JPH0854032A - 回転電機の制動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長時間使用可能な電磁式ブレーキ装置を主要
部とする回転電機の制動装置を提供すること。 【構成】 ブレーキコイルを巻装した電磁石を有し、こ
のブレーキコイルに電源装置より励磁回路を介して励磁
電流を通電し、そのブレーキシューを回転電機の回転子
に装着したブレーキリングに押圧して回転電機を停止さ
せる電磁式ブレーキ装置を備え、回転電機の制動停止の
際、ブレーキコイルに、回転電機のブレーキ開始速度か
ら停止までは電源装置より抵抗器を有しない励磁回路を
介して励磁電流を通電し、停止後は電源装置より抵抗器
を有する励磁回路を介して励磁電流を通電することを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発電機，電動機等の回
転電機の運転停止に際し、回転電機に制動力を作用させ
て回転電機を制動停止させる回転電機の制動装置の改良
に関し、特に長時間の使用を可能にした回転電機の制動
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、保守の簡略化を目的として、水力
発電所における水車発電設備は、水レス、オイルレス、
空気レス化の装置が採用されるようになり、発電機，電
動機等の回転電機の制動装置も、従来の油圧式，空気圧
式の装置の代わりに、電磁式ブレーキ装置を主要部とす
る制動装置が使用されるようになってきた。

【０００３】図３は、電磁式ブレーキ装置を主要部とす
る従来の回転電機の制動装置の概要を示す概念図であ
る。

【０００４】図３において、１０は被制動回転電機、例
えば水車発電機の回転子、１０ａはその回転子主軸であ
り、１０ｂは、回転子１０の周面近傍の底面に装着され
たブレーキリングである。なお、水車発電機の固定子は
省略しており、また回転子主軸１０ａの図示下方には、
図示はしないが、水車が連結されている。

【０００５】１１は、水車発電機の制動装置の主要部を
なす電磁式ブレーキ装置であり、１１ａはそのブレーキ
シューである。ブレーキ装置１１は、複数のものがブレ
ーキリング１０ｂに沿って等配に設けられている。

【０００６】図示はしないが、電磁式ブレーキ装置１１
には、ブレーキコイルを巻装した電磁石が装備されてい
る。そして、このブレーキコイルに励磁電流が通電され
て励磁されると、上記のブレーキシュー１１ａが図示上
方に押し上げられ、上記の回転子１０のブレーキリング
１０ｂに押圧されて、回転子１０に制動力を作用させる
ように構成されている。なお、図３においては、電磁式
ブレーキ装置１１は、１個のみを示したが、水車発電機
の容量、或いは回転子の大きさに応じて複数個設けるよ
うにしても良い。

【０００７】１２は、上記の電磁式ブレーキ装置１１の
直流電源装置である。この直流電源装置１２は、回転子
主軸１０ａの近傍に設けられ、水車発電機の回転速度を
検出する回転速度検出装置１３により、水車発電機のブ
レーキ開始速度が検出され、検出信号により、その開閉
が制御される電気接点１４ａを有する励磁回路１４を介
して、電磁式ブレーキ装置１１の上記ブレーキコイルに
接続され、電気接点１４ａの閉路によりブレーキコイル
に直流励磁電流を通電する。

【０００８】次に、電磁式ブレーキ装置１１を主要部と
する上記構成の従来の水車発電機の制動装置の動作を説
明する。

【０００９】水車発電機の運転中においては、水車発電
機の回転速度（定格回転速度）は、当然のことながら、
そのブレーキ開始速度より大きく、その回転子１０に制
動力を作用させる必要はないので、回転速度検出装置１
３は、ブレーキ開始速度の検出動作をすることはなく、
電気接点１４ａにブレーキ開始検出信号を送出しないか
ら、電気接点１４ａは図示の如く開路状態におかれる。
したがって、電磁式ブレーキ装置１１は、直流電源装置
１２から切離されて休止しており、そのブレーキシュー
１１ａは図示の状態にある。

【００１０】水車発電機の運転停止操作により、図示し
ない水車への導入水を遮断すると、水車発電機の回転子
１０の回転速度は徐々に低下して行き、やがて制動力を
作用させるための予め定められた制動開始速度に達す
る。すると、回転速度検出装置１３は、これを検出し
て、検出信号を送出し、電気接点１４ａを閉路させる。

【００１１】電気接点１４ａが閉路されると、電磁式ブ
レーキ装置１１の図示しない電磁石に巻装されたブレー
キコイルに、直流電源装置１２から励磁回路１４を介し
て通常の励磁電流が通電され、電磁石のブレーキコイル
を励磁して、電磁石に通常の磁力を発生させる。

