ES2980266T3 - Procedimiento y control de freno para controlar un freno de una instalación de ascensor - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un procedimiento para controlar un freno (3) de un sistema de ascensor (1), y a un controlador de freno (25) que controla dicho procedimiento. El freno (3) en este caso comprende una armadura (15), que es arrastrada por un electroimán (17) contra una fuerza de resorte a una posición de liberación para liberar el freno (3) de una posición de frenado. El procedimiento comprende los siguientes pasos: aplicar una tensión eléctrica inicial al electroimán (17) y medir un amperaje I(t) que luego se suministra al electroimán (17); y reducir la tensión aplicada al electroimán (17) a una tensión de mantenimiento en respuesta a una identificación de un comportamiento típico a lo largo del tiempo del amperaje medido I(t) que se produce de forma característica cuando la armadura (15) se mueve desde la posición de frenado a la posición de liberación. El procedimiento permite que el freno (3) se active más rápidamente en ciertas situaciones desde un estado liberado a un estado de frenado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento y control de freno para controlar un freno de una instalación de ascensor

La presente invención se refiere a un procedimiento para controlar un freno de una instalación de ascensor. La invención se refiere además a un control de freno que está configurado para llevar a cabo el procedimiento propuesto, así como a una instalación de ascensor equipada con el mismo.

Durante el funcionamiento de una instalación de ascensor se debe garantizar un alto nivel de seguridad, en particular para poder evitar peligros para los pasajeros. Para este fin, en la instalación de ascensor está previsto entre otras cosas normalmente un freno, con cuya ayuda se puede frenar o detener y/o mantener en posición un movimiento de desplazamiento de componentes desplazables, en particular una cabina de ascensor y/o un contrapeso.

Son conocidos diferentes tipos de frenos para instalaciones de ascensor. Por ejemplo, un freno puede estar dispuesto directamente sobre el componente a frenar, es decir sobre la cabina del ascensor y/o el contrapeso, y por tanto moverse con él. Para frenar el componente que se mueve, el freno puede interactuar con un componente estacionario dentro de la instalación de ascensor. Por ejemplo, el freno puede presionar las zapatas de freno contra un carril estacionario para ralentizar el movimiento del componente a frenar por la fricción que se produce.

Alternativamente, un freno puede interactuar por ejemplo con una máquina de accionamiento, con ayuda de la cual puede ser desplazado un componente a ser movido. La máquina de accionamiento puede accionar por ejemplo medios de suspensión en forma de cable o correa que están conectados a la cabina del ascensor y/o al contrapeso. Para ello, la máquina de accionamiento puede presentar por ejemplo una polea motriz, sobre la cual discurren los medios de suspensión y que pueden ser accionados por tracción. En este caso, el freno puede interactuar con la polea motriz o con un componente acoplado mecánicamente a la polea motriz para frenarla y así ralentizar indirectamente un movimiento del componente a ser frenado.

Por ejemplo, en el documento US 7,909,145 B2 se describe un dispositivo de freno para un ascensor con función de monitorización.

El documento WO 2006/033165 A1 da a conocer el preámbulo de las reivindicaciones independientes 1 y 5.

Para poder cumplir los elevados requisitos de seguridad que deben existir en una instalación de ascensor y en particular para poder garantizar que, por ejemplo, la cabina del ascensor se detenga y/o se mantenga de forma fiable en su posición incluso en el caso de fallo del sistema o caída del suministro de potencia, el freno de una instalación de ascensor suele estar concebido de tal manera que debe ser abierto activamente para que por ejemplo se active automáticamente, es decir se cierre, en caso de una caída de potencia. En una configuración usada frecuentemente, el freno presenta para ello una denominada armadura, que es accionada por un electroimán. La armadura puede ser arrastrada por el electroimán para liberar el freno desde una primera configuración, que aquí se designa como posición de frenado, contra una fuerza de resorte a una segunda configuración, que se designa aquí como posición de liberación. En caso de una caída de potencia, un componente que produce la fuerza del resorte, como por ejemplo un resorte de retorno, asegura que el freno se mueva automáticamente a su posición de frenado.

En instalaciones de ascensor los frenos pueden ser utilizados no sólo para evitar que el contrapeso o la cabina del ascensor caigan (dependiendo de la carga de la cabina) en situaciones de emergencia como por ejemplo un mal funcionamiento y/o fallo del accionamiento. Además, los frenos en las instalaciones de ascensor también pueden ser utilizados, entre otras cosas, para evitar un desplazamiento de la cabina del ascensor con velocidades excesivamente altas (protección frente a exceso de velocidad) y/o movimientos no intencionados de la cabina del ascensor (protección frente a movimientos no intencionados de la cabina).

Por ejemplo, es concebible que durante el funcionamiento de una instalación de ascensor se produzcan fallos de funcionamiento que conduzcan a que la cabina del ascensor suba o baje más rápido que una velocidad máxima permitida. Un movimiento hacia arriba puede ser provocado por el contrapeso acoplado a la cabina de ascensor, que normalmente tiene una masa mayor que la cabina del ascensor vacía. Un movimiento de desplazamiento demasiado rápido puede provocar situaciones potencialmente peligrosas.

Además, en el funcionamiento de instalaciones de ascensor, generalmente se pretende no mover la cabina del ascensor mientras que una puerta de ascensor, es decir una puerta de cabina de ascensor y/o una puerta de hueco de ascensor, no esté completamente cerrada. Con ello se pretende, entre otras cosas, evitar que los pasajeros puedan entrar en una zona peligrosa entre la cabina del ascensor y el hueco del ascensor a través de la puerta de ascensor parcialmente abierta, y eventualmente quedar atrapados allí cuando la cabina del ascensor se está moviendo.

Sin embargo, puede haber excepciones a esta regla. Por ejemplo, en el marco de una compensación de nivel (renivelación) puede ser deseable mantener siempre la cabina de ascensor posicionada de manera que cuando se detiene en un piso su suelo esté al mismo nivel que el suelo del piso. Cuando lo pasajeros entran o salen de la cabina del ascensor puede producirse un ligero desplazamiento de la cabina del ascensor provocado por el cambio de carga y que conlleva una variación en la longitud de los elementos de suspensión que sujetan la cabina del ascensor. Para poder compensar sin problemas estos ligeros desplazamientos de unos pocos centímetros, puede ser admisible mover la cabina del ascensor a pesar de que la puerta de la cabina esté abierta, siempre que la cabina del ascensor se encuentre todavía dentro de un rango de tolerancia por encima o por debajo de una posición de parada intencionada.

