DE1298689B - Adjustable drive for elevators - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen regelbaren Antrieb für Aufzüge mit einem eintourigen oder polumschaltbaren Drehstromasynchronmotor mit Kurzschlußläufer und mit eines Regeleinrichtung zur Veränderung der motorischen und generatorischen Momente des Antriebsmotors.The invention relates to a controllable drive for elevators with a single-speed or pole-changing three-phase asynchronous motor with squirrel-cage rotor and with a control device for changing the motor and generator Torques of the drive motor.
Es ist ein regelbarer Antrieb mit eintourigem oder polumschaltbarem Drehstromasynchronmotor, insbesondere für Aufzüge, Kräne, Pressen, Lüfter, Kompressoren oder Zentrifugen, bekannt, bei welchem durch eine Regelvorrichtung zur Veränderung der motorischen und generatorischen Momente des Antriebsmotors eine Variation der Unsymmetrie der Motorspeisespannung vorgenommen wird, indem die Unsymmetrie der Motorspeisespannung in Abhängigkeit von der Beschleunigung bzw. Verzögerung des Antriebs variiert wird, so daß die Beschleunigung bzw. Verzögerung von der jeweiligen Motorbelastung unabhängig ist (österreichische Patentschrift 241065). A controllable drive with a single-speed or pole-changing three-phase asynchronous motor, in particular for elevators, cranes, presses, fans, compressors or centrifuges, is known, in which the asymmetry of the motor supply voltage is varied by a control device for changing the motor and generator torques of the drive motor, in that the asymmetry of the motor supply voltage is varied as a function of the acceleration or deceleration of the drive, so that the acceleration or deceleration is independent of the respective motor load (Austrian patent specification 241 065).
Es ist ferner aus der schweizerischen Patentschrift 365 845 bekannt, einen polumschaltbaren Drehstromaufzugmotor mit einer gleichstromerregten Wirbelstrombremse zu kombinieren, wobei unter anderem eine Wicklung des polumschaltbaren Motors selbst mit Gleichstrom erregt wird. Dort bleibt während des Bremsbetriebs neben der gleichstromerregten Wicklung auch noch die hochpolige Wicklung (Langsamlauf-Wicklung) an das Netz angeschaltet.It is also known from Swiss Patent 365 845, a pole-changing three-phase elevator motor with a DC-excited eddy current brake to combine, including a winding of the pole-changing motor itself is excited with direct current. There remains during braking in addition to the DC excited Winding, the high-pole winding (slow-speed winding) is also connected to the mains.
Bei Hebezeugen im allgemeinen gehört es auch bereits zum Stand der Technik, zur Bremsung allein die Ständerwicklung eines Drehstromschleifringläufermotors mit Gleichstrom zu erregen.. Dabei kann die Bremswirkung auch geregelt werden. So ist z. B. ein Antrieb für Förderhaspeln mit Schleifringläufermotoren bekannt, der beim Hochlauf durch Ändern der Rotorkreiswiderstände und beim Bremsen durch Ändern der Rotorkreiswiderstände und zusätzliche Gleichstromerregung (Wirbelstrombremsung mit veränderlichem Rotorkreiswiderstand) gesteuert wird und der eine Schleichgeschwindigkeit benötigt, die durch wahlweisen motorischen Betrieb oder Gleichstrombremsbetrieb auf äußerst komplizierte Weise realisiert werden muß.In the case of hoists in general, it is already part of the state of the art Technology, only the stator winding of a three-phase slip ring motor for braking to be excited with direct current .. The braking effect can also be regulated. So is z. B. a drive for conveyor reels with slip ring motors is known when starting up by changing the rotor circuit resistances and when braking by changing the rotor circuit resistances and additional DC excitation (eddy current braking with variable rotor circuit resistance) is controlled and the one creep speed required, through optional motor operation or DC braking operation must be implemented in an extremely complicated manner.