【００１２】したがって、電磁式ブレーキ装置１１のブ
レーキシュー１１ａは、発生した通常の磁力により図示
上方に押し上げられ、回転子１０のブレーキリング１０
ｂに押圧され、回転子１０に通常の制動力を作用させ
る。このようにして、電磁式ブレーキ装置１１の通常の
制動作用により、回転子１０の回転速度はさらに減速し
やがて停止する。

【００１３】回転子１０が停止すると、回転速度検出装
置１３は、これを検出して検出信号を送出し、電気接点
１４ａを開路させ、ブレーキコイルへ通電していた直流
電源装置１２からの励磁電流を遮断して電磁式ブレーキ
装置１１の作動を休止させ、図示の状態に復帰させて一
連の水車発電機の制動制御は完了する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電磁式ブレ
ーキ装置１１が発生する磁力は、上記のように、電磁式
ブレーキ装置１１に装備した電磁石のブレーキコイルに
励磁電流を通電すことにより得ているが、長時間使用し
て通常の励磁電流を通電し続けると、ブレーキコイルの
温度上昇は、その許容値を超過して、ブレーキコイルの
絶縁を破壊したり最悪の場合には、ブレーキコイルを溶
断したりする惧れがある。

【００１５】そのため、電磁式ブレーキ装置１１の容
量、或いは制動時間は、上記のブレーキコイルの通常の
励磁電流による温度上昇により決定されることになり、
長時間連続して通電し、使用の状態にしておくことは困
難となる。

【００１６】例えば水車発電機の場合、回転子１０が制
動により回転を停止した後に、上記のように、電磁式ブ
レーキ装置１１による制動を解除すると、原動機である
水車側からの外力（水車の漏水トルク等）により、水車
発電機の回転子１０は、水車ランナと共に再び回転を始
める。この場合、回転子１０は低速度で回転を継続する
が、その図示しない軸受の油膜は、低速度回転のため形
成されないから、軸受の焼損を招くことになる。

【００１７】そのため、水車発電機を長時間停止する場
合には、回転子１０を制動停止した後に、上記のよう
に、電磁式ブレーキ装置１１を休止させ、例えば、手動
式可搬ジャッキを使用して回転子１０の回転を防止する
必要がある。

【００１８】以上述べたように、従来の電磁式ブレーキ
装置１１には、使用上種々の問題があるため、漏水トル
クの大きな水車を原動機とする発電機等に対しては、そ
の使用は不可能であった。

【００１９】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、長時間使用可能な電磁式ブレー
キ装置を主要部とする回転電機の制動装置を提供するこ
とにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、請求項１では、回転電機の回転速度を検
出する回転速度検出装置と、前記回転電機の回転子に装
着されたブレーキリングと、ブレーキコイルを巻装した
電磁石が装備され、前記ブレーキコイルに励磁電流を通
電すると、そのブレーキシューが前記ブレーキリングに
押圧されて前記回転電機の回転子に制動力を作用させる
電磁式ブレーキ装置と、電源から前記ブレーキコイルに
直接励磁電流を通電させる第１の励磁回路と、前記電源
から前記ブレーキコイルに抵抗器を介して励磁電流を通
電させる第２の励磁回路と、から成り、前記回転電機を
制動により停止させる際、前記回転速度検出装置によ
り、先ず、前記回転電機の回転速度が予定のブレーキ開
始速度に低下したことを検出して、前記第１の励磁回路
を介して前記ブレーキコイルに通常の励磁電流を通電
し、前記回転電機を通常の制動力により制動停止させ、
次に、前記回転電機が停止したことを検出して、前記第
１の励磁回路から前記第２の励磁回路に切換え、この第
２の励磁回路を介して前記ブレーキコイルに前記通常の
励磁電流より小さい励磁電流を通電し、前記回転電機に
前記通常の制動力より小さい制動力を作用させるように
制御することを特徴とする。

【００２１】また、請求項２では、回転電機の回転速度
を検出する回転速度検出装置と、前記回転電機の回転子
に装着されたブレーキリングと、ブレーキコイルを巻装
した電磁石が装備され、前記ブレーキコイルに励磁電流
を通電すると、そのブレーキシューが前記ブレーキリン
グに押圧されて前記回転電機の回転子に制動力を作用さ
せる電磁式ブレーキ装置と、前記回転速度検出装置から
信号を受けて前記ブレーキコイルに励磁電流を供給する
可変電圧の電源装置と、から成り、前記回転電機を制動
により停止させる際、前記回転速度検出装置により、先
ず、前記回転電機の回転速度が予定のブレーキ開始速度
に低下したことを検出して、前記電源装置によって前記
ブレーキコイルに通常の励磁電流を通電し、前記回転電
機を通常の制動力により制動停止させ、次に、前記回転
電機が停止したことを検出して、前記電源装置によって
前記ブレーキコイルに前記通常の励磁電流より小さい励
磁電流を通電し、前記回転電機に前記通常の制動力より
小さい制動力を作用させるように制御することを特徴と
する。