Como otra excepción a la regla mencionada anteriormente, puede estar previsto que una puerta de un ascensor pueda comenzar a abrirse poco antes de que la cabina del ascensor alcance una posición de parada intencionada. Esto permite acelerar un proceso de apertura y, con ello la entrada y salida de pasajeros, mientras la cabina del ascensor está detenida en la posición de parada. También en este caso debería permitirse una apertura anticipada y/o de manera análoga un cierre retardado de la puerta del ascensor y, por tanto un desplazamiento de la cabina del ascensor con la puerta del ascensor no completamente cerrada, únicamente mientras la cabina del ascensor esté dentro de un rango de tolerancia por encima o por debajo de una posición de parada intencionada.

Especialmente en las dos disposiciones mencionadas en último lugar puede ser necesario poder reconocer de forma fiable si un movimiento de desplazamiento de la cabina del ascensor con la puerta del ascensor no completamente cerrada debe considerarse un movimiento no intencionado o si por ejemplo está dentro de una de las dos excepciones mencionadas anteriormente.

Un enfoque muy sencillo para esto es comprobar si la cabina del ascensor está dentro del rango de tolerancia por encima o por debajo de la posición de parada intencionada. Si no es así, el freno de la instalación de ascensor puede ser activado, por ejemplo automáticamente. Esto puede ocurrir, por ejemplo, interrumpiendo una cadena de seguridad de la instalación de ascensor, con lo que se interrumpe automáticamente el suministro de potencia al freno y el freno es entonces activado.

Sin embargo, tal enfoque puede conducir a que la cabina del ascensor ya se mueva a una velocidad relativamente alta cuando abandona el rango de tolerancia por encima o por debajo de la posición de parada intencionada. Para evitar que la cabina del ascensor se aleje demasiado de la posición de parada y con ello surjan situaciones potencialmente peligrosas, como por ejemplo un espacio libre entre la cabina del ascensor y una abertura del hueco del ascensor, a través de la cual en el peor de los casos podría caer una persona en el hueco del ascensor cuando la puerta del hueco del ascensor está abierta, hay que conseguir en tal caso poder detener la cabina del ascensor lo más rápidamente posible.

Ha sido reconocido que en las instalaciones de ascensor convencionales no es posible en todos los casos detener el movimiento de desplazamiento de una cabina de ascensor con la suficiente rapidez.

Entre otras cosas, es necesario un procedimiento para controlar un freno de una instalación de ascensor, con cuya ayuda se pueda detener de forma rápida y fiable un movimiento de desplazamiento de una cabina de ascensor. Además, puede ser necesario un control de freno configurado correspondientemente y una instalación de ascensor equipada con él.

Tal necesidad puede satisfacerse por un contenido según una de las reivindicaciones independientes. Formas de realización ventajosas están definidas en las reivindicaciones dependientes y se especifican en la siguiente descripción.

Según un primer aspecto de la invención se propone un procedimiento para controlar un freno de una instalación de ascensor. El freno tiene una armadura que puede ser arrastrada por un electroimán desde una posición de frenado contra una fuerza de resorte a una posición de liberación para liberar el freno. El procedimiento comprende al menos los siguientes pasos, preferiblemente en el orden indicado:

aplicar una tensión eléctrica inicial al electroimán y medir una corriente suministrada luego al electroimán; y

reducir la tensión aplicada al electroimán a una tensión de mantenimiento en respuesta a la identificación de un comportamiento temporal típico de la corriente medida, que se produce de forma característica cuando la armadura se mueve desde la posición de frenado a la posición de liberación.

Según un segundo aspecto de la invención se propone un control de freno para controlar un freno de una instalación de ascensor, en el que el freno tiene una armadura que es arrastrada por un electroimán para liberar el freno de una posición de frenado contra una fuerza de resorte a una posición de liberación, estando configurado el control de freno para controlar o regular un procedimiento según una forma de realización del primer aspecto de la invención.

Según un tercer aspecto de la invención se propone una instalación de ascensor con un freno que tiene una armadura que para liberar el freno es arrastrada por un electroimán desde una posición de frenado contra una fuerza de resorte hasta una posición de liberación, y un control de freno según una forma de realización del segundo aspecto de la invención.

Posibles características y ventajas de las formas de realización de la invención se basan, entre otras cosas y sin limitar la invención, en las ideas y conocimientos que se describen a continuación.

Como se indicó brevemente en la introducción, para el funcionamiento seguro de una instalación de ascensor puede ser importante poder frenar la cabina del ascensor en movimiento de forma rápida y eficaz mediante un freno.

Un proceso de frenado provocado por un freno generalmente se ve influenciado por varios factores. Entre otras cosas, es importante por un lado la rapidez con la que puede ser activado el freno previamente liberado cuando se detecta la necesidad de frenar. Por otro lado, es un factor influyente con qué eficacia el freno activado puede frenar la cabina del ascensor. Ambos factores influyen en la rapidez con la que se puede detener la cabina del ascensor una vez que se ha reconocido la necesidad de frenar.

La rapidez con la que se puede activar un freno depende, entre otras cosas, de las propiedades estructurales y funcionales del propio freno. Para los frenos de instalaciones de ascensor se utiliza generalmente una forma de construcción en la que una armadura se puede mover entre una posición de frenado y una posición de liberación con la ayuda de un electroimán, es decir usando una bobina en la que por ejemplo se puede introducir la armadura. Mientras que el electroimán no está activado, es decir alimentado con corriente, no ejerce fuerza sobre la armadura. En esta configuración, la armadura es presionada a la posición de frenado por ejemplo por un elemento de resorte con una fuerza de resorte. En esta posición de frenado, la armadura presiona por ejemplo las zapatas de freno contra un componente que se mueve con respecto al freno, como por ejemplo un disco de accionamiento que puede girar entre las zapatas de freno o un carril de freno que puede desplazarse con respecto a las zapatas de freno. Por tanto, cuando el freno está en su posición de frenado, la cabina del ascensor está frenada en su movimiento de desplazamiento o mantenida en una posición de parada. Para liberar el freno, la armadura puede ser arrastrada a la posición de liberación con ayuda del electroimán. En esta posición de liberación, las zapatas de freno accionadas por la armadura se separan del componente que se mueve con respecto al freno, de modo que no se genera ningún efecto de frenado.

