DE2611067C2 - Fahrstuhlmotorsteuerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrstuhlmotorsteuerung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In jüngster Zeit werden in Getriebe- bzw. Mehrgang-Fahrstuhlanlagen, bei denen bisher Gleichstrommotoren verwendet wurden, üblicherweise Wechselstrominduktionsmotoren eingesetzt. Dabei wurden bereits verschiedene Anlagen vorgeschlagen, bei denen Motoren mit einer und mit mehreren Geschwindigkeiten verwendet werden. Bei einem Motor mit fester Drehzahl wird ein geregelter Wechselstrom sowohl zum Beschleunigen als auch zum Verzögern an den Motor angelegt. Die Verzögerung erfolgt hierbei durch Umkehrung der Phasenfolge des an die Motorwicklung angelegten Stroms. Für Moloren mit mehreren Drehzahlen, sog. Mehrgangmotoren, wurde vorgeschlagen, einen geregelten Wechselstrom zum Beschleunigen des Motors an die eine Wicklung anzulegen, während zum Verzögern des Motors ein geregelter Gleichstrom an eine andere Wicklung angelegt wird.

Aus der DE-OS 23 26 370 ist ein Bremsregler für mit polumschaltbaren Drehstrommotoren angetriebene Aufzüge der eingangs genannten Art beschrieben; dieser Bremsregler soll als Stromregelvorrichtungen arbeitende Thyristoren so ansteuern, daß unabhängig von Störgrößen, wie z. B. Last, Spannung, Temperatur, der Bremsvorgang optimal und in angenehmer Weise abläuft.

Um den Motor anzuhalten, wird bei diesem bekannten Bremsregler ein Schalter geschlossen, wodurch die von einem Drehzahlgeber ermittelte Drehzahl mit der

von einer Sollwertformerstufe gelieferten Nenndrehzahl verglichen werden kann. Da diese zum Anhalten den Wert Null annimmt, ist die Differenz groß, und es wird ein Relais erregt, das den Drehzahlgeber mit einem Integrierer verbindet, wodurch ein Ausgangssignal gleich der Differenz aus der Ist-Drehzahl und dem Integral der Ist-Drehzahl erhalten wird. Wenn diese Differenz sehr klein wird, fällt das Relais ab. Damit kpnn bei Versorgung des Motors über Niedrigdrehzahlwicklungen aber kein stetiges und bequemes Abbremsen der Fahrstuhl-Kabine an den gewünschten Stockwerken gewährleistet werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine mit einem Dreiphasen-Wechselstrominduktionsmotor ausgestattete Fahrstuhlmotorsteuerung anzugeben, die auch bei Versorgung des Wechselstrominduktionsmotors über die Niedrigdrehzahlwicklungen ein stetiges und bequemes Abbremsen der Fahrstuhl-Kabine an den gewünschten Stockwerken gewährleistet.

Diese Aufgabe wird bei einer Fahrstuhlmotorsteuerung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnenden Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die bei der erfindungsgemäßen Fahrstuhlmotorsteuerung vorgesehene Einstellung der Stromzufuhr durch die Niedrigdrehzahlwicklungen wird ein komfortables und ruckfreies Anhalten der Fahrstuhl-Kabine an einem gewünschten Stockwerk gewährleistet. Die zweite Integratorschaltung integriert das Abweichungssignal, und das so integrierte Signal wird zum Abweichungssignal selbst summiert, wodurch ein Signal entsteht, das einen Impulsgenerator steuert, der wiederum Thyristoren ansteuert, die zusammen mit dem Impulsgenerator die Stromregelvorrichtungen bilden. Die zweite Integratorschaltung ermöglicht so das bereits erwähnte bequeme Anhalten und vermeidet auch ein Absacken einer an einem Stockwerk parkenden Fahrstuhl-Kabine.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Fahrstuhlmotorsteuerung gemäß der Erfindung und

F i g. 2 eine graphische Darstellung der Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie eines für die Fahrstuhlmotorsteuerung geeigneten Elektromotors.

In der Zeichnung sind keine Spulenkreise für die in der Beschreibung erwähnten Schalter dargestellt. Die Kontakte aller Schalter sind in dem 2'ustand eingezeichnet, den sie einnehmen, wenn sich die zugeordneten Schalter im unbetätigten Zustand befinden.

