專(zhuān)利名稱(chēng)：驅(qū)動(dòng)裝置和制動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動(dòng)裝置和制動(dòng)器。
背景技術(shù)：
在DE 36 13 294中公開(kāi)了一種用于電動(dòng)機(jī)的可電磁操作的制動(dòng)器。其中該制動(dòng)器用單極電壓運(yùn)行。這樣的直流電壓制動(dòng)器特別應(yīng)用在包含電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置中。
在DE 101 46 896 A1中公開(kāi)了一種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含一個(gè)制動(dòng)器和一個(gè)借助于一個(gè)輸出級(jí)(Endstufe)得到供電的電動(dòng)機(jī)。
在US 4090 117 A中公開(kāi)了一種具有制動(dòng)器的單相電容電動(dòng)機(jī)，其中以交流電激勵(lì)設(shè)計(jì)成靜止制動(dòng)器(Ruhebremse)的制動(dòng)器的線圈，直接從電動(dòng)機(jī)的供電線路獲取所述交流電。
變換器包含至少一個(gè)輸出級(jí)和一個(gè)按照脈沖寬度調(diào)制法工作的控制電子裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提高工業(yè)用驅(qū)動(dòng)裝置中的可靠性。
根據(jù)本發(fā)明，所述目的在按照在權(quán)利要求1中給出的特征的驅(qū)動(dòng)裝置中來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在該驅(qū)動(dòng)裝置中，本發(fā)明的主要特征是，驅(qū)動(dòng)裝置包含至少一個(gè)制動(dòng)器和一個(gè)借助于供電線路與一輸出級(jí)連接的電動(dòng)機(jī)，其中由制動(dòng)控制裝置出發(fā)向制動(dòng)器供電，其中為了給制動(dòng)控制裝置供電，該制動(dòng)控制裝置借助一電容器與供電線路連接。
這里優(yōu)點(diǎn)是，制動(dòng)控制裝置的供電與供電線路的交流電壓相關(guān)。因此輸出級(jí)的工作原理、特別是還有包含輸出級(jí)的變換器(Umrichter)、逆變器(Wechselrichter)或變流器(Stromrichter)的工作原理可以有利地與制動(dòng)器的工作原理相結(jié)合。特別是由此可以實(shí)現(xiàn)一種安全制動(dòng)器，該安全制動(dòng)器當(dāng)在輸出級(jí)中或在上述設(shè)備中出現(xiàn)故障時(shí)使制動(dòng)器下降(Einfallen)。即在出現(xiàn)故障時(shí)也可以有利地制動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。這特別也適用于電壓消失、比如停電。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)電容和制動(dòng)控制裝置以及制動(dòng)器適當(dāng)?shù)剡x擇參數(shù)，以在出現(xiàn)上述及其它故障時(shí)作出反應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置包含至少一個(gè)制動(dòng)器和一個(gè)電動(dòng)機(jī)，由輸出級(jí)通過(guò)供電線路向所述電動(dòng)機(jī)饋給交流電，其中由制動(dòng)控制裝置出發(fā)向制動(dòng)器供電，所述制動(dòng)控制裝置借助于至少一個(gè)電容與至少一個(gè)供電線路連接并從該線路中饋電。
在一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案中，輸出級(jí)可以按脈沖寬度調(diào)制的方式運(yùn)行。這里優(yōu)點(diǎn)是，不僅可以給電動(dòng)機(jī)供電而且也可以控制電動(dòng)機(jī)，并且在反饋傳感器信號(hào)或其它電氣參數(shù)的情況下甚至還可以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)。
在一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案中，當(dāng)在供電線路上持續(xù)出現(xiàn)直流電壓或零電壓時(shí)制動(dòng)器下降，也就是向電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子軸或與轉(zhuǎn)子軸連接的軸傳遞制動(dòng)力矩。特別是在低于供電線路電位相應(yīng)的時(shí)間曲線的臨界最低頻率時(shí)制動(dòng)器下降，也就是向電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子軸或與轉(zhuǎn)子軸連接的軸傳遞制動(dòng)力矩。這里優(yōu)點(diǎn)是，由此可以實(shí)現(xiàn)按物理定律生效的高可靠性。因?yàn)槿绻幌蛑苿?dòng)控制裝置供電，流經(jīng)制動(dòng)器的電磁鐵的電流下降，抵抗磁力的彈力能夠把制動(dòng)襯片壓向制動(dòng)面。
代替低于一頻率，制動(dòng)器也可在低于供電線路電位的臨界有效值的情況下下降，即向電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子軸或與轉(zhuǎn)子軸連接的軸傳遞制動(dòng)力矩。這里優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)于引起所述故障的情況也可以預(yù)先設(shè)定可靠的斷開(kāi)/關(guān)閉。
