Control de seguridad de un freno que utiliza dispositivos de control de baja potencia.

Circuito de control (10), que comprende: unos terminales de entrada (20,

22) para recibir alimentación eléctrica CC de una fuente de alimentación; unos terminales de salida (24, 26) para la conexión a una carga controlada eléctricamente (12); un transformador (28) provisto de un primario (38) y de un secundario (58); un circuito primario (30), que comprende: un conmutador (40) conectado en serie con el primario (38) entre los terminales de entrada (20, 22); un controlador de modulación de anchura de pulso (PWM) (44) para controlar que el conmutador (40) haga que la energía fluya del primario al secundario (58); un circuito de control de seguridad conectado a los terminales de entrada (20, 22) para controlar el funcionamiento del controlador de PWM (44), incluyendo el circuito de control de seguridad unos contactos de relé de seguridad (52A, 52B) conectados para controlar la alimentación eléctrica de los terminales de salida (22, 24) al controlador de PWM (44); caracterizado porque presenta un circuito secundario (32) que comprende: un rectificador (60) conectado al secundario; y un circuito de limitación de tensión (64) conectado entre el rectificador (60) y los terminales de salida (24, 26); y una circuitería de aislamiento (34, 36) para proporcionar una señal de retroalimentación del circuito secundario (32) al controlador de PWM (44) y una señal de comando al circuito de limitación de tensión (64) para controlar la energización de la carga (12) .

Control de seguridad de un freno que utiliza dispositivos de control de baja potencia.

Antecedentes La presente invención se refiere a circuitos de control para controlar el funcionamiento de una carga eléctrica, como un freno electromagnético, que utilice relés de seguridad de baja potencia.

Los sistemas elevadores típicamente utilizan un freno electromagnético para mantener la cabina de elevador en posición cuando se detiene dicha cabina, y para proporcionar el frenado de emergencia en el caso en el que tenga lugar una condición de exceso de velocidad o de exceso de aceleración, un fallo de la circuitería del controlador o una pérdida de energía. Un sistema elevador típico puede incluir un motor de elevación provisto de un eje de accionamiento para hacer girar una polea; un cable, cinta o cuerda que se extiende sobre la polea y entre la cabina de elevador y un contrapeso. Un freno de elevador se monta en o adyacente al eje de accionamiento del motor o la polea, para controlar el giro del eje y la polea.

El freno de elevador típicamente es un freno electromagnético forzado mediante resorte, de manera que una placa o zapata de freno se presione contra una superficie de frenado cuando no haya corriente fluyendo a través de la bobina de freno. El freno se libera, permitiendo el giro del eje de accionamiento y el movimiento de la cabina de elevador, cuando fluye una corriente suficiente por la bobina de freno para hacer que la placa o zapata de freno pierda el contacto con la superficie de frenado. La corriente requerida para mover la placa o zapata de freno de manera que se libere el freno se menciona como la corriente pico o corriente de elevación. Una vez que gira el eje y se mueve la cabina, la cantidad de corriente requerida para mantener la placa o zapata de freno sin contacto con la superficie de frenado (mencionada como la corriente de retención) es menor que la corriente pico o de elevación. Cuando se corta la potencia aplicada a la bobina de freno, el campo electromagnético se colapsa y la placa o zapata de freno se mueve mediante el resorte a través de su parte posterior en contacto con la superficie de frenado.

El motor de accionamiento de elevación de un sistema elevador puede ser un motor de inducción accionado por un inversor que convierta la tensión CC en un accionamiento de CA. Un control de accionamiento puede controlar el funcionamiento tanto del motor de accionamiento como de un circuito de control de frenado que energice y desenergice el freno de elevador electromagnético. Un control de elevador controla el inicio, el funcionamiento y el paro de las cabinas de elevador, y proporciona señales al control de accionamiento para coordinar el funcionamiento de dicho motor de accionamiento y dicho freno de elevador.

