Verfahren zur Steuerung des Bremsvorganges bei Aufzügen in Abhängigkeit der Belastung und Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens Bei Verwendung von Drehstrom-Antriebsmotoren im Aufzugsbau, werden diese vor allem bei Aufzügen höherer Fahrgeschwindigkeit vorzugsweise polarum schaltbar ausgeführt. Um bei solchen Aufzügen die Feinfahrt zu verkürzen und damit die Fahrzeiten möglichts klein zu halten, ist es üblich, den Brems vorgang in Abhängigkeit der jeweiligen Last zu steuern.
Unter den bis jetzt bekannten, diesem Zweck dienenden Verfahren, sind vor allem diejenigen von Bedeutung, bei welchen bei festem Bremseinsatzpunkt das Bremsmoment in Abhängigkeit der Last bzw. des Belastungsdrehmomentes gesteuert wird. Die vorlie gende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Bremsmomentes des Drehstrom-Antriebsmotors eines Aufzuges in Abhängigkeit der Belastung und eine Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens.
Bei Aufzügen mit polumschaltbaren Aufzugsmo toren dient die niederpolige Statorwicklung zur Fahrt mit Fahrgeschwindigkeit. Für die Verzögerung des Aufzuges wird auf die hochpolige Statorwicklung umgeschaltet, so dass eine übersynchrone Abbremsung bis auf die Feinfahr-Drehzahl erfolgt. Um den Fein fahrweg möglichst klein zu halten, wurde schon vor geschlagen, den Bremsvorgang auf lastabhängige, kon stante Verzögerung zu steuern. Zu diesem Zweck wird der hochpoligen Statorwicklung des Antriebsmotors ein Induktionsregler vorgeschaltet, dessen drehbarer Teil mit einem Servomotor in Verbindung steht.
Beim Einsatz der Bremsung wird der Servomotor im Sinne stetig zunehmender Sekundärspannung des Induk tionsreglers und damit stetig zunehmenden Brems momentes des Antriebsmotors eingeschaltet. Beim Erreichen einer vorbestimmten Verzögerung wird der Servomotor durch einen Kontakt eines die Verzöge- rung laufend messenden Beschleunigungsfühlgerätes ausgeschaltet. Dadurch wird eine bei jeder Last kon stante Verzögerung erreicht. Bei dieser Einrichtung muss jedoch noch mit einem relativ grossen Fein fahrweg gerechnet werden, da die Fahrgeschwindigkeit wegen des Motorschlupfes lastabhängig ist und der Bremsweg bei konstanter Verzögerung quadratisch mit der Fahrgeschwindigkeit ändert.
Gemäss einer anderen Einrichtung wird die ein ungefähres Mass für die Last darstellende Anlauf beschleunigung des Antriebes gemessen und gespei chert. Der Antrieb besitzt einzelne Bremsmoment stufen, welche entsprechend dem gespeicherten Wert im Sinne einer Verkleinerung des Einfahrweges bei der Bremsung eingeschaltet werden. Auch hier muss noch mit relativ grossen Einfahrwegen gerechnet wer den, da nur eine grobstufige Einstellung des Brems momentes möglich ist und die Lastmessung mit Hilfe der Messung der Anlaufbeschleunigung bei Netz spannungsschwankungen und Änderung der Reibun gen während der Fahrt zu falscher Einstellung des Bremsmoments führen kann.
Die vorliegende Erfindung schlägt jetzt ein Ver fahren sowie eine Einrichtung zur Steuerung des Bremsvorganges bei Drehstrom-Aufzügen vor, bei welchen mit bedeutend kleineren Feinfahrwegen als bisher gerechnet werden kann.
Beim erfindungsgemässen Verfahren zur Steuerung des Bremsvorganges von Aufzügen mit Drehstrom antriebsmotoren wird zuerst eine vom Belastungs drehmoment abhängige Grösse gemessen, und hierauf der Bremsvorgang in Abhängigkeit der Messgrösse gesteuert.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass vor Beginn des Bremseinsatzes der Antriebsmotor kurzzeitig ausgeschaltet wird und während dieser Zeit die auftretende positive bzw. negative Beschleunigung, welche direkt ein Mass für das Belastungsdrehmoment ist, gemessen, und der Messwert in Form einer Span nung gespeichert wird und beim Bremseinsatz ein praktisch von Null an stetig zunehmendes Brems moment zum Einsatz gebracht wird, dessen Grösse in Form einer Spannung gemessen wird, welche mit der gespeicherten Spannung verglichen wird, und die Zunahme des Bremsmomentes dann unterbrochen wird, wenn die beiden Spannungen eine vorbestimmte Differenz erreicht haben.
