CH652995A5 - Aufzugsantrieb mit anfahrsteuerung. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Aufzugsantrieb, mit einem über die Schliesskontakte eines Hauptschützes einschaltbaren Antriebsmotor und einer elektromechanischen Haltebremse, welche mindestens einen Bremsmagneten und eine Bremsfeder aufweist, wobei der eine Anschluss des Bremsmagneten über einen Schliesskontakt eines Bremsschützes an dem einen Pol einer Spannungsquelle angeschlossen ist und der Bremsmagnet beim Einschalten des Aufzugsantriebes erregt und die Haltebremse gegen die Kraft der Bremsfeder gelüftet wird.

Einfache, wirtschaftliche, mittels Asynchronmotoren betriebene Aufzüge besitzen keine eigentlichen Anfahrsteuereinrichtungen. Bei derartigen aus der Fachliteratur bekannten Aufzügen, beispielsweise Bethmann «Der Aufzugsbau», wird der Bremsmagnet einer elektromechanischen Haltebremse über die Kontakte des Hauptschützes des Antriebsmotors erregt. Die Lüftung der Haltebremse gegen Gewichts- oder Federwirkung erfolgt hierbei schlagartig beim Einschalten des Antriebsmotors. Der Anfahrkomfort derartiger Aufzüge ist ungenügend, da sich der Anfahrruck durch das schlagartige Lüften und die plötzliche Überlagerung von Motoranlaufmoment und Lastmoment stark bemerkbar macht.

Weiterhin ist es bekannt, den Bremsmagneten der Haltebremse beim Anfahren über den Schliesskontakt eines Bremsschützes zu erregen. So wird beispielsweise bei einer Einrichtung nach der deutschen Auslegeschrift 1 091 303 das Bremsschütz beim Einschalten über einen Hilfskontakt des Hauptschützes des Antriebsmotors erregt. Hieraus ergibt sich eine gewisse Betriebssicherheitt, da die Haltebremse erst gelüftet wird, wenn der Antrieb eingeschaltet ist. Ausserdem können mit einer solchen Anordnung Bremse und Antriebsmotor während der Verzögerungsphase des Aufzuges unabhängig voneinander gesteuert werden. Bei vorstehender Einrichtung entsteht automatisch eine Verzögerung zwischen dem Einschaltzeitpunkt und dem Beginn der Bremslüftung, womit jedoch keine nennenswerte Verbesserung des Anfahrkomforts erzielbar ist.

Es ist andererseits bekannt, eine elektromechanische Haltebremse für das geregelte Abbremsen eines Aufzuges während der Verzögerungsphase zum Zwecke des genauen Anhaltens zu verwenden. So weist beispielsweise eine Bremseinrichtung nach der deutschen Offenlegungsschrift 2 003 951 einen Regelkreis auf, der aus einem aus der Drehzahl einer abzubremsenden Welle einen Istwert bildenden Tachometerdynamo, einem das Bremsprogramm enthaltenden Sollwertgeber, einem den Ist- und Sollwert vergleichenden Regelverstärker sowie einem auf einen Bremsmagnet einwirkenden Stellglied besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Aufzugsantrieb mit einer kostengünstigen Anfahrsteuerung vorzuschlagen, mittels welcher der Anfahrkomfort wesentlich verbessert werden kann. Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst. Dadurch,

dass der Bremsmagnet BM der Haltebremse BR mit einer Regeleinrichtung RK verbunden ist, kann die Bremskraft während des Anfahrens linear abnehmend gesteuert und ein linear ansteigendes Anfahrmoment TR2 des Antriebes erzielt werden. Die lineare Abnahme der Bremskraft setzt vorzugsweise erst nach dem Abklingen der Einschalt-Mo-mentenspitze des Antriebsmotors MH ein, was durch optimales Aufeinanderabstimmen der Startzeitpunkte des Sollwertgebers SWG und des Antriebsmotors MH sowie des P-Anteiles des Sollwertgebers SWG erreichbar ist, wobei die Einschalt-Momentenspitze sich wegen der optimal ausgelegten Bremsfeder BF nur unwesentlich auswirken kann.

