kraftförsörjningssystem enligt fig. 3 men i ett utförande med ett dieselmotordrivet generatoraggregat, s.k. genset; Fig. 5 visar schematiskt i form ett blockdiagram av ett kraftförsörjningssystem enligt fig. 3, men med ett energilagringssystem i form av en superkondensator; Fig. 6 visar schematiskt i form ett blockdiagram av ett kraftförsörjningssystem enligt fig. 3, men med ett energilagringssystem i form av ett batteri, Fig. 7 visar schematiskt i form av en graf energibehovet hos en känd kuggstångsburen hiss i olika steg A-F av en körcykel; och W:\Other_Casedocum ents\Patent\P409-\P40904574SEOO\100219 besk.doc 10 15 20 25 30 35 6 Fig. 8 visar schematiskt i form av en graf motsvarande fig. 7 energibehovet vid utnyttjande av ett kraftförsörjningssystem enligt föreliggande uppfinning; Med hänvisning till fig. 3 - 6 visas schematiskt ett hissystem innefattande två kuggstångsburna hissar 1 och 2 för transport av passagerare eller gods, varvid varje hiss innefattar en lastbärare i form av en hisskorg som medelst en av denna uppburen elmotor 3, 4 och transmission med roterbar axel inbegripande ett kugghjul är körbar längs en bana i form av en mast 5 försedd med en kuggstång (se fig. 1a). Vardera hisskorgen 1, 2 uppbär en omriktare 6, 7 för omvandling av DC likström till AC växelström anpassad för drift av elmotorn. Nämnda respektive elmotor är lämpligen av trefastyp, exempelvis med märkspänningen 380-500 V och frekvensen 50 eller 60 Hz. I fig. 3-5 visas det föreliggande kraftförsörjningssystemet införlivat som en del av de båda i sig kända utföranden som visas i fig. 1, 1a och 2. l kraftförsörjningssystemet ingår ett allmänt med 10 betecknat energilagringssystem som med ett energllager 11 beläget på en grundnivå kan absorbera och lagra energi som alstras genom regenerativ drift när någon av hisskorgarna 1, 2 retarderas under rörelse nedåt längs masten 5, dvs. när lägesenergin minskar och omvandlas till elenergi i elmotorn.

När någon av hisskorgarna 1, 2 genom inverkan av drivaggregatet med den av hisskorgen uppburna AC växelströms drivmotorn 3 respektive 4 rör sig uppåt längs masten 5 tillförs elmotorn den i energilagret 11 lagrade energin för att åstadkomma en höjning av hisskorgens lägesenergi. Förutom lagrad energin i energilagret 11 tas eventuell ytterligare energi som erfordras, antingen från ett allmänt med 12 betecknat kraftgenererande huvudkraftnät vilket exempelvis kan utgöras av ett allmänt på en grundnivå beläget elkraftnät eller från det i fig. 2 visade dieselaggregatet med tillhörande kraftgenerator. Elkraft tillförs elmotorerna 3, 4 under hisskorgarnas 1, 2 rörelse uppåt längs masten 5 varvid hisskorgarnas lägesenergi ökar, samt alstras elkraft genom s.k. regenerativ bromsning av elmotorn under hisskorgarnas 1, 2 rörelse nedåt längs masten, varvid lägesenergin minskar. Under hisskorgarnas 1, 2 bromsande rörelse nedåt längs masten 5 àtervinns och samlas elenergi som erhållits genom regenerativ drift i det på en grundnivå belägna energilagret 11. Med grundnivå avses allmänt den längst ned belägna nivå efter en bana som en hisskorg normalt befinner sig på eller den nedre nivå från vilken elkraft leds upp till hisskorgens drivmaskineri.

I fig. 3 och 4 visas energilagringssystemet 10 omslutet med punktstreckad konturlinje och anslutet parallellt till en DC buss med en positiv sida 13 och en negativ sida 13'. Till DC-bussens positiva och negativa sida 13, 13' är också det kraftgenererande huvudkraftnätet 12 anslutet. Nämnda kraftgenererande huvudkraftnät 12 omfattar allmänt ett elkraftnät 15 från vilket matas en trefas växelström till en transformator 16 för nedtransformering till lämplig spänningsnivå. Växelströmmen omvandlas till DC likspänning av en omriktare 16 som är ansluten till ovan nämnda DC buss 13, 13'. De respektive W:\Other_Casedocum ents\Patent\P409-\P40904574SE00\100219 besk.doc 10 15 20 25 30 35 7 hisskorgarnas 1, 2 trefas AC drivmotorer 3, 4 är anslutna till DC bussen 13, 13' via omriktare 6, 7 och en DC-kraft- eller transmissionskabel 14 sträckande sig mellan nämnda omriktare och DC bussen. Som ett alternativ skulle DC-kraft eller transmissionskabeln 14 kunna utgöras av en på masten 5 fastsatt och längs denna löpande strömskena eller liknande. Som framgår av fig. 1 kan drivmotorerna 3, 4 erhålla ström valbart från antingen energilagringssystemet 10 eller från det kraftgenererande huvudkraftnätet 12 eller som en kombination av nämnda båda kraftleverantörer.