【００２２】また、請求項３では、回転電機の回転速度
を検出する回転速度検出装置と、前記回転電機の回転子
に装着されたブレーキリングと、その基端が取付けられ
る中心軸により予定の時間間隔をもって予定の角度回動
する摺動子とこの摺動子が前記予定の角度回動する毎に
摺接する複数の切換接触子とを備えた切換器と、前記複
数の切換接触子にそれぞれその一端がそれぞれ導線を介
して接続されると共にそれぞれの他端が一括して電源装
置に接続される複数のブレーキコイルを別個に巻装した
複数の電磁石が装備され、前記複数のブレーキコイルに
励磁電流を通電すると、前記複数の電磁石のそれぞれの
ブレーキシューが前記ブレーキリングに押圧されて前記
回転電機の回転子に制動力を作用させる複数の電磁式ブ
レーキ装置と、前記電源装置と前記複数の切換接触子中
の１つとの間および前記複数の切換接触子に前記複数の
ブレーキコイルの一端を接続する前記導線と導線との間
を接続して前記複数のブレーキコイルに同時に励磁電流
を通電させる第１の励磁回路を形成する複数の接点およ
び前記電源装置と前記摺動子との間を接続して前記複数
のブレーキコイルに別個に予定時間励磁電流を通電させ
る第２の励磁回路を形成する１つの接点を備え、前記回
転速度検出装置の出力信号により前記複数の接点と１つ
の接点とが切換制御される切換接点と、から成り、前記
回転電機を制動により停止させる際、前記回転速度検出
装置により、先ず、前記回転電機の回転速度が予定のブ
レーキ開始速度に低下したことを検出して、前記第１の
励磁回路を介して前記複数のブレーキコイルに同時に励
磁電流を通電し、前記回転電機を前記複数の電磁式ブレ
ーキ装置により制動停止させ、次に、前記回転電機が停
止したことを検出して、前記第１の励磁回路から前記第
２の励磁回路に切換え、この第２の励磁回路を介して前
記複数のブレーキコイルに順次励磁電流を予定時間通電
し、前記回転電機に前記複数の電磁式ブレーキ装置の中
の一部により順次予定時間制動力を作用させるように制
御することを特徴とする。

【００２３】

【作用】請求項１では、回転電機を制動停止させる際、
回転速度検出装置により、回転電機の回転速度がブレー
キ開始速度に低下したことを検出して、第１の励磁回路
を介してブレーキコイルに通常の励磁電流を通電し、回
転電機を通常の制動力により制動停止させ、次に、回転
電機が停止したことを検出して、第１の励磁回路から抵
抗器を有する第２の励磁回路に切換え、この第２の励磁
回路を介してブレーキコイルに上記の通常の励磁電流よ
り小さい励磁電流を通電し、上記の通常の制動力より小
さい制動力を作用させるようにしたから、長時間の使用
が可能となる。

【００２４】請求項２では、回転速度検出装置の検出信
号を可変電圧の電源装置が受け、制動時と停止保持時に
応じたそれぞれの電流を直接ブレーキ装置に供給するよ
うにしたから、装置を簡単に構成しつつも長時間の使用
が可能となる。

【００２５】また、請求項３では、回転速度検出装置に
より、回転電機の回転速度がブレーキ開始速度に低下し
たことを検出し、第１の励磁回路を介して複数の全電磁
式ブレーキ装置により回転電機を制動停止させ、次に、
回転電機が停止したことを検出して、第１の励磁回路か
ら切換器を有する第２の励磁回路に切換え、この第２の
励磁回路を介して複数の電磁式ブレーキ装置を予定時間
毎に順次切換え、常時１つの電磁式ブレーキ装置により
制動力を作用させるようにしたから、長時間の使用が可
能となる。

【００２６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明を説明するが、
本発明の説明に先立って、先ず、本発明の原理を述べ
る。

【００２７】本発明の目的は、既述のように、電磁式ブ
レーキ装置を長時間使用可能にしようとするものであ
る。

【００２８】通常、一度停止した回転子を、再び起動す
るのに必要とする力は、回転中の回転子を制動するのに
要する力に比べ、遥かに大きくなる。そのため、停止中
の回転電機の回転子を停止させておくのに要する制動力
は、通常の制動時の１／１０程度の制動力で十分であ
る。