El circuito de frenado también se puede alimentar a CC, e incluye relés o conmutadores semiconductores para controlar el suministro de la alimentación CC al freno electromagnético. Los relés o conmutadores semiconductores deben poder energizar y desenergizar el freno en respuesta a las señales de control procedentes del control de accionamiento, y además, deben poder desenergizar el freno para detener la cabina de elevador cuando tenga lugar una condición potencialmente insegura.

Los sistemas elevadores típicamente utilizan una cadena de seguridad que incluye contactos de puerta de hueco de elevador en cada puerta de hueco de elevador, conectados en serie con el suministro eléctrico y el motor de accionamiento del elevador. Un conmutador de inspección de cabina superior y un conmutador de paro de emergencia de foso también se pueden conectar en la cadena de seguridad. La abertura de un solo contacto de puerta de hueco de elevador romperá una conexión entre el suministro eléctrico y el motor de accionamiento y el freno de elevador y evitará el movimiento de la cabina siempre que la puerta del hueco de elevador se encuentre abierta.

Durante un paro normal en una planta, la puerta del hueco de elevador y las puertas de la cabina de elevador se abrirán durante un periodo corto de tiempo para permitir la entada o salida de los pasajeros de la cabina de elevador. A continuación, las puertas se volverán a cerrar, y la cadena de seguridad se cierra, de manera que el freno de elevador se libere y la cabina se mueva en el hueco de elevador hasta la siguiente parada.

Si se abre una puerta del hueco de elevador manualmente cuando una cabina no se encuentre en la posición adyacente a dicha puerta de hueco de elevador (es decir, si ocurre una abertura anormal de la puerta del hueco de elevador) , el sistema de seguridad evitará el funcionamiento normal del elevador hasta que una condición de bloqueo provocada por la abertura anormal se libere de forma segura. El sistema de seguridad funciona sobre la base de que siempre que tenga lugar una abertura anormal de una puerta de hueco de elevador, una persona o personas podrían haber entrado en dicho hueco de elevador. Para evitar los posibles daños de personal autorizado o no autorizado que pueda haber entrado en dicho hueco de elevador mientras dicha puerta de hueco de elevador estaba abierta, el sistema elevador entra en una condición bloqueada que evita el movimiento del elevador hasta que se sigue una secuencia especial.

En la actualidad, los frenos de elevador típicamente se controlan mediante contactos de relé grandes o mediante conmutadores semiconductores de coste elevado. La totalidad del flujo de energía de la fuente de alimentación eléctrica a la bobina de freno se conmuta mediante dichos contactos de relé o conmutadores. A medida que han evolucionado los requisitos de los sistemas elevadores, se han requerido frenos electromagnéticos con una potencia mayor. Las demandas de elevada inductancia y mayor potencia de dichos frenos mayores han requerido contactos de relé de seguridad que puedan conmutar corrientes elevadas. Esto puede tener el resultado de una vida de funcionamiento más corta de los relés de seguridad. Además, las propiedades de dichos relés de seguridad requeridos para los frenos electromagnéticos mayores han impedido el montaje de los relés de seguridad en un mismo circuito impreso con la otra circuitería del control de freno, y ha complicado el cableado debido a que los relés de seguridad están conectados en serie con el freno. El documento EP 1 225 150 da conocer un circuito de control según el preámbulo de las reivindicaciones 1 a 7.

