ES2627585T3 - Procedimiento para determinar el factor del momento de inercia de una disposición de motor de una instalación de ascensor - Google Patents

Procedimiento para determinar el factor del momento de inercia de una disposición de motor de una instalación de ascensor Download PDF

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Abstract

Procedimiento para determinar el factor del momento de inercia (Jm; c/Jm) de una disposición de motor eléctrico (38) de una instalación de ascensor (10), en el que una salida de la disposición de motor (38) está conectada a una cabina de ascensor (12) por medio de un cable de suspensión (22), con las etapas de excitar la disposición de motor (38) con una señal de excitación (82) que presenta una frecuencia (f) en el intervalo de 10 Hz a 100 Hz, detectar un movimiento de la salida y estimar por lo menos a partir del desarrollo de la señal de movimiento detectada (83) el factor del momento de inercia (Jm; c/Jm).

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento para determinar el factor del momento de inercia de una disposicion de motor de una instalacion de ascensor
La presente invencion se refiere a un procedimiento para determinar el factor del momento de inercia de una disposicion de motor electrico de una instalacion de ascensor, en la que una salida de la disposicion de motor esta conectada con la cabina del ascensor por medio de un cable de suspension.
Adicionalmente, la presente invencion se refiere a un procedimiento para ajustar un circuito de regulacion de una instalacion de ascensor de este tipo, en el que por lo menos un parametro de regulacion se ajusta en base a un momento de inercia de la disposicion de motor.
Asimismo, la presente invencion se refiere a un dispositivo de mando para una instalacion de ascensor, asf como a una instalacion de ascensor como tal.
Para el control de instalaciones de ascensor se deben cumplir diversos requisitos. Por una parte, por lo menos en la zona de las paradas se requiere una muy alta exactitud de posicion, para que en la transicion entre la cabina del ascensor y la puerta del pozo del ascensor no se formen ningun escalon. Adicionalmente, normalmente se exige que la cabina del ascensor se mueva a la mayor velocidad posible entre las paradas, con el fin de minimizar los tiempos de espera de los pasajeros. Asimismo, tambien el confort del mando de accionamiento tiene una gran importancia. En particular, normalmente se exige que el arranque y las paradas dentro de lo posible se efectuen sin sacudidas. Ademas de esto, en el sistema de mando de las instalaciones de ascensor se deben cumplir elevados requisitos de seguridad, que sin embargo no seran consideradas con mayor detalle en el contexto de la presente solicitud.
El accionamiento de una instalacion de ascensor normalmente proporciona una fuerza o un momento de torsion. En el caso de una instalacion de ascensor de poleas motrices, la polea motriz para el accionamiento de la cabina del ascensor generalmente se acciona por medio de un motor electrico. A este respecto, el motor electrico normalmente debe proporcionar varios componentes de momento de torsion. Un componente de momento de torsion por lo general es la asf llamada diferencia de carga, que es causada por la diferencia entre la cabina del ascensor - cargada o descargada - y un contrapeso. La diferencia de carga es constante durante la marcha del ascensor de una parada a la proxima parada. El segundo componente en las instalaciones de ascensor de poleas motrices generalmente es la diferencia de carga de cable, que es causada por las masas de cable en el lado de la cabina del ascensor, por una parte, y en el lado del contrapeso, por otra parte. La diferencia de carga de cable normalmente depende de la posicion. El tercer componente es el momento de torsion se debe proporcionar para la aceleracion y el frenado.
Las regulaciones a ser efectuadas durante las diferentes marchas del ascensor, en principio siempre son similares y basicamente difieren por la carga de la cabina del ascensor y por la respectiva posicion absoluta de la cabina del ascensor. Para mejorar el comportamiento de grna del sistema de regulacion, se conoce la carga del circuito regulador con una regulacion previa. A este respecto, la regulacion previa puede tomar en cuenta la demanda de magnitudes de ajuste que cabe esperar para un respectivo viaje del ascensor.
Para una buena regulacion de la instalacion de ascensor, tambien es importante la calidad del ajuste de los parametros de regulacion.
Asf, el documento US-A- 4.939.679 desvela un procedimiento para la medicion de la carga en una instalacion de ascensor, en el que se ajusta una regulacion previa de carga en funcion de mediciones efectuadas en el estado estacionario, en lo que se determina con que momento de torsion se puede detener la cabina del ascensor, sin que la misma se mueva hacia arriba y hacia abajo (“roll back”).
Un dispositivo de medicion de carga para medir la carga de una cabina de ascensor se conoce por el documento US-A-5.172.782.
En el documento US-A-5.343.003 se describe un procedimiento para calibrar un transductor A/D dentro de un sistema de medicion de carga de una instalacion de ascensor, que igualmente se efectua en el estado estacionario de la cabina del ascensor y que se realiza de manera similar a una calibracion de balanza.
