CH668249A5 - Aufzuganlage. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft eine Aufzuganlage gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, dass die Drehzahl und das Drehmoment eines Mehrphasenmotors von der Frequenz des dem Motor zugeführten Wechselstromes und der an den Wicklungen angelegten Wechselspannung abhängig ist.

Es ist auch bekannt, dass der Motor entweder mit einer zur Frequenz synchronen Drehzahl und mit einer asynchronen Drehzahl laufen kann, die höher oder tiefer als die Frequenz ist. Der Motor läuft mit synchroner Drehzahl im Leerlauf oder mit asynchroner Drehzahl unter Last oder wenn er angetrieben wird. Die Drehzahldifferenz ist als Schlupf bekannt, dessen Grösse den Wirkungsgrad und die Leistung stark beeinflusst.

Dieser Schlupf wird vom Hersteller in ± Hz angegeben und ist abhängig von der Motorauslegung und ob der Motor im Motorbetrieb, Generatorbetrieb oder Bremsbetrieb läuft. Um das maximale Drehmoment zu entwickeln und den Wirkungsgrad zu maximieren, sollte der Schlupf bei Belastung diesen Wert aufweisen. Wird z.B. ein zwei-poliger Motor mit einer Frequenz von 60 Hz gespeist, dreht er mit 3540 Min-1, was einen positiven Schlupf von +1 Hz ergibt.

5 Dreht andererseits der Motor mit einer Drehzahl, die höher ist als diese Frequenz, kann dieser Leistung an die Speisequelle abgeben. In diesem Fall sollte der Schlupf innerhalb dieser Grenzen gehalten werden. Beim Generator- oder Bremsbetrieb kann die Drehzahl des Motors z.B. 3660 bei 10 Nenndrehmoment sein, wobei der Schlupf — 1 Hz beträgt und ein negativer Schlupf ist.

Es überrascht somit nicht, dass versucht wird, den Schlupf genau zu steuern, jedoch wurden damit nur mehr oder weniger gute Resultate erzielt, weil diese Lösungen zu 15 kostspielig und zu kompliziert sind und die Leistung nicht ausreichend ist.

Bei einer Schlupfsteuerung für eine Aufzuganlage ist dies wesentlich, weil die Arbeitsweise gegenüber den anderen Anwendungsgebieten sehr gut sein muss. Für einen ruhigen 20 Lauf muss der Motor weich beschleunigt und abgebremst werden und zwar ohne Vibrationen und Geräusche. Auch sollte der Motor leistungsfähig sein, d.h. er sollte Leistung rückgewinnen und er muss selbstverständlich so funktionieren, dass er ein genaues Abstoppen des Fahrkorbes an der 25 Etage gewährleistet. Da der Motor oftmals mit einer Drehzahl nahe Null läuft, kommt der genauen Frequenzsteuerung eine wesentliche Bedeutung zu.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Rückkopp-lungsschleifen-Verstärkung in Abhängigkeit der Fahrkorb-30 belastung und -Stellung zu steuern.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäss mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 erreicht.

Die Vorteile der Erfindung sind im wesentlichen darin zu sehen, dass die Motorsteuerung universal ist; bei allen mehr-35 phasigen Motoren angewendet werden kann und zwar durch Erhöhung des Motordrehzahl-Zählstandes bei unterschiedlicher Polausbildung und ist auf eine Eigenfrequenz nicht begrenzt und ein Motor über einen grossen Drehzahlbereich und insbesondere nahe der Drehzahl null und bei niedrigen 40 Drehzahlen gesteuert werden kann. Gleichzeitig wird durch die sehr genaue Schlupfsteuerung der Generatorbetrieb zum Aufladen der Batterie verbessert. Dies ist eine Eigenschaft, welche bei Aufzuganlagen sehr vorteilhaft ist, weil der Generatorbetrieb ca. während 30% der Betriebszeit auftritt. 45 Im folgenen wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen.

Fig. 1 ein Blockschema einer Aufzuganlage,

Fig. 2 ein Blockschema einer Amplituden- und Frequenzsteuerung, die in der Anlage gemäss Fig-. 1- verwendet 50 wird, um den Schlupf, das Drehmoment und die Drehzahl zu steuern,

Fig. 3 ein Diagramm, das mehrere Wellenformen zeigt,

Fig. 4 ein Blockschema der Drehmomentsteuerung in Fig. 1 und

55 Fig. 5 ein Diagramm das die Verstärkungs-, Fahrkorb-stellungs-, Fahrkorbgeschwindigkeitskennlinien der Drehmomentsteuerung zeigt.

Fig. 1 zeigt eine Aufzugsteuereinrichtung, die eine Anzahl von funktionellen Komponenten enthält, die bekannt 60 sind und deren Auslegung auf die vorliegende Erfindung keinen Einfluss hat. Deshalb sind diese Komponenten nicht im Detail beschrieben, ausser in dem Umfange wie es zur Darlegung der Erfindung erforderlich ist. Diese Komponenten umfassen eine Motorsteuereinrichtung, einen Profilgenerator 65 und eine Geschwindigkeits- und Drehmomentsteuereinrichtung.