Die Anwendung eines Geschwindigkeits-Weg-Reglers mit digitaler Wegerfassung während der Bremsphase ist bei elektrischen Fördermaschinen aus der deutschen Auslegeschrift 1169 094 bekannt. Zum Stand der Technik gehört es ferner, Thyristoren zum Steuern von Drehstrommotoren zu verwenden (AEG-Mitteilung, 1965, Heft 2, S. 135 bis 140).The use of a speed-displacement controller with digital displacement detection during the braking phase is from the German interpretation document for electrical hoisting machines 1169 094 known. It is also part of the state of the art to use thyristors for control purposes of three-phase motors to be used (AEG communication, 1965, issue 2, pp. 135 to 140).
Schließlich gehört zum Stand der. Technik eine Einrichtung an Aufzügen zur Erreichung einer stoßfreien Verzögerung des Förderorgans und zum genauen Anhalten auf Stockwerkshöhe, bei welcher mit der Aufzugswinde ein Rotor gekuppelt ist, welcher beim Abbremsen des Förderorgans in einem Magnetfeld rotiert, das von einem Strom erregt wird, dessen Größe von der Größe der Differenz zwischen der Spannung einer mit der Aufzugsantriebsmaschine gekuppelten Tachometerdynamo und der Spannung an einem Kondensator abhängt, welcher Kondensator während der Fahrt auf einen bestimmten Wert aufgeladen und während der Bremsperiode entladen wird (schweizerische Patentschrift 329 492). Diese Einrichtung benötigt zumindest zwei Aggregate, nämlich einen Antriebsmotor und eine Bremsmaschine bzw. einen niederpoligen Motor und einen hochpoligen Motor. Diesem Stand der Technik gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung eines einfachen Kurzschlußläufermotors einen regelbaren Antrieb für Aufzüge zu vermitteln, welcher es ermöglicht, bei stetig abnehmender Fahrgeschwindigkeit ohne Zwischenschaltung einer Schleichgeschwindigkeit direkt bündig in die Haltestelle einzufahren.After all, belongs to the state of. Technology a device on elevators to achieve a smooth deceleration of the conveyor organ and to stop it precisely at floor level, at which a rotor is coupled to the elevator winch, which when braking the conveyor organ rotates in a magnetic field generated by a current is excited, the size of which depends on the size of the difference between the voltage of a tachometer dynamo coupled to the elevator drive machine and the voltage A capacitor depends on which capacitor is on a particular one while driving Value is charged and discharged during the braking period (Swiss patent specification 329 492). This device requires at least two units, namely a drive motor and a braking machine or a low-pole motor and a high-pole motor. Compared to this prior art, the invention is based on the object Using a simple squirrel cage motor, a controllable drive for elevators to convey, which makes it possible with steadily decreasing driving speed directly flush with the stop without the interposition of a crawl speed retract.
Die Lösung der gestellten Aufgabe durch die Erfindung besteht bei einem regelbaren Antrieb der eingangs geschilderten Art darin, daß erfindungsgemäß das generatorische Moment in Abhängigkeit von der Verzögerung des Antriebs durch an sich bekannte Gleichstrombremsung geregelt wird und daß der Verzögerungsregelung im Laufe der Bremsphase eine Geschwindigkeits-Wecr-Regelung mit digitaler Wegerfassung überlagert wird. Dem erfindungsgemäßen Antrieb liegt somit eine Verzögerungsregelung mit einer an sich bekannten Gleichstrombremsung zugrunde, mit welcher an sich nur monoton abgebremst werden kann. Allein mit Hilfe der bekannten Gleichstrombremsung könnte der Aufzug also niemals in die Bündigstellung der Haltestelle zum Stehen kommen. Es würde vielmehr ein so großer Wegfehler auftreten, daß die Einführung einer Schleichgeschwindigkeit unumgänglich wäre, wie dies auch bei den bekannten Lösungen vorgesehen ist. Darüber hinaus ist die Umschaltung von einer reinen Gleichstrombremsung auf eine Schleichgeschwindigkeit bekanntlich technisch nicht einwandfrei, d. h. nicht ruckfrei zu realisieren. Mit Rücksicht auf die Aufgabenstellung des Erfindungsgegenstandes, ohne Zwischenschaltung einer Schleichgeschwindigkeit den Aufzug direkt in die Haltestelle einzufahren, war also die Verwendung der an sich bekannten reinen Gleichstrombremsung erst denkbar, nachdem gleichzeitig ein Weg gefunden worden war, wie ein