METODO Y DISPOSICION PARA MEDIR LA CARGA DE UN APARATO ELEVADOR.

Un método de medir una carga de un aparato elevador (1), en el que se utilizan la electricidad como fuerza de accionamiento y un motor de jaula de ardilla como motor de elevación (2) para mover una carga (7) fijada a un miembro elevador (5) del aparato elevador (1) sustancialmente en la dirección vertical,

comprendiendo el método las operaciones de medir la intensidad de corriente (I) y el voltaje de alimentación (U) del motor de elevación y determinar la resistencia (R) del devanado (10) del estator del motor de elevación (2), caracterizado porque se determina un par de entrehierro (Mdelta) del motor de elevación (2), que describe la carga (L) del aparato elevador (1), utilizando el flujo de magnetización (psim) del motor de elevación (2) determinado sobre la base de la intensidad de corriente (I), el voltaje de alimentación (U) y la resistencia (R) del devanado (10) del estator del motor de elevación (2), y porque se compara el par de entrehierro (Mdelta) con una curva (18) de pares de entrehierro determinada para el aparato elevador (1) a cargas de referencia conocidas (L ref1, L ref2,...) a fin de determinar la carga (L) que corresponde al par de entrehierro (Mdelta) en cuestión

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E01000406.

Solicitante: KCI KONECRANES INTERNATIONAL PLC.

Nacionalidad solicitante: Finlandia.

Dirección: KONEENKATU 8,05830 HYVINKAA.

Inventor/es: KIVINIITTY, ARI.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 24 de Agosto de 2001.

Fecha Concesión Europea: 2 de Diciembre de 2009.

Clasificación PCT:

  • B66C13/26 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B66 ELEVACION; LEVANTAMIENTO; REMOLCADO.B66C GRUAS Y PUENTES-GRUA; ELEMENTOS O DISPOSITIVOS DE TOMA DE CARGA PARA GRUAS, PUENTES GRUA, CABRESTANTES, CABRIAS O POLIPASTOS (mecanismos de enroscadura de cuerda, de cable o de cadena, dispositivos de frenado o de parada de su uso B66D; adaptados especialmente para los reactores nucleares G21). › B66C 13/00 Otras características de estructura o detalles. › por motores de corriente alterna.
  • B66D1/58 B66 […] › B66D CABRESTANTES; CABRIAS; APAREJOS, p. ej. POLIPASTOS; TROCOLAS (enrollado y desenrollado de cables con fines de alimentación o almacenado B65H; mecanismos de enrollado o desenrollado de cables para ascensores B66B; dispositivos de elevación especialmente adaptados a los andamios suspendidos E04G 3/32). › B66D 1/00 Mecanismos de enrollamiento de cuerdas, cables o cadenas; Cabrestantes (aparatos de elevación o de tracción portátiles o móviles B66D 3/00). › sensibles a un exceso de carga.

Clasificación antigua:

  • B66C13/26 B66C 13/00 […] › por motores de corriente alterna.
  • B66D1/58 B66D 1/00 […] › sensibles a un exceso de carga.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

METODO Y DISPOSICION PARA MEDIR LA CARGA DE UN APARATO ELEVADOR.

Fragmento de la descripción:

Método y disposición para medir la carga de un aparato elevador.

La invención se refiere a un método de medición de una carga de un aparato elevador, en el que se utiliza la electricidad como fuerza de accionamiento y un motor de jaula de ardilla como motor de elevación para mover una carga fijada a un miembro elevador del aparato elevador sustancialmente en la dirección vertical, comprendiendo el método las operaciones de medir la intensidad de corriente y el voltaje de alimentación del motor de elevación y determinar la resistencia del devanado del estator del motor de elevación.

La invención se refiere, además, a un aparato para medir una carga de un aparato elevador, en el que se utilizan la electricidad como fuerza de accionamiento y un motor de jaula de ardilla como motor de elevación para mover una carga fijada a un miembro elevador del aparato elevador sustancialmente en la dirección vertical, comprendiendo el aparato unos medios para medir la intensidad de corriente y el voltaje de alimentación del motor de elevación y un miembro de medición para medir una variable que describe la resistencia del devanado del estator del motor de elevación.

