FI99109C - Varavoimajärjestelmä - Google Patents

Description

1 - 99109 VARAVOIMAJÄRJESTELMÄ

Keksinnön kohteena on varavoimajärjestelmä, johon kuuluu varavoimakoneisto tehon tuottamiseksi, kulutuslaitteet, useita hissikäyttöjä, joissa on hissin nostomoottori ja sitä ohjaava 5 taajuusmuuttaja, sekä varavoimakoneiston, kulutuslaitteet ja hissikäytöt yhdistävä jakeluverkko.

Kun hissipalvelu on varmistettava sähkökatkoksen aikana, käytetään useimmiten liike-, hotelli- ja sairaalakiinteistöis-sä sekä korkeissa asuintaloissa ratkaisua, jossa erillinen, 10 usein yksinkertaisuuden vuoksi releillä toteutettu ohjauskeskus antaa ajovuoroja ainakin hissiryhmän ja usein myös koko talon hisseille. Nämä saavat lähteä vuorotellen ajamaan, yleensä kohti peruskerrosta. Seuraava hissi saa lähteä joko edellisen ilmoitettua, että se on saapunut perille tai kun on 15 kulunut kiinteä aika edellisen hissin lähdöstä. Jälkimmäisessä tapauksessa kuitenkin varmistetaan että käytettävää vara-voimatehoa ei ylitetä vahingossa. Useimmiten moottorikäyttöjen releet ovat ristikytkettyjä siten että vain yksi hissi voi ajaa kerrallaan.

' 20 Tyypillinen liiketalo sisältää henkilöliikennettä varten * ' tarkoitetun ns. pääryhmän lisäksi myös muita hissejä kuten tavarahissejä sekä parkkihissejä. Pääryhmän hissit muodostavat i pääosan hissiliikenteestä ja -kuormituksesta. Tyypillisessä ..]·* keskialueen rakennuksessa on myös useampi henkilökuljetukseen : 25 tarkoitettu hissiryhmä esim. yksi rakennuksen kummassakin päässä, sekä vastaavasti useampia tavara- ja parkkihissejä.

.:. Keskialueen hissisovelluksella tarkoitetaan tässä yhteydessä • · · · .·:·. noin 10-20 kerroksisia rakennuksia. Mikäli keskikokoisissa • ♦ · talossa on useampia henkilöliikennettä varten tarkoitettuja ’ * 30 hissiryhmiä, normaali mitoitusperusta tilanteelle, jossa toimitaan varavoimakäytön varassa on, että yksi hissi jokaisesta henkilöryhmästä voi pelastusvaiheen jälkeen jäädä normaali käyttöön varavoimalla. Tämän kokoisissa taloissa on voi-mankatkotilanteessa vielä vaihtoehtona käyttää portaita.

2 99109

Edellä mainitusta pyrkimyksestä mitoittaa varavoima vain yhtä hissiä varten kussakin hissiryhmässä seuraa että pelastautuminen on hyvin hidasta. Nyrkkisääntönä käytetään usein että korkeintaan 12 hissiä kytketään samaan varavoimaohjaukseen, 5 josta seuraa että matkustajat sähkökatkostilanteessa joutuvat odottamaan muutamasta minuutista muutamaan kymmeneen minuuttiin poistumisvuoroaan.

Suuremmissa yli 20 kerroksen taloissa ei ole enää mielekästä mitoittaa varavoimaa sillä perusteella, että ainoastaan yksi 10 hissi hissiryhmästä on varavoimakäytöllä ajettavissa. Tästä johtuen niissä joudutaan mitoittamaan varavoima siten, että suhteellisesti enemmän hissejä kykenee toimimaan varavoiman avulla. Vaikka varavoimakeskus syöttää myös muita laitteita, yleensä hissit ovat suurin kuorma, sekä tehon että ennen 15 kaikkia käynnistysvirran puolesta, joka hissien ollessa kyseessä on mitoitusperustana.

Hyvän palvelutason saavuttamiseksi tarvitaan suuri varavoima-sovellus, josta seuraa melko suuria kustannuksia rakennukselle. Huomautettakoon että kustannuksista melko suuri osuus 2 0 liittyy varavoimakoneistojen ääni-, savu- ja öljyvuotosuojauk-... sista, eikä niinkään sähkögeneraattoreista. Tästä johtuen , kokonaiskustannukset ovat merkittävät.

i ♦ I I «

Sellaisilla markkina-alueilla joilla sähkökatkokset ovat hyvin : yleisiä on lähes täydellinen varmistus tarpeellinen. Tähän on 2 5 syynä se, että matkustajien käyttäytyminen varavoimatilantees-sa on vaikeasti ennustettavissa ja usein esiintyy, että matkustajat eivät tyhjennä koria ohjeiden mukaan, mistä seuraa, että seuraavat hissit joutuvat odottamaan arvioitua • · · · .;·. pitempään. Keskitetyn varavoimajärjestelmän sijasta on hissejä • · · •30 varustettu hissikohtaisilla paristokäyttöisillä varavoimilla, joilla usein pyritään kustannussyistä vain ajamaan seuraavalle tasolle, jossa päästetään matkustajat ulos. Tämä ratkaisu on myös kallis mm. siksi, että oviohjaus vaatii verkon nimellis- .·. ; jännitteen mukaisen oman syötön. Lisäksi järjestelystä aihe- * · « 35 utuu mm. korkeita paristojen huoltokustannuksia.