Die mit der Erfindung erreichten Vorteile sind hauptsächlich darin zu sehen, dass der aus der Überlagerung Motoreinschaltmoment-Lastmoment resultierende Anfahrruck stark reduziert wird und nach dem Abklingen des Einschaltmomentes bis zur vollständigen Lüftung der Halte5

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bremse BR die Beschleunigungsänderung annähernd konstant ist. Damit wird der Anfahrdruck weiter beträchtlich verkleinert und eine wesentliche Verbesserung des Anfahr-komforts erzielt. Ein weiterer Vorteil ist in einer elektronischen Ausführung der Regeleinrichtung RK zu sehen, die alle damit verbundenen Vorzüge, wie beispielsweise keine Verscheissteile, wartungsfrei, leichte Einstellbarkeit, lange zeitliche Stabilität und relativ niedrige Kosten, aufweist.

Auf beiliegender Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden näher erläutert wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsge-mässen Aufzugsantriebes mit Anfahrsteuerung,

Fig. 2 ein Diagramm des Momentenverlaufes bei Antrieben ohne Anfahrsteuerung,

Fig. 3 ein Diagramm des Erregerstromverlaufes des Bremsmagneten bei Antrieben ohne Anfahrsteuerung,

Fig. 4 ein Diagramm des Momentenverlaufes bei Anwendung der erfindungsgemässen Anfahrsteuerung und

Fig. 5 ein Diagramm der Übergangsfunktion des Sollwertgebers und des Erregerstromverlaufes des Bremsmagneten des erfindungsgemässen Aufzugsantriebes.

In der Fig. 1 ist mit MH der Antriebsmotor eines Aufzuges bezeichnet, welcher über eine Treibscheibe TS eine an einem Förderteil FS aufgehängte, über ein Gegengewicht G ausbalancierte Aufzugskabine K antriebt. Der Antriebsmotor MH, beispielsweise ein Asynchronmotor, ist über Schliesskontakte SH eines Hauptschützes HS und Schliesskontakte SR-D, SR-U zweier nicht dargestellter Richtungsschütze mit einem Drehstromnetz RST verbunden. Damit der Anlaufstrom nicht zu gross wird, ist der der Asynchronmotor vorzugsweise polumschaltbar, mit sechs und vier Polen ausgeführt. Eine auf die Treibscheibe TS und und den Antriebsmotor MH einwirkende elektromechanische Haltebremse BR weist mindestens einen Bremsmagneten BM und eine Bremsfeder BF auf, wobei der eine Anschluss 1 des Bremsmagneten BM über einen Schliesskontakt SB1 eines Bremsschützes BS an dem einen Pol 3 einer Gleichspannungsquelle NG angeschlossen ist und der andere Anschluss 2 des Bremsmagneten BM mit einer nachstehend näher beschriebenen Regeleinrichtung RK in Verbindung steht. Das Bremsschütz BS weist einen weiteren Schliesskontakt SB2 auf, über welchen das Hauptschütz HS erregbar ist.

Die Regeleinrichtung RK besteht aus einem Sollwertgeber SWG, einem Istwertgeber IWG, einem eine Regelabweichung bildenden Subtrahierer S, einem Zweipunktregler RV und einem als Stellglied dienenden Schalttransistor T.

Der Sollwertgeber SWG ist ein Operationsverstärker, der durch äussere Bauelemente derart programmiert ist, dass seine Übergangsfunktion annähernd dem Zeitverhalten eines PI-Reglers entspricht. Der eine Eingang des Sollwertgebers SWG ist über den Schliesskontakt SB des Bremsschützes mit dem einen Pol 3 der Gleichspannungsquelle NG verbunden, während sein Ausgang am Eingang des Subtrahierers S angeschlossen ist.

Der Subtrahierer S ist ein die Differenz zwischen Soll-und Istwert verstärkender Operationsverstärker, dessen Ausgang mit dem Eingang des Zweipunktreglers RV verbunden ist. Der Zweipunktregler RV, ein als Schalter arbeitender Operationsverstärker, ist über seinen Ausgang an der Basis des Schalttransistors T angeschlossen. Der Kollektor des Schalttransistors T ist mit dem anderen Anschluss 2 des Bremsmagneten BM verbunden, wobei zwischen beide Anschlüsse 1, 2 des Bremsmagneten BM eine Diode D geschaltet ist.

Der Istwertgeber IWG besteht aus einem Verstärker V

und einem Messwiderstand MR, welcher einerseits am Emitter des Schalttransistors T und dem einen Eingang des Verstärkers V und andererseits am anderen Pol 4 der Gleichspannungsquelle NG und dem anderen Eingang des Ver-s stärkers V angeschlossen ist. Der Verstärker V ist ein Operationsverstärker, der durch äussere Bauelemente derart programmiert ist, dass der während der Sperrzeit des Schalttransistors T über den Bremsmagneten BM und die Diode D fliessende Freilaufstrom simuliert und verstärkt wird. Der io Ausgang des Istwertgebers IWG ist mit dem Eingang des Subtrahierers S verbunden.