Por el documento EP 0 936 730 A2 se conoce un procedimiento para ajustar una instalacion de mando para un motor de campo giratorio regulado con orientacion de campo de una instalacion de ascensor, en el que a partir de diferentes parametros de regulacion se calcula un parametro de inercia del sistema para el regulador del motor. A este respecto, primero se determinan a traves de ensayos con la cabina del ascensor parada una pluralidad de parametros de regulacion y un componente de corriente longitudinal de regulacion previa. En un ensayo posterior con la cabina del ascensor en marcha se efectua el ajuste fino de ciertos parametros de regulacion y del componente de corriente longitudinal.
Tambien se conoce (por el documento US-A-5.407.030) la re calibracion dinamica de un sistema de medicion de carga de una instalacion de ascensor mediante el uso de una corriente de motor. Tambien se conoce la calibracion
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automatica de un bucle de regulacion de velocidad del motor de un sistema de mando de ascensor (US-A- 5.880.416), como ya se ha mencionado mas arriba.
Otros procedimientos adicionales para transmitir un factor de momento de inercia en instalaciones de ascensor se conocen de los documentos EP 408 903 A1, EP 1 612 923 A1, DE 10 2005 028 842 A1, DE 4 327 539 A1 y WO 2010/055555 A1.
Para un buen ajuste del circuito regulador de la instalacion de ascensor, puede ser importante determinar el momento de inercia de la disposicion de motor ya integrada en la instalacion de ascensor.
A este respecto, el ajuste del circuito regulador preferentemente se ha de efectuar en un estado en el que la instalacion de ascensor ya se encuentra completamente montada, es decir que la disposicion de motor ya esta conectada con la cabina del ascensor a traves del cable de suspension. Con una disposicion de motor todavfa no conectada, su momento de inercia se puede determinar, por ejemplo, mediante la especificacion de una corriente de motor constante y midiendo la aceleracion resultante. Con este procedimiento, sin embargo, con la disposicion de motor acoplada se determinana el momento de inercia del sistema de toda la instalacion de ascensor entera.
Para el ajuste de un regulador PI de un circuito de regulacion de este tipo, se conoce del procedimiento de acuerdo con Ziegler-Nichols. A este respecto, la porcion P se incrementa hasta que el motor comience a zumbar. Despues, la porcion P se ajusta en la mitad del valor. La deteccion de un “zumbido” de este tipo es diffcil para un algoritmo automatico, por lo que este procedimiento no es apropiado para la automatizacion.
Adicionalmente se conoce la excitacion del circuito regulador por medio de un ruido pseudobinario de banda ancha. De esta manera se puede determinar la funcion de transmision total, incluyendo las masas acopladas a la disposicion de motor. A este respecto, la funcion de transmision total tiene un orden elevado y en un procedimiento de este tipo es necesario estimar un numero correspondientemente alto de parametros. Ademas, esta estimacion se ve influenciada fuertemente por la friccion de la cabina del ascensor en sus respectivos rieles de grna. Por lo tanto, este procedimiento no es muy robusto.
Un buen ajuste del circuito regulador es importante para poder regular de manera rapida y bien amortiguada las magnitudes perturbadoras que no pueden ser compensadas mediante una regulacion previa. Entre estas magnitudes perturbadoras figura, por ejemplo, la friccion.
Ante el trasfondo arriba expuesto, un objetivo de la presente invencion consiste en proveer un procedimiento para determinar el mencionado momento de inercia del motor, asf como un procedimiento mejorado para ajustar un circuito regulador en base a un momento de inercia determinado de esa manera.
Este objetivo se logra a traves de un procedimiento para determinar un factor de momento de inercia de una disposicion de motor electrico de una instalacion de ascensor, en el que una salida de la disposicion de motor esta conectada con la cabina del ascensor por medio de un cable de suspension, comprendiendo las etapas de excitar la disposicion de motor con una senal de excitacion, que presenta una frecuencia ubicada en el intervalo de 10 Hz a 100 Hz, detectar un movimiento de la salida del motor y estimar el factor del momento de inercia por lo menos a partir de la senal de movimiento detectada.
Adicionalmente, el objetivo arriba mencionado tambien se alcanza a traves de un procedimiento para ajustar un circuito regulador de una instalacion de ascensor, en el que la instalacion de ascensor presenta una disposicion de motor que esta conectada con la cabina del ascensor de la instalacion del ascensor por medio de un cable de suspension, con las etapas de ajustar por lo menos un parametro de regulacion del circuito regulador en base a un factor de momento de inercia de la disposicion de motor, y en lo que el factor del momento de inercia se ha determinado a traves del procedimiento arriba mencionado.
Asimismo, el objetivo arriba mencionado se logra a traves de un sistema de mando para una instalacion de ascensor, con un circuito regulador, que esta ajustado de acuerdo con el procedimiento arriba mencionado, asf como a traves de una instalacion de ascensor con una cabina de ascensor, una disposicion de motor y un sistema de mando de este tipo.
El procedimiento de acuerdo con la presente invencion para determinar el factor del momento de inercia de una disposicion de motor electrico de una instalacion de ascensor, en la que una salida de la disposicion de motor esta conectada con la cabina del ascensor por medio de un cable de suspension, es decir, en la que la disposicion de motor esta acoplada a la cabina del ascensor, permite que, mediante la excitacion con una senal de excitacion ubicada en el intervalo de 10 a 100 Hz, las masas acopladas a disposicion de motor (correspondientes a la cabina del ascensor, el contrapeso, los cables, etc.) practicamente se desacoplen.
