DE19839878A1

DE19839878A1 - Emergency operating device for device driven by permanent magnet synchronous motor e.g. passenger elevator

Info

Publication number: DE19839878A1
Application number: DE19839878A
Authority: DE
Inventors: Hans-Hermann Spohr
Original assignee: Wittenstein Motion Control GmbH
Current assignee: Wittenstein Motion Control GmbH
Priority date: 1997-09-11
Filing date: 1998-09-02
Publication date: 1999-04-01

Abstract

The emergency operating device has a changeover switch to connect motor to alternative energy source when emergency operation is adopted via auxiliary electronic unit An emergency operating device is described for a device which is driven by an electric motor (1), especially a permanent magnet synchronous one, which is controlled by a main electronic unit (2) and is subject to a main current for the emergency operation of the device when the main current and/or the main electronics fail(s). The motor also drives the device in emergency operation and a changeover switch (7) is provided which connects the motor to an alternative energy source (11) during emergency operation. The changeover switch then separates the motor from the main electronic unit and connects it to an auxiliary electronic unit (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine Notbetriebseinrichtung für eine Vorrichtung, die von einem elektrischen Motor, insbesondere einem permanentmagnet-erregten Synchronmotor angetrieben wird, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.The invention relates to an emergency operating device for a Device by an electric motor, in particular driven by a permanent magnet excited synchronous motor is, with the features of the preamble of claim 1.

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.A device of this type can, for example, a person be elevator. A known emergency operating device for this is a hand crank with which the passenger elevator at ei failure of the network, i.e. the power supply to the motor, can be moved manually.

Ein permanentmagnet-erregter Synchronmotor benötigt zum Be trieb eine spezielle Steuerungselektronik. Diese Steuerung selektronik dient der Motorkommutierung, Motorstrom- und Drehzahlregelung.A permanent magnet excited synchronous motor needs for loading drove a special control electronics. This control electronics is used for motor commutation, motor current and Speed control.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Notbe triebseinrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Notbe triebseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vor teilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprü che.The invention has for its object a Notbe Drive device of the type mentioned to improve. This object is achieved by an emergency drive device with the features of claim 1. Before partial designs are the subject of the dependent claims che.

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.The fact that the engine, even in emergency operation, the device drives, an additional drive for the device are eliminated, which simplifies and reduces the cost of manufacture. The switch is used when emergency operation is started Motor connected to an alternative energy source to the to replace failed power supply.

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 geschützt, sondern auch gegen einen Ausfall der Hauptelektronik. Es ist von Vorteil, wenn die Hilfselektronik von der alternativen Ener giequelle mit Strom versorgt wird, um den Motor zu be stromen, da dann die gleichen Funktionen der Motorsteuerung wie im normalen Betrieb möglich sind. Zur Regelung der Mo torbestromung ist die Hilfselektronik vorzugsweise mit we nigstens einem im Motor angeordneten Rotorlagegeber verbun den ist, so daß die Bestromung des Motors zum optimalen Zeitpunkt erfolgen kann. Der Rotorlagegeber kann als Sensor wenigstens ein Hallelement aufweisen.Preferably, the changeover switch disconnects when the emergency device is picked up drives the motor from the main electronics and connects him with an auxiliary electronics. So that is the device not only protected against a network failure, but also against a failure of the main electronics. It's from Advantage if the auxiliary electronics from the alternative energy Power source is supplied to power the engine current, because then the same functions of the motor control as possible in normal operation. To regulate the Mo The auxiliary electronics is preferably supplied with gate current at least one rotor position encoder arranged in the motor that is, so that the current supply to the motor is optimal Time can be done. The rotor position encoder can act as a sensor have at least one Hall element.

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.It is advantageous if the changeover switch is replaced by both manual actuator as well as by an automa table operating device is operable, since then the Emergency operation can be started automatically or manually can. The automatic actuator is preferred also connected to the alternative energy source sen.

Die erfindungsgemäße Notbetriebseinrichtung ist vorzugsweise in einem Aufzugsantrieb, insbesondere einem Personenauf zugsantrieb, einsetzbar.The emergency operating device according to the invention is preferred in an elevator drive, especially a passenger train drive, can be used.

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.The invention is based on one in the drawing illustrated embodiment explained in more detail. It shows the only figure a schematic block diagram of the embodiment play.

Ein permanentmagnet-erregter Synchronmotor 1 (AC-Servomotor) weist einen permanentmagnet-bestückten Rotor und einen den Rotor umgreifenden Stator auf. Eine an eine Drehstromquelle (3× 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 angeordnet er und an die Hauptelektronik 2 angeschlossener erster Rotorlagegeber 3 stellt die absolute Winkelposition des Rotors in Bezug auf den Stator fest. Die Hauptelektronik 2 ermittelt aus dieser Winkelposition die geeigneten Zeit punkte für die vorstehend beschriebene Bestromung des Motors 1. Durch diese Rückkopplung kann auch das Drehmoment sowie die Drehzahl des Motors 1 geregelt werden.A permanent magnet excited synchronous motor 1 (AC servo motor) has a permanent magnet equipped rotor and a stator encompassing the rotor. A main electronics 2 (servo controller) connected to a three-phase source (3 × 380 V∼) places the three phases U, V, W on the poles of the stator at suitable times in order to generate a rotating field which sets the rotor in rotation . A first rotor position sensor 3 arranged in the motor and connected to the main electronics 2 establishes the absolute angular position of the rotor in relation to the stator. The main electronics 2 determines from this angular position the suitable times for the above-described energization of the motor 1st The torque and the speed of the engine 1 can also be regulated by this feedback.

