專利名稱：無勵磁動作型制動器的勵磁控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無勵磁動作型制動器的勵磁控制裝置。
背景技術(shù)：
通常，在作為制動器電動機所知的帶電磁制動器的電動機中，設(shè)計成利用斷開電源即無勵磁，使制動器動作，讓電動機快速停止。
圖10中，因為使交流電動機M與無勵磁動作型直流制動器B組合，所以利用插入交流電動機M供電電路的電磁接觸器MC接通或斷開對電動機M的供電，并在向電動機M供電時，將電動機M和電磁接觸器MC之間連接的二極管D1、D2的整流輸出向制動器B供電，制動器處于不動作狀態(tài)，在停止向電動機供電時將制動器作為無勵磁而動作。
圖11表示二極管D1、D2組成的整流電路接在電磁接觸器MC電源一側(cè)，電磁接觸器MC的輔助觸點插入所述二極管和制動器之間。
圖11在圖9中的二極管整流電路中設(shè)置輔助繼電器RX，同時在二極管D1、D2和制動器B之間還插入其觸點RXa。
所述圖9至圖11的各電路分別有以下的缺點。
圖9的電路在電動機停止時電磁接觸器MC一釋放，在這之前制動器B的線圈中積累的電磁能就如圖中箭頭所示作為循環(huán)電流流動，暫時繼續(xù)勵磁狀態(tài)。由此引起制動器動作遲緩。還有，在制動器不動作時，由于電動機M中殘余磁性的發(fā)電作用，這一電流通過二極管D1、D2流入制動器B，所以還要繼續(xù)維持勵磁狀態(tài)。
圖10中，由于利用電磁接觸器MC的觸點切斷二極管D1、D2和制動器B之間的連接，所以是解決制動器動作時間遲緩的一種措施。但電路構(gòu)成變得復(fù)雜，另外，電磁接觸器MC和電動機M間距離拉開時配線用電線費用及施工費用就要多開銷。
圖11的電路由于利用交流繼電器RX，觸點的復(fù)位時間較短，比圖10的電路性能好，但因為觸點復(fù)位時間有偏差制動器動作時間不穩(wěn)定。而且因為是有觸點電路，所以有壽命短，易受環(huán)境氣氛的影響等諸多的問題存在。
圖12A、12B對所述的問題采取的措施，表示兩個以往的無觸點式制動器的制動器控制裝置的例子，圖12A為電壓檢測型電路，圖12B為電流檢測型電路。
而圖10A所示，電路的構(gòu)成為向電動機M供電的電壓一消失就使制動器B動作，其構(gòu)成為采用單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器MM延長制動器的通電時間，通過場效應(yīng)晶體管Q向制動器B穩(wěn)定供電。而端子1-4例如連接圖11的制動器勵磁電路的端子1-4，對制動器B通電。
另外，圖10B所示，電路的構(gòu)成為供給電動機M的電流一消失就使制動器動作，用電流互感器CT檢測電流通過光耦合器PC及場效應(yīng)管Q向制動器B穩(wěn)定供電。而端子1-6例如連接圖9的制動器勵磁電路的端子1-6對制動器B通電。
通過采用這些制動器通電電路，制動器電動機的制動器勵磁電路比觸點式電路動作穩(wěn)定。
另一方面，在電路構(gòu)成上也在研討進一步簡化的可能性，謀求更簡單的電路構(gòu)成。
而圖13的電路為二極管D1、D2組成的整流電路接在電磁接觸器MC的電源側(cè)，電磁接觸器MC的輔助觸點插在上述二極管和制動器之間。
該圖所示的電路由于利用電磁接觸器MC的觸點使二極管D1、D2和制動器B之間斷開，故成為解決制動器動作遲緩問題的又一種措施。
但，這樣做，電路構(gòu)成變得復(fù)雜，電磁接觸器MC和電動機的距離被拉開時，配線用電線費用及施工費用等要多開銷。
另外，作為電動機M的驅(qū)動控制電力也有用如圖14所示的逆變器的電路，逆變器INV插在電磁接觸器MCI和電動機M之間，電動機M起動及停止時進行軟起動及軟停止。
