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Title:
METHODS AND SYSTEM FOR STOPPING ELEVATORS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/073121
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to methods for stopping elevators especially when using at least one three-phase motor (14) operated by a static frequency converter (18). According to the invention, a brake relay (6) controls the brake (15) of the motor (14) such that releasing of the brake relay (6) causes the motor (14) to be decelerated while the brake relay (6) is coupled to a protective circuit (9) in such a way that the control pulses required for generating the driving motor field are safely blocked when the brake relay (6) is released.

Inventors:
DETLEV ABRAHAM (DE)
MENNEN HANS-JOSEF (DE)
Application Number:
PCT/DE2005/000115
Publication Date:
August 11, 2005
Filing Date:
January 25, 2005
Export Citation:
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Assignee:
DANFOSS DRIVES AS (DK)
DETLEV ABRAHAM (DE)
MENNEN HANS-JOSEF (DE)
International Classes:
B66B5/00; B66B5/06; (IPC1-7): B66B5/06
Foreign References:
US6056088A2000-05-02
US4479565A1984-10-30
US6422350B12002-07-23
Attorney, Agent or Firm:
Kietzmann, Manfred (Rechtsanwalt Partnerschaft Friedrichstrasse 9, IHZ Berlin, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Stillsetzen von Aufzügen. insbesondere bei Verwendung von mindestens einem durch einen statischen Frequenzumrichter (18) betriebenen Drehstrommotor (14), bei der ein Bremsrelais (6) die Bremse (15) des Motors (14) steuert, derart, dass das Abfallen des Bremsrelais (6) das Abbremsen des Motors (14) bewirkt und das Bremsre lais (6) mit einer Sicherheitsschaltung (9) derart gekop pelt ist, dass beim Abfallen des Bremsrelais (6) die zur Erzeugung des treibenden Motorfeldes benötigten Steuerim pulse sicher gesperrt werden.
2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass ein in Reihe angeordneter Leistungshalbleiter (20) schnel ler ausschaltet als der zur Ansteuerung der Bremse (15) dienende Kontakt (19) des Bremsrelais (6).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei geschlossener Sicherheitseinrichtung (2) ein Ruf (5) das Bremsrelais (6) ansteuert, so dass es angezogen wird.
4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bestehend aus einer Sicherheitskette (1) des Aufzuges mit vorzugsweise in Reihe geschalteten Sicherheitseinrichtun gen (2), die über die Aufzugssteuerung (3) auf das in ei nem Frequenzumrichter (18) angeordnete Bremsrelais (6) wirken, das die Bremse (15) des Motors (14) steuert, wobei der Frequenzumrichter (18) eine Frequenzumrichterlogik (8) enthält, die entsprechend den Fahrsignalen ein Drehfeld erzeugendes Pulsmuster für die im Inverter (13) angeordne ten Leistungshalbleiter zur Motorsteuerung enthalt und ei ne Sicherheitsschaltung (9), die einerseits mit dem Brems relais (6) gekoppelt ist und andererseits mit den Lei tungshalbleitern, so dass beim Abfallen des Bremsrelais (6) das Drehmoment erzeugende Drehfeld des Motors (14) ab geschaltet ist.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Bremsrelais (6) ein NotAus Relais vorzugs weise gemäß EN 9541 Kategorie 4 ist.
6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein Bremsrelais (6) angeordnet ist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, dass der Frequenzumrichter (18) im Anschlusskasten oder am Ge häuse des Aufzugmotors angeordnet ist.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, dass der zur Ansteuerung der Bremse (15) dienende Kontakt (19) des Bremsrelais (6) mit ein Leistungshalbleiter (20) in Reihe geschaltet ist.
Description:
Verfahren und Anordnung zum Stillsetzen von Aufzügen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Stillsetzen von Aufzügen bei Verwendung insbesondere von durch statische Frequenzumrichter betriebenen Drehstrommoto- ren.

Das Stillsetzen des Antriebes für Aufzüge ist von sicher- heitstechnischer Relevanz. Betrachtet man den Funktionsablauf eines Aufzuges, so sind das Stillsetzen nach Ansprechen einer Sicherheitseinrichtung und das ungewollte Inbewegungsetzen während des Be-bzw. Entladens von besonderer Bedeutung.

