JPH08214576A - 同期モータの制動方法および装置 - Google Patents

同期モータの制動方法および装置

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JPH08214576A
JPH08214576A JP27620095A JP27620095A JPH08214576A JP H08214576 A JPH08214576 A JP H08214576A JP 27620095 A JP27620095 A JP 27620095A JP 27620095 A JP27620095 A JP 27620095A JP H08214576 A JPH08214576 A JP H08214576A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 同期エレベータモータの新規で有利なダイナ
ミック制動装置を開発すること。 【解決手段】 永久磁石で磁化される同期モータ(2) の
制動方法および装置において、同期モータの入力コネク
タ(38、40、42)に非線形抵抗(60)が接続され、これを用い
て同期式モータ(2) の固定子巻線を閉成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石により磁
化され固定子巻線へ電圧を供給する入力コネクタを有す
る同期モータの制動方法、および固定子巻線へ電圧を供
給する入力コネクタを設けた同期モータの制動装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】停電などの障害の場合のエレベータの安
全な運行は、機械制動によって確保されるが、これはし
ばしば、電気的な、いわゆるダイナミック制動を用いる
ことによって補足的に支援される。ダイナミック制動で
は、エレベータの機械エネルギーはモータを介してモー
タの外部負荷へ伝達される。これによって少なくとも、
たとえ機械制動が作動不能になったとしても、エレベー
タの加速が防止される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】同期モータを用いる場
合、ダイナミック制動は、直流電流が一次巻線へ供給さ
れている場合のみ可能となる。これには一般に、その目
的に設計された別個の整流機器などの特殊な装置と付属
機器の使用が必要である。直流モータの場合、制動は抵
抗を回転子回路へ接続することによって行なうことがで
きる。この場合、モータの磁化が作動順に行われること
が必要である。
【０００４】同期モータの場合、ダイナミック制動は直
流モータと同様な方法で行うことができる。制動力と制
動抵抗を介して流れる電流は、モータが全速で動いてい
る時に固定子巻線を短絡すると、大きくなる。他方、低
速では、ゆるい下降速度を達成するのに充分なトルクを
確実に発生させる必要がある。
【０００５】本発明は、同期エレベータモータの新規で
有利なダイナミック制動装置を開発することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】これを達成するために、
本発明の同期モータの制動方法は、少なくとも１つの非
線形制動抵抗を同期モータの入力コネクタへ接続し、こ
の抵抗を介して同期モータの固定子巻線を閉成すること
を特徴とする。本発明の同期モータの制動装置は、同期
モータの入力コネクタに、少なくとも１つの非線形制動
抵抗が接続され、これによって同期モータの固定子巻線
を閉成することができることを特徴とする。本発明の他
の実施例は、従属請求項に示す構成要件を特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】次に図面を参照し、実施例の１つ
を挙げて本発明を詳細に説明する。
【０００８】図１は、同期モータ２の制御に用いられる
中間回路付きの周波数コンバータの基本回路の配列を示
している。この周波数コンバータは電源ブリッジ４を有
し、これは、入力導体12、14および16に通電される３相
電源供給電圧を整流する。この供給電源と電源ブリッジ
との間には、コイルおよびコンデンサからなる電源フィ
ルタ18と、３相電源スイッチ20とが接続されている。こ
の電源ブリッジは、整流電圧を中間回路導体22および24
へ給電し、この中間回路導体は、直列接続されたコンデ
ンサ23および25によって相互に接続されている。各ダイ
オード６〜11に並列に逆方向に接続されているのは、ト
ランジスタ26〜31である。これらのトランジスタを適切
に制御することによって、制動力を所望に応じて電源へ
返送することができる。
【０００９】中間回路導体22および24に接続されている
のは周波数コンバータのモータブリッジ５であり、これ
は、トランジスタ32〜37のブリッジ回路を構成してい
る。このモータブリッジの交流側からの出力は、モータ
入力端子38、40および42に接続されて、電流を固定子巻
線へ送る。トランジスタ32〜37を制御して、同期モータ
の供給電圧が作動に必要な振幅および周波数を有するよ
うする。電源ブリッジは制御装置44によって、またモー
タブリッジは制御装置46によって制御される。電流およ
び電圧の測定、速度測定値49ならびに速度基準値50など