In Fig. 1 ist ein Dreiphasen-Wechselstrominduktionsmotor mit zwei Sätzen von Statorwicklungen, nämlich einer Hochdrehzahlwicklung 1 und einer Niedrigdrehzahlwicklung 2 dargestellt. Jede Wicklung 1, 2 ist über Kontakte H1, H2 bzw. Li, L2 eines zugeordneten Schnell- bzw. eines Langsamschalters an dreiphasige Speiseleitungen u, ν und w angeschlossen. Diese Kontakte H 1, Hl und Li, L 2 sind so angeordnet, daß die Phasenfolge der an die Niedrigdrehzahlwicklung 2 angelegten Spannung gegenüber derjenigen an der Hochdrehzahlwicklung 1 umgekehrt wird.

In die dreiphasigen Speiseleitungen sind außerdem Kontakte Ui, (72 und Dl, Ü2 von Aufwärts- bzw. Abwärts-Umkehrschaltern zur Umkehrung der Phasenfolge der an die beiden Wicklungen 1,2 angelegte Spannung und mithin zur Umkehrung der Drehrichtung des Motors eingeschaltet Die Kontakte RL I, RL 2 eines Nachnivellierschalters verbinden die Niedrigdrehzahlwicklung 2 mit der dreiphasigen Wechselstromversorgung in derselben Phasenfolge, in welcher die Kontakte H 1 und H 2 des Schnellschalter die Hochdrehzahlwicklung 1 versorgen. Auf diese Weise kann die Niedrigdrehzahlwicklung 2 für ein Nachnivellieren eingesetzt werden, falls sich durch Dehnung oder Verkürzung des Hebeseils die Position der Fahrstuhlkabine CA nach

ίο dem Anhalten an einem Stockwerk verändert.

In je zwei der drei Speiseleitungen ist je ein Paar gegensinnig geschalteter Thyristoren THi, TH 2 und TH 3, TH 4 zur Regelung der Größe des an die Wicklungen 1 und 2 angelegten Wechselstroms eingeschaltet.

Tor- oder Durchschaltimpulse zum Durchschalten der Thyristoren TH1 — TH 4 werden durch einen Impulsgenerator PC geliefert und an Leitungen Ti —T4 angelegt, die in der Zeichnung aus Gründen der Vereinfachung nicht als an die Thyristoren angeschlossen dargestellt sind.

Ein Untersetzungsgetriebe GR verbindet die Welle des Motorläufers R mit einer Fahrstuhl-Seilscheibe SH, über welche Seile RO von der Kabine CA zu einem Gegengewicht CW verlaufen. Ein Tachometergenerator bzw. Drehzahlgeber TACH ist mit der Welle des Motors mitdrehbar verbunden, um für die Drehzahl des Motors repräsentative Spannungen zu liefern. Auf der Motorwelle sind außerdem ein Schwungrad und eine typische Bremstrommel montiert, die jedoch der besse-

ren Übersichtlichkeit halber in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Der Ausgang des Drehzahlgebers TACH ist mit einem Eingang einer Summierschaltung SUM I verbunden, deren anderer Eingang über Kontakte S 2. eines Start- und Stoppschalters an einen ersten Bezugs-

J5 drehzahlsignalgenerator REFi und über Kontakte RL 3 des Nachnivellierschalters an einen zweiten Bezugsdrehzahlsignalgenerator REF2 angeschlossen ist. Der Ausgang der Summicrschaltung SUMi ist mit einem Verstärker A 1 verbunden, dessen Ausgang über Kontakte S1 des Start- und Stoppschalters sowie Kontakte RLA des Nachnivellierschalters an den Eingang des Impulsgenerators PC angeschlossen ist.

Der Ausgang des Drehzahlgebers TACH ist zudem mit dem Eingang einer zweiten Summierschaltung SUM 2 und über Kontakte 53 des Start- und Stoppschalters mit Masse sowie mit dem Eingang einer Integratorschaltung /1 verbunden. Die Kontakte S6 des Start- und Stoppschalters sind über einen Kondensator Cl des Integrators /1 parallel geschaltet. Das Ausgangssignal dieser Integratorschaltung /1 wird nach dem Durchgang durch einen Funktionsgenerator FG an den anderen Eingang der Summierschaitung SUM 2 angelegt, deren Ausgang mit einer zweiten Integratorschaltung /2 und dem einen Eingang eines Verstärkers A 3 verbunden ist, dessen anderer Eingang an den Ausgang der Integratorschaltung /2 angeschlossen ist. Kontakte 5 7 des Start- und Stoppschalters sind parallel über den Kondensator C2 der Integratorschaltung /2 geschaltet. Der Ausgang des Verstärkers A 3 ist über die Kontakte 54 des Start- und Stoppschalters mit dem Impulsgenerator PG verbunden.