Die Einrichtung zur Steuerung des Bremsvorganges bei Aufzügen mit Drehstrom-Antriebsmotoren besteht aus einer Einrichtung zur Messung des Belastungs drehmomentes, einer Einrichtung zur Speicherung des Belastungsdrehmoment-Messwertes in Form einer elektrischen Spannung und einem mit einem Servo motor wirkungsverbundenen, ein vom Drehwinkel des Servomotors abhängiges Bremsmoment auf die Auf zugsmaschine ausübenden Bremsorgan, wobei zur Einleitung des Bremsvorganges der Servomotor im Sinne zunehmenden Bremsmomentes des Bremsorgans eingeschaltet wird.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vergleichseinrichtung mit einem Ausschalter für den Servomotor aufweist, welche anspricht, wenn die Differenz zweier Ein- gangsgrössen einen vorbestimmten Wert erreicht, wo bei die eine Eingangsgrösse die den Belastungsdreh- moment-Messwert darstellende gespeicherte elektri sche Spannung und die andere Eingangsgrösse eine von der Grösse des vom Bremsorgan entwickelten Bremsmomentes abhängige elektrische Spannung ist.
Zweckmässigerweise besteht die Einrichtung zur Messung des Belastungsdrehmomentes aus einer Mo tordrehmoment-Abschaltvorrichtung, mittels welcher in einem Betriebszeitpunkt vor der Verzögerungspe riode der Antriebsmaschine mindestens kurzzeitig das Motordrehmoment Null eingestellt wird, und einer Beschleunigungs-Messeinrichtung, mittels welcher wäh rend dieser Abschaltzeit die an der Antriebsmaschine in diesem Betriebszustand eintretende Beschleunigung, welche in diesem Fall direkt ein Mass für das an der Antriebsmaschine angreifende Belastungsdrehmoment ist, gemessen wird.
Auf beiliegender Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Schaltungsanordnung einer Aufzugs maschine mit Drehstrom-Antriebsmotoren, Fig. 2 ein Schaltschema der zugehörigen Steue rung, und Fig. 3 Geschwindigkeitsdiagramme bei Fahrt leer aufwärts und leer abwärts.
In der Fig. 1 ist mit 1 ein niederpoliger, mit 2 ein hochpoliger Drehstrom-Antriebsmotor bezeichnet, die auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind und in üblicher Weise die Aufzugsmaschine antreiben. 3 ist ein Servomotor zur Steuerung eines Induktionsreglers 4. Zur Speisung der Motoren 1, 2 und 3 ist ein Drehstromnetz RST vorhanden.
Der Anschluss des niederpoligen Antriebsmotors 1 an das Drehstromnetz RST erfolgt über Hauptkontakte 5.1 eines dreipoligen Schaltschützes 5 und Hauptkontakte 6.1 oder 7.1 eines dreipoligen Richtungsschützepaares. Der Induk tionsregler 4 ist sekundär mit dem hochpoligen Dreh strommotor 2 verbunden und primär über die Haupt kontakte 8.1 eines dreipoligen Schützes 8 und die Hauptkontakte 6.1 oder 7.1 am Drehstromnetz an- schliessbar. Der Natzanschluss des Servomotors 3 erfolgt über die Hauptkontakte 9.1 oder 10.1 eines dreipoligen Richtungsschützepaares 9.10.
Mit der Welle der Antriebsmotoren 1, 2 ist ein Gleichstromtachodynamo 11 gekuppelt, dessen Aus gang, in Berücksichtigung der beiden Drehrichtungen, auf die Umschaltkontakte eines automatischen Pol wenders, z. B. in der Form eines Gleichrichters 12, geführt ist. An diesen Gleichrichter 12 sind zwei Kondensatoren 13 und 14 über Arbeitskontakte 15.1, 16.1 eines Zeitrelais 15 und eines Hilfsrelais 16 ange schlossen. Mit -I- und - sind die Klemmen einer Gleichspannungsquelle bezeichnet, an welche Wider stände 17 und 18 und ein Transistor 19 angeschlossen sind. An der Sekundärseite des Induktionsreglers 4 ist an zwei Phasen ein Transformator 20 angeschlossen.