の測定量および基準量を基にして、制御装置44、46は制
御パルスを発生し、これらをトランジスタの制御入力へ
制御導体51を介して印加する。本発明を用いると、トラ
ンジスタの制御は、それ自体公知のいくつかの方法の１
つを用いて行なうことができる。制御装置はまた、電源
スイッチ20を制御導体68を介して制御する。トランジス
タ32〜37に並列に逆方向に接続されているのは、ダイオ
ード52〜57である。同期モータは永久磁石によって磁化
され、モータは、停電があればその間、その磁化状態を
保持する。モータは、エレベータのトラクションシーブ
（図示せず）に連結されて、エレベータカーを巻上げロ
ープによって動かすことができる。
【００１０】周波数コンバータの中間回路内の導体22と
24との間には、制動トランジスタ62と直列に制動抵抗58
および60が接続されている。通常の作動中は、制御装置
46がトランジスタ62を制御して、モータによって発生し
た出力が少なくとも部分的に制動抵抗で消費されるよう
にしている。制動抵抗58は、その戻り出力を消費するの
に使用される通常の制動抵抗である。制動抵抗60は、図
２に示すような非線形電圧電流特性を有している。その
抵抗は、高電圧値に対しては低電圧に対するより大き
く、例えば白熱電球におけるように、加熱にされる金属
抵抗を用いるの同様である。換言すれば、温度が上昇す
ると作動範囲の抵抗が増大する抵抗を用いる。この制動
抵抗はまた、PTC 抵抗またはVDR 抵抗であってもよい。
【００１１】制動抵抗58およびトランジスタ62に並列に
接続されているのは接点64であり、これを用いて制動抵
抗60だけを中間回路導体22と24との間に接続することが
できる。さらに、非線形制動抵抗60に接続されているの
は接点66であり、これによって抵抗60を短絡させること
ができる。接点64および66は直列に接続され、これらを
用いて中間回路導体22および24を短絡することができ
る。
【００１２】本発明によれば、ダイナミック制動は、電
源断、または非常調速機が作動する過速度状態などの異
常な作動状態を系が検知した時に作動する。同時に、接
点64を閉じて、その結果、モータの固定子回路が給電導
体38、40および42、ダイオード52〜57、ならびに非線形
抵抗60を介して閉成する。この接点は、モータ巻線内で
発生する起電力によって制御される。周波数コンバータ
は好ましくは、電源から電源スイッチ20によって切断さ
れる。接点64の閉成時点、例えば非常調速機が作動する
時に、モータが高速で回転している場合は、抵抗の両端
の電圧は高く、それに応じて抵抗もまた大きく、電流、
したがって制動トルクがこうして決まる最大値に制限さ
れる。例えば、図２の場合に、電圧の相対値u/[pu] = 1
（pu= 単位ユニット当り）が全速に相当し、電流の相対
値i/[pu] = 1が加速度に相当するとすれば、全負荷の平
衡トルクは約1/3 とすることができる。線形抵抗であれ
ば、速度は約33% になろうが、非線形抵抗の場合、速度
は約17% になる。
【００１３】上述の例に用いられている抵抗は白熱灯型
の抵抗である。その場合、電流のピークは接続を行なっ
た瞬間に発生する。これは、最初に線形抵抗を直列に非
線形抵抗と接続することによって避けることができる。
図１の例では、通常の制動抵抗58およびそれに接続され
たトランジスタ62を用いてこれを実現している。通常の
作動中は、抵抗58および60、ならびに制動トランジスタ
を制動の制御に用いる。
【００１４】制動抵抗60は、速度の変化につれて個々の
接点によって短絡される直列の多数の抵抗に代えること
ができる。この場合、抵抗値の非直線性は接点の制御に
基づいて決まる。
【００１５】抵抗60に並列に接続された接点66を用い
て、モータ速度が零の場合に抵抗60を短絡させる。この
ようにして、ブレーキが故障した場合、より大きい制動
トルクを達成する。この場合、接点には、抵抗60の両端
の電圧を、またはモータ巻線から直接に得た電圧を供給
することができ、その場合、モータ速度が落ちると自動
的に接点66を切り離す。
【００１６】図１に示す本発明の方式において、特筆さ
れることは、制動抵抗とモータ巻線との間には接点がな
く、制動抵抗はダイオードブリッジを介して直接、モー
タの固定子巻線に接続されていることである。これは、
モータの磁化が機能しているかぎり、停電中でも確実に
作動することを意味し、これは、永久磁石で磁化される
同期モータを用いることによって最もよく達成される。
【００１７】図３は、同期モータに周波数コンバータ70
により給電される本発明の他の実施例を示す。周波数コ
ンバータ70は、図１におけるのと同様のもの、またはこ
れとは異なるタイプのものにすることができる。図１に
おけるように、コンバータ70は、供給電源およびモータ
２に接続されている。周波数コンバータ70は、制御パル
スを発生する制御装置146 によって制御され、このパル
スは、導体151 を介して周波数コンバータ70内のスイッ
チへ送られる。接点42によって、スター結線された非線
形抵抗78、80および82が周波数コンバータの出力端子に
接続されている。接点84は、制御装置146 によって、図
１における接点64の制御と同様の方法で制御される。こ