Kraften till och från de respektive enheter som är anslutna till DC-bussen 13, 13' styrs och kontrolleras medelst ett styrsystem 34, exempelvis en programmerbar logisk styrkrets s.k. PLC eller dator som via kanaler 35, 36, 36, exempelvis i form av radiolånk eller tråd 35, står i förbindelse med en respektive omriktare 6, 7, 17, 20. Det här beskrivna och visade kraftsystemet innehåller dessutom en dynamisk bromresistor 18 som medelst en strömställare 19 kan inkopplas så att när någon av hissarna 1, 2 rör sig nedåt längs masten 5 och lägesenergin minskar kommer genom generativ bromsning alstrad energi att återföras till DC-bussen och därifrån valbart att ledas antingen till bromsresistorn för att avgå som värme eller till energilagringssystemet 10 för lagring och senare användning. För kontroll och övervakning av DC-bussens spänningsnivåer skulle lämpligen en s.k. buck-boost krets eller liknande kunna anordnas mellan DC-bussen 13, 13' och energilagringssystemet 10.

Energilagringssystemet 10 innefattar en omriktare 20, en trefas induktionsmotor 21 och ett energilager 11 i form av ett svänghjul 22. lnduktionsmotorn 22 kan exempelvis utgöras av en traktionsmotor, dvs. en trefas synkronmotor med permanentmagneter. När någon av hisskorgarna 1, 2 rör sig nedåt genom inverkan av tillhörande elmotor 3, 4 lagras energi i svänghjulet 22 vilket sker som en följd av att den av hisskorgen 1, 2 uppburna elmotorn 3, 4 reverseras och fungerar då som en generator. Härvid omvandlas genererad AC växelström från hissmotorn till DC likström via omriktaren 6, 7 vilken likström efter passage genom DC-bussen leds till energilagringssystemet 10 vilket mottar och lagrar den erhållna potentiella energin som kinetisk energi i det som energilager 11 utnyttjade svänghjulet 22 genom att detta accelereras medelst motorn 21. Den kinetiska energin i svänghjulet 22 kan därefter vid behov av kraft, omvandlas till elektrisk som kan användas av någon av de båda hissarna 1 och 2.

Det bör inses att vid hissapplikationer av det slag som här beskrivs varvid kuggstångsburna hissar är arrangerade parvis körbara längs en gemensam mast, s.k. dubbelkorg erhålls den fördelen att den regenerativa bromsenergi (i upplyft läge samlade lägesenergi) som återvinns av när den ena hlssens 1 drivmotorer när den rör sig nedåt kan lagras i energilagringssystemet 10 för att användas av den andra hisskorgens 2 drivmotorer när den rör sig uppåt. På detta sätt kommer hisskorgarna i en dubbelkorg av föreliggande beskrivna typ att fungera på ungefär samma sätt som motvikten vid konventionella hissar där W:\Other_Casedocuments\Patent\P409-\P40904574SEO0\100219 beskdoc 10 15 20 25 30 35 8 i energilagret 11 samlad och återvunnen lägesenergi från den ena hisskorgen 1 utnyttjas vid acceleration och körning uppåt längs masten av den andra hisskorgen 2, och vice versa. På så sätt kan de båda hisskorgarnas 1, 2 lägesenerginivåer utbalanseras genom inbördes energiöverföring, framförallt under accelerationsfasen är detta mycket intressant eftersom det innebär att det kraftgenererande huvudnätet 12 bara behöver leverera en begränsad del av den strömstyrka som normalt skulle krävas under den kritiska accelerationsfasen av hisskorgen (se även fig. 7-8). Den fördelen att huvudkraftaggregatet 12 bara behöver leverera en bråkdel av den energi som normalt krävs under accelerationsfasen innebär att det externa kraftsystemet väsentligen kan neddimensioneras.