【００２９】さて、電磁式ブレーキ装置の磁力（制動
力）の強さは、そのブレーキコイルへ通電する励磁電流
の大きさに比例する。したがって、停止中の回転電機の
制動力を１／１０にするには、ブレーキコイルへ通電す
る励磁電流の大きさを、通常の制動時の励磁電流の１／
１０にしてやればよい。そして、励磁電流を１／１０に
減少すれば、ブレーキコイルの温度上昇も抑制され、通
常の制動時においては、短時間定格であった電磁式ブレ
ーキ装置を、連続定格の電磁式ブレーキ装置として使用
することができるようになり、長時間の使用が可能とな
る。

【００３０】また、複数の電磁式ブレーキ装置を備えた
大型の回転電機においては、停止中に、全ての電磁式ブ
レーキ装置を用いて回転子に制動力を作用させておく必
要はなく、１台を使用すれば十分である。

【００３１】そこで、回転電機の制動開始速度から停止
に至るまでの間は、全ての電磁式ブレーキ装置を用いて
通常の制動停止を行ない、停止後は、複数の電磁式ブレ
ーキ装置の中から使用する電磁式ブレーキ装置を順次切
換えて、常時１台を適宜の時間だけ使用するようにすれ
ばよい。このようにすると、電磁式ブレーキ装置の使用
時間に対し、休止時間の方が遥かに長くなり、この休止
時間中に、使用により温度上昇したブレーキコイルは十
分に冷却される。その結果、上記の場合と同様に、通常
の制動時においては、短時間定格であった電磁式ブレー
キ装置を、実質的に連続定格の電磁式ブレーキ装置とし
て使用することができるようになり、長時間の使用が可
能となる。

【００３２】次に、上記の原理に基ずく本発明の回転電
機の制動装置を説明する。

【００３３】図１は、本発明の一実施例を示し、電磁式
ブレーキ装置を主要部とする回転電機の制動装置の概念
図であり、図３の同一部分には同一符号を付しているの
で、それらの詳細な説明は省略する。

【００３４】図１において、１０は被制動回転電機、例
えば水車発電機の回転子、１０ａは回転子主軸、１０ｂ
はブレーキリング、１１は電磁式ブレーキ装置、１１ａ
はブーレーキシュー、１２は直流電源装置、１３は回転
速度検出装置である。

【００３５】図１と図３とで異なる点は、図３における
励磁回路１４を、図１においては、２つの励磁回路１５
と１６とに分割した点と、図３における電気接点１４ａ
を、図１においては切換接点１７に変更すると共に、図
示はしないが、切換接点１７を切換動作させるに伴う回
転速度検出装置１３の出力信号を変更した点のみであり
以下、詳細に説明する。

【００３６】すなわち、図１において、１５は第１の励
磁回路であり、図３における励磁回路１４と等価であ
る。１６は第２の励磁回路であり、回路の中に、抵抗器
１６ａが挿入される。

【００３７】１７は、回転速度検出装置１３によりその
切換操作が制御される切換接点であり、水車発電機の回
転速度をＮ、水車発電機の予め定めた制動開始速度をＮ
ｂとすると、図１における切換接点１７の切換条件は下
記の通りである。

【００３８】Ｎ＞Ｎｂ 図示の位置 Ｎ≦Ｎｂ 図示下方接点を閉路 停止時 図示上方接点を閉路 次に、上記構成の本発明装置の動作を説明する。

【００３９】水車発電機の運転停止操作により、図示し
ない水車への導入水を遮断すると、回転子１０の回転速
度は徐々に低下して行き、やがて制動力を作用させるた
めの予め定められた制動開始速度に達する。すると、回
転速度検出装置１３は、これを検出し検出信号を送出し
て、切換接点１７を図示下方に作動させ、下方接点を閉
路させる。

【００４０】切換接点１７の下方接点が閉路されると、
電磁式ブレーキ装置１１の図示しない電磁石に巻装され
たブレーキコイルに、直流電源装置１２から第１の励磁
回路１５を介して通常の励磁電流が通電され、電磁石の
ブレーキコイルを励磁して、電磁石に磁力を発生させ
る。

【００４１】したがって、電磁式ブレーキ装置１１のブ
レーキシュー１１ａは、発生した磁力により図示上方に
押上げられ、回転子１０のブレーキリング１０ｂに押圧
されて回転子１０に通常の制動力を作用させる。

【００４２】この時の電磁式ブレーキ装置１１のブレー
キコイルに通電する励磁電流の大きさは、水車発電機の
回転子１０のはずみ車効果、図示しない軸受の潤滑油の
攪拌損失、電磁式ブレーキ装置１１の容量および数に応
じて異なる。