在上述電路中，在起動及停止時，逆變器INV的輸出減少，故不能以逆變器INV的輸出使制動器B動作。而制動器B的電源從逆變器INV的電源側(cè)分路后取出，為了控制向制動器B的供電，設(shè)置與逆變器INV的動作相應(yīng)動作的繼電器RY及電磁接觸器MC2。其結(jié)果附帶逆變器INV的電路構(gòu)成又變得相當復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮上述諸因素而作，其目的在于提供一種動作穩(wěn)定而且電路構(gòu)成簡單的無勵磁動作型制動器的勵磁控制裝置。
為達到上述目的，本發(fā)明提供的無勵磁動作型制動器的勵磁控制裝置，隨著電磁接觸器接通、斷開交流電動機的電源，在電源斷開時使安裝在所述電動機上的無勵磁動作型電磁制動器動作，在電源接通時解除該制動器，包括信號形成電路，檢測所述電動機的通電狀態(tài)，形成整流流過的信號，信號耦合器，為具有發(fā)光元件和有發(fā)電特性的受光元件，顯示出緩慢的輸出下降特性的光電耦合器，外加上所述信號形成電路的輸出后進行光電信號的授受，以及開關(guān)電路，插入所述電源和所述制動器之間，一加上所述信號耦合器的輸出信號就導(dǎo)通，從所述電源向所述電磁制動器供電。
本發(fā)明提供的另一種無勵磁動作型制動器的勵磁控制裝置，隨著電磁接觸器接通、斷開交流電動機的電源，在電源斷開時使安裝在所述電動機上的無勵磁動作型電磁制動器動作，在電源接通時解除該制動器，包括電流檢測裝置，檢測所述電動機的通電電流，發(fā)光裝置，根據(jù)該電流檢測裝置的輸出形成發(fā)光信號，受光裝置，接收該發(fā)光裝置發(fā)出的發(fā)光信號，以及制動器通電電路，具有開關(guān)元件，在所述受光裝置接受發(fā)光信號后，使所述開關(guān)元件導(dǎo)通，向所述制動器供給解除制動電流。


圖1為表示本發(fā)明一實施例的電路圖。
圖2為表示圖1的電路中有關(guān)光耦合器電路部分的電路圖。
圖3為表示圖2的電路各部分電壓、電源的波形圖。
圖4為表示圖1的電路各部分電壓。電流及信號的波形圖。
圖5為放大表示圖4所示波形的時間軸的波形圖，制動器電動機停止時的波形圖。
圖6為放大表示圖4所示波形的時間軸的波形圖，制動器電動機起動時的波形圖。
圖7為表示本發(fā)明一實施例的構(gòu)成的說明圖。
圖8A到圖8D為表示圖7的電路中電動機M的電壓、電流及制動器M的電流、電壓變化情形的時間圖。
圖9為表示具有以往的電流動作型制動器的制動器電動機的接線圖。
圖10為表示具有以往的輔助觸點動作型制動器的制動器電動機的接線圖。
圖11為表示具有以往的電壓動作型制動器的制動器電動機的接線圖。
圖12A為表示以往的無觸點方式電壓動作型制動器的動作電路的示意圖，圖12B為表示同為以往的無觸點方式電流動作型制動器的動作電路的示意圖。
圖13為用以往的帶輔助觸點電磁接觸器的制動器電動機的接線圖。
圖14為將以往的逆變器作為電動機電源的制動器電動機的電源系統(tǒng)圖。
具體實施例方式
圖1為表示本發(fā)明的一實施例的電路構(gòu)成電路圖。該電路用以往的電路圖10B所示的電路為基礎(chǔ)而構(gòu)成，檢測電動機的電流，電流一為零制動器就動作。
該電路如曾對圖10B說明過的那樣，端子1-6分別連接圖9的各端子1-6后使用。端子1、2提供電動機M的相間電源，端子3、4接制動器B的端子，端子5、6接電動機M電流檢測電流互感器CT。
利用整流器11對由端子1、2提供的電動機M的電壓作半波整流，通過端子3、4給圖中未示出的制動器B。本實施例中，端2、4間插入作為開關(guān)元件用的場效應(yīng)管15。該場效應(yīng)管15靠電動機M的電流檢測信號導(dǎo)通。截止。