在一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案中，制動(dòng)器包含一個(gè)設(shè)計(jì)成單件或兩件式的制動(dòng)線圈。這里優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)于單件式的設(shè)計(jì)可以設(shè)想一種低成本的制動(dòng)器，而對(duì)于兩件式的制動(dòng)線圈可以設(shè)想為一種時(shí)間上非?？焖傧陆档闹苿?dòng)線圈。此時(shí)，為此裝備按照在DE 36 13 294中的制動(dòng)控制裝置起作用、但借助于電容器由供電線路供電的制動(dòng)控制裝置。
在根據(jù)本發(fā)明的制動(dòng)器中主要特征是，所述制動(dòng)器可以電磁地操作，其中制動(dòng)器適合于借助于供電線路與輸出級(jí)、特別是變換器、逆變器或類(lèi)似轉(zhuǎn)換器(Wandler)的輸出級(jí)連接的電動(dòng)機(jī)，其中制動(dòng)器由制動(dòng)控制裝置供電，其中為了給制動(dòng)控制裝置供電，所述制動(dòng)控制裝置借助于至少一個(gè)電容器與供電線路連接。
在該制動(dòng)器中優(yōu)點(diǎn)是，該制動(dòng)器是一個(gè)可電磁操作的制動(dòng)器并且操作需要供電。在供電中斷時(shí)，制動(dòng)器下降并使機(jī)械地接合的電動(dòng)機(jī)減速或者使其保持固定。只有當(dāng)提供電力時(shí)，才可以抬起制動(dòng)器。因此在緊急情況或出現(xiàn)故障的情況下、比如停電等情況、提高了驅(qū)動(dòng)裝置的可靠性。
由從屬權(quán)利要求中得出其它的優(yōu)點(diǎn)。
參考標(biāo)號(hào)表1.輸出級(jí)、三相2.電動(dòng)機(jī)3.制動(dòng)器4.制動(dòng)控制裝置C1電容器C2電容器C3電容器具體實(shí)施方式
下面根據(jù)附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明在

圖1中示出一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置。其包含變換器的至少一個(gè)輸出級(jí)1、一個(gè)具有附屬制動(dòng)控制裝置4的制動(dòng)器3和一個(gè)電動(dòng)機(jī)2，如果制動(dòng)器下降、也就是不抬起，則制動(dòng)器將制動(dòng)力矩傳遞到電動(dòng)機(jī)的軸上、特別是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子軸或與該轉(zhuǎn)子軸連接的軸上。輸出級(jí)由用24V直流電壓(DC)供電的控制電子裝置控制致動(dòng)。
變換器具有一個(gè)直流電壓中間回路，由該回路向輸出級(jí)1的開(kāi)關(guān)供電。在采用脈沖寬度調(diào)制法的情況下，這樣來(lái)控制致動(dòng)輸出級(jí)的開(kāi)關(guān)，即以三相的脈沖寬度調(diào)制電壓給電動(dòng)機(jī)供電。為此變換器在其輸出級(jí)的輸出端上在任意時(shí)刻都提供一個(gè)三相電壓指示值(Zeigerwert)，即三個(gè)施加到電動(dòng)機(jī)的三個(gè)供電線路上的輸出電位值。為了產(chǎn)生該值，輸出級(jí)的開(kāi)關(guān)對(duì)于每個(gè)脈沖寬度調(diào)制周期短時(shí)間地、分別以不同的時(shí)長(zhǎng)使得與為輸出級(jí)供電的所謂直流電壓中間電路的不同電位連接或分離。在脈沖寬度調(diào)制周期上關(guān)于時(shí)間的平均值上產(chǎn)生希望的電位。
輸出級(jí)設(shè)計(jì)成具有可靠的斷開(kāi)裝置。這里這樣設(shè)計(jì)所述可靠性，即在斷開(kāi)變換器的控制電子裝置之后不能再產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)場(chǎng)并因此不會(huì)由于變換器的作用迫使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。由此可以可靠地?cái)嚅_(kāi)輸出級(jí)和功率級(jí)。根據(jù)本發(fā)明也可以按照DE 102 06 107 A1或按照DE 102 07 834 A1實(shí)施可靠的斷開(kāi)?？煽康?cái)嚅_(kāi)輸出級(jí)防止形成旋轉(zhuǎn)場(chǎng)。但這也意味著不給制動(dòng)控制裝置供電。
制動(dòng)控制裝置4包含至少一個(gè)借助于電容器C1、C2、C3電容地從用于電動(dòng)機(jī)的供電線路獲得供電的整流器。利用由整流器產(chǎn)生的單極電壓可以給制動(dòng)器供電。和DE 36 13 294中一樣，制動(dòng)器設(shè)計(jì)成分成兩部分的。
如果變換器的控制電子裝置或其電壓供電失靈或出現(xiàn)相應(yīng)的故障或損壞，則電動(dòng)機(jī)的供電功能不正常。特別是在這種情況下在電動(dòng)機(jī)上存在三個(gè)持續(xù)直流電壓或甚至零電壓。這導(dǎo)致制動(dòng)控制裝置的供電中斷，因?yàn)閷?duì)于直流電壓通過(guò)容性耦合不能傳遞能量。制動(dòng)器的電磁繞組無(wú)電流通過(guò)并且制動(dòng)器由此下降。通過(guò)彈簧元件的力引起這種下降，因?yàn)橥婋姶盆F此前的反作用力停止作用。
通過(guò)這種方式形成這樣的安全制動(dòng)器，當(dāng)變換器不再無(wú)故障地工作時(shí)，所述安全制動(dòng)器自動(dòng)地或物理上絕對(duì)可靠地下降并且產(chǎn)生制動(dòng)力矩。在無(wú)故障地工作時(shí)，在輸出級(jí)和電動(dòng)機(jī)之間的三個(gè)供電線路上始終存在交流電壓，所述交流電壓具有在大于1kHz的頻率、特別是4kHz或8kHz或16kHz。在根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例中，也可以設(shè)想采用頻帶，特別是上述頻率周?chē)?附近的頻帶。這里必須注意，即使在電動(dòng)機(jī)是同步電動(dòng)機(jī)或者由變換器將電動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)到靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，這樣的交流電壓也存在。因?yàn)檫@時(shí)也通過(guò)脈沖寬度調(diào)制產(chǎn)生三個(gè)線路的三個(gè)電位值或電壓值。這里電位值或電壓值始終是脈沖寬度調(diào)制周期上的平均值。