En aparatos elevadores que están destinados a la transferencia vertical de carga y son típicamente fijos o móviles a lo largo de una vía por medio de un carro, la determinación de la carga que ha de ser subida o bajada es muy importante por razones de seguridad, particularmente para evitar una sobrecarga del aparato elevador. Es necesario también conocer la cantidad acumulativa de la carga izada durante la vida de servicio del aparato elevador a fin de anticiparse a la necesidad de servicio de mantenimiento del aparato elevador o de determinar una vida de servicio segura. En algunas soluciones de la técnica anterior se puede medir directa o indirectamente la carga de un aparato elevador. La carga del aparato elevador puede determinarse directamente disponiendo sensores mecánicos, que midan el estiramiento o tensión causados por la carga, en el miembro elevador del aparato elevador o en otra estructura que soporte la carga que ha de ser subida o bajada. Sin embargo, el uso de sensores mecánicos aumenta la cantidad de trabajo y los costes tanto en la fabricación como en la modernización del aparato elevador. Una medición indirecta de la carga de un aparato elevador es conocida por los documentos SE 454 625 y DE 19 617 105, en donde se determina la carga del aparato elevador sobre la base de la potencia de entrada del motor de elevación. Las soluciones descritas en estas publicaciones tienen en cuenta también las pérdidas térmicas generadas en el devanado del estator del motor de elevación, es decir que se supone que las pérdidas son constantes dentro del rango de funcionamiento del motor de elevación o bien éstas se determinan a partir de la intensidad de corriente medida y de la resistencia del devanado del estator determinada sobre la base de la temperatura de dicho devanado del estator. La resistencia del devanado del estator puede determinarse a partir de la temperatura de dicho devanado del estator con arreglo, por ejemplo, a la norma IEC34-1(-94). Sin embargo, el problema relacionado con la solución basada en la medición indirecta de la carga es que en las condiciones cambiantes de funcionamiento típicas de los aparatos elevadores no se puede determinar la carga del aparato elevador con tanta precisión que pueda implementarse una protección fiable contra sobrecarga para dicho aparato elevador.

El objeto de la presente invención consiste en proporcionar un nuevo método y aparato para determinar la carga de un aparato elevador.

El método de la invención se caracteriza porque se determina el par de entrehierro del motor de elevación, que describe la carga del aparato elevador, utilizando el flujo de magnetización del motor de elevación determinado sobre la base de la intensidad de corriente, el voltaje de alimentación y la resistencia del devanado del estator del motor de elevación, y porque se compara el par de entrehierro con una curva de pares de entrehierro determinada para el aparato elevador a cargas de referencia conocidas a fin de determinar la carga que corresponde al par de entrehierro en cuestión.

El aparato de la invención se caracteriza porque comprende un dispositivo de medición de carga para determinar el flujo de magnetización del motor de elevación sobre la base de la intensidad de corriente, el voltaje de alimentación y una variable que describe la resistencia del devanado del estator del motor de elevación y para determinar el par de entrehierro del motor de elevación, que describe la carga, sobre la base del flujo de magnetización, y porque el dispositivo de medición de la carga comprende medios para comparar el par de entrehierro con una curva de pares de entrehierro determinada para el aparato elevador a cargas de referencia conocidas a fin de determinar la carga que corresponde al par de entrehierro en cuestión.

La idea básica de la invención es que en un aparato elevador en el que se utilizan la electricidad como fuerza de accionamiento y un motor de jaula de ardilla como motor de elevación para mover una carga fijada al miembro elevador del aparato elevador sustancialmente en la dirección vertical, se determina la carga del aparato elevador determinando primero el flujo de magnetización por medio de la intensidad de corriente, el voltaje de alimentación y una variable que describe la resistencia del devanado del estator del motor de elevación y determinando luego, sobre la base del flujo de magnetización, el par de entrehierro que describe la carga del aparato elevador. Después de esto, se compara el par de entrehierro con una curva de pares de entrehierro del aparato elevador determinada a cargas de referencia conocidas a fin de determinar la carga correspondiente al par de entrehierro en cuestión.

