SE1050183A1 - Förfarande och anordning för lraftförsörjning av kuggstångsburna hissar. - Google Patents

Abstract

14 SAMMANDRÅG Uppfinningen avser ett förfarande och en anordning för kraftförsörjning av en hiss avdet slag där ett drivmaskineri (109) är uppburet av en lastbärare (107) och medelstsamverkan mellan kugghjul (111) och kuggstång (112) kan driva lastbäraren i en första ochandra riktning längs en bana utefter en i huvudsak vertikal mast (110). För att reducera detexterna kraftbehovet och därmed sänka kostnaderna för hissens kraftförsörjningssystemsom helhet föreslås enligt förfarandet; att en lastbärare (107) anordnas; att lastbäraren (107) anordnas uppbära en i drivmaskineriet ingående elektriskt verksamelmotor (109) vilken elmotor väljs så att den vid regenerativ drift genererar ettenergiflöde, att elmotorn (109) anordnas så att den kan driva lastbäraren (107) i den första riktningenlängs banan och vid omvänd regenerativ drift kan driva lastbäraren att under bromsningoch rörande sig i den andra riktningen nedför banan generera ett energiflöde, att lastbäraren (107) anordnas uppbära ett energilagringssystem (10) som inbegriper ettenergilager (60) utformat att lagra, motta, och avge elektrisk energi, att lastbäraren (107) utrustas med en första strömöverförande buss (11) tillåtande detfrån elmotorn (109) vid bromsning och regenerativ drift avgivna energiflödet att överförasfrån elmotorn till det i energilagringssystemet (10) ingående energilagret (60) och vidbehov omvänt överföras från energilagret till drivmotorn, och att lastbäraren (107) tillordnas att öka sin lägesenergi vid acceleration eller rörelse uppåt längs masten genom inverkan av energi som hämtas från energilagret (60). W:\Other_Casedocuments\Patent\P409-\P40904575SEOO\100223 besk.doc

Description

15 20 25 30 35 2 elkraftkabeln ges anpassad längd för att kunna följa hisskorgen hela vägen upp längs masten. Avslutningsvis kan det nämnas att kuggstångsburna hissar vanligen är avsedda att användas för icke permanent bruk inom byggnadsindustrin, dvs. när ett byggnadsverk är uppfört demonteras hissen.

Hissarna blir emellertid allt högre och det har visat sig att vid hlsshöjder upp till 500 m och högre, blir tyngden av elkraftkabeln så betydande att den påverkar hissens lastkapacitet. Att elkraftkabeln förlängs i takt med att hisskorgen rör sig längs masten innebär också svårigheter att härbärgera hela kraftkabellängden framförallt när kraftkabeln skall försörja effektstarka elmotorer med erforderlig strömstyrka. När det handlar om hissar som är avsedda att röra sig mellan våningsplanen på mycket höga byggnader utgör såväl elkraftkabelns längd, styvhet och egenvikt problem varvid den förhållandevis grova elkraftkabel som medföljer hisskorgen blir svår att styra, tung att bära och härbärgera.

Det bör underförstås att den kuggstångsurna hissens begränsade möjligheter att utbalansera hisskorgens lägesenergi genom dess avsaknad av motvikt leder till att det krävs mycket kraftfulla elmotorer och tillhörande elektrisk utrustning såsom elkraftkablar med relativt stor tvärsnittsarea för att klara att leverera erforderliga strömstyrkor till hissens drivmotorer, framförallt vad gäller under startögonblicket eller den s.k. accelerationsfasen.

När hisskorgen körs till en viss nivå uppför masten ökar dess lägesenergi följande formeln; (Ep°t=mgh; där m=massan, h=lyfthöjden och g=tyngdaccelerationen). I avsaknad av motvikt har lägesenergin hos en hisskorg som lyfts till en bestämd höjd ökat väsentligen varvid hissen tillförts väsentliga energimängder via kraftförsörjningssystemet. Det bör inses att i hisskorgens upphöjda läge sett förefinns den tillförda energin samlad i hisskorgen som lägesenergi.