I fig. 4 visas det kraftgenererande huvudkraftnätet 12 i ett alternativt utförande där ett dieselaggregat 25 används som kraftkålla. Dieselaggregatet 25 är mekaniskt sammankopplat med en AC kraftgenerator 26. Den av kraftgeneratorn 26 avgivna AC växelströmmen omvandlas till DC likström med lämplig frekvens medelst en omriktare 27 och leds in på DC-bussen via den positiva 13 och negativa sidan 13”.

I fig. 5 visas energilagringssystemet 10 i ett alternativt utförande innefattande ett energilager 11 i form av en superkondensator 27 i vilken under någon av hisskorgarnas 1, 2 rörelse nedåt längs banan 5 och generativ bromsning erhållen potentiell energi kan lagras.

Förutom nämnda superkondensator 27 ingår i en första grenledning en diod 28 och en laddningsomkopplare 29 varvid grenledningen är ansluten parallellt över DC-bussens positiva sida 13 och negativa sida 13”. Vidare finns en andra grenledning med en omkopplare 30 som när den sluts förmår superkondensatorn 27 att urladdas. Dioden 28 tillåter ström bara att ledas i en riktning för laddning av superkondensatorn 27 varvid urladdning ej kan ske via nämnda första genledning med dioden 28. När den första grenledningen är sluten ökar superkondensatorns 27 spänning så att den så småningom överstiger spänningen över en i DC-bussens ingående kondensator 31. Eftersom spänningen över superkondensatorn 27 är högre än över DC-bussens kondensator 31 kan superkondensatorn anslutas för leverans av ström till någon av hissarnas 1, 2 drivmotorer 3, 4 via respektive omformare 6, 7 vilket i praktiken sker genom att den andra grenledningen sluts medelst omkopplaren 30. l fig. 6 visas energilagringssystemet 10 i ett alternativt utförande innefattande ett energilager 11 i form av ett batteri 32 som, för lagring av energi och utmatning av nämnda energi iform av en DC likström, manövreras medelst en omkopplare 33.

Med hänvisning till fig. 7 visas schematiskt i form av en graf energibehovet hos en kuggstångsburen hiss i olika steg A-F av en körcykel varvid block A motsvarar elförbrukningen vid acceleration av hisskorgen 1, 2 till en bestämd hastighet i en rörelseriktning uppåt längs masten 5. Block B motsvarar strömförbrukningen när hisskorgen 1, 2 ökar sin lägesenergi genom att röra sig med konstant hastighet uppåt längs masten.

W:\Other_Casedocuments\Patent\P409-\P40904574SEOO\100219 besk.doc 10 15 20 9 Block C motsvarar energiförbrukningen vid retardation och stopp av hisskorgen 1, 2. Block D representera omvänd effekt eller återförande av lägesenergi för lagring vid acceleration nedåt av hisskorgen 1, 2. Block E representerar omvänd energiförbrukning vid rörelse med konstant hastighet nedåt och block F representerar omvänd energiförbrukning vid retardation och stopp av hisskorgen 1, 2 under rörelse nedåt.

Fig. 8 visar grafiskt den strömförbrukning som kan uppnås enligt principerna för föreliggande uppfinning varvid strömförbrukningen illustreras som konstant över tiden i det skrafferade blocket och erhålls genom att lagrad potentiell energi från regeneratorisk motordrift återförs såsom överlagrad ström på den ström som förbrukas i fig. 7. Grafen är avsedd att ge ett exempel på hur återförd och i energilagringssystemet 10 lagrad resteffekt som erhålls vid inbromsning av hisskrogen vid rörelse nedåt och som överförd lägesenergi lagras i exempelvis i energilagringssystemets svänghjul 22 som kinetisk energi kan återföras vid tidpunkteri hissarnas 1, 2 körcykel när den kraft som erfordras är som störst, exempelvis i startögonblicket när hisskorgen accelereras. Det bör vidare underförstås att i likhet med vad som anges i den allmänna energilagen kan i princip den samlade energin i kraftförsörjningssystemet betraktas som konstant varvid den enda energi som konsumeras är den som avgår på grund av uppträdande mekaniska och elektriska förluster.

Uppfinningen är begränsad till det ovan beskrivna och det på ritningarna visade utan kan ändras och modifieras på en rad olika sätt inom ramen för den i efterföljande patentkrav angivna uppfinningstanken.