Una ventaja de la invención es que, como resultado del uso del flujo de magnetización del motor de elevación para determinar el par de entrehierro de dicho motor de elevación y, por tanto, para determinar la carga del aparato elevador, se puede determinar dicha carga del aparato elevador con una precisión suficiente debido a que los efectos de condiciones de funcionamiento variables típicas de la operación de elevación pueden verse claramente como cambios en el flujo de magnetización del motor de elevación. Así, el aparato elevador no necesita estar provisto de sensores mecánicos separados para medir la carga, y la precisión del resultado de medición de la carga será mejor que en soluciones de la técnica anterior que empleen una medición indirecta de la carga, lo que permite la implementación de una protección fiable contra sobrecarga para el aparato elevador.

Se describirá la invención con más detalle ayudándose de los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es una vista esquemática y en sección transversal parcial de un aparato elevador en el que se aplican el método y el aparato de la invención, y

La figura 2 ilustra esquemáticamente una curva de pares de entrehierro del aparato elevador utilizado en la solución según la invención.

La figura 1 es una vista esquemática y en sección transversal parcial de un aparato elevador 1 en el que se aplican el método y el aparato de la invención. El aparato elevador 1 mostrado en la figura 1 comprende un motor de elevación 2 representado en sección transversal parcial, que está dispuesto para hacer que gire un tambor de arrollamiento 4 a través de un árbol 3. En la figura 1 el motor de elevación 2 está dispuesto para hacer girar directamente al tambor de arrollamiento 4, pero el motor de elevación 2 puede estar dispuesto también para hacer girar al tambor de arrollamiento 4 a través de un engranaje o engranajes. Dependiendo de la dirección de rotación del motor de elevación 2 y del tambor de arrollamiento 4, un miembro elevador 5 que ha de almacenarse sobre el tambor de arrollamiento 4 es enrollado sobre dicho tambor de arrollamiento 4 o desenrollado de este tambor de arrollamiento 4, y así sube o baja la carga 7 que pende de un gancho de elevación 6. Una soga, por ejemplo, puede ser utilizada como miembro elevador 5. El motor de elevación 2 es un motor trifásico de jaula de ardilla en el que la velocidad de subida y la velocidad de bajada pueden proporcionarse con uno o más escalones, dependiendo del devanado del motor. La figura 1 es una vista esquemática del motor de elevación 2, ilustrando un bastidor 8, un estator 9, un devanado de estator 10 y un rotor 11 del motor de elevación 2. Entre el estator 9 y el rotor 11 existe un entrehierro 12 cuya anchura ha sido claramente exagerada...

 


Reivindicaciones:

1. Un método de medir una carga de un aparato elevador (1), en el que se utilizan la electricidad como fuerza de accionamiento y un motor de jaula de ardilla como motor de elevación (2) para mover una carga (7) fijada a un miembro elevador (5) del aparato elevador (1) sustancialmente en la dirección vertical, comprendiendo el método las operaciones de medir la intensidad de corriente (I) y el voltaje de alimentación (U) del motor de elevación y determinar la resistencia (R) del devanado (10) del estator del motor de elevación (2), caracterizado porque se determina un par de entrehierro (Md) del motor de elevación (2), que describe la carga (L) del aparato elevador (1), utilizando el flujo de magnetización (?m) del motor de elevación (2) determinado sobre la base de la intensidad de corriente (I), el voltaje de alimentación (U) y la resistencia (R) del devanado (10) del estator del motor de elevación (2), y porque se compara el par de entrehierro (Md) con una curva (18) de pares de entrehierro determinada para el aparato elevador (1) a cargas de referencia conocidas (Lref1, Lref2,...) a fin de determinar la carga (L) que corresponde al par de entrehierro (Md) en cuestión.

2. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque se determina el flujo de magnetización (?m) del motor de elevación (2) integrando en función del tiempo el voltaje de magnetización (Um) del motor de elevación (2) determinado sobre la base de la intensidad de corriente (I), el voltaje de alimentación (U) y la resistencia (R) del devanado (10) del estator del motor de elevación (2).

3. Un método según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se determina la resistencia (R) del devanado (10) del estator midiendo dicha resistencia (R) de dicho devanado (10) del estator durante el funcionamiento.

