FI114978B

FI114978B - Hissi ja sen ohjaus

Info

Publication number: FI114978B
Application number: FI20031576A
Authority: FI
Inventors: Pekka Jahkonen
Original assignee: Kone Corp
Priority date: 2003-10-29
Filing date: 2003-10-29
Publication date: 2005-02-15
Also published as: WO2005040024A2; WO2005040024A3; FI20031576A0

Description

, 114978 }

HISSI JA SEN OHJAUS

Tämän keksinnön kohteena on hissi, jossa hissimoottori on vaihto-virtamoottori, jota ohjataan taajuusmuuttajalla, jossa taajuusmuuttajassa on 5 vaihtosähköverkkoon liitettävä tasasuuntaaja sekä moottoria syöttävä invertteri (moottorikäyttö) sekä niiden välissä tasajännitepiiri. Keksinnön kohteena on myös menetelmä hissin ohjaamiseksi huollon/korjauksen aikana.

Nykyään hissikäytöt ovat yleensä joko yleiskäyttöisiä tai erikoiskäyttöjä, joita hissivalmistajat ovat kehittäneet. Molemmat ratkaisut ovat ongel-10 mallisia hissivalmistajille, koska yleiskäyttöiset käytöt eivät ole optimoituja veto-pyöräkäyttöön, ja koska hissivalmistajien käyttöjen määrät ovat suhteellisen pieniä taloudellista valmistusta ajatellen. Yleiskäyttöiset ovat olleet hyvä ratkai-I su lähinnä muihin sovellutuksiin, kuten pumppuihin jne. Ohjausohjelmistojen kehittäminen on ollut suhteellisen helppoa, koska moottorina on käytetty lähes 15 aina oikosulkumoottoria, ja ohjaus on ollut samanlaista useimmissa sovellutuksissa. Viime aikoina ovat kestomagneettitahtikoneet (PMSM) tulleet suosituiksi ja suorituskykyvaatimukset moottorille ja liikkeenohjaukselle ovat kasvaneet. On tullut yhä kalliimmaksi kehittää yleiskäyttöisiä moottorikäyttöjä, jotka voisivat | ohjata kaikenlaisia moottoreita. PMSM:n ohjaus pyrkii myös kasvattamaan kus- 20 tannuksia, koska avoimen silmukan moottoriohjaus on vaikeaa PMSM:ssä verrattuna oikosulkumoottoriin. Alhaisemmista ulostulotaajuuksista johtuen PMSM:n käyttö vaatii suuremmat tehopuolijohteet, kuten IGBT:t (Insulated Gate Bipolar Transistor).

Konehuoneettomissa hisseissä moottorikäytön sähköinen ohjaus-: 25 yksikkö on tyypillisesti sijoitettu hissikuilun kattoon. Moottorin korjaus ja sähköis- ·: tys tehdään hissikorin katolta. Pääsy hissikorin katolle vaatii, että hissikori on ensin nostettava sopivalle tasolle. Hissikorin katolle pääseminen on suhteellisen helppoa vastapainollisissa hisseissä, koska tyhjä hissikori nousee itsestään ilman sähkötehoa.

30 Vastapainottomassa hississä ei hissikori nouse itsestään ylöspäin I * esimerkiksi hissin moottorikäytön tai sen ohjausyksikön vikatilanteissa, vaan hissiin pitää järjestää huolto- ja korjaustilanteita varten erillinen sähkönsyöttö. i Tämä voidaan järjestää siten, että taajuusmuuttajan ja moottorin väliin on sijoi- ; tettu ylimääräinen kytkinjärjestely, joko hissikuiluun tai asennuspaneeliin (Main- 35 tenance Access Panel = MAP), johon on sitten kytketty akku hissin liikuttami-seksi huollon/korjauksen aikana. Tämä vaatii ylimääräisen kytkimen ja siihen tarvittavat liitännät. Kytkeminen vie paljon aikaa ja vaatii usein erikoistyökaluja. Lisäksi hissikorin liikuttaminen tällä tavalla kuluttaa suhteellisen paljon energiaa 2 114978 (tyypillisesti 100...300 kJ, mikä on tyypillisen akun 12 V/8Ah koko kapasiteetti). Vikatilanteissa ylläpito ja korjaus on siten hankalaa, ja erityisesti hankalampaa kuin vastapainollisissa hisseissä.