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 Hilfselektronik 10 angeschlossen wird. Die Hilf selektronik 10 wird von einer Batterie 11 mit Energie ver sorgt und legt im Falle einer Aktivierung anstelle der Haup telektronik 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 Rotorlagege ber 12, welcher drei Hallelement-Sensoren aufweist, stellt dann die Winkelposition des Rotors fest. Die Hilfselektronik 10 ermittelt entsprechend die geeigneten Zeitpunkte für die Motorbestromung. Der Aufbau der Hilfselektronik 10 ähnelt daher demjenigen der Hauptelektronik 2, kann aber auch ver einfacht sein, beispielsweise nur eine Drehmomentregelung und keine Drehzahlregelung vorsehen.In the lines between the main electronics 2 and the Mo tor 1 , a switch 7 is installed, which can be switched over both by a manual actuating device 8 and by an automatic actuating device 9 such that the motor 1 is separated from the main electronics 2 and connected to one Auxiliary electronics 10 is connected. The auxiliary electronics 10 is supplied with energy from a battery 11 and, in the event of an activation, puts three phases U, V, W at the poles of the stator instead of the main electronics 2 at suitable times. A second rotor position via 12 , which is arranged in the motor 1 and is connected to the auxiliary electronics 10 and which has three Hall element sensors, then determines the angular position of the rotor. The auxiliary electronics 10 accordingly determines the suitable times for the motor current supply. The structure of the auxiliary electronics 10 therefore resembles that of the main electronics 2 , but can also be simplified, for example only providing torque control and no speed control.

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.In the case of connection to the auxiliary electronics 10 , the maximum torque of the motor 1 can be achieved, while the speed of the motor 1 depends on the level of the voltage of the battery 11 . This voltage can be 24-48 V, for example. As a battery 11 , for example, 12 V batteries known from vehicle construction can be switched in series. The battery 11 is charged by means of a charger 13 connected to an alternating current (230 V∼). The battery 11 also supplies the automatic actuating device 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.The motor 1 is installed as a drive in an elevator, for example a passenger elevator. In the event of a power failure, i.e. in the event of a failure of the three-phase source supplying the main electronics 2 , or in the event of a failure of the main electronics 2 itself due to a defect, the automatic actuating device 9 is activated, which actuates the changeover switch 7 . The switch 7 separates the motor 1 from the main electronics 2 and connects it to the auxiliary electronics 10 . The motor 1 , now operating in emergency mode, can now drive the elevator, albeit more slowly. This is important for an emergency relief. The same functions can be implemented by means of the auxiliary electronics 10 as by means of the main electronics 2 .

Claims

1. Notbetriebseinrichtung für eine Vorrichtung, die von einem elektrischen Motor (1), insbesondere einem perma nentmagnet-erregten 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.1. Emergency operating device for a device that is driven by an electric motor ( 1 ), in particular a permanent magnet-excited synchronous motor, which is controlled by a main electronics ( 2 ) by a main current for an emergency operation of the device in the event of a failure of the main current and / or the main electronics is energized, characterized in that the motor ( 1 ) drives the device even in emergency operation and that a changeover switch ( 7 ) is provided which, when emergency operation is started, the motor ( 1 ) with an alternative energy source ( 11 ) connects.

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.2. Emergency operating device according to claim 1, characterized in that the switch ( 7 ) disconnects the motor ( 1 ) from the main electronics ( 2 ) when starting the emergency operation and connects to an auxiliary electronics ( 10 ).

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.3. Emergency operating device according to claim 2, characterized in that the alternative energy source ( 11 ) supplies the auxiliary electronics ( 10 ) with current so that it energizes the motor ( 1 ).

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.4. Emergency operating device according to claim 3, characterized in that the auxiliary electronics ( 10 ) for controlling the Motorbe flow with at least one in the motor ( 1 ) arranged rotor position sensor ( 12 ) is connected.

5. Notbetriebseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorlagegeber (12) wenigstens einen Hallele ment-Sensor aufweist.5. Emergency operating device according to claim 4, characterized in that the rotor position sensor ( 12 ) has at least one Hallele ment sensor.

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.6. Emergency operating device according to one of the preceding claims, characterized in that the changeover switch ( 7 ) can be operated both by a manual actuating device ( 8 ) and by an automatic actuating device ( 9 ).

7. Notbetriebseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Betätigungseinrichtung (9) an die alternative Energiequelle (11) angeschlossen ist. 7. Emergency operating device according to claim 6, characterized in that the automatic actuating device ( 9 ) is connected to the alternative energy source ( 11 ).

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.8. Emergency operating device according to claim 6 or 7, characterized in that the automatic actuating device ( 9 ) is activated both in the event of a power failure of the main electronics ( 2 ) and in the event of a failure of the main electronics ( 2 ).

9. Aufzugsantrieb, insbesondere Personenaufzugsantrieb, mit einer Notbetriebseinrichtung nach einem der vorhe rigen Ansprüche.9. elevator drive, in particular passenger elevator drive, with an emergency operating device according to one of the above claims.