En un freno de este tipo, la activación del freno comprende básicamente dos pasos. En primer lugar, se debe suprimir en gran medida una fuerza ejercida por el electroimán sobre la armadura. Para ello, la corriente eléctrica que fluye a través de la bobina del electroimán debe reducirse lo suficiente hasta que la fuerza generada por el electroimán sea al menos menor que la fuerza del resorte que actúa sobre la armadura en la dirección opuesta. La fuerza del resorte debe ser entonces suficientemente fuerte para poder presionar con la armadura las zapatas de freno con una fuerza adecuada contra los componentes que se mueven con respecto al freno.

Con el enfoque presentado aquí se aborda principalmente aquel aspecto del proceso de frenado que debe ser efectuado por el freno, en el que el efecto de fuerza sobre la armadura generada por el electroimán debe reducirse rápida y eficientemente cuando se reconoce una necesidad de frenado.

En general, la fuerza con la que el electroimán arrastra a la armadura hacia la posición de liberación depende de la intensidad de un campo magnético provocado por el electroimán y, por tanto, de la densidad de corriente eléctrica producida en la bobina del electroimán. Para poder liberar el freno de forma rápida y eficaz, al inicio de un proceso de liberación se aplica normalmente una tensión eléctrica inicial elevada a la bobina del electroimán. Aquí también entra en juego el hecho de que el freno a menudo está realizado estructuralmente de tal manera que mientras el freno esté en la posición de frenado, existe un mayor entrehierro entre la armadura y el electroimán, que se reduce cuando la armadura es arrastrada a la posición de liberación. Este entrehierro inicial reduce la fuerza inicial aplicada a la armadura por el electroimán durante un proceso de liberación. Sin embargo, dado que esta fuerza debe ser mayor que la fuerza del resorte que actúa sobre la armadura para poder llevar la armadura a la posición de liberación, al comienzo del proceso de liberación se necesita inicialmente una mayor intensidad de corriente en la bobina del electroimán y correspondientemente se aplica una tensión inicial mayor.

Tan pronto como la armadura ha sido arrastrada a la posición de liberación, el entrehierro entre la armadura y el electroimán es menor, de modo que se produce una fuerza mayor sobre la armadura. Esto se puede utilizar para reducir nuevamente la intensidad de corriente que fluye a través de la bobina del electroimán. Sin embargo, con una intensidad de corriente reducida de esta forma todavía se puede ejercer suficiente fuerza sobre la armadura para mantenerla en la posición de parada. Por la reducción de la intensidad de la corriente se puede evitar, entre otras cosas, la generación de un calor excesivo en el electroimán.

Es decir, al comienzo de un proceso de liberación se puede provocar una llamada sobreexcitación de la bobina del electroimán mediante la aplicación de una tensión eléctrica inicial elevada. Cuando la armadura ha sido arrastrada a la posición de liberación, esta tensión eléctrica se puede reducir a una tensión de mantenimiento.

Hasta ahora, ha habido diferentes enfoques técnicos sobre cómo y/o cuándo se reduce la tensión eléctrica aplicada a la bobina del electroimán desde la tensión inicial alta a la tensión de mantenimiento más baja. En un enfoque sencillo la tensión se reduce hasta la tensión de mantenimiento después de un intervalo de tiempo fijo, por ejemplo después de un segundo. En un enfoque más complejo se puede determinar, por ejemplo con ayuda de sensores o interruptores, si la armadura o las zapatas de freno acopladas a ella se encuentran en la posición de frenado o en la posición de liberación. Durante un proceso de liberación, la tensión aplicada a la bobina del electroimán se puede reducir tan pronto como los sensores o interruptores hayan detectado que la armadura ha sido llevada a la posición de liberación.

Sin embargo, este último enfoque requiere hardware adicional en forma de sensores o interruptores, lo que puede aumentar el coste y/o la complejidad del freno. Además, los sensores o interruptores, como elementos de construcción relativamente complejos, pueden estar sujetos a desgaste y/o riesgo de defectos.

En comparación con este, el enfoque mencionado en primer lugar es técnicamente más fácil de implementar. Sin embargo, con este enfoque la reducción de la tensión aplicada a la tensión de mantenimiento se produce independientemente de si o cuándo la armadura se ha movido a la posición de liberación. Por lo tanto, la tensión aplicada puede reducirse innecesariamente tarde o, a la inversa, en el peor de los casos la tensión aplicada puede reducirse a la tensión de mantenimiento antes de que la armadura haya sido llevada a la posición de liberación, de modo que la armadura puede no llegar a liberarse.

El enfoque presentado aquí tiene como objetivo reducir la tensión aplicada al electroimán a la tensión de mantenimiento lo antes posible, sin el riesgo de que la armadura no sea llevada a la posición de liberación debido a una reducción demasiado prematura de la tensión aplicada. Asimismo, preferiblemente se deben evitar componentes complejos como interruptores o sensores.

En su lugar, se sugiere medir la intensidad de la corriente eléctrica que se provoca en la bobina del electroimán cuando se le aplica la tensión eléctrica inicial para poder derivar de ello información sobre el comportamiento de la armadura.

Se ha reconocido que la evolución en el tiempo de esta intensidad de corriente medida cambia de manera característica cuando la armadura se mueve desde la posición de frenado a la posición de liberación. En otras palabras, midiendo la intensidad de la corriente eléctrica que se establece en el electroimán durante un proceso de liberación, basándose en los patrones temporales de la intensidad de corriente que se producen de forma característica se puede reconocer cuando la armadura del freno se mueve a la posición de liberación. Entonces esto puede actuar como un disparador o activador para reducir la alta tensión inicial en el electroimán a la tensión de mantenimiento. Por lo tanto, la reducción de la tensión aplicada puede tener lugar tan pronto como la armadura haya alcanzado la posición de liberación y ya no sea necesaria la alta tensión inicial, sino que la tensión de mantenimiento más baja es suficiente para mantener la armadura en la posición de liberación.