Seine Sekundärseite ist auf einen Gleichrichter 21 mit nachfolgendem Glättungsglied 22 geführt, welches aus einem Widerstand 22.1 und einem Kondensator 22.2 besteht. 23 ist ein Potentiometer, an welchem ein Teil der Kondensator-Spannung abgegriffen werden kann. Ferner ist ein elektronisches Vergleichsrelais 24 vorgesehen, welches zwei Eingangsklemmen 24.1, 24.2 besitzt und mit einer Klemme 24.3 an Erde liegt. Das elektronische Vergleichsrelais 24 betätigt einen Kontakt 24.4 in der Aufzugssteuerung in dem Sinn, dass dieser nur dann geschlossen ist, wenn an der Klemme 24.1 ein negativeres Potential als an der Klemme 24.2 liegt.
Im Schaltschema der Fig. 2 sind mit -f- und - die Klemmen einer Gleichspannungsquelle zur Speisung der Apparate-Spulen bezeichnet. In parallelen Strom kreisen dieser Gleichspannungsquelle sind die Erreger spulen der Schütze 9, 10, 5, 8 des Zeitrelais 15 und des Hilfsrelais 16 angeordnet. Das Zeitrelais 15 besitzt ausser dem Arbeitskontakt 15.1 noch die Ruhekon takte 15.2, 15.3. Das Hilfsrelais 16 weist ausser dem Arbeitskontakt 16.1 noch die Arbeitskontakt 16.2, 16.3, 16.4 und Ruhekontakte 16.5, 16.6 auf. Die Richtungsschütze 9, 10 sind durch ihre Ruhekontakte 9.2, 10.2 gegenseitig verriegelt. Mit 4.1 und 4.2 sind zwei Endkontakte des Induktionsreglers 4 bezeichnet.
Ferner ist im Schaltschema der Kontakt 24.4 des elektronischen Vergleichsrelais 24 und ein Kontakt 25 der Aufzugssteuerung zur Betätigung des Hilfsrelais 16 eingezeichnet.
Die oben beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt: Befindet sich der Aufzug z. B. in Abwärtsfahrt, so ist der Kontakt 25 geschlossen und das Richtungs schütz 6 angezogen. Ferner ist das Hilfsrelais 16 und damit auch das Zeitrelais 15 und das Schütz 5 erregt. Der Induktionsregler 4 befindet sich in der Endstellung kleinster Sekundär-Spannung, so dass der Endkontakt 4.1 geöffnet und das Richtungsschütz 9 abgefallen ist. Die Schütze 8 und 10 sind ebenfalls entregt. Der niederpolige Antriebsmotor 1 ist über die Kontakte 5.1 und 6.1 an das Drehstromnetz RST angeschlossen, während der hochpolige Motor 2 und der Servomotor 3 mit diesem nicht verbunden sind.
Der niederpolige Motor 1 erzeugt ein Motordrehmoment, welches ent gegengesetzt gleich dem aus Last und Reibungskräften resultierenden Belastungsdrehmoment ist. Der Tacho meterdynamo 11 erzeugt eine der Drehzahl des An triebsmotors 1 proportionale Gleichspannung, welche über den Gleichrichter 12 die beiden Kondensatoren 13,14 auf einer geschwindigkeitsproportionalen Gleich spannung aufgeladen hält. An der Basis des Tran sistors 19 liegt das am Widerstand 17 abgegriffene Potential. Dieses ist so gewählt, dass der Transistor 19 vor der Einleitung der Bremsung einen bestimmten Kollektor-Strom führt und damit über den Klemmen 24.3, 24.1 des elektronischen Vergleichsrelais 24 eine bestimmte Grundspannung liegt.
Zwischen den Klem men 24.2, 24.3 liegt keine Spannung, da der Induk tionsregler 4 vom Drehstromnetz RST abgetrennt ist. An der Klemme 24.1 liegt ein negativeres Potential als an der Klemme 24.2, so dass das elektronische Vergleichsrelais 24 seinen Kontakt 24.4 geschlossen hält.
In einem festgelegten Abstand vor der Zielhalte stelle wird zur Einleitung der elektrischen Bremsung der Kontakt 25 geöffnet. Das Hilfsrelais 16 fällt ab. Damit wird das Schütz 5 und das Zeitrelais 15 strom los und der Kontakt 16.1 trennt den Kondensator 14 vom Tachometerdynamo 11, welcher auf der inne gehabten Spannung geladen bleibt. Gleichzeitig unter bricht Kontakt 5.1 die Speisung des niederpoligen Antriebsmotors 1, so dass dieser kein Drehmoment mehr erzeugt und auf den Antrieb nur noch das reine Belastungsdrehmoment wirkt. Sofern dieses Bela stungsdrehmoment verschieden von Null ist, verzögert oder beschleunigt es den Antriebsmotor je nachdem, ob es positiv oder negativ ist.