Der vorstehend beschriebene Aufzugsantrieb arbeitet wie folgt:

Bei Erteilung eines Fahrbefehls, beispielsweise für eine ls Aufwärtsfahrt, werden das entsprechende Richtungsschütz erregt und die dazugehörigen Schliesskontakte SR-U geschlossen. Über einen nicht dargestellten Hilfskontakt des Richtungsschützes wird dabei das Bremsschütz BS erregt, so dass der Schliesskontakt SB1 schliesst (Zeitpunkt I, 20 Fig. 5). Mittels des weiteren Schliesskontaktes SB2 des Bremsschützes BS wird das Hauptschütz HS erregt, worauf die Schliesskontakte SH geschlossen werden und der Antriebsmotor MH anzulaufen beginnt (Zeitpunkt II, Fig. 4). Das Anfahrmoment würde dabei ohne Anwendung der er-25 findungsgemässen Anfahrsteuerung nach der Kurve TM verlaufen (Fig. 2 und 4).

Das anfänglich vorhandene, beispielsweise dem Dreifachen des Motornennmomentes TMN entsprechende Bremsmoment TB20, steht dem Anfahrmoment TM entgegen, so 30 dass nur eine kleine, sich in geringem Masse auf den Anfahrkomfort auswirkende Drehmomentenspitze TR20 wirksam wird (Zeitpunkt III, Fig. 4). Mit dem Schliessen des Kontaktes EB des Bremsschützes beginnt der Sollwertgeber SWG zu arbeiten, wobei ein dem P-Anteil der Über-35 gangsfunktion entsprechender Stromsollwert ìsoli, an seinem Ausgang auftritt (Zeitpunkt I, Fig. 5). Da zu diesem Zeitpunkt der vom Istwertgeber IWG gelieferte Stromistwert iIgT praktisch Null ist, wird die Regelabweichung so gross, dass die Ausgangsspannung des Subtrahierers S einen ersten 40 Grenzwert überschreitet. Dadurch springt die Ausgangsspannung des Zweipunktreglers auf einen Wert, der bewirkt, dass der Schalttransistor T in den leitenden Zustand gesteuert wird. Der nun durch den Bremsmagneten BM und den Schalttransistor T fliessende ansteigende Strom wird vom 45 Istwertgeber IWG über den Messwiderstand MR erfasst und als Stromistwert iTST dem Subtrahierer S zugeführt. Bei Annäherung des Stromistwertes iIST an den inzwischen linear angestiegenen Stromsollwert iSOr,L unterschreitet die Ausgangsspannung des Subtrahierers S einen zweiten Grenz-50 wert, wobei die Ausgangsspannung des Zweipunktreglers RV auf den ursprünglichen Wert zurückspringt und der Schalttransistor T in den nichtleitenden Zustand gesteuert wird. Der jetzt durch dea Bremsmagneten BM und die Diode D fliessende absinkende Freilaufstrom wird im Istwert-55 geber IWG simuliert und als Stromistwert iJST dem Subtrahierer S zugeführt. Sinkt nun der Stromistwert iIST so weit ab, dass die Ausgangsspannung des Subtrahierers S wiederum den ersten Grenzwert überschreitet, so wird der Schalttransistor aufs neue in den leitenden Zustand ge-60 steuert, worauf sich die vorstehend geschilderten Vorgänge wiederholen. Der Mittelwert des Stromistwertes iIST, der dem Mittelwert des durch den Bremsmagneten BM fliessenden Erregerstromes ierr proportional ist, folgt auf diese Weise dem linear ansteigenden Stromsollwert iSor,t, (Fig. 5). 65 Bei Erreichen eines Erregerstromes i0, nach einer einem Ansprechverzug tA entsprechenden Zeitspanne, beginnt die Magnetkraft sich auf die Bremsfeder BF auszuwirken (Zeitpunkt IV, Fig. 4 und 5). Von diesem Zeitpunkt an wird

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das Bremsmoment TB2 proportional dem linear ansteigenden Erregerstrom ierr abgebaut, wobei sich nach Überwiegen des Motoranlaufmomentes TM über das Bremsmoment TB2 ein linear ansteigendes resultierendes Anfahrmoment TR2=TM+TB2 ergibt (Fig. 4). Nach einer Zeit von beispielsweise 0,5 Sekunden ist mit dem vollständigen Lüften der Haltebremse BR der Anfahrvorgang abgeschlossen (Zeitpunkt V, Fig. 4), so dass der Antrieb auf die Nenngeschwindigkeit hochlaufen kann.

