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Title:
EMERGENCY OPERATION DEVICE FOR A FACILITY WITH AN ELECTRIC MOTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/013289
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to an emergency operation device for a facility driven by an electric motor, especially a synchronous motor excited by a permanent magnet, which is regulated and supplied by a main electronic unit, wherein the Motor drives the facility even in case of emergency operation and a switch is provided that connects the motor to an alternative power source when switched to emergency operation. Such an emergency operation device can be used, for instance, in a passenger elevator.

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Inventors:
SPOHR HANS-HERMANN
Application Number:
PCT/DE1999/002706
Publication Date:
March 09, 2000
Filing Date:
August 25, 1999
Export Citation:
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Assignee:
WITTENSTEIN MOTION CONTR GMBH (DE)
International Classes:
H02J9/06; B66B5/02; H02P6/12; (IPC1-7): H02J9/06
Foreign References:
EP0733578A21996-09-25
GB2017346A1979-10-03
US5414336A1995-05-09
US5285029A1994-02-08
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
Pfusch, Volker (Rotermund + Pfusch Waiblinger Strasse 11 Stuttgart, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Notbetriebseinrichtung für eine Vorrichtung, die von einem elektrischen Motor (1), insbesondere einem perma nentmagneterregten Synchronmotor, angetrieben wird, welcher von einer Hauptelektronik (2) geregelt von ei nem Hauptstrom für einen Notbetrieb der Vorrichtung bei. einem Ausfall des Hauptstromes und/oder der Hauptelek tronik bestromt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (1) auch im Notbetrieb die Vorrichtung antreibt und daß ein Umschalter (7) vorgesehen ist, der bei Aufnahme des Notbetriebs den Motor (1) mit einer alternativen Energiequelle (11) verbindet.
2. Notbetriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (7) bei Aufnahme des Notbetriebs den Motor (1) von der Hauptelektronik (2) abtrennt und mit einer Hilfselektronik (10) verbindet.
3. Notbetriebseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die alternative Energiequelle (11) die Hilfselek tronik (10) mit Strom versorgt, damit diese den Motor (1) bestromt.
4. Notbetriebseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektronik (10) zur Regelung der Motorbe stromung mit wenigstens einem im Motor (1) angeordneten Rotorlagegeber (12) verbunden ist.
5. Notbetriebseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorlagegeber (12) wenigstens einen Hallele mentSensor aufweist.
6. Notbetriebseinrichtung nach einem der vorherigen An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (7) sowohl durch eine manuelle Betä tigungseinrichtung (8) als auch durch eine automatische Betätigungseinrichtung (9) bedienbar ist.
7. Notbetriebseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Betätigungseinrichtung (9) an die alternative Energiequelle (11) angeschlossen ist.
8. Notbetriebseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Betätigungseinrichtung (9) sowohl bei einem Ausfall der Energieversorgung der Hauptelek tronik (2) als auch bei einem Ausfall der Hauptelektro nik (2) aktiviert wird.
9. Notbetriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Hilfselektronik (10) eine vorhandene Auf zugsbremse lastabhängig steuerbar ist.
10. Aufzugsantrieb, insbesondere Personenaufzugsantrieb, mit einer Notbetriebseinrichtung nach einem der vorhe rigen Ansprüche.
Description:
Notbetriebseinrichtung für eine Vorrichtung mit einem Elek- tromotor Die Erfindung betrifft eine Notbetriebseinrichtung für eine Vorrichtung, die von einem elektrischen Motor, insbesondere einem permanentmagnet-erregten Synchronmotor, angetrieben wird, welcher von einer Hauptelektronik mit einem Hauptstrom geregelt bestromt wird, wobei für einen Ausfall des Haupt- stromes und/oder der Hauptelektronik ein Notbetrieb der Vor- richtung vorgesehen ist.

Eine Vorrichtung dieser Art kann beispielsweise ein Perso- nenaufzug sein. Eine bekannte Notbetriebseinrichtung hierfür ist eine Handkurbel, mit welcher der Personenaufzug bei ei- nem Ausfall des Netzes, also der Stromversorgung des Motors, manuell bewegt werden kann.

Ein permanentmagnet-erregter Synchronmotor benötigt zum Be- trieb eine spezielle Steuerungselektronik. Diese Steuerungs- elektronik dient der Motorkommutierung, Motorstrom- und Drehzahlregelung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Notbetriebs- einrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Notbetriebs- einrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Dadurch, daß der Motor auch im Notbetrieb die Vorrichtung antreibt, kann ein zusätzlicher Antrieb für die Vorrichtung entfallen, was die Herstellung vereinfacht und verbilligt.

Durch den Umschalter wird bei Aufnahme des Notbetriebs der Motor mit einer alternativen Energiequelle verbunden, um die ausgefallene Stromversorgung zu ersetzen.

Vorzugsweise trennt der Umschalter bei Aufnahme des Notbe- triebs den Motor von der Hauptelektronik ab und verbindet ihn mit einer Hilfselektronik. Damit ist die Vorrichtung nicht nur gegen einen Ausfall des Netzes (Hauptstrom) ge- schützt, sondern auch gegen einen Ausfall der Hauptelektro- nik. Es ist von Vorteil, wenn die Hilfselektronik von der alternativen Energiequelle mit Strom versorgt wird, um den Motor zu bestromen, da dann die gleichen Funktionen der Mo- torsteuerung wie im normalen Betrieb möglich sind. Zur Rege- lung der Motorbestromung ist die Hilfselektronik vorzugswei- se mit wenigstens einem im Motor angeordneten Rotorlagegeber unter Bildung eines Regelkreises verbunden, so daß die Be- stromung des Motors zum optimalen Zeitpunkt erfolgen kann.