3 99109

Keksinnön tarkoituksena on kehittää uusi, edullinen hissin energian syöttö ja ohjausjärjestelmä, jolla varavoimatilan-teessa, so. normaalin sähkön syötön jostain syystä häiriytyessä pystytään tuottamaan aiempaa huomattavasti suurempi kulje-5 tuskapasiteetti. Suotuisassa liikennetilanteessa hissejä ajetaan jopa normaalitoimintoa vastaavalla tavalla. Tämän aikaansaamiseksi keksinnön mukaiselle varavoimajärjestelmälle on tunnusomaista, että ainakin yhdessä hissikäytössä on säätölaitteistot, joilla hissimoottorin nopeus säätyy niin, 10 että hissikäytön jakeluverkosta ottama teho on pienempi kuin aseteltavissa oleva tehoraja.

Keksinnön edullisen sovellutusmuodon mukaan ainakin kaksi hissiä on yhdistetty ryhmäksi, joiden hissien nopeudet on säädettävissä niin, että ryhmän jakeluverkosta ottama teho on 15 pienempi kuin aseteltavissa oleva tehoraja.

Keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaan ainakin yksi hissikäyttö on ohjattavissa tuottamaan tehoa, joka on syötettävissä muille hissikäytöille samassa ryhmässä.

Kolmannen sovellutusmuodon mukaan ainakin yksi hissikäyttö on ... 20 ohjattavissa tuottamaan tehoa, joka on syötettävissä muille hissikäytöille ja muille kulutuslaitteille.

Vielä erään suoritusmuodon mukaan kunkin hissikäytön tehoraja : on aseteltavissa erikseen.

• · · · • · % V : Edelleen yhden sovellutusmuodon mukaan kussakin hissikäytössä 25 on tehontarkkailulaitteet, joilla määritellään kyseisen hissin ·· tehontarve sekä tehorajan määrityslaitteet, joilla määritellään tehoraja, jonka perusteella kyseisen hissin • φ nopeus määräytyy.

Keksinnön erään lisäpiirteen mukaan hissiryhmässä 30 hissikohtaiset tehorajat on ryhmäohjaimen määriteltävissä.

Erään toisen lisäpiirteen mukaan tehoraja on määrättävissä hissikohtaisella parametrilla.

4 99109

Erään kolmannen lisäpiirteen järjestelmään kuuluu laitteisto, jolla määritetään hissikäyttöjen käynnistysjärjestys hissien tehontuottokyvyn mukaan.

Keksinnön mukaisella ratkaisulla käytetään optimaalisesti 5 hyväksi koko hissikäytön ja hissin sisältävän rakennuksen käytettävissä oleva energia varavoiroatilanteessa.

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa hissien ohjauksen moottori-käyttö kykenee itse päättämään ajonopeutensa annettujen ehtojen mukaan. Eräs edullinen ehtomuoto on käyttää suhteellista 10 tehoa. Käytetyn uudentyyppisen taajuusmuuttajan ominaisuuksista johtuen saadaan hissi liikkeelle raskaimmassakin tilanteessa 15-25 % nimellisteholla. Tästä seuraa kuitenkin että tyhjä hissi ajaa alaspäin erittäin hitaasti. Mikäli hississä on matkustajia tarvittava teho vähenee alaspäin ajettaessa 15 koska hissi on tasapainotettu vastapainon avulla noin 50 %:sti. Kuorman ollessa selvästi yli puolet nimellisestä, riippuen pääsiassa koneiston hyötysuhteesta, hissi ei pelas-tusajossa enää tarvitse tehoa korin liikuttamiseen. Moottorin magnetointi ja ohjauksen laitteet tarvitsevat kuitenkin 10-25 20 % nimellistehosta.

; _ Esimerkiksi neljä hissiä käsittävän hissiryhmän tapauksessa, : ·' jossa varavoima on mitoitettu edellä mainitulla keskialueelle tyypillisellä tavalla, jonka mukaan käytettävissä oleva teho • · i.i : riittää yhdelle hissille kaikissa ajotilanteissa, voidaan ..*·* 25 keksinnön mukaisella järjestelmällä taata jokaiselle hissille • ♦ · : 25 % nimellistehon. Kuormitustilanteesta riippuen voi osa hisseistä tai jopa kaikki hissit ajaa täydellä nopeudella.

