JPS611284A - 誘導電動機の制動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｊヤ業」；の利用分野 本発明は、誘導電動機の制動装置に関する。特に、誘導
電動機がＮＣ工作機械等のサーボモータとして利用され
る場合効果的な誘導電動機の制動装置に関する。

従来の技術 ＮＣ工作機械等のサーボモータには歴史的には直流電動
機が使用されていたが、ブラシレスであり堅牢である等
の理由により同期電動機が使用されるようになり、さら
に、高トルク化、小型化等の可能性を求めて誘導電動機
が使用されるようになった。パワートランジスタ等電力
用半導体装置の発達にともない、直流・交流変換装置、
周波数変換装置等の可変周波数供給手段か普及し、これ
を使用してなす、誘導電動機の周波数制御（誘導電動機
の一次周波数を制御してなす速度制御）が容易になった
からである。

ＮＣ工作機械等に使用されるサーボモータには、カンタ
−、フライス等の１其を回転するいわゆるスピンドルモ
ータとＬ具または被加工体を移動するいわゆる送りモー
タとがある。スピンドルモータは、必ずしも急速停止に
を必要としないか、送りモータにあっては、急速停止ト
が是非必要である。さもないと、誤加Ｉ［や■−作機械
本体の損傷を来す等のおそれかあるからである。

発１す１か解決しようとする問題点 ところが、直流発電機や同期発電機は、他の電源を前提
とせずに動作することが可能であるが。

誘導発゛屯機は、他の電源の存在を前提とせずには動作
しない。換汀すれば、直流発電機や同期発電機は、「１
身が回転するだけで独立の発電機として動作するが、誘
電発電機は、外力を加えて単にこれを回転しても、わら
かしめ回転磁界が与えられていないかぎり、発電機とし
て動作しない。誘導機は、他の電源によって誘導電動機
として起動された後、いくらか過速度に回転させてすべ
りを負の１ｔｌｉにもたらしたときはしめて誘導発電機
として動ｆ＋するのであって、この場合も他の電源が継
続的に接続されていることが安定な周波数をもって運転
するための必四条件である。要するに、誘導機か安定に
動作するためには１回転磁界が安定に右イ１することか
必須である。そのため、直流機や同期機には利用１１丁
能であるダイナミック制動方式か誘導機には利用しえな
い。

たＣ１］−記せるとおり、誘導電動機がサーボモータと
して使用される場合は、可変周波数供給手段を使用して
なす周波数制御方式（誘導電動機の一次周波数を制御し
てなす誘導電動機の速度制御方式）が使用されているの
で、この周波数制御方式が健全であれば、この周波数制
御方式を使用して回生制動することか可能であるから、
さして大きな問題はない。しかし、パワートランジスタ
が焼損する等して周波数制御方式が不動作の場合、また
は、停電した場合には、誘４機は、機械的制動機を利用
する以外、有効な制動手段を有しないという結果になり
、ダイナミック制動方式が利用できないという？Ａ誘導
機本質的制限が重大な欠点となる。

問題点を解決するためのＴ、段 本発明は、この欠点を解消し、１１■変周波数供給Ｔ段
の不動作により、または、Ｏｆ変変周波数供給一段の電
源の不存イロこより、周波数制御力式（誘導上〃）機の
　次局波数を制御してなす誘導電動機の速１＾制御力式
）か不動作の場合でも、有効に動作しうる利益を有する
誘導電動機の電気的制動装置を提供するものであり、そ
の１段は、一次巻線を電源からりノリ離して短絡する手
段と、前記一次巻線に直流電流を供給する手段とを有す
る誘導電動機の制動装置よりなる。

本発明は、制動の開始以前の運転期間に確立していた回
転磁界を利用して短時間（数１０＋Ｓ程度）急ＩＭＩ動
を施し、っ−′いて、発電制動に切り林えるものである
から、急制動から発電制動への切り替えを８滞なくスム
ーズに行なうことが望ましい。

そのｔ−め、急制動か開始した後発電制動に移行するま
での時間を制御する手段か付加されているか、または、
急ｆ１−１動の結果速度が一定の伯まで減速されたごと
を検出して発電制動に移行しうるように速度検出Ｆ段と
この速度検出手段に追従して発電制動を開始させる制御
手段とが設けられていると現実的に右利である。

ｆ′１川 本発明は、（イ）誘導電動機を運転しておいて電源を遮
断して一次巻線を短絡すると、数１ＯＬＩＩＳ程度の期
間大電流が流れて同期速度の郊〜届程度の速度まで急激
に減速するという実験的事実にもとづき、（ロ）まず、
この急制動を利用して同期速度の郊〜局程俄の速度まで
急激に減速し、（ｌ＼）つぐいて、一次巻線に直流励磁
を印加して通常の発電制動をなさしめるものである。こ
のとき、外部抵抗を挿入すればその効果は当然−められ
るか、反復制動する場合を除き、特にその必要はない。

実験の結果によれば、この急制動は一次巻線短絡後数１
０ｍ５程度の期間のみ有効で、その結果同期速度の坏〜
届程度まで減速するが、それ以後は一次電流も流れず当
然制動トルクも発生せず回転子はそのま一惰走するから
、その誘導電動機の一次電源の喪失（停電または直流交
流変換装置、周波数変換装置等、ｂ■変周波数供給−１
段の故、障等）を検出して、その誘導電動機の一次巻線
を電源から切り離して短絡するとともに数ＩＤｍ５の限
時装置を起動させ、その限時装置の動作をもって発電制
動に移行するように構成すれば、当初の数１０ｍ５の期
間は極めて大きく、その後は１次第に減少する制動ｌ・
ルクをもって減速される結果となる。また、ザーポモー
タにあっては速度検出装置が使用されていることか一般
であるから、これを利用することとし、まず、急制動を
もって同期速度の坏〜局程度まで減速し、この速度まで
減速したことを検出して発電制動に移行させても、上記
と同様に、１′１初のＧＩＯｍＳの期間は極めて大きく
、その後は、次第に減少する制動トルクをもって減速さ
れる結果となる。

実施例 以ド図面を参照しつ＼本発明の実施例に係る誘７４　；
？ｊ　！ＦＩＪ機の制動装置について、さらに説明する
。

箸」−文ｊＥ例 第１