A este respecto, se aprovecha la circunstancia de que las funciones de transmision de la disposicion de motor con la cabina del ascensor acoplada, por una parte, y sin la cabina del ascensor acoplada, por otra parte, se aproximan mutuamente con frecuencias de excitacion ubicadas por encima de aproximadamente 10 Hz. Esto se explica principalmente porque con frecuencias a partir de 10 Hz, en particular a partir del 20 Hz, las masas acopladas a la disposicion de motor ya no pueden “seguir” a estas excitaciones debido a su tamano.
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Por lo tanto, a partir de la senal de movimiento resultante de la disposicion de motor se puede estimar el factor del momento de inercia de la disposicion de motor electrico.
Esto se puede efectuar en el marco de un procedimiento automatizado, en el que, por ejemplo, durante la puesta en funcionamiento de la instalacion de ascensor, se efectua la excitacion en el intervalo de frecuencias mencionado a traves de un control de software apropiado, y en el que por medio de sensores que normalmente ya existen se detecta el movimiento de la salida de la disposicion de motor.
Una ventaja adicional es que con este procedimiento la friccion de la cabina del ascensor no se incluye en la determinacion del factor del momento de inercia, de tal manera que es posible una estimacion muy robusta.
Con el procedimiento de acuerdo con la presente invencion para ajustar un circuito regulador, es posible, por ejemplo, ajustar la porcion proporcional y la porcion integral de un regulador PI, que se usa como regulador del numero de revoluciones o regulador de la velocidad en el circuito regulador y que esta superpuesto a un regulador de corriente para determinar una corriente de motor para la disposicion de motor.
En este caso, los valores PI del regulador dependen en particular de las constantes de tiempo del regulador de corriente subordinado y de un factor c/Jm, donde c es la constante de motor (c = M_mot/i_q) y Jm es la inercia de la disposicion de motor. Por lo tanto, un objetivo del ajuste de regulador automatizado es, por ejemplo, determinar el factor c/Jm, en lo que, cuando se conoce el valor c, en base a ello tambien se puede calcular el momento de inercia de la disposicion de motor, aun cuando el mismo eventualmente no sea necesario para el ajuste del regulador.
El factor del momento de inercia determinado de acuerdo con la presente invencion puede ser el momento de inercia, o tambien un factor dependiente del mismo, tal como el factor c/Jm.
La constante de tiempo del regulador de corriente tambien se puede determinar de forma automatizada con relativa facilidad, midiendo el retardo o el desplazamiento de fase de la corriente nominal con respecto a la corriente real.
El momento de inercia de la disposicion de motor tambien se puede determinar de manera automatizada a traves del procedimiento arriba mencionado, de tal manera que es posible un ajuste automatizado de los valores PI del regulador de velocidad. En general, a traves del procedimiento de acuerdo con la presente invencion se puede reducir la complejidad de la puesta en funcionamiento de la instalacion de ascensor, ya que preferentemente no se requieren trabajos de ajuste manuales. Mediante parametros de regulacion correctamente ajustados, se logra un aumento de la seguridad (precision de parada) y der confort (rapida regulacion de fallos).
Los procedimientos de acuerdo con la presente invencion pueden ser realizados tanto durante la puesta en funcionamiento como tambien durante el servicio corriente, en particular durante tiempos de mantenimiento.
La disposicion de motor incluye las masas acopladas al motor de manera mecanicamente fija. Normalmente estas son las masas moviles del motor electrico (es decir, el arbol mas el rotor) y la masa de la polea motriz, mientras que la cabina del ascensor y el contrapeso solo estan conectados de manera elastica con la polea motriz a traves de los cables de suspension.
Por lo tanto, el objetivo planteado se logra completamente.
En general es posible estimar el momento de inercia de la disposicion de motor electrico de distintas maneras en base a la senal de movimiento detectada.
De acuerdo con una forma de realizacion preferente, en la estimacion del factor del momento de inercia se toma en cuenta una relacion de la amplitud de la senal de excitacion o de la amplitud de una senal real derivada de ello y la amplitud de la senal de movimiento.
Esta relacion preferentemente es proporcional al factor del momento de inercia.
De manera particularmente preferente, el factor del momento de inercia se determina a traves de la formula
_£_ = Zl.
Jm j>,
donde
Jm = Momento de inercia de la disposicion de motor c = Constante de motor de la disposicion de motor yi = Amplitud de la senal real y2 = Amplitud de la senal de movimiento, y
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f = Frecuencia de la senal real.
En esta determinacion del momento de inercia tambien se incluye la constante de la disposicion de motor, que normalmente es una magnitud conocida y representa la relacion entre el par de fuerzas del motor y la corriente de motor.
En general, de acuerdo con una forma de realizacion preferente, la senal de excitacion se aplica como magnitud de perturbacion o un circuito regulador, por el que se regula la instalacion de ascensor.