·»« » • · · «

Keksinnön eräs merkittävä hyöty on matkustajille muodostuva • · » • ^ turvallisuustunne, joka saavutetaan sillä, että hissit * ’ 30 välittömästi sähkön katkettua ja valojen sytyttyä uudestaan : · lähtevät liikkeelle. Vaihtoehtoisesti markkinoiden tarpeista ja käytettävissä olevista varoista riippuen voidaan osa palve-: lulaatuhyödystä kääntää kustannussäästöksi ja saavuttaa nykyi nen palvelutaso huomattavasti halvemmalla. Tällainen hyöty on 35 saavutettavissa esim. korkeissa asuintaloissa, joissa yleensä 5 99109 on kaksi hissiä, jolloin odotusaika ei ole ongelma, ja hyöty saavutetaan siitä, että varavoiman nimellisteho voidaan laskea joko noin puoleen ilman, että laatu laskee merkittävästi, tai noin neljännekseen nykyisestä, jolloin silti voidaan taata 5 pelastusajo, joskin hitaasti, kaikilla hisseillä kaikissa tilanteissa.

Erityisen suurta hyötyä keksinnöstä on sellaisilla alueilla, joilla sähkökatkokset ovat hyvin yleisiä. Tällöin saadaan keksinnön mukaisella ratkaisulla lähes normaali tai 10 normaalintuntuinen toiminta hissiliikenteelle. Poikkeustilanne ei näin välttämättä tarvitse erityisiä ohjeita eikä vaikuta matkustajien käyttäytymiseen. Puhtaasti paristokäyttöiseen ratkaisuun verrattuna keksinnöllä säästetään energiavaraston perustamis- ja huoltokustannuksissa. Sähkönsyöttö ohjaus- ja 15 oheislaitteille on myös edullisempaa.

Vielä eräs sovellusalue, jossa keksinnöllä on erityisen suurta hyötyä on erittäin korkeiden talojen palotilanteet. Näissä taloissa hissit ovat ns. vaihteettomia hissejä, joiden hyötysuhde on niin suuri, että jo nykyisellä tekniikalla on mielekästä 20 syöttää energia takaisin verkkoon, kun hissi esimerkiksi ajaa ,,, täydellä kuormalla alaspäin, tai tyhjänä ylöspäin. Takaisin syötetty sähköteho vastaa parhaimmillaan 90 % nimellistehosta.

·' Sitä varten moottorikäytöissä on ns. ohjattu verkkosilta, joka muodostaa oikean taajuisen, muotoisen ja jännitteisen virran.

• · · ·«· · ..*·* 2 5 Palotilanteessa hissit voivat käyttää toistensa antamaa ener-giaa hyväkseen talon verkon kautta, ja näin kaikki hissit voivat tässä tapauksessa käytännössä ajaa täyttä nopeutta koko ajan, koska pelastustilanteessa yleensä korit ajavat täynnä • · m · alas ja lähes tyhjänä ylös yhden palomiehen ollessa aina • · « 30 mukana tällaisissa tilanteissa. Muiden hissien tuottama teho ψ estää varavoimalaitteiston ylikuormitustilanteen syntymisen, jos hissikoneisto hetkellisesti joutuu raskaaseen käyttöön, kun esimerkiksi hissi ajaa tyhjänä alas.

Lisäetuna palotilanteessa on vielä, että mikäli hissit voidaan 35 pitää täydessä käytössä pelastustoimen aikana ne jopa kehittä- 6 99109 vät merkittävästi lisää tehoa talon muille laitteille, kuten esimerkiksi normaalivalaistukselle ja pumpuille. Keksinnön mukaisen ratkaisun avulla kannattaa näin muuttaa pelastustoimen suunnitteluperusteita ja vaatia, että korkeissa 5 taloissa on täysi hissipalvelu käytettävissä palon sattuessa ja pelastustoimen ollessa varavoiman varassa. Tämän toteuttaminen on mahdollista ilman, että kokonaiskustannukset merkittävästi nousevat. Hyödyn saamiseksi ainoastaan muille laitteille ohjattava hetkellinen teho täytyy olla paremmin 10 hallittavissa palotilanteessa.

Keksintöä kuvataan seuraavassa eräiden suoritusesimerkkien avulla viitaten piirustuksiin, joissa - kuvio 1 esittää konventionaalisen varavoimaratkaisun periaatekaaviota, 15 - kuvio 2 esittää erästä keksinnön mukaista kytkentäkaaviota, - kuvio 3 esittää keksinnön mukaista taajuusmuuttajaa, - kuvio 4 esittää erästä toista keksinnön mukaista kytkentäkaaviota, - kuvio 5 esittää käytön teho/nopeus-riippuvuutta.

t i « ,; , 2 0 Kuviossa 1 kuvatussa konventionaalisessa ratkaisussa varavoi- t r « • makoneisto tai -generaattori 2 syöttää varavoimatilanteessa * · · ··.' sähkönsyöttöverkon 4 kautta verkkoon liitettyjä tehoa : kuluttavia laitteita. Normaalissa käyttötilanteessa verkko 4 ψ on yhdistetty katkaisijan 6 kautta ulkopuoliseen 25 sähkönsyöttöverkkoon 7. Tehoa kuluttavista laitteista osa on rakennuksen hissejä 8, jotka voivat olla muodostettu .j. hissiryhmäksi 24 saman ryhmäohjauksen alaiseksi. Hissistä 8 on ♦ · · « kuviossa l esitetty vain vetopyörä 29, käyttömoottori 28 ja • ^ moottoria ohjaava säätölaite, kuten taajuusmuuttaja 26.