W:\Other_CaSed0CumentS\Patent\P409-\P40904574SE00\100219 beSk.d0c

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 35 1. a) b) d) 10 PATENTKRAV Kraftförsörjningssystem vid en hiss av det slag där ett drivmaskineri är uppburet av en lastbärare (1, 2) och medelst kugghjul (111) och kuggstång (112) driver lastbäraren längs en bana på en mast (5) i en första och andra riktning samt att en i lastbärarens drivmaskineri ingående elmotor (3, 4) försörjs med ström från en grundnivåenhet,, k ä n n e t e c k n a t av att det innefattar; en i drivmaskineriet ingående elektriskt verksam elmotor (3, 4) anordnad att driva lastbäraren (1, 2) i en första och andra riktning längs masten (5) och vid drivning av lastbäraren i en andra motsatt riktning generera elenergi genom regeneratorisk drift av elmotorn, ett i grundnivåenheten ingående energilagringssystem (10) omfattande ett energilager (11) för lagring av energi, ett i grundnivån anordnat huvudkraftnät (12) från vilket elenergi kan uttas, en strömöverförande buss (13, 13') med vilken elenergi kan överföras mellan lastbärarens (1, 2) drivmaskineri, energilagringssystemet (10) och det kraftgenererande huvudkraftnätet (12), ett styr- och kontrollsystem (17) för kontroll och styrning av elenergiflöden mellan lastbärarens elmotor (3, 4), grundnivåns energilager (11) och huvudkraftnätet (12). Kraftförsörjningssystem enligt kravet 1, innefattande en elkraftkabel (14) arrangerad hängande i lastbäraren (1, 2) för överförande av ström mellan lastbärarens (1, 2) elmotor (3, 4), energilagringssystemet (10) och det kraftgenererande huvudkraftnätet (12). Kraftförsörjningssystem enligt kravet 2, varvid den strömöverförande bussen (13, 13') innefattar en DC buss och att elkraftkabel (14) arrangerad hängande i lastbäraren omfattar en DC-transmissionskabel med ledare och isolationsskikt. Kraftförsörjningssystem enligt något av kraven 1 - 3, varvid elmotorn (3, 4) innefattar någon av följande; frekvensstyrda motorer, AC växelströmmotorer och DC likströmsmotorer Kraftförsörjningssystem enligt kravet 3 eller 4, varvid elmotorn (3, 4) är av AC induktiv trefastyp med en tillordnad och likaledes av lastbäraren (1, 2) uppburen omriktare (6, 7) för växelriktning av den från DC bussen levererade likströmmen. W:\Other_Casedocuments\Patent\P409-\P40904574SEOO\100219 besk.doc 10 15 20 25 30 35 10. 11. 12. a) 11 Kraftförsörjningssystem enligt något av kraven 3 - 5, innefattande en dynamiskt verksam bromsresistor (18) som medelst en omkopplare (19) är inkopplingsbar mellan DC-bussens positiva (13) och negativa anslutning (13') varvid vid regeneratorisk drift alstrad elenergi kan bringas avgå som värme från bromsresistorn. Kraftöverföringssystem enligt något av kraven 3 - 6, varvid DC-bussen överför den vid regeneratorisk drift alstrade DC likströmmen till energilagringssystemet (10) för ökning av den i energilagret (11) lagrade energin när lastbäraren (1, 2) minskar sin lägesenergi genom att röra sig nedåt längs banan (5). Kraftöverföringssystem enligt något av kraven 1 - 7, varvid huvudkraftnätet (12) innefattar en kraftkälla (15; 25) vald från en grupp av någon av följande; dieselmotorer, bränsleceller, solceller, AC-elnät, vindkraftverk eller kombinationer av dessa. Kraftöverföringssystem enligt något av kraven 1 - 8, varvid energilagringssystemet (10) innefattar en energilager (11) vald från en grupp av någon av följande; ett batteri (32), en superkondensator (27), ett svänghjul (22) eller kombinationer av dessa. Kraftöverföringssystem enligt något av kraven 1 - 9, varvid styr- och kontrollsystemet (17) innefattar en styrenhet vald från en grupp av någon av följande; en analog apparat, ett programmerbart styrsystem PLC, eller en dator. Kraftöverföringssystem enligt något av kraven 1 - 10, varvid hissen är av det slag där nämnda lastbärare (1, 2) utgörs ett system med s.k. dubbelkorg, som är körbara längs banor som löper parallellt med varandra på en gemensam mast (5) och att vid regenerativ bromsning, energi som erhålls från den ena lastbärarens (1) drivmotor (3) lagras i energilagret (11) och âterförs och används av den andra lastbärarens (2) drivmotor (4) när den accelereras i riktning uppåt längs banan. Förfarande för kraftförsörjning av hissar av det slag där ett drivmaskineri är uppburet av en lastbärare (1, 2) och medelst kugghjul (111) och kuggstång (112) driver lastbäraren längs en bana på en mast (5) i en första och andra riktning samt att en i lastbärarens drivmaskineri ingående elmotor (3, 4) försörjs med ström från en grundnivåenhet, k ä n n e t e c k n a t av att det innefattar följande operationers steg; att en lastbärare (1, 2) anordnas, W:\Other_Casedocuments\Patent\P409-\P40904574SE00\100219 besk.doc 10 15 20 25 30 35 b) d) G) s) h) 13. 14. 15. 16. 12 att lastbärarens (1, 2) drivmaskineri tillordnas en elmotor (3, 4) som tillåter lastbäraren att köras i en första och en andra riktning längs masten (5) och vid körning av lastbäraren i nämnda andra riktning nedåt alstra elenergi genom regeneratorisk drift av elmotorn, att ett huvudkraftnät (12) för levererande av elenergi anordnas på en grundnivå, att ett energilagringssystem (10) omfattande ett energilager (11) för lagring av energi anordnas på en grundnivå, att en buss anordnas för överförande av elenergi mellan dels den av lastbäraren (1, 2) uppburna elmotorn (3, 4), det på grundnivån anordnade energilagret (11) och det på grundnivån belägna huvudkraftnätet (12), att ett styr- och kontrollsystem (17) anordnas för kontroll och styrning av elenergiflöden mellan lastbärarens (1, 2) elmotor (3, 4), grundnivåns energilager (11) och det kraftgenererande huvudkraftnätet (12), att lastbärarens (1, 2) genom regeneratorisk drift tillordnas att leverera lägesenergi vid körning nedför masten (5) och att därvid erhållen elenergi leds via bussen till energilagret (1 1) för lagring, och att lastbäraren (1, 2) tillordnas öka sin lägesenergi vid acceleration eller rörelse uppför masten (5) genom inverkan av elenergi som hämtas från energilagret (11). Förfarande enligt kravet 11, varvid elenergin överförs som en DC likström mellan elmotorn (3, 4) och det på grundnivån anordnade energilagret (11). Förfarande enligt kravet 12, varvid DC likströmmen överförs via en DC-kraft- eller transmissionskabel (14) arrangerad hängande i lastbäraren (1, 2) och sträckande sig nedåt, alternativt medelst en på masten (5) fastsatt och längs denna löpande strömskena. Förfarande enligt något av kraven 13 - 14, varvid som elmotor (3, 4) väljs en växelströmsdriven induktiv AC elmotor och att hisskorgen (1, 2) anordnas uppbärande en omriktare (6, 7) för omvandling av DC likström till AC växelström anpassad för drift av AC elmotorn. Förfarande enligt något av kraven 12 - 15, varvid hissen anordnas som en dubbelkorg med lastbärare är parvis löpande på en gemensam mast (5) och att vid regenerativ bromsning elenergi som erhålls från den ena lastbärarens (1) drivmotor (3) när lastbäraren rör sig nedåt, lagras i energisystemet (10) samt återförs och W:\Other_Casedocuments\Patent\P409-\P409045?4SE00\100219 besk.doc 10 15 20 17. 18. 19. 20. 13 används av den andra lastbärarens (2) drivmotor (4) när denna lastbärare accelereras i riktning uppåt längs masten. Förfarande enligt något av kraven 12 - 16, varvid energilagret (11) väljs från en grupp av någon av följande; ett batteri (32), en superkondensator (27), ett svänghjui (22) eller kombinationer av dessa. Förfarande enligt något av kraven 12 - 17 varvid huvudkraftnätet (12) väljs från en grupp av någon av följande; dieselmotorer, turbinmotorer, stirlingmotorer, ottomotorer, bränsleceller, solceller, AC-elnät, vindkraftverk eller kombinationer av dessa. Förfarande enligt något av kraven 12 - 18, varvid styr- och kontrollsystemet (17) väljs från en grupp av någon av följande; en analog apparat, ett programmerbart styrsystem PLC, eller en dator. Användande av en kombination av en DC buss och en DC-transmissionskabel (14) för överförande av ström till elmotorn (3, 4) hos en lastbärare (1, 2) av det slag som anges i ingressen till patentkravet

1. W:\Other_Casedocum ents\Patent\P409-\P409045748E0O\100219 besk.doc