De esta manera, la disposicion de motor se puede excitar de forma comparativamente facil.
A este respecto, se entiende que el circuito regulador normalmente esta realizado por medio de un software, de tal manera que la senal de excitacion tambien se genera preferentemente por medio del software y se aplica al algoritmo del circuito regulador.
A este respecto, es particularmente ventajoso si el circuito regulador presenta un circuito de regulacion de corriente y un regulador de velocidad preferentemente superpuesto, cuya salida este conectada con la entrada del circuito regulador de corriente, en lo que la senal de excitacion se aplica como magnitud de perturbacion sobre la entrada del circuito regulador de corriente.
En esta forma de realizacion se produce una aplicacion directa de la senal de excitacion. La salida del regulador de corriente es, por ejemplo, una tension, con la que se acciona el motor electrico de la disposicion de motor, y de la que a su vez se deriva correspondientemente la corriente real.
Adicionalmente, la senal de movimiento se aplica preferentemente a la entrada del regulador de velocidad. Para esto, el regulador de velocidad preferentemente esta parametrizado con una reducida anchura de banda, con el fin de mantener el ascensor en equilibrio y aun asf no influenciar la estimacion de la inercia del motor.
Por lo tanto, en esta forma de realizacion tambien se puede usar el circuito regulador usado en el servicio, en el que la entrada del regulador de velocidad se carga con el valor real del movimiento, en particular con el valor real del movimiento de la polea motriz.
El ajuste propiamente dicho del circuito regulador se puede efectuar en base al momento de inercia y, dado el caso, en base a otra constante de tiempo estimada o conocida del regulador de corriente por medio de reglas de ajuste que en sf son conocidas, tales como, por ejemplo, el procedimiento de interpretacion de acuerdo con el “optimo simetrico”. En este procedimiento de interpretacion, los valores PI de un regulador de corriente PI se pueden determinar, por ejemplo, de la siguiente manera:
Tiempo de reajuste (porcion I): Tn = 4 ■ Tcorriente,
donde
TCorriente es la constante de tiempo del circuito regulador;
Refuerzo (pocion P): Kp = Jm/(c ■ 2 ■ Tcorriente).
Es obvio que las caractensticas arriba mencionadas y las que aun seran explicadas mas abajo se pueden usar no solo en la combinacion respectivamente indicada, sino tambien en otras combinaciones o de manera individual, sin que por ello se abandone el marco de la presente invencion.
Ejemplos de realizacion de la presente invencion se representan en los dibujos y se explican mas detalladamente en la siguiente descripcion. En las figuras:
La Fig. 1 es una representacion esquematica de una instalacion de ascensor de acuerdo con la presente invencion.
La Fig. 2 es un esquema modular de conexiones de un circuito regulador para regular la instalacion de ascensor de la Fig. 1.
La Fig. 3 es un diagrama de funciones de transmision a traves de la frecuencia de una disposicion de motor acoplada a una instalacion de ascensor, asf como de una disposicion de motor desacoplada de la instalacion de ascensor.
La Fig. 4 es un esquema modular comparable al de la Fig. 2 del circuito regulador, en el que una disposicion de motor esta practicamente desacoplada de la instalacion de ascensor debido a una senal de excitacion.
La Fig. 5 muestra una forma de realizacion de la senal de excitacion a lo largo del tiempo.
La Fig. 6 es una representacion de una senal de movimiento a lo largo del tiempo.
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La Fig. 7 es un esquema modular esquematico para representar una correlacion ortogonal.
En la Fig. 1 se designa de manera general con el numeral 10 una instalacion de ascensor para un edificio en forma de un ascensor para personas o de un ascensor de carga.
La instalacion de ascensor 10 presenta una cabina de ascensor 12 que se puede mover hacia arriba y hacia abajo dentro de un pozo 14 de un edificio 16.
Para esto, la instalacion de ascensor 10 incluye un accionamiento por cable 20. El accionamiento por cable 20 presenta un cable de suspension 22, uno de cuyos extremos esta conectado a la cabina del ascensor 12. El otro extremo del cable de suspension 22 esta conectado a un contrapeso 26. El cable de suspension 22 esta guiado sobre una polea motriz 24, que esta apoyada de forma giratoria y normalmente en la zona de la seccion superior del pozo en el edificio 16.
Con el numeral 28 se muestran esquematicamente un cable inferior 28, por el que diferentes masas de cable en el lado de la cabina del ascensor, por una parte, y en el lado del contrapeso, por otra parte, pueden ser compensadas por lo menos parcialmente.
Una unidad de accionamiento 30 presenta una maquina electrica 32, que normalmente se usa exclusivamente como motor electrico. La maquina electrica 32 preferentemente esta configurada como maquina de campo giratorio, en particular como maquina asmcrona o como maquina sincronica de excitacion permanente.
La maquina electrica 32 presenta un arbol de salida 34 que esta conectado con la polea motriz 24. En el arbol 34 se puede proveer adicionalmente un freno 36, a cuya funcion, sin embargo, no se hace referencia mas detalladamente en el marco de la presente solicitud.