【００４３】以下に示すのは、水車発電機に適用された
電磁式ブレーキ装置の一例である。 ブレーキコイルの総巻数 ； １６５６ターン ブレーキコイルの抵抗値 ； ４．８５オーム 電源装置の電圧 ； ＤＣ １００Ｖ ブレーキコイルの励磁電流 ； ２０．６Ａ ブレーキシューの押上げ力 ； ６００Ｋｇ 上記に一例として示した電磁式ブレーキ装置１１の制動
作用により、回転子１０の回転速度はさらに減速し、回
転子１０は、やがて制動停止する。

【００４４】回転子１０が停止すると、回転速度検出装
置１３は、これを検出し検出信号を送出して、切換接点
１７を図示上方に切換え、下方接点を開路し上方接点を
閉路させる。その結果電磁式ブレーキ装置１１のブレー
キコイルの励磁電流は、直流電源装置１２より抵抗器１
６ａを有する第２の励磁回路１６を介して通電されるこ
とになる。この場合抵抗器１６ａの抵抗値は、ブレーキ
コイルの励磁電流の大きさを、上記の通常の値の１／１
０程度に低下させる値に選定される。つまり、水車発電
機の停止後におけるブレーキコイルへの印加電圧は、通
常の制動時の電源電圧が１００Ｖなので１０Ｖとなる。

【００４５】このようにして、ブレーキコイルの励磁電
流の大きさを低下させ、ブレーキコイルの温度上昇を抑
制することにより、水車発電機の停止後においては、電
磁式ブレーキ装置１１を実質的に連続定格の装置として
使用することができ、長時間連続して使用することが可
能となる。

【００４６】上記実施例においては、ブレーキコイルへ
の通電電流を回路１５、１６の切替えによって変える
が、直流電源装置１２をサイリスタ等を用いた可変電圧
電源装置とし、回転速度検出装置１３の信号をこの可変
電源装置に入れ、制動時と停止保持時に応じたそれぞれ
の電流をじかにブレーキ装置１１に供給するように構成
することもできる。

【００４７】また、上記の原理により、停止中の回転電
機の回転子を停止させておくのに要する制動力は、通常
の制動時の１／１０程度の制動力で十分である。したが
って、複数の電磁式ブレーキ装置を備えた大形の回転電
機においては、停止中に、全ての電磁式ブレーキ装置を
用いて回転子に制動力を作用させておく必要はなく、１
台を使用すれば十分である。

【００４８】そこで、回転電機の制動開始速度から停止
に至るまでの間は、全ての電磁式ブレーキ装置を用いて
通常の制動停止を行ない、停止後は、複数の電磁式ブレ
ーキ装置の中から使用する電磁式ブレーキ装置を順次切
換えて、常時１台を適宜の時間だけ使用するようにすれ
ばよい。このようにすると、電磁式ブレーキ装置の使用
時間に対し、休止時間の方が遥かに長くなり、この休止
時間中に、使用により温度上昇したブレーキコイルは十
分に冷却される。その結果、上記の場合と同様に、通常
の制動時においては、短時間定格であった電磁式ブレー
キ装置を、実質的に連続定格の電磁式ブレーキ装置とし
て使用することができるようになり、長時間の使用が可
能となる。

【００４９】図２は、本発明の他の実施例の主要部を示
す接続図であり、図１の同一部分には同一符号を付して
いる。なお、本実施例における被制動回転電機には、６
つの同一仕様の電磁式ブレーキ装置１１が備えられてい
る場合を示す。

【００５０】図２において、１１ｃ１乃至１１ｃ６は、
それぞれ、上記６つの同一仕様の電磁式ブレーキ装置１
１に装備された電磁石のブレーキコイルである。１２は
直流電源装置、１３は回転電機の回転速度を検出する回
転速度検出装置である。

【００５１】１８は切換器である。この切換器１８に
は、制御電源が接続されると、予め定められた時間が経
過する毎に駆動信号を出力する発信器１８ａが設けら
れ、さらに、切換器１８の中央位置には、上記の駆動信
号を受信する毎に６０度づつ、例えば時計方向に回動す
るステップモータ１８ｂが設けられている。そして、こ
のステップモータ１８ｂの回転軸１８ｃには、摺動子１
８ｄの基端が取付けられ、この回転軸１８ｃを中心とし
て、相互間の中心角が６０度毎の等距離の位置に６個の
切換接触子１８ｅが配置されているから、これら６個の
切換接触子１８ｅの頭部に、上記摺動子１８ｄが回動す
る毎に、その先端が時計方向に順次切換えられて摺接す
るように構成されている。

【００５２】上記の６個の切換接触子１８ｅには、それ
ぞれ、ブレーキコイル１１ｃ１乃至１１ｃ６の一端が接
続され、ブレーキコイル１１ｃ１乃至１１ｃ６の他端は
一括して直流電源装置１２のＮ（負）極に接続される。