Regelvorgang für die Bremsphase durchgeführt werden kann. Der Regelvorgang für die Bremsphase ist erfindungsgemäß durch die Kombination einer Verzögerungsregelung mit einer digital arbeitenden Geschwindigkeits-Weg-Regelung herbeigeführt. Diese Kombination war auch durch die bekannte Anwendung einer Geschwindigkeits-Weg-Regelung mit digitaler Wegerfassung während der Bremsphase bei elektrischen Fördermaschinen nicht nahegelegt, weil diese bekannte Einrichtung viel zu kompliziert und aufwendig ist, als daß sie für den Aufzugbau verwendbar wäre, zumal im Rahmen der Erfindung die Verwendung des Kurzschlußläufermotors darauf abzielt, einen regelbaren Antrieb für Aufzüge zu vermitteln, welcher selbst dem bekannten Leonard-Antrieb überlegen ist, weil eine einfachere und bessere Regelung erzielt ist.The solution to the problem posed by the invention consists in a controllable drive of the type described above in that according to the invention the regenerative torque depending on the deceleration of the drive DC braking known per se is controlled and that the delay control in the course of the braking phase a speed Wecr control with digital position detection is superimposed. The drive according to the invention therefore has a deceleration control with a DC braking known per se, with which per se only can be braked monotonously. Just with the help of the well-known DC braking the elevator could never be in the level position of the stop to stand still come. Rather, there would be such a large path error that the introduction a crawl speed would be unavoidable, as is also the case with the known Solutions is provided. In addition, there is a switchover from pure DC braking as is known, technically not flawlessly at a crawl speed, d. H. not to be realized without jerks. With regard to the task of the subject matter of the invention, without the interposition of a crawl speed the elevator directly to the stop to retract, so was the use of the known pure DC braking only conceivable after a way had been found at the same time, such as a regulating process can be carried out for the braking phase. The control process for the braking phase is according to the invention by the combination of a delay control with a digital working speed-displacement control brought about. This combination was too through the well-known use of a speed-displacement control with digital displacement detection not recommended during the braking phase for electric hoists because this known device is much too complicated and expensive to be used for the Elevator construction would be usable, especially since the use of the squirrel cage motor within the scope of the invention aims to provide a controllable drive for elevators, which itself is superior to the well-known Leonard drive because of its simpler and better control is achieved.
Wendet man beim Bremsen erfindungsgemäß die an sich bekannte Gleichstrombremsung an und steuert den Erregerstrom für diese mit einer Regeleinrichtung der geschilderten Art, so kann bei der Bremsung des Motors jedwedes negative Moment zwischen einem Maximalwert und Null, und zwar bis zum Stillstand des Motors, eingestellt werden. Eine graphische Darstellung der Drehmoment-Drehzahlkennlinien bei unsymmetrischer Bremsung und bei Wirbelstrombremsung ist in F i g. 1 gegenübergestellt. Die doppelt schraffierte Fläche ist dabei gleich dem aussteuerbaren Drehmoment-Drehzahlbereich, der bei der unsymmetrischen Bremsung zur Verfügung steht, während die einfach schraffierte Fläche zusammen mit der doppelt schraffierten Fläche den bei Gleichstrombremsung zur Verfügung stehenden Drehmoment-Drehzahlbereich kennzeichnet.If, according to the invention, the known direct current braking is used when braking and controls the excitation current for this with a control device of the described Art, any negative torque between a Maximum value and zero can be set until the motor comes to a standstill. A graphical representation of the torque-speed characteristics for asymmetrical Braking and eddy current braking is shown in FIG. 1 compared. The double The hatched area is the same as the controllable torque-speed range, which is available for asymmetrical braking, while the single hatched Area together with the double hatched area the at DC braking indicates the available torque-speed range.