Sumario Un circuito de control controla el suministro de alimentación eléctrica a una carga eléctrica, como por ejemplo, un freno electromagnético utilizado en un sistema de escaleras mecánicas o de elevador. El circuito incluye terminales de entrada para recibir la energía eléctrica de una fuente de energía, y terminales de salida para suministrar energía eléctrica a la carga. El circuito incluye un transformador provisto de devanados primarios y secundarios. Un circuito primario incluye un conmutador semiconductor en serie con el devanado primario, un controlador de modulación de ancho de pulso para accionar el conmutador semiconductor y relés de seguridad para controlar la potencia al controlador de modulación de ancho de pulso. Un circuito secundario incluye un devanado secundario, un rectificador y un circuito limitador de tensión. La circuitería de aislamiento proporciona una señal de retroalimentación procedente del circuito secundario al controlador de modulación de ancho de pulso, así como una señal de control a la circuitería secundaria para disipar con rapidez la corriente en la carga cuando los relés de seguridad retiran la energía eléctrica del modulador de ancho de pulso.

Otras formas de realización de la invención se indican en los párrafos numerados siguientes:

1. Circuito de control que comprende: terminales de entrada para recibir alimentación eléctrica CC de una fuente de alimentación; terminales de salida para la conexión a una carga controlada eléctricamente; un transformador que prevé un primario y un secundario; un circuito primario que comprende: un conmutador conectado en serie con el primario entre los terminales de entrada; un controlador de modulación de ancho de pulso (PWM) para controlar el conmutador para provocar que la energía fluya desde el primario al secundario; un circuito de control de seguridad conectado a los terminales de entrada para controlar el funcionamiento del controlador PWM, incluyendo el circuito de control de seguridad contactos de relé de seguridad conectados para controlar la alimentación eléctrica de los terminales de entrada al controlador de PWM; un circuito secundario que comprende: un rectificador conectado al secundario; y un circuito limitador de tensión conectado entre el rectificador y los terminales de salida; y circuitería de aislamiento... [Seguir leyendo]

1. Circuito de control (10) , que comprende: unos terminales de entrada (20, 22) para recibir alimentación eléctrica CC de una fuente de alimentación; unos terminales de salida (24, 26) para la conexión a una carga controlada eléctricamente (12) ; un transformador (28) provisto de un primario (38) y de un secundario (58) ; un circuito primario (30) , que comprende: un conmutador (40) conectado en serie con el primario (38) entre los terminales de entrada (20, 22) ; un controlador de modulación de anchura de pulso (PWM) (44) para controlar que el conmutador (40) haga que la energía fluya del primario al secundario (58) ; un circuito de control de seguridad conectado a los terminales de entrada (20, 22) para controlar el funcionamiento del controlador de PWM (44) , incluyendo el circuito de control de seguridad unos contactos de relé de seguridad (52A, 52B) conectados para controlar la alimentación eléctrica de los terminales de salida (22, 24) al controlador de PWM (44) ; caracterizado porque presenta un circuito secundario (32) que comprende: un rectificador (60) conectado al secundario; y un circuito de limitación de tensión (64) conectado entre el rectificador (60) y los terminales de salida (24, 26) ; y una circuitería de aislamiento (34, 36) para proporcionar una señal de retroalimentación del circuito secundario (32) al controlador de PWM (44) y una señal de comando al circuito de limitación de tensión (64) para controlar la energización de la carga (12) .

2. Circuito de control (10) según la reivindicación 1, en el que el circuito de control de seguridad también incluye unos contactos de supervisión (54A, 54B) .

3. Circuito de control (10) según la reivindicación 2, en el que los contactos de relé de seguridad (52A, 52B) están normalmente abiertos y los contactos de supervisión (54A, 54B) están normalmente cerrados.

4. Circuito de control (10) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el circuito de limitación de tensión

(64) disipa energía en el circuito secundario (32) en respuesta a la desconexión del controlador de PWM (44) cuando los contactos de relé de seguridad (52A, 52B) pasan de un estado cerrado a un estado abierto.

5. Circuito de control (10) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el controlador de PWM (44) se desenergiza cuando los contactos de relé de seguridad (52A, 52B) se encuentran en el estado abierto,

en el que el controlador de PWM (44) , cuando se energiza, proporciona unos pulsos de accionamiento de PWM al conmutador (40) ,

en el que el controlador de PWM (44) reduce la anchura de pulso de los pulsos de accionamiento de PWM en respuesta a la señal de retroalimentación.