【００５３】１９は、回転速度検出装置１３より送出さ
れる検出信号により切換制御される切換接点である。こ
の切換接点１９の第１接点１９ａは、直流電源装置１２
のＰ（正）極と切換器１８の第１切換接触子１８ｅ１と
の間に接続され、第２接点１９ｂ乃至第６接点１９ｆの
５個の接点は、それぞれ、６つのブレーキコイル１１ｃ
１乃至１１ｃ６のそれぞれの一端を切換接触子１８ｅに
接続する６本の導線と導線との間に接続される。そし
て、これらの第１接点１９ａ乃至第６接点１９ｆが閉路
すると、直流電源装置１２から６つのブレーキコイル１
１ｃ１乃至１１ｃ６に励磁電流を同時に通電する第１の
励磁回路を構成する。

【００５４】また、切換接点１９の第７接点１９ｇは、
図示しない制御電源と発信機１８ａとの間に接続され、
さらに、第８接点１９ｈは、直流電源装置１２のＰ
（正）極と切換器１８の摺動子１８ｂとの間に接続され
る。そして、これらの第７接点１９ｇ、第８接点１９ｈ
が閉路（この時、第１接点１９ａ乃至第６接点１９ｆは
開路）すると、上記のステップモータ１８ｂの作動によ
り、切換器１８の摺動子１８ｄが予定の時間間隔をもっ
てステップ状に回動し、切換接触子１８ｅの頭部に順次
摺接して、直流電源装置１２から６つのブレーキコイル
１１ｃ１乃至１１ｃ６に、順次予定の時間、励磁電流を
通電する第２の励磁回路を構成する。

【００５５】次に上記構成の本発明の他の実施例の動作
を図２を参照しつつ説明する。

【００５６】水車発電機の運転中の速度は、定格速度で
あるから回転速度検出装置１３は動作せず、切換接点１
９の各々の接点は開路し、図示の状態にある。したがっ
て、切換器１８も動作せず、その摺動子１８ｄは例えば
図示の位置に停止している。水車発電機の運転停止操作
により、回転子１０の回転速度は徐々に低下して予定の
制動開始速度に達すると、回転速度検出装置１３は、こ
れを検出して検出信号を送出し、切換接点１９を図示左
方に作動させて、その第１接点１９ａ乃至第６接点１９
ｆを閉路させる。

【００５７】その結果、各々の電磁式ブレーキ装置１１
のブレーキコイル１１ｃ１乃至１１ｃ６に、直流電源装
置１２から第１の励磁回路を介して励磁電流が通電さ
れ、各々の電磁石に磁力を発生させる。したがって、各
々の電磁式ブレーキ装置１１の各ブレーキシュー１１ａ
は、発生した磁力により図示上方に押上げられ、回転子
１０のブレーキリング１０ｂに押圧されて回転子１０に
制動力を作用させ、この制動作用により回転子１０の回
転速度はさらに減速し、回転子１０はやがて制動停止す
る。

【００５８】回転子１０が停止すると、回転速度検出装
置１３は、これを検出し検出信号を送出して、切換接点
１９を図示右方に切換え、その第１接点１９ａ乃至第６
接点１９ｆを開路させ、同時に、その第７接点１９ｇと
第８接点１９ｈとを閉路させる。その結果、各々の電磁
式ブレーキ装置１１の各ブレーキコイル１１ｃ１乃至１
１ｃ６の励磁電流は遮断され、各々の電磁式ブレーキ装
置１１休止に入る。

【００５９】しかしその直後に、ブレーキコイル１１ｃ
１には、切換接点１９の第８接点１９ｈの閉路により、
直流電源装置１２から第８接点１９ｈ、摺動子１８ｄ
（第２の励磁回路）を介して励磁電流が通電され、ブレ
ーキコイル１１ｃ１を備えた電磁式ブレーキ装置１１の
みにより回転子１０は制動される。

【００６０】また、切換接点１９の第７接点１９ｇの閉
路により、発信機１８ａは、図示しない制御電源に接続
されるから動作を開始し、ステップモータ１８ｂに予定
の時間間隔をもって駆動信号を送出する。ステップモー
タ１８ｂは、この駆動信号を受信する毎に６０度づつ時
計方向に回動するから、その回転軸１８ｃに基端が取付
けられた摺動子１８ｄも６０度づつ時計方向に回動し、
その先端は切換接触子１８ｅの頭部に時計方向に順次切
換えられて摺接する。