Förutom nämnda höga hlsshöjder är det givetvis också ett problem att effekt, kraftförsörjningssystem måste dimensioneras utgående från den högsta mest kritiska effekt hissmotorerna bara periodvis driver hissen med full emedan hissens som normalt bara krävs under vissa korta perioder av driften, framförallt i startögonblicket men även under det att hissen rör sig uppåt längs masten. Den största momentana kraften behövs emellertid i startögonblicket, dvs. under körcykelns inledande del när hisskorgen accelereras. Når hisskorgen uppnått konstant hastighet sjunker effektbehovet väsentligt. Hos konventionella motviktsförsedda hissar utbalanseras förändringar i hisskorgens lägesenergi (potentiella energi) vid rörelser medelst en motvikt. Kuggstångsburna hissar saknar vanligen denna möjlighet utan lägesenergin måste hela tiden övervinnas av kraftförsörjningssystemet vilket givetvis ställer väsentliga krav på detta. Stora mängder energi genereras när en kuggstångsdriven hisskorg under bromsning (retardation) rör sig nedåt längs masten. Den lägesenergi som därvid avgår från hisskrogen omvandlas vanligen till värmeenergi i separata resistorer (bromsresistorer) eller matas tillbaka in på kraftnätet genom s.k. regenerativ W:\Other_Casedocuments\Patent\P409-\P40904575SEOO\100223 besk.doc 10 15 20 25 30 35 3 bromsning. Det bör inses att vid en jämförelse med konventionella motviktsförsedda hissar producerar en kuggstångsdriven hiss väsentligen större mängd energi vid rörelse nedåt på grund av avsaknad av motvikt. Tidigare försök att utrusta kuggstångsburna hissar med motvikt har varit mindre framgångslyckade, framförallt beroende på komplicerade konstruktioner och det merarbete som motviktsarrangemanget innebär vid monterings- och demonteringsarbete med hissen.

Eftersom kraftförsörjningssystemet och tillhörande el-anläggningar måste dimensioneras för att klara den högsta uteffekt som krävs under korta perioder, medan en uppträdande standardbelastning ställer väsentligt mindre krav på kraftanläggningens kapacitet, kommer överbelastningsskydd, ledningssystem och övrig utrustning i förbrukarkretsen inte utnyttjas fullt ut med avseende på utrustningens kapacitet. Som ett led i detta blir investeringskostnaden för kraftförsörjningssystemen betydande och mer omfattande än nödvändigt samt ur kostnadssynpunkt ineffektiv.

Emedan kuggstångsdrivna hissar inte sällan används vid uppförande av byggnadsverk på platser som saknar elström och infrastruktur av kraftverk varvid som huvudkraftgeneratorer används alternativa energikällor som exempelvis dieselaggregat bör underförstås att det av en mängd aspekter skulle vara önskvärt att kunna reducera såväl storlek som kostnad för erforderlig extern kraftalstrande utrustning och genset.

I fig. 1 visas hur ett i en huvudkraftgenerator 100 ingående allmänt kraftnät 101 matar en trefas växelström till en transformator 102 för nedtransformering till lämplig spänningsnivå. En AC-buss 105 och en trefas elkraftkabel 106 som försörjer en av en hisskorg 107 uppburen trefas elmotor 109 med elektrisk energi. Som bäst framgår av fig. 1a är hisskorgen 107 kuggstångsburen och körbar längs en mast 110 genom samverkan mellan ett av elmotorn 109 drivet kugghjul 111 och en på masten anordnad kuggstång 112. Den valda hastigheten vid höjning och sänkning av hisskorgen 107 styrs genom lämplig frekvensomriktning av elmotorn 109. När hisskorgen 107 under inbromsning rör sig nedåt längs masten 110 genereras ett omvänt eller motriktat AC växelströmsflöde i elmotorn 109.

Det motriktade AC strömflödet kan genom s.k. generatorisk bromsning ledas tillbaka till kraftnätet 101 (ej visat).

I fig. 2 visas ett exempel däri huvudkraftgeneratorn 100 ingår ett dieselaggregat 113 avsett att användas som kraftkälla. Dieselaggregatet 113 är mekaniskt sammankopplat med en AC kraftgenerator 114. Kraftgeneratorn 114 avger en AC växelström som via en AC-buss 105 och trefas elkraftkabel 106 (se fig. 1) försörjer hisskorgens 107 elmotor 109. Från och med denna punkt är systemet detsamma som det som beskrivits i fig. 1. När hisskorgen 107 rör sig nedåt längs masten genereras ett omvänt eller motriktat AC växelströmsflöde i motorn. Det motriktade AC strömflödet kan genom generatorisk bromsning bringas att avgå som värme i ett bromsmotstånd alternativt ledas tillbaka till kraftnätet 101 (ej visat).

W:\Other_Casedocum ents\Patent\P409-\P40904575SE00\100223 besk.doc 10 15 20 25 30 35 4 Ett första syfte med föreliggande uppfinning är att utgående från känd teknik åstadkomma ett förfarande för kraftförsörjning av kuggstângsburna hissar som gör det möjligt att reducera det externa kraftbehovet och därmed sänka kostnaderna för hissens kraftförsörjningssystem som helhet. Ett andra syfte är att åstadkomma ett förfarande för kraftförsörjning som löser problemen med den från grundnivåenheten till hisskorgen sig sträckande trefas elkraftkabeln. Ett tredje syfte med uppfinningen är att åstadkomma en anordning för genomförande av nämnda förfaranden.