のように、この実施例では、ダイナミック制動は周波数
コンバータの完全に外側で発生する。
【００１８】以上、本発明をその実施例のいくつかを挙
げて説明したが、その説明は本発明の保護の範囲を限定
するものではなく、その実施例は請求項に明記する限度
内で改変することができる。
【００１９】
【発明の効果】本発明の方式によれば、同期モータのダ
イナミック制動を非常に廉価で達成できる。この方式を
実際に実現するのに、接点対は１つのみを必要とする
が、これは、どんな場合にも周波数コンバータの中間回
路コンデンサを放電するのに必要である。
【００２０】非線形抵抗は、確実に降下速度をできるか
ぎり遅くすることができる。ウォームギア付きのエレベ
ータと同じ安全度が同期モータによって駆動されるエレ
ベータで達成できるが、これは、万一ブレーキが故障し
ても、エレベータが急速に落下しないことを意味する。
これはとくに、巻線が零速度で短絡される、または制動
抵抗が充分に低い値に調節される本発明の実施例によっ
て達成される。
【００２１】本発明の方式は、モータを制御する様々の
給電装置に関連してダイナミック制動抵抗を直流中間回
路内か、またはモータの端子に取りつけることによって
用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により提供される回路の方式を示す図で
ある。
【図２】ダイナミック制動抵抗の特性を示す図である。
【図３】本発明による他の方式を示す図である。
【符号の説明】
２ 同期モータ ３ 周波数コンバータ 22、24 中間回路 38、40、42 入力コネクタ 60、78、80、82 非線形制動抵抗 64、66 スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨルマ ムスタラウチ フィンランド共和国 05620 ヒビンカア、 ライバアヤンティエ 13

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 永久磁石により磁化され、固定子巻線へ
    電圧を供給する入力コネクタを有する同期モータの制動
    方法において、該方法は、少なくとも１つの非線形制動
    抵抗を該同期モータの入力コネクタへ接続し、該抵抗を
    介して該同期モータの固定子巻線を閉成することを特徴
    とする同期モータの制動方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、該同期
    モータを周波数コンバータにより中間回路を介して給電
    し、前記制動抵抗を該周波数コンバータの中間回路に接
    続することを特徴とする同期モータの制動方法。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の方法において、該方法
    は、前記モータの速度が実質的に零の時に、前記固定子
    巻線を短絡することを特徴とする同期モータの制動方
    法。
  4. 【請求項４】 請求項２または３に記載の方法におい
    て、前記非線形制動抵抗の抵抗値は、電圧の上昇に従っ
    て増大することを特徴とする同期モータの制動方法。
  5. 【請求項５】 請求項３に記載の方法において、該方法
    は、前記モータを永久磁石によって磁化し、前記制動抵
    抗は、該モータの起電力に制御される接点により接続す
    ることを特徴とする同期モータの制動方法。
  6. 【請求項６】 固定子巻線へ電圧を供給する入力コネク
    タを設けた同期モータの制動装置において、該装置は、
    前記同期モータの入力コネクタに、少なくとも１つの非
    線形制動抵抗が接続され、これによって該同期モータの
    固定子巻線を閉成することができることを特徴とする同
    期モータの制動装置。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載の装置において、前記同
    期モータは、中間回路を設けた周波数コンバータによっ
    て給電され、前記制動抵抗、および該制動抵抗を接続す
    るスイッチが該周波数コンバータの中間回路の直流導体
    の間に取りつけられていることを特徴とする同期モータ
    の制動装置。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載の装置において、該装置
    には、前記制動抵抗と並列に接続されたスイッチが設け
    られ、前記モータの固定子巻線を短絡させることを特徴
    とする同期モータの制動装置。
  9. 【請求項９】 請求項７または８に記載の装置におい
    て、前記制動抵抗の抵抗値は電圧が上がるに従って増大
    することを特徴とする同期モータの制動装置。
  10. 【請求項１０】 請求項８または９に記載の装置におい
    て、前記同期モータは永久磁石によって磁化され、前記
    制動抵抗は、該モータの起電力によって制御可能なスイ
    ッチによって接続することができることを特徴とする同
    期モータの制動装置。
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