Der erfindungsgemäße Antrieb ist auch deshalb besonders vorteilhaft, weil er in eine konventionelle Aufzuganlage eingebaut werden kann. Durch einen Umschalter ist es möglich, den Aufzug auf den konventionellen Antrieb mit einem polumschaltbaren Aufzugmotor umzustellen. Infolgedessen ist der Aufzug stets betriebsbereit, selbst wenn die Regelvorrichtung einmal aus irgendwelchem Grund unvorherhergesehen ausfallen sollte.The drive according to the invention is therefore particularly advantageous, because it can be built into a conventional elevator system. Through a toggle switch it is possible to drive the elevator to the conventional drive with a pole-changing Move elevator motor. As a result, the elevator is always operational, even if the control device should unexpectedly fail for any reason should.
In F i g. 2 ist ein schematisches Schaltbild für eine Regeleinrichtung mit Variation der Motorsymmetrie für den Hochlauf und Gleichstrombremsung mit dem erfindungsgemäßen neuen Regler dargestellt. Für die Steuerung des Motors sind dabei beispielhaft zwei Thyristoren Thy in Antiparallelschaltung und eine einphasige Gleichrichterbrücke Gl vorgesehen. U", VQ, W" sind die drei Stränge der Langsamlauf-Wicklung des Motors, Ub, Vb, Wb die der Schnellauf-Wicklung. Mit WS sind die Fahrtrichtungsschütze, mit SS das Schütz für die Schnellfährt und mit BS das für das Bremsen bezeichnet. StTh,, ist das Ansteuergerät für die Thyristoren, Rb der Beschleunigungsregler, Ib der Istwertgeber und Sb der Sollwertgeber für die Beschleunigung. R," S" und L,, sind die für den Bremsvorgang benötigten entsprechenden Bausteine eines dem Beschleunigungsregler überlagerten Geschwindigkeits-Weg-Reglers mit digitaler Wegerfassung. Schließlich ist St" Hall eine Steuereinrichtung, die in Abhängigkeit von Kabinenbelastung und Fahrgeschwindigkeit die Erregung der Wirbelstromabbremsung so steuert, daß der Aufzug in der Haltestelle bündig hält. S ist ein mehrfach unterbrochener Schleifring auf der Welle der Tachomaschine TD, während eH Hilfskontakte aus der konventionellen Aufzugssteuerung sind.In Fig. 2 is a schematic circuit diagram for a control device with variation of the motor symmetry for run-up and DC braking with the new controller according to the invention. Two thyristors Thy in anti-parallel connection and a single-phase rectifier bridge Gl are provided for controlling the motor. U ", VQ, W" are the three strands of the low-speed winding of the motor, Ub, Vb, Wb those of the high-speed winding. WS is the direction of travel contactors, SS is the contactor for high-speed travel and BS is the contactor for braking. StTh ,, is the control device for the thyristors, Rb the acceleration controller, Ib the actual value transmitter and Sb the setpoint transmitter for the acceleration. R, "S" and L ,, are the corresponding modules required for the braking process of a speed-displacement controller with digital displacement detection superimposed on the acceleration controller. Finally, St "Hall is a control device that controls the excitation of the eddy current deceleration as a function of the load on the car and the speed of travel so that the elevator stops flush in the station Elevator controls are.