為了檢測該電動機M的電流，用全波整流電路12對電流互感器CT的檢測電流整流，給作為信號耦合器的光耦合器13的發(fā)光二極管。全波整流電路12具有擠式整流電路及恒壓二極管，向發(fā)光二極管提供穩(wěn)定的電壓。
這里，光耦合器13為光球(photo-ball)(商品名稱)型式的器件，這種光球型式的光耦合器的光敏元件，因為具有能發(fā)電的特性故無需電源，另外，受光開始時輸出的前沿陡，受光停止時輸出的后沿緩。
如言及發(fā)電特性，則通過采用光球式光敏元件，與圖1的電路對比，圖10B電路中作為構(gòu)成向光耦合器PC的光敏元件供電用的要素1個二極管、兩個電阻、1個電解電容、1個齊納二極管就可不要，電路簡化。
結(jié)果，即使從光耦合器13的發(fā)光元件提供斷續(xù)的光，只要斷續(xù)的間隔小于某一程度，光敏元件就連續(xù)輸出。因此，在使用通常的光電二極管或光電三極管作為光電元件時必需的時間常數(shù)電路可以不要。
即，光電元件為了形成所需要的電壓必須將適當數(shù)量的元件串連連接，但作為延時要素的RC可以不要，光電元件的輸出通過電阻14a、14b給場效應(yīng)管15的柵極。其中，與場效應(yīng)管Q柵極串連的電阻14b可以省略。
因而，電路的簡化從減少部件的件數(shù)上便可明了。
圖2及圖3表示圖1的電路中光耦合器PC、與該光耦合器PC的輸出對應(yīng)動作的場效應(yīng)管Q、及端子4相關(guān)部分的電路，以及該電路各部分信號波形。
圖2所示電路中，通過開關(guān)SW對光耦合器PC的發(fā)光元件加上電壓V1，流過電流I。據(jù)此在光敏元件上產(chǎn)生電壓，通過電阻編置電路加在場效應(yīng)管Q的柵極上，場效應(yīng)管Q導(dǎo)通，另外，如開關(guān)SW斷開光耦合器PC的發(fā)光元件停止發(fā)光，則光敏元件也停止發(fā)電，所以場效應(yīng)管Q斷開。
圖3表示這時電路各部分的信號波形，發(fā)光元件的陽極側(cè)電壓V1在開關(guān)SW合上時為零斷開時為高電平。與此相對應(yīng)，發(fā)光元件上流過的電流I，在開關(guān)合上時為大斷開時為零。
而且發(fā)光元件的發(fā)生電壓，即加在場效應(yīng)管Q柵極上的電壓V2在開關(guān)SW合上時急劇上升，斷開時緩慢下降。這就是作為光敏元件使用的光球的電壓變化特性，其特征在于后沿平緩。由此，光耦合器PC的輸出側(cè)毋需設(shè)置延時電路。
而且，在電壓V2到達閾值前場效應(yīng)管Q導(dǎo)通，一超過閾值就斷開，這表示場效應(yīng)管Q的源極電壓為V3。
圖4為利用圖2及圖3說明過的光耦合器PC的動作原理表示圖1的電路各部分電壓、電流波形的示意圖。
首先，圖1的整流器11的輸出端電壓即制動器電壓a為交流半波整流電壓波形，在電動機通電期間為一定的電壓，由于停止通電產(chǎn)生相反極性的電壓。另一方面，電流互感器CT的一次側(cè)流過的電動機電流m在電動機起動時成大電流，其后減小成一定的電壓，因電動機停止而變成零。
電流互感器CT的二次側(cè)輸出b為與電動機電流相對應(yīng)的輸出，靠整流器整流后成整流器輸出c，供給光耦合器pc的發(fā)光元件。據(jù)此，光耦合器pc的光敏元件(光球)上產(chǎn)生光球輸出d。該光球輸出d由圖3及如前所述，具有前沿陡后沿緩的特性。
由此，如圖1所示；在光耦合器pc的輸出側(cè)和場效應(yīng)管Q之間不再設(shè)置延時電路或延時要索，只不過設(shè)置電阻14a、14b而已(電阻14a可省略)。并且，因為光球有能發(fā)電的特性，故不必接電源，只要接場效應(yīng)管Q的柵極業(yè)已足夠。
