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WO2018234219A1 - Aufzugsystem mit einem linearantrieb und einem energiespeicher, der mit dem linearantrieb gekoppelt ist - Google Patents

Aufzugsystem mit einem linearantrieb und einem energiespeicher, der mit dem linearantrieb gekoppelt ist Download PDF

Info

Publication number
WO2018234219A1
WO2018234219A1 PCT/EP2018/066073 EP2018066073W WO2018234219A1 WO 2018234219 A1 WO2018234219 A1 WO 2018234219A1 EP 2018066073 W EP2018066073 W EP 2018066073W WO 2018234219 A1 WO2018234219 A1 WO 2018234219A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
energy
linear drive
elevator system
elevator
energy store
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2018/066073
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Herrmann GÜNTHER
Markus Jetter
Appunn RÜDIGER
Erhard LAMPERSBERGER
Jürgen FRANTZHELD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp AG
TK Elevator GmbH
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Elevator AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp AG, ThyssenKrupp Elevator AG filed Critical ThyssenKrupp AG
Publication of WO2018234219A1 publication Critical patent/WO2018234219A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B11/00—Main component parts of lifts in, or associated with, buildings or other structures
    • B66B11/04—Driving gear ; Details thereof, e.g. seals
    • B66B11/0407—Driving gear ; Details thereof, e.g. seals actuated by an electrical linear motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B1/00—Control systems of elevators in general
    • B66B1/24—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration
    • B66B1/28—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical
    • B66B1/30—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical effective on driving gear, e.g. acting on power electronics, on inverter or rectifier controlled motor
    • B66B1/302—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical effective on driving gear, e.g. acting on power electronics, on inverter or rectifier controlled motor for energy saving
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/1415—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle with a generator driven by a prime mover other than the motor of a vehicle
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B50/00—Energy efficient technologies in elevators, escalators and moving walkways, e.g. energy saving or recuperation technologies

Definitions

  • Elevator system with a linear drive and an energy storage, with the
  • the present invention relates to an elevator system with a linear drive and an energy storage, which is coupled to the linear drive.
  • Embodiments show an energy storage for ropeless elevator systems.
  • Rope-bound lifts have a counterweight and a (passenger or cargo) cabin connected by a rope. The counterweight compensated
  • Characteristic of these elevator systems is a linear drive and the absence of a counterweight to the elevator car.
  • the elevator car can be equipped with permanent magnets to which a changing
  • Magnetic field applied by mounted in the elevator shaft electromagnet acts. If the electromagnets are supplied with a three-phase current, a "wandering" magnetic field is created which moves the elevator cars
  • Electromagnet and the elevator shaft to be equipped with the permanent magnets.
  • the drive In contrast to rope-bound elevators, in a cable-free elevator system, the drive must accelerate, keep in motion and decelerate the entire weight of the car (against gravitational attraction).
  • an advantage of the ropeless elevator systems is that in a hoistway a plurality of cars can travel at the same time.
  • the absence of the counterweight results in power requirements (power peaks), for example when starting or braking the elevator cars, which takes up the cable-free elevator system from the network or feeds it back into it or alternatively converts it into heat, for example via a resistor.
  • external energy sources such as a power grid, or a (backup) generator can not provide or resume such services indefinitely.
  • Providing appropriate capacity to provide short-term power peaks in the power supply is often costly to utilities.
  • the release of energy back into the power grid or generally the external power source may also be strictly regulated or even prohibited.
  • the object of the present invention is therefore to provide an improved concept for a lift system with a linear drive.
  • the object is solved by the subject matter of the independent patent claims.
  • Embodiments show an elevator system with a linear drive, which is designed to move a cabin in an elevator shaft (move, transport) and an energy storage, which is coupled to the linear drive.
  • a control unit is designed to feed energy from the linear drive into the energy store in a first system state and to deliver energy from the energy store to the linear drive in a second system state.
  • the first system state may differ from the second
  • the present invention is based on the idea that energy is stored in the elevator system by means of the energy store. This energy can be called up when the power consumption of the linear drive requires it.
  • the external power source e.g., the power grid
  • the external power source can be relieved, as this power is not sourced from the external power source.
  • the lowest possible power consumption should be achieved by a feeding network (external energy source, electricity grid).
  • a suitable feeding network external energy source, electricity grid
  • Control algorithm can be kept low for one or more single cabins power consumption.
  • the energy to feed the energy storage can come directly from the elevator system, which operates in at least one (first) system state (operating phase) as a generator, that converts mechanical energy into electrical energy. Thus, electric Energy generated (gained).
  • the cabin (or the majority of the cabins) of the elevator system can travel downwards, whereby electrical energy is generated in particular during braking. In other words, the downhill cabs generate more electrical power than the remaining (up or standing cabins) require.
  • the elevator system in this state has a net current output (total current output) (or net energy output,
  • a fourth system state also has the same criteria as the first system state. Both states, however, differ in terms of an energy level in the energy store.
  • the energy level is e.g. a momentary stored energy or an average stored energy.
  • Total energy consumption of the elevator system can be reduced, as energy from the
  • Elevator system (by recuperation) is recovered and stored instead of burning it, i. into a volatile energy form (e.g., heat) or fed back to the external energy source.
  • a volatile energy form e.g., heat
  • the energy is delivered to the energy source, the energy is emitted in particular as electrical energy.
  • the elevator system has one
  • Elevator system recuperates too little electrical energy, for example by the downhill cabs to cover the entire energy needs of the elevator system, for example, the standing or up or sideways moving cabins. Due to the lack of a counterweight in comparison to a cable-laden elevator system, a high power requirement arises, in particular when moving cabins vertically
  • the control unit can be designed to dampen power peaks of the linear drive in the first and / or second system state. In yet other words, thus, power peaks in the external power source can be reduced. These power peaks can be covered by the energy storage. This can be a corresponding
  • the supply of the elevator system with the base load can also be done from the external energy source.
  • the network load is due to a rapidly changing
  • the external energy source is designed and this is therefore not an extraordinary burden.
  • the external energy source is designed and this is therefore not an extraordinary burden.
  • the third system state differs from the second system state by the energy level in the energy store.
  • the energy store is designed to deliver a power of more than 50%, more than 70% or more than 90% of a system power within a maximum of 5 seconds, the system power being the product of the mass of the car, the gravitational acceleration and a maximum Driving speed results.
  • the energy storage can be a power storage.
  • the maximum (storage) capacity of the energy storage may relate to the maximum amount of energy that can be stored in the energy storage.
  • control unit may be formed in one embodiment that a total power from the external power source or a total power output to the external power source is limited to a maximum of 50%, 40% or maximum 30% maximum peak power of the linear drive.
  • the peak power may refer to the amount of the maximum power or the absolute maximum power (highest positive value).
  • an energy storage is designed to allow more than 1 million accesses in its lifetime.
  • An access may be a switching operation of the control unit, which allows the storage or the release (supply) of energy in or out of the energy storage. This is advantageous so that the energy storage can withstand the high number of switching cycles that brings the operation of the elevator system with it. The error rate can thus be reduced.
  • An energy storage, the said Requirements of high power output and long life may be a super-capacitor, an (electrochemical) battery (ie, a rechargeable battery), or a flywheel. Also, a double-layer capacitor or accumulator is easier to manufacture without moving parts than an equivalent mechanical memory, ie, a mechanical memory meeting the same requirements, due to the technical structure.
  • control unit is formed in the third
  • Power source may then provide power for both the charging of the energy storage and the operation of the elevator system.
  • the second and the third system state are characterized by an energy requirement of the linear drive.
  • the energy storage can be loaded in addition to the supply by the linear drive and in addition by means of the external power source. This can be applied when the power requirement of the linear drive is so low that this power requirement can be covered solely by the external energy source and the external energy source further has capacities to charge the energy storage.
  • control unit is designed to deliver energy from the elevator system in a fourth system state, wherein the first and the fourth system state are characterized in that the linear drive a
  • the energy level may be a predetermined value of a mean energy stored in the energy storage. When the predetermined value is exceeded, the average energy is above the predetermined value. In the first system state, the energy level is not exceeded or the middle one
  • control unit is designed to store an average energy of between 20% and 80%, between 30% and 70% or between 40% and 60%, based on a maximum capacity of the energy store, in the energy store.
  • the specified percentage ranges characterize the energy level. When exceeded, the average stored energy in the energy store is greater than the higher value of the percentage spans, when falling below the lower value of the
  • the control unit can generate average energy, i. to fix a stored energy long term resource to a target value of 50%.
  • the average energy can be determined within a (sliding) time window.
  • the time window may include a predetermined period of time.
  • the time span can be between 60s and 2000s, between 120s and 1000s or between 300s and 500s.
  • the amount of time may be one cycle of the elevator system.
  • the duration of a cycle is determined by the time it takes for a car (on average) to pass through the hoistway system, i. starting from a starting point (according to his driving profile) to get back to this starting point.
  • the elevator system has a DC intermediate circuit via which the energy store is coupled to the linear drive.
  • DC link can be connected to the external power source
  • the controller can control the connection between the DC link and the external power source.
  • Embodiments also show a method of operating an elevator system comprising the steps of: moving a car (or a plurality of cars) in an elevator shaft (or a plurality of elevator shafts) of the elevator system by means of a linear drive, coupling an energy store to the linear drive, and injecting energy from the linear drive into the energy store in a first system state and outputting energy from the energy store to the linear drive in a second system state.