Wie Fig. 1 zeigt ist ein Fahrstuhl 10 über ein Drahtseil 11 mit einem Gegengewicht 12 versehen. Der Korb 10 wird von

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einem 3-Phasen-Motor 13 angetrieben, der von einem Wechselrichter 14 gespeist wird. Am Motor ist ein Tachometer 15 vorgesehen, der ein Tachometerausgangssignal TACH 1 auf der Leitung 15a abgibt. Das Tachometersignal gibt die Ist-Drehzahl des Motors an. Der Wechselrichter 14 wird mit Gleichstrom aus einer Batterie 16 gespeist. Die Batterie ist an ein Ladegerät 17 angeschlossen, das mit einer Stromquelle verbunden ist. Der Gleichstrom kann zur und über den Wechselrichter von der Batterie fliessen. Der Motor kann als Generator betrieben werden, z.B. bei der Abwärtsbewegung des Fahrkorbes, um über das Ladegerät die Batterie zu laden. Die Batterie erzeugt den grössten Teil der Stoss- oder Spitzenenergie für den Wechselrichter, d.h. das System ist faktisch von der Stromquelle isoliert, wodurch eine Quelle der rfi und anderer elektrischer Störungen, die in der Stromquelle entstehen und die anderen, daran angeschlossenen Einrichtungen stören, eliminiert werden.

Eine Anlagensteuereinrichtung 18 empfängt Fahrkorbrufsignale und spricht über eine Mehrzahl von Leitungen 19a auf eine Laufsteuereinrichtung 19 an. Die Laufsteuereinrichtung 19 gibt über Leitungen 19b Signale an einen Profilgenerator ab, der in bestimmter oder programmierter Art und Weise ein bestimmtes Lauf- oder Geschwindigkeitsprofil für den Fahrstuhlkorb erzeugt, um diesen in Abhängigkeit der Laufsteuerung zu bewegen. Dieses Konzept ist in zahlreichen Patentschriften offenbart. Der Generator 20 gibt ein Ausgangssignal PROF 1 auf der Leitung 20a ab, das an eine Drehzahl- und Drehmomentsteuereinrichtung 21 angelegt wird. Diese Steuereinrichtung 21 erzeugt in Abhängigkeit des Ausgangssignals PROF 1 ein erstes Gleichstromsignal SLIP 1 und gibt es an die Leitung 21a ab. Das erste Gleichstromsignal SLIP 1 stellt einen Soll-Schlupf für das einzelne, durch den Generator 20 erzeugte Ausgangssignal PROF 1 dar. Die Drehzahl- und Drehstromsteuereinrichtung 21 gibt noch ein zweites Gleichstromsignal AMPLITUDE 1 auf der Leitung 21b ab, das die Soll-Stromamplitude (oder Spannungsamplitude) an der Motorwicklung darstellt, um den Fahrkorb wunschgemäss zu steuern.

Die Wechselbeziehung zwischen dem ersten und zweiten Gleichstromsigna] bestimmt das Drehmoment und die Drehzahl des Motors und wird durch eine Feedbacksteuerung erzeugt, die die Abtastung des vom Tachometer abgegebenen Tachometersignals TACH 1 steuert und an die Laufsteuereinrichtung, den Profilgenerator und die Drehzahl- und Drehmomentsteuereinrichtung abgibt, die dieses empfangen und ihre entsprechenden Signale und das erste und zweite Gleichstromsignal SLIP 1 undAMPLITUDE 1 erzeugen, um einen Soll-Leistungskennwert für den Motor zu erhalten und den Fahrkorb jederzeit wunschgemäss zu steuern.

Das Tachometersignal TACH 1 wird auch an einen Amplituden- und Frequenzsteuerschaltkreis (AFCL) 22 angelegt, an dem auch das erste und zweite Gleichstromsignal SLIP 1 und AMPLITUDE 1 anliegt. Dieser Schaltkreis 22 verwendet diese Signale, um Signale PHASE 1, 2 und 3 zu erzeugen und über die drei Leitungen 22a abzugeben. Jedes dieser Signale umfasst eine treppenförmige Sinuswelle hoher Auflösung, deren Grösse in einem ausgewählten Verhältnis zum zweiten Gleichstromsignal Amplitude 1 geändert wird, um die Fahrkorbbewegung in einer bestimmten Art und Weise zu steuern. Diese Signale PHASE 1 bis 3 sind wie durch die Phasen des Motors bestimmt, phasenverschoben (z.B. 0°, 120° und 240°) und ihre Frequenz stellt die Soll-Drehzahl und den Soll-Schlupf für den Motor bei einem ausgewählten ersten Gleichstromsignal SLIP 1 dar. Die Grösse gibt den durch das zweite Gleichstromsignal AMPLITUDE 1 gesteuerten Motorsollstrom dar.