Die Funktionsweise der Einrichtung ist dabei folgende: Beim Anfahren wird die Schnellauf-Wicklung des Motors zweiphasig über Schütz WS und SS an Spannung gelegt. Da gleichzeitig die Sollwertvorgabe schwellend einsetzt, werden Regler Rb, Ansteuergerät StTh,, und die Thyristoren Thy schwellend durchgesteuert. Im Motor baut sich damit langsam ein Drehmoment aus, so daß sich der Aufzug nach Erreichen seines Losbrechmoments von der Beschleunigung Null aus schwellend beschleunigt. Die Beschleunigung des Antriebs wird dabei vom Istwertgeber 1b erfaßt und dem Beschleunigungsregler Rb zugeführt. Ist die Sollbeschleunigung erreicht, d. h. der Regler in seinen Arbeitspunkt hineingelaufen, so wird die Beschleunigung so lange konstant gehalten, bis sie, durch die Drehmoment-Drehzahlkennlinie des Motors bedingt, bei Erreichen der Nennfahrgeschwindigkeit auf Null zurückgeht. Infolge der Abweichung vom Istwert werden dabei Regler, Ansteuergerät und Thyristoren voll aufgesteuert, so daß der Motor bis auf die kleine Unsymmetrie infolge des Restspannungsabfalls an den Thyristoren symmetrisch betrieben wird.The function of the device is as follows: When starting up, the high-speed winding of the motor is connected to voltage in two phases via contactors WS and SS. Since the setpoint specification begins to rise at the same time, the controller Rb, control unit StTh ,, and the thyristors Thy are controlled in an increasing manner. In this way, a torque slowly builds up in the motor, so that after reaching its breakaway torque, the elevator accelerates rapidly from zero acceleration. The acceleration of the drive is detected by the actual value transmitter 1b and fed to the acceleration controller Rb. Once the target acceleration has been reached, ie the controller has reached its operating point, the acceleration is kept constant until, due to the torque-speed characteristic of the motor, it goes back to zero when the nominal travel speed is reached. As a result of the deviation from the actual value, the controller, control device and thyristors are fully opened so that the motor is operated symmetrically except for the small asymmetry due to the residual voltage drop across the thyristors.
Zu Beginn der Bremsung wird der Regler kurzzeitig gesperrt, damit sich das vorhandene Motormoment abbauen kann. Sodann setzt die Gleichstrombremsung schwellend ein, bis die Nennverzögerung erreicht ist. Nun besitzt der Beschleunigungsregler die nachteilige Eigenschaft, daß seine Regelabweichungen in bezug auf den Bremsweg integriert werden. Würde dieser Regler also allein wirksam sein, so würde der Aufzug, je nach Größe der Regelabweichungen, mehr oder weniger weit von der Sollhaltestelle entfernt zum Stehen kommen. Es wird deshalb im Laufe des Bremsvorganges dem Beschleunigungsregler ein Fahrgeschwindigkeits-Weg-Regler mit digitaler Wegerfassung übergeordnet. Zur digitalen Wegerfassung kann dabei der Sollwertgeber für die Fahrgeschwindigkeit z. B. eine Anzahl bistabiler Kippstufen, die in Form einer Zählkette angeordnet sind, beinhalten, wobei diese beispielsweise durch einen auf der Tachomaschine angeordneten, mehrfach unterbrochenen Schleifring S angesteuert werden. Weiterhin können die Ausgänge aller Stufen der Zählkette über Widerstandskombinationen so zusammengefaßt werden, daß sich die Spannung an einem abschließenden Lastwiderstand von Zählstufe zu Zählstufe um einen betimmten Betrag ändert. Am Ausgang des Geschwindigkeits-Sollwertgebers erscheint somit eine »Geschwindigkeits-Leitlinie«. Durch Vergleich mit dem Geschwindigkeits-Istwert im übergeordneten Regler R,, ist es damit möglich, den Aufzug entlang dieser Leitlinie in die Haltestelle zu ziehen.At the beginning of the braking, the controller is temporarily blocked so the existing engine torque can decrease. DC braking then starts increasing until the nominal delay is reached. Now the accelerator has the disadvantageous property that its control deviations with respect to the braking distance to get integrated. If this controller were to be effective on its own, the elevator would depending on the size of the control deviations, more or less far from the target stop come to a standstill away. It therefore becomes the acceleration controller in the course of the braking process superordinate a driving speed / distance controller with digital position detection. To the The setpoint generator for the driving speed can use digital displacement detection z. B. a number of bistable flip-flops arranged in the form of a counting chain are included, whereby these are, for example, arranged on the speedometer machine, Multiple interrupted slip ring S can be controlled. Furthermore, the outputs of all stages of the counting chain are summarized via resistor combinations in such a way that that the voltage at a final load resistor changes from counting stage to counting stage changes by a certain amount. At the output of the speed setpoint generator a "speed guideline" appears. By comparison with the actual speed value in the higher-level controller R ,, it is thus possible to move the elevator along this guideline to pull into the stop.