  • Energy storage charging the energy storage from the external power source when the average stored energy is below a predetermined value of the average energy and the linear actuator has a current power requirement, the power requirement is below a predetermined threshold, and outputting energy when the average stored energy is above the predetermined value of the average energy and the linear drive has an energy surplus.
  • the method of controlling the energy storage may be applied to the energy storage in the elevator system. Both methods can be implemented in a computer program.
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of an elevator system
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a driving scenario of the elevator system
  • FIG. 5 is a schematic diagram of the power requirement of the elevator system in the driving scenario of FIG. 4;
  • Fig. 6 is a schematic diagram of the stored energy in the energy storage devices.
  • FIG. 7 is a schematic flow diagram of an exemplary energy buffering strategy that may be performed by a controller.
  • the elevator system 2 has a linear drive 4, an energy store 6 and a control unit 8.
  • the linear drive 4 is formed, an elevator car in a hoistway of the Move (move) elevator system.
  • the energy storage 6 is coupled to the linear drive 4, that is electrically connected. The coupling can be done by means of an electrical line 10, 10a.
  • the control unit 8 can feed energy from the linear drive into the energy store in a first system state and deliver energy from the energy store to the linear drive in a second system state.
  • the linear drive has an energy surplus and in the second system state an energy requirement.
  • the current or energy flow direction is specified by the system state.
  • the elevator system 2 further comprises an external energy store 18.
  • the external energy store 18 can be connected to the control unit via the line 10b and thus be coupled (electrically connected) to the linear drive 4 and / or the energy store 6.
  • the elevator system may further comprise the external energy store 18, which is coupled to the linear drive, wherein the control unit 8 is designed to deliver additional energy from the external energy store to the linear drive in the second system state and / or energy in the
  • the invention is applicable to elevator systems 2 (elevator systems) with at least one elevator car 26 (car), in particular a plurality of elevator cars, which are in one
  • Shaft 20a, 22a are movable over guide rails.
  • At least one fixed first guide rail is fixedly arranged in the shaft 22a and is aligned in a first, in particular vertical, direction.
  • At least one fixed second guide rail is aligned in a second, in particular horizontal, direction in the shaft 20a.
  • At least one third guide rail rotatable relative to the shaft is fastened to a rotating platform 24a and is convertible between an orientation in the first direction and an orientation in the second direction.
  • Such systems are basically described in WO 2015/144781 A1 and in German patent applications 10 2016 21 1 997.4 and 10 2015 218 025.5. Reference numerals in this paragraph refer to FIG. 3.
  • Fig. 2 shows a schematic circuit diagram of an elevator system 2 according to a
  • the energy store 6 is shown in the form of a capacitor, but it can also be any other suitable energy store, for example a flywheel or an (electrochemical) accumulator.
  • Control unit 8 may have a DC-DC converter 8a (DC / DC converter) or a corresponding power electronics with the functionality described below.
  • the DC-DC converter 8a is part of the control unit 8.
  • DC-DC converter 8a an electrical isolation and / or an electrical
  • the electrical connection allows the flow of current between the energy storage 6 and the intermediate circuit 10 'whereas the electrical separation interrupts the flow of current.
  • the intermediate circuit 10 ' is further coupled to the linear drive 4.
  • the coupling can be done by an inverter 16 (DC / AC converter, motor controller).
  • the inverter 16 may have a DC link voltage U Z K of the DC link 10 'in a corresponding AC voltage (also includes multi-phase voltage or three-phase current) for the
  • Amplitude and the frequency of the AC voltage can be adapted or changed by a control of the inverter 16.
  • the amplitude of a fundamental wave of the AC voltage is proportional to the speed of the car.
  • Amplitude of the AC voltage can be variably adjusted depending on the desired speed of the cabins.
  • the further inverters 16a and 16b as well as the further linear motors 4a and 4b indicate a (here 3-fold) redundancy of the
  • Elevator system which can be arbitrarily extended (or reduced). Furthermore, a segmentation of the linear drive is thus obtained, which allows the independent operation of several cabins in a hoistway.
  • the arrangement of several redundant elevator systems can form a redundancy system 2 '.
  • the elevator systems redundant execution is optional, but increases the reliability, so that the safe operation is guaranteed even in case of failure of an elevator system of the redundancy system.
  • the DC intermediate circuit 10 (via a rectifier 8b) with an external power source 18, for example, connected to a power grid.
  • Energy source (short network) 18 may be provided by a utility company and have typical characteristics. So can the external
  • Energy source for example, be carried out in 3-phase, each phase a
  • the rectifier 8b converts the AC line voltage into the DC link voltage U Z K. This conversion can be single-phase via a single-phase inverter or multi-phase via a multi-phase inverter.
  • the rectifier 8b is optionally part of
  • Control unit 8 When the rectifier 8b is part of the control unit 8, the Control unit 8 control the connection between the DC link 10 'and the external power source 18.
  • an intermediate circuit capacitor 14 may be arranged in the intermediate circuit 10 '.
  • the intermediate circuit capacitor 14 can keep the intermediate circuit voltage U Z K constant and compensate for any voltage / current fluctuations.
  • Fig. 3 shows a schematic overview of the structure of a ropeless
  • the ropeless elevator system may have two horizontal elevator shafts 20a, 20b and two vertical elevator treasures 22a, 22b.
  • the horizontal and vertical elevator shafts 20, 22 are connected by means of changers (rotary platform) 24a, 24b, 24c, 24d.
  • a cabin 26 or a plurality of cabins may move.
  • An axle 28 indicates an ascending current altitude of the car.
  • the axis ranges from -30 to 50 (meters) and serves to illustrate the driving scenario shown below in FIG. 4.
  • Power requirement of the linear drive in which energy is taken from the energy storage: 15kW.
  • a suitable value that is greater than zero can reduce the number of accesses to the energy store and thus increase its service life.
  • maximum power the energy storage can provide: 30kW (47, 6A at 630VDC)
  • FIG. 4 shows the announced schematic diagram of the exemplary driving scenario of the elevator system. Travel curves of three cabs 26, 26a, 26b are shown which move horizontally and vertically over time in the elevator shafts shown in FIG. If a cabin stays in a certain position for a long period of time, it can be a stop for loading / unloading or loading / unloading the cabin.
  • FIG. 5 shows a schematic diagram of the power requirement of the elevator system covered by the external power source 18 (FIG. 1) in the driving scenario of FIG. 4, each using the energy store (graph 30a) and without using the Energy storage (graph 30b). If the graph 30b is in the negative power range, the elevator system will emit energy, it is in the first system state 34a.
  • the external power source 18 FIG. 1
  • the zero line 36 separates the first system state 34a from the second system state 34b.
  • the control unit is thus designed to dampen power peaks of the linear drive in the first and / or second system state 34a, 34b by a corresponding activation of the energy store.
  • the charging behavior of the energy storage can be determined from the comparison of the two graphs.
  • the graph 30a deflects into the negative power range, energy is fed back into the external energy source (and / or converted into a volatile energy form in an alternative scenario).
  • there may be a fourth system state 34d which is marked twice in FIG. 5 by way of example.
  • the control unit is configured to emit energy from the elevator system in the fourth system state 34d.
  • the first and the fourth system state 34a, 34d are characterized in that the linear drive (or the linear drives together) has an energy surplus.
  • an energy level of the energy store is exceeded.
  • the energy level may be a predetermined value of the average stored energy. In contrast, in the first system state, the energy level is not exceeded.
  • a third system state 34c is marked as an example in FIG. The
  • the control unit is designed to feed energy from the external energy source in the energy storage in a third system state 34c and to supply the linear drive with the energy from the external energy source.
  • the second and third system states are due to an energy requirement of the linear drive
  • Fig. 6 shows a schematic diagram of the stored energy in the
  • Graph 40a shows the progression of the stored energy in a single memory
  • graph 40b the curve of the sum of the stored energy of four redundant memories, that is, the sum of four graphs 40a. It is clearly visible that the average energy of an energy store fluctuates around a constant value (in this case 0.5 MJ).
  • the control unit is accordingly designed to store an average energy of approximately 50% of a maximum capacity (1 MJ) of the energy store in the energy store. Furthermore, the energy store gives e.g. between the times 150s and 160s, within 5s a stored energy of about 15% of its capacity.
  • the energy storage at least 10%, at least 20% or at least 30% of its maximum capacity within a maximum of 5 seconds deliver.
  • the energy storage may provide more than 50%, more than 70%, or more than 90% of system performance within a maximum of 5, a maximum of 3, and a maximum of 1.5 seconds, respectively.
  • the system performance may be determined from the product of the mass of the car (or alternatively the mass of the majority of cabs), the acceleration due to gravity and a vehicle speed.
  • FIG. 7 shows a schematic flowchart of an exemplary control algorithm 100 for controlling the energy store.
  • the control algorithm may be executed by the control unit.
  • the control algorithm begins with the start node 102.
  • it can be determined whether the linear operation is currently (ie at time t) current (l B e d ar f ) or
  • Start node 102 traces the left path. This may be the second and / or third system state.
  • start value [first] threshold, ls eicher_start) for a current power demand of the
  • Linear drive is located, in which the energy storage is switched on. If the current power requirement is below the threshold value (ls eicher_start), the entire input current of the linear drive is obtained from the external energy source, for example the power grid.
  • the starting value is below a maximum current (peak current) to be obtained from the external power source.
  • the definition of a starting value can reduce the number of accesses to the energy store (and thus the burden of the same), if the entire power requirement of the linear drive can also be operated from the external power source to increase the life of the energy storage.
  • the left path is continued from node 104.
  • the linear drive draws power from the energy store.