An den Impulsgenerator PG ist außerdem über Kontakte 55 des Start- und Stoppschalters sowie Kontakte RL 5 des Nachnivellierschalters der Ausgang eines Verstärkers VNangeschlossen, welcher das Ausgangssignal des Drehzahlgebers TACH aufnimmt und als Bewegungsdetektor wirkt, um den Impulsgenerator PG abzuschalten, wenn die Fahrstuhl-Kabine zu einem Halt an

einem Stockwerk gebracht worden ist.

Im Betrieb werden auf ein Signal zum Anfahren in einer bestimmten Richtung die Kontakte U\ und U 2 oder Dl und D 2 des betreffenden Umkehrschalters und ebenso die Kontakte H1 und H2 des Schnellschalter /-/geschlossen, so daß die Hochdrehzahlwicklung 1 mit den Speiseleitungen u. ν und tv verbunden wird, von denen zwei durch die Thyristoren TH 1 — TH4 auf die erwähnte Weise verbunden sind. Aui3erdem wird der Start- und Stoppschalter in seinen betätigten Zustand versetzt, so daß die Kontakte 51 und 52, 53, 56 und 57 geschlossen und die Kontakte 54 und 55 geöffnet werden. Infolgedessen steuert der durch den Verstärker A 1 gelieferte verstärkte Unterschied zwischen dem Bczugsdrehzahlsignal des Generators REFX und dem Ausgangssignal des Drehzahlgebers TACHdie Durchschaltimpulse des Impulsgenerators PC Auf diese Weise beschleunigt der Motor entsprechend einem vorbestimmten Schema des Bezugsdrehzahlsignals zum Generator REFi.

Wenn sich die Fahrstuhl-Kabine CA einem Stockwerk nähert, an dem sie anhalten soll, wird in an sich bekannter Weise in einer Anhalteentfernung vom Stockwerk ein Signal zum Anhalten erzeugt. Hierdurch wird der Start- und Stoppschalter in seinen unbetätigten Zustand versetzt, in welchem die Kontakte 51, 52, 53, 5 6 und 5 7 offen und die Kontakte 54 und 55 geschlossen sind. Darüber hinaus wird auch der Schnellschalter in seinen unbetätigten Zustand mit offenen Kontakten H 1 und H 2 versetzt, so daß die Hochdrehzahlwicklung 1 von der dreiphasigen Wechselstromversorgung getrennt wird, während der Niedrigdrehzahlschalter in seinen betätigten Zustand mit geschlossenen Kontakten L 1 und L 2 versetzt wird, welche die Niedrigdrehzahlwicklung 2 mit der Stromversorgung verbinden. Die Phasenfolge des der Wicklung 2 eingespeisten Stroms ist gegenüber der Hochdrehzahlwicklung 1 unterschiedlich, so daß die Niedrigdrehzahlwicklung 2 ein den Motor verzögerndes Drehmoment entgegengesetzt zu dem durch die Hochdrehzahiwicklung ! erzeugten Drehmoment gewährleistet. Das nicht dargestellte Schwungrad ist dabei bestrebt, diesem Verzögerungs- bzw. Abbremsdrehmoment entgegenzuwirken.

Die Größe des zur Verlangsamung des Fahrstuhls an die Niedrigdrehzahlwicklung 2 angelegten Wechselstroms wird durch das Ausgangssignal des Verstärkers .4 3 geregelt. Dieses Signal stellt die Abweichung zwischen dem Ist-Drehzahlsignal vom Drehzahlgeber TACH und dem durch den Funktionsgenerator FG erzeueten Bezugsdrehzahlsignal· plus rir-m durch Hie Integratorschaltung /2 gelieferten Integral dieses Fehlers dar.