4. Un método según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se determina la resistencia (R) del devanado (10) del estator sobre la base de la medición de la temperatura (T) del devanado (10) del estator durante el funcionamiento.

5. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se determina una curva (18) de pares de entrehierro del aparato elevador (1) realizando una prueba de elevación con dos cargas de referencia conocidas (Lref1, Lref2).

6. Un método según la reivindicación 5, caracterizado porque las cargas de referencia (Lref1, Lref2) corresponden a la carga cero del aparato elevador (1) y a la carga nominal de dicho aparato elevador (1).

7. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se determina por separado la curva (18) de pares de entrehierro del aparato elevador (1) para cada velocidad de dicho aparato elevador (1) tanto en la dirección del movimiento de subida como en la dirección del movimiento de bajada.

8. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el valor del par de entrehierro (Md) que describe la carga (L) del aparato elevador (1) es comparado con el valor máximo permitido para el par de entrehierro (Md max) y, cuando el par de entrehierro (Md) que describe la carga (L) excede del par de entrehierro máximo (Md max), se interrumpe el movimiento de subida o el movimiento de elevación de la carga (7).

9. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se mide el voltaje de alimentación (U) del motor de elevación (2) en las tres fases (L1, L2, L3).

10. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, porque se mide la intensidad de corriente (I) del motor de elevación (2) en al menos dos fases (L1, L2, L3).

11. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se tienen en cuenta las pérdidas en el hierro del motor de elevación (2) para la determinación del par de entrehierro (Md) de dicho motor de elevación.

12. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se tienen en cuenta las pérdidas de carga adicionales del motor de elevación (2) para la determinación del par de entrehierro [Md] de dicho motor de elevación (2).

13. Un aparato para medir una carga de un aparato elevador (1), en el que se utilizan la electricidad como fuerza de accionamiento y un motor de jaula de ardilla como motor de elevación (2) para mover una carga (7) fijada a un miembro elevador (5) del aparato elevador (1) sustancialmente en la dirección vertical, comprendiendo el aparato unos medios para medir la intensidad de corriente (I) y el voltaje de alimentación (U) del motor de elevación (2) y un miembro de medición (16) para medir una variable que describe la resistencia (R) del devanado (10) del estator del motor de elevación (2), caracterizado porque el aparato comprende un dispositivo (15) de medición de carga para determinar el flujo de magnetización (?m) del motor de elevación (2) sobre la base de la intensidad de corriente (I), el voltaje de alimentación (U) y una variable que describe la resistencia (R) del devanado (10) del estator del motor de elevación (2) y para determinar un par de entrehierro (Md) del motor de elevación (2), que describe la carga (L), sobre la base del flujo de magnetización, y porque el dispositivo (15) de medición de la carga comprende unos medios para comparar el par de entrehierro (Md) con una curva (18) de pares de entrehierro determinada para el aparato elevador (1) a cargas de referencia conocidas (Lref1, Lref2,...) a fin de determinar la carga (L) que corresponde al par de entrehierro (Md) en cuestión.

14. Un aparato según la reivindicación 13, caracterizado porque el miembro de medición (16) está concebido para medir la resistencia (R) del devanado (10) del estator.

15. Un aparato según la reivindicación 13, caracterizado porque el miembro de medición (16) está concebido para medir la temperatura (T) del devanado (10) del estator.

16. Un aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque los medios para medir el voltaje de alimentación (U) del motor de elevación (2) están concebidos para medir el voltaje de alimentación (U) del motor de elevación (2) en las tres fases (L1, L2, L3).

17. Un aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, caracterizado porque los medios para medir la intensidad de corriente (I) del motor de elevación (2) están concebidos para medir la intensidad de corriente (I) del motor de elevación (2) en al menos dos fases (L1, L2, L3).

18. Un aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 17, caracterizado porque el dispositivo (15) de medición de la carga está concebido para recoger datos de carga a largo plazo referentes al aparato elevador (1).

19. Un aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 18, caracterizado porque el dispositivo (15) de medición de la carga está concebido para ser utilizado como protección contra sobrecarga del aparato elevador (1).


 

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