Sistema y procedimiento para minimizar el balanceo de cables en ascensores.

Un sistema de ascensor (10) que comprende:

a) una cabina (18),

de ascensor teniendo la cabina (18) de ascensor un primer carro movil (30) asociado a una superficie inferior de la cabina de ascensor (10), en el cual el carro movil (30) esta asociado a un primer servoactuador (34) configurado para ajustar la posicion del primer carro movil (30),

b) un contrapeso (20),

c) un cable de compensacion (16), caracterizado porque el cable de compensacion (16) esta fijado en un primer extremo al primer carro movil (30) y en un segundo extremo al contrapeso (20),

d) una polea de compensacion (14), estando el cable de compensacion (16) enrollado alrededor de la polea de compensacion (14), e) un controlador (38) asociado al primer servoactuador (34), en el cual el controlador (38) esta configurado para poner en marcha el servoactuador (34) para ajustar la posicion del primer carro movil (30) para ajustar de forma correspondiente la posicion del cable de compensacion (16) .

Sistema y procedimiento para minimizar el balanceo de cables en ascensores Campo de la invención La presente invencion se refiere, en general, a sistemas de ascensores y, en particular, al control activo de la 5 frecuencia de los miembros de tension.

Antecedentes de la invención Los miembros de tension tales como cuerdas o cables estan sometidos a oscilaciones. Estos miembros pueden ser excitados por fuerzas externas tales como el viento. Si la frecuencia de las fuerzas de excitacion coincide con la frecuencia natural del miembro de tension, entonces el miembro de tension resonara.

Los vientos de alta velocidad hacen que los edificios se balaceen hacia delante y hacia atras. La frecuencia del balanceo de edificios puede coincidir con la frecuencia natural del ascensor causando una resonancia. En la resonancia, la amplitud de las oscilaciones aumenta a menos limitada por alguna forma de amortiguacion. Esta resonancia puede causar un dano significativo tanto al sistema de ascensores como a la estructura.

El documento JP 2003 104656 A divulga un dispositivo de carga de peso que se acopla a la polea de compensacion dispuesta del lado de una seccion de suelo de la caja de ascensor. Un sensor de vibraciones para detectar la cantidad de vibraciones del edificio y un panel de control de ascensor se instalan en una sala de maquinas en la parte superior de la caja del ascensor. Cuando el sensor detecta que la cantidad de vibraciones del edificio sobrepasa la cantidad de vibraciones predeterminada debido a un fuerte viento o terremoto, por ejemplo, el panel de control de ascensor hace que la resistencia a la traccion del cable aumente hasta una resistencia a la traccion predeterminada con un cierto nivel cambiante, y basandose en los datos de posicion de una cabina de ascensor, se transmite una directiva de aumento o reduccion de la resistencia a la traccion al dispositivo de carga de peso para devolver la resistencia a la traccion aumentada o reducida a la resistencia a la traccion normal. En consecuencia, un gato hidraulico que constituye el dispositivo de carga de peso se desplaza hacia arriba y hacia abajo una para variar la resistencia a la traccion de resistencia de la polea de compensacion.

El documento JP 2001 247263 A divulga un sistema de ascensor segun el preambulo de la reivindicacion 1.

Breve descripción de los dibujos Los dibujos incorporados y que forman parte de la memoria ilustran varios aspectos de la presente invencion, y junto con la descripcion sirven para explicar los principios de la invencion; entendiEndose, sin embargo, que la presente invencion no se limita a las disposiciones precisas mostradas. En los dibujos, los numeros de referencia similares se refieren a elementos similares en varias vistas. En los dibujos:

La figura 1 ilustra un sistema de ascensor que tiene una polea de cable de compensacion ajustable.

La figura 2 ilustra una version de un controlador PID que se puede usar en asociacion con el sistema de ascensor de la figura 1.

La figura 3 ilustra una version de un procedimiento para formar parte de esta invencion para volver a nivelar un 35 sistema de ascensor para minimizar los efectos de estiramiento de cable.

Descripción detallada de la invención Dos problemas importantes afectan a los ascensores de gran altura con cables de ascensor largos. Estos son el balanceo de los cables y la renivelacion debida a la elongacion de los cables. El balanceo de los cables, particularmente el balanceo del cable de compensacion, es un problema importante en los edificios de gran altura.

La frecuencia fundamental (tambiEn denominada frecuencia natural) de una senal periodica es la inversa de la longitud del periodo de paso. El periodo de paso es, a su vez, la menor unidad de repeticion de una senal. La significacion de la definicion del periodo de paso como la menor unidad de repeticion se puede apreciar resaltando que dos o mas periodos de paso concatenados forman un modelo de repeticion en la senal. En las aplicaciones mecanicas un miembro de tension, tal como un cable de suspension, fijado a un extremo y con una masa fijada al 45 otro extremo, es un unico oscilador de grado de libertad. Una vez puesto en movimiento, oscilara a su frecuencia natural. Para un unico oscilador de grado de libertad, un sistema en el cual se pueden describir el movimiento mediante una unica coordenada, la frecuencia natural depende de dos propiedades del sistema; la masa y la rigidez. La amortiguacion es cualquier efecto, bien generador deliberadamente o inherente a un sistema, que tiende a reducir la amplitud de las oscilaciones de un sistema oscilante.

