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Título: Electric hoist Control y frenando sistema

Inventor/es: Wycoff; David C.

Fecha de solicitud: 27 de Julio de 1976

Resumen:
La invención relaciona para controlar y frenando sistemas para apparatus conducidos por solos y polifásicos alternando motores de inducción actual. El sistema impide destructivo y peligroso overspeeding donde la naturaleza de la carga conducida es tal que lo puede amueblar suficiente torque a overdrive el apparatus dentro cualquiera de varios modos de fracaso potenciales. Un capacitor seleccionó según esta invención es permanentemente conectado a través del motor winding como para causar el motor de paseo a automáticamente desarrolla atrasar torque en la ausencia de poder suministró thereto suficiente de restringir el overdrive velocidad a un valor no appreciably superando la velocidad operativa normal. El sistema también incorpora motores de paseo específicamente diseñados con un valor predeterminado de empezar torque appreciably menos de aquel convencionalmente aplicado a similar apparatus para el propósito específico de limitar la carga que maneja capacidad del apparatus, por ello impidiendo peligroso overloading. Numeroso relacionó los beneficios están logrados a través del aforementioned características, incluyendo mejorados controllability, mejoró aguantar vida de freno, y más fiable arrestando de movimiento en límites de viaje seguro.

Breve sumario:
FONDO DE LA INVENCIÓN

Esta invención relaciona principalmente a elevado electric hoists, pero es igualmente ventajoso para otros tipos de apparatus donde las condiciones similares existen. Es específicamente preocupado con apparatus conducido por fase sola, o polifásico alternando motores de inducción actual.

Hoists Conducido por motores de fase sola son generalmente del capacitor inducción de inicio variedad corrida wherein el estator de motor tiene dos windings; uno generalmente designado como el corriendo winding, y el otro el empezando winding. Un capacitor está conectado en serie con el empezando winding cuando es un cambio centrífugo. En standstill cuándo el poder está aplicado, el contacto de cambio está cerrado y ambos windings está electrizado whereupon el motor desarrolla torque y el rotor del motor acelera. Cuándo logra aproximadamente tres trimestres de su normales corriendo velocidad, el contacto de cambio centrífugo abre sacar poder del empezando winding y su serie capacitor. El motor ahora tiene suficiente torque para continuar acelerando a su normal corriendo velocidad. Es característica de motores de fase sola de este tipo que no pueden ser invertidos mientras corriendo, el cual está considerado una condición necesaria en hoist apparatus. Para proporcionar inverso mientras corriendo capacidad, ha sido práctica general para proporcionar un cambio centrífugo especialmente diseñado, el cual, cuándo el mecanismo centrífugo activa, una conexión friccional está hecha entre el mecanismo de contacto del cambio y el rotor del motor tal que reacciona a la dirección de rotación de motor por abrir un contacto a de-electrizar el empezando winding y a la vez cerrando un segundo contacto a través de qué el mismo winding puede ser re-electrizado con polaridad inversa. Cuándo la polaridad inversa es así aplicado, el motor desarrolla torque en la dirección opuesta a su rotación, parones y acelera en la dirección inversa, whereupon la acción del cambio centrífugo describió encima se repite.

El cambio centrífugo, mientras adecuado para el propósito de hacer la fase sola capacitor inducción de inicio el motor corrido reversible mientras corriendo tiene varias desventajas. Es relativamente costoso de construir e instalar y siendo mecánico dentro naturaleza y frictionally comprometió es sujeto de llevar y fracaso. El contacto eléctrico para varias razones, como erosión y contamination, puede fallar para actuar tampoco para cerrar o abrir el circuito pretendió. Ubicación crítica y montando mantenimiento de marca de los requisitos de los cambios difíciles.

Desde el inicio winding y su serie capacitor está electrizado sólo durante el tiempo muy corto durante qué el motor está acelerando, es práctica general para utilizar un relativamente pequeño y económico electrolítico capacitor en serie con el empezando winding del motor. Estos capacitors es sujeto a fracaso debido a overheating si el motor está sometido a demasiados inicios y/o reversals y es generalmente menos fiable que otros tipos.