  • node 106 it may further be determined whether the current demand of the linear drive is an end value (I s eichernde), i. a value above which the energy store supplies the maximum output current exceeds. In this case, node 108 is activated (right path from node 106) and the maximum one
  • Output current of the energy store (ls eicher_max) is called discharge current (ls eicher)
  • a negative value of ls eicher is a discharge current, with a positive value a charge current.
  • the end value (ls eicher_Ende) may be less than or equal to the maximum output current (ls eicher_max) of the energy storage. If the current demand is less than (or equal to) the end value, node 1 10 is activated
  • node 1 12 which is activated when the current power requirement is less than (or equal to) the start value.
  • node 1 becomes 12 checked whether the long-term mean value of the data stored in the energy accumulator to the previous (viewing) time (E Spe Icher (ti)) is smaller than an intended or pre-set long-term mean value (E Spe icher_ziei) -
  • the long-term average may, for example, as moving average, over any predetermined
  • past period e.g., the duration of a cycle or a predetermined one
  • Period for example one minute, ten minutes or one hour.
  • the period may result from a (mean) cycle time (cycle time) of a car in the elevator shaft (s) of the elevator system.
  • the round trip time can be an averaging over all elevator cabins and / or an average dwell time at entry / exit points and / or, if the elevator car has different paths or
  • the long term average i. the average energy in the energy storage can be between 20% and 80%, between 30% and 70% or between 40% and 60% relative to a maximum capacity (energy content) of the energy storage.
  • a typical targeted long term average is 50% of the maximum capacity of the energy store.
  • the energy storage can buffer enough energy that is emitted by the linear drive so as not to overload the power grid.
  • node 1 16 If the long-term average (until) at the previous time is less than the preset long-term average, node 1 16 can be activated. In node 1 16, it is checked whether the current demand of the linear drive (I require) is smaller than the maximum current that comes from the external power supply
  • the energy store is charged as a function of the available current from the external energy source (see node 1 18). Based on the amount of energy to be recharged (E La den), a charging current (l La den) required for this amount of energy is calculated taking into account the intermediate circuit voltage.
  • the charging current of the memory (ls eicher) is determined by the minimum of the required charging current (kaden) of the energy storage and the difference between the maximum current to be taken from the external energy source (lAc_max_ziei) and the current power requirement of the linear drive (I need) , unless the minimum of the maximum permissible charging current (ls eicher_max) and the maximum Electricity to be taken from the external power source (lAc_max_ziei) is smaller. In this case, the energy storage is charged, although the linear drive no
  • the energy storage can be charged via the external energy source. If lAc_max_ziei is less than or equal to the current demand of the linear drive (I requirement), neither current is supplied from the energy store nor fed into it (see node 120).
  • the right path is tracked starting from the start node 102. This can be the first and / or fourth system state.
  • node 122 whether the long-term mean value of the data stored in the energy accumulator (to) at the previous time (E Spe Icher (ti)) can now be tested is smaller than an intended or pre-set long-term mean value (E Sp eicher_ziei) (see FIG. Node 1 12). If this is true, the
  • Charging current of the energy storage device (ls eicher_max) and the maximum current to be taken from the external energy source (lAc_max_ziei) are charged (see node 124).
  • the charging current can be completely recovered from the linear actuator when it provides sufficient current. If the current supplied by the linear drive is greater than the charging current, the excess current can be fed back into the network or converted into a volatile form of energy. Is the charging current not
  • the residual current can be covered by the external power source. Otherwise, i. if the middle in
  • Unload energy storage In Fig. 7 here is a discharge current in the amount of current supplied by the linear drive selected. However, any other current can also be selected (see node 126).
  • Represent method so that a block or a component of a device is to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step.
  • aspects described in connection with or as a method step also represent a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device.
  • embodiments of the invention may be implemented in hardware or in software.
  • the implementation can be under Use of a digital storage medium, such as a floppy disk, a DVD, a Blu-ray Disc, a CD, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM or FLASH memory, a hard disk or other magnetic or optical storage carried out are stored on the electronically readable control signals, which can cooperate with a programmable computer system or cooperate such that the respective method is performed. Therefore, the digital storage medium can be computer readable.
  • some embodiments according to the invention include a data carrier having electronically readable control signals capable of being coupled to a programmable computer system
  • Computer program product with a program code implemented the program code is effective. perform one of the procedures when the computer program product runs on a computer.
  • the program code can also be stored, for example, on a machine-readable carrier.
  • Embodiments include the computer program for performing any of the methods described herein, wherein the computer program is stored on a machine-readable medium.
  • an embodiment of the method according to the invention is thus a computer program which has a program code for performing one of the methods described herein when the computer program runs on a computer.
  • a further embodiment of the inventive method is thus a data carrier (or a digital storage medium or a computer-readable medium) on which the computer program is recorded for carrying out one of the methods described herein.
  • a data stream or the sequence of signals can be configured, for example, to be transferred via a data communication connection, for example via the Internet.
  • a processing device such as a computer or a programmable logic device, that is configured or adapted to perform one of the methods described herein.
  • a programmable logic device In some embodiments, a programmable logic device
  • a field programmable gate array an FPGA
  • FPGA field programmable gate array
  • a field programmable gate array may cooperate with a microprocessor to implement any of the methods described herein
  • the methods are performed by any hardware device.
  • This may be a universal hardware such as a computer processor (CPU) or hardware specific to the process, such as an ASIC.

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Abstract

Es ist ein Aufzugsystem (2) mit einem Linearantrieb (4) gezeigt. Der Linearantrieb ist ausgebildet, eine Kabine (26) in einem Aufzugschacht (20, 22) zu verfahren. Ferner weist das Aufzugsystem einen Energiespeicher (6) auf, der mit dem Linearantrieb gekoppelt ist. Eine Steuereinheit (8) kann, in einem ersten Systemzustand Energie aus dem Linearantrieb in den Energiespeicher einspeisen und in einem zweiten Systemzustand Energie aus dem Energiespeicher an den Linearantrieb abgeben.

Description

Aufzugsystem mit einem Linearantrieb und einem Energiespeicher, der mit dem
Linearantrieb gekoppelt ist Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Aufzugsystem mit einem Linearantrieb und einem Energiespeicher, der mit dem Linearantrieb gekoppelt ist. Ausführungsbeispiele zeigen einen Energiespeicher für seillose Aufzugsysteme.
Seilgebundene Aufzüge verfügen über ein Gegengewicht und eine (Personen-, oder Lasten-) Kabine, die mittels eines Seils verbunden sind. Das Gegengewicht kompensiert
typischerweise die Hälfte einer Maximallast, die die Kabine fördern kann. Insbesondere beim Fahren nach oben und Abbremsen der nach unten fahrenden Kabine wirkt das
Gegengewicht ausgleichend auf die Masse der beladenen Kabine, so dass der Antrieb nur die potentielle Energie entsprechend der Massendifferenz (die Differenz von dem
Gegengewicht zu dem aktuellen Gewicht der Kabine) aufzubringen oder aufzunehmen hat.
Seillose Aufzugsysteme verfügen jedoch nicht über ein solches Gegengewicht.
Kennzeichnend für diese Aufzugsysteme ist ein Linearantrieb und die Abwesenheit eines Gegengewichts gegenüber der Aufzugkabine. Zur Umsetzung des Linearantriebs kann die Aufzugkabine mit Permanentmagneten ausgestattet sein, auf die ein wechselndes
Magnetfeld von im Aufzugschacht angebrachten Elektromagneten einwirkt. Werden die Elektromagnete mit einem Drehstrom gespeist entsteht ein„wanderndes" Magnetfeld, das die Aufzugkabinen bewegt. Alternativ können auch die Aufzugkabine mit den
Elektromagneten und der Aufzugschacht mit den Permanentmagneten ausgestattet sein. Im Gegensatz zu seilgebundenen Aufzügen muss der Antrieb bei einem seillosen Aufzugsystem das komplette Gewicht der Kabine (gegen die Erdanziehung) beschleunigen, in Bewegung halten und abbremsen. Ein Vorteil der seillosen Aufzugsysteme ist jedoch, dass in einem Aufzugschacht eine Mehrzahl von Kabinen gleichzeitig fahren können.
Aus der Abwesenheit des Gegengewichts resultieren jedoch Leistungsanforderungen (Leistungsspitzen), beispielsweise beim Anfahren oder Abbremsen der Aufzugkabinen, die das seillose Aufzugssystem aus dem Netz aufnimmt bzw. in dieses zurückspeist oder alternativ z.B. über einen Widerstand in Wärme umwandelt. Externe Energiequellen wie beispielsweise ein Stromnetz, oder ein (Notstrom-) Generator können solche Leistungen jedoch nicht unbegrenzt bereitstellen oder wieder aufnehmen. Zudem lassen sich Energieversorgungsunternehmen das Vorhalten entsprechender Kapazitäten um kurzfristig Leistungsspitzen in der Stromversorgung bereitzustellen häufig teuer bezahlen. Die Abgabe von Energie zurück in das Stromnetz oder allgemein die externe Energiequelle kann ebenfalls streng reglementiert oder sogar verboten sein.