Dessa syften med uppfinningen uppnås genom ett förfarande som uppvisar de särdrag och kännetecken som anges i patentkravet 1 samt en anordning som uppvisar de särdrag och kännetecken som anges i patentkravet 10. l det följande kommer ett utföringsexempel av uppfinningen att beskrivas närmare med hänvisning till bifogade ritningar på vilka; Fig.1 visar schematiskt ett blockdiagram av ett känt till ett allmänt kraftnät anslutet kraftförsörjningssystem för en kuggstångsburen hiss som är körbar längs en mast; Fig. 1a visar en vy framifrån och mer i detalj drivaggregatet som ingår i en kuggstångsdriven hiss av det slag som visas i fig. 1, Fig. 2 visar schematiskt ett blockdiagram av kraftförsörjningssystemet enligt fig. 1 men i ett utförande med ett dieselmotordrivet generatoraggregat, ett s.k. genset; Fig. 3 visar schematiskt ett blockdiagram av en anordning enligt uppfinningen som för kraftförsörjning av en kuggstångsburen hiss har ett energilagringssystem som inbegriper en superkondensator och vilket system är anslutet till ett allmänt kraftnät levererande en AC växelspänning; Fig. 3a visar schematiskt ett blockdiagram av den i fig. 3 visade superkondensatorn och tillhörande elektriska kretsar mer i detalj.

Fig. 3b visar schematiskt i en tvärsnittsvy en i uppfinningen ingående laddningsanordning i ett alternativt utförande, inbegripande en strömavtagarvagn med strömavtagare och med vilken anordning en på hisskorgen anordnad kraftmottagare kan befinna sig kontinuerligt elektrisk förbindelse med huvudkraftnätet.

Fig. 4 visar schematiskt ett blockdiagram av en anordning för kraftförsörjning av en kuggstångsburen hiss enligt fig. 3 men i ett utförande med ett energilagringssystem som inbegriper ett svänghjul; Fig. 5 visar schematiskt ett blockdiagram av en anordning enligt fig. 3, men med ett energilagringssystem som inbegriper ett batteripack; Fig. 5a visar schematiskt ett blockdiagram av det i fig. 4 visade batteripacket med tillhörande elektriska kretsar mer i detalj.

Fig. 6 visar schematiskt i form av en graf energibehovet hos en känd kuggstångsburen hiss i olika steg A-F av en körcykel; och W:\Other_Casedocum ents\Patent\P409-\P409045758E00\100223 besk.doc 10 15 20 25 30 35 5 Fig. 7 visar schematiskt i form av en graf motsvarande fig. 6 energibehovet vid utnyttjande av en anordning för kraftförsörjning enligt föreliggande uppfinning; Med hänvisning till fig. 3-5 visas ett hissystem med en kuggstångsburen hiss för transport av passagerare eller gods. Hissen innefattar en lastbärare i form av en hisskorg 107 som medelst ett drivaggregat, omfattande en elmotor 109 och en transmission med roterbar axel inbegripande ett kugghjul 111, är körbar längs en bana i form av en mast 110 försedd med en kuggstång 112 (se fig. 1a). Nämnda elmotor 109 är av trefastyp, exempelvis med märkspänningen 380-500 V och frekvensen 50 eller 60 Hz. I fig. 3-5 visas föreliggande anordning för kraftförsörjning införlivad som en del av de båda i sig kända utföranden som visas i fig. 1 och 2 och till vilka också hänvisas.

I föreliggande kraftförsörjningsanordning ingår ett allmänt med 10 betecknat, av hisskorgen 107 uppburet energilagringssystem utformat att ta emot energi, lagra energi och via en första buss, en DC-buss 11 leverera lagrad energi till hisskorgens 107 elmotor 109.

DC-bussen 11 har en positiv sida 13 och en negativ sida 14. Ett kraftgenererande huvudkraftnät 100 levererar en trefas AC växelspänninggNämnda kraftnät 100 kan utgöras av ett allmänt elkraftnät, alternativt ett genset omfattande ett dieselaggregat med tillhörande kraftgenerator av de slag som visas i fig. 1 och 2. Det av hisskorgen 107 uppburna energilagringssystemet 10 är utformat att lagra energi av det slag som alstras vid regenerativ drift av hisskorgens elmotor 109, dvs. energi som avgår när hisskorgen 107 retarderas under rörelse nedåt längs masten 110. Vidare är energilagringssystemet 10 utformat för lagring av energi som hämtas direkt från huvudkraftnätet 100, antingen när hisskorgen 107 befinner sig på en grundnivå eller på en bestämd plats utefter hisskorgens 107 rörelsebana längs masten 110. Från en grundnivå sträcker sig en andra buss, en AC-buss 20 inbegripande en trefas elkraftkabel från huvudkraftnätet 100 och vidare vertikalt uppåt längs masten 110. Den som AC-buss 20 tjänande trefas elkraftkabeln är så fastsatt och uppburen på masten 110 att den kan betraktas som stationär i förhållande till den upp och ned längs masten körbara hisskorgen 107. Med uttrycket ”AC-buss", DC-buss eller bara ”buss” avses i det följande allmänt ett system av ledningar, strömskenor eller liknande strömöverförande arrangemang som gemensamt förbinder ett flertal elektriska enheter.

Med 24 betecknas allmänt ett kraftöverföringsorgan tillåtande elektrisk energi att 100 och det energilagringssystemet 10. Att kraftöverföringsorganet 24 kan utformas på en rad olika sätt överföras mellan huvudkraftnätet av hisskorgen 107 uppburna kommer att framgå här nedan. I det följde har kraftöverföringsorganet 24 uppdelats i ett antal (n) stycken laddstationer 24:1-24:n placerade på lämpligt inbördes avstånd från varandra utefter masten 110. I varje laddstation ingår en laddningsanordning 25 som via en grenledning 26 och nämnda AC-buss 20 står i elektrisk förbindelse med huvudkraftnätet 100.

Laddningsanordningen 25 innefattar en av masten 110 uppburen kraftavlämnare 30 W:\Other_Cased0cuments\Patent\P409-\P40904575SEOO\100223 besk.d0c 'lO 15 20 25 30 35 6 utformad att samverka med en på hisskorgen 107 anordnad kraftmottagare 31 för att medelst i laddningsanordningen 25 ingående kontaktpartier 32 tillåta elektrisk energi att, huvudkraftnätet 100 tiil energilagringssystemet 10 när hisskorgen 107 befinner sig i ett sådant läge utefter sin bana såsom illustreras med pilarna 17, överföras från längs masten 110 att kontaktpartierna 32 står i strömöverförande förbindelse med varandra.

För att verka som laddare innefattar laddningsanordningen 25 en av hisskorgen 107 uppburen likströmsomformare 35 för omformning av huvudkraftnätets AC växelström till en DC likström vilken som en laddström kan överföras till energilagret 10. Som framgår av ritningsfigurerna är de samverkande kontaktpartierna 32 uppburna av masten 110 respektive hisskorgen 107. l fig. 3b visas kraftöverföringsorganets 24 kraftavlämnare 30 och kraftmottagare 31 i ett alternativt utförande, visat i tvärsnitt genom masten. I det visade utförandet har de ovan beskrivna laddstationerna 24:1-24:n och AC-bussen 20 ersatts av ett skenstråk 50 med elektriskt ledande strömskenor sträckande sig längs masten 110. Strömmatning sker härvid medelst en strömavtagarvagn 51 med tillhörande strömavtagare och som medföljande hisskorgen 107 löper på isolerande styrningar längs skenstråket 50. Strömavtagarvagnen 51 löper på och är via hjul 52 lagrad på en längs masten fäst ledskena 53 i form av en T-balk.

Här finns fyra stycken strömavtagare, varav 55a, 55b, 55c utgör trefasmatning och 55d jordförbindelse. Detta utförande har fördelen att hisskorgens 107 kraftmottagare 31 kan på valbar plats utefter sin bana ställas i elektrisk förbindelse med huvudkraftnätet 100 via kontaktpunkterna 32, dvs. laddning kan ske var som helst utefter masten oberoende på vilken nivå hisskorgen befinner sig. ln- och urkoppling sker lämpligen medelst en strömställare 55 av trefasfas kontaktortyp anordnad på den plats och på det sätt som såsom visas antytt med punktstreckad linje ifig. 4.

När hisskorgen 1 genom inverkan av drivaggregatet och den av hisskorgen 1 uppburna AC växelströms elmotorn 109 rör sig uppåt längs masten 110, drivs elmotorn i första hand av energi som finns lagrad i energilagringssystemet 10. Under hisskorgens 107 rörelse uppåt längs masten 110 ökar således hisskorgen sin lägesenergi genom energi som hämtas från energilagringssystemet 10. För det fall den i energilagringssystemet 10 lagrade energin inte skulle vara tillräcklig för att köra hisskorgen 107 upp till en bestämd nivå på masten 110 kan ytterligare eller kompletterande energi hämtas från huvudkraftnätet 100.

Enligt uppfinningen hämtas energi från huvudkraftnätet 100 genom att hisskorgen 107 tillfälligt stoppas i anslutning till någon av de utefter masten 110 anordnade laddningsstationerna 24:1-24:n varvid, med kontaktpartierna 32 befinnande sig i ett inbördes strömöverförande läge, energilagret 10 påfylls. Alternativt kan laddning ske på godtyckligt plats utefter masten 110 vid utnyttjande av ovan nämnda teknik som inbegriper strömmatning medelst strömavtagarvagn 51 med tillhörande strömavtagare 55a-55d. Det bör W:\Other_Casedocuments\Patent\P409-\P40904575SE00\100223 besk.doc 10 15 20 25 30 35 7 underförstås att den tid som krävs för att fylla på energilagringssystemet 10, dvs. stopp- eller laddningstiden kan variera beroende på vald energilagringsteknik. Detta kommer dock att beskrivas mer i detalj här nedan.

Vid hisskorgens 107 rörelse nedåt längs masten 110 utnyttjas s.k. regenerativ bromsning av elmotorn 109 varvid under bromsning genererad energi samlas upp och lagras i det av hisskorgen uppburna energilagringssystemet 10. Det vill säga den samlade lägesenergi som successivt avgår vid hisskorgens 107 bromsande rörelse nedför masten 110 samlas upp och leds till energilagringssystemet 10. Den uppsamlade energin kan senare utnyttjas för drivning av hisskorgens elmotor 109 vid färd uppåt längs masten 110.

Framförallt utgör hisskorgens 107 lagrade energi ett betydelsefullt tillskott under hisskorgens accelerationsfas, vilket innebär att ijämförelse med känd teknik det externa kraftbehovet från kraftnätet 100 kan reduceras och därmed också erforderliga kapacitetskrav på hissens externa kraftförsörjningssystem.

Kraften till och från de respektive enheter som är anslutna till DC-bussen 11 styrs och övervakas medelst ett styrsystem 40, exempelvis en av hisskorgen 107 uppburen programmerbar logisk styrkrets s.k. PLC eller dator. För kontroll och övervakning av energilagrets 10 spänningsnivåer kan en s.k. buck-boost krets eller liknande krets för spänningsövervakning arrangeras på lämplig plats i DC-bussen 11 (ej visat).

Som nämnts härovan kan energilagringssystemet 10 utformas på en rad olika sätt varvid inte minst erforderlig tid för laddning av lagret i hög grad påverkas av sålunda vald energilagringsteknik. Med hänvisning även till fig. 3a och 5a beskrivs i det följande mer i detalj ett antal energilagringssystem av olika utföranden.

I fig. 3 visas i ett första utföringsexempel av en anordning enligt uppfinningen varvid för kraftförsörjning av en kuggstångsburen hisskorg 107 utnyttjas ett energilagringssystem 10 som inbegriper ett energilager 60 med en superkondensator 27. Hisskorgen 107 bromsas regenerativt under sin rörelse nedåt längs masten 110 varvid genom bromsning återvunnen lägesenergi leds till den i energilagret 60 ingående superkondensatorn 27 för lagring. En DC/AC omriktare 12 är via DC-bussen 11 ansluten till hisskorgens AC elmotor 109 för omvandling av den DC likström som levereras av superkondensatorn 27 till en AC växelström anpassad för drivning av elmotorn 109.

I fig. 3a visas schematiskt i ett blockdiagram hur den i energilagret 60 ingående superkondensatorn 27 arbetar. Närmare bestämt är i en första grenledning anordnad en diod 27a samt en laddningsomkopplare 27b varvid grenledningen är ansluten parallellt över DC- bussens 11 positiva sida 13 och negativa sida 14. Vidare finns _en andra grenledning med en omkopplare 27c som när den sluts förmår superkondensatorn 27 att urladdas. Dioden 27a tillåter ström bara att ledas i en riktning för laddning av superkondensatorn 27 varvid urladdning ej kan ske via nämnda första genledning med dioden 27a. När den första W:\Other_Casedocuments\Patent\P409-\P40904575SE00\100223 besk.doc 10 15 20 25 30 35 8 grenledningen är sluten ökar superkondensatorns 27 spänning så att den så småningom överstiger spänningen över en i DC-bussen 11 ingående kondensator 27d. Eftersom spänningen över superkondensatorn 27 är högre än över DC-bussens 11 kondensator 27d kan superkondensatorn anslutas för leverans av lagrad energi i form av ström till hisskorgens 107 elmotor 109 via omformaren 12 vilket i praktiken sker genom att den andra grenledningen sluts medelst omkopplaren 27c.

I fig. 4 visas ett andra utföringsexempel av en anordning enligt uppfinningen varvid för kraftförsörjning av en kuggstångsburen hisskorg 107 utnyttjas ett energilagringssystem 10 som inbegriper ett energilager 60 med ett svänghjul 23. Hisskorgen 107 bromsas regenerativt under sin rörelse nedåt längs masten 110 varvid genom bromsning återvunnen lägesenergi leds till svänghjulet 23 för lagring. En DC/AC omriktare 12 är via en DC-buss 11 med en positiv sida 13 och negativ sida 14 ansluten till hisskorgens 107 AC drivmotor 109.

Energilagringssystemet 10 innefattar en DC/AC omriktare 21, en trefas AC induktionsmotor 22 och nämnda svänghjul 23. lnduktionsmotorn 22 kan exempelvis utgöras av en traktionsmotor, dvs. en trefas synkronmotor med permanentmagneter. När hisskorgen 107 rör sig nedåt genom inverkan av tillhörande elmotor 109 lagras energi i svänghjulet 23 vilket sker som en följd av att den av hisskorgen 107 uppburna elmotorn 109 reverseras och fungerar då som en generator. Härvid omvandlas genererad AC växelström från hissmotorn 109 till DC likström via omriktaren 20 vilken likström efter passage genom DC-bussen 11 leds till energilagringssystemet 10. Nämnda energilagringssystem 10 mottar och lagrar den potentiella energin som kinetisk energi i svänghjulet 23 genom att detta accelereras medelst motorn 22. Den kinetiska energin i svänghjulet kan därefter vid behov av kraft, omvandlas till elektrisk som kan användas av hissens 107 drivmotor 109. l fig. 5 visas ett tredje utföringsexempel av en anordning enligt uppfinningen varvid för kraftförsörjning av en kuggstångsburen hisskorg 107 utnyttjas ett energilagringssystem 10 som inbegriper ett energilager 60 med batteripack 70. Hisskorgen 107 bromsas regenerativt under sin rörelse nedåt längs masten 110 varvid genom bromsning erhållen potentiell energi leds till batteripacket 70 för lagring. En DC/AC omriktare är via en DC-buss 11 med en positiv sida 13 och negativ sida 14 ansluten till hisskorgens 107 AC drivmotor 109 l fig. 5a visas schematiskt i ett blockdiagram hur energilagret 60 med batteripacket 70 arbetar. Närmare bestämt innefattar energilagringssystem 10 härvid ett batteripack som, för lagring av energi och utmatning av nämnda energi i form av en DC likström, manövreras medelst en omkopplare 71.

Det bör inses att vid hissapplikationer av ovan beskrivet slag kan det i vissa fall vara lämpligt att kombinera ovan beskrivna alternativa energilagringstekniker. Exempelvis skulle det vara tänkvärt att kombinera någon av superkondensatorn 27 eller batteripackets 70 W:\Other_Casedocuments\Patent\P409-\P40904575SEO0\100223 besk.doc 10 15 20 25 30 35 9 förhållandevis stora och varaktiga lagringskapaciteter med svänghjulets 60 snabba och effektiva energihantering.

Med hänvisning till fig. 6 visas schematiskt i form av en graf energibehovet hos en kuggstångsburen hiss i olika steg A-F av en körcykel varvid block A motsvarar elförbrukningen vid acceleration av hisskorgen 1, 2 till en bestämd hastighet i en rörelseriktníng uppåt längs masten 5. Block B motsvarar strömförbrukningen när hisskorgen 1, 2 ökar sin lägesenergi genom att röra sig med konstant hastighet uppåt längs masten.

Block C motsvarar energiförbrukningen vid retardation och stopp av hisskorgen 1, 2. Block D representera omvänd effekt eller återförande av lägesenergi för lagring vid acceleration nedåt av hisskorgen 1, 2. Block E representerar omvänd energiförbrukning vid rörelse med konstant hastighet nedåt och block F representerar omvänd energiförbrukning vid retardation och stopp av hisskorgen 1, 2 under rörelse nedåt.

Fig. 8 visar grafiskt den strömförbrukning som kan uppnås enligt principerna för föreliggande uppfinning varvid strömförbrukningen illustreras som konstant över tiden i det skrafferade blocket och erhålls genom att lagrad lägesenergi från regeneratorisk motordrift återförs såsom överlagrad ström på den ström som förbrukas i fig. 7. Grafen är avsedd att ge ett exempel på hur återförd och i energilagringssystemet 10 lagrad resteffekt som erhålls vid inbromsning av hisskrogen 107 vid rörelse nedåt och som överförd lägesenergi lagras i exempelvis i energilagringssystemet 10 och kan återföras vid tidpunkter under hissens körcykel när den kraft som erfordras är som störst, exempelvis i startögonblicket när hisskorgen 107 accelereras. Det bör vidare underförstås att i likhet med vad som anges i den allmänna energilagen kan i princip den samlade energin i kraftförsörjningssystemet betraktas som konstant varvid den enda energi som konsumeras i en hiss är den energi som avgår på grund av uppträdande mekaniska och elektriska förluster.

Som nämnts ovan har föreliggande uppfinning den stora fördelen att hisskorgens 107 lägesenerginivåer kan utbalanseras under accelerationsfasen och körning uppför masten 110 genom att lägesenergi som återvinns genom regenerativ drift och bromsning av hisskorgen vid rörelse nedför masten och lagras i ett av hisskorgen uppburet energilagringssystem 10 återförs till hisskorgens elmotor 109 för utnyttjande som drivmedel.

Nämnda recirkulation, dvs. återvinning av lägesenergi och tillförande av återvunnen, i energilagret 60 lagrad lägesenergi, till elmotorn 109 sker således i omedelbar i anslutning till hisskorgen.

Detta särdrag hos uppfinningen är intressant eftersom det innebär att det kraftgenererande huvudnätet bara behöver leverera en begränsad del av den strömstyrka som krävs under den kritiska accelerationsfasen av hisskorgen (se även fig. 6-7).

W:\Other_Casedocuments\Patent\P409-\P40904575SEOO\100223 besk.doc 10 Uppfinningen är begränsad till det ovan beskrivna och det på ritningarna visade utan kan ändras och modifieras på en rad olika sätt inom ramen för den i efterföljande patentkrav angivna uppfinningstanken.

W:\Other_Casedocuments\Patent\P409-\P40904575SE00\100223 besk.doc

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 35 d) e) f) 9) 3. 11 PATENTKRAV Förfarande för kraftförsörjning av en hiss av det slag där ett drivmaskineri (109) är uppburet av en lastbärare (107) och medelst samverkan mellan kugghjul (111) och kuggstång (112) kan driva lastbäraren i en första och andra riktning längs en bana utefter en i huvudsak vertikal mast (110), k ä n n e t e c k n a t av att det innefattar stegen; att en lastbärare (107) anordnas; att lastbäraren (107) anordnas uppbära en i drivmaskineriet ingående elektriskt verksam elmotor (109) vilken elmotor väljs så att den vid regenerativ drift genererar ett energiflöde, att elmotorn (109) anordnas så att den kan driva lastbäraren (107) i den första riktningen längs banan och vid omvänd regenerativ drift kan driva lastbäraren att under bromsning och rörande sig i den andra riktningen nedför banan generera ett energiflöde, att lastbäraren (107) anordnas uppbära ett energilagringssystem (10) som inbegriper ett energilager (60) utformat att lagra, motta, och avge elektrisk energi, att lastbäraren (107) utrustas med en första strömöverförande buss (11) tillåtande det från elmotorn (109) vid bromsning och regenerativ drift avgivna energiflödet att överföras från elmotorn till det i energilagringssystemet (10) ingående energilagret (60) och vid behov omvänt överföras från energilagret till drivmotorn, och att lastbäraren (107) ökar sin lägesenergi vid acceleration eller rörelse uppåt längs masten (110) genom inverkan av energi som hämtas från energilagret (60). Förfarande enligt kravet 1, vidare innefattande steget; att lastbäraren (107) utrustas med ett styr- och övervakningssystem (40) som uppburet av lastbäraren kontrollerar och styr strömflöden mellan lastbärarens drivmaskineri (109) och energilagret (60). Förfarande enligt något av kraven 1 - 2, vidare innefattande stegen; e) att ett huvudkraftnät (100) anordnas på en grundnivå, f) att en andra strömöverförande buss (20) anordnas sträckande sig från huvudkraftnätet (100) på grundnivån och vidare uppåt längs masten (110), g) att den andra bussen (20) anordnas stationärt i förhållande till den längs masten (110) körbara lastbäraren (107), h) att kraftöverföringsorgan (24) inbegripande en kraftavlämnare (30) och en med denna samverkande kraftmottagare (31) anordnas, W:\Other_Casedocuments\Patent\P409-\P40904575SE00\100223 besk.doc 10 15 20 25 30 35 i) l) 12 att kraftavlämnaren (30) anordnas uppburen av masten (110) och kraftmottagaren (31) anordnas uppburen av lastbäraren (107) och att elektrisk energi kan överföras (100) till kraftmottagare ställda i samverkande läge utefter lastbärarens (107) bana längs masten (110), att lastbäraren (107), försörjs med elenergi från huvudkraftnätet (100) genom att från huvudkraftnätet energilagret (60) med kraftavlämnare och energilagret (60), vid behov, laddas med elektrisk energi från huvudkraftnätet (100) Överförd via kraftöverföringsorganet (24). Förfarande enligt kravet 2 eller 3, van/id styr- och övervakningssystemet (40) väljs bland någon av följande; en programmerbar logisk styrkrets s.k. PLC eller en dator. Förfarande enligt något av kraven 3 - 4, varvid kraftöverföringsorganet (24) väljs så att det inbegriper någon av följande; ett antal (n) stycken laddstationer (24:1-24:n) placerade på inbördes avstånd från varandra utefter masten (110) där varje laddstation inbegriper en kraftavlämnare (30) avsedd att samverka med en av lastbäraren (107) uppburen kraftmottagare (31); ett skenstråk (50) med elektriskt ledande strömskenor sträckande sig längs masten (110) och där strömmatning sker medelst en strömavtagarvagn (51) med tillhörande strömavtagare (55a, 55b, 55c, 55d) och som medföljande hisskorgen (107) löper styrd på masten längs skenstråket och till och frånkoppling sker medelst en strömställare (55). Förfarande enligt något av kraven 1 - 5, varvid energilagret (60) laddas med energi från huvudkraftnätet (100), när lastbäraren (107) befinner sig på grundnivå. Förfarande enligt något av kraven 3 - 6, varvid den andra bussen (20) arrangeras stationärt relativt lastbäraren (107) uppburen omedelbart på masten (110) eller på något närbeläget byggnadsverk. Förfarande enligt något av kraven 1 - 8, varvid den första bussen anordnas som en DC buss för ledande av likström och den andra bussen anordnas som en AC buss för ledande av trefasig växelström . Förfarande enligt något av kraven 1 - 8 varvid det i energilagringssystem (10) ingående energilagret (60) väljs bland någon av följande; en superkondensator (27), ett batteripack (70), ett svänghjul (60); eller en kombination av dessa. W:\Other_Casedocuments\Patent\P409-\P40904575SE00\100223 besk.doc 10 15 20 25 30 13 10. Anordning för kraftförsörjning av en hiss av det slag där ett drivmaskineri (109) är uppburet av en lastbärare (107) och medelst samverkan mellan kugghjul (111) och kuggstång (112) kan driva lastbäraren i en första och andra riktning längs en i huvudsak vertikal bana längs en mast (110), k ä n n e t e c k n a d av att varje lastbärare (107) i hissen innefattar; a) en i drivmaskineriet ingående elektriskt verksam elmotor (109) anordnad att driva lastbäraren (107) uppför banan samt vid omvänd drift och bromsning av lastbäraren vid rörelse i nämnda andra riktning nedför banan generera ett energiflöde genom s.k. regenerativ drift, b) ett energilagringssystem (10) med ett energilager (60) för lagring, mottagande och avgivande av elektrisk energi till elmotorn (109), c) en första strömöverförande buss (11), tillåtande från elmotorn (109) vid bromsning avgivet energiflöde att överföras från elmotorn till det i energilagringssystemet (10) ingående energilagret (60) och, vid behov, omvänt överföras från energilagret till drivmotorn, och d) ett styr- och övervakningssystem (40) för kontroll av och styrning av strömflöden mellan lastbårarens drivmaskineri (109) och energilagret (60). 11. Anordning enligt kravet 10, innefattande ett på en grundnivå anordnat huvudkraftnät (100), e) en andra strömöverförande buss (20) som sträckande sig från huvudkraftnätet (100) och vidare uppåt längs masten (110) är stationär i förhållande till den längs masten (110) körbara lastbäraren (107), f) ett kraftöverföringsorgan (24) inbegripande en till masten (110) anordnad kraftavlämnare (30) utformad att samverka med en till lastbäraren anordnad kraftmottagare (31) och att elektrisk energi överförs från huvudkraftnätet (100) till energilagringssystemets (10) energilager (60) när nämnda kraftavlämnare och kraftmottagare befinner sig i samverkande läge. 12. Användande av en superkondensator (27), ett batteripack (70), ett svänghjul (60); eller en kombination av dessa för lagring av energi vid en hiss med lastbärare (107) av det slag som anges i något av ovanstående patentkrav. W:\Other_CasedocumentslPatent\P409-\P40904575SE00\100223 beskdoc