所述的直流電壓或零電壓不僅出現(xiàn)在所述故障的情況下，而且當(dāng)需要電動(dòng)機(jī)正常地停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，也可能出現(xiàn)在正常運(yùn)行中，例如在斷開(kāi)變換器時(shí)。
在根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例中，制動(dòng)器也可以設(shè)計(jì)成單件式的，其中此時(shí)僅有兩條線路從制動(dòng)控制裝置4通至制動(dòng)器3。
在根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)不是三相供電電動(dòng)機(jī)而是兩相供電的電動(dòng)機(jī)。相應(yīng)地需要較少的電容器給制動(dòng)控制裝置供電。
在根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例中，設(shè)想采用磁阻電動(dòng)機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)或同步電動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)機(jī)。
在另一個(gè)按照?qǐng)D2的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中也可以僅設(shè)置一個(gè)電容器C1，而不是三個(gè)電容器C1、C2、C3。因此可采用較少的部件并可降低費(fèi)用。
本發(fā)明也可以相應(yīng)地應(yīng)用于變流器。
權(quán)利要求
1.驅(qū)動(dòng)裝置，包含至少一個(gè)制動(dòng)器和一個(gè)電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)借助于供電線路與一個(gè)輸出級(jí)連接，其中制動(dòng)器由制動(dòng)控制裝置供電，其特征在于，為了給制動(dòng)控制裝置供電，制動(dòng)控制裝置借助于至少一個(gè)電容器與供電線路連接。
2.按照上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，該裝置包括變換器、逆變器或變流器的輸出級(jí)。
3.按照上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，輸出級(jí)可以脈沖寬度調(diào)制地運(yùn)行。
4.按照上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，當(dāng)在供電線路上持續(xù)出現(xiàn)直流電壓或零電壓時(shí)，制動(dòng)器下降，即向電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子軸或與轉(zhuǎn)子軸連接的軸傳遞制動(dòng)力矩。
5.按照上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，在低于供電線路的電位的相應(yīng)時(shí)間曲線的臨界最低頻率時(shí)，制動(dòng)器下降，即向電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子軸或與轉(zhuǎn)子軸連接的軸傳遞制動(dòng)力矩。
6.按照上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，在低于供電線路的電位的臨界有效值時(shí)，制動(dòng)器下降，即向電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子軸或與轉(zhuǎn)子軸連接的軸傳遞制動(dòng)力矩。
7.按照上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，制動(dòng)器包括設(shè)計(jì)成單件式的或兩件式的制動(dòng)線圈。
8.按照上述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，為了給制動(dòng)控制裝置供電，該制動(dòng)控制裝置在三相供電的情況下借助于三個(gè)電容器，而在兩相供電的情況下借助于兩個(gè)電容器與供電線路連接。
9.用于電動(dòng)機(jī)的、可電磁控制的制動(dòng)器，該電動(dòng)機(jī)借助于供電線路與輸出級(jí)連接、特別是與變換器、逆變器或類(lèi)似轉(zhuǎn)換器的輸出級(jí)連接，其中制動(dòng)器由制動(dòng)控制裝置供電，其特征在于，為了給制動(dòng)控制裝置供電，制動(dòng)控制裝置借助于至少一個(gè)電容與供電線路連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動(dòng)裝置，包含至少一個(gè)制動(dòng)器和一個(gè)電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)借助于供電線路與一個(gè)輸出級(jí)連接，其中制動(dòng)器由制動(dòng)控制裝置供電，對(duì)此為了給制動(dòng)控制裝置供電，制動(dòng)控制裝置借助于電容與供電線路連接。
文檔編號(hào)H02K7/10GK1934777SQ200580008471
公開(kāi)日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2005年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月16日
發(fā)明者G·貝克爾, J·施密特 申請(qǐng)人:索尤若驅(qū)動(dòng)有限及兩合公司