In anderen Worten findet bei einem seillosen elektrisch betriebenen Aufzugsystem mit einer oder mehreren Einzelkabinen in einem oder mehreren Fahrschächten je nach den
Betriebsphasen eine hohe Leistungsaufnahme oder -abgäbe zu einem speisenden Netz statt. Bei bekannten Seil-Aufzügen mit Gegengewicht ist diese Leistungsaufnahme oder - abgäbe (durch das Gegengewicht) geringer.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein verbessertes Konzept für ein Aufzugsystem mit einem Linearantrieb zu schaffen. Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Ausführungsbeispiele zeigen ein Aufzugsystem mit einem Linearantrieb, der ausgebildet ist, eine Kabine in einem Aufzugschacht zu verfahren (bewegen, transportieren) und einem Energiespeicher, der mit dem Linearantrieb gekoppelt ist. Eine Steuereinheit ist ausgebildet, in einem ersten Systemzustand Energie aus dem Linearantrieb in den Energiespeicher einzuspeisen und in einem zweiten Systemzustand Energie aus dem Energiespeicher an den Linearantrieb abzugeben. Der erste Systemzustand kann sich von dem zweiten
Systemzustand unterscheiden. Der vorliegenden Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass mittels des Energiespeichers Energie in dem Aufzugsystem gespeichert wird. Diese Energie kann abgerufen werden, wenn die Leistungsaufnahme des Linearantriebs dies erfordert. Somit kann die externe Energiequelle (z.B. das Stromnetz) entlastet werden, da diese Energie demnach nicht von der externen Energiequelle bezogen wird. Mit Hilfe eines Energiespeichers soll eine möglichst geringe maximale Leistungsaufnahme von einem speisenden Netz (externe Energiequelle, Stromnetz) erreicht werden. In Verbindung mit einem geeigneten
Steueralgorithmus kann für einer oder mehrere Einzelkabinen die Leistungsaufnahme gering gehalten werden. Die Energie um den Energiespeicher zu speisen kann direkt aus dem Aufzugsystem stammen, das in zumindest einem (ersten) Systemzustand (Betriebsphase) als Generator arbeitet, d.h. mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt. Somit wird elektrische Energie erzeugt (gewonnen). In diesem Systemzustand kann die Kabine (bzw. die Mehrzahl der Kabinen) des Aufzugsystems abwärts fahren, wodurch insbesondere beim Abbremsen elektrische Energie erzeugt wird. In anderen Worten erzeugen (bzw. liefern) die abwärts fahrenden Kabinen mehr elektrischen Strom (bzw. elektrische Energie) als die verbleibenden (aufwärts fahrenden oder stehenden Kabinen) benötigen. Das Aufzugsystem weist in diesem Zustand eine Nettostromabgabe (Gesamtstromabgabe) (bzw. Nettoenergieabgabe,
Gesamtenergieabgabe) auf. In Ausführungsbeispielen weist auch ein vierter Systemzustand dieselben Kriterien auf wie der erste Systemzustand. Beide Zustände unterscheiden sich jedoch hinsichtlich eines Energieniveaus in dem Energiespeicher. Das Energieniveau ist z.B. eine momentane gespeicherte Energie oder eine mittlere gespeicherte Energie.
Durch das Speichern (Puffern) der von dem Aufzugsystem abgegebenen (bereitgestellten) Energie in dem Energiespeicher wird ferner kein Strom in die externe Energiequelle zurückgespeist. Wenn nur eine anteilige Speicherung der Energie erfolgt, so wird zumindest nur ein kleinerer Teil der erzeugten Energie zurückgespeist. Soll in diesem Fall gar keine Energie in die externe Energiequelle zurückgespeist werden, so ist die überschüssige Energie in eine flüchtige Energieform, d.h. z.B. als Stromfluss durch einen Widerstand in Wärme, umzuwandeln. Durch den Energiespeicher kann somit auch ein
Gesamtenergieverbrauch des Aufzugsystems reduziert werden, da Energie aus dem
Aufzugsystem (durch Rekuperation) zurückgewonnen und gespeichert wird, statt diese zu verbrennen, d.h. in eine flüchtige Energieform (z.B. Wärme) umzuwandeln oder in die externe Energiequelle zurückzuspeisen.
Wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Rede davon ist, dass Energie an die Energiequelle abgegeben wird, so wird die Energie insbesondere als elektrische Energie abgegeben.
In einem weiteren (zweiten) Systemzustand weist das Aufzugsystem jedoch eine
Nettostromaufnahme (Gesamtstromaufnahme) auf. In diesem Fall wird durch das
Aufzugsystem beispielsweise durch die abwärts fahrenden Kabinen zu wenig elektrische Energie rekuperiert, um den gesamten Energiebedarf des Aufzugsystems, beispielsweise der stehenden bzw. aufwärts oder seitwärts fahrenden Kabinen, zu decken. Durch das im Vergleich zu einem seilbehafteten Aufzugsystem fehlende Gegengewicht entsteht insbesondere beim Vertikalbewegen von Kabinen ein hoher Leistungsbedarf
(Leistungsspitzen, Stromspitzen), da die Masse der Kabinen vollständig durch die elektrische Energie in Bewegung versetzt wird. Dieser Leistungsbedarf kann durch die in dem
Energiespeicher gespeicherte Energie bedient (ausgeglichen) werden. In anderen Worten kann die Steuereinheit ausgebildet sein, Leistungsspitzen des Linearantriebs in dem ersten und/oder zweiten Systemzustand zu dämpfen. In nochmals anderen Worten können somit Leistungsspitzen in der externen Energiequelle reduziert werden. Diese Leistungsspitzen können von dem Energiespeicher gedeckt werden. Dieser kann eine entsprechende
Energiemenge speichern, die in der benötigten Zeit abgerufen werden kann. Die Versorgung des Aufzugsystems mit der Grundlast kann darüber hinaus aus der externen Energiequelle erfolgen. Somit wird die Netzbelastung wegen einer sich schnell verändernde
Stromaufnahme auf ein Minimum reduziert oder sogar vollständig vermieden. Für das Bedienen der Grundlast ist die externe Energiequelle ausgelegt und dies stellt somit keine außergewöhnliche Belastung dar. In Ausführungsbeispielen weist auch ein dritter
Systemzustand die gleichen Kriterien hinsichtlich des Linearantriebs auf. Jedoch
unterscheidet sich auch hier der dritte Systemzustand von dem zweiten Systemzustand durch den Energielevel in dem Energiespeicher.
Gemäß Ausführungsbeispielen ist der Energiespeicher ausgebildet, eine Leistung von mehr als 50%, mehr als 70% oder mehr als 90% einer Systemleistung innerhalb von maximal 5 Sekunden abzugeben, wobei sich die Systemleistung aus dem Produkt der Masse der Kabine, der Erdbeschleunigung und einer maximalen Fahrgeschwindigkeit ergibt. Weist das Aufzugsystem eine Mehrzahl von Kabinen auf, so kann die Masse der Mehrzahl der Kabinen in die Systemleistung einfließen. Die Abgabe dieser großen Leistungen ist vorteilhaft, um die Leistungsspitzen des Aufzugsystems durch den Energiespeicher bedienen bzw. ausgleichen zu können. Ein solcher Energiespeicher kann ein Leistungsspeicher sein. Die maximale (Speicher-) Kapazität des Energiespeichers kann sich auf die maximale Energiemenge beziehen, die in dem Energiespeicher gespeichert werden kann. Um die Leistungsspitzen ausgleichen zu können, kann die Steuerungseinheit in einem Ausführungsbeispiel ausgebildet sein, dass eine Gesamtleistungsaufnahme aus der externen Energiequelle oder eine Gesamtleistungsabgabe in die externe Energiequelle auf maximal 50%, maximal 40% oder maximal 30% einer maximalen Spitzenleistung des Linearantriebs begrenzt wird. Die Spitzenleistung kann sich auf den Betrag der maximalen Leistung oder die absolute maximale Leistung (größter positiver Wert) beziehen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Energiespeicher ausgebildet, in seiner Lebensdauer mehr als 1 Mio Zugriffe zu ermöglichen. Ein Zugriff kann ein Schaltvorgang der Steuereinheit sein, die das Speichern oder das Abgeben (Bereitstellen) von Energie in den bzw. aus dem Energiespeicher erlaubt. Dies ist vorteilhaft, damit der Energiespeicher die hohe Anzahl der Schaltzyklen aushält, die der Betrieb des Aufzugsystems mit sich bringt. Die Fehleranfälligkeit kann somit verringert werden. Ein Energiespeicher, der die genannten Anforderungen der großen Leistungsabgabe und der langen Lebensdauer erfüllt, kann ein Doppelschichtkondensator (engl, super-capacitor), ein (elektrochemischer) Akkumulator (d.h. eine wiederaufladbare Batterie) oder ein Schwungrad sein. Ein Doppelschichtkondensator oder ein Akkumulator ist ferner aufgrund des technischen Aufbaus ohne bewegliche Teile einfacher herzustellen als ein äquivalenter mechanischer Speicher, d.h. ein mechanischer Speicher, der die gleichen Anforderungen erfüllt.