Más allá, capacitor motores de inicio cuando aplicados a hoists ha tenido la característica de en desarrollo alto empezando torques, típicamente tres tiempo valoró torque. Hasta ahora, alto empezando torque ha sido considerado una característica deseable de hoist motores. Alto empezando torques era necesario con muchos hoist diseña utilizar frenos de carga mecánica desde estos frenos de carga tienen una tendencia para cerrar arriba bajo condiciones seguras de operación y requerir motor sobrante considerable torque para romperles libre. El alto torque también dio aceleración rápida tal que un típico hoist con una carga de capacidad logró llena corriendo velocidad dentro aproximadamente 1/10 segundo. El uso de alto torque motores en hoists tener un número de desventajas. El hoist así equipado es capaz de cargas de levantamiento lejos en sobrantes de la capacidad valorada llena del hoist. Hoisting Carga capacidad valorada encima es generalmente consideró una seguridad muy seria hazard. Dentro reconocimiento de este, está aconteciendo práctica común para proporcionar overload cambios en tal hoists para cortar fuera poder al hoist cuándo es overloaded.

Más allá, el alto empezando torque control de marcas del hoist más difícil. La aceleración rápida del motor, especialmente en la dirección de bajar, lo hace difícil de conseguir pequeño increments de movimiento necesario de colocar una carga en una ubicación precisa. Más allá, el actual dibujado encima empezando por la fase sola típica hoist el motor es muy alto, siendo en el orden de cinco tiempo su carga llena normal que corre corriente. El grande empezando actual a menudo causa gotas de voltaje en el suministro tachan cuáles pueden causar problemas con otro equipamiento en el mismo suministro. Además, alto empezando torque del motor de paseo tiende para aplicar tensiones más altas a otras partes del apparatus y aumentar el desgaste del mismo.

El uso de polifásico alternando motores de inducción actual elimina un número del por encima de dificultades con cambiar capacitors y por ello ha encontrado uso ancho para hoist motores. Aun así, un número de los problemas todavía quedan y es común con fase sola hoist motores.

Electric hoists Es generalmente utilizado para manejar las cargas pesadas elevadas, su uso seguro es en gran parte dependiente en el effeciency y fiabilidad de sus sistemas de frenar. Temprano hoists utilizando alternando los motores actuales eran generalmente equipados con dos frenos independientes, uno del cual era sabido como freno de carga mecánica y el otra una primavera pone fricción liberada eléctricamente el freno generalmente referido a como aguantar o freno de motor. Cada cual de estos tipos de freno estuvo diseñado para parar y aguantar cualquier carga dentro de la capacidad del hoist. Así, el fracaso de uno no resultaría en un libre cayendo carga.

El freno de carga mecánico es un dispositivo wherein superficies de fricción están traídas a compromiso mediante torque derivado del suspendido workload en una manera para atrasar y parar el descenso de dicho workload. Las superficies friccionales tienden para ser liberados de compromiso por torque del motor en la dirección de bajar. El diseño está hecho de modo que con el freno de holding liberado y el motor que conduce abajo, el freno de carga genera una fuerza friccional para mantener la velocidad de la carga de descender en algo bajo la ninguna velocidad de carga del motor. Aun así, si el motor torque es entonces sacado como a través de un fracaso de suministro del poder, el freno pararía y aguantar la carga. El freno de carga es disengaged durante hoisting por un clutching mecanismo.

Mientras eficaz de una seguridad standpoint, el freno de carga tiene muchas desventajas. Es caro de construir, difícil de mantener, y aumenta la medida física del hoist. Muchos diseños tienen una tendencia para instalar vibración indeseable y chatter. Más allá, desde el freno de carga está requerido para absorber y disipar tan calor la energía de la carga de descender, una cantidad grande de calor está desarrollada, severamente limitando la cantidad de trabajar cuál el hoist puede actuar.

El electric freno de holding incorpora un electroimán qué, cuándo electrizado, libera las superficies friccionales otherwise aguantó dentro contacto mediante primaveras. La bobina del electroimán es generalmente conectado a una fase del poder de motor suministra tal que cuándo el motor está electrizado, el freno está liberado y conjuntos o re-compromete cuándo el motor es de-electrizó.