【００６１】したがって、直流電源装置１２から第８接
点１９ｈ、摺動子１８ｄ（第２の励磁回路）を介してブ
レーキコイルに通電される励磁電流は、ブレーキコイル
１１ｃ１から予定の時間毎に、１１ｃ２、１１ｃ３……
へと順次切換られるから、電磁式ブレーキ装置１１も同
様に切換えられる。

【００６２】したがって、回転子１０は、制動停止後に
おいては、常に予定の時間が経過する毎に切換えられる
１台の電磁式ブレーキ装置のみの使用により順次制動さ
れ、他の５台の電磁式ブレーキ装置は休止状態に置かれ
る。そして、停止中に必要とする回転子１０の制動力
は、既述のように、１台の電磁式ブレーキ装置の使用で
十分であり、また、上記の休止期間中に、使用により温
度上昇したブレーキコイルは、十分に冷却される。

【００６３】その結果、個々の電磁式ブレーキ装置１１
は短時間定格であるが、６つの電磁式ブレーキ装置１１
は、上記の切換使用により、全体を１つの電磁式ブレー
キ装置と見れば、実質的に連続定格と等価となり、長時
間の使用が可能となる。

【００６４】上記実施例においては、常時１台の電磁式
ブレーキ装置を使用する例を示したが、制動力やブレー
キコイルの定格等の条件に応じて、常時２台あるいは３
台等、全体の一部の電磁式ブレーキ装置を使用するよう
に構成することもできる。

【００６５】なお、上記の各々の実施例においては、電
磁式ブレーキ装置１１は、直流励磁方式のものを使用し
ているが、電磁式ブレーキ装置としては、必ずしも直流
励磁方式のものではなく交流励磁方式のものでもよいか
ら、そのような場合には、上記の直流電源装置１２は交
流電源装置となる。また、切換接点１７、１９および切
換器１８も、機械式の装置を使用しているが、機械式で
はなく、例えばサイリスタのような無接点方式のものの
使用がより好ましい。

【００６６】

【発明の効果】以上、本発明について詳細に説明した
が、本発明によれば、ブレーキコイルが巻装された電磁
石を有する電磁式ブレーキ装置を用いて回転電機を制動
停止する際、回転電機の回転力が比較的大きいブレーキ
開始速度から停止までは、ブレーキコイルに大きな通常
の励磁電流を通電して、大きな通常の制動力により回転
電機を制動停止させるようにしたから、大きな通常の励
磁電流を通電する時間は、制動開始から停止までの比較
的短い時間となり、短時間定格の安価な電磁式ブレーキ
装置により十分にその使用目的を達成することができ
る。

【００６７】そして、回転電機の停止後においては、抵
抗器を介してあるいは電源装置を制御してブレーキコイ
ルに小さな励磁電流を通電して、小さな制動力を作用さ
せるようにしたから、上記の短時間定格の安価な電磁式
ブレーキ装置を、実質的に連続定格の電磁式ブレーキ装
置として使用することができるようになり、長時間の使
用が可能となる。

【００６８】また、制動開始から停止までの比較的短い
時間のみ、全ての電磁式ブレーキ装置を使用し、停止後
においては、予定の時間毎に電磁式ブレーキ装置を順次
切換えて常時は一部の電磁式ブレーキ装置を使用し、他
は休止させるようにしたから、使用中に温度上昇したブ
レーキコイルは休止中に十分に冷却され、長時間の使用
が可能となる。

【００６９】さらに、本発明は、例えば、既に高価な油
圧式ブレーキ装置を電磁式ブレーキ装置に改造した回転
電機についても、電磁式ブレーキ装置本体を改造するこ
となく、励磁回路の簡単な改造のみにて、容易に電磁式
ブレーキ装置の長時間の使用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示し、電磁式ブレーキ装置
を主要部とする回転電機の制動装置を示す概念図であ
る。

【図２】本発明の他の実施例の主要部を示す接続図であ
る。

【図３】電磁式ブレーキ装置を主要部とする従来の回転
電機の制動装置を示す概念図である。

【符号の説明】

１０ 回転電機の回転子 １０ａ 回転子主軸 １０ｂ ブレーキリング １１ 電磁式ブレーキ装置 １１ａ ブレーキシュー １１ｃ１〜１１ｃ６ ブレーキコイル １２ 直流電源装置 １３ 回転速度検出装置 １５ 第１の励磁回路 １６ 第２の励磁回路 １６ａ 抵抗器 １７ 切換接点 １８ 切換器 １８ａ 発信機 １８ｂ ステップモータ １８ｃ ステップモータの回転軸 １８ｄ 摺動子 １８ｅ 切換接触子 １９ 切換接点