Esta reducción temprana de la tensión aplicada puede ahora contribuir de la siguiente manera a acelerar la activación del freno cuando se reconoce una necesidad de frenado.

Mientras se libera el freno, debe fluir una corriente eléctrica a través de la bobina del electroimán para con el campo magnético generado por ella arrastrar la armadura del freno en la dirección de la posición de liberación y así mantenerla en la posición de liberación. Para activar posteriormente el freno, es necesario reducir significativamente esta corriente eléctrica y, por tanto el campo magnético generado, para liberar la armadura de la posición de liberación, de modo que debido a la fuerza de resorte que actúa en sentido opuesto se mueva a la posición de frenado.

Sin embargo, la bobina del electroimán tiene una inductancia, es decir se almacena energía en el campo magnético generado por ella. Para reducir el campo magnético generado, esta energía debe ser disipada, es decir consumida o transformada.

Si se desea reducir o desconectar un flujo de corriente eléctrica a través de una inductancia, la corriente que fluye en la inductancia debe por ejemplo ser desviada a una ruta de corriente adicional; de lo contrario, altas tensiones inducidas podrían causar daños. Para este fin se puede utilizar por ejemplo un diodo conectado en paralelo a la inductancia y, opcionalmente una resistencia eléctrica separada. La energía almacenada en la bobina del electroimán puede así ser disipada tan pronto como se reduce o desconecta la tensión aplicada, ya que cuando la corriente fluye a través del circuito de corriente generado con el diodo paralelo se producen pérdidas debido a la resistencia eléctrica dentro de la propia bobina y posiblemente pérdidas adicionales a través de la resistencia eléctrica separada.

El tiempo que transcurre hasta que la energía almacenada en el electroimán se reduce hasta el punto de que la fuerza producida por el electroimán ya no es suficiente para mantener la armadura en la posición de liberación y la armadura se mueve así a la posición de frenado depende en gran medida de la cantidad de energía almacenada en el electroimán.

La energía W almacenada en una bobina es proporcional al cuadrado de la intensidad de corriente I que fluye a través de la bobina y a la inductancia L de la bobina. En general, se tiene W = (I2 * L)/2. Si para liberar el freno la bobina está conectada a una tensión constante U, la intensidad de corriente I que fluye a través de la bobina está limitada únicamente por la resistencia eléctrica R de la bobina. Se tiene: I = U / R. Para la energía almacenada W resulta por tanto W = (U2 * L) / (2 * R2). En otras palabras, la energía W almacenada en la bobina depende del cuadrado de la tensión U aplicada a la bobina.

Cuanto mayor sea la tensión aplicada a la bobina del electroimán, más energía debe ser disipada antes de que el electroimán pueda liberar nuevamente la armadura y permitir que esta se mueva a su posición de frenado. Por ejemplo, si se aplica una tensión dos veces mayor (2 * U1) a la bobina del electroimán, cuando posteriormente se desconecte el electroimán deberá disiparse cuatro veces más energía que en el caso en el que solo es aplicada una tensión simple U1.

Cuanto menor se elija la tensión aplicada al electroimán durante un proceso de liberación para liberar la armadura a la posición de liberación o cuanto antes se reduzca una tensión eléctrica inicial en principio más alta a una tensión de mantenimiento menor, más corta es la duración que se necesita mantener para reducir la energía ya almacenada en el electroimán y así llevar el freno con su armadura de nuevo a su posición de frenado, es decir para activar el freno.

En el procedimiento aquí presentado para controlar un freno se puede seleccionar de forma óptima y temprana el instante en el que la tensión eléctrica inicialmente más alta aplicada al electroimán del freno es reducida a la tensión de mantenimiento más baja.

Para ello, basándose en un comportamiento temporal típico de la intensidad de corriente medida guiada en el electroimán, se puede reconocer cuando la armadura se ha movido a la posición de liberación, para poder entonces reducir la tensión aplicada a la tensión de mantenimiento en un instante muy temprano.

Por tanto, incluso en una disposición en la que el freno debiera ser liberado en primer lugar y por tanto fue aplicada una tensión eléctrica a su electroimán, el freno se puede reactivar rápidamente, ya que la energía almacenada en la bobina y que debe se disipada puede ser limitada esencialmente a aquella energía que se requiere para mantener la armadura en su posición de liberación.

En contraste con esto, convencionalmente se aplicaba una tensión inicial alta a la bobina del electroimán durante un tiempo mucho más largo, de modo que se almacenaba una mayor energía en la bobina antes de reducirla en un instante posterior a la tensión de mantenimiento. Así, con los enfoques convencionales se generaba un campo magnético más fuerte durante un período de tiempo más largo del necesario para mantener la armadura y, por lo tanto, se almacenaba una mayor energía en la bobina, lo que, en el caso de que el freno debiera ser activado exactamente en este periodo de tiempo, provocaba que el tiempo necesario para disipar esta energía aumentada fuera relativamente largo, con lo que se producía un retraso en la activación del freno.

En comparación con este enfoque convencional, con el procedimiento aquí presentado se puede acelerar la activación del freno, al menos en ciertas disposiciones, durante un proceso de liberación iniciado previamente.

A continuación se explicará en virtud de ejemplos cómo debido al comportamiento temporal de la intensidad de corriente medida por el electroimán puede ser reconocido cuando la armadura se ha movido desde la posición de frenado a la posición de liberación.

El comportamiento temporal de la intensidad de corriente I(t) medida en el electroimán cuando se aplica una tensión eléctrica a este puede verse influido por diferentes factores. En principio, esta intensidad de corriente aumenta continuamente a lo largo del tiempo t y en función de la inductancia L hasta un valor de saturación I0.

En general se tiene: I(t) = I0 * (1 - exp((t * R) / L).