30 Hissijärjestelmä on kytketty katkaisijalla 25 syöttöverkkoon.

Hissien lukumäärä, niiden ryhmittely hissiryhmiksi sekä ohjaus- ja oheislaitteet vaihtelevat käytännön toteutuksissa. Osa tehoa kuluttavista laitteista on laitteistoja, joiden tulee olla toiminnassa hätätilanteessa, kuten varavalaistus 35 10, puhaltimet 12. Lisäksi verkkoon 4 on yhdistetty katkaisi- 7 99109 jän 16 kautta rakennuksessa normaalitilanteessa käytössä olevia laitteita kuten normaali valaistus 18 sekä toimisto- ja muita koneita 20. Tavanomaisella varavoimajärjestelyllä varavoimageneraattori syöttää laitteita, jotka on määritelty 5 etukäteen ja muut on kytketty katkaisijoilla 16 ja 25 pois toiminnasta.

Yleisesti käytettävällä mitoituksella tämä tarkoittaa esimerkiksi, että kustakin hissiryhmästä 24 yksi hissi 8 on toiminnassa, varavalaistus 10 on päällä ja valituille puhalti-10 mille 12 on käyttövoima turvattu. Hätäkäyttöjärjestelmä käsittää siten nämä laitteet ja varavoimageneraattorin muodostaman kokonaisuuden, jota on kuviossa merkitty viitenumerolla 22. Varavoimageneraattori 2 on tällöin mitoitettu siten, että hätäkäyttöjärjestelmään 22 kuuluvat laitteet saavat tarvitse-15 mansa käyttöenergian kaikissa tilanteissa. Tyypillisinä mitoitusarvona keskialueen rakennuksessa voidaan pitää 50...150 kW varavoimatehoa.

Kuviossa 2 on kuvattu keksinnön mukaisen varavoimansyöttöjärjestelmän periaatekaaviota, jossa soveltuvin osin on käytetty 20 samaa viitenumerointia kuin kuviossa 1. Varavoimageneraattori 2 syöttää varavoimatehon rakennuksen jakeluverkkoon 4, joka on ; . hätätilanteessa erotettu sähkönsyöttöverkosta 7 katkaisijalla ! ·' 6. Kaikki rakennuksen hissit 8, jotka tässä on yhdistetty -V hissiryhmäksi 24, on liitetty katkaisijan 25 kautta verkkoon 4 : 25 siten, että kunkin hissin 8 moottoria 28, johon on kytketty »

Jtj»‘ vetopyörä 29, ohjataan omalla taajuusmuuttajalla 26, joka :*.*'.* muuttaa verkon jännitteen ja taajuuden ohjauksen mukaiseksi hissimoottorin syöttöjännitteeksi ja -taajuudeksi kuvion 3 yhteydessä tarkemmin kuvattavalla tavalla. Muut rakennuksen !»·! 30 laitteet on yhdistetty verkkoon kuten kuviossa 1.

* · « »

• f »M

Varavoimageneraattorin teho on mitoitettu olennaisesti samoilla perusteilla ja samansuuruiseksi kuin konventionaalisessa ratkaisussa. Tällöin hissijärjestelmälle varattu teho vastaa hissiryhmää kohti yhden normaalitoiminnassa olevan hissin 35 tarvitsemaa tehoa. Kuvion 2 esittämässä tapauksessa hissiryhmään 24 kuuluu 4 hissiä, jolloin kutakin hissiä 99109 δ syöttävän taajuusmuuttajan 26 verkosta 4 ottama tehon on rajoitettu neljäsosaan nimellistehosta. Tämä rajoitus aikaansaadaan siten, että hissimoottorin pyörimisnopeus on rajoitettu raskaimmassa käyttötilanteessa neljäsosaan nimelli-5 sestä huippunopeudesta ja momenttiohjatulla taajuusmuuttajalla nopeus säätyy muissa kuormitustilanteissa vastaavasti niin, että tehorajaa ei ylitetä. Taajuusmuuttaja ja sen nopeussäätäjä muodostaa säätölaitteen, jolla teho säätyy korkeintaan tehon raja-arvoon. Tehon, momentin ja nopeuden 10 välisen yhteyden mukaan momentin pieneneminen sallii nopeuden kasvaa vastaavasti. Nopeuden säätämisellä säädetään hissikäytön kuluttama teho edellä aseteltuun arvoon. Vastapainon ja hissikorin kuorman sekä muiden hissikoneistoa kuormittavien hissikomponenttien mitoituksen vuoksi hissikäytössä 15 suurin tehon tarve esiintyy, kun ajetaan tyhjällä korilla alaspäin tai kun ajetaan täydellä korilla ylöspäin. Vastaavasti pienin tehon tarve on tilanteessa, jolloin ajetaan täydellä kuormalla alaspäin tai vastaavasti tyhjällä korilla ylöspäin. Korin ja vastapainon hissimoottorille aiheuttama 20 kuormitus on likimain nolla puolella kuormalla. Tarkat arvot määräytyvät kussakin hississä yksilökohtaisesti, josta johtuen tarkat tehon tarpeet ja mitoitukset poikkeavat optimitilanteesta hieman, mikä otetaan vastaavasti huomioon käytännön mitoituksessa.