Diese Signale PHASE 1-3, die das Ausgangssignal AFCL umfassen, sind an einen Stromregler (CR) 23 angelegt, der auf seiner Ausgangsleitung 23a Ausgangssignale CR auch Sinuswellen abgibt.

Diese Ausgangssignale werden an einen Pulsbreiten-Mo-dulator (PWM) 24 angelegt. Dieser Modulator 24 gibt entsprechende Ausgangssignale PWM ab, wobei jedes Signal einen Puls enthält, dessen Dauer proportional zur Grösse seines entsprechenden Ausgangssignals CR ist. Die Signale aus dem Modulator werden über eine Leitung 24a an den Wechselrichter angelegt. Der Stromregler bildet eine geschlossene Steuerschleife des Motorstromes, um sicherzustellen, dass er tatsächlich den Signalen PHASE 1 bis 3 folgt. Diese Steuerungsart ist bekannt.

Die vom Modulator an den Wechselrichter angelegten Signale PWM schalten getrennte Teile des Wechselrichters ein und aus und zwar direkt proportional zur Dauer der Impulse im Signal PWM. Der Wechselrichter schaltet die Batteriespannung ein und aus, und zwar proportional zur Dauer der Impulse, die die Signale PWM enthalten. Diese Spannung wird über die Leitungen 14a den Motorwicklungen zugeleitet. Weil die Dauer dieser Impulse, die den Wechselrichter treiben, durch den Schaltkreis 22 in sinusförmiger Wechselbeziehung stehen, sind die Mittelwerte der Impulse am Wechselrichterausgang auch sinusförmig. Selbst wenn das Ausgangssignal auf jeder Leitung 14a aus dem Wechselrichter Spannungsimpulse aufweist, ergibt aber die induktive Eigenschaft einen sinusförmigen Strom durch den Motor über jede Leitung 14a, wobei die Frequenz dieses Stromes die Primärfrequenz der Signale PHASE 1-3 ist. Die Harmonischen werden durch die Induktivität des Motors stark unterdrückt und der Wechselrichter erzeugt somit einen sinusförmigen dreiphasigen Strom für den Motor. Der Strom ist von Digi-tal-Impulsen abhängig, die die Frequenz des Stromes, die Grösse und das Phasenverhältnis zwischen den Wicklungen des Motors angeht. Dieser Strom ist in der Frequenz und im Wert verstellbar, wodurch die Drehzahl, das Drehmoment und der Schlupf des Motors gesteuert werden. Die Verstellung erfolgt durch den Schaltkreis 22, dessen ausführliche Beschreibung folgt.

Die Fig. 2 zeigt den Schaltkreis 22. Dieser Schaltkreis empfängt das erste und zweite Gleichstromsignal SLIP 1 und AMPLITUDE 1. Das erste Gleichstromsignal SLIP 1 ist an einen spannungsgesteuerten Oszillator 30 angelegt, der auf einer Leitung 30a ein Ausgangssignal VCO abgibt. Dieses Ausgangssignal VCO, das an einem Flip-Flop 32 angelegt wird, besteht aus einer Impulsreihe, deren Frequenz (VCO-Frequenz) F 1 sich proportional zum Gleichstromwert des ersten Gleichstromsignals SLIP 1 ändert, welches zwischen bestimmten positiven und negativen Werten eingestellt werden kann, dessen Werte einen Motordrehzahlbereich bestimmen, über welchen die Frequenz der VCO sich ändern kann, um den Motor-Schlupf zu steuern.

Der Flip-Flop 32 empfängt auch ein Taktsignal CLK aus einem Taktgeber. Durch dieses Taktsignal wird das Signal aus dem Oszillator 30 zum Ausgang des Flip-Flop durchgeschaltet, wodurch ein Ausgangssignal erzeugt wird, das auch eine Impulsreihe mit einer Frequenz F 1 ist, die über die Leitung 32a an einen Zähler 33 angelegt wird, der diese Impulse zählt. Der Zähler 33 zählt in aufsteigender Folge und beginnt bei Erreichen eines maximalen Zählstandes (zum Beispiel N-Bit) von Neuem. Somit ist sein Ausgangssignal tatsächlich ein Signal COUNT 1, das den Zählstand zu jedem Augenblick anzeigt.

In Fig. 3 ist diese Zählart dargestellt, wobei auf der Y-Achse das Zählsignal und auf der X-Achse die Zeit abgetragen ist.

Das erste Gleichstromsignal SLIP 1 wird auch an einen zweiten Flip-Flop 36 angelegt. Ebenfalls durch das Taktsignal getaktet, spricht der Flip-Flop 36 auf die Polarität des

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ersten Gleichstromsignals SLIP 1 an, und ändert seinen Zustand in Abhängigkeit der Polarität von höher in niedrig, um ein Zählrichtungssignal CD für den Zähler zu erzeugen. Das Signal COUNT 1 aus dem Zähler 33 wird über eine Leitung 33a an einen Addierer 35 angelegt, an dem auch ein Ausgangssignal aus einem Drehzahlzähler 40 über die Leitung 40a anliegt.