Sin embargo, la inductancia de la bobina del electroimán no es necesariamente constante incluso durante un proceso de liberación del freno. En lugar de ello, esta inductancia depende en general de la posición de la armadura, en particular de si esta está hecha total o parcialmente de material ferromagnético. Cuando la armadura está en la posición de frenado, usualmente está relativamente alejada de la bobina, por lo que su inductancia mientras el freno está cerrado es relativamente baja. A medida que la armadura se mueve a la posición de liberación, se acerca o se adentra más en la bobina, lo que hace que su inductancia aumente cuando se abre el freno.

Durante un proceso de liberación en el que la armadura se mueve inicialmente desde la posición de frenado a la posición de liberación, la inductancia de la bobina del electroimán cambia a lo largo del tiempo. Esta variación de la inductancia provoca un comportamiento de la intensidad de la corriente que fluye a través de su bobina típico para el electroimán utilizado en el freno cuando la armadura es movida desde la posición de frenado a la posición de liberación.

Según el primer aspecto de la invención, un comportamiento temporal típico que se puede reconocer es por ejemplo una reducción de la intensidad de corriente medida cuando se aplica la tensión inicial.

En otras palabras, para abrir el freno se puede aplicar la tensión inicial a su electroimán. Entonces comienza a fluir una corriente eléctrica a través de la bobina del electroimán. La intensidad de corriente aumenta con el tiempo hasta que genera un campo magnético que es lo suficientemente fuerte como para mover la armadura desde su posición de frenado a su posición de liberación. Sin embargo, esto cambia también la inductancia de la propia bobina, de modo que la corriente eléctrica que fluye a través de ella disminuye brevemente antes de volver a aumentar. Por lo tanto, esta reducción a corto plazo de la intensidad de la corriente medida en el electroimán puede utilizarse como indicación de que la armadura se ha movido de la posición de frenado a la posición de liberación. Cuando se detecta esta breve reducción en la intensidad de la corriente, la tensión aplicada se puede reducir a la tensión de mantenimiento. Desde un punto de vista técnico se puede reconocer con relativa facilidad un punto de inversión en la evolución temporal de la intensidad de la corriente, es decir, el punto a partir del cual la intensidad de la corriente disminuye al menos brevemente. Entonces se puede estabilizar la intensidad de corriente que prevalece actualmente o puede ser aplicada la tensión de mantenimiento.

Alternativamente, según el primer aspecto de la invención, un nuevo aumento después de una disminución previa de la corriente medida cuando se aplica el voltaje inicial puede reconocerse como un comportamiento temporal típico.

En otras palabras, no es la breve disminución de la corriente medida, sino el posterior aumento de la corriente a través de la bobina del electroimán lo que puede ser utilizado como indicación de cuándo la armadura se ha movido desde la posición de frenado a la posición de liberación. En este instante, la corriente que fluye a través de la bobina es menor que cuando la corriente comenzó a caer. Un nuevo aumento de corriente de este tipo también puede detectarse fácilmente desde un punto de vista técnico. A continuación se puede estabilizar la intensidad de corriente que prevalece actualmente o aplicar la tensión de mantenimiento.

Como posibilidad adicional, según el primer aspecto de la invención se puede determinar previamente una evolución temporal típica de una intensidad de corriente con una corriente inicial aplicada mediante un método seleccionado de un grupo que comprende: cálculo, simulación y modelización. Como comportamiento temporal típico se puede reconocer entonces una coincidencia, dentro de una tolerancia predeterminada, de la corriente medida cuando se aplica la tensión inicial con el curso temporal típico determinado de la intensidad de corriente.

En otras palabras, se puede calcular, simular o modelizar una evolución temporal con la que cambia la intensidad de corriente que fluye a través de la bobina del electroimán cuando se aplica la alta tensión inicial. Se puede tener en cuenta que la inductancia de la bobina cambia en el curso del proceso de liberación cuando la armadura se mueve desde la posición de frenado a la posición de liberación. El comportamiento temporal de la intensidad de corriente así calculado, simulado o modelizado puede utilizarse casi como referencia. La intensidad de corriente realmente medida en el electroimán puede ser comparada con este comportamiento de referencia. Si se observa una coincidencia entre ambos comportamientos temporales dentro de una tolerancia predeterminable, se pueden sacar conclusiones sobre el movimiento de la armadura desde la posición de frenado hasta la posición de parada. Esto, a su vez, puede servir como disparador o activador para reducir la tensión aplicada a la tensión de mantenimiento o para estabilizar la intensidad de corriente a un nivel bajo. Si se observa una desviación fuera de la tolerancia predeterminable de ambos comportamientos temporales, se puede concluir un estado defectuoso del freno. Esto, a su vez, puede servir como disparador o activador para emitir una señal de error, que puede usarse para informar a un técnico de servicio sobre la necesidad de una llamada de servicio o, en caso de una desviación significativa, para detener completamente la instalación de ascensor emitiendo una señal de error. Tal desviación puede producirse en particular con la corriente nominal. Esto puede ocurrir, por ejemplo, si se produce un cortocircuito en los devanados o si los devanados se sobrecalientan, lo que provoca una corriente de frenado que es superior a la corriente nominal prevista. Tal desviación también puede deberse a un bloqueo mecánico del freno.

Según una forma de realización del primer aspecto de la invención, la tensión de mantenimiento puede ser mayor o igual a una tensión eléctrica que se aplicará al electroimán para mantener la armadura en la posición de liberación.

En otras palabras, la tensión de mantenimiento puede ser seleccionada de tal manera que sea suficiente para mantener la armadura en su posición de liberación mediante el electroimán, cuando esta ha alcanzado anteriormente la posición de liberación. No es necesario que la tensión de mantenimiento sea elegida tan alta que sea suficiente para mover la armadura desde la posición de frenado a la posición de liberación. Sin embargo, la tensión inicial más alta aplicada al comienzo del proceso de liberación debería poder hacer esto.

Según una forma de realización del primer aspecto de la invención, la tensión de mantenimiento puede ser del 10% al 90%, preferiblemente al menos el 80%, al menos el 70% o al menos el 60%, de manera particularmente preferida al menos el 50% o al menos el 40% o al menos un 30% o al menos un 20%, inferior a la tensión inicial.