Más recientemente, varios tipos de hoists ha omitido el freno de carga mecánico y confiado en regenerative frenando del motor de inducción como el segundo medio de frenar. Los fenómenos de regenerative frenando es una característica bien sabida de motores de inducción. Cuándo el motor está conducido por encima de su velocidad síncrona, desarrolla frenar torque, actos como el generador que regresa poder al suministro. Desde el aumento dentro acelera requerido para convertir de motor a acción de generador no es grande y pérdidas de motor no son significativamente diferentes, puede ser visto que esta aproximación tiene ventajas significativas sobre el uso de un freno de carga mecánico. Aun así, de una seguridad standpoint, hay la desventaja que no hay ninguna protección contra un freno de holding simultáneo y fracaso de poder. Tener que el freno de holding falla durante operación del hoist, un libre cayendo la carga resultaría cuándo el operador intentó para parar el hoist. Un operador de alerta, aun así, podría mantener la carga bajo control por re-electrizando el hoist en cualquier el levantando o bajando dirección. Si el poder tendría que fallar a la vez, habría ninguna manera de impedir el libre cayendo carga.

Otra desventaja de eliminar el freno de carga en arte previo hoists ha sido aquello en la ausencia del mismo, el freno de holding está requerido para absorber todo del kinetic energía del hoist y su carga cada vez el hoist está parado. Desde entonces es un dispositivo friccional, es sujeto a overheating y desgaste, por ello requiriendo reparación y mantenimiento periódico.

Mucho tiempo ha sido reconocido que un dual frenando sistema donde cada freno era eficaz en el acontecimiento de fracaso de poder era una característica altamente deseable. La velocidad variable cara hoists utilizó en grúas elevadas grandes y en otro lugar, donde el inefficiency y otros problemas de frenos de carga mecánica no podrían ser tolerados, ha utilizado caro y complicado significa para proporcionar esta característica, el cual ha sido referido a tan Fuera Colocar Dinámico Frenando. En grúas y hoists powered de una fuente actual directa, es bastante sencillo de conectar el motor de paseo actual directo tal que acontece un self-generador entusiasmado y así proporciona la segunda fuente de frenar en la ausencia de poder externo. Encima alternando actual powered grúas y hoists, la característica podría ser lograda sólo a través de la adición de equipamiento auxiliar. Esto generalmente tomó la forma de un remolino el freno actual con un generador auxiliar sujetó al mismo shaft para amueblar corriente de excitación al remolino freno actual y así hacerlo independiente de una fuente externa de poder.

Mientras dinámico frenando en cualquier forma desde entonces depende encima rotación para desarrollar torque, no aguantará una carga suspendida stationary, proporciona controlado bajando en una velocidad a menudo bajo el normal bajando velocidad, y por tanto es una condición relativamente segura, especialmente comparado a un libre cayendo carga.

Todavía otro problema existe con presente hoist sistemas de control. Es deseable a minimize las alturas globales del hoist con su gancho de carga en su posición plenamente levantada desde entonces generalmente dimensión vertical disponible en workplaces está limitado. La altura vertical del hoist, o "headroom" cuando es generalmente referido a, resta del clearance para mover el material de ser manejado bajo el hoist. Esto significa que el gancho o dispositivo de levantamiento tienen que ser capaces de ser levantados como cercanos al winding significa tan posible. Aun así, si el levantamiento significa está dejado para contactar el winding medio u otras partes del hoist mientras todavía moviendo arriba, daño al hoist, incluso a la extensión de causar la carga para caer, puede resultar. Para impedir esto, es práctica común para proporcionar cambios de límite del viaje para limitar el viaje ascendente del gancho de carga. Estos normalmente toman la forma de un arreglo de cambio qué primer de-electriza el motor de paseo y pone el freno de holding y secondly, si el viaje ascendente continúa, cuando sería el caso si el freno de motor falló, un segundo cambio activa para liberar el freno y re-electriza el motor en el inverso o bajando dirección. Esto es generalmente referido a como plugging cambio de límite del tipo. Normalmente, el plugging parones de cambio del límite e invertir el movimiento de gancho bastante rápidamente. Hay problemas con el sistema, aun así. Primero, hay un retraso de tiempo entre actuation del cambio y aplicación real del poder inverso durante qué viaje ascendente puede continuar. Secondly, a no ser que un operador es alerta o adicional circuitry está añadido, una vez el motor está invertido y empezó abajo, el gancho aclarará el actuador de cambio del límite whereupon, a no ser que el levantar botón de control ha sido liberado, el hoist otra vez empezará para levantar pasando por alterna levantar y ciclos más bajos en una manera a veces violenta hasta el levantar botón de control está liberado. Más allá, es posible para el motor para fallar a respond a la aplicación del poder inverso en la manera pretendió. Si, durante la operación de levantar, una fase del suministro de poder acontecía abierta circulado, en el caso de motores polifásicos, el motor continuaría conducir la carga arriba corriendo como motor de fase sola. Después de tropezar el plugging cambio de límite y teniendo poder de la fase sola reapplied, el motor no inverso pero continuar conducir en la dirección ascendente con potencialmente resultados peligrosos.