Por medio del arbol 34 se puede ejercer un par motor M_Mot sobre la polea motriz 24, en lo que el arbol 34 gira a una velocidad n_Mot. El respectivo angulo de giro de la polea motriz 24 se muestran esquematicamente con p, a una velocidad de giro angular u> y una aceleracion angular a. Adicionalmente, en 38 se indica esquematicamente una disposicion de motor, que esta formada sustancialmente por las masas giratorias de la maquina electrica 32, el arbol 34 y la polea motriz 24.
Para la regulacion de la instalacion de ascensor 10 se provee un dispositivo de mando 40. El dispositivo de mando 40 normalmente recibe una senal del sensor angular 42, que detecta el angulo de giro p de la polea motriz 24 y las respectivas revoluciones. Sin embargo, el angulo de giro p tambien se puede detectar sin sensor. El angulo de giro p es sustancialmente proporcional a la respectiva posicion xK de la cabina del ascensor. El dispositivo de mando 40 adicionalmente recibe una senal de un sensor de recorrido 44, que puede estar dispuesto, por ejemplo, en la zona de una parada (o en todas las paradas) de la cabina del ascensor 12. Puesto que debido a la dilatacion del cable 22 y a otras influencias la posicion de la cabina del ascensor 12 no siempre es ciento por ciento proporcional al angulo de giro p, por medio de un sensor de recorrido 44 de este tipo en la zona de una o varias paradas, siempre se puede efectuar un posicionamiento exacto de la cabina del ascensor 12 en estas paradas.
Adicionalmente, el dispositivo de mando 40 recibe una senal de velocidad angular u>.
Como se representa esquematicamente en la Fig. 1, el angulo de giro p, la senal x del sensor de recorrido 44 y, dado el caso, la senal de velocidad angular w se pueden convertir a una posicion de la cabina del ascensor xK y a una velocidad de la cabina del ascensor vK.
El dispositivo de mando 40 adicionalmente esta conectado con un sensor medidor de carga 46. El sensor medidor de carga 46 preferentemente suministra una senal que indica la carga porcentual de la cabina del ascensor 12, en el intervalo de 0% (sin carga) hasta 100% (carga maxima). En base a esto, el dispositivo de mando 40 calcula una senal de medicion de carga LMS, cuyo intervalo de valores va de 0 a 1.
Finalmente, el dispositivo de mando 40 recibe una senal del sensor de momento de torsion 48 que representa el momento de carga M_Load que actua sobre el motor.
Los valores de medicion arriba mencionados se introducen en un circuito regulador 50 que en base a esto genera una corriente de motor Iq, en el que preferentemente se trata de un componente transversal de corriente de una maquina de campo giratorio regulada con orientacion de campo 32. Un componente longitudinal de corriente de una maquina de campo giratorio de este tipo se ajusta normalmente en cero. El componente de corriente transversal Iq en general es proporcional al momento de torsion producido por el motor 30. De acuerdo con esto, el sensor del momento de torsion 48 tambien puede estar configurado como sensor de corriente que mide la magnitud de la corriente de motor Iq.
En la Fig. 1 se representa adicionalmente que el dispositivo de mando 40 presenta una interfaz I/O que se puede conectar, por ejemplo, aun dispositivo de introduccion 54 (un ordenador portatil o algo similar). A traves de la interfaz 52, por lo tanto, se puede programar el dispositivo de mando 40. Ademas, por razones de integridad, en 56 se muestra un dispositivo de vigilancia 56 que consulta y evalua los datos de, por ejemplo, los sensores de seguridad
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(tales como “Puerta del pozo del ascensor abierta”, etc.). Este dispositivo de vigilancia 56 en general se superpone al circuito regulador 50, de tal manera que el dispositivo de vigilancia 56, por ejemplo, puede activar el freno 36 independientemente de la salida del circuito regulador, etc.
El circuito regulador 50 proporciona una corriente Iq del motor electrico 32. Es obvio que entre el dispositivo de mando 40 y el motor electrico 32 tambien se puede proveer una electronica de potencia apropiada, que, sin embargo, no se representa aqrn.
Para la regulacion de la instalacion de ascensor se debe tener en cuenta que el motor electrico 32 debe proporcionar un par motor M_Mot que por una parte toma en cuenta las condiciones de carga estaticas. Por otra parte, el par motor M_Mot debe proporcionar un momento de aceleracion o un momento de frenado para efectuar los viajes del ascensor.
En la regulacion de las cargas estaticas se debe tener en cuenta, por una parte, la diferencia entre el peso de la cabina del ascensor 12 y del contrapeso 26. La masa del contrapeso 26 preferentemente se selecciona de tal manera que el contrapeso 26 corresponde al peso de la cabina de ascensor vada 12 mas un valor de, por ejemplo, 40 a 50% de la carga maxima adicional de la cabina del ascensor.
Adicionalmente, en la regulacion se debe tener en cuenta que dependiendo de la posicion de la cabina del ascensor xK, normalmente es necesario compensar diferentes masas de cable en el lado de la cabina del ascensor, por una parte, y en el lado del contrapeso, por otra parte.