Con una tensión de mantenimiento que es considerablemente inferior en comparación con la tensión inicial, la energía almacenada en la bobina del electroimán se puede limitar a un nivel más bajo, como se ha descrito anteriormente. De este modo, si de repente es necesario volver a activar el freno, esta energía puede ser disipada rápidamente y por tanto la armadura se puede mover de nuevo a la posición de frenado, impulsada por la fuerza del resorte.

Según una forma realización del primer aspecto de la invención se puede emitir una señal de confirmación de liberación del freno cuando se reconoce el comportamiento temporal típico de la intensidad de corriente medida.

En otras palabras, si se reconoce el comportamiento temporal típico de la intensidad de la corriente que se produce cuando la armadura es arrastrada desde la posición de frenado a la posición de liberación durante un proceso de liberación, no solo se puede reducir la tensión inicial aplicada al electroimán a la tensión de mantenimiento, sino que también se puede emitir una señal de confirmación de liberación del freno. Esta señal de confirmación de liberación de freno puede transmitirse, por ejemplo, a otros componentes de la instalación de ascensor y ser analizada allí. A partir de esta señal se puede confirmar que se ha liberado el freno, es decir, que la armadura del freno se ha movido realmente desde la posición de freno a la posición de liberación.

Por la monitorización de la señal de confirmación de liberación del freno se puede reconocer que no sólo se inició un proceso de liberación aplicando una tensión al electroimán del freno, sino que la armadura realmente se desplazó, y por tanto se liberó el freno. La señal de confirmación de liberación del freno emitida puede tener un efecto similar a una señal de sensores o interruptores, como los que se utilizan en los frenos convencionales para monitorizar el estado actual del freno con respecto a la posición actual de su armadura. Sin embargo, para ello no se necesitan sensores ni interruptores adicionales, sino únicamente una medición de la intensidad de la corriente y un análisis de su comportamiento a lo largo del tiempo.

Las formas de realización del procedimiento presentado aquí para controlar un freno de una instalación de ascensor se pueden implementar, controlar o regular en una forma de realización de un control de freno según el segundo aspecto de la invención. Para ello, el control de freno puede presentar un dispositivo de medición de corriente, con ayuda del cual se puede medir la intensidad de corriente que fluye en el electroimán del freno. El control de freno también puede disponer de un dispositivo de análisis adecuado con el que se pueda analizar la intensidad de corriente medida. En particular, el dispositivo de análisis puede estar configurado para reconocer patrones de comportamiento temporales en la intensidad de corriente medida que se producen de forma característica cuando la armadura del freno se mueve desde la posición de frenado a la posición de liberación. Para ello, el dispositivo de análisis puede detectar, por ejemplo, puntos de inversión, gradientes, extremos locales o similares en la evolución temporal de la intensidad de corriente. Alternativamente, en el dispositivo de análisis puede estar almacenado un comportamiento temporal típico de la intensidad de corriente previamente calculado, simulado o modelizado y comparar un comportamiento temporal realmente medido de la intensidad de corriente con esta referencia para poder reconocer coincidencias.

Un control de freno configurado de esta manera puede ser utilizado en una instalación de ascensor para controlar un suministro de tensión al electroimán del freno. El suministro de tensión puede estar diseñado para cambiar entre una tensión alta inicial y una tensión de mantenimiento más baja por el control de freno. Alternativamente, el suministro de tensión puede proporcionar la tensión alta inicial y la tensión de mantenimiento más baja en salidas separadas, y el control de freno puede controlar un dispositivo de conmutación con ayuda del cual una de estas tensiones es reconducida al electroimán del freno.

Hay que señalar que algunas de las posibles características y ventajas de la invención se describen en el presente documento con referencia a diferentes formas de realización del procedimiento según la invención para controlar un freno de una instalación de ascensor, por un lado, y el control de freno configurado para su implementación por otro lado. Un experto en la técnica reconocerá que las características dentro del alcance de protección de las reivindicaciones adjuntas pueden combinarse, adaptarse o sustituirse de forma adecuada para obtener otras formas de realización de la invención.

A continuación se describen formas de realización de la invención con referencia a los dibujos adjuntos, pero ni los dibujos ni la descripción deben interpretarse como limitativos de la invención.

La figura 1 muestra un freno de una instalación de ascensor según una forma de realización de la presente invención.

La figura 2 ilustra una intensidad de corriente como es ajustada en función del tiempo en un electroimán de un freno de una instalación de ascensor según una forma de realización de la presente invención.

La figura 3 ilustra un diagrama de circuito de un control de freno para controlar un freno de una instalación de ascensor según una forma de realización de la presente invención.

Las figuras son solo esquemáticas y no son fieles a escala. Los mismos números de referencia designan características iguales o equivalentes en las diferentes figuras.

La Fig. 1 muestra un freno 3 de una instalación de ascensor 1 según una forma de realización de la presente invención. La instalación de ascensor 1 puede presentar componentes desplazables, como por ejemplo una cabina de ascensor y/o un contrapeso, que por ejemplo pueden ser sujetos y desplazados con medios de suspensión de tipo correa (no ilustrados en la figura por motivos de claridad). Los medios de suspensión pueden ser desplazados mediante una polea motriz 5.

Para poder frenar un movimiento de desplazamiento de la cabina del ascensor y/o del contrapeso, el freno 3 puede ser presionado con zapatas de freno 7, por ejemplo contra una superficie periférica de la polea motriz 5. Para ello, las zapatas de freno pueden estar colocadas en palancas 13, que pueden ser basculadas por ejemplo en cada caso alrededor de un cojinete 11. Una fuerza de compresión puede generarse por ejemplo mediante un elemento de resorte 9. Por razones de generación de una fuerza simétrica, en el ejemplo representado se muestran dos zapatas de freno 7 con sus correspondientes palancas 13 a ambos lados de la polea motriz 5.