Gemäß Ausführungsbeispielen ist die Steuereinheit ausgebildet, in dem dritten
Systemzustand Energie aus einem Stromnetz in den Energiespeicher einzuspeisen und den Linearantrieb mit der Energie aus der externen Energiequelle zu versorgen. Der
Energiespeicher kann demnach geladen werden, während der Linearantrieb ein
Leistungsdefizit aufweist, also Strombedarf bzw. Leistungsbedarf hat. Die externe
Energiequelle kann dann Energie sowohl für das Laden des Energiespeichers als auch den Betrieb des Aufzugsystems bereitstellen. Der zweite und der dritte Systemzustand sind durch einen Energiebedarf des Linearantriebs gekennzeichnet. In anderen Worten kann der Energiespeicher neben der Speisung durch den Linearantrieb auch ergänzend mittels der externen Energiequelle geladen werden. Dies kann dann angewendet werden, wenn der Leistungsbedarf des Linearantriebs so gering ist, dass dieser Leistungsbedarf alleine durch die externe Energiequelle gedeckt werden kann und die externe Energiequelle weiterhin Kapazitäten aufweist, um den Energiespeicher zu laden.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen ist die Steuereinheit ausgebildet, in einem vierten Systemzustand Energie aus dem Aufzugsystem abzugeben, wobei der erste und der vierte Systemzustand dadurch gekennzeichnet sind, dass der Linearantrieb einen
Energieüberschuss aufweist. In dem vierten Systemzustand wird ein Energielevel des Energiespeichers überschritten. Der Energielevel kann ein vorbestimmter Wert einer mittleren in dem Energiespeicher gespeicherten Energie sein. Bei einem Überschreiten des vorbestimmten Werts liegt die mittlere Energie oberhalb des vorbestimmten Werts. In dem ersten Systemzustand wird der Energielevel nicht überschritten bzw. die mittlere
gespeicherte Energie bleibt unterhalb des Energielevels. Im Gegensatz zu der mittleren gespeicherten Energie kann auch die aktuelle gespeicherte Energie verwendet werden. Die Verwendung der mittleren gespeicherten Energie hat jedoch den Vorteil, dass kurzfristige Ladungsschwankungen des Energiespeichers bei der Auswertung vernachlässigt werden. In einem Ausführungsbeispiel ist die Steuereinheit ausgebildet, eine mittlere Energie zwischen 20% und 80%, zwischen 30% und 70% oder zwischen 40% und 60%, bezogen auf eine maximale Kapazität des Energiespeichers, in dem Energiespeicher zu speichern. Die angegebenen Prozentspannen kennzeichnen den Energielevel. Bei einem Überschreiten ist die mittlere gespeicherte Energie in dem Energiespeicher größer als der höhere Wert der Prozentspannen, bei einem Unterschreiten niedriger als der kleinere Wert der
Prozentspannen. Die Steuereinheit kann eine mittlere Energie, d.h. ein langfristiges Mittel der gespeicherten Energie auf einen Zielwert von 50% regeln. Die mittlere Energie kann innerhalb eines (gleitenden) Zeitfensters ermittelt werden. Das Zeitfenster kann eine vorbestimmte Zeitspanne umfassen. Die Zeitspanne kann zwischen 60s und 2000s, zwischen 120s und 1000s oder zwischen 300s und 500s betragen. Die Zeitspanne kann sich aus einer Dauer eines Zyklus des Aufzugsystems ergeben. Die Dauer eines Zyklus ergibt sich aus der Zeit die eine Kabine (im Mittel) benötigt, um das Aufzugschachtsystem zu durchfahren, d.h. ausgehend von einem Startpunkt (gemäß seinem Fahrprofil) wieder zu diesem Startpunkt zu gelangen.
Gemäß Ausführungsbeispielen weist das Aufzugsystem einen Gleichstromzwischenkreis auf, über den der Energiespeicher mit dem Linearantrieb gekoppelt ist. Der
Gleichstromzwischenkreis kann mit der externen Energiequelle verbunden sein, wobei die Steuereinheit die Verbindung zwischen dem Gleichstromzwischenkreis und der externen Energiequelle steuern kann.
Ausführungsbeispiele zeigen ferner ein Verfahren zum Betrieb eines Aufzugsystems mit folgenden Schritten: Verfahren einer Kabine (oder einer Mehrzahl von Kabinen) in einem Aufzugschacht (oder einer Mehrzahl von Aufzugschächten) des Aufzugsystems mittels eines Linearantriebs, Koppeln eines Energiespeicher mit dem Linearantrieb, und Einspeisen von Energie aus dem Linearantrieb in den Energiespeicher in einem ersten Systemzustand und Abgeben von Energie aus dem Energiespeicher an den Linearantrieb in einem zweiten Systemzustand.
Weitere Ausführungsbeispiele zeigen ein Verfahren zum Steuern eines Energiespeichers mit folgenden Schritten: Koppeln des Energiespeichers mit einer externen Energiequelle und einem Linearantrieb, Ermitteln einer mittleren gespeicherten Energie in dem
Energiespeicher, Laden des Energiespeichers aus der externe Energiequelle, wenn die mittlere gespeicherte Energie unterhalb eines vorbestimmten Werts der mittleren Energie liegt und der Linearantrieb einen aktuellen Strombedarf aufweist, wobei der Strombedarf unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegt, und Abgeben von Energie, wenn die mittlere gespeicherte Energie oberhalb des vorbestimmten Werts der mittleren Energie liegt und der Linearantrieb einen Energieüberschuss aufweist. Das Verfahren zum Steuern des Energiespeichers kann auf den Energiespeicher in dem Aufzugsystem angewendet werden. Beide Verfahren können in einem Computerprogramm implementiert sein.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind der Gegenstand der abhängigen
Patentansprüche.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 : eine schematische Blockdarstellung eines Aufzugsystems;
Fig. 2: einen schematischen Schaltplan eines Aufzugsystems;
Fig. 3: eine schematische Übersichtsdarstellung des Aufbaus eines seillosen
Aufzugsystems;
Fig. 4: ein schematisches Diagramm eines Fahrszenarios des Aufzugsystems;
Fig. 5 ein schematisches Diagramm des Leistungsbedarfs des Aufzugsystems bei dem Fahrszenario aus Fig. 4;
Fig. 6 ein schematisches Diagramm der gespeicherten Energie in den Energiespeichern; und
Fig. 7 einen schematischen Ablaufplan einer exemplarischen Strategie zum Puffern der Energie, die durch eine Steuereinheit ausgeführt werden kann.
Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass identische, funktionsgleiche oder gleichwirkende Elemente, Objekte und/oder Strukturen in den unterschiedlichen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellte Beschreibung dieser Elemente untereinander austauschbar ist bzw. aufeinander angewendet werden kann.
Fig. 1 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines Aufzugsystems 2. Das Aufzugsystem 2 weist einen Linearantrieb 4, einen Energiespeicher 6 und eine Steuereinheit 8 auf. Der Linearantrieb 4 ist ausgebildet, eine Aufzugskabine in einem Aufzugschacht des Aufzugsystems zu verfahren (bewegen). Der Energiespeicher 6 ist mit dem Linearantrieb 4 gekoppelt, d.h. elektrisch verbunden. Die Kopplung kann mittels einer elektrischen Leitung 10, 10a erfolgen. Die Steuereinheit 8 kann in einem ersten Systemzustand Energie aus dem Linearantrieb in den Energiespeicher einspeisen und in einem zweiten Systemzustand Energie aus dem Energiespeicher an den Linearantrieb abgeben. Die beiden
Systemzustände können sich aus dem Linearantrieb 4 ergeben. In dem ersten
Systemzustand weist der Linearantrieb einen Energieüberschuss und in dem zweiten Systemzustand einen Energiebedarf auf. Die Strom- bzw. Energieflussrichtung wird durch den Systemzustand vorgegeben. Optional weist das Aufzugsystem 2 ferner einen externen Energiespeicher 18 auf. Der externe Energiespeicher 18 kann über die Leitung 10b mit der Steuereinheit verbunden und somit mit dem Linearantrieb 4 und/oder dem Energiespeicher 6 gekoppelt (elektrisch verbunden) sein. In anderen Worten kann das Aufzugsystem ferner den externen Energiespeicher 18 aufweisen, der mit dem Linearantrieb gekoppelt ist, wobei die Steuereinheit 8 ausgebildet ist, in dem zweiten Systemzustand ergänzend Energie aus dem externen Energiespeicher an den Linearantrieb abzugeben und/oder Energie in den
Energiespeicher einzuspeisen.
Die Erfindung ist anwendbar bei Aufzugsystemen 2 (Aufzugsanlagen) mit zumindest einer Aufzugskabine 26 (Fahrkorb), insbesondere mehreren Aufzugskabinen, die in einem
Schacht 20a, 22a, über Führungsschienen verfahrbar sind. Zumindest eine feststehende erste Führungsschiene ist fest in dem Schacht 22a angeordnet und ist in einer ersten, insbesondere vertikalen, Richtung, ausgerichtet. Zumindest eine feststehende zweite Führungsschiene ist in einer zweiten, insbesondere horizontalen, Richtung in dem Schacht 20a ausgerichtet. Zumindest eine gegenüber dem Schacht drehbare dritte Führungsschiene ist an einer Drehplattform 24a befestigt und ist überführbar zwischen einer Ausrichtung in der ersten Richtung und einer Ausrichtung in der zweiten Richtung. Solche Anlagen sind dem Grunde nach in der WO 2015/144781 A1 sowie in den deutschen Patentanmeldungen 10 2016 21 1 997.4 und 10 2015 218 025.5 beschrieben. Bezugszeichen in diesem Absatz beziehen sich auf Fig. 3.