Al comienzo de un viaje del ascensor, en primer lugar se libera el freno 36. Dependiendo del estado de carga y de la posicion de la cabina del ascensor xK, resulta una diferencia de carga variable entre el lado del contrapeso y el lado de la cabina del ascensor. Esta diferencia de carga normalmente no se puede compensar de inmediato por medio de un regulador de velocidad, de tal manera que con solamente una regulacion de velocidad se percibina una sacudida en la cabina del ascensor durante el arranque. Por lo tanto, el motor electrico 32 ya debe proporcionar un momento de torsion M_Mot durante la liberacion del freno 36 que corresponda exactamente a la respectiva diferencia de carga. Este momento de torsion preferentemente se proporciona a traves de una regulacion previa de carga, independientemente de un circuito regulador de velocidad.
En la Fig. 2 se representa un ejemplo de realizacion de un circuito regulador 50 para el dispositivo de mando 40 en forma esquematica como esquema modular.
El circuito regulador 50 presenta un circuito regulador de corriente 62, cuya entrada recibe un valor nominal de corriente i_q*. La salida (magnitud de regulacion i_q) del circuito regulador de corriente 62 a traves de la constante de motor c=M_mot/iq una como resultado un momento de torsion correspondiente.
El circuito regulador de corriente 62 se antepone un regulador de velocidad 64, que puede estar configurado, por ejemplo, como regulador PI. El regulador de velocidad 64 recibe en la entrada una desviacion de regulacion entre un valor nominal de velocidad v*y la velocidad angular medida w, que se convierte a una velocidad, y adicionalmente esta conectado con la salida de un regulador de posicion 66. El regulador de posicion 66 esta disenado como regulador proporcional (P) y recibe una desviacion de regulacion entre un valor nominal de posicion x*y el angulo de giro medido p (convertido a una posicion).
El regulador de velocidad 64 genera un valor de salida que se aplica a la entrada del circuito regulador de corriente 62 y representa un valor nominal del circuito regulador de corriente 62.
Con un circuito regulador en cascada 50 de este tipo, el regulador de velocidad 64, como se ha descrito mas arriba, normalmente no puede funcionar con la suficiente rapidez para asegurar un funcionamiento en gran medida libre de sacudidas de la instalacion de ascensor.
Por esta razon, a la salida del regulador de velocidad 64 se aplica un valor nominal de regulacion previa. El valor nominal de regulacion previa 70 es una suma integrada por un valor de regulacion previa de carga y un valor de regulacion previa de aceleracion.
La corriente real i_q generada por el circuito regulador de corriente 62 entra en un bloque, que se designa en la Fig. 2 con el numeral 72 y que representa la constante de motor c. El motor genera un momento de torsion MMot, contra el que actua un momento de carga M_Load de un sistema mecanico 78, que incluye la cabina del ascensor, los cables, etc. El momento resultante actua sobre un bloque 74, que representa el momento de inercia Jm de la disposicion de motor 38. Dicho mas exactamente, el bloque 74 forma una funcion 1/Jm, cuya salida es la velocidad angular real Wist o una velocidad real vist calculada a partir de la misma. Un bloque 76 representa un integrador, cuya salida representa un angulo de giro real pist o una posicion real xist calculada a partir del mismo del sistema mecanico 78.
Durante la puesta en funcionamiento de la instalacion de ascensor 10 es necesario ajustar el circuito regulador 50. A este respecto es particularmente importante el ajuste del regulador de velocidad 64, con el fin de corregir las magnitudes perturbadoras que no son compensadas por la regulacion previa 70 de una manera suficientemente
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rapida y bien amortiguada. Una magnitud perturbadora de este tipo es, por ejemplo, la friccion, en particular la friccion entre la cabina del ascensor 12 y los rieles en los que esta se gma.
El regulador de velocidad 64 de acuerdo con la presente invencion esta disenado como regulador PI. Los valores PI (porcion proporcional P y porcion integral I) dependen en particular de las constantes de tiempo del circuito regulador de corriente subordinado 62 y del factor c/Jm. La constante de tiempo se puede determinar de manera comparativamente facil, midiendo el retardo entre la corriente nominal y la corriente real (i_q con respecto a i_q).
De acuerdo con esto, para un buen ajuste del regulador de velocidad 64 se debe determinar en particular el factor c/Jm de la disposicion de motor 38.
Sin embargo, debido a que durante la puesta en funcionamiento la polea motriz 24 ya se encuentre acoplada con la cabina del ascensor 12 a traves del accionamiento por cable, el momento de inercia no puede ser calculado simplemente mediante la especificacion de una corriente real constante y la medicion de la aceleracion resultante de ello. Porque en ese caso se determinana el momento de inercia del sistema de toda la instalacion de ascensor entera.
Por lo tanto, de acuerdo con la presente invencion, la disposicion de motor se excita con una senal de excitacion, que presenta una frecuencia ubicada en el intervalo de 10 Hz a 100 Hz.