• < ·

• · I

j ‘_·25 Hissikäyttöön varatun varavoimatehon jakaminen tasan kaikille : ryhmän hisseille on yksinkertaisin toteutustapa. Tällöin • hissien varavoimatehon mitoittaminen neljänneksen suuruiseksi • · · · normaalista mitoitustehosta merkitsee kullekin yksittäiselle • Ml hissille nel jännestehoa sen normaalista mitoitustehosta.

* · 30 Järjestelyllä on kuitenkin, erityisesti hätätilanteessa kuten . tulipalon aiheuttamassa evakuointitilanteessa, huomattava etu « * « *“* aikaisempaan verrattuna sekä myös suhteellisen suuri säätövara • · · hissiryhmän eri hissien välillä.

Yksittäisen hissin toimintaa kuvataan seuraavassa kuvion 3 , 35 esimerkin avulla. Hissin nostomoottoria 28 syötetään ; ' taajuusmuuttajalla 56, jonka ulostulojännite ja -taajuus '· "· ohjataan hissiohjauksen vaatimiin arvoihin. Taajuusmuuttaja on 9 99109 liitetty teholähteeseen kolmivaihejohtimilla 40 ja vastaavasti moottoriin 28 kolmivaihejohtimilla 41. Nostomoottori 28 liikuttaa moottorin akselille suoraan tai vaihteiston kautta kytketyn vetopyörän 29 ja hissin nostoköysien välityksellä 5 hissikoria 30 ja vastapainoa hissitekniikassa sinänsä tunnetulla tavalla. Hissiohjaus puolestaan huolehtii matkustajien antamien kutsujen ja hissin sisäisten toimintaohjeiden mukaisesti korin/korien liikkeistä. Näiden toteutusmuodot vaihtelevat sovellutuskohteittain suuresti eikä niillä ole 10 vaikutusta tämän keksinnön toimintaan. Kullakin hissillä on sille ominainen nimellisteho, vaikka hissiryhmä voi toki koostua samanlaisista, vakiomitoitetuista hisseistä.

Hissikorin kuorma mitataan koriin 30 asennetulla korivaa'alla 32. Vaakatiedon avulla määritetään yksikössä 37 kuormatieto 15 hissin nostojärjestelmän mekaniikan ja osien massojen avulla. Kuormatieto ilmaisee hissimoottorin akselilla vaikuttavan kuormitusmomentin. Kuormitusmomenttiin vaikuttavat vastapainon, korin ja köysien massat sekä köysien ripustussuhteet ja vaihteiston välitykset. Tässä suoritusmuodossa on jokaiselle 20 hissille määritetty suurin hätävoimatilanteessa sallittu teho PA ja sen mukaisesti pyörimisnopeus ohjataan kuormitustilannetta vastaavaan arvoon. Ulostulotehon sallittu arvo, joka saadaan tehorajoittajasta 33, on neljäsosa hissin : nimellistehosta, kun käytetään kuvion 2 suoritusmuodon • '.'25 mukaista säätöä. Ulostulotehon sallittu arvo voidaan : määritellä myös muilla tavoilla kuten kuvion 4 yhteydessä • · · • ;*; kuvataan. Sallitun tehon määrittävä signaali ja yksiköstä 37 saatu kuormatieto (johdin 36) tuodaan jakajaan 34, jossa • · ·· määritetään käytettävissä olevalla teholla mahdollinen * » 30 moottorin ohjenopeus oiref=PA/TL, missä TL on kuormatieto. Jakajan . 34 määrittämä nopeusohje coref viedään johtimella 38 taajuusmuut- ·;·; ta jaan 56, joka säätää taajuusmuuttajan ulostulon vastaavasti.

• · ·

Taajuusmuuttajan 56 verkosta 4 ottama teho pysyy siten sille määrätyissä rajoissa. Tarvittaessa moottorin akselille 3 5 kytketyltä takometriltä 31 saadaan nopeuden oloarvo ωο1ο, joka viedään johtimella 39 taajuusmuuttajaan.

