JPH0698577A - 電動機用電磁ブレーキ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電動機と電源を共有する無励磁作動型電磁ブ
レーキによる停止時間を短縮すること。 【構成】 主回路用電磁接触器２と連動して動作し、主
回路用電磁接触器２が開いているときは閉じ、閉じてい
るときは開く接点６ａ、６ｂを設け、電源オフ時には、
無励磁作動型電磁ブレーキ４の励磁コイル４ａと電動機
１の固定子コイル１ａを短絡し、電源オフ時に現われる
電動機１の残留電圧を瞬時的に消滅させるようにるよう
にしたもの。 【効果】 電源オフ時での電動機１の残留電圧による影
響が無くなるので、電磁ブレーキ４の作動遅れが大幅に
低下し、制動制御の精度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動機の電源のオン・
オフに連動して動作する電磁ブレーキの制御装置に係
り、特に無励磁作動型電磁ブレーキを一体に備えたブレ
ーキ付電動機に好適な電磁ブレーキの制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば工作機械など、回転駆動すべき負
荷によっては、電動機の電源をオフしたとき、比較的速
やかに回転が停止するのが望ましい場合がある。そこ
で、このような場合には、従来から電動機と共に電磁ブ
レーキ装置を用いたり、或いは電磁ブレーキを備えたブ
レーキ付電動機を用いたりしているが、この場合での電
磁ブレーキ制御装置の従来例としては、例えば図３に示
すものが一般的であった。この図３において、１は三相
誘導電動機、１ａは電動機の固定子(電機子)コイル、１
ｂは電動機の端子、２は電動機１の電源をオン・オフす
るためのスイッチである主回路電磁接触器、３は過負荷
を検出して電動機１を保護するサーマルリレー、４は無
励磁作動型電磁ブレーキ、４ａは電磁ブレーキの励磁コ
イル、５は整流ユニット、５ａは整流用のサイリスタ、
それに５ｂはフライホィールダイオードである。

【０００３】なお、ここで、無励磁作動型電磁ブレーキ
とは、その励磁コイルに通電されるとブレーキが開放さ
れ、無励磁状態では、スプリングなどにより常時所定の
ブレーキ力が働くように構成されている電磁ブレーキの
ことである。

【０００４】整流ユニット５は、三相電源Ｕ、Ｖ、Ｗの
或る相間、例えばＵ、Ｗ間から単相の電力を取込み、サ
イリスタ５ａで整流して電磁ブレーキの励磁コイル４ａ
に所定の電圧の直流電力を供給する働きをする。そし
て、このとき、フライホィールダイオード５ｂは、電源
オフ時での励磁コイル４ａの逆起電力による電流路を与
える働きをする。

【０００５】なお、ここで、整流用のダイオードとして
サイリスタ５ａが用いられているのは、励磁コイル４ａ
に流れる電流を制御し、電源オン時での比較的大きな動
作電流から、その後、電源がオフされるまでの比較的小
さな保持電流に制御するためであるが、これのための制
御回路については、省略してある。

【０００６】次に、この図３の装置の動作について、説
明する。まず、電動機１の始動時、主回路電磁接触器２
が閉じられると、これにより整流ユニット５にも電圧が
与えられ、励磁コイル４ａに電流が流れるので、無励磁
作動型電磁ブレーキ４は開放され、電動機１は所定の速
度で回転を開始する。次に、電動機１を停止させるため
に、主回路電磁接触器２が開かれると、電動機１の電源
が遮断されると共に、電磁ブレーキの電源もオフされ、
この結果、無励磁作動型電磁ブレーキ４が作動し、回転
系に残っている回転エネルギーを速やかに吸収して停止
時間を短縮させるようにし、短時間で電動機１を停止さ
せるのである。

【０００７】ところで、このような誘導電動機は、電源
から切り離されても、短時間ではあるが、残留電圧を生
じるという特性があり、この結果、上記従来技術では、
この残留電圧がブレーキの電源として働き、ブレーキ動
作が遅れることになる。

【０００８】そこで、別の従来技術では、図４に示すよ
うに、主回路電磁接触器２と連動してオン・オフする別
の接点６を設け、電源オフ時には、電磁ブレーキの励磁
コイル４ａの電流路を遮断し、電動機１の残留電圧によ
る作動遅れが生じないようにしていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来技術の内、まず、
一般的な図３の装置では、電源オフ時での電動機の残留
電圧についての配慮がされておらず、電磁ブレーキの動
作が遅れ、停止迄の時間が長くなり、制御精度の低下を
もたらすという問題があった。