Das Bezugsdrehzahisignal des Funktionsgenerators FC wird in Abhängigkeit von der Strecke oder Entfernung erzeugt, welche für die Kabine CA von dem Stockwerk, an die sie anhalten soll, berechnet wird. Diese Strecke wird dadurch berechnet, daß das Ausgangssignal des Drehzahlgebers TACH von dem Zeitpunkt, an welchem die Kabine in der Anhalteentfernung vom Stockwerk ankommt, bis zum Zeitpunkt des Anhaltens am betreffenden Stockwerk der Integratorschaltung /1 eingegeben wird. Hierbei wird ein Signal entsprechend der Entfernung erzeugt, welche die Kabine vom Punkt der Anhalteentfernung aus zurückgelegt hat. Durch Subtrahieren dieses Signals von einem festgelegten Signal, das zur Wiedergabe der Anhaltestrecke maßstäblich vcränden ist, wird ein abnehmendes Signal erzeugt, welches die berechnete Entfernung der Kabine CA vom Stockwerk wiedergibt, in Abhängigkeit hiervon erzeugt der Funktionsgenerator FC ein Bezugsdrehzahlsignal, welches das gewünschte Verzögerungsschema darstellt, das gemäß bekannter Fahrstuhisteuertechnik zweckmä-Big eine Funktion aus der Quadratwurzel des Doppelten der berechneten Strecke, multipliziert mit der gewünschten Verzögerungsgeschwindigkeit, ist.

Wenn der Fahrstuhl, d. h. die Kabine, am Stockwerk nahezu zum Stillstand gekommen ist, nimmt das Ausin gangssignal des Drehzahlgebers TACH praktisch auf Null ab. Dieses Ausgangssignal wird absolut mit einem Vorspynnungssignal mit einer zweckmäßigen Mindestgröße verglichen, so daß dann, wenn die beiden Signale gleich groß sind, der Verstärker VA'ein Ausgangssignal erzeugt, welches den Impulsgenerator PC abschaltet. Hierdurch wird die fortdauernde Anlegung von Strom an die Nicdrigdrchzahlwicklung 2 verhindert, wodurch der Motor anderenfalls in seiner Drehrichtung umgekehrt werden könnte. Auf ähnliche Weise wird die nicht dargestellte typische elektromechanische Bremse angezogen, um den Motor auf gewünschte Weise abzubremsen, wenn das Ausgangssignal des Drehzahlgebers TACHpraktisch auf Null abnimmt.
Falls sich die Kabine CA während eines Halts an einem Stockwerk infolge von Seildehnung oder -Verkürzung aufgrund wechselnder Belastung vom Stockwerk bzw. Haltepunkt wegbewegt, wird der Nachnivellierschalter betätigt, so daß er seine Kontakte RL 1, RL2, RL 3 und RL 4 schließt und seinen Kontakt RL 5 öfinet, um einen Nachnivelliervorgang entsprechend dem Unterschied zwischen dem Schema des Bezugsdrehzahlsignalgcnerators REF2 und dem Ist-Drehzahlsignal des Drehzahlgebers TACHeinzuleiten.
Ein zur Verwendung bei der Fahrstuhlmotorsteuerung geeigneter Elektromotor sollte vorzugsweise die Drehzahl (N)-Drehmoment (Trennlinie gemäß F i g. 2 besitzen. Das zur Gewährleistung der Verzögerung erzeugbare Verzögerungsdrehmoment Td sollte maximal ungefähr so groß sein wie das erzeugbare maximale Beschleunigungs-Drehmoment Ta, und dieses Verzögerungsdrehmoment Td sollte über den gesamten Verzögerungsdrehzahlbereich hinweg praktisch konstant

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche: (

1. Fahrstuhlmotorsteuerung,

bei der ein Dreiphasen-Wechselstrominduklionsmotor mit Hoch- und Niedrigdrehzahlwickiungen (1,2) beschleunigbar ist, indem seine Hochdrehzahlwicklungen (t) durch eine Schaltervorrichtung (H 1, H 2, L 1. L 2) entsprechend mit den Speiseleitungen einer dreiphasigen Wechselstromversorgung (U, V, W) verbunden werden,