10 99109

Vaikka kuvioiden 2 ja 3 mukainen tehosäätö perustuu hissien erilliseen säätöön saavutetaan sillä huomattava parannus aikaisempiin varavoimansyöttöratkaisuihin samansuuruisilla varavoimatehoilla. Kaikki tai, jos jostain syystä halutaan 5 rajoittaa, suuri osa hissiryhmän hisseistä on käytettävissä yhtäaikaisesti. Kukin hissi toimii sen oman tehonrajoituksen puitteissa. Edullisesti tehorajoitus annetaan hissikohtaisena parametrina. Käynnistystilanteessa sallittu maksimimomentti rajoittaa vastaavasti kiihtyvyyttä. Hissin nopeus ja kuljetus-10 kapasiteetti, so. matkustajien lukumäärä tai oikeammin massa kertaa kuljettu kerrosväli aikayksikössä määräytyy yksilöllisesti hissikohtaisesti. Täyteen kuormattu hissi alassuuntaan, mikä tilanne on yleinen evakuointiajossa, on tehonkulutukseltaan edullinen kuten edellä todettiin ja itse asiassa tuottaa 15 tehoa moottorin toimiessa generaattorialueella. Moottori voidaan ohjata täydellä nopeudella, jolloin kuljetuskapasiteetti on maksimissaan eli täysi kuorma ja maksiminopeus. Tällöin generoituva teho tulee kuluttaa jotenkin, esimerkiksi kuormitusvastuksessa, tai syöttää verkkoon. Toisaalta kuorman 20 ollessa pieni sallitaan vain pieni nopeus alaspäin. Sen sijaan tyhjä kori ylöspäin tai hätätilanteessa usein toistuva tilanne yksi pelastushenkilö ylöspäin on samalla tavalla edullinen kuten edellä on todettu.

v ' Kuviossa 4 on kuvattu toinen keksinnönmukainen suoritusmuoto.

: _:25 Tässä on periaatteena, että hissiryhmälle tai kaikille raken- : nuksen hisseille on määritelty yhteinen varavoimatilanteessa • · · \ käytettävissä oleva teho. Kunkin yksittäisen hissin hetkittäi- «·· · nen ja kuormitukseltaan vaihtelevissa käyttötilanteissa • · · · käytettävissä oleva teho ei ole rajoitettu muuten kuin nor- • · 30 maaliin nimelliseen mitoitusarvoon, vaan hissin teho säätyy . alla kuvattavalla säätöjärjestelmällä suurimpaan mahdolliseen *·“ arvoonsa hissikohtaisesti. Hissikäytön käytettävissä oleva *·’ ' kokonaisteho on rajoitettu suuruusluokaltaan samaan tasoon ·:··': kuin konventionaalisessa varavoimaratkaisussa.

35 Kullekin hissiryhmälle 42 tai kaikille rakennuksen hisseille ; ’ on järjestetty hissien hetkellistä kuormitustilannetta tark-’· ” kaileva tehon laskin 44. Tehon laskimeen 44 tuodaan 11 99109 oloarvotietona kunkin hissin momenttitieto Tolo johtimella 43 ja vastaavasti nopeustieto ω0ΐ0 johtimella 44, ja näiden oloarvotietojen avulla määritetään hetkellinen tehonkulutus tai käyttötilanteesta riippuen mahdollisesti tieto tehosta, 5 jonka hissi tuottaa. Tehonlaskimen 44 lähtö viedään säätimeen 46, jossa määrätään hissiryhmän summateho P2. Summatehon ja yksittäisten hissien tehon perusteella määrätään kullekin hissille tehoraja. Kullekin hissille määritellään yksilöllisesti varavoimatilanteessa käytettävissä oleva teho 10 kuormitustilanteen mukaan. Teho voi olla jopa nimellistehon luokkaa. Ehtona on itse asiassa vain ettei hissiryhmän tai hissikäyttöjen verkosta ottama teho ylitä sille varavoimate-hosta mitoitettua arvoa. Säätimen ulostulona saadaan hissikohtaiset tehorajat PA, jotka viedään johtimilla 48 kunkin 15 hissin taajuusmuuttajiin 26. Taajuusmuuttajissa muodostetaan nopeusohje tehorajan ja johtimella 50 tuodun kuormitustiedon avulla kuten kuviossa 3 on kuvattu.

Kuvion 4 mukaisen ratkaisun perustilanne säädön kannalta on se, että kaikki hissit kuluttavat saman suhteellisen osuuden 20 nimellistehostaan kuin varavoiman mitoitusarvo hissikäytöille on hissikäyttöjen nimellistehosta. Tehon kulutuksen kokonaismäärää tarkkaillaan jatkuvasti ja kun se alittaa hissikäytöille varatun kokonaistehon, tarkistetaan mitkä hissit kuluttavat tehoa, so kulkevat sellaiseen liikesuuntaan ja omaavat 25 sen suuntaisen momentin, että ne ottavat tehoa verkosta.