An den Kondensatoren 13, 14 entsteht nun eine Spannungsdifferenz, welche am Transistor 19 eine Verkleinerung oder Vergrösse- rung des Kollektorstromes bewirkt. Nach einer vor bestimmten Zeit fällt das Zeitrelais 15 ab, wobei sein Kontakt 15.1 den Kondensator 13 nun auch vom Ausgang des Tachometerdynamos 11 abtrennt. Der Kondensator speichert die Spannung im Abschalt- Zeitpunkt. Die Spannung zwischen den Klemmen 24.3, 24.1 am elektronischen Vergleichsrelais 24 hat nun wieder einen stationären Wert erreicht, welcher pro portional dem Belastungsdrehmoment des Antriebes ist.
Das Abfallen des Zeitrelais 15 bewirkt ferner die Schliessung der Erregerkreise der Schütze 8 und 10. Damit wird der Induktionsregler 4 an das Dreh stromnetz angeschlossen, womit der Bremsvorgang beginnt. Der hochpolige Drehstrommotor 2 erhält im ersten Moment des Bremsvorganges die Minimal- Spannung des Induktionsreglers 4, welche so niedrig ist, dass der Bremseinsatz in der Aufzugskabine nicht spürbar ist. Gleichzeitig beginnt der Servomotor 3 zu drehen, so dass die Sekundärspannung des Induktions reglers 4 und damit das vom hochpoligen Drehstrom motor 2 ausgeübte Bremsmoment stetig zunimmt. Mit der Sekundärspannung des Induktionsreglers 4 steigt auch die zu ihr proportionale Gleichspannung zwi schen den Klemmen 24.3 und 24.2 des elektronischen Vergleichsrelais 24.
Sobald nun das Potential an der Klemme 24.2 gleich dem an der Klemme 24.1 vorge gebenen Potential wird, öffnet das elektronische Ver gleichsrelais 24 seinen Kontakt 24.4. Damit fällt das Schütz 10 ab, so dass der Servomotor 3 und der Induktionsregler 4 auf der eingenommenen Stellung stehen bleibt. Nach der Bremsung erreicht der An trieb die stationäre Drehzahl des hochpoligen Dreh strommotors 2, welche der Feinfahrgeschwindigkeit des Aufzuges entspricht. Es sind nicht gezeichnete Mittel vorgesehen, welche nun den Servomotor 3 in der gleichen Richtung wie vorher wieder einschalten. Der Induktionsregler 4 kommt in seine durch den Endkontakt 4.2 bestimmte Endlage mit maximaler Sekundärspannung. Dadurch wird der Schlupf des hochpoligen Motors 2 reduziert, so dass ein genaues Anhalten des Aufzuges erreicht wird.
Kurz vor Bün- digstellung des Kabinenbodens mit dem Stockwerk boden wird durch Schachtschalter oder durch ein Kopierwerk das Abfallen des Drehrichtungsschützes und damit das Öffnen des Kontaktes 6.1 bewirkt, so dass der Antrieb stillgesetzt wird.
Aus Fig. 3 geht der Geschwindigkeitsverlauf in Funktion der Zeit bei der Einfahrt einer Aufzugs kabine in die Zielhaltestelle hervor. Auf der Abszisse ist die Zeit t und auf der Ordinate die Geschwindigkeit v aufgetragen. Die Kurve 26 zeigt den Verlauf bei einer Abwärtsfahrt mit Vollast und die Kurve 27 bei einer Aufwärtsfahrt mit Vollast. Im Zeitpunkt 28 wird der Bremsvorgang durch Öffnen des Schalters 25 eingeleitet. 29 ist die am Zeitrelais 15 eingestellte Messzeit, in welcher das Belastungsdrehmoment des Aufzuges gemessen wird.
Mit 30 ist der eigentliche Bremseinsatzpunkt bezeichnet, in welchem am Antrieb ein stetig zunehmendes Bremsmoment zu wirken be ginnt. 31 bzw. 32 gibt die Zeit an, in welcher der Induktionsregler 4 von der minimalen auf die dem jeweiligen Belastungsdrehmoment entsprechende Se kundärspannung läuft. Aus dem Diagramm ist ersicht lich, dass mit der vorliegenden Einrichtung ein prak tisch konstanter Bremsweg erreicht werden kann. Die Einstellung erfolgt einmalig in den extremen Bela stungsfällen durch die Potentiometer 17 und 23.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dar gestellte Ausführungsbeispiel. An Stelle des polum schaltbaren Antriebsmotors könnte z. B. ohne weiteres ein mit zwei verschiedenen Frequenzen gespeister Drehstrommotor verwendet werden.