EP0476460A2 - Safety device for a hoist drive - Google Patents

Abstract

In a hoist drive having a three-phase motor (2), the arithmetic sum and vectorial sum of the phase currents are formed, compared in each case with limit values, and the release condition for a safety brake (6) is derived therefrom. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hebezeugantrieb, bei dem ein Drehstrommotor an einen Umrichter mit variabler Ausgangsfrequenz angeschlossen ist und dem Motor eine mechanische Sicherheitsbremse zugeordnet ist, die nur dann freigebbar ist, wenn das Drehmoment des Motors einen vorgegebenen Wert hat. Bei Hebezeugantrieben darf die Haltebremse nur dann gelüftet werden, wenn im elektrischen Motor ein ausreichendes Moment zum Halten bzw. Hochfahren der Last vorhanden ist, da es ansonsten - man denke z.B. an Gießkräne - zu schweren Unfällen kommen kann.The invention relates to a hoist drive in which a three-phase motor is connected to a converter with a variable output frequency and the motor is assigned a mechanical safety brake which can only be released when the torque of the motor has a predetermined value. In the case of hoist drives, the holding brake may only be released if there is sufficient torque in the electric motor to hold or raise the load, otherwise it would be - think e.g. on pouring cranes - serious accidents can occur.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Kriterium für die Sicherheitsvorrichtung zu schaffen, das anzeigt, wenn ein ausreichendes Moment zur Verfügung steht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die elektrischen Ströme in den Leitungen zwischen Umrichter und Motor erfaßbar sind und daraus ein der vektoriellen Summe und ein der Mittelwertsumme der elektrischen Ströme proportionales Signal gebildet wird und daß das Freigabekommando für die Bremse aus der Bedingung abgeleitet ist, daß die vektorielle Summe unterhalb eines vorgegebenen ersten Grenzwertes und die Mittelwertsumme oberhalb eines zweiten Grenzwertes liegt.The object of the present invention is to provide a criterion for the safety device which indicates when a sufficient moment is available. This object is achieved in that the electrical currents in the lines between the converter and motor can be detected and a signal proportional to the vectorial sum and the mean sum of the electrical currents is formed therefrom and that the brake release command is derived from the condition, that the vectorial sum lies below a predetermined first limit value and the mean sum lies above a second limit value.

Auf diese Weise wird auch bei sehr niedrigen Frequenzen in der Anfahrphase sehr sicher festgestellt, ob ausreichender Strom, d.h. Moment vorhanden ist, und ob dieser Strom auch ordnungsgemäß die Ständerwicklungen durchfließt und nicht etwa auf einen Kurzschluß zurückzuführen ist.In this way, even at very low frequencies in the start-up phase, it is determined with certainty whether there is sufficient current, ie torque, and whether this current also flows properly through the stator windings and is not due to a short circuit.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert; es zeigen:

• FIG 1 das Prinzipschaltbild und
• FIG 2 Details einer Stromauswerteschaltung.

Wie aus FIG 1 ersichtlich, speist ein an ein Netz angeschlossener Thyristorumrichter 1 mit variabler Ausgangsspannung und Frequenz einen Drehstrommotor 2 mit den Phasen RST. Der Motor 2 treibt über ein Getriebe 3 die Seiltrommel 4, an deren Seil die Last 5 hängt. Der Motor 2 ist ferner mit einer elektrisch lüftbaren Sicherheitsbremse 6 gekuppelt, deren Ansteuerung 7 nur dann das Freigabekommando geben darf, wenn ein ausreichendes Motordrehmoment vorliegt. Zur Erfassung dieses Moments sind in den Phasenzuleitungen zwischen Umrichter 1 und Motor 2 Stromwandler 8, 9, 10 vorgesehen. An die Stromwandler 8, 9, 10 ist eine Stromauswerteschaltung 11 angeschlossen, die an einen Ausgang 15 ein der Summe der Phasenströme I_R, I_S, I_T proportionales Signal I_e und am zweiten Ausgang 16 ein der vektoriellen Summe I_v der Phasenströme proportionales Signal liefert. An den Ausgang 15 ist ein Grenzwertmelder 12 angeschlossen, der anspricht, wenn der Summeneffektivwert der Phasenströme einen vorgegebenen Grenzwert überschritten hat. Am Ausgang 16 ist ein Grenzwertmelder 12 angeschlossen, der anspricht, wenn die vektorielle Summe der Phasenströme unterhalb eines vorgegebenen Wertes, z.B. unterhalb 10% Nennstrom liegt. Da im Idealfall die vektorielle Summe der Phasenströme Null sein muß, kann hierdurch auch bei sehr niedrigen Frequenzen festgestellt werden, ob in allen drei Phasen die richtigen Ströme fließen. Haben beide Grenzwertmelder 12, 13 angesprochen, so wird über das Undglied 14 das u.a. erforderliche Freigabekommando an die Ansteuerung 7 der Bremse 6 gegeben.Advantageous embodiments of the invention can be found in the subclaims.
The invention will be explained in more detail with reference to a drawing; show it:

• 1 shows the block diagram and
• 2 details of a current evaluation circuit.