Um diesen Anforderungen Rechnung zu tragen. wird die Stromzu- fuhr zum Motor mittels zweier überwachter Schützen oder eines überwachten Schützes und einer überwachten Steuereinrichtung realisiert, die den Energiefluss mit statischen Komponenten unterbricht. Damit wird sichergestellt, dass der Motor in den o. g. Betriebszuständen kein Drehmoment erzeugen kann und die Bremse eingefallen ist.

In der DIN EN 81-1 heißt es dazu unter Punkt 12.7 u. a. : Das Stillsetzen des Aufzuges bei Ansprechen einer elektri- schen Sicherheitseinrichtung muss wie folgt durchgeführt wer- den : Bei direkt vom Dreh-oder Gleichstromnetz gespeisten Motoren muss der Energiefluss durch zwei voneinander unabhängige Schütze unterbrochen werden, deren Schaltglieder im Motor- . stromkreis in Reihe geschaltet sind.

Haben die Hauptschaltglieder eines der beiden Schütze beim Stillstand des Aufzuges nicht, geöffnet, muss spätestens beim nächsten Richtungswechsel ein erneutes Anfahren verhindert sein.

Bei einem Antrieb durch Ward-Leonard-System bei Erzeugung der Erregung durch klassische Mittel müssen zwei voneinander un- abhängige Schütze a) entweder den Ankerkreis oder b) den Erregerkreis des Generators oder c) ein Schütz den Ankerkreis und das andere den Erregerkreis des Generators unterbrechen.

Wenn die Hauptschaltglieder eines der beiden Schütze beim Stillstand des Aufzuges nicht öffnen, muss ein erneutes An- fahren spätestens beim nächsten Richtungswechsel verhindert sein.

Bei einer Speisung und Steuerung von Drehstrom-oder Gleich- strommotoren mit statischen Mitteln muss der Energiefluss zum Motor durch zwei voneinander unabhängige Schütze unterbrochen werden. Wenn die Hauptschaltglieder eines der beiden Schütze beim Stillstand des Aufzuges nicht geöffnet haben, muss spä- testens beim nächsten Richtungswechsel ein erneutes Anfahren des Aufzuges verhindert sein.

Alternativ kann eine Schaltung, bestehen aus l. einem Schütz, das den Energiefluss allpolig unterbricht.

Die Spule des Schützes muss wenigstens vor jedem Fahrt- richtungswechsel abgeschaltet werden. Wenn das Schütz nicht abfällt, muss ein erneutes Anfahren des Aufzuges verhindert sein ; und 2. einer Steuereinrichtung, die den Energiefluss in den sta- tischen Elementen unterbricht ; und 3. einer Überwachungseinrichtung, die prüft, ob der Energie- fluss bei jedem Anhalten des Aufzuges unterbrochen wird, eingesetzt werden.

Auf der Fachmesse SPS//PC/DRIVES 2002 wurde ein neues Gerät der Firma Control Techniques, der Unidrive SP, vorgestellt, der als Automatisierungsplattform viele neue innovative Lö- sungen für die Aufzugsbranche bieten soll. Ein entsprechender Artikel darüber in der Zeitschrift LIFT-REPORT 29. Jahrg.

(2003) Heft 4 Seite 80 endet mit der Feststellung :"Eine TÜV- Zertifizierung nach EN 81-1 ist in Arbeit. Diese wird die Einsparung eines Motorschützes ermöglichen." Dieser skizzierte Stand der Technik macht deutlich, dass das Motorschützenprinzip von der Fachwelt als zwingend notwendig angesehen wird. Und dies, obwohl mit diesem Stand der Technik wesentliche Nachteile verbunden sind.

Besonders bei maschinenraumlosen Aufzügen stört der Platzbe- darf und die Geräuscherzeugung der zu verwendenden Schütze.

Technologiebedingt kann der Frequenzumrichter auf Grund der hohen Schaltspiele nicht durch Schütze am Eingang geschaltet werden. Damit ist die Anordnung des Frequenzumrichters direkt am Motor schlecht möglich. Die Kosten der Schütze, deren Mon- tage und Verdrahtung erhöhen die Produktkosten.