: : : Näille hisseille nostetaan sallitun tehon rajaa ja sen • · · \ mukaisesti niiden nopeusohje nousee vastaavasti. Tehorajaa • · e * nostetaan kaikille kuormitetuille hisseille samassa suhteessa • · · ·. , tai hissejä priorisoidaan valitulla tavalla. Eräs priorisoin- I · · 30 tiperuste on kuormitustilanne eli enemmän matkustajia kuljettavaa hissiä ohjataan kulkemaan nopeammin. Hissiryhmään • · · ·;;; kuuluvien hissien tehorajan mukainen säätäminen on yhdistetty • · · *’ * hissiryhmäohjaukseen.

Ryhmäohjaus voi tältä osin toimia seuraavasti. Tarkistetaan 35 onko hissien kokonaistehon määrä suurempi kuin valittu ; tehoraja. Määritetään, mitkä hissit tuottavat ja mitkä kulut- '· ': tavat tehoa. Määritetään hissit, joiden tehon lisäys on toi- 12 99109 vottavaa asetetuilla kriteereillä. Nostetaan näiden hissien tehorajaa protokollan mukaan. Tässä sovelluksessa huomattava osa hissien tuottamasta tehosta pyritään käyttämään muiden hissien ajamiseen. Taajuusmuuttajat sisältävät kuitenkin myös 5 tehonkulutuselimen, esimerkiksi tasavirtapiirissä olevan vastuksen tai niillä ohjataan moottoria sillä tavoin, että tehoa kulutetaan enemmän kuin momentti- ja nopeusohje edellyttävät.

Moottorin toimiessa generaattorina tehon jakaantuminen voidaan 10 ilmaista kaavalla Pm = P„ + P,, missä P„ = mekaaninen teho moottorin akselilla, Pe = generoituva sähköteho ja Pt = häviöteho, joka on suuruudeltaan noin 15...25 % nimellistehosta. Kun ohjataan taajuusmuuttajaa muuttuvalla lähtötaajuudella, so. kun moottorin pyörimisnopeus muuttuu, 15 taajuusmuuttujan verkkoon syöttämä teho kasvaa pyörimisnopeuden funktiona kuvion 5 mukaisella tavalla. Nopeuden ollessa nimellisnopeus v=vM verkkoon syötettävä sähköteho on häviöiden verran pienempi kuin nimellisteho PM eli noin 75...85 % nimellistehosta. Vastaavasti nollanopeudella 20 moottori tarvitsee ohjaus- ja häviötehon, jolloin moottori ottaa tehoa verkosta 15...25 % nimellistehostaan, vaikka toimiikin generaattorialueella. Noin nopeudella vL=0,15...0,25*vn ei tehoa virtaa verkosta tai verkkoon. Generaattorialueella toimivista hisseistä tuottaa energiaa 25 muiden hissien käyttöön ne hissit, joiden nopeus on yli : : : nopeusrajan v.. Muut hissit, ne joiden nopeus on pienempi kuin : VL generaattorialueella sekä moottorialueella toimivat hissit kuluttavat energiaa.

• · ♦ • .

i ; :

Jos käytössä ilmenee tilanne, jossa tehoa tuotetaan enemmän . 30 kuin on mahdollista kuluttaa rakennuksessa olevissa • « · *”j laitteissa, voidaan hissimoottoria ajaa taajuusmuuttajan « » · ohjaamana nollanopeudella. Tällöin moottori kuluttaa häviöidensä ja magnetoinnin vaatiman tehon, kuten voidaan havaita kuviosta 5. Vastaavasti voidaan tehoa kehittäviä .:.35 hissejä ajaa nimellisnopeutta pienemmällä nopeudella, jolloin niiden kehittämä teho pienenee nimellistehoon verrattuna.

13 99109

Rakennuksen muu varavoimageneraattorin tehoa käyttävä laitteisto on edellä kuvatussa kuvion 4 mukaisessa ratkaisussa olennaisesti samassa käyttötilanteessa ja sille on turvattu sama varavoimateho kuin konventionaalisissa 5 varavoimaratkaisuissa. Mikäli hissikoneistojen sallitaan syöttää tehoa verkkoon, kasvaa muiden tehoa kuluttavien laitteiden käytettävissä oleva teho vastaavasti.