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転電機の回転速度を検出する回転速度
   検出装置と、前記回転電機の回転子に装着されたブレー
   キリングと、ブレーキコイルを巻装した電磁石が装備さ
   れ、前記ブレーキコイルに励磁電流を通電すると、その
   ブレーキシューが前記ブレーキリングに押圧されて前記
   回転電機の回転子に制動力を作用させる電磁式ブレーキ
   装置と、電源装置から前記ブレーキコイルに直接励磁電
   流を通電させる第１の励磁回路と、前記電源装置から前
   記ブレーキコイルに抵抗器を介して励磁電流を通電させ
   る第２の励磁回路と、から成り、前記回転電機を制動に
   より停止させる際、前記回転速度検出装置により、先
   ず、前記回転電機の回転速度が予定のブレーキ開始速度
   に低下したことを検出して、前記第１の励磁回路を介し
   て前記ブレーキコイルに通常の励磁電流を通電し、前記
   回転電機を通常の制動力により制動停止させ、次に、前
   記回転電機が停止したことを検出して、前記第１の励磁
   回路から前記第２の励磁回路に切換え、この第２の励磁
   回路を介して前記ブレーキコイルに前記通常の励磁電流
   より小さい励磁電流を通電し、前記回転電機に前記通常
   の制動力より小さい制動力を作用させるように制御する
   ことを特徴とする回転電機の制動装置。
2. 【請求項２】 回転電機の回転速度を検出する回転速度
   検出装置と、前記回転電機の回転子に装着されたブレー
   キリングと、ブレーキコイルを巻装した電磁石が装備さ
   れ、前記ブレーキコイルに励磁電流を通電すると、その
   ブレーキシューが前記ブレーキリングに押圧されて前記
   回転電機の回転子に制動力を作用させる電磁式ブレーキ
   装置と、前記回転速度検出装置から信号を受けて前記ブ
   レーキコイルに励磁電流を供給する可変電圧の電源装置
   と、から成り、前記回転電機を制動により停止させる
   際、前記回転速度検出装置により、先ず、前記回転電機
   の回転速度が予定のブレーキ開始速度に低下したことを
   検出して、前記電源装置によって前記ブレーキコイルに
   通常の励磁電流を通電し、前記回転電機を通常の制動力
   により制動停止させ、次に、前記回転電機が停止したこ
   とを検出して、前記電源装置によって前記ブレーキコイ
   ルに前記通常の励磁電流より小さい励磁電流を通電し、
   前記回転電機に前記通常の制動力より小さい制動力を作
   用させるように制御することを特徴とする回転電機の制
   動装置。
3. 【請求項３】 回転電機の回転速度を検出する回転速度
   検出装置と、前記回転電機の回転子に装着されたブレー
   キリングと、その基端が取付けられる回転軸により予定
   の時間間隔をもって予定の角度回動する摺動子とこの摺
   動子が前記予定の角度回動する毎に摺接する複数の切換
   接触子とを備えた切換器と、前記複数の切換接触子にそ
   れぞれその一端がそれぞれ導線を介して接続されると共
   にそれぞれの他端が一括して電源装置に接続される複数
   のブレーキコイルを別個に巻装した複数の電磁石が装備
   され、前記複数のブレーキコイルに励磁電流を通電する
   と、前記複数の電磁石のそれぞれのブレーキシューが前
   記ブレーキリングに押圧されて前記回転電機の回転子に
   制動力を作用させる複数の電磁式ブレーキ装置と、前記
   電源装置と前記複数の切換接触子中の１つとの間および
   前記複数の切換接触子に前記複数のブレーキコイルの一
   端を接続する前記導線と導線との間を接続して前記複数
   のブレーキコイルに同時に励磁電流を通電させる第１の
   励磁回路を形成する複数の接点および前記電源装置と前
   記摺動子との間を接続して前記複数のブレーキコイルに
   別個に予定時間励磁電流を通電させる第２の励磁回路を
   形成する１つの接点を備え、前記回転速度検出装置の出
   力信号により前記複数の接点と１つの接点とが切換制御
   される切換接点と、から成り、前記回転電機を制動によ
   り停止させる際、前記回転速度検出装置により、先ず、
   前記回転電機の回転速度が予定のブレーキ開始速度に低
   下したことを検出して、前記第１の励磁回路を介して前
   記複数のブレーキコイルに同時に励磁電流を通電し、前
   記回転電機を前記複数の電磁式ブレーキ装置により制動
   停止させ、次に、前記回転電機が停止したことを検出し
   て、前記第１の励磁回路から前記第２の励磁回路に切換
   え、この第２の励磁回路を介して前記複数のブレーキコ
   イルに順次励磁電流を予定時間通電し、前記回転電機に
   前記複数の電磁式ブレーキ装置の中の一部により順次予
   定時間制動力を作用させるように制御することを特徴と
   する回転電機の制動装置。