Aus EMV-Sicht ist das Schalten des Frequenzumrichterausganges und damit die Unterbrechung der Schirmung schlecht. Auch ist bekannt, dass das Abschalten des Umrichterausganges bei nied- rigen Motorfrequenzen höheren Kontaktabbrand erzeugt, was zur Lebensdauerverkürzung der Schütze führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen und ganz auf das Prinzip der Verwendung von Motorschütze zu verzichten.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Verfahrensan- spruches 1 und des Anordnungsanspruches 4. Vorteilhafte Aus- gestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß wird das Stillsetzen des Antriebes mittels einer Schaltungss-truktur erreicht, die einerseits durch das sichere Abschalten der drehfeldbildenden Steuersignale, d. h.

Vermeidung eines treibenden Drehmomentes des Motors, und an- dererseits den Einfall der zum Antrieb gehörenden Bremse be- wirkt.

Dabei wird der Umstand genutzt, dass Drehstrommotoren ein treibendes Drehmoment nur erzeugen können, wenn ein Drehfeld der Wicklung anliegt.

Bei der Speisung'von Drehstrommotoren durch statische Fre- quenzumrichter wird das Drehfeld durch Modulation einer Gleichspannung erzeugt. Diese Modulation erfolgt in der Regel durch 6 an der Gleichspannung liegende Leistungshalbleiter und einer Logik, die die für die Modulation benötigten Steu- erimpulse ausgibt.

Die den Aufzug stillsetzenden Sicherheitseinrichtungen arbei- ten auf ein im Umrichter integriertes Bremsrelais gemäß EN 954-1 Kategorie 4 oder auf 2 überwachte Relais, die den Ein- fall der Bremse herbeiführen und gleichzeitig auf eine Sicherheitsschaltung nach EN 81-1 wirken. Damit unterbricht die Sicherheitsschaltung die für die Modulation der Gleich- spannung benötigten Steuerimpulse. Die Erzeugung eines Motor- drehmoment bildenden Drehfeldes ist somit verhindert.

Durch diese Erfindung ist der Frequenzumrichter ohne Schütze am Ausgang des Umrichters für Aufzüge einsetzbar.

Damit kann der Umrichter nahe am Antrieb bzw. im Motoran- schlusskasten des Antriebes integriert werden. Somit sind hohe integrierte Antriebslösungen für Aufzüge'mit geringem Montageaufwand möglich. Die störenden Schaltgeräusche der Schütze entfallen. Die Aufzugsteuerung kann wesentlich kom- pakter realisiert werden, da die Schütze nicht mehr benötigt werden und der Umrichter am Motor angeordnet werden kann.

Die Schirmung des Motorkabels wird nicht durch die Schütze unterbrochen oder ist im Falle der Anordnung des Umrichters im Motorgehäuse nicht mehr nötig.

Der Austausch der Schützkontakte durch Abbrand entfällt. Da- mit wird die Wartung erleichtert. Die Kosten für die Schütze und deren Verdrahtung und Montage entfallen.

Die erfindungsgemäße Schaltung soll anhand der Zeichnung nä- her erläutert werden.

Die Sicherheitskette 1 des Aufzuges besteht in der Regel aus in Reihe geschalteten Sicherheitseinrichtungen 2, die über die Aufzugssteuerung 3 auf das im Frequenzumrichter 18 integ- rierte Bremsrelais 6 arbeitet.

Das Bremsrelais 6 ist ein Relais gemäß EN 954-1 der Kategorie 4 oder kann mit zwei überwachten Relais realisiert werden.

Das Bremsrelais 6 steuert mittels des Kontaktes 19 die Bremse 15 des Motors 14 an und wirkt durch Kontakt 10 auf die Si- cherheitsschaltung. Dabei handelt es sich bevorzugt um eine Sicherheitsschaltung nach EN 81-1.

Zur Verminderung des Kontaktverschleißes ist dem Kontakt 19 des Bremsenrelais 6 der Leistungshalbleiter 20 in Reihe ge- schaltet. Aufgrund des schnelleren Schaltverhaltens des Leis- tungshalbleiters 20 wird ein Abbrand des Kontaktes 19 vermie- den.