Der Drehzahlzähler empfängt das Ausgangssignal eines Schaltkreises 42, der einen Flip-Flop 42a enthält. Dieser Flip-Flop 42a gibt auf seine Ausgangsleitung 42b einen Rechteckimpulszug ab. Dieser wird in Abhängigkeit des Ausgangssignals eines Teilerschaltkreises 42e erzeugt, der das Tachometersignal TACH über die Leitung 15a empfängt. Diese Leitung umfasst in der Tat zwei Leitungen, auf welcher jeweils phasenverschoben ein Rechteckimpuls geführt werden, und zwar um 90°.

Der Teilerschaltkreis 42e empfängt die Rechteckimpulse auf einer dieser Leitungen, und gibt an seinem Ausgang Triggerimpulse ab, deren Frequenz gleich oder kleiner ist, als die Frequenz der anliegenden Rechteckimpulse. Das Ausgangssignal des Flip-Flop 42 wird an den Drehzahlzähler 40 angelegt.

Beide Signale, die das Signal TACH enthalten, werden auch an ein Vergleicherschaltkreis 42c angelegt, der darauf hin ein Ausgangssignal abgibt, das abhängig von der Beziehung zwischen diesen zwei Impulsen (z.B. welche voreilt, welche nacheilt), die Drehrichtung des Motors darstellt. Das Ausgangssignal des Vergleicherschaltkreises 42c wird dann an einen Flip-Flop 42d angelegt, der abhängig davon ein Ausgangssignal mit einem hohen oder niedrigen Zustand erzeugt. Dieses Ausgangssignal wird an die Zählersteuerklemme des Zählers 40 angelegt, um die Ausgangsimpulse des Flip-Flop 42a in aufsteigender oder abnehmender Folge zu zählen, und zwar abhängig davon, ob das Signal den Zustand hoch oder niedrig aufweist. Der Zähler zählt kontinuierlich in aufsteigender Folge, stellt zurück und zählt wieder in aufsteigender Folge, wie der Zähler 33. Er kann in Abhängigkeit des Ausgangssignals des Flip-Flop 42d in abnehmender Folge zählen. Daraus ergibt sich ein Ausgangssignal COUNT 2 von dem Zähler 40, das in Fig. 2 dargestellt ist. Die Frequenz für das Ausgangssignal COUNT 2 ist F 2 die proportional zur Motordrehzahl ist, da sie durch die Rotation des Motors erzeugt wird. Die Impulse, die das Signal TACH 1 enthalten, werden bei jeder Motorwellendrehung sehr schnell erzeugt, wodurch die Drehwinkelstellung sehr genau aufgelöst wird. Der Zweck des Treibers besteht darin, diesen Zählstand in Wechselbeziehung zur Speisefrequenz des Motors zu bringen. Dies ist erforderlich, um die Anzahl der Pole des Motors zu berücksichtigen, weil die Polzahl die Drehzahl des Motors bestimmt. Diese Wechselbeziehung ist wichtig, weil die Frequenz F 2 der Speisefrequenz entsprechen sollte. Vergleicht man einen 4-poligen und 2-poligen Motor, so muss das Signal COUNT 2 pro Drehzahl viel schneller erzeugt werden, um die Winkelstellung der Motorwelle bei einem 4-poligen Motor aufzulösen. Somit muss das Signal TACH bei einem 2-poligen Motor durch zwei dividiert werden, ansonsten die Frequenz F 2 zu hoch wird und der Motor innerhalb des Schlüpfbereiches nicht synchronisiert werden kann (dabei wird angenommen, dass der gleiche Tachometer verwendet wird, und das Verhältnis Zählstand-Umdrehung das Gleiche ist, unabhängig von der Motordrehzahl). Gründe hierfür werden aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich, die zeigen wird, dass aus der Grundfrequenz F 2 durch das Signal COUNT 1 eine höhere und tiefere Frequenz ableitbar ist, um die Speisefrequenz von jener der Ist-Motordrehzahl zu ändern. Dies erfolgt um den Schlupf zu steuern.

Der Addierer MS addiert die Signale COUNT 1 und

COUNT 2 und gibt dann an seine Ausgangsleitung 35a ein Signal COUNT 3 ab, das die Summe der zwei Signale COUNT 1 und COUNT 2 ist. Der Effekt der Addierung der Signale COUNT 1 und COUNT 2 ist die zum Erzielen eines bestimmten Signales COUNT 3 verstreichende Zeit zu verkürzen und somit C in Fig. 3 zu verkürzen. Mit anderen Worten zählt der Zähler 33 in aufsteigender Folge, wird die Neigung der Wellenform A grösser, weil T kleiner wird.

Zählt er langsamer, wird die Neigung geringer, weil T ansteigt. Durch Änderung der Frequenz VCO kann T proportional zum Signal COUNT 1 erhöht oder verringert werden. Dieser Bereich ist der SCHLUPFBEREICH oder At; dies definiert eine Änderung in der Frequenz zwischen der Frequenz F 1 der Frequenz des Signals COUNT 1 und der Frequenz F 2 der Frequenz des Signals COUNT 2.