Der Rotorlagegeber kann als Sensor wenigstens ein Hallele- ment aufweisen. Es ist möglich, den gleichen Rotorlagegeber, beispielsweise einen Resolver, sowohl für den Regelkreis der Hauptelektronik als auch für den Regelkreis der Hilfelektro- nik zu verwenden.

Es ist von Vorteil, wenn der Umschalter sowohl durch eine manuelle Betätigungseinrichtung als auch durch eine automa- tische Betätigungseinrichtung bedienbar ist, da dann der Notbetrieb automatisch oder handbetätigt aufgenommen werden kann. Die automatische Betätigungseinrichtung ist vorzugs- weise ebenfalls an die alternative Energiequelle angeschlos- sen.

Die erfindungsgemäße Notbetriebseinrichtung ist vorzugsweise in einem Aufzugsantrieb, insbesondere einem Personenaufzugs- antrieb, einsetzbar.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt die einzige Figur ein schematisches Blockschaltbild des Ausführungsbei- spiels.

Ein permanentmagnet-erregter Synchronmotor 1 (AC-Servomotor) weist einen permanentmagnet-bestückten Rotor und einen den Rotor umgreifenden Stator auf. Eine an eine Drehstromquelle (3 x 380 V-) angeschlossene Hauptelektronik 2 (Servo- Controller) legt zu geeigneten Zeitpunkten die drei Phasen U, V, W an die Pole des Stators, um ein Drehfeld zu erzeu- gen, welches den Rotor in Drehung versetzt. Ein im Motor 1 angeordneter und an die Hauptelektronik 2 angeschlossener erster Rotorlagegeber 3, beispielsweise ein Resolver, stellt die absolute Winkelposition des Rotors in Bezug auf den Sta- tor fest. Die Hauptelektronik 2 ermittelt aus dieser Winkel- position die geeigneten Zeitpunkte für die vorstehend be- schriebene, geregelte Bestromung des Motors 1. Durch diese Rückkopplung kann auch das Drehmoment sowie die Drehzahl des Motors 1 geregelt werden.

In die Leitungen zwischen der Hauptelektronik 2 und dem Mo- tor 1 ist ein Umschalter 7 eingebaut, der sowohl durch eine manuelle Betätigungseinrichtung 8 als auch durch eine auto- matische Betätigungseinrichtung 9 derart umgeschaltet werden kann, daß der Motor 1 von der Hauptelektronik 2 abgetrennt und an eine Hilfselektrbnik 10 angeschlossen wird. Die Hilfselektronik 10 wird von einer Batterie 11 mit Energie versorgt und legt im Falle einer Aktivierung anstelle der Hauptelektronik 2 zu geeigneten Zeitpunkten drei Phasen U, V, W an die Pole des Stators. Ein im Motor 1 angeordneter und an die Hilfselektronik 10 angeschlossener zweiter Rotor- lagegeber 12, welcher drei Hallelement-Sensoren aufweist, stellt dann die Winkelposition des Rotors fest. Die Hilfse- lektronik 10 ermittelt entsprechend die geeigneten Zeitpunk- te für die geregelte Motorbestromung. Der Aufbau der Hilfse- lektronik 10 ähnelt daher demjenigen der Hauptelektronik 2, kann aber auch vereinfacht sein, beispielsweise nur eine Drehmomentregelung und keine Drehzahlregelung vorsehen.

Im Falle des Anschlusses an die Hilfselektronik 10 kann das maximale Drehmoment des Motors 1 erreicht werden, während die Drehzahl des Motors 1 von der Höhe der Spannung der Bat- terie 11 abhängt. Diese Spannung kann beispielsweise 24 - 48 V betragen. Als Batterie 11 können beispielsweise aus dem Fahrzeugbau bekannte 12 V - Batterien in Serie geschal- tet werden. Mittels eines an Wechselstrom (230 V-) ange- schlossenen Ladegerätes 13 wird die Batterie 11 geladen. Die Batterie 11 versorgt auch die automatische Betätigungsein- richtung 9.

Der Motor 1 ist als Antrieb in einen Aufzug, beispielsweise einen Personenaufzug, eingebaut. Bei einem Netzausfall, also bei einem Ausfall der die Hauptelektronik 2 versorgenden Drehstromquelle, oder bei einem Ausfall der Hauptelektronik 2 selber aufgrund eines Defektes wird die automatische Betä- tigungseinrichtung 9 aktiviert, welche den Umschalter 7 be- tätigt. Der Umschalter 7 trennt den Motor 1 von der Haupte- lektronik 2 und verbindet ihn mit der Hilfselektronik 10.

Der nunmehr im Notbetrieb arbeitende Motor 1 kann nun wei- terhin den Aufzug antreiben, wenn auch langsamer. Dies ist für eine Notbefreiung wichtig. Mittels der Hilfselektronik 10 können die gleichen Funktionen realisiert werden wie mit- tels der Hauptelektronik 2.

Die Hilfelektronik 10 kann im Notbetrieb auch die Bremse des Aufzugs automatisch lösen, welche ansonsten handbetätigt ge- löst werden müßte. Es ist möglich, die Hilfelektronik 10 so auszubilden, daß sie während des Notbetriebs die Wirksamkeit einer Bremseinrichtung steuern kann, das heißt die Bremse insbesondere anziehen und wieder lösen kann, beispielsweise in Abhängigkeit einer Überlast und/oder von der Geschwindig- keit des Aufzugs. Dies ist insbesondere dann günstig, wenn der Korb des Aufzugs besonders stark beladen ist, um die al- ternative Energiequelle 11 zu schonen. Die Hilfselektronik 10 kann auch gegebenenfalls erkennen, wenn der Korb sich entgegen der gewünschten Befreiungsrichtung bewegt, und dann die Bremse anziehen.