【００１０】他方、図３の従来技術では、停止時間の遅
れの問題は解決されるものの、励磁コイルによる逆起電
力についての配慮がされておらず、インダクタンスの大
きい励磁コイルの直流を遮断するので、電源オフ時、瞬
間的に直流の高電圧が発生するため、リレーや半導体に
高電圧がかかり、このため、高価な高耐圧のリレーや半
導体を使用しなければならなくなって、コストアップに
なるという問題があった。

【００１１】本発明の目的は、電圧オフ時での高電圧発
生の虞れがなく、短時間で容易に電動機の回転を停止さ
せることができる、電動機用電磁ブレーキ制御装置をロ
ーコストで提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、電動機の電
源オフ操作と連動して、その直後、電動機の固定子コイ
ルを短絡する手段を設けることにより達成される。

【００１３】

【作用】電動機の固定子コイルを短絡する手段は、電動
機の残留電圧を瞬間的に消滅させるように働く。この結
果、無励磁作動型電磁ブレーキの励磁コイルに印加され
ていた直流電圧も、同時に瞬間的にオフ状態になるの
で、電磁ブレーキは、直ちに制動動作状態に入り、従っ
て、制動応答時間を充分に短くすることができる。

【００１４】また、このとき、インピーダンス又は抵抗
を介して電動機の固定子コイルを短絡することにより、
短絡時の突入電流を必要な値に抑えることができ、且
つ、このインピーダンスを電動機の内部インピーダンス
と等しい値にとると、最大のエネルギー消費が得られ、
最も短い時間で停止させることができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明による電動機用電磁ブレーキ制
御装置について、図示の実施例により詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例で、図において、三相誘導電動
機１、固定子コイル１ａ、電動機端子１ｂ、主回路用電
磁接触器２、サーマルリレー、無励磁作動型電磁ブレー
キ４、励磁コイル４ａ、整流ユニット５、サイリスタ５
ａ、フライホィールダイオード５ｂなどは、図３、及び
図４で説明した従来技術と同じであり、従って、主回路
用電磁接触器２が閉じられて、交流電圧が電動機１に印
加されているときには、電磁ブレーキ４によるブレーキ
力は作動せず、空転状態になっており、他方、電源オフ
時には、スプリングの力により作動し、ブレーキ力が働
いて制動停止する点も、従来技術と同じである。

【００１６】６ａ、６ｂは接点で、これらの接点６ａ、
６ｂは、図示してない２回路２接点形式のリレーのもの
で、このリレーは主回路用電磁接触器２と連動して動作
するように構成してあり、主回路用電磁接触器２が開い
ているときはこれらの接点６ａ、６ｂが閉じ、閉じてい
るときは開くように、相反する動作をする。

【００１７】そして、これらの接点６ａ、６ｂのうち、
まず、接点６ａは、電動機端子１ｂのうちの電源のＶ相
に接続されている端子と、Ｗ相に接続されている端子の
間に接続され、次に、接点６ｂは、電動機端子１ｂのう
ちの電源のＵ相に接続されている端子と、Ｗ相に接続さ
れている端子の間に接続されている。

【００１８】次に、この実施例の動作について説明す
る。まず、電動機１の始動時、主回路電磁接触器２が閉
じられると、これにより整流ユニット５にも電圧が与え
られ、励磁コイル４ａに電流が流れるので、無励磁作動
型電磁ブレーキ４は開放され、電動機１は所定の速度で
回転を開始する。そして、このときには、主回路電磁接
触器２が閉じられるのと同時に、リレーの接点６ａ、６
ｂは、何れも開かれてしまうから、これらによる影響は
何も生じることは無く、従って、このときの動作は、従
来技術と同じである。

【００１９】次に、電動機１を停止させるために、主回
路電磁接触器２が開かれると、電動機１の電源が遮断さ
れると共に、電磁ブレーキの電源もオフされ、この結
果、無励磁作動型電磁ブレーキ４が作動し始める。しか
して、このときには、主回路電磁接触器２がオフされる
と同時に、２個の接点６ａ、６ｂは共に閉じられ、この
結果、３個の電動機端子１ａは、全ての相の間で短絡さ
れてしまう。

【００２０】この結果、電動機１の固定子コイル１ａ
は、３相全部が短絡され、これにより電動機１の残留電
圧は急速に消滅させられてしまうので、この電動機１の
残留電圧による電磁ブレーキ４の動作遅れは完全に抑え
られ、短時間で電動機１は停止してしまう。従って、こ
の実施例によれば、僅か１個のリレーを設けるだけで、
電磁ブレーキ４による電動機１の停止時間を確実に短縮
できると共に、このとき、高電圧の発生を伴うことがな
いから、余分なコストアップをもたらすこともない。