Las palancas 13 del freno 3 tienen, respectivamente, una armadura 15 en extremos opuestos de los cojinetes 11. La armadura 15 puede ser movida con un electroimán 17 en dirección 19 opuesta a la dirección 21 de la fuerza de resorte provocada por el elemento de resorte 9. Para ello se puede aplicar una tensión al electroimán 17 desde una fuente de tensión 23 para generar un campo magnético en el electroimán 17 por la corriente eléctrica así generada, con el que puede ser atraída la armadura 15. De este modo se puede arrastrar la armadura 15 a la posición de liberación representada en la figura 1 contra la fuerza de resorte generada por el elemento de resorte 9 (la posición de frenado de la armadura 15 está representada con línea discontinua en la Fig. 1). Como resultado, las palancas 13 y las zapatas de freno 7 se alejan lateralmente de la polea motriz 5 y así se libera el freno 3.

Para arrastrar la armadura 15 desde la posición de frenado a su posición de liberación, primero se aplica una tensión eléctrica inicial relativamente alta al respectivo electroimán 17 con ayuda de la fuente de tensión 23. La tensión inicial debe ser alta, entre otras cosas, porque la armadura 15 sobresale parcialmente por la bobina 18 del electroimán 17 en la posición de frenado, de modo que el campo magnético generado por la bobina 18 ejerce una fuerza menos fuerte sobre la armadura 15 que en el caso de que la armadura 15 estuviera en el estado introducida en la bobina 18.

Únicamente después de que la armadura 15 se haya introducido al menos parcialmente en la bobina 18 y haya alcanzado así su posición de liberación o al menos se acerque a ella, se puede reducir la tensión inicial a una tensión de mantenimiento. En un ejemplo práctico, la tensión inicial puede ser aproximadamente el doble de la tensión de mantenimiento. Por ejemplo, la tensión inicial puede ser de aproximadamente 200 V, mientras que la tensión de mantenimiento puede ser de aproximadamente 100 V.

La Fig. 2 muestra una evolución temporal típica de una intensidad de corriente I(t) a través de la bobina 18, tal como se establece cuando se aplica al electroimán 17 en el instante t<ü>una tensión eléctrica para mover la armadura 15 desde la posición de frenado a la posición de liberación.

En líneas discontinuas está representada una evolución típica de la intensidad de corriente I(t), tal como ocurriría si la inductancia de la bobina 18 fuera constante.

Sin embargo, la inductancia de la bobina 18 en realidad no es constante en el marco de un proceso de liberación para liberar el freno 3. En lugar de ello, esta inductancia cambia cuando la armadura 15 se mueve desde la posición de frenado a la posición de liberación y, por lo tanto, se introduce más en la bobina 18. En consecuencia, el comportamiento que se establece realmente de la corriente en la bobina 18 durante el proceso de liberación tiene una especie de "abolladura" 28.

Desde un instante t<1,>a partir del cual la armadura 15 comienza a moverse hacia la bobina 18, la inductancia de la bobina 18 aumenta, de modo que la intensidad de corriente I(t) que realmente fluye a través de la bobina 18 es menor de lo que sería en el caso de una inductancia constante. A partir de un instante t<2>la intensidad de corriente I(t) disminuye incluso temporalmente. En un instante t<3>la armadura 15 alcanza entonces su posición de liberación y la inductancia de la bobina 18 alcanza su valor máximo. A partir de entonces, la intensidad de corriente I(t) vuelve a aumentar hasta alcanzar su valor de saturación I<0>.

Para activar el freno 3 es necesario reducir o desconectar la corriente que fluye en el electroimán 17. A continuación, la armadura 15 se desplaza, impulsada por la fuerza de resorte del elemento de resorte 9, hacia la posición de frenado (representada con líneas discontinuas en la Fig. 1), con lo que las palancas 13 y las zapatas de freno 7 se mueven hacia la polea motriz 5 y frenan su movimiento de rotación por fricción.

Sin embargo, al reducir la corriente que fluye a través del electroimán 17, se debe disipar la energía almacenada en la bobina 18. La cantidad de esta energía es mayor cuanto mayor es la intensidad de corriente I(t) guiada en la bobina 18.

La tensión inicial aplicada al electroimán 17 al comienzo de un proceso de liberación es significativamente mayor que la tensión de liberación que se requiere para mantener en la posición de liberación la armadura 15, que ya se ha movido a su posición de liberación. Para mantener la intensidad de corriente I(t) guiada en la bobina 18 lo más baja posible, el objetivo es por tanto reducir la tensión inicial a la tensión de mantenimiento lo antes posible durante el proceso de liberación. Sin embargo, esto no debe ocurrir mucho antes de que la armadura 15 haya alcanzado la posición de liberación, de lo contrario existe el riesgo de que la armadura 15 ya no sea arrastrada a la posición de liberación o se mantenga allí. En particular, esto no debe tener lugar antes del instante t<1>mencionado anteriormente y preferiblemente solo debe tener lugar a partir del instante t<2>mencionado anteriormente.

Por lo tanto, se propone reducir la tensión aplicada al electroimán 17 a la tensión de mantenimiento únicamente cuando se pueda reconocer, basándose en la observación de la intensidad de corriente I(t) que fluye en el electroimán 17, que la armadura 15 se mueve desde la posición de frenado a la posición de liberación.

Para ello, un control de freno 25, por ejemplo con dispositivos de medición de corriente 27, puede medir la intensidad de corriente I(t) que fluye actualmente a través de la bobina 18 del electroimán 17 y, basándose en las curvas características observadas, sacar indirectamente conclusiones sobre el movimiento de la armadura 15 y luego controlar la fuente de tensión 23 de manera adecuada para reducir la tensión aplicada a la tensión de mantenimiento.

Por ejemplo, el control de freno 25 puede detectar cuándo la intensidad de corriente I(t) medida comienza a reducirse cuando se aplica la tensión inicial en el instante t<2>mencionado anteriormente. Entonces se puede estabilizar la intensidad de la corriente en este instante, como está representado en la Fig. 2 con la línea discontinua 29, o se puede reducir la tensión aplicada al electroimán 17 hasta la tensión de mantenimiento.