bei der in mindestens zwei dieser Leitungen Stromregelvorrichtungen (THi- TH4, PG)TMv Regelung der Größe des an die Hochdrehzahlwicklungen (1) angelegten Wechselstroms entsprechend einem Differenzsignal eingeschaltet sind, das den Unterschied zwischen einem Bezugsdrehzahlsignal und dem Ausgangssignal eines entsprechend der Drehbewegung des Motors angetriebenen Drehzahlgebers (TACH) darstellt, und bei der die Schaltervorrichtung (H i, H2, L I, L 2) in Abhängigkeit von der Position einer Fahrstuhl-Kabine (CA) in einem vorbestimmten Abstand von einem Stockwerk, an dem sie anhalten soll, die Hochdrehzahlwicklungen (1) von den Stromregelvorrichtungen (THl-TH4, PG) trennt und die Niedrigdrehzahlwickiungen (2) mit diesen Stromregelvorrichtungen (TH i — TH4, PG) verbindet, die von einem Abweichungssignal gesteuert sind, das durch Vergleichen des Ausgangssignals des Drehzahlge- jo bers (TACH) mit einem eine Bezugs-Fahrstuhl-Kabinen-Geschwindigkeit darstellenden Verzögerungsschemasignal erhalten ist, das durch einen Funktionsgenerator (FG) in Abhängigkeit von einem berechneten Abstand der Fahrstuhl-Kabine (CA) von dem Stockwerk, an dem sie anhalten soll, erzeugt wird, wobei der berechnete Abstand durch einen Signalgenerator von einer ersten Integratorschaltung (11) gebildet wird,

so daß die Niedrigdrehzahlwickiungen (2) mit Dreiphasen-Wechselstrom von der Wechselstromversorgung (U, V, W) in einer Phasenfolge beschickbar sind, die gegenüber derjenigen bei der Stromeinspeisung in die Hochdrehzahlwicklungen (1) unterschiedlich ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaltervorrichtung (H 1, H 2, L 1, L 2) einen Nachnivellierschalter (RL 1 — RL 4) aufweist, der die Steuerung der Stromregelvorrichtungen (THX-THA, PG) vom Differenzsignal auf das Ab- so weichungssignal umschaltet,
daß der berechnete Abstand gebildet wird, indem mittels des Funktionsgenerators (FG) ein kontinuierlich abnehmendes Signal erzeugt wird, das von der ersten Integratorschaltung (I1) abgegeben wird, die das vom Drehzahlgeber (TACH)erzeugte Signal nach der Ankunft der Fahrstuhl-Kabine (CA) am vorbestimmten Abstand integriert, und indem dieses abnehmende Signal von einem den vorbestimmten Abstand angebenden Signal subtrahiert wird, und t>o daß eine zweite Irnegratorsehaltung (12) ein eine Funktion des Integrals des Abweichungssignals darstellendes Signal abgibt, das mit dem Abweichungssignal summiert wird, um ein Signal zu liefern, das die Stromrcgelvomchtungen (THi-THA. PG) t,5 nach deren Verbinden mit den Niedrigdrehzahlwickiungen (2) zu steuern vermag.

2. Fahrstuhlmotorsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bewegungsdetektor (TACH, VN) in Abhängigkeit von der Abnahme der Geschwindigkeit der Fahrstuhl-Kabine (CA) auf einen vorbestimmten Wert die Stromregelvorrichtnngen (TH I-TH4, PG) von den Niedrigdrehzahlwickiungen (2) trennt.

3. Fahrstuhlmotorsteuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsdetektor (TACH, VN) das Ausgangssignal des Drehzahlgebers (TACH) abnimmt und bei einem vorbestimmten Verhältnis zwischen diesem Ausgangssignal und einem Vorspannungssignal mit vorbestimmter Mindestgröße die Stromregelvorrichtungen (TH 1 — TH4, PG)vonden Niedrigdrehzahlwickiungen (2) trennt.

4. Fahrstuhlmotorsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachnivellierschalter (RL 1 — RL4) dann, wenn sich die Fahrstuhl-Kabine (CA) an einem Stockwerk befindet und sich aus einer vorbestimmten Obereinstimmung mit diesem Stockwerk herausbewegt, die Niedrigdrehzahlwicklungen (2) mii den Stromregelvorrichtungen (TH 1 — TH4, PG) verbindet, so daß letztere einen geregelten Wechselstrom solcher Größe an die Niedrigdrehzahlwickiungen (2) anlegen, daß die Fahrstuhl-Kabine (CA) in die vorbestimmte Nivellierposition zurückgeführt wird.

5. Fahrstuhlmotorsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionsgenerator (FG) ein Ausgangssignal liefert, das eine Funktion der Quadratwurzel des Doppelten des berechneten Abstands, multipliziert mit der gewünschten Verzögerungsgeschwindigkeit der Fahrstuhl-Kabine (CA), ist.