Siten pääasiallinen ongelma vastapainottomassa hississä on se, et-5 tä hissikorin siirtäminen huollon/korjauksen aikana vaatii ylimääräisen kytkennän. Toinen ongelma on se, että suhteellisen yksinkertainen kytkentä moottoriin ei auta, jos moottorikäytön (invertterin) tehoaste on vaurioitunut. Sen lisäksi kaapeloinnin moottorin ja MAP:n välillä tulee olla suhteellisen kallis ja suojattu kaapeli, koska PWM-ohjaus synnyttää erityisesti pitkissä kaapeleissa helposti 10 RF-häiriöitä.

Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnetun tekniikan epäkohdat ja saada aikaan uudenlainen hissikäytön arkkitehtuuri, joka perustuu asiakaskohtaiseen ratkaisuun-, mikä ei tarkoita ainoastaan ohjausohjelmiston muutoksia vaan myös täysin, uudenlaista kotelointikonseptia, joka soveltuu eri-15 tyisesti konehuoneettomaan hissiin.

Keksinnön mukaisessa hissikäytössä moottorikäyttö (invertteri) on integroitu hissimoottoriin. Vain tasasuuntaaja ja hissikäytön ohjausyksikkö on sijoitettu hissikuilussa olevaan ohjaus-/tehoyksikköön.

Keksinnön mukaisessa invertterikäytössä 20 - invertteri on "musta laatikko”, jossa ei ole käyttöliittymää - käytön liityntä liikkeenohjaukseen on yksinkertainen - invertteri on termisesti optimoitu vetopyöräkäyttöön :,;- invertteri on hyvin kompakti, kuin rakennuspalikka (brick) ·.. - invertterissä on DC-sisääntulo • ’; 25 - mitat ovat niin pienet, että joustava sijoitus on mahdollista .. .: Keksinnöllä saavutetaan lisäksi seuraavia etuja: :· ·. - moottorikäyttö on hyvin yksinkertainen ja luotettava • · '.f - moottorikäytön ja moottorin välinen kaapelointi on minimissään ' ' - moottorikäyttö voi hyödyntää moottorin mekaniikkaa ja jäähdy- 30 tyskapasiteettia • » j - tasavirta-akkua voidaan käyttää varavoimalähteenä : .: - moottorikäyttö voidaan testata moottorin kanssa ja käyttöpara- • metrit voidaan asettaa moottoritehtaalla .: - moottorikäytön valmistus on edullista, kun voidaan valmistaa 35 suuria määriä standardituotteita >

Sen lisäksi ylläpito helpottuu, kun komponenttien lukumäärä piene- : nee, erityisesti, koska komponenttien liitännät ovat pääasiallinen vian syy. Sen lisäksi integroitu järjestelmä toimii luotettavammin kuin erilliskomponenteilla to- 3 114978 teutettu ratkaisu, ja voidaan käyttää samaa tasasuuntaajaa usealle hissikäytöl-le.

Yksityiskohtaisesti keksinnön mukaiselle hissikäytölle ja menetelmälle hissikäytön ohjaamiseksi tunnusomaiset piirteet on esitetty oheisissa pa-5 tenttivaatimuksissa.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin esimerkin avulla viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää keksinnön mukaista hissiä yksinkertaistettuna, ja kuvio 2 esittää keksinnön mukaista hissikäyttöä.

10 Kuviossa 1 on esitetty konehuoneeton hissi, jossa hissimoottori M1, esimerkiksi kiekkomainen kestomagneettivaihtosähkömoottori, sekä sen ohjaus I on sijoitettu hissikuiluun SHAFT 1. Hissikori CAR1 on vastapainoton. Sitä liikut tavia vaijereita ja muuta välityslaitteistoa ei ole esitetty.

Hissimoottorin i/11 ohjausjärjestelmässä on hissin tehoyksikkö 15 EPU1, jossa on tasasuuntaaja RECT1 sekä ohjausosa LCE1, moottorikäyttö (invertteri) INV1 sekä hissikuilun seinällä oleva asennuspaneeli MAPI. Tehoyksikkö EPU1 ja asennuspaneeli MAPI samoin kuin asennuspaneeli MAPI ja moottorikäyttö INV1 on liitetty toisiinsa kaapeleilla CABLE1 ja CABLE2.