La Fig. 3 muestra las funciones de transmision del circuito regulador sobre la frecuencia. A este respecto, la curva Ga muestra una funcion de transmision del circuito regulador 50 con el sistema mecanico acoplado 78. En Gm se muestra una funcion de transferencia que resulta con el sistema mecanico 78 desacoplado. A este respecto, el regulador de velocidad preferentemente esta parametrizado con una reducida anchura de banda (por ejemplo, menor de 10 Hz), de tal manera que su influencia sobre la funcion de transferencia, en particular con frecuencias altas, es despreciable. El valor de la funcion de transferencia Gm, por lo tanto, resulta como sigue:
|GM(f)| = |to_ist/i_q| = |c/(Jm*s)| = c/Jm * l/(2*pi*f),
donde
s = Operador Laplace,
c = Constante de motor de la disposicion de motor,
Jm = Momento de inercia de la disposicion de motor, f = Frecuencia.
Se puede ver que a partir de aproximadamente 10 Hz, en particular a partir de aproximadamente 20 Hz, las funciones de transmision Ga, Gm son casi o completamente identicas. Esta situacion se aprovecha de acuerdo con la presente invencion, debido a que el circuito regulador se excita con una frecuencia mayor de 10 Hz, en particular mayor de 20 Hz. En general, la frecuencia de excitacion tambien podna ser mayor de 100 Hz. Ventajosamente, sin embargo, la frecuencia de excitacion se ubica por debajo de 100 Hz, con el fin de reducir el esfuerzo de calculo.
Si el circuito regulador 50 se excita con una senal de excitacion ubicada en este intervalo de frecuencias, resulta un comportamiento como si la disposicion de motor 38 estuviera desacoplada del sistema mecanico 78.
Esto se muestra en la Fig. 4, que muestra el circuito regulador 50, en la que la disposicion de motor 38 esta desacoplada del sistema mecanico 78. En particular, sobre el momento de motor MMot en este caso no actua ningun momento de carga M_Load.
Esto se logra si a la entrada del regulador de corriente 62 se aplica una senal de excitacion 82 en el intervalo de frecuencias arriba mencionado, espedficamente como magnitud perturbadora.
La Fig. 5 muestra esta senal de excitacion 82, que de manera ejemplar se genera como senal de coseno por medio de un generador apropiado, para dar
i_q_Test = u cos (2nf ■ t),
Donde u es la amplitud de la senal de excitacion y f es la frecuencia de la senal de excitacion.
De esto resulta, por una parte, de acuerdo con el circuito regulador de corriente 62 (funcion de transferencia G(62) = i_q/i*_q), una corriente real:
iq = yr cos(2tifx -t + 9O,
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donde yi es la amplitud de la corriente real i_q, donde fi es la frecuencia de la corriente real i_q y donde 91 es un desplazamiento de fase con respecto a la senal de excitacion 82.
Adicionalmente, de esto resulta en el circuito regulador 50 de la Fig. 4 en la salida del bloque 74 de la Fig. 4 (o de la Fig. 2) una senal de movimiento Wist en forma de una senal real de la velocidad angular de la polea motriz (proporcional a la velocidad de la polea motriz) con
C0ist = y2 ■ cos (2rdz ■ t + cp2),
donde y2 es la amplitud de la senal de movimiento 83, donde f2 es la frecuencia de la senal de movimiento 83 y donde 92 es un desplazamiento de fase con respecto a la senal de excitacion 82.
Los penodos de la senal de excitacion 82 y de la senal de movimiento 83 se representan en las Figs. 5 y 6 en T y T2 y son identicos, de tal manera que f2 = f.
Los valores de yi,y2 y de 91,92 se pueden calcular, por ejemplo, a traves de un procedimiento de correlacion ortogonal, como se representa en la Fig. 7.
En la Fig. 7, en 86 se muestra un generador de coseno/seno, que en una salida genera la senal de excitacion 82. La senal de excitacion 82 entra en el trayecto de regulacion que esta formado por el circuito regulador de corriente 62, el bloque 72 y el bloque 74, y de esto resulta la senal de movimiento 83 (correspondiendo a Wist). En 87 se muestra la corriente real i_q que se presenta entre el circuito regulador de corriente 62 y el bloque 72.
Adicionalmente, el generador de coseno/seno 86 genera una senal desplazada por 90° con respecto a la senal de excitacion 82, en forma de una senal de seno 88 (u sin (2nf)).
Para determinar el factor c/Jm, que esta formado por los bloques 72, 74, se aplica un procedimiento de correlacion ortogonal a la senal real que se presenta en la entrada del bloque 72, 74 en forma de la corriente real i_q, por una parte, y a la senal de movimiento Wist que se presenta en la salida de este bloque, por otra parte.
El procedimiento de correlacion ortogonal incluye multiplicar entre sf la senal real 87 y la senal de movimiento 83 en un primer multiplicador 90 y despues integrar el resultado en un primer integrador 94.
Adicionalmente, el procedimiento incluye multiplicar entre sf la senal real 87 y la senal de seno 88 en un segundo multiplicador 92 y despues integrar el resultado en un segundo integrador 96.