Varavoimajärjestelmän toimiessa tarkkaillaan hissien kokonaisuudessaan tuottamaa nettotehoa ja tätä käytetään syöttämään 10 normaalin varavoimasysteemin ulkopuolella olevia rakennuksen laitteita. Varavoimaverkkoon on järjestetty tehonmittauslaitteet, joilla jatkuvasti mitataan verkon käytettävissä oleva teho. Verkon tehon ylittäessä ennalta asetetun tehorajan kytketään päälle normaalien 15 varavoimakäyttöön kuuluvien laitteiden lisäksi muita laitteita, kuten valaistus. Tämän vaatima tehontarve saadaan hissien tuottamasta energiasta. Periaatteessa kaikki hissikäyttöjen kehittämä energia syötetään muille laitteille. Rajoituksena voidaan edelleen pitää, että hissit saavat niille 20 mitoitetun tehon hissien käyttötilanteesta ja muista kuormituksista riippuen, mikä rajoitus vastaa edellä kuvattuja esimerkkejä. Toisaalta tilanne on evakuointiajossa edullinen kaiken aikaa eli hissit tuottavat nettoenergiaa niiden ajaessa ·, jatkuvasti täytenä alas ja tyhjänä ylös.

:::25 Kuvion 4 mukaisessa suoritusmuodossa varavoimageneraattorin • käynnistyttyä ohjataan päälle ensin hissien ohjauslaitteet.

• · · · .|·· Hissiohjaus määrittelee mikä rakennuksen tai hissiryhmän hisseistä on sellaisessa asemassa, että se voi tuottaa • « · energiaa muiden laitteiden ja muiden hissien tarpeeseen. Tehon . 30 tuotannon kasvaessa käynnistetään muita hissejä niiden käynnistysaikavakioiden sallimin aikavälein.

• · · • * ·

Hissien kehittämän varavoimatehon määrä putoaa ratkaisevasti silloin, kun evakuointiajo on päättynyt. Koska hissikapasiteetin tarve on tällöin olennaisesti pienentynyt, ,35 voidaan myös hissien teho-osuutta pienentää muiden laitteiden • · kustannuksella. Varavoimatehon muuttuessa, esimerkiksi het- 99109 14 kellinen tehon pudotessa, on mahdollista muuttaa hissin tehorajaa, jolloin vastaavasti muutetaan sallittuja nopeuksia. Niin kauan kuin muutokset ovat vähäisiä, eivät matkustajat välttämättä edes reagoi siihen tai koe tilannetta epämiellyt-5 tävänä.

Keksintöä on edellä kuvattu sen eräiden suoritusmuotojen avulla. Esimerkkejä ei ole kuitenkaan pidettävä patentin suojapiiriä rajoittavana, vaan keksinnön sovellutusmuodot voivat vaihdella seuraavien patenttivaatimusten määräämissä 10 rajoissa.

• · · • · • · · • · • · · • · « • « · ' • · «· · « · « · · « • · · • · · • « * i · · I ·

Claims (9)

15 99109

1. Varavoimajärjestelmä, johon kuuluu varavoimakoneisto (2) tehon tuottamiseksi, kulutuslaitteet (10,12), useita hissikäyttöjä (8), joissa on hissin nostomoottori (28) ja sitä 5 ohjaava taajuusmuuttaja (26;56), sekä varavoimakoneiston, kulutuslaitteet ja hissikäytöt yhdistävä jakeluverkko (4) , tunnettu siitä, että ainakin yhdessä hissikäytössä on säätölaitteistot (26;56,34), joilla hissimoottorin (28) nopeus säätyy niin, että hissikäytön (8) jakeluverkosta (4) ottama 10 teho on pienempi kuin aseteltavissa oleva tehoraja (PA) .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että ainakin kaksi hissiä (8) on yhdistetty ryhmäksi (24,42), joiden hissien nopeudet on säädettävissä niin, että ryhmän (24,42) jakeluverkosta (4) ottama teho on pienempi kuin 15 aseteltavissa oleva tehoraja (PA) .

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että ainakin yksi hissikäyttö (8) on ohjattavissa tuottamaan tehoa, joka on syötettävissä muille hissikäytöille samassa ryhmässä (24) .

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että ainakin yksi hissikäyttö (8) on ohjattavissa tuottamaan tehoa, joka on syötettävissä muille hissikäytöille ja muille kulutuslaitteille (10,12,18,20).

• · • · • » · . . 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen järjestelmä, • t ·. * .·:* 25 tunnettu siitä, että kunkin hissikäytön tehoraja (PJ on aseteltavissa erikseen.

*::: 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen järjestelmä, • · · tunnettu siitä, että kussakin hissikäytössä on tehontarkkailulaitteet, joilla määritellään kyseisen hissin 30 tehontarve sekä tehorajan määrityslaitteet (44,46), joilla määritellään tehoraja, jonka perusteella kyseisen hissin nopeus määräytyy. 99109

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että hissiryhmässä hissikohtaiset tehorajat (PA) on ryhmäohjaimen määriteltävissä.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen järjestelmä, 5 tunnettu siitä, että tehoraja (PA) on määrättävissä hissikohtaisella parametrilla.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että järjestelmään kuuluu laitteisto, jolla määritetään hissikäyttöjen käynnistysjärjestys hissien 10 tehontuottokyvyn mukaan. • « · ♦ ♦ · • · • « · • · · • ·» • · · e i : : 17 99109