圖5表示制動器電動機停止時圖4所示的圖1中電路各部分電壓、電流及信號的波形，符號a-e分別與圖4對應(yīng)。
而且，圖6也同樣地表示制動器電動機在起動時圖4所示的圖1中電路各部的電壓、電流、及信號的波形。
圖7表示本發(fā)明的一實施例的電路構(gòu)成。圖中，對與圖1及圖2公共的要素在帶括號()中標上同一符號表示。圖7中，用點劃線圍著的部分作為包括帶制動器的電動機在內(nèi)的裝置構(gòu)成，連接使電動機接通，斷開的電磁接觸器MC的二次側(cè)使用。即，該裝置上設(shè)置電動機電源端子U、V、W及電路電源端子U、V，一對它們連接裝置便能動作。
在裝置中，電動機M與無勵磁動作型制動器B機械上聯(lián)接，電動機M驅(qū)動動作中制動器B勵磁，處于不動作狀態(tài)，而停止向電動機M供電時，停止向制動器B通電靠制動器B的作用力使電動機M停止。
制動器B的通電及停止通過使作為開關(guān)元件的場效應(yīng)管FET(15)導(dǎo)通、截止未進行。場效應(yīng)管FET(15)的導(dǎo)通·截止是通過下法來進行，即利用電流互感器CT檢測有無流向電動機M的通電電流，靠檢測輸出使光耦合器PH(13)動作，根據(jù)該光耦合器PH(13)的動作場效應(yīng)管FET(15)導(dǎo)通·截止。
光耦合器PH(13)由于發(fā)光側(cè)，兩個發(fā)光二極管LED及并聯(lián)連接，故一得到從電流互感器CT來的交流電流，兩發(fā)光二極管LED便交替發(fā)光，其產(chǎn)生的光給光敏三極管PT。由此，將與流過電流互感器CT的交流電流的全波整流信號對應(yīng)的光提供給光電三極管。而且，光電三極管PT使場效應(yīng)管FET(15)為導(dǎo)通狀態(tài)，制動器B通電。
作為利用場效應(yīng)管FET(15)的開關(guān)作用使制動器B動作的電源為由兩個二極管D1、D2，電阻R1、電解電容、及齊納二極管構(gòu)成的穩(wěn)壓電源電路，該穩(wěn)壓電源電路的輸出通過光耦合器PH(13)的光敏三極管PT給場效應(yīng)管FET(15)。
光耦合器PH(13)的光電三極管PT與電流互感器的二次電路所接的光耦合器PH(13)的發(fā)光二極管LED來的光信號一對應(yīng)動作，就向場效應(yīng)管FET(15)的柵極G提供電壓信號使其導(dǎo)通。場效應(yīng)管FET(15)具有利用其柵極所接的電阻R2及自身所有的柵極電容Cg而定的時間常數(shù)，按照該時間常數(shù)進行導(dǎo)通、截止動作。該電容Cg如不夠大，則可外加適當容量的電容。
還有，在圖7的電路中，VZ1、VZ2為保護電路上使用的各要素免受高電壓用的過壓保護器。
圖8A-圖8D表示圖7的電路中各部分的電壓及電流波形。而且，圖8A-8B為電動機M的電壓及電流。電動機電壓在電磁接觸器MC一接通就上升并保持在一定值，而電磁接觸器MC一斷開就緩慢下降。另一方面，電動機電流在電磁接觸器MC一接通就急劇增加后穩(wěn)定在一定值上，并電磁接觸器MC一斷開就立即下降。
相反，圖8C-8D表示制動器B的電流及電壓。制動器B的電流由于電磁接觸器MC接通而緩慢上升，并由于電磁接觸器MC斷開而立即下降。而制動器B的電壓由于電磁接觸器MC接通稍些有點緩慢但還是較快上升，并由于電磁接觸器MC的斷開伴隨著脈沖狀的電壓而下降(變形例)上述實施例中雖然做成根據(jù)電動機電流的接通、斷開控制制動器的斷開、接通，但也可以根據(jù)電動機的電壓來構(gòu)成。
上述實施例中，光耦合器PH、場效應(yīng)管FET等半導(dǎo)體元件可以調(diào)換成起同樣功能的其它元件。