Las salidas de los dos integradores 94, 96 se introducen (dado el caso, multiplicadas con constantes) en un primer bloque de transformacion de coordenadas 98, cuya salida representa la amplitud y2 y la fase 92 de la senal de movimiento 83.
Adicionalmente, para determinar la amplitud yi y la fase 91, se introduce la senal real 87 y la senal de excitacion 82. Adicionalmente, la senal real 87 y la senal de seno 88 se introducen en un cuarto multiplicador 108. La salida del cuarto multiplicador 106 se integra en un tercer integrador 110. La salida del cuarto multiplicador 108 se integra en un cuarto integrador 112.
Las salidas del tercer y cuarto integrador 110, 112 se introducen (dado el caso, multiplicadas con constantes) en un segundo bloque de transformacion de coordenadas 114, cuya salida representa la amplitud y1 y la fase 91 de la senal real i_q.
A partir de estos valores, dado el caso en combinacion con la frecuencia f de la senal de excitacion, se puede determinar un factor de momento de inercia c/Jm por medio de la ecuacion
imagen2
donde c es la constante de motor de la disposicion de motor, donde Jm es el momento de inercia y donde f es la frecuencia de la senal de excitacion y de la senal de movimiento.
Dado el caso, el factor del momento de inercia c/Jm tambien se podna determinar por medio de un cociente de la amplitud maxima de la senal de movimiento y de la amplitud maxima de la senal de excitacion (y2/u). En este caso no se tomana en cuenta la funcion de transmision del circuito regulador de corriente 62. Por lo tanto, el procedimiento mencionado en primer lugar de determinar el factor del momento de inercia c/Jm por medio del cociente y2/y1 normalmente es mas exacto.
El factor del momento de inercia c/Jm se puede usar directamente para el ajuste de regulacion del regulador pi 60. Alternativamente, por medio de las formulas arriba mencionadas, obviamente se puede calcular tambien el momento de inercia Jm como tal.

Claims (9)

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    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para determinar el factor del momento de inercia (Jm; c/Jm) de una disposicion de motor electrico (38) de una instalacion de ascensor (10), en el que una salida de la disposicion de motor (38) esta conectada a una cabina de ascensor (12) por medio de un cable de suspension (22), con las etapas de excitar la disposicion de motor (38) con una serial de excitacion (82) que presenta una frecuencia (f) en el intervalo de 10 Hz a 100 Hz, detectar un movimiento de la salida y estimar por lo menos a partir del desarrollo de la senal de movimiento detectada (83) el factor del momento de inercia (Jm; c/Jm).
  2. 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que para la estimacion del factor del momento de inercia (Jm; c/Jm) se toma en cuenta una relacion de la amplitud (u) de la senal de excitacion (82) o de la amplitud (y1) de una senal real (87) resultante de esta y de la amplitud (y2) de la senal de movimiento (83).
  3. 3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 2, en el que el factor del momento de inercia se calcula mediante la formula
    donde
    imagen1
    Jm = Momento de inercia de la disposicion de motor c = Constante de motor de la disposicion de motor y1 = Amplitud de la senal real y2 = Amplitud de la senal de movimiento y f = Frecuencia de la senal real.
  4. 4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1-3, en el que la senal de excitacion (82) se aplica como una magnitud de perturbacion a un circuito de regulacion (50), mediante el cual se regula la instalacion de ascensor (10).
  5. 5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 4, en el que el circuito de regulacion (50) presenta un circuito regulador de corriente (62) y un regulador de velocidad (64), cuya salida esta conectada con la entrada del circuito regulador de corriente (62), y en donde la senal de excitacion (82) se aplica como magnitud de perturbacion a la entrada del circuito regulador de corriente (62).
  6. 6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 5, en el que la senal de movimiento (83) se aplica a la entrada del regulador de velocidad (64).
  7. 7. Procedimiento para ajustar un circuito regulador (50) de una instalacion de ascensor (10), en el que la instalacion de ascensor (10) presenta una disposicion de motor (38) que esta conectada por medio de un cable de suspension (22) a una cabina de ascensor (12) de la instalacion de ascensor (10), con las etapas de ajustar por lo menos un parametro de regulacion (P, I) del circuito regulador sobre la base de un factor de momento de inercia (Jm; c/Jm) de la disposicion de motor (38), en donde el factor del momento de inercia (Jm; c/Jm) se ha determinado mediante un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1-6.
  8. 8. Dispositivo de mando (40) para una instalacion de ascensor, con un circuito regulador (50) que se ha ajustado de acuerdo con un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 7, en el que el circuito regulador (50) esta configurado de tal manera que el procedimiento realizado en el marco del ajuste del circuito regulador (50) para determinar el factor del momento de inercia (Jm; c/Jm) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6 se efectua usando este circuito regulador (50).
  9. 9. Instalacion de ascensor (10) con una cabina de ascensor (12), una disposicion de motor (38) y un dispositivo de mando (40) de acuerdo con la reivindicacion 8.
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