6. Circuito de control, (10) según la reivindicación 5, en el que la señal de retroalimentación es una función de una tensión en el circuito secundario (32) o en el que la señal de retroalimentación es una función de una corriente en el circuito secundario (32) .

7. Circuito de control de freno (10) , que comprende: unos terminales de entrada (20, 22) para recibir alimentación eléctrica CC de una fuente de alimentación; unos terminales de salida (24, 26) para la conexión a un freno electromagnético (12) ; un transformador (28) provisto de un primario (38) y de un secundario (58) ; un conmutador semiconductor (40) conectado en serie con el primario (38) entre los terminales de entrada (20,

22) ; un controlador de modulación de anchura de pulso (PWM) (44) para proporcionar pulsos de accionamiento de

PWM al conmutador semiconductor (40) ;

un circuito de control de seguridad conectado a los terminales de entrada (20, 22) para controlar el funcionamiento del controlador de PWM (44) , incluyendo el circuito de control de seguridad unos contactos de 5 relé de seguridad (52A, 52B) conectados para controlar la alimentación eléctrica de los terminales de entrada (20, 22, ) al controlador de PWM (44) ; caracterizado porque comprende un circuito secundario (32) conectado entre el secundario (58) y los terminales de salida (24, 26) para energizar y desenergizar el freno electromagnético (12) en respuesta a una señal de comando, desenergizando el circuito 10 secundario (32) el freno electromagnético (12) cuando el circuito de control de seguridad retira la alimentación eléctrica al controlador de PWM (44) .

8. Circuito de control de freno (10) según la reivindicación 7, que también comprende:

una circuitería de aislamiento (34) para proporcionar una señal de retroalimentación al controlador de PWM (44) del circuito secundario (32) ; y

en el que el controlador de PWM (44) reduce la anchura de pulso de los pulsos de accionamiento de PWM en respuesta a la señal de retroalimentación. 20

9. Circuito de control de freno (10) según la reivindicación 7 u 8, en el que el circuito secundario (32) comprende un rectificador (60) y un condensador de aplanado (62) para convertir la energía recibida por el secundario (58) a una tensión CC.

10. Circuito de control de freno (10) según la reivindicación 8 o 9, en el que el circuito secundario (32) también comprende un circuito de limitación de tensión (64) en respuesta a la señal de comando para disipar selectivamente la energía en el circuito secundario (32) .

11. Circuito de control de freno (10) según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10 y que también comprende:

un control de accionamiento (14) para proporcionar la señal de comando al circuito secundario (32) ,

en el que el control de accionamiento (14) responde a una cadena de seguridad (15) para provocar que los contactos de relé de seguridad se cierren cuando la cadena de seguridad (15) está cerrada y para provocar que 35 dichos contactos de relé de seguridad se abran cuando dicha cadena de seguridad (15) está abierta.

12. Circuito de control de freno (10) según la reivindicación 11, en el que el circuito de control de seguridad (10) también incluye unos contactos de supervisión (54A, 54B) que están monitorizados por el circuito de control de accionamiento (14) .

13. Circuito de control de freno (10) según la reivindicación 12, en el que los contactos de relé de seguridad (52A, 52B) están normalmente abiertos y los contactos de supervisión (54A, 54B) están normalmente cerrados.

14. Circuito de control de freno (10) según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 13, en el que el controlador de

PWM (44) reduce la anchura de pulso de los pulsos de accionamiento de PWM en respuesta a la señal de retroalimentación.

15. Circuito de control de freno (10) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que el circuito primario (30) también comprende un temporizador (46) para provocar que el controlador de PWM (44) reduzca la anchura de 50 pulso de los pulsos de accionamiento de PWM después de un intervalo de tiempo que sigue al inicio de los pulsos de PWM que se proporcionan al conmutador (40) .