Wie später erläutert wird, wird zur Aufrechterhaltung eines gewissen Schlupfes das Signal COUNT 1 so gesteuert, dass es höher oder tiefer ist, als das Signal COUNT 2 und zwar um einen Wert, der dem Soll-Schlupf gleicht (z.B. den für den Motor spezifizierten). Die Gesamtfunktion des Schaltkreises 22 auf dem Motor kann durch die Gleichung

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F SYNCH = ± F (MOTOR) ±F(SLIP) (1)

dargestellt werden, wobei F SYNCH ebenfalls die Frequenz F3 der Signale PHASE 1-3 ist, die die Speisefrequenz für den Weichseirichter ist. FM die Motordrehzahl und COUNT 2 eine Funktion davon ist, die ± von der Drehzahl abhängen kann, weil COUNT 2 eine Vor- oder Rückwärtszählung sein kann. F SLIP, die gleich wie die Frequenz VCO ± von dem Signal SLIP abhängen kann, welches ± sein kann, um den ± Schlupf zu erzielen. Somit wird ein weicher Übergang zwischen den Motorfunktionen erzielt, was wichtig ist für das Ausregeln bei kleinen Drehzahlen (nahe Null).

Zusätzlich zum Signal COUNT 3 gibt der Addierer 35 auch ein digitales Ausgangssignal QC ab, welches die Anzahl (0-4) der Zyklen des Signals COUNT 2 darstellt. Jeder Zyklus ist eine Viertelwelle, die 90 in einer Periode von 360+ darstellt. Um dies auszuführen, kann das Ausgangssignal des Addierers N-Bit haben, aber tatsächlich verwendet er N-X-Bit für das Signal COUNT 3 und die verbleibenden N-Bit zur Angabe des Quadranten und des Vorzeichens der Sinuskurve in dem Quadranten.

Das Signal COUNT 3 aus dem Addierer 35 wird auch an einen zweiten Addierer 44 angelegt. Der zweite Addierer 44 empfängt auf den Leitungen 46a ein PHASEN-Erkennungs-signal PC aus einem Ringzähler 46. Dieses Signal wird in Abhängigkeit des Signals CLK erzeugt. Dieses PHASEN-Erkennungssignal PC gibt zu irgendeinem Zeitpunkt eine der gewünschten Phasen, d.h. Wicklungen (z.B. 0\ 120 und 240°) an. Dieses Signal PC ist eine Zahl, die wenn zum Signal COUNT 3 addiert wird, darstellt, was das Signal COUNT 3 bei dieser Phase wäre, d.h. eine Phase, die um einen im Signal PC dargestellten Betrag verschoben ist. Mit anderen Worten der Ringzähler erzeugt kontinuierlich eine «zirkulierende Digitalzahl», welche wenn zum Signal COUNT 3 addiert, einen Zählstand für eine Phase darstellt. Das Signal PC wird auch mit dem Signal QC im Addierer 44 addiert, um ein Signal PQ zu erzeugen, das den rechten Quadranten für die Phase für das Signal PC darstellt; da der Quadrant für eine andere Phase unterschiedlich sein kann. Das Ausgangssignal des Addierers 44 enthält somit 1. eine augenblickliche Digitaldarstellung, das Signal COUNT 4 des Zählstandes für einen bestimmten Punkt X oder Zählstände für eine Phase und 2. eine digitale Darstellung des Quadranten für das Signal PQ und dessen Vorzeichen.

Das Signal COUNT 4 stellt die Koordinate für irgendei5

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nen Punkt auf der Sinuskurve in Fig. 3 dar, aber nur zwischen 0 und 90°. Von den zwei wird nur der richtige Punkt auf der Sinuskurve für diese Koordination durch irgendeinen Zeitpunkt erzeugt. Dies wird im Schaltkreis 22 für jede Phase durchgeführt und zwar jedesmal wenn das Signal PC 5 ändert, welches Signal mit der Frequenz CLK auftritt.

Das Signal COUNT 4 und Signal PQ werden über die Leitungen 44a an eine Subtrahiereinheit 48 angelegt. Die Subtrahiereinheit gibt in Abhängigkeit des Signals PQ ein Ausgangssignal IC ab, welches den genauen Koordinaten- 10 wert für den Quadranten angibt, der im Signal PQ für das Signal COUNT 3 gekennzeichnet ist. Die Subtrahiereinheit zählt in absteigender Folge ausgehend vom Signal COUNT 4 für andere Quadranten, während der Anwesenheit eines Signals PQ der jenen Quadranten kennzeichnet, der falls nicht 15 vorliegend, die Subtrahiereinheit abschaltet. Daraus ist ersichtlich, dass der Effekt des Signals PC darin liegt, das Signal IC zwischen 0°, 120° und 240° zu verschieben.