Fig. 2 zeigt einen schematischen Schaltplan eines Aufzugsystems 2 gemäß einem
Ausführungsbeispiel. Der Energiespeicher 6 ist in Form eines Kondensators dargestellt, es kann sich jedoch auch um einen beliebigen anderen geeigneten Energiespeicher handeln, beispielsweise ein Schwungrad oder einen (elektrochemischen) Akkumulator. Die
Steuereinheit 8 kann einen Gleichspannungswandler 8a (DC/DC-Wandler) oder eine entsprechende Leistungselektronik mit nachfolgend beschriebener Funktionalität aufweisen. Der Gleichspannungswandler 8a ist Teil der Steuereinheit 8. Der Gleichspannungswandler 8a kann eine Betriebsspannung des Energiespeichers 6 in eine Zwischenkreisspannung UZK eines (Gleichstrom-) Zwischenkreises 10' umwandeln. Ferner kann der
Gleichspannungswandler 8a eine elektrische Trennung und/oder eine elektrische
Verbindung zwischen dem Energiespeicher und dem Zwischenkreis herstellen. Die elektrische Verbindung ermöglicht den Stromfluss zwischen dem Energiespeicher 6 und dem Zwischenkreis 10' wohingegen die elektrische Trennung den Stromfluss unterbricht.
Der Zwischenkreis 10' ist ferner mit dem Linearantrieb 4 gekoppelt. Die Kopplung kann durch einen Wechselrichter 16 (DC/AC-Wandler, Motor Controller) erfolgen. Der Wechselrichter 16 kann eine Zwischenkreisgleichspannung UZK des Zwischenkreises 10' in eine entsprechende Wechselspannung (umfasst auch Mehrphasenspannung bzw. Drehstrom) für den
Linearantrieb (bzw. den Betrieb von Linearmotoren) umwandeln (konvertieren). Die
Amplitude und die Frequenz der Wechselspannung können durch eine Steuerung des Wechselrichters 16 adaptiert bzw. verändert werden. Die Amplitude einer Grundwelle der Wechselspannung ist proportional zur Geschwindigkeit der Kabine. Die Frequenz und
Amplitude der Wechselspannung kann abhängig von der gewünschten Geschwindigkeit der Kabinen variabel angepasst werden. Die weiteren Wechselrichter 16a und 16b sowie die weiteren Linearmotoren 4a und 4b deuten eine (hier 3-fache) Redundanz des
Aufzugsystems an, die beliebig erweitert (oder reduziert) werden kann. Ferner wird somit eine Segmentierung des Linearantriebs erhalten, die den unabhängigen Betrieb mehrerer Kabinen in einem Aufzugsschacht ermöglicht. Die Anordnung mehrerer redundanter Aufzugsysteme kann ein Redundanzsystem 2' bilden. Die Aufzugsysteme redundant auszuführen ist optional, erhöht jedoch die Ausfallsicherheit, so dass der sichere Betrieb auch bei Ausfall eines Aufzugsystems des Redundanzsystems gewährleistet ist.
Ferner ist der Gleichstromzwischenkreis 10' (über einen Gleichrichter 8b) mit einer externen Energiequelle 18, beispielsweise mit einem Stromnetz, verbunden. Die externe
Energiequelle (kurz Netz) 18 kann von einem Elektrizitätsversorgungsunternehmen bereitgestellt werden und typischen Eigenschaften aufweisen. So kann die externe
Energiequelle beispielsweise 3-phasig ausgeführt sein, wobei jede Phase eine
Wechselspannung von 230V und 50Hz gegenüber Erde führt. Die externe Energiequelle ist über den Gleichrichter 8b mit dem Zwischenkreis 10' gekoppelt. Der Gleichrichter 8b wandelt die Netzwechselspannung in die Zwischenkreisgleichspannung UZK um. Diese Umwandlung kann einphasig über einen einphasigen Wechselrichter oder mehrphasig über einen mehrphasigen Wechselrichter erfolgen. Der Gleichrichter 8b ist optional ein Teil der
Steuereinheit 8. Wenn der Gleichrichter 8b Teil der Steuereinheit 8 ist, kann die Steuereinheit 8 die Verbindung zwischen dem Gleichstromzwischenkreis 10' und der externen Energiequelle 18 steuern.
In dem Zwischenkreis 10' kann ein Zwischenkreiskondensator 14 angeordnet sein. Der Zwischenkreiskondensator 14 kann die Zwischenkreisspannung UZK konstant halten und etwaige Spannungs-/Stromschwankungen ausgleichen.
Fig. 3 zeigt eine schematische Übersichtsdarstellung des Aufbaus eines seillosen
Aufzugsystems, bei dem die Erfindung angewandt werden kann. Solche Aufzugsanlagen sind zudem auch gegengewichtslos ausgebildet. Das seillose Aufzugsystem kann zwei horizontale Aufzugschächte 20a, 20b sowie zwei vertikale Aufzugschätze 22a, 22b aufweisen. Die horizontalen und vertikalen Aufzugschächte 20, 22 sind mittels Wechslern (Drehplattform) 24a, 24b, 24c, 24d verbunden. In den Schächten kann sich eine Kabine 26 oder eine Mehrzahl von Kabinen bewegen. Eine Achse 28 zeigt eine aufsteigende aktuelle Höhe der Kabine an. Die Achse reicht von -30 bis 50 (Meter) und dient zur Verdeutlichung des nachfolgend in Fig. 4 dargestellten Fahrszenarios.
Die Berechnungen basierend auf dem nachfolgend dargestellten Fahrszenario basiert auf folgenden beispielhaften Werten:
1. Leistungsbedarf des Linearantriebs, bei dem Energie aus dem Energiespeicher entnommen wird: 15kW. Ein geeigneter Wert, der größer ist als Null kann die Anzahl der Zugriffe auf den Energiespeicher reduzieren und somit dessen Lebensdauer erhöhen.
2. maximale Leistung, die der Energiespeicher bereitstellen kann: 30kW (47, 6A bei 630VDC)
3. Kapazität des einzelnen Energiespeichers: 1 MJ (0,278kWh)
Fig. 4 zeigt das angekündigte schematische Diagramm des exemplarischen Fahrszenarios des Aufzugsystems. Es sind Fahrkurven dreier Kabinen 26, 26a, 26b dargestellt, die sich über die Zeit in den in Fig. 3 gezeigten Aufzugschächten horizontal und vertikal bewegen. Verweilt eine Kabine über einen längeren Zeitraum an einer bestimmten Position kann es sich um einen Halt zum Ein-/Aussteigen bzw. Be-/Entladen der Kabine handeln. Die
Verweildauer an den Positionen 0 und 50 ist typischerweise etwas länger. Hier fährt die Kabine durch einen der horizontalen Aufzugschächte 20. Die Position bzw. Höhe der Kabine bleibt somit konstant. Fig. 5 zeigt ein schematisches Diagramm des Leistungsbedarfs des Aufzugsystems, der aus der externen Energiequelle 18 (Fig. 1 ) gedeckt wird, bei dem Fahrszenario aus Fig. 4, jeweils unter Verwendung des Energiespeichers (Graph 30a) und ohne Verwendung des Energiespeichers (Graph 30b). Liegt der Graph 30b in dem negativen Leistungsbereich gibt das Aufzugsystem Energie ab, es befindet sich im ersten Systemzustand 34a. Die
Energieabgabe kann durch Rückspeisung der Energie in die externe Energiequelle oder durch Umwandlung der gespeicherten elektrischen Energie in eine flüchtige Energieform erfolgen. Liegt der Graph 30b im positiven Leistungsbereich nimmt das Aufzugsystem
Energie (aus der externen Energiequelle oder dem Energiespeicher) auf, es befindet sich im zweiten Systemzustand 34b. Die Nulllinie 36 trennt den ersten Systemzustand 34a von dem zweiten Systemzustand 34b.
Deutlich zu erkennen ist, dass die maximale Leistungsaufnahme (aus der externen
Energiequelle) des Aufzugssystems ohne Energiespeicher mit ca. 180kW (gekennzeichnet durch Kreis 38) deutlich über der maximalen Leistungsaufnahme (aus der externen
Energiequelle) des Aufzugssystems mit Energiespeicher liegt. Hier ist die Spitzenleistung auf ca. 60kW beschränkt. Dies wird durch die horizontale Begrenzungslinie 32 verdeutlicht. Die Steuereinheit ist somit ausgebildet, Leistungsspitzen des Linearantriebs in dem ersten und/oder zweiten Systemzustand 34a, 34b durch eine entsprechende Ansteuerung des Energiespeichers zu dämpfen.
Darüber hinaus kann auch das Ladeverhalten des Energiespeichers aus dem Vergleich der beiden Graphen ermittelt werden. Wenn der Graph 30a in den negativen Leistungsbereich ausschlägt, wird Energie in die externe Energiequelle zurückgespeist (und/oder in einem alternativen Szenario in eine flüchtige Energieform umgewandelt). In diesem Fall kann ein vierter Systemzustand 34d vorliegen, der in Fig. 5 zwei Mal exemplarisch markiert ist. In einem Ausführungsbeispiel ist die Steuereinheit ausgebildet, in dem vierten Systemzustand 34d Energie aus dem Aufzugsystem abzugeben. Der erste und der vierte Systemzustand 34a, 34d sind dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb (bzw. die Linearantriebe gemeinsam) einen Energieüberschuss aufweist. Ferner ist in dem vierten Systemzustand 34d ein Energielevel des Energiespeichers überschritten. Der Energielevel kann ein vorbestimmter Wert der mittleren gespeicherten Energie sein. Im Gegensatz dazu ist in dem ersten Systemzustand der Energielevel nicht überschritten.