Nachdem jeder digitale Wert um ± eine Zähleinheit schwanken kann und der Regler R,, Regelabweichungen besitzt, ist die Genauigkeit der beschriebenen Leitlinienregelung im allgemeinen auch noch nicht ausreichend, um eine einwandfreie Haltegenauigkeit zu erzielen. Kurz vor der Bündigstellung des Aufzuges löst deshalb ein Kommando aus der Aufzugsteuerung den elektrischen Haltevorgang aus. Dabei wird der Beschleunigungsregler Rb durch den Kontakt eH vom Thyristor-Ansteuergerät abgeschaltet und die Steuereinrichtung für den elektrischen Haltevorgang SteIHall durch einen weiteren Kontakt eH zugeschaltet. Das Steuergerät für den elektrischen Haltevorgang steuert nun die Erregung für die Gleichstrombremsung in Abhängigkeit von der vorhandenen Fahrgeschwindigkeit und Belastung so aus, daß der Aufzug unabhängig von Belastung und Fahrgeschwindigkeit genau in die Bündigstellung zum Stillstand kommt. Die mechanische Aufzugbremse schließt erst, wenn der Aufzug steht, sie wird also nur noch als reine Haltebremse verwendet.After each digital value can fluctuate by ± one counting unit and the controller R ,, has control deviations, the accuracy is the described In general, guideline regulation is not sufficient to ensure a proper To achieve stopping accuracy. Shortly before the elevator is leveled, it therefore triggers a command from the elevator control switches off the electrical stopping process. It will the acceleration controller Rb is switched off by the contact eH of the thyristor control device and the control device for the electrical holding process SteIHall by a further contact connected eH. The control unit for the electrical holding process now controls the excitation for the DC braking depending on the existing one Travel speed and load so that the elevator is independent of the load and driving speed comes to a standstill exactly in the leveling position. The mechanical The elevator brake only closes when the elevator is at a standstill, so it only works as a pure one Holding brake used.
An Hand der Schaltskizze F i g. 3 sei das Prinzip der erfindungsgemäßen elektrischen Haltesteuerung näher erläutert. Transformator Tr ist mit seiner Primärseite auf der Wechselstromseite des Gleichrichters Gl für die Gleichstrombremsung angeschlossen (siehe auch F i g. 2). An seiner Sekundärseite liegt die Diode D, ein RC-Glied, bestehend aus Einstellwiderstand R und Kondensator C, sowie Widerstand R1, der seinerseits über Gleichrichter Gll an der Tachomaschine angeschlossen ist. An Widerstand R2 kann ein Teil der Summenspannung, die an Kondensator C und Widerstand R1 ansteht, abgenommen werden. Da der Kondensator C integrierende Wirkung besitzt, ist die an ihm auftretende Spannung proportional der Stromzeitfläche des während der Bremsphase geflossenen Erregerstromes für die Wirbelstrombremsung, also proportional der für den Bremsvorgang erforderlichen Drehmoment-Zeitfläche, während die an Widerstand R1 anstehende Spannung proportional der Fährgeschwindigkeit ist. Gibt man die an R2 anstehende Spannung in den Eingang des Ansteuergerätes für die Thyristoren, so kann bei richtiger Einstellung der Schaltglieder das elektrische Halten so gesteuert werden, daß der Aufzug wie gewünscht in seiner Bündigstellung zum Stehen kommt.On the basis of the circuit diagram F i g. 3 is the principle of the invention electrical hold control explained in more detail. Transformer Tr is with its primary side connected to the AC side of the rectifier Gl for DC braking (see also Fig. 2). On its secondary side is the diode D, an RC element, consisting of setting resistor R and capacitor C, as well as resistor R1, which in turn is connected to the speedometer machine via rectifier Gll. At resistor R2 can be a part of the total voltage, which is present at capacitor C and resistor R1, be removed. Since the capacitor C has an integrating effect, it is on The voltage occurring is proportional to the current-time area of the during the braking phase flowed excitation current for eddy current braking, i.e. proportional to that for the braking process required torque-time area, while the at resistance R1 applied voltage is proportional to the ferry speed. Do you specify that R2 pending voltage in the input of the control device for the thyristors, see above If the switching elements are correctly adjusted, the electrical Keep can be controlled so that the elevator is in its flush position to stand as desired comes.
Claims (3)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |