(57)【要約】  本発明は、三相非同期モータとして設計されたモータ（２）であって、荷（Ｌ）を上昇および下降させるために昇降装置（１ａ）をそれにより駆動させることのできるモータ（２）を備え、かつ下降速度（ｖ）で荷（Ｌ）を下降させるときに実行されるモータ（２）発電機の動作から生じる電力出力（Ｐ）をそれにより熱に変換することのできる制動抵抗器（６）を備えた、荷（Ｌ）を上昇および下降させるための昇降装置（１ａ）に関する。制動抵抗器（６）は、公称負荷および公称速度により生じる電力（Ｐｍａｘ）より低い定格電力（Ｐ０）用に設計される。本発明はさらに昇降装置（１ａ）の動作方法にも関し、下降速度（ｖ）に対する制動抵抗器（６）の少なくとも一つの負荷容量特性値（Ｐ０／ｔ０、Ｐ１／ｔ１、Ｐｍ／ｔｍ）を考慮しながら、下降速度（ｖ）で荷（Ｌ）を下降させる間、閾値（ｖｍａｘ）は、閾値（ｖｍａｘ）に対応する下降速度（ｖ）で荷（Ｌ）を下降させる間、結果的に生じる電力出力（Ｐ）が前記少なくとも一つの負荷容量特性値（Ｐ０／ｔ０、Ｐ１／ｔ１、Ｐｍ／ｔｍ）に制限されるように設定される。
2019516641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相非同期モータとして設計され、荷（Ｌ）を上昇および下降させるために昇降装置（１ａ）をそれによって駆動させることのできるモータ（２）を備え、かつ下降速度（ｖ）で前記荷（Ｌ）の下降中に行われる前記モータ（２）の回生動作から結果的に生じる電力（Ｐ）をそれによって熱に変換することのできる制動抵抗器（６）を備えた、荷（Ｌ）を上昇および下降させるための昇降装置（１ａ）であって、前記制動抵抗器（６）が、公称負荷および公称下降速度により結果的に生じる電力（Ｐｍａｘ）より低い公称電力（Ｐ０）用に設計されたこと、を特徴とする昇降装置（１ａ）。
【請求項２】
前記モータ（２）は制御装置（７）を介して起動させることができ、かつ前記制御装置（７）で、前記下降速度（ｖ）に対する前記制動抵抗器（６）の少なくとも一つの負荷容量特性値（Ｐ０／ｔ０、Ｐ１／ｔ１、Ｐｍ／ｔｍ）を考慮して、閾値（ｖｍａｘ）に対応する下降速度（ｖ）で前記荷（Ｌ）を下降中に、結果的に生じる電力（Ｐ）が前記少なくとも一つの負荷容量特性値（Ｐ０／ｔ０、Ｐ１／ｔ１、Ｐｍ／ｔｍ）に制限されるように、閾値（ｖｍａｘ）を設定することができることを特徴とする、請求項１に記載の昇降装置（１ａ）。
【請求項３】
前記閾値（ｖｍａｘ）は、前記昇降装置（１ａ）によってピックアップされる前記荷（Ｌ）の負荷質量（ｍ）および／または前記昇降装置（１ａ）によってピックアップされる前記荷（Ｌ）の昇降経路（ｈ）または前記結果的に生じる電力（Ｐ）を考慮して設定することができることを特徴とする、請求項２に記載の昇降装置（１ａ）。
【請求項４】
前記下降速度（ｖ）に対する前記閾値（ｖｍａｘ）は、前記制動抵抗器（６）が最大でも前記少なくとも一つの負荷容量特性値（Ｐ０／ｔ０、Ｐ１／ｔ１、Ｐｍ／ｔｍ）の範囲内で動作することができるように、前記制御装置（７）を介して設定し、特に最大化することができることを特徴とする、請求項２または３に記載の昇降装置（１ａ）。
【請求項５】
前記負荷質量（ｍ）の値を決定しそれを前記制御装置（７）に提供するために負荷センサ（８）が設けられ、かつ／または前記昇降経路（ｈ）の値を決定しそれを前記制御装置（７）に提供するために昇降経路センサ（９）が設けられ、または結果的に生じる電力（Ｐ）の値を決定しそれを前記制御装置（７）に提供するために電力センサが設けられることを特徴とする、請求項３または４に記載の昇降装置（１ａ）。
【請求項６】
三相非同期モータとして設計され、荷（Ｌ）を上昇および下降させるために昇降装置（１ａ）をそれによって駆動させることのできるモータ（２）を備え、かつ下降速度（ｖ）で前記荷（Ｌ）の下降中に行われる前記モータ（２）の回生動作から結果的に生じる電力（Ｐ）をそれによって熱に変換することのできる制動抵抗器（６）を備えた、荷（Ｌ）を上昇および下降させるための昇降装置（１ａ）の動作方法であって、前記荷（Ｌ）の下降中に、前記下降速度（ｖ）に対する前記制動抵抗器（６）の少なくとも一つの負荷容量特性値（Ｐ０／ｔ０、Ｐ１／ｔ１、Ｐｍ／ｔｍ）を考慮して、閾値（ｖｍａｘ）に対応する下降速度（ｖ）で前記荷（Ｌ）が下降中に、前記結果的に生じる電力（Ｐ）が少なくとも一つの負荷容量特性値（Ｐ０／ｔ０、Ｐ１／ｔ１、Ｐｍ／ｔｍ）に制限されるように、閾値（ｖｍａｘ）が設定されること、および前記制動抵抗器（６）が公称負荷および公称下降速度により結果的に生じる電力（Ｐｍａｘ）より低い公称電力（Ｐ０）用に設計されたこと、を特徴とする方法。
【請求項７】
前記閾値（ｖｍａｘ）は、前記昇降装置（１ａ）によってピックアップされる前記荷（Ｌ）の負荷質量（ｍ）および／または前記昇降装置（１ａ）によってピックアップされる前記荷（Ｌ）の昇降経路（ｈ）または結果的に生じる電力（Ｐ）を考慮して、前記昇降装置（１ａ）の制御装置（７）で設定され、それを介して前記モータ（７）を起動させることができることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記下降速度（ｖ）に対する前記閾値（ｖｍａｘ）は、前記制動抵抗器（６）が最大でも前記少なくとも一つの負荷容量特性値（Ｐ０／ｔ０、Ｐ１／ｔ１、Ｐｍ／ｔｍ）の範囲内で動作することができるように設定され、特に最大化されることを特徴とする、請求項６または７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
前記荷質量（ｍ）の値は負荷センサ（８）を介して決定されて前記制御装置（７）に提供され、かつ／または前記昇降経路（ｈ）の値は昇降経路センサ（９）を介して決定されて前記制御装置（７）に提供され、あるいは前記結果的に生じる電力（Ｐ）の値は電力センサを介して決定されて前記制御装置（７）に提供されることを特徴とする、請求項７または８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三相非同期モータとして設計され、荷を上昇および下降させるために昇降装置をそれによって駆動させることのできるモータを備え、かつ下降速度で荷の下降中に行われるモータの回生動作から結果的に生じる電力をそれによって熱に変換させることのできる制動抵抗器を備えた、荷を上昇および下降させるための昇降装置に関する。
【０００２】
本発明はまた、対応する昇降装置を動作させる方法にも関する。
【背景技術】
【０００３】
独国特許出願公開第102006043492A1号明細書は、より大きい荷を低減された上昇速度で上昇させることができるように、その昇降装置が負荷に応じて様々な上昇速度に調整することのできる昇降機を開示している。同様の昇降装置は独国特許出願公開第19645811A1号明細書にも記載されている。
【０００４】
独国特許出願公開第3739339A1号明細書は、その昇降装置がスリップリングロータモータによって駆動されるクレーン設備であって、負荷依存下降速度制御装置を備えたクレーン設備を開示している。
【０００５】
独国特許出願公開第60131231T2号明細書は、昇降装置を備え、そのモータを負荷に応じて制動することのできるクレーンを記載している。
【０００６】
本発明とは異なる駆動技術を含む昇降装置も公知である。例えば独国特許出願公開第1815421A号明細書は、複合モータとして設計されたＤＣモータにより、かつ複合モータの電機子電流回路内の制動抵抗器により動作する昇降装置を記載している。
【０００７】
制動抵抗器のさらなる使用は、独国特許第102010020123B4号明細書および独国特許出願公開第4200984A1号明細書から公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】独国特許出願公開第102006043492A1号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第3739339A1号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第60131231T2号明細書
【特許文献４】独国特許第102010020123B4号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第4200984A1号明細書
【発明の概要】
【０００９】
本発明の目的は、改善された昇降装置、および昇降装置の改善された動作方法を提供することである。
【００１０】
この目的は、請求項１に記載する特徴を有する昇降装置、および請求項６に記載する特徴を有する方法によって達成される。従属請求項は本発明の有利な実施形態を記載する。
【００１１】
三相非同期モータとして設計されかつ荷を上昇および下降させるために昇降装置をそれによって駆動させることのできるモータを備え、かつ下降速度で荷の下降中に行われるモータの回生動作から結果的に生じる電力をそれによって熱に変換させることのできる制動抵抗器を備えた、荷を上昇および下降させるための昇降装置を改善するために、制動抵抗器を公称負荷および公称下降速度で結果的に生じる電力より低い公称電力用に設計することを提案する。公称負荷および公称下降速度で昇降装置を動作させるように設計され、したがってそれに応じて、比較するとより大きい制動抵抗器とは対照的に、独創的に小さく寸法設定された制動抵抗器は、必要な空間の量を有利に低減させる。制動抵抗器および昇降装置の製造コストおよび重量もまた、このようにして低減することができる。
【００１２】
構造的に単純な仕方で、モータは制御装置を介して起動させることができるように構成され、制御装置において、下降速度に対する制動抵抗器の少なくとも一つの負荷容量特性値を考慮して、閾値は、閾値に対応する下降速度で荷の下降中に結果的に得られる電力が、少なくとも一つの負荷容量特性値に制限されるように設定することができる。したがって、下降速度は、制御装置で電子的にまたはデジタル的に、制動抵抗器の寸法設定に合わせて容易に設定することができる。これは、全体的に、特に公称負荷による負荷状況がめったに起きない場合、本発明に係る昇降装置の特に経済的な動作を可能にし、この場合、制動抵抗器の過負荷を回避するために、公称下降速度と比較して低減された下降速度を受け入れることができる。対照的に、発生する多くの負荷状況で、相応してより小さく寸法設定された制動抵抗器はそれ自体、公称下降速度での下降に適しており、あるいは下降速度は、制動抵抗器の負荷容量特性値を超えないようにするために、閾値を設定することによって、わずかだけ制限しなければならない。
【００１３】
有利な仕方で、昇降装置によってピックアップされる荷の負荷質量、および／または昇降装置によってピックアップされる荷の昇降経路もしくは結果的に生じる電力を考慮して、閾値を設定することもできる。
【００１４】
さらに負荷質量を考慮することによって、用途に特異的に頻繁に発生する負荷状況または負荷質量の作業領域に対し、制動抵抗器の少なくとも一つの負荷容量特性値を設定することが可能である。これは、例えば負荷質量が公称負荷の５０％以下に対応する全ての荷が、その少なくとも一つの負荷容量特性値を超えることにより制動抵抗器の過負荷を生じることなく、公称速度で下降させることができるように、達成することができる。公称負荷の５０％を超える全ての荷に対しては、下降速度の閾値を低減しなければならない。例えば第二実施形態に関連して下述するように、閾値は、最初から、または公称速度から始めて現在の負荷質量に依存する値まで、連続的に低減することができる。
【００１５】
さらに昇降経路を考慮することによって、用途に特異的に頻繁に発生する負荷状況または昇降経路の作業領域に対し、制動抵抗器の少なくとも一つの負荷容量特性値を構成することも可能である。この場合、制動抵抗器の短いスイッチオン時間および関連するピーク電力は、特定の昇降経路までの、例えば公称昇降経路の１０％までの全ての下降手順が公称下降速度で最大でも短いスイッチオン時間内に関連するピーク電力で、したがって過負荷を生じることなく実行できるように、大きさを設定することができる。ピーク電力の値は公称負荷に応じて決定されるので、これは公称負荷にも適用される。より大きい昇降経路が決定され、したがって公称下降速度でも下降手順が短いスイッチオン時間より長く続く場合、下降速度の閾値は低減しなければならない。例えば第三実施形態に関連して下述するように、閾値は、最初から、または公称下降速度から始めて現在の昇降経路に依存する値まで、連続的に低減することができる。
【００１６】
負荷質量および昇降経路の両方を考慮した場合、第四実施形態に関連してさらに詳述する改善がもたらされる。すなわち、閾値は場合によっては、負荷質量または昇降経路だけを考慮した場合に可能になるより長い公称下降速度に対応することができる。
【００１７】
下降速度の閾値を設定するために、結果的に生じる電力を実際値に関連して考慮する場合、対応して選択された閾値が負荷容量特性値を超えることを防止するために、実際値は、所望値に関連して負荷容量特性値と連続的に比較される。結果的に生じる電力がインバータ、中間回路、または制動抵抗器の領域で電力センサによって検出される場合、負荷質量および昇降経路を決定する必要はない。しかし、対応する負荷または速度センサによって連続的に決定される負荷質量および／または下降速度を介して、結果的に生じる電力も間接的に決定することができ、負荷または速度センサはしたがって電力センサの一部である。
【００１８】
有利な仕方で、同様に、制動抵抗器を最大でも少なくとも一つの負荷容量特性値の範囲内で動作させることができるように、制御装置を介して下降速度の閾値を設定することができ、特に最大化することができる。この場合、下降速度の閾値は、公称下降速度と比較して、過負荷を生じることなく制動抵抗器を動作させるために必要である以上に低減されない。その結果、実際の下降速度は、この場合対応する負荷容量特性値を超えることによる摩耗の増大を生じることなく、負荷容量特性値に達するまで経済的に有利な仕方で最大化することができる。これは、この事例で説明したように、より小型化された制動抵抗器でも、昇降装置の寿命を延長することを可能にする。
【００１９】
構造的に単純な仕方で、負荷質量の値を決定しそれを制御装置に提供するために負荷センサが設けられ、かつ／または昇降経路の値を決定しそれを制御装置に提供するために昇降経路センサが設けられ、あるいは結果的に生じる電力の値を決定しそれを制御装置に提供するために電力センサが設けられるように構成される。その結果、下降速度の閾値は、現在ピックアップされている荷、昇降経路、または結果的に生じる電力を考慮して、特に単純な仕方で適応させることができる。負荷センサはまた、昇降装置のインバータにおけるモータ電流測定値およびモータのロータリエンコーダによるスリップ測定値をも含むことができ、前記測定値は、電子制御装置で負荷質量を決定するために評価される。電力センサは負荷センサ、および下降速度を決定するための速度センサをも備えることができる。
【００２０】
三相非同期モータとして設計され、荷を上昇および下降させるために昇降装置をそれによって駆動させることのできるモータを備え、かつ下降速度で荷の下降中に行われるモータの回生動作から結果的に生じる電力をそれによって熱に変換させることのできる制動抵抗器を備えた、荷を上昇および下降させるための昇降装置の動作方法を改善するために、荷の下降中に、下降速度に対する制動抵抗器の少なくとも一つの負荷容量特性値を考慮して、閾値に対応する下降速度で荷の下降中に結果的に生じる電力が少なくとも一つの負荷容量特性値に制限されるように、閾値を設定することを提案する。相応して下降速度の閾値を設定することによって（それは昇降装置の制御装置で好ましくは電子的にまたはデジタル的に達成される）、制動抵抗器をこれまでの従来品より小型化することが有利に可能であり、それによって空間、重量、およびコストに関して節約することができる。その結果、昇降装置は、本発明に係る昇降装置に関連して上述した理由から、さらにいっそう経済的に動作させることができる。上述した先行技術とは異なる仕方で、設置される制動抵抗器に対して設計された少なくとも一つの負荷容量特性値を考慮して、下降速度の閾値を設定することによって、昇降装置は特に安全に動作させることができ、かつ制動抵抗器の過負荷または回復不能な損傷が回避される。この方法はまた、適切なソフトウェアルーチンを用いて特に単純な仕方で、昇降装置の制御装置にも実装することができる。
【００２１】
構造的に単純な仕方で、制動抵抗器を、公称負荷および公称下降速度により結果的に生じる電力より低い公称電力用に設計することも考えられる。したがって、上述した利点はこの場合にも適用される。
【００２２】
構造的に単純な仕方で、それを介してモータを起動させることができる昇降装置の制御装置で、昇降装置によってピックアップされる荷の負荷質量および／または昇降装置によってピックアップされる荷の昇降経路、あるいは結果的に生じる電力を考慮して、閾値を設定することも考えられる。
【００２３】
有利な仕方で、制動抵抗器を最大でも少なくとも一つの負荷容量特性値の範囲内で動作させることができるように、下降速度の閾値を設定し、特に最大化することもさらに考えられる。その結果、この場合対応する負荷容量特性値を超えることによる摩耗の増大を引き起こすことなく、負荷容量特性値に達するまで実際の下降速度を経済的に有利な仕方で最大化することができる。これはこの事例で述べたより小さく寸法設定された制動抵抗器であっても、昇降装置の寿命延長と低摩耗動作を可能にする。
【００２４】
構造的に単純な仕方で、負荷質量の値は負荷センサを介して決定することもでき、かつ制御装置に提供することができ、かつ／または昇降経路の値は昇降経路センサを介して決定し、制御装置に提供することができ、あるいは結果的に生じる電力の値は電力センサを介して決定し、制御装置に提供することができる。
【００２５】
本発明の例示的実施形態について、添付の図面を参照しながらさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】概略的に描かれたケーブルウィンチを示す。
【図２】制動抵抗器の負荷容量特性値を含むグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、荷Ｌを上昇および下降させるための概略的に描かれたケーブルウィンチ１を示す。ケーブルウィンチ１は、電気モータとして、特に三相非同期モータとして設計されたモータ２であって、それによって、ピックアップされる荷Ｌを上昇および下降させるために、ケーブル１ｂとして設計された昇降装置１ａの荷ピックアップ手段を駆動させ、この場合、上昇および下降させるモータ２を備えた、昇降装置１ａを含む。この場合、モータ２は歯車機構を用いてケーブルドラム（図示せず）を駆動し、荷Ｌを上昇させるためにケーブル１ｂはそこに巻回され、かつ荷Ｌを下降させるためにケーブル１ｂはそこから繰り出される。昇降装置１ａによってピックアップされる荷Ｌは、例えば荷掛フックを介してケーブル１ｂの垂下端に固定される。
【００２８】
オペレータは、制御スイッチ７ａを用いて、荷Ｌを上昇および下降させるための制御コマンドをトリガすることができ、前記制御コマンドは、制御スイッチ７ａに作動的に接続されたケーブルウィンチ１の制御装置７を介して実行される。昇降装置１ａは、周波数インバータとして設計されることが好ましいインバータ３を含み、それを介してモータ２は制御装置７または制御スイッチ７ａによって起動させることができる。モータ２はしたがって、いわゆるインバータ制御または周波数インバータ制御電気モータとして、特に三相非同期モータとして設計される。直流電圧中間回路として設計された中間回路４は、インバータ３をエネルギ源５に接続するために使用され、それを介して電気エネルギは、昇降装置１ａおよび特にモータ２を動作させるために、中間回路４に供給される。
【００２９】
対応する制御コマンドの結果として荷Ｌが下降される場合、モータ２は発電機として動作し、いわゆる回生動作で、電気エネルギを中間回路４のコンデンサ（図示せず）に戻す。モータ２の回生動作中に、中間回路４の電圧はその結果として増大する。安全装置がトリガされるのを防止するため、または昇降装置１ａの電子部品の故障を防止するために、中間回路４の電圧が過度に増大するのを防止する必要がある。この目的のために、制動抵抗器６は中間回路４に接続される。制動抵抗器６はしたがって、中間回路抵抗器として動作する。中間回路４が特定の電圧値を超えるとき、中間回路４の電圧を監視する制動チョッパが起動され、その結果として過度のエネルギは電流の形で制動抵抗器６に伝導される。次いで、過度のエネルギまたは電力は制動抵抗器６によって熱または熱出力に変換され、こうして中間回路４から引き出される。対応する制動チョッパはインバータ３の一部とすることができる。
【００３０】
制動抵抗器６を設計または寸法設定するときに、制動抵抗器６によって適用または吸収される電力Ｐであって、荷Ｌが下降されるときにモータ２の回生動作の結果生じる電力Ｐを考慮する必要がある。結果的に生じる電力Ｐは、以下に説明する昇降装置１ａの相互関係および物理的特性から生成される。
【００３１】
この場合、結果的に生じる電力Ｐに対し、次式Ｐ＝Ｅ／ｔｓが適用され、ここでＥは、事前に昇降経路ｈで引き上げられた荷Ｌの静止状態から始めて、昇降経路ｈで荷Ｌを下降中に最大限に変換されるエネルギであり、ここでｔｓはこの目的のために要求される下降時間である。この場合、Ｅは荷Ｌの負荷質量ｍ、重力加速度ｇ、荷Ｌの昇降経路ｈ、および昇降装置１ａの効率ηの積に対応し、したがって次式：Ｅ＝ｍ＊ｇ＊ｈ＊ηが適用される。次に、下降時間ｔｓは商ｈ／ｖから導出され、ここでｈは荷Ｌの昇降経路であり、ｖは、荷Ｌが下降中に昇降経路ｈを移動するときの荷Ｌの下降速度である。したがって、制動抵抗器６を構成する目的で、単純化のために加速度ゼロおよびしたがって昇降経路ｈにおける荷Ｌの一定下降速度ｖが想定される。
【００３２】
したがって、制動抵抗器６によって適用される電力Ｐに対し一般的に次式：Ｐ＝ｍ＊ｇ＊ｖ＊ηが適用される。ｇおよびηは一定とみなすことができるので、電力Ｐはしたがって負荷質量ｍおよび下降速度ｖにのみ依存する。
【００３３】
結果的に生じる最大可能な電力Ｐｍａｘはしたがって、下降が公称負荷により公称下降速度で行われる場合に、昇降装置１ａに生成される。この場合、公称負荷という用語は、昇降装置１ａの耐荷重能力に対応する最大許容負荷質量ｍまたは対応する負荷重量を有する荷Ｌと理解され、公称下降速度という用語は、昇降装置１ａに許容される荷Ｌの最大下降速度ｖであると理解される。
【００３４】
図２は、制動抵抗器６の負荷容量特性値、すなわちスイッチオン時間依存電力値を含むグラフを示す。本発明に係る昇降装置１ａの場合、制動抵抗器６は、公称負荷および公称下降速度による上記の式に従って得られる電力Ｐｍａｘより低い公称電力Ｐ０用に構成される。公称電力Ｐ０は、以下で参照スイッチオン時間ｔ０と指定される期間中に、制動抵抗器６によって、過負荷を生じることなく適用または吸収することができる。制動抵抗器６はまた、公称電力Ｐ０より大きく少なくともＰｍａｘに対応するピーク電力Ｐ１を、ただし参照スイッチオン時間ｔ０より短く以下で短いスイッチオン時間ｔ１と定義される期間だけ、適用または吸収することもできる。ピーク電力Ｐ１もまた関連する短いスイッチオン時間ｔ１を超えて制動抵抗器６に適用されると、制動抵抗器６の過負荷の発生が避けられない。図２に破線で示すように、制動抵抗器６は、公称電力Ｐ０より大きいがピーク電力Ｐ１より小さい少なくとも一つのピーク電力Ｐｍで、ｔ１より長いがｔ０より短時間の短いスイッチオン時間ｔｍにわたって、過負荷を生じることなく動作することもできる。この場合、一般的に言えることは、より短いスイッチオン時間が、より長いスイッチオン時間より、過負荷を生じることなく、より大きいピーク電力を許容するということである。公称電力Ｐ０および参照変数として関連付けられるその参照スイッチオン時間ｔ０もまた共に、ピーク電力Ｐ１またはＰｍおよび参照変数として関連付けられるその短いスイッチオン時間ｔ１またはｔｍと同様に、制動抵抗器６の負荷容量特性値を構成する。
【００３５】
制動抵抗器６の前述の設計に関連して、負荷容量特性値Ｐ０／ｔ０および／またはＰ１／ｔ１および／またはＰｍ／ｔｍのいずれも超えないようにするため、かつ制動抵抗器６の過負荷を回避するために、モータ２の回生動作中に結果的に生じる電力Ｐがこれらの負荷容量特性値に制限されることを確実にするように、昇降装置１ａの適切な動作方法を採用しなければならない。さもなければ、対応する過負荷は、制動抵抗器６および昇降装置１ａのさらなる構成部品が過熱され、回復不能に損傷するリスクを引き起こす。昇降装置１ａおよびその動作方法に対し、以下に記載する実施形態が可能である。
【００３６】
第一実施形態によれば、下降速度ｖの閾値ｖｍａｘは、制動抵抗器６の少なくとも一つの負荷容量特性値に基づき、あるいはそれらを考慮して、制御装置７で、最大可能な所望値に関して設定される。閾値ｖｍａｘの設定は、荷Ｌを下降させる対応する制御コマンドの実行中に、好ましくは連続的に調整可能な実際の下降速度ｖが実際値に関して、制御装置７およびインバータ３を介して閾値ｖｍａｘに制限されることを確実にする。荷Ｌの質量ｍは、より大きい質量ｍでは昇降装置１ａは図示しない過負荷安全装置によって停止されるので、最大で公称負荷に対応することも想定される。
【００３７】
第一実施形態の第一代替形態によると、少なくとも公称電力Ｐ０は関連する参照スイッチオン時間ｔ０と共に、設置された制動抵抗器６の負荷容量特性値として制御装置７に格納され、したがってこの値は、閾値ｖｍａｘを設定するための特定のオペランドとして利用可能である。したがって、格納された負荷容量特性値Ｐ０／ｔ０を考慮して、閾値ｖｍａｘは、下降が公称昇降経路ですなわち最大可能な昇降経路ｈで公称負荷により実行される場合、制動抵抗器６が過負荷状態になるのを防止するために、前記制動抵抗器が最大でもその公称電力Ｐ０で動作する程度まで、公称下降速度より低く設定される。第一実施形態の第一代替形態によると、下降速度ｖに対して設定される閾値ｖｍａｘは常に公称下降速度より低い。これは、負荷質量ｍおよび昇降経路ｈの実際値に関係なく、全ての下降手順に適用される。
【００３８】
第一実施形態の第二代替形態では、さらに、少なくとも一つのピーク電力Ｐ１が関連する短いスイッチオン時間ｔ１と共に、さらなる負荷容量特性値として制御装置７に格納され、この値は閾値ｖｍａｘを設定するための特定のオペランドとして提供される。図２に示す例では、Ｐ１はＰｍａｘに対応するが、より大きく寸法設定することもできる。したがって閾値ｖｍａｘは、制動抵抗器６の過負荷を生じることなく、下降を最初に公称下降速度で実行することができるように、格納された負荷容量特性値Ｐ０／ｔ０およびＰ１／ｔ１を考慮して設定することができる。閾値ｖｍａｘはしたがって最初は公称下降速度に対応する。この場合、Ｐ０を超え、特にＰ１＝Ｐｍａｘでの制動抵抗器６の動作が可能であるが、短いスイッチオン時間ｔ１より長い時間ではない。制動抵抗器６の過負荷を回避するために、下降速度ｖの閾値ｖｍａｘは、例えば公称昇降経路で公称負荷により下降が実行され続ける場合、短いスイッチオン時間ｔ１が経過すると制動抵抗器６が次いで最大でもその公称電力Ｐ０で動作するように、短いスイッチオン時間ｔ１が経過する前であっても制御装置７を介して低減される。下降速度ｖおよび結果的に生じる電力Ｐは、この場合、好ましくは連続的に、かつ同様に負荷質量ｍおよび昇降経路ｈの現在の値に関係なく、低減される。公称下降速度から出発して、閾値ｖｍａｘはしたがってこの目的のために、ｔ１が経過したときに前記閾値が第一代替形態の一定した閾値に対応するように、低減される。このようにして、第二代替形態は、全体として第一代替形態の場合より迅速に実行されかつしたがってより経済的に、しかも同時に過負荷を生じることなく、実行される下降手順を可能にする。制動抵抗器６がＰ０を超えて、それに対応してより高い下降速度ｖで、それに対応して短いスイッチオン時間ｔ１より長く、動作することができるように、閾値ｖｍａｘを計算しかつ設定するために、同様に、公称電力Ｐ０より大きいピーク電力Ｐｍおよび参照スイッチオン時間ｔ０より短時間の短いスイッチオン時間ｔｍによる制動抵抗器６の一つまたは複数のさらなる負荷容量特性値Ｐｍ／ｔｍを考慮することも可能である。
【００３９】
しかし第一実施形態では、荷Ｌの質量ｍが非常に低く、公称下降速度でも、制動抵抗器６の最大でも公称電力Ｐ０は、結果的に生じる電力Ｐとして達成することができるという状況が発生し得る。昇降経路ｈもまた非常に短いため、昇降経路ｈにおける公称下降速度での下降手順は、Ｐ１＝Ｐｍａｘに適用される短いスイッチオン時間ｔ１が経過したときに、遅くとも完了していることがあり得る。この場合、公称負荷でも、Ｐｍａｘは最大でも短いスイッチオン時間ｔ１の間は制動抵抗器６によって吸収されるはずであるので、過負荷のリスクはない。これらの状況では、制動抵抗器６が過負荷状態になるリスクがないので、閾値を公称下降速度の値未満に低減する必要はない。
【００４０】
このような状況に関して、以下に記載する実施形態は昇降装置１ａのさらにいっそう経済的な動作を可能にする。
【００４１】
第二実施形態によれば、第一実施形態とは対照的に、制御装置７は、少なくとも一つの負荷容量特性値Ｐ０／ｔ０、Ｐ１／ｔ１、Ｐｍ／ｔｍに基づき、あるいはそれらを考慮するだけでなく、昇降装置１ａによってピックアップされ上昇される荷Ｌの負荷質量ｍにも基づき、あるいはそれをも考慮して、下降速度ｖの閾値ｖｍａｘを計算しかつ設定するように構成される。この目的のために、質量ｍを決定し、制御装置７に提供しなければならない。負荷質量ｍは、任意選択的に設けられる負荷センサ８を介して、好ましくは連続的に検出される。負荷センサ８はしたがって図１に模式的に破線で示され、かつそのモータ電流をタップし、それによって負荷質量ｍを決定し、決定された値を制御装置７に提供するために、例えばモータ２に接続することができる。さらに、第一実施形態と同様に、第一代替形態では少なくともＰ０／ｔ０が、かつ第二代替形態では例えばＰ１＝ＰｍａｘとしてＰ１／ｔ１も、かつ／またはさらにＰｍ／ｔｍも負荷容量特性値として考慮される。
【００４２】
したがって、第二実施形態では、下降速度ｖに対して設定された閾値ｖｍａｘは、下降手順全体に対する昇降装置１ａの公称下降速度にも対応することができる。これは、例えば荷掛フックが単独でまたは比較的軽量の荷Ｌと共に公称昇降経路を下降する場合に当てはまり、この場合、制御装置７は、それに対応して決定された負荷質量ｍでは、公称下降速度でも制動抵抗器６の公称電力Ｐ０を超えることができないことを確証する。しかし、特定の負荷質量ｍまたは対応する負荷重量から出発して、荷が特定の下降速度ｖで下降されているときに、制動抵抗器６の公称電力Ｐ０を超えることによって過負荷が発生するリスクがある。この場合、最大で特定の負荷質量ｍまでの下降を公称下降速度で、過負荷を生じることなく、常に実行することができるように、作業領域に対する公称電力Ｐ０を設定するために、特定の負荷質量ｍの値を指定することができる。負荷質量ｍが指定された値より重い場合、下降速度ｖの閾値ｖｍａｘが公称下降速度よりずっと低い値に設定または制限されるので、下降中に制動抵抗器６に最大でその公称電力Ｐ０が蓄積され、変換されなければならないことから、制動抵抗器６の過負荷のリスクは制御装置７によって打ち消される。その結果、昇降装置１ａは依然として、対応して低減された下降速度ｖだけで動作することができるので、設置された制動抵抗器６は特に過負荷状態にならない。閾値ｖｍａｘおよびそれに関連する下降速度ｖの低減は、この場合、第一実施形態の第一代替形態と同様の仕方で、最初から、すなわち下降手順の開始時でも下降速度ｖが公称電力Ｐ０に対応する値に制限されるように実行することができる。しかし、第一実施形態の第二代替形態と同様の仕方で、下降手順は公称下降速度で開始することもでき、かつそれに対応して、ｔ１および任意選択的にさらなる負荷容量特性値Ｐｍ／ｔｍを考慮することにより、利用可能な負荷容量特性値Ｐｍ／ｔｍに従って結果的に生じる電力Ｐを制限するために、閾値ｖｍａｘを低減することによって下降手順を減速させることができる。
【００４３】
第二実施形態に代替する昇降装置１ａの第三実施形態では、第一実施形態とは対照的に、制御装置７は、少なくとも一つの負荷容量特性値Ｐ０／ｔ０、Ｐ１／ｔ１、Ｐｍ／ｔｍに基づき、あるいはそれらを考慮するだけでなく、昇降装置１ａによってピックアップされ上昇される荷Ｌの昇降経路ｈにも基づき、あるいはそれをも考慮して、下降速度ｖの閾値ｖｍａｘを計算しかつ設定することができる。この目的のために、例えば任意選択的に設けられ、したがって図１に模式的に破線で描かれた昇降経路センサ９を介して、昇降経路ｈを決定しなければならず、対応する値は制御装置７に提供しなければならない。昇降経路センサ９は例えば絶対値発信器として設計することができる。さらに、少なくともＰ０／ｔ０、および例えばＰ１＝ＰｍａｘとしてＰ１／ｔ１、および／またはさらにＰｍ／ｔｍが負荷容量特性値として考慮される。
【００４４】
決定された昇降経路ｈを参照して、制御装置７は相互関係ｔｓ＝ｈ／ｖを使用して、決定された昇降経路ｈにおける下降手順に対し、どの下降時間ｔｓが加速度ゼロおよび一定公称下降速度を生じるかを最初に算出する。格納された負荷容量特性値Ｐ１／ｔ１の知識により、制御装置７は、検出された昇降経路ｈに対して算出された下降時間ｔｓを短いスイッチオン時間ｔ１と比較する。算出された下降時間ｔｓが最大でも短いスイッチオン時間ｔ１と全く等しい値を有する場合、制御装置７は下降速度ｖを制限せず、あるいは閾値ｖｍａｘを公称下降速度の値に設定する。したがって、充分に短い昇降経路ｈでは、公称負荷であっても公称下降速度で、したがって最大可能下降速度ｖを抑制することなく、下降を実行することができる。この相互関係は、公称下降速度で公称負荷であっても所望の特定の昇降経路ｈで過負荷を生じることなく下降手順を実行できるようにするために少なくとも設置しなければならない制動抵抗器６を、特に短いスイッチオン時間ｔ１および関連ピーク電力Ｐ１に関連して、寸法設定するときに使用することができる。
【００４５】
しかし、昇降経路ｈは上述した状態に対して大きすぎ、したがって決定された昇降経路ｈに対して算出された下降時間ｔｓが公称下降速度でも短いスイッチオン時間ｔ１より長く持続することを、制御装置７が確証した場合、閾値ｖｍａｘおよびしたがって下降速度ｖは、第一実施形態に関連して上述したように低減される。したがって、この場合、下降速度ｖは、第一代替形態では最初から、あるいは第二代替形態では遅くとも短いスイッチオン時間ｔ１が経過したときに、過負荷を生じることなく、すなわち一つまたは複数の負荷容量特性値を超えることなく、ｔ１の経過後に残る昇降経路ｈの残部を公称負荷であっても移動することができるように、制限することもできる。
【００４６】
昇降装置１ａの第四実施形態は同様に可能であり、それによれば、閾値ｖｍａｘを計算しかつ設定するために、負荷質量ｍおよび昇降経路ｈを両方とも考慮することができ、かつ少なくともＰ０／ｔ０および例えばＰ１＝ＰｍａｘとしてＰ１／ｔ１もまた、負荷容量特性値として考慮することができる。したがって、例えば公称負荷が確立されたときに、制御装置７がさらに、遅くともｔ１が経過したときに、決定された昇降経路ｈを公称下降速度で移動することができることを確証した場合、閾値ｖｍａｘは、第二実施形態と比較してより長く公称下降速度に設定し続けることができる。また、第三実施形態とは異なり、決定された昇降経路ｈは公称下降速度でも短いスイッチオン時間ｔ１中に完全に移動することができないが、決定された負荷質量ｍが非常に低いので、対応する負荷容量特性値Ｐ０／ｔ０が維持されるため、公称下降速度でも過負荷のリスクはないことを、制御装置７が確証した場合、閾値ｖｍａｘは公称下降速度に設定したままにすることができる。
【００４７】
第五実施形態によれば、例えば公称電力Ｐ０が達成されたとき、または関連する短いスイッチオン時間ｔｍが経過する前の特定の期間にわたってピーク電力Ｐｍが提供されたときに、閾値ｖｍａｘだけが低減されるように閾値ｖｍａｘを設定する目的で、制御装置７は、実際に実際値で結果的に生じる電力Ｐをも決定し、かつ考慮することもできる。制御装置７はしたがって、閾値ｖｍａｘの低減のため前記特性値が超えられることを必要な場合に防止するために、結果的に生じる電力Ｐの実際値を所望の値として働く少なくとも一つの負荷容量特性値と比較する。現在結果的に生じている電力Ｐは、電力センサ（図示せず）を介して連続的に決定し、制御装置７に提供することができる。この場合、結果的に生じた電力Ｐは、例えば負荷質量ｍおよび／または下降速度ｖの連続的に決定された値から計算することができ、計算は特に制御装置７自体でも実行することができる。この場合、負荷センサ８または対応する速度センサは電力センサの一部とすることができる。代替的に、上述したセンサ無しで、適切な電力センサを介して、インバータ３、中間回路４、または制動抵抗器６の領域で結果的に生じた電力Ｐを検出することも可能である。
【００４８】
したがって、全ての実施形態で、下降速度ｖの低下およびそれに関連する下降時間ｔｓの増加は、少なくとも部分的に制動抵抗器６の上述した小さい寸法設定に有利に受け入れられる。これは、公称負荷でも下降手順は、制動抵抗器６の負荷容量特性値を超えないが代わりにそれに制限される、結果的に生じる電力Ｐを必ず生成することを確実にする。しかし、第一実施形態を除いて、残りの全ての実施形態では、決定された負荷質量ｍおよび／または昇降経路ｈまたは結果的に生じる電力Ｐが、制動抵抗器６の負荷容量特性値を超えるリスクを招く場合にだけ、下降速度ｖの閾値ｖｍａｘは公称下降速度に対して制限される。
【００４９】
本発明の制御装置の設定または方法ステップは、単純な仕方でデジタル的にまたは電子的に、適切なソフトウェアルーチンの形で制御装置７に実装することができる。
【００５０】
ケーブルウィンチ１として設計された昇降機を提供する代わりに、対応する昇降装置１ａを有するチェーンプルとして設計された昇降機であって、その荷ピックアップ手段がケーブル１ｂとして設計されず、代わりにチェーンとして設計された昇降機を提供することも可能である。
【００５１】
そのような昇降装置１ａはクレーンの構成部品として使用することもでき、そこで昇降装置は、クレーントロリによってクレーンガーダに沿って水平方向に移動することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１    ケーブルウィンチ
１ａ    昇降装置
１ｂ    ケーブル
２    モータ
３    インバータ
４    中間回路
５    エネルギ源
６    制動抵抗器
７    制御装置
７ａ    制御スイッチ
８    負荷センサ
９    昇降経路センサ
ｇ    重力加速度
ｈ    昇降経路
Ｌ    荷
ｍ    負荷質量
Ｐ    電力
Ｐｍａｘ    最大可能電力
Ｐ０    公称電力
Ｐ１    ピーク電力
Ｐｍ    ピーク電力
ｔ    時間
ｔ０    参照スイッチオン時間
ｔ１    短いスイッチオン時間
ｔｍ    短いスイッチオン時間
ｔｓ    下降時間
ｖ    下降速度
ｖｍａｘ    下降速度の閾値
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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