Liegt der Graph 30a zum gleichen Zeitpunkt oberhalb des Graphen 30b, so wird der
Energiespeicher mit einem Strom aus der externen Energiequelle geladen, sofern der Graph 30a eine Leistungsaufnahme des Aufzugssystems anzeigt (d.h. oberhalb der Nulllinie 36 verläuft). Ein dritter Systemzustand 34c ist in Fig. 5 exemplarisch markiert. Der
Energiespeicher kann also geladen werden, obwohl auch dem Linearantrieb Energie (in diesem Fall in der Regel aus der externen Energiequelle) zugeführt wird. In einem Ausführungsbeispiel ist die Steuereinheit ausgebildet, in einem dritten Systemzustand 34c Energie aus der externen Energiequelle in den Energiespeicher einzuspeisen und den Linearantrieb mit der Energie aus der externen Energiequelle zu versorgen. Der zweite und der dritte Systemzustand sind durch einen Energiebedarf des Linearantriebs
gekennzeichnet.
Fig. 6 zeigt ein schematisches Diagramm der gespeicherten Energie in den
Energiespeichern. Graph 40a zeigt den Verlauf der gespeicherten Energie in einem einzelnen Speicher, Graph 40b den Verlauf der Summe der gespeicherten Energie von vier redundanten Speichern, also der Summe von vier Graphen 40a. Deutlich sichtbar ist, dass die mittlere Energie eines Energiespeichers um einen konstanten Wert (hier 0,5 MJ) schwankt. Die Steuereinheit ist demnach ausgebildet, eine mittlere Energie von ca. 50% einer maximalen Kapazität (1 MJ) des Energiespeichers in dem Energiespeicher zu speichern. Ferner gibt der Energiespeicher z.B. zwischen den Zeitpunkten 150s und 160s, innerhalb von 5s eine gespeicherte Energie von ca. 15% seiner Kapazität ab. In
Ausführungsbeispielen kann der Energiespeicher zumindest 10%, zumindest 20% oder zumindest 30% seiner maximalen Kapazität innerhalb von maximal 5 Sekunden abgeben. In weiteren Ausführungsbeispielen kann der Energiespeicher eine Leistung von mehr als 50%, mehr als 70% oder mehr als 90% einer Systemleistung innerhalb von maximal 5, maximal 3 bzw. maximal 1 ,5 Sekunden bereitzustellen. In anderen Worten kann der Energiespeicher einen Leistungsbedarf, der in dem angegebenen Zeitraum in dem Linearantrieb entsteht um das Aufzugsystem zu betreiben, zu den angegebenen Prozentsätzen aus dem
Energiespeicher abgerufen werden. Die Systemleistung kann aus dem Produkt der Masse der Kabine (oder alternativ die Masse der Mehrzahl der Kabinen), der Erdbeschleunigung und einer Fahrgeschwindigkeit bestimmt werden.
Fig. 7 zeigt einen schematischen Ablaufplan eines beispielhaften Steuerungsalgorithmus 100 zur Steuerung des Energiespeichers. Der Steueralgorithmus kann durch die Steuereinheit ausgeführt werden. Der Steuerungsalgorithmus beginnt mit dem Startknoten 102. Hier kann ermittelt werden, ob der Linearbetrieb aktuell (d.h. zum Zeitpunkt t) Strom (lBedarf) bzw.
(elektrische) Leistung abgibt oder aufnimmt, d.h. in anderen Worten, ob der Linearantrieb aktuell Leistungs- bzw. Strombedarf hat. Nachfolgend wird aus Gründen der besseren Verständlichkeit ausschließlich auf den Strom Bezug genommen. Dem Fachmann ist bekannt, dass sich hieraus unter Kenntnis beispielsweise der anliegenden Spannung, die entsprechende Leistung ergibt insofern wird„Strombedarf" insbesondere synonym für „Leistungsbedarf' verwendet. Ist es zutreffend, dass der Linearantrieb Strombedarf hat, wird ausgehend von dem
Startknoten 102 der linke Pfad verfolgt. Dies kann der zweite und/oder dritte Systemzustand sein. In Knoten 104 wird optional ermittelt, ob der aktuelle Strombedarf oberhalb eines Startwerts ([erster] Schwellenwert, ls eicher_start) für einen aktuellen Strombedarf des
Linearantriebs liegt, bei dem der Energiespeicher zugeschaltet wird. Liegt der aktuelle Strombedarf unterhalb des Schwellenwerts (ls eicher_start) wird der gesamte Eingangsstrom des Linearantriebs von der externen Energiequelle, beispielsweise dem Stromnetz, bezogen. Der Startwert liegt unterhalb eines Maximalstroms (Spitzenstrom), der aus der externen Energiequelle bezogen werden soll. Die Festlegung eines Startwerts kann die Anzahl der Zugriffe auf den Energiespeicher (und somit die Belastung desselben) verringern, wenn der gesamte Strombedarf des Linearantriebs auch aus der externen Energiequelle bedient werden kann, um die Lebensdauer des Energiespeichers zu erhöhen.
Ist der aktuelle Strombedarf größer als der Startwert wird ausgehend von Knoten 104 der linke Pfad weiter verfolgt. Hier kann bereits feststehen, dass der Linearantrieb Strom aus dem Energiespeicher bezieht. In Knoten 106 kann ferner ermittelt werden, ob der aktuelle Strombedarf des Linearantriebs einen Endwert (I s eichernde), d.h. einen Wert, ab dem der Energiespeicher den maximalen Ausgangsstrom liefert, überschreitet. In diesem Fall wird Knoten 108 aktiviert (rechter Pfad ausgehend von Knoten 106) und der maximale
Ausgangsstrom des Energiespeichers (ls eicher_max) wird als Entladestrom (ls eicher)
abgegeben. Bei einem negativen Wert von ls eicher handelt es sich um einen Entladestrom, bei einem positiven Wert um einen Ladestrom. Der Endwert (ls eicher_Ende) kann kleiner oder gleich dem maximale Ausgangsstroms (ls eicher_max) des Energiespeichers sein. Ist der aktuelle Strombedarf kleiner (oder gleich) dem Endwert wird Knoten 1 10 aktiviert
(linker Pfad ausgehend von Knoten 106). Hier kann ein Quotient aus den beiden Differenzen aktueller Strombedarf minus Startwert (lBedarf - lsPeicher_start) und Endwert minus Startwert (lsPeicher_Ende-ls eicher_start) gebildet werden. Dieser Quotient bildet einen normierten linearen Anstieg zwischen dem Startwert und Endwert, abhängig von dem aktuellen Strombedarf, wenn derselbe zwischen dem Startwert und dem Endwert liegt. Multipliziert mit dem maximalen Ausgangsstrom des Energiespeichers ergibt sich ein aktueller Ausgangsstrom des Energiespeichers der in dem Bereich zwischen dem Startwert und dem Endwert in linearer Abhängigkeit zu dem aktuellen Strombedarf steht. Das negative Vorzeichen zeigt an, dass der Strom aus dem Energiespeicher hinaus fließt.
Ausgehend von Knoten 104 folgt in dem rechten Pfad der Knoten 1 12, der aktiviert wird, wenn der aktuelle Strombedarf kleiner (oder gleich) dem Startwert liegt. In Knoten 1 12 wird geprüft, ob der langfristiger Mittelwert des der im Energiespeicher gespeicherten Energie zum vorherigen (Betrachtungs-) Zeitpunkt (ESpeicher(t-i)) kleiner ist als ein angestrebter bzw. voreingestellter langfristige Mittelwert (ESpeicher_ziei)- Der langfristige Mittelwert kann, beispielsweise als gleitender Mittelwert, über einen beliebigen vorbestimmten
zurückliegenden Zeitraum (z.B. der Dauer eines Zyklus oder eines vorbestimmten
Zeitraumes), beispielsweise eine Minute, zehn Minuten oder eine Stunde, bestimmt werden. Der Zeitraum kann sich aus einer (mittleren) Umlaufzeit (Zykluszeit) einer Kabine in dem Aufzugschacht (bzw. den Aufzugschächten) des Aufzugsystems ergeben. Die Umlaufzeit kann eine Mittelung über alle Aufzugkabinen und/oder eine mittleren Verweildauer an Ein- /Ausstiegspunkten und/oder, sofern die Aufzugkabine verschiedene Wege bzw.
Abzweigungen einschlagen kann, einen mittleren Weg, umfassen. Der langfristige Mittelwert, d.h. die mittlere Energie in dem Energiespeicher, kann zwischen 20% und 80%, zwischen 30% und 70% oder zwischen 40% und 60% bezogen auf eine maximale Kapazität (Energie- Inhalt) des Energiespeichers liegen. Ein typischer angestrebter langfristiger Mittelwert liegt bei 50% der maximalen Kapazität des Energiespeichers. Somit ist auf der einen Seite genügend Energie in dem Energiespeicher vorhanden, um Leistungsspitzen (bzw.
Stromspitzen) des Linearantriebs bei der Stromaufnahme ausgleichen zu können bzw. den Leistungsbedarf des Linearantriebs decken zu können, als auch genug freie Kapazität, um den abgegebenen Strom des Linearantriebs bei Bedarf puffern zu können. In anderen Worten kann der Energiespeicher genügend Energie puffern, die von dem Linearantrieb abgegeben wird, um das Stromnetz nicht zu überlasten.