Das Signal IC aus der Subtrahiereinheit ist eine Koordinate (z.B. X), und wird über die Leitungen 48a in einen Spei- 20 eher ROM 50 eingegeben. Das Signal IC adressiert eine bestimmte Zahl in einer Tabelle, diese Nummer entspricht dem Sinuswert für einen Punkt auf der Sinuskurve zwischen 0 bis 90°. Der Speicher 50 gibt an seinen Ausgangsleitungen 50a ein Digitalausgangssignal SIG 1 ab, das den Sinuswert für die durch das Signal COUNT 3 gekennzeichnete Koordinate darstellt, aber bezüglich der Polarität für seine Quadranten noch immer unkorrigiert ist. Das Signal SIG 1 wird an einen Digitalanalogwandler 52 angelegt, der auf der Leitung 52a ein analoges Ausgangssignal DRIVE 1 abgibt. Dieses Signal 30 DRIVE 1 wird an einen Schalterkreis 54 angelegt, an dem auch das Signal PQ anliegt, und der abhängig davon welcher Quadrant gekennzeichnet wird, das Signal DRIVE 1 zwischen einem positiven oder negativen Wert schaltet, wodurch dem Signal DRIVE 1 die richtige Polarität für den Quadran- 35 ten zugeordnet wird. Das Signal SIG 1 (so auch das Signal DRIVE 1) ist in den Quadranten 3 und 4 negativ, wie dies durch die gestrichelte Sinuskurve SIG Y (SIG Y ist SIG 1 auf der wirklichen Sinuswelle) dargestellt ist. Somit wird eine komplette Sinuswelle über die vier Quadranten, dargestellt 40 über die Zeit als unterschiedliche Signale SIG 1 erzeugt und mit der richtigen Polarität versehen.

Aus dem Schalterkreis 54 wird das Signal DRIVE 1 über eine Leitung 54a an einen Verstärker 56 angelegt, dessen Verstärkungen in Abhängigkeit der Grösse des Signals AM- 45 PLITUDE 1 gesteuert wird, um ein Ausgangssignal DRIVE 2 zu erzeugen, dessen Grösse proportional zum Signal AM-, PLITUDE 1 ist. Dieses Ausgangssignal DRIVE 2 wird gleichzeitig an drei Schaltern 60, 62 und 64 angelegt, die jeweils einer Phase des Wechselrichters zugeordnet sind, und 50 jeweils eines der Signale PHASE 1, 2 und 3 erzeugen. An diesen drei Schaltern liegt das Signal PC aus dem Ringzähler 46 an. Dieses Signal kennzeichnet die Phase für das Signal DRIVE 2 und abhängig davon was das Signal ist, wird einer dieser Schalter betätigt, welcher dann das Signal DRIVE 2 55 an den richtigen Abtast- und Halteschaltkreis 55 anlegt, der ein treppenförmiges Sinussignal über die Zeit erzeugt, wenn das Signal DRIVE 2 erzeugt wird. Die Ausgangssignale SH sind die Signale PHASE 1, PHASE 2 und PHASE 3.

Die Signale PHASE 1, PHASE 2, PHASE 3 haben somit 60 einer Phasen entsprechend dem Signal PC und eine gemeinsame Frequenz F SYNCH (siehe Gleichung 1).

Um diese Schlupfsteuerung zu erläutern, wird ein Beispiel gegeben. Angenommen ein zwei-poliger Wechselstrommotor mit 3600 Umdrehungen wird durch eine erfin- 65 dungsgemässe Einrichtung mit veränderlicher Frequenz gespeist, welches sind die Frequenzen des Ausgangssignals VCO (Fl) und der Signale TACH und die Schlupfkennlinie,

die erforderlich sind für (Fall 1) Drehmoment Null; (Fall 2) Motorbetrieb und (Fall 3 Generator- oder Bremsbetrieb bei Verwendung eines konstanten Signals AMPLITUDE 1.

Fall 1: FM = 60 Hz.

F SLIP = 0

F SYNCH = 60 Hz.

Frequenz VCO = 0

Frequenz TACH = 1024 Impulse/Sekunde Fall 2: FM = 60 Hz.

F SLIP = +1 Hz.

F SYNCH = 61 Hz.

Frequenz VCO = + 170

Frequenz TACH = 1024 Impulse/Sekunde Fall 3: FM = 60 Hz.

F SLIP = -1 Hz.

F SYNCH = 59 Hz.

Frequenz VCO = —170

Frequenz TACH = 1024 Impulse/Sekunde

Somit kann bei diesem System der Fahrkorb von Null bis zur vollen Geschwindigkeit in einem gesteuerten Bereich und mit einem steuerbaren Schlupf verfahren werden, und zwar durch Steuerung der Signale SLIP 1 und AMPLITUDE 1.

Die Drehzahl- und Drehmomentsteuereinrichtung 21 (Fig. 4) empfängt die Signale TACH 1 und PROF 1 und verarbeitet diese, um die Signale SLIP und AMPLITUDE 1 zu erzeugen, welche verwendet werden, um die Drehzahl und den Schlupf des Motors zu steuern. Drehmomentsteuereinrichtung zur Verarbeitung eines einzelnen Motorsignals auf diese Art und Weise sind bekannt. Jedoch ist die Steuereinrichtung 21 wesentlich anders und hat eine zusätzliche Verarbeitung, was die Steuergenauigkeit des Motors wesentlich verbessert.