Los beneficios de esta invención pueden ser utilizados para eliminar el plugging característica del cambio de límite, por ello reduciendo el potencial hazard del mismo. En este caso, cuándo el cambio de límite está tropezado, el freno de motor está aplicado y dinámico frenando del motor ocurre resultar en más rápido parando acción. Incluso tener que el freno de motor falla completamente, el dinámico frenando el efecto produce suficiente atrasando torque para impedir daño.

Es, por tanto, un objeto de esta invención para proporcionar un electric hoist o equipamiento similar con un medio de dinámico frenando para asistir otro frenando significa dentro arrestando movimiento del mismo sin el necessity de equipamiento auxiliar para el propósito.

Es un objeto más lejano de esta invención para proporcionar una emergencia dinámica frenando significa tal aquello en el acontecimiento de poder simultáneo y aguantando fracaso de freno, el motor automáticamente desarrollará atrasando torque suficiente de impedir overspeeding.

Es un objeto más lejano de esta invención para proporcionar más eficaz y medio fiable de arrestar movimiento del equipamiento como en extremos de viaje seguro del mismo.

Es un objeto más lejano de esta invención para proporcionar un electric hoist o el equipamiento similar que utiliza motores de paseo de fase solos que pueden ser invertidos mientras corriendo sin requerir un mechanically cambio activado así mejorando fiabilidad del mismo.

Es un objeto más lejano de esta invención para proporcionar un electric hoist o el equipamiento similar que utiliza motor de paseo de fase solo wherein el motor es de la ruptura permanente capacitor escribe diseñado para proporcionar menos empezando torque que una fase sola convencional hoist motor tal aquello eficacia mejorada, redujo empezar y corriendo torques está conseguido. El más bajo torque reduce la posibilidad de peligrosamente overloading el apparatus y mejora características de control.

Es un objeto más lejano de esta invención para proporcionar un electric hoist o el equipamiento similar que utiliza motores de paseo polifásico qué reducir la tendencia para rotación del motor de paseo en una dirección opuesta a aquel pretendido cuándo el apparatus es sujeto a la influencia de torque de la carga conducida en el acontecimiento el paseo está empezado con una fase abierta del suministro de poder.

Es un objeto más lejano de esta invención para proporcionar un electric hoist o el equipamiento similar que utiliza motores de paseo polifásico wherein el apparatus puede ser operado en un suministro de fase solo en capacidad reducida en una emergencia u otras situaciones necesarias.

En general, el foregoing y otros objetos serán llevados a cabo por proporcionar un electric hoist paseo, control y frenando apparatus, comprendiendo: un electric hoist motor; un sistema de control para empezar, parando, y controlando la dirección y límite de viaje de motor dicho; un capacitor conectó a un o más del motor windings tal aquello a extracción de poder de dicho hoist motor windings, dicho capacitor las causas dijeron hoist motor para desarrollar que frena torque a rotación continuada de motor dicho por encima de una velocidad sustancialmente bajo velocidad operativa normal, y dicho capacitor y motor dicho windings coopera para efectuar y el límite que empieza torque y frenando en asociación operativa con el rendimiento de correr de motor dicho y el hoist control de límite.

Nota: Traducción automatizada de una patente publicada en la oficina de patentes de EEUU. Ver texto original