Tehoyksikkö EPU1 on sijoitettu hissikuilun SHAFT1 seinälle. Moot-20 torikäyttö INV1 on integroitu moottorin M1 yhteyteen. Näin kaapelit CABLE1 ja CABLE2 sekä asennuspaneeli MAPI muodostavat taajuusmuuttajan tasajänni-tepiirin.

Huollon ja korjausten aikana hissikoria nostetaan syöttämällä asennuspaneeliin MAPI (tasajännitepiiriin) akusta BATT1 , esimerkiksi 48 V, '; 25 5... 10 Ah) tasajännitettä.

,: Kuviossa 2 on esitetty lohkokaaviomuodossa keksinnön mukainen , ,·. hissikäyttö, jossa käyttötoiminta on jaettu kahteen osaan, tehoyksikköön EPU1 ’ ja invertteriin INV1, ja jossa moottorin M akselilla olevasta takometristä saadaan ’ nopeus-/paikkatakaisinkytkentä. Tehoyksiköstä saadaan invertterin ohjaus, ja 30 invertterin status ohjataan EPU1 :een.

* ' ’ Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri sovellutusmuo- ; . dot eivät rajoitu yksinomaan edellä esitettyyn esimerkkiin, vaan ne voivat vaih- •; ; della jäljempänä esitettävien patenttivaatimusten puitteissa.

Claims

114978

1. Hissi, jossa on hissikori (CAR1) sekä käyttölaitteisto hissikorin liikuttamiseksi, jossa käyttölaitteistossa on vaihtovirtahissimoottori (M1) sekä 5 taajuusmuuttaja, jossa on tasasuuntaaja (RECT1) ja invertteri (INV1) sekä niiden välinen tasajännitepiiri, tunnettu siitä, että tasasuuntaaja (RECT1) ja invertteri (INV1) ovat erilliset, ja että invertteri (INV1) on integroitu moottorin (M1) yhteyteen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hissi, jossa hissikori on 10 sijoitettu hissikuiluun (SHAFT1), ja jossa hississä on hissikuiluun tai tasolle sijoitettu liitäntäosa (MAPI), tunnettu siitä, että tasasuuntaaja ja invertteri on liitetty toisiinsa liitäntäosan kautta kaapeleilla (CABLE1, CABLE2).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hissi, jossa hississä on hissikuiluun tai tasolle sijoitettu liitäntäosa (MAPI), tunnettu siitä, että hississä 15 on varavoimalähde (BATT1), joka on liitettävissä tasajännitevälipiiriin edullisesti liitäntäosassa (MAPI).

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hissi, tunnettu siitä, että tasasuuntaaja on sijoitettu hissikäytön ohjausosaan (EPU1), ja invertteri on ilman käyttöliittymää.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hissi, tunnettu siitä, että hissikäytön ohjausosa (EPU1) ja liitäntäosa (MAPI) on sovitettu samaan yksikköön tasolla. . 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hissi, tunnettu siitä, että hissi • · : \ on konehuoneeton ja vastapainoton. • · ·

7. Menetelmä hissin ohjaamiseksi, jossa hississä on hissikori “ ; (CAR1), sekä hissikuiluun tai tasolle sijoitettu liitäntäosa (MAPI), sekä käyttö- J laitteisto hissikorin liikuttamiseksi, jossa käyttölaitteistossa on vaihtovirtahissi- : * moottori (M1) sekä taajuusmuuttaja, jossa on tasasuuntaaja (RECT1) ja invert- teri (INV1) sekä niiden välinen tasajännitepiiri, jossa menetelmässä hissiä ohja- 30 taan esimerkiksi huolto- ja korjaustöiden aikana siihen syötettävän toisen jänni-: telähteen, edullisesti tasajännitelähteen avulla, tunnettu siitä, että tasasuuntaa ja (RECT1) ja invertteri (INV1) ovat erilliset, ja että invertteri on integroitu moottorin (M1) yhteyteen, ja että toinen jännite syötetään tasajännitevälipiiriin liitäntäosan (MAPI) kautta. ♦ 35 5 114978