Die Signale TACH 1 und PROF 1 werden über die Leitungen 15a und 15b an einen Summiereingang TC-1 eines Verstärkers TC-2 mit einer Verstärkung Kl angelegt. Das Ausgangssignal (K1X ERROR) des Verstärkers wird über die Leitung TC-2a an einen anderen Verstärker TC-4 hier angelegt. Die Verstärkung dieses Verstärkers ist zwischen zwei Verstärkungen K2 oder K3 auswählbar. Die Auswahl wird durch einen Verstärkungsauswähler TC-5, z.B. einen Schalter oder ein Gatter gesteuert, um die Rückführungswiderstände ein- und abzuschalten. Der Verstärkungswähler spricht auf das Ausgangssignal eines Vergleichers TC-6 an den der ein Verstärkungsauswahlsignal auf der Leitung TC-6a abgibt, der eine der Verstärkung K2 oder K3 angibt und zwar abhängig vom Pegel des Verstärkungsauswahlsignals. Dieser Pegel wird durch die Differenz zwischen einem Fahrkorblastsignal CL auf der Leitung TC-6b und einem Bezugslastsignal auf der Leitung TC-6c zum anderen Eingang bestimmt. Das Fahrkorblastsignal wird durch eine Wiegeeinheit (LW) in Fig. 1 erzeugt. Durch den Vergleicher wird die Verstärkung zwischen K2 und K3 ausgewählt. Angenommen K2 ist kleiner als K3, dann wird K3 ausgewählt, wenn Fahrkorblast einen durch das Bezugssignal definierten Pegel übersteigt. Unterhalb dieses Pegels wird K2 ausgewählt. Dies verringert das Absacken, wenn die Bremse kurz vor dem Einsetzen der Fahrkorbbewegung gelöst wird.

Das Ausgangssignal des Verstärkers TC-4 wird über die Leitung TC-4a an einen der drei Eingänge eines Addierers TC-7 angelegt. Das Ausgangssignal des Addierers ist ein einzelnes Motordrehmoment-Befehlssignal TQS, das über die Leitung TC-7a an einen Profilgenerator TC-8 angelegt wird, um die Signale SLIP und AMPLITUDE 1 zu erzeugen. Derartige Profilgeneratoren sind bekannt und werden daher nicht erläutert.

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Eines der anderen Eingangssignale auf der Leitung TC-7b ist das Fahrkorblastsignal. Der Effekt ist, dass wenn die Fahrkorblast ansteigt, das Signal TC auf der Leitung TC-4a ansteigt. Dies kompensiert die höhere Last, aber ohne Anhebung, durch welche die Stabilität negativ beeinflusst werden könnte.

Der dritte Eingang, auf der Linie TC-7c, zum Addierer TC-7 wird von einem Funktions- oder Profilgenerator TC-10 abgegeben. Das Ausgangssignal des Generators ist ein Verstärkungseinstellsignal, welches auch zum Signal auf der Leitung TC-4a addiert wird, und somit das Signal TC erhöht. Der Funktionsgenerator gibt in Abhängigkeit eines Fahrkorbpositionssignals aus dem primären Stellungswandler (Fig. 1) und in Abhängigkeit des Signals TACH 1, das die Fahrkorbgeschwindigkeit darstellt, das Verstärkungseinstellsignal ab, und abhängig von den folgenden zwei Eingängen ist. Fällt die Fahrkorbgeschwindigkeit, steigt das Verstärkungseinstellsignal. Das Verstärkungseinstellsignal wird nur auf der Leitung TC-7a abgegeben und erscheint bei einer bestimmten Fahrkorbstellung und zwar nachdem der Langsamgang einsetzt (Fig. 5). Setzt der Langsamgang ein (nahe einer Etage), wird das Signal TC erhöht, wenn sich der Fahrkorb langsam bewegt. Dadurch wird das Anhalten verbessert.

Fig. 5 zeigt eine Kennlinie der Fahrkorbgeschwindigkeit zwischen zwei Etagen. Wie daraus ersichtlich ist, ist beim Einsetzen des Langsamlaufes das Verstärkungseinstellsignal Null und es tritt keine Verstärkung des Signals TC auf. Nahe bei der Etage steigt die Verstärkung wegen des Verstärkungseinstellsignals an. Daraus ergibt sich eine hohe Drehmoment-Steuerverstärkung, somit eine hohe Rückkopplungsschleifenverstärkung, wenn der Fahrkorb anhält, was die Genauigkeit beim Anhalten verbessert. Fig. 5 zeigt auch die Verstärkungsauswahl, die beim Anlauf beginnt, welches das Ansteigen einer der zwei Verstärkungskurven bewirkt,

die bis zum Einsetzen des Langsamlaufes, wo das Verstärkungseinstellsignal einwirkt, konstant bleiben. Das Fahrkorblastsignal bleibt während dieser Zeit konstant.