50 Debido a la baja masa de la polea de compensacion, la frecuencia natural de los cables de compensacion es muy baja y normalmente es de entre 0, 05Hz y 1 Hz. La siguiente ecuacion (Ecuacion 1) se usa para calcular la frecuencia natural de los cables de compensacion en Hz: 2º

en la que g = 9, 81m/s2, n = numero de modo de vibracion, nc = numero de cables, L = longitud del cable (en metros m) , M = masa del conjunto de polea de compensacion (en kilogramos; kg) , y m = masa del cable por unidad de longitud (en kilogramo por metros; kg/m)

Se conoce que los edificios de gran altura oscilan durante condiciones ventosas. La frecuencia del oscilacion del los edificios tambiEn es generalmente de entro 0, 05 y 1 Hz. Debido a que la frecuencia natural de los cables de compensacion es muy proxima a la frecuencia natural del edificio, se produce a menudo resonancia. La resonancia de los cables de compensacion puede hacer que los sables golpeen contra las paredes y las puertas del ascensor causando dano y miedo a los pasajeros.

Para evitar esta resonancia la frecuencia de los cables se puede ajustar de manera que sea diferente de la de la propia estructura. Con referencia a la figura 1, un sistema de ascensor (10) comprende uno o mas servoactuadores (12) fijados a una polea de compensacion (14) . El servoactuador (12) se configura para desplazar la polea verticalmente dentro de un intervalo predeterminado (u) . Un cable de compensacion (16) se enrolla alrededor de la polea de compensacion (14) y se fija en un primer extremo a una cabina (18) de ascensor y en un segundo extremo a un contrapeso (20) . El cable de compensacion (16) tendra una frecuencia natural que es una funcion de la longitud del cable y la tension del cable de compensacion (16) . En los edificios de gran altura, la frecuencia natural del cable de compensacion (16) puede coincidir con la frecuencia natural de los edificios, conduciendo de este modo a una resonancia potencialmente danina.

El cable de compensacion (16) se puede fijar al ascensor (18) y/o el contrapeso (20) con un igualador de tension de cable tal como el descrito, por ejemplo, en la Solicitud de patente provisional de los Estados Unidos con numero de serie 61/073.911, presentada el 19 de junio de 2008, que se incorpora a la presente memoria por referencia. Cualquier cable apropiado, tal como cable de aramida o alambres, puede ser usado segun las versiones descritas en la presente memoria. En una version, se puede usar un cable que tiene una frecuencia natural relativamente alta.

En la version del sistema de ascensor (10) mostrado en la figura 1, uno o mas servoactuadores (12) se modulan en respuesta a un algoritmo de control que amortigua activamente la oscilacion de los cables variando la tension en los cables de compensacion. El tErmino "control de tendon" se refiere al ajuste activo de la tension o la supresion activa de un miembro de tension o cable de compensacion para modificar la frecuencia natural del miembro de tension.

El servo actuador (12) puede ser un servomotor, servomecanismo o cualquier otro dispositivo automatico apropiado que usa un bucle de realimentacion para ajustar el rendimiento de un mecanismo para modular el control de tendon. Los actuadores podrian cilindros y pistones hidraulicos, actuadores de husillo de bola, o cualquier actuador habitualmente usado en la industria de maquinas herramientas. En particular el servoactuador (12) se puede configurar para controlar la posicion mecanica de la polea de compensacion (14) a lo largo de un eje vertical creando una fuerza mecanica que empuja la polea de compensacion (14) en una direccion generalmente hacia arriba o hacia abajo. Las fuerzas mecanicas se pueden conseguir con un motor elEctrico, la hidraulica o la neumatica, y/o usando principios magnEticos.

En una version, el servoactuador (12) funciona con el principio de realimentacion negativa, donde la frecuencia natural del cable de compensacion (16) se compara con la frecuencia... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de ascensor (10) que comprende:

a) una cabina (18) , de ascensor teniendo la cabina (18) de ascensor un primer carro movil (30) asociado a una 5 superficie inferior de la cabina de ascensor (10) , en el cual el carro movil (30) esta asociado a un primer servoactuador (34) configurado para ajustar la posicion del primer carro movil (30) , b) un contrapeso (20) , c) un cable de compensacion (16) , caracterizado porque el cable de compensacion (16) esta fijado en un primer extremo al primer carro movil (30) y en un segundo extremo al contrapeso (20) , 10 d) una polea de compensacion (14) , estando el cable de compensacion (16) enrollado alrededor de la polea de compensacion (14) , e) un controlador (38) asociado al primer servoactuador (34) , en el cual el controlador (38) esta configurado para poner en marcha el servoactuador (34) para ajustar la posicion del primer carro movil (30) para ajustar de forma correspondiente la posicion del cable de compensacion (16) .

2. El sistema de ascensor (10) de la reivindicacion 1, en el cual el carro movil (30) esta configurado para trasladarse en direcciones adelante hacia atras y de lado a lado a lo largo de la superficie inferior de la cabina (18) de ascensor.

3. El sistema de ascensor (10) de la reivindicacion 1, en el cual el controlador (38) esta preprogramado con un algoritmo de control configurado para ajustar la posicion del cable de compensacion (16) de manera que se corresponda sustancialmente con la posicion de una estructura de edificio.

4. El sistema de ascensor (10) de la reivindicacion 1, que comprende ademas, un segundo carro movil (32) asociado a un segundo servoactuador (26) , en el cual el segundo carro movil (32) esta asociado con una superficie inferior del contrapeso (20) y el segundo extremo de la polea de compensacion (14) .

5. El sistema de ascensor (10) de la reivindicacion 4, en el cual el primer carro movil (30) y el segundo carro movil (32) estan configurados para ajustar la posicion del cable de compensacion (16) para que se corresponda con la 25 posicion de una estructura de edificio.