Beim Anfahren ohne Anwendung der erfindungsgemässen Anfahrsteuerung steigt beim Schliessen des Kontaktes

SB des Bremsschützes (Zeitpunkt I, Fig. 3) der Erregerstrom ierr des Bremsmagneten BM anfänglich relativ steil an, so dass der Stromwert i0 schon nach einem sehr kleinen Ansprechverzug tA erreicht wird (Zeitpunkt II, Fig. 2 und s 3). Von diesem Zeitpunkt an wird das Bremsmoment TB1 proportional dem annähernd nach einer e-Funktion verlaufenden Erregerstrom ierr abgebaut, wobei sich ein nur wenig vom Anfahrmoment TM des im Zeitpunkt III (Fig. 2) anlaufenden Antriebsmotors MH abweichendes resultierendes io Anfahrmoment TRI =TM-I-TB1 und damit ein ungenügender Anfahrkomfort ergibt.

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3 Blätter Zeichnungen

Claims (7)

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1. Aufzugsantrieb mit einem über die Schliesskontakte (SH) eines Hauptschützes einschaltbaren Antriebsmotor (MH) und einer elektromechanischen Haltebremse (BR), welche mindestens einen Bremsmagneten (BM) und eine Bremsfeder (BF) aufweist, wobei der eine Anschluss (1) des Bremsmagneten (BM) über einen Schliesskontakt (SB1)

eines Bremsschützes (BS) an dem einen Pol (3) einer Spannungsquelle (NG) angeschlossen ist und der Bremsmagnet (BM) beim Einschalten des Aufzugsantriebes erregt und die Haltebremse (BR) gegen die Kraft der Bremsfeder (BF) gelüftet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anfahrsteuerung der Bremsmagnet (BM) mit einer Regeleinrichtung (RK) verbunden ist, wobei der Eingang eines Sollwertgebers (SWG) der Regeleinrichtung (RK) über den Schliesskontakt (SB1) des Bremsschützes (BS) an dem einen Pol (3) der Spannungsquelle (NG) angeschlossen ist und der andere Anschluss (2) des Bremsmagneten (BM) mit dem Kollektor eines als Stellglied der Regeleinrichtung (RK) dienenden Schalttransistors (T) verbunden ist, über welchen der Bremsmagnet (BM) an den anderen Pol (4) der Spannungsquelle (NG) schaltbar ist.

2. Aufzugsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Schliesskontakt (SB2) des Bremsschützes (BS) vorgesehen ist, der mit dem Hauptschütz (HS) verbunden und über welchen das Hauptschütz (HS) erregbar ist, so dass beim Einschalten des Aufzugsantriebes die Schliesskontakte (SH) des Hauptschützes (HS) zeitlich nach den Schliesskontakten (SB1, 2) des Bremsschützes schaltbar sind und der Sollwertgeber (SWG) zeitlich vor dem Start des Antriebsmotors (MH) zu arbeiten beginnt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Aufzugsantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangsfunktion des Sollwertgebers (SWG) annähernd dem Zeitverhalten eines PI-Reglers entspricht.

4. Aufzugsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (RK) einen den Schalttransistor (T) in Abhängigkeit von der Regelabweichung steuernden Zweipunktregler (RV) aufweist.

5. Aufzugsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Istwertgeber (IWG) vorgesehen ist, der aus einem Verstärker (V) und einem Messwiderstand (MR) besteht, wobei der Messwiderstand (MR) einerseits mit dem Emitter des Schalttransistors (T) und dem einen Eingang des Verstärkers (V) und andererseits mit dem anderen Pol (4) der Spannungsquelle (NG) und dem anderen Eingang des Verstärkers (V) verbunden ist, und wobei während der Einschaltzeit des Schalttransistors (T) von dem über den Messwiderstand (MR) fliessenden Strom der Stromistwert ableitbar ist.

6. Aufzugsantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärker (V) des Istwertgebers (IWG) ein mittels RC-GIiedern programmierter Operationsverstärker ist, wobei während der Sperrzeit des Schalttransistors (T) der durch den Bremsmagneten (BM) und einer diesem parallel geschalteten Diode (D) fliessende Strom simuliert und als Strom;stwert verwendet wird.

7. Aufzugsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung der Bremsfeder (BF) so bemessen ist, dass das mechanische Bremsmoment (TB20) während des Haltes des Aufzugs das 3fache bis 3,5fache des Motor-Nennmomentes beträgt.