As can be seen from FIG. 1, a thyristor converter 1 connected to a network with variable output voltage and frequency feeds a three-phase motor 2 with the phases RST. The motor 2 drives the cable drum 4 via a gear 3, the load 5 hanging from the cable. The motor 2 is also coupled to an electrically ventilable safety brake 6, the control 7 of which may only give the release command if there is sufficient motor torque. To detect this moment, current transformers 8, 9, 10 are provided in the phase feed lines between converter 1 and motor 2. A current evaluation circuit 11 is connected to the current transformers 8, 9, 10, which signal is connected to an output 15 and the signal I _{e is} proportional to the sum of the phase currents I _R , I _S , I _T and to the second output 16 is proportional to the vectorial sum I _{v of} the phase currents Signal delivers. A limit value detector 12 is connected to the output 15, which responds when the total effective value of the phase currents has exceeded a predetermined limit value. A limit value detector 12 is connected to the output 16 and responds when the vectorial sum of the phase currents is below a predetermined value, for example below 10% nominal current. Since in the ideal case the vectorial sum of the phase currents must be zero, this can be used to determine whether the correct currents flow in all three phases, even at very low frequencies. If both limit detectors 12, 13 have responded, the release command which is required, among other things, is sent to the control 7 of the brake 6 via the gate 14.

Wie aus FIG 2 ersichtlich, kann die vektorielle Summenbildung relativ einfach mit einem in Sternpunktschaltung angeordneten Transformator 17 und die Mittelwertbildung mit einem Gleichrichter 18 vorgenommen werden.As can be seen from FIG. 2, the vectorial sum formation can be carried out relatively easily with a transformer 17 arranged in a star point connection and the averaging with a rectifier 18.

Claims (3)

Sicherheitsvorrichtung für einen Hebezeugantrieb, bei dem ein Drehstrommotor (2) an einen Umrichter (1) mit variabler Ausgangsfrequenz angeschlossen ist und dem Motor (2) eine mechanische Sicherheitsbremse (6) zugeordnet ist, die nur dann freigebbar ist, wenn das Drehmoment des Motors (2) einen vorgegebenen Wert hat, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Ströme (I_R, I_S, I_T) in den Leitungen zwischen Umrichter (1) und Motor (2) erfaßbar sind und daraus ein der vektoriellen Summe (I_v) und ein der Mittelwertsumme (I_e) der elektrischen Ströme proportionales Signal gebildet wird und daß das Freigabekommando für die Bremse (6) aus der Bedingung abgeleitet ist, daß die vektorielle Summe unterhalb eines vorgegebenen ersten Grenzwertes und die Mittelwertsumme oberhalb eines zweiten Grenzwertes liegt.Safety device for a hoist drive, in which a three-phase motor (2) is connected to a converter (1) with a variable output frequency and the motor (2) is assigned a mechanical safety brake (6) that can only be released if the torque of the motor ( 2) has a predetermined value, characterized in that electrical currents (I _R , I _S , I _T ) can be detected in the lines between the converter (1) and motor (2) and from this one of the vectorial sum (I _v ) and a the signal proportional to the mean value (I _e ) of the electrical currents is formed and that the release command for the brake (6) is derived from the condition that the vectorial sum is below a predetermined first limit value and the mean value sum is above a second limit value. Sicherheitsvorrichtung für einen Hebezeugantrieb nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch eine Stromauswerteschaltung (11) mit einem an Stromwandler (8 bis 10) im Motorstromkreis angeschlossenen Transformator (17) zur vektoriellen Summenbildung und einen an die Stromwandler (8 bis 10) angeschlossenen Gleichrichter (18) zur Mittelwertbildung.Safety device for a hoist drive according to claim 1, characterized by a current evaluation circuit (11) with a transformer (17) connected to current transformers (8 to 10) in the motor circuit for vectorial summation and a rectifier (18) connected to the current transformers (8 to 10) for averaging . Sicherheitsvorrichtung für einen Hebezeugantrieb gekennzeichnet durch an die Stromauswerteschaltung (11) angeschlossene Grenzwertmelder (12, 13), deren Ausgangssignale miteinander für die Kommandogabe verknüpft sind.Safety device for a hoist drive characterized by limit detectors (12, 13) connected to the current evaluation circuit (11), the output signals of which are linked to one another for the command.

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