Ist der langfristige Mittelwert zum vorherigen Zeitpunkt größer (oder gleich) dem
voreingestellten langfristigen Mittelwert, wird weder Strom aus dem Energiespeicher abgegeben noch in diesen eingespeist (s. Knoten 1 14). Sofern der langfristige Mittelwert (bis) zu dem vorherigen Zeitpunkt kleiner als der voreingestellte langfristige Mittelwert ist, kann Knoten 1 16 aktiviert werden. In Knoten 1 16 wird geprüft, ob der aktuelle Strombedarf des Linearantriebs (I ßedarf) kleiner ist als der maximale Strom, der aus der externen
Energiequelle entnommen werden soll (lAc_max_ziei)- In diesem Fall wird der Energiespeicher in Abhängigkeit von dem zur Verfügung stehenden Strom aus der externen Energiequelle geladen (s. Knoten 1 18). Basierend auf der nachzuladenden Energiemenge (ELaden) wird unter Berücksichtigung der Zwischenkreisspanung ein genau für diese Energiemenge erforderlicher Ladestrom (lLaden) errechnet. Der Ladestrom des Speichers (ls eicher) bestimmt sich aus dem Minimum des benötigten Ladestroms (kaden) des Energiespeichers und der Differenz zwischen dem maximale Strom, der aus der externen Energiequelle entnommen werden soll (lAc_max_ziei) und dem aktuellen Strombedarf des Linearantriebs (I ßedarf), sofern nicht das Minimum aus dem maximal zulässigen Ladestrom (ls eicher_max) und dem maximalen Strom, der aus der externen Energiequelle entnommen werden soll (lAc_max_ziei), kleiner ist. In diesem Fall wird der Energiespeicher geladen, obwohl der Linearantrieb keine
überschüssige Energie zur Verfügung stellt. Das Laden des Energiespeichers kann über die externe Energiequelle erfolgen. Ist lAc_max_ziei kleiner (oder gleich) dem aktuellen Strombedarf des Linearantriebs (I Bedarf), wird weder Strom aus dem Energiespeicher abgegeben noch in diesen eingespeist (s. Knoten 120).
Benötigt der Linearantrieb aktuell keinen Strom sondern stellt der Linearantrieb vielmehr Energie bereit, wird, ausgehend von dem Startknoten 102, der rechte Pfad verfolgt. Dies kann der erste und/oder vierte Systemzustand sein. In Knoten 122 kann nun geprüft werden, ob der langfristiger Mittelwert der im Energiespeicher gespeicherten Energie (bis) zu dem vorherigen Zeitpunkt (ESpeicher(t-i )) kleiner ist als ein angestrebter bzw. voreingestellter langfristige Mittelwert (ESpeicher_ziei) (vgl. Knoten 1 12). Ist dies zutreffend, kann der
Energiespeicher mit dem kleineren der beiden Ströme aus dem maximal zulässigen
Ladestrom des Energiespeichers (ls eicher_max) und dem maximalen Strom, der aus der externen Energiequelle entnommen werden soll (lAc_max_ziei), geladen werden (s. Knoten 124). Der Ladestrom kann vollständig aus dem Linearantrieb gewonnen werden, wenn derselbe einen ausreichenden Strom bereitstellt. Ist der Strom, den der Linearantrieb liefert größer als der Ladestrom, kann der überschüssige Strom in das Netz zurückgespeist werden bzw. in eine flüchtige Energieform umgewandelt werden. Ist der Ladestrom nicht
ausreichend (zu niedrig) um den Ladestrom vollständig zu decken, kann der Reststrom über die externe Energiequelle gedeckt werden. Andernfalls, d.h. wenn die mittlere im
Energiespeicher gespeicherte Energie größer ist als dessen Zielwert, wird der
Energiespeicher entladen. In Fig. 7 ist hier ein Entladestrom in der Höhe des Stroms, den der Linearantrieb liefert, gewählt. Es kann jedoch auch ein beliebiger anderer Strom gewählt werden (s. Knoten 126).
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden
Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.
Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein. Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem derart
zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.
Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als
Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode dahin gehend wirksam ist. eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer abläuft. Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein. Andere
Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist.
Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit ein
Datenstrom oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der
Datenstrom oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet, transferiert zu werden. Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahin gehend konfiguriert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist.
Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement
(beispielsweise ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren
durchzuführen. Allgemein werden die Verfahren bei einigen Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt. Diese kann eine universell einsetzbare Hardware wie ein Computerprozessor (CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.

Claims

Patentansprüche
Aufzugsystem (2) mit folgenden Merkmalen: einem Linearantrieb (4), der ausgebildet ist, eine Kabine (26) in einem Aufzugschacht zu verfahren; einem Energiespeicher (6), der mit dem Linearantrieb (4) gekoppelt ist; und einer Steuereinheit (8), die eingerichtet ist, dass in einem ersten Systemzustand Energie aus dem Linearantrieb (4) in den Energiespeicher (6) eingespeist wird und in einem zweiten Systemzustand Energie aus dem Energiespeicher (6) an den Linearantrieb (4) abgegeben wird.
Aufzugsystem (2) gemäß Anspruch 1 , wobei der Energiespeicher (6) ausgebildet ist, einen Leistungsbedarf von mehr als 50%, mehr als 70% oder mehr als 90% einer Systemleistung des Linearantriebs innerhalb von maximal 5, maximal 3 oder maximal 1 ,5 Sekunden bereitzustellen.
Aufzugsystem (2) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Energiespeicher (6) ein Doppelschichtkondensator, ein Schwungrad oder ein Akkumulator ist.
Aufzugsystem (2) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steuereinheit (8) eingerichtet ist, dass Leistungsspitzen des Linearantriebs in dem ersten und/oder zweiten Systemzustand durch den Energiespeicher gedämpft werden.
Aufzugsystem (2) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steuereinheit (8) eingerichtet ist, dass in einem dritten Systemzustand Energie aus einer externen Energiequelle (18) in den Energiespeicher eingespeist wird und dass der Linearantrieb mit der Energie aus der externen Energiequelle versorgt wird, wobei der zweite und der dritte Systemzustand durch einen Energiebedarf des Linearantriebs gekennzeichnet sind.
Aufzugsystem (2) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, dass in einem vierten Systemzustand Energie aus dem Aufzugsystem abgegeben wird, wobei der erste und der vierte Systemzustand dadurch gekennzeichnet sind, dass der Linearantrieb einen Energieüberschuss aufweist und wobei in dem vierten Systemzustand ein Energielevel des Energiespeichers überschritten ist.
7. Aufzugsystem (2) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steuereinheit (8) eingerichtet ist, dass eine Gesamtleistungsaufnahme aus einer externen Energiequelle (18) oder eine Gesamtleistungsabgabe in eine externen Energiequelle (18) auf maximal 50%, maximal 40% oder maximal 30% einer maximalen Spitzenleistung des Linearantriebs begrenzt wird.
Aufzugsystem (2) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steuereinheit (8) eingerichtet ist, dass eine mittlere Energie zwischen 20% und 80%, zwischen 30% und 70% oder zwischen 40% und 60%, bezogen auf eine maximale Kapazität des Energiespeichers, in dem Energiespeicher (6) gespeichert wird.
Aufzugsystem (2) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Energiespeicher (6) ausgebildet ist, mehr als 1 Mio Zugriffe zu ermöglichen. 10. Aufzugsystem (2) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Aufzugsystem (2) einen Gleichstromzwischenkreis (10') aufweist, über den der Energiespeicher (6) mit dem Linearantrieb (4) gekoppelt ist.
11 . Aufzugsystem (2) gemäß Anspruch 10, wobei der Gleichstromzwischenkreis ferner mit einer externen Energiequelle (18) verbunden ist, wobei die Steuereinheit (8) eingerichtet ist, die Verbindung zwischen dem Gleichstromzwischenkreis und der externen Energiequelle (18) zu steuern.
12. Aufzugsystem (2) gemäß einem der vorherigen Ansprüche umfassend zumindest eine Kabine (26), insbesondere mehrere Kabinen (26), welche jeweils in einem Schacht über Führungsschienen verfahrbar ist, zumindest eine feststehende erste Führungsschiene, welche fest in einer ersten, insbesondere vertikalen, Richtung (z), ausgerichtet ist; zumindest eine feststehende zweite Führungsschiene, welche fest in einer zweiten, insbesondere horizontalen, Richtung (y) ausgerichtet ist; zumindest eine drehbare dritte Führungsschiene, welche an einer Drehplattform (24a) befestigt ist und überführbar ist zwischen einer Ausrichtung in der ersten Richtung (z) und einer Ausrichtung in der zweiten Richtung (y).
13. Verfahren zum Betrieb eines Aufzugsystems, insbesondere einer Aufzugsanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, mit folgenden Schritten:
Verfahren einer Kabine in einem Aufzugschacht des Aufzugsystems mittels eines Linearantriebs;
Koppeln eines Energiespeicher (6) mit dem Linearantrieb (4); und
Einspeisen von Energie aus dem Linearantrieb (4) in den Energiespeicher (6) in einem ersten Systemzustand und Abgeben von Energie aus dem Energiespeicher (6) an den Linearantrieb (4) in einem zweiten Systemzustand.
14. Verfahren zum Steuern eines Energiespeichers, insbesondere eines Energiespeichers einer Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit folgenden Schritten:
Koppeln des Energiespeichers mit einer externen Energiequelle (18) und einem Linearantrieb (4); Ermitteln einer mittleren gespeicherten Energie in dem Energiespeicher (6);
Laden des Energiespeichers aus der externe Energiequelle, wenn die mittlere gespeicherte Energie unterhalb eines vorbestimmten Werts der mittleren Energie liegt und der Linearantrieb (4) einen aktuellen Strombedarf aufweist, wobei der Strombedarf unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegt; und
Abgeben von Energie , wenn die mittlere gespeicherte Energie oberhalb des vorbestimmten Werts der mittleren Energie liegt und der Linearantrieb einen
Energieüberschuss aufweist.
15. Computer-Programm mit einem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 13 oder 14, wenn das Computer-Programm auf einem Computer abläuft.
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