Der Logikteil 8 des Frequenzumrichters 18 stellt das Drehmo- ment bildende Pulsmuster für die im Inverter angeordneten Leistungshalbleiter zur Verfügung. Die Sicherheitsschaltung 9 sperrt das Pulsmuster, wenn die Kontakte 10 des Bremsrelais geöffnet sind.

Das Leistungsteil des Frequenzumrichters 18 besteht aus einem Gleichrichter 11, der die Netzspannung gleichrichtet, einem Gleichspannungszwischenkreis 12 und einem Inverter 13, der vorzugsweise aus sechs Leistungshalbleitern aufgebaut ist.

Durch definiertes Schalten der Leistungshalbleiter wird eine dreiphasige Wechselspannung mit variabler Grundwellenamplitu- de und Frequenz erzeugt.

Empfängt nun die Aufzugssteuerung 3 einen Ruf 5, so wird bei geschlossenen Sicherheitseinrichtungen 2 das Bremsrelais an- gesteuert. Die Aufzugssteuerung 3 überwacht mittels der Über- wachungseinrichtung 4 die Funktion des Bremsrelais 6.

Mit dem Ansteuern des Bremsrelais 6 werden dem Frequenzum- richter 18 von der Aufzugssteuerung die Fahrsignale 7, wie Fahrtrichtung und Geschwindigkeit übermittelt.

. Die Frequenzumrichterlogik 8 erzeugt entsprechend den Fahr- signalen ein Drehfeld erzeugendes Pulsmuster für die Leis- tungshalbleiter.

Sobald das Bremsrelais 6 angezogen ist, werden die Pulsmuster von der Sicherheitsschaltung 9 auf die Leistungshalbleiter geschaltet. Damit können die Leistungshalbleiter aus der Zwi- schenkreisspannung durch Modulatoren ein Drehfeld mit variab- ler Grundwellenfrequenz erzeugen.

Wenn der Umrichter einen genügend großen Magnetisierungsstrom 16 für den Motor 14 misst, wird die Bremse 15 durch ein im Umrichter befindliches Relais 17 an die Spannung gelegt.

Der Antrieb kann nun in Bewegung gesetzt werden.

Wenn durch eine betätigte Sicherheitseinrichtung das Bremsen- relais abfällt, so wird einerseits die Bremse zum Einfallen gebracht und andererseits die Sicherheitsschaltung 9 ge- sperrt. Damit wird das Drehmoment erzeugende Drehfeld des Mo- tors 14 abgeschaltet und die Bremse 15 verzögert den Antrieb.

Dadurch wird der Antrieb stillgesetzt.

Däs ungewollte Anfahren des Antriebes wird durch diese Schal- tungsstruktur ebenfalls solange vermieden, wie das Bremse- lais abgefallen ist.

Ein fehlerhafter Leistungshalbleiter im Inverter 13 führt zur Abschaltung oder zur Zerstörung des betroffenen Leistung- halbleiters. Da die zum Erzeugen eines Drehfeldes erforderli- chen Pulsmuster sehr komplex sind, kann eine zufällige Ent- stehung eines drehmomentbildendes Pulsmusters, z. B aufgrund einer Beeinflussung durch elektromagnetische Störungen oder Bauteilefehlern ausgeschlossen. werden.

In jedem Fall wird die Erzeugung eines treibenden Drehmomen- tes vermieden.

Bezugszeichenliste 1 Sicherheitskette des Aufzuges 2 Sicherheitseinrichtungen 3 Aufzugssteuerung 4 Überwachungseinrichtung für das Bremsrelais 5 Ruf 6 Bremsrelais 7 Fahrsignale 8 Frequenzumrichterlogik 9 Sicherheitsschaltüng 10 Kontakte des Bremsrelais 11 Gleichrichter 12 Gleichspannungszwischenkreis 13 Inverter mit Leistungstransistoren 14 Motor 15 Bremse 16 Magnetisierungsstrom 17 Relais 18 Frequenzumrichter 19 Bremsansteuerung 20 Leistungshalbleiter




 
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