【００２１】ところで、上記の実施例では、接点６ａ、
６ｂを、別に設けたリレーの接点で構成しているが、本
発明は、主回路電磁接触器２として、３個の常開接点
と、２個の常閉接点を有するものを使用し、この２個の
常閉接点を接点６ａ、６ｂとして用いるようにして実施
しても良く、この実施例によれば、別のリレーを設ける
必要がない上、各接点間での誤動作の虞れがなくなり、
確実、安全な動作を容易に得ることができる。

【００２２】なお、ここにいう常開接点とは、電磁接触
器が動作したときだけ閉じる接点(ＮＯ接点、或いはａ
接点ともいう)のことで、常閉接点とは、電磁接触器が
動作していないとき閉じる接点(ＮＣ接点、或いはｂ接
点ともいう)のことである。

【００２３】次に、図２は、本発明の他の一実施例で、
この実施例は、図１の実施例に、さらに３個の抵抗器７
ａ、７ｂ、７ｃを追加したものである。これらの抵抗器
７ａ、７ｂ、７ｃは、接点６ａ、６ｂが閉じたとき、こ
れらの抵抗器７ａ、７ｂ、７ｃを介して固定子コイル１
ｂの各相間が短絡されるようにして接続してあり、従っ
て、この実施例によれば、残留電圧短絡時での突入電流
を抑制して所定値に抑えたり、ブレーキ作業時間を、遅
れる方向で所定時間に調整したりすることができる。

【００２４】また、この実施例によれば、各抵抗器７
ａ、７ｂ、７ｃによるインピーダンスを、電動機１の内
部インピーダンスと等しい値になるようにすることがで
き、このときには、最大のエネルギー消費が得られ、最
短時間で停止させることができるという効果が得られ
る。

【００２５】一方、上記抵抗器７ａ、７ｂ、７ｃに代え
て、適当なリアクタンス素子を用いるようにしてもよ
い。

【００２６】ところで、本発明の実施例は、以上に説明
した通りであり、従って、本発明の実施態様のいくつか
にについて列挙すれば、以下の通りとなる。

【００２７】実施例１ 請求項１の発明において、上記電動機が多相交流電動機
であり、上記接点手段が、この多相交流電動機の端子の
上記無励磁作動型電磁ブレーキの電源と共通回路をなし
ている相を短絡するように構成されていることを特徴と
する電動機用電磁ブレーキ制御装置。

【００２８】実施例２ 請求項１又は請求項２の発明において、上記接点手段
が、抵抗及びリアクタンスの少なくとも一方を介して上
記電動機の端子を短絡するように構成されていることを
特徴とする電動機用電磁ブレーキ制御装置。

【００２９】実施例３ 請求項１〜請求項３の発明の何れかにおいて、上記接点
手段が、上記第１の接点手段と同じ電磁接触器の接点で
構成されていることを特徴とする電動機用電磁ブレーキ
制御装置。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、電動機停止時、固定子
コイルが短絡されるので、残留電圧を瞬時的に消滅で
き、この結果、直流変換回路の各素子に高耐圧化の必要
もなく、電動機と電源を共通にした無励磁作動型電磁ブ
レーキの作動時間遅れを、安全確実に、しかもローコス
トで大幅に改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電動機用電磁ブレーキ制御装置の
一実施例を示す回路図である。

【図２】本発明による電動機用電磁ブレーキ制御装置の
他の一実施例を示す回路図である。

【図３】電動機用電磁ブレーキ制御装置の従来例を示す
回路図である。

【図４】電動機用電磁ブレーキ制御装置のたの従来例を
示す回路図である。

【符号の説明】

１ 電動機 １ａ 電動機の固定子コイル １ｂ 電動機端子 ２ 主回路電磁接触器 ３ サーマルリレー ４ 無励磁作動型電磁ブレーキ ４ａ 無励磁作動型電磁ブレーキ４の励磁コイル ５ 整流ユニット ５ａ 整流用のサイリスタ ５ｂ フライホィールダイオード ６ａ、６ｂ リレーの接点 ７ａ、７ｂ、７ｃ 抵抗器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動機と電源との間に、該電動機に対す
   る電力の供給をオン・オフするスイッチ手段を備え、こ
   のスイッチ手段と上記電動機の端子の間の接続路から電
   力の供給を受けて動作する無励磁作動型電磁ブレーキを
   備えた電動機装置において、上記スイッチ手段と連動し
   て動作する接点手段を設け、電源オフ時、この接点手段
   により電動機の端子の少なくとも一部を短絡するように
   構成したことを特徴とする電動機用電磁ブレーキ制御装
   置。