Alternativamente, el control de freno 25 puede detectar cuando la intensidad de corriente I(t) medida en el instante t<3>mencionado anteriormente comienza a subir de nuevo con la tensión inicial aplicada. Entonces se puede estabilizar la intensidad de corriente en este instante, como está representado en la Fig. 2 con la línea de puntos y trazos 31, o se puede reducir la tensión aplicada al electroimán 17 hasta la tensión de mantenimiento.

La Fig. 3 muestra una representación esquemática de un circuito en el que se puede controlar el comportamiento de un freno 3 con la ayuda de un control de freno 25.

Un convertidor CA/CC 35 que actúa como fuente de tensión 23 es alimentado por un suministro de potencia 33. La fuente de tensión 23 puede generar una alta tensión inicial U<overexcitation>así como una tensión de mantenimiento más baja U<holding>.

Al comienzo de un proceso de liberación, el control de freno 25 cambia primero de un estado sin tensión "apagado" a un estado en el que se aplica la alta tensión inicial a la bobina 18 del electroimán 17. El control de freno 25 monitoriza la corriente que fluye actualmente a través de la bobina 18 con ayuda del dispositivo de medición de corriente 27. Tan pronto como la intensidad de corriente I(t) tiene características que típicamente indican un movimiento de la armadura 15 desde la posición de frenado a la posición de liberación, el control de freno 25 cambia a la tensión de mantenimiento más baja.

Al mismo tiempo, el control de freno 25 puede generar una señal de confirmación de liberación del freno y, por ejemplo, emitirla en una salida de señal 45 para eventualmente comunicar a otros componentes que el freno 3 se ha liberado. Como resultado, los contactos de monitorización del accionamiento del freno 39, como se utilizaban convencionalmente en las instalaciones de freno para poder monitorizar el accionamiento del freno 3 y como está dibujado en la Fig. 3 únicamente para una mejor comprensión, pueden resultar innecesarios.

Si el control de freno 25 no puede detectar un movimiento de la armadura 15 hacia la posición de liberación en el marco de un proceso de liberación, por ejemplo debido a un defecto o un mal funcionamiento, puede estar previsto que el control de freno 25 reduzca automáticamente la tensión aplicada a la tensión de mantenimiento una vez transcurrido un tiempo de espera predeterminado. Esto puede evitar que la bobina 18 se caliente excesivamente debido a corrientes demasiado altas. Eventualmente, el control de freno 25 puede emitir una señal de error.

Tan pronto el freno 3 deba ser activado de nuevo, el control de freno 25 recibe una señal de activación correspondiente de un control de ascensor 37. El control de freno 25 cambia entonces a un estado "apagado" en el que no se aplica ningún tipo de tensión a la bobina 18 desde la fuente de tensión 23. La bobina 18 reduce entonces la energía almacenada en ella a través del diodo 43 conectado en paralelo y la resistencia de derivación 41 separada, que eventualmente puede estar prevista adicionalmente. Por ello también se rompe el campo magnético generado por la bobina 18, de modo que las armaduras 15 se mueven hacia su posición de frenado debido a la fuerza de resorte generada por el elemento de resorte 9 y por tanto se activa el freno 3.

Finalmente, cabe señalar que términos como "que presenta", "que comprende", etc. no excluyen otros elementos o pasos, y términos como "un" o "una" no excluyen una pluralidad. Además, cabe señalar que las características o pasos que han sido descritos con referencia a uno de los ejemplos de realización anteriores también se pueden usar dentro del alcance de protección de las reivindicaciones adjuntas en combinación con otras características o pasos de otros ejemplos de realización descritos anteriormente. Los símbolos de referencia en las reivindicaciones no deben considerarse una limitación.

Claims (6)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para controlar un freno (3) de una instalación de ascensor (1), en el que el freno (3) presenta una armadura (15) que para liberar el freno (3) puede ser arrastrada por un electroimán (17) desde una posición de frenado contra una fuerza de resorte hasta una posición de liberación, en el que el procedimiento comprende:

aplicar una tensión eléctrica inicial al electroimán (17) y medir una intensidad de corriente I(t) luego suministrada al electroimán (17);

caracterizado por que el procedimiento comprende además:

reducir la tensión aplicada al electroimán (17) a una tensión de mantenimiento en respuesta a la identificación de un comportamiento temporal típico de la intensidad de corriente I(t) medida, que se produce de forma característica cuando la armadura (15) se mueve desde la posición de frenado a la posición de liberación,

en el que una reducción en la intensidad de corriente I(t) medida cuando se aplica la tensión inicial puede identificarse como comportamiento temporal típico; o

en el que un aumento que se produce nuevamente después de una disminución previa de la intensidad de corriente I(t) medida cuando se aplica la tensión inicial puede identificarse como comportamiento temporal típico; o

en el que la evolución en el tiempo típica de una intensidad de corriente I(t) cuando se aplica la tensión inicial es determinada previamente mediante un método seleccionado de un grupo que comprende: calcular, simular y modelizar, y en el que una coincidencia dentro de una tolerancia predeterminada entre la intensidad de corriente I(t) medida cuando se aplica la tensión inicial y la evolución en el tiempo típica determinada de la intensidad de corriente I(t) se puede identificar como comportamiento temporal típico.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la tensión de mantenimiento es mayor o igual que una tensión eléctrica que puede ser aplicada al electroimán (17) para mantener la armadura (15) en la posición de liberación.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la tensión de mantenimiento es al menos un 10% inferior a la tensión inicial.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que cuando se identifica el comportamiento temporal típico de la intensidad de corriente I(t) medida, se emite una señal de confirmación de liberación de freno.

5. Control de freno (25) para controlar un freno (3) de una instalación de ascensor (1), en el que el freno (3) tiene una armadura (15) que para liberar el freno (3) puede ser arrastrada por un electroimán (17) desde una posición de frenado contra una fuerza de resorte a una posición de liberación, caracterizado por que el control de freno (25) está configurado para controlar o regular un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4.

6. Instalación de ascensor (1) con un freno (3) que tiene una armadura (15) que para liberar el freno (3) puede ser arrastrada por un electroimán (17) desde una posición de frenado contra una fuerza de resorte a una posición de liberación, y un control de freno (25) según la reivindicación 5.