Die Drehmoment-Steuereinrichtung enthält auch einen 5 Drehmoment-Begrenzer TC-11, der auf das Signal PROF 1 weniger als einen bestimmten Wert begrenzt, wenn der Fahrkorb eine Etage erreicht. Der Begrenzer wird durch einen Türdetektor TC-12 betätigt, der auf ein Fahrkorbstellungssi-gnal anspricht, um festzustellen, wenn der Fahrkorb in den 10 Türbereich nahe einer Etage gelangt.

Die verschiedenen Funktionen in diesem System können mit einer auf einem Computer basierenden Ausrüstung durchgeführt werden. So kann in einem System mit einer AMPLITUDEN- und Frequenzsteuereinrichtung (Fig. 2) 15 ein Computer zur Ausführung einer Anzahl von Funktionen angewendet werden.

Es gibt auch andere Anwendungsbereiche für die Erfindung, z.B. kann das System mit einem Wechselumrichter anstelle des Wechselrichters verwendet werden, um den Motor 20 zu speisen. Die Amplituden- und Frequenzsteuereinrichtung (Fig. 2) kann verwendet werden, um ein sinusförmiges Signal zu erzeugen und einen Mehrphasenmotor mit einem Wechselstrom zu speisen.

Das vorstehend beschriebene System dient zur Steuerung 25 eines 3-phasigen Elektromotors. Es ist aber möglich, z.B. 2-phasige Motoren zu speisen, wobei nur das richtige Pha-sensignalverhältnis angewendet werden muss, um die Phasenwicklungen zu identifizieren, die korrekten Koordinaten auf der Sinuskurve für die Wicklung zu erzeugen, und die 30 korrekte Polarität für diese anzugeben.

Anstelle der Steuerung des Stromes kann auch die Spannung entsprechend gesteuert werden. Bringt man ferner die Amplitude und den Schlupf in Wechselbeziehung, kann die Motor- und Schlupfsteuerung unterschiedlich sein, z.B. kann 35 ein Signal das Motordrehmoment vorgeben.

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5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

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1. Aufzuganlage mit einem Mehrphasen-Elektromotor der N-Phasen und entsprechende Statorwicklungen hat, mit einer Gleichstromquelle (17,16), mit einer Vorrichtung (14), um einen N-phasigen Wechselstrom oder -Spannung aus der Stromquelle an die Wicklungen des Motors anzulegen, mit einem Kodierer (15), um ein erstes Signal zu erzeugen, das die Motordrehzahl kennzeichnet, mit einem Fahrstuhlkorb (10), der durch den Motor befördert wird, und mit einer Aufzugsteuereinrichtung (18 bis 24) zum Steuern der Vorrichtung, um den N-phasigen Wechselstrom oder -Spannung zu erzeugen und die Drehzahl, den Schlupf und die Drehrichtung des Motors zu steuern, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung eine erste Einrichtung (21), um ein zweites Signal in Abhängigkeit des ersten Signals zu erzeugen und die Motordrehzahl zu steuern sowie ein drittes Signal zu erzeugen und den Motorschlupf in Abhängigkeit der durch das erste Signal angegebenen Motordrehzahl zu steuern, eine zweite Einrichtung (20) zur Erzeugung eines vorgegebenen Motordrehzahlsignals in Abhängigkeit des ersten Signals, wobei das Motordrehzahlsignal die Soll-Motor-drehzahl darstellt, eine dritte Einrichtung (LW-1) zur Erzeugung eines Fahrkorblastsignals, das die Belastung des Fahrkorbes darstellt, eine vierte Einrichtung (TC-1, TC-2), um ein erstes Fehlersignal (TC-2a) in Abhängigkeit des vorgegebenen Motordrehzahlsignals und des ersten Signals zu erzeugen, wobei das erste Fehlersignal die Differenz zwischen der Ist- und Soll-Motordrehzahl darstellt, und eine fünfte Einrichtung (TC-4, TC-6), um ein zweites Fehlersignal (TC-4a) durch Verstärkung des ersten Fehlersignals im Verhältnis zum Fahrkorblastsignal zu erzeugen, so dass der Wert des ersten Fehlersignals erhöht wird, wenn beim Anlassen des Motors die Fahrkorbbelastung höher als eine bestimmte Belastung ist, aufweist, wobei die erste Einrichtung (21) auf das erste Fehlersignal anspricht, um das Motordrehmoment in Abhängigkeit des ersten Fehlersignals zu ändern.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Addiereinrichtung (TC-7) vorgesehen ist, an die das zweite Fehlersignal und ein drittes Signal (TC-7b), das zur Fahrkorblast proportional ist, anlegbar ist, um den Wert des zweiten Fehlersignals im Verhältnis zur Fahrkorblast zu erhöhen.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an die Addiereinrichtung ein viertes Signal (TC-7c) anlegbar ist, das mit abnehmender Fahrkorbgeschwindigkeit ansteigt und das dritte Signal zum zweiten Fehlersignal addiert wird.