本發(fā)明如上所述，利用取出電動機通電狀態(tài)的光耦合器具有前沿陡后沿緩的特性，根據(jù)該光耦合器的輸出在制動器電動機的電動機驅(qū)動時使制動器斷開，并電動機一斷開就接通制動器，所以不必設(shè)計使光耦合器的輸出延時的要素，能采用簡單的電路構(gòu)成。
另外，本發(fā)明如上所述，檢測出帶制動器的電動機的電動機電流并供光耦合器，使開關(guān)元件動作，故不會如以往那樣利用電磁接觸器的輔助觸點，另外即使將逆變器用于電動機的電源也不會需要從電動機用電源分出的制動器電源，能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單并動作穩(wěn)定的制動器動作。
權(quán)利要求
1.一種無勵磁動作型制動器的勵磁控制裝置，隨著電磁接觸器接通、斷開交流電動機的電源，在電源斷開時使安裝在所述電動機上的無勵磁動作型電磁制動器動作，在電源接通時解除該制動器，其特征在于，包括信號形成電路，檢測所述電動機的通電狀態(tài)，形成整流流過的信號，信號耦合器，為具有發(fā)光元件和有發(fā)電特性的受光元件，顯示出緩慢的輸出下降特性的光電耦合器，外加上所述信號形成電路的輸出后進行光電信號的授受，以及開關(guān)電路，插入所述電源和所述制動器之間，一加上所述信號耦合器的輸出信號就導(dǎo)通，從所述電源向所述電磁制動器供電。
2.如權(quán)利要求1所述的無勵磁動作型制動器的勵磁控制裝置，其特征在于，所述信號耦合器為光球或耦合器。
3.一種無勵磁動作型制動器的勵磁控制裝置，隨著電磁接觸器接通、斷開交流電動機的電源，在電源斷開時使安裝在所述電動機上的無勵磁動作型電磁制動器動作，在電源接通時解除該制動器，其特征在于，包括電流檢測裝置，檢測所述電動機的通電電流，發(fā)光裝置，根據(jù)該電流檢測裝置的輸出形成發(fā)光信號，受光裝置，接收該發(fā)光裝置發(fā)出的發(fā)光信號，以及制動器通電電路，具有開關(guān)元件，在所述受光裝置接受發(fā)光信號后，使所述開關(guān)元件導(dǎo)通，向所述制動器供給解除制動電流。
4.如權(quán)利要求3所述的無勵磁動作型制動器的勵磁控制裝置，其特征在于，所述發(fā)光裝置有互相反并聯(lián)連接的至少一對的發(fā)光元件。
5.如權(quán)利要求3所述的無勵磁動作型制動器的勵磁控制裝置，其特征在于，所述開關(guān)元件為場效應(yīng)晶體管。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種無勵磁動作型電磁制動器的勵磁控制裝置，能隨著電磁接觸器MC接通斷開交流電動機M的電源在電源斷開時使安裝在電動機上的無勵磁動作型制動器B動作，在電源斷開時又解除該制動器，包括形成與電動機的通電狀態(tài)對應(yīng)的信號的信號形成電路12、為具有發(fā)光元件和有發(fā)光特性的光敏元件，顯示出緩慢的輸出下降特性的光電耦合器，外加上信號形成電路的輸出就進行光電信號授受的信號耦合器13、及插在電源和制動器之間，一加上信號耦合器的輸出信號就導(dǎo)通，從電源向電磁制動器供電的開關(guān)電路15?；蛘撸z測所述電動機通電電流的電流檢測裝置、形成發(fā)光信號的發(fā)光裝置13、受光裝置13、及具有開關(guān)元件15的制動器通電電路。
文檔編號H02P3/04GK1505254SQ0315932
公開日2004年6月16日 申請日期2003年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月4日
發(fā)明者前田和秀, 平野彰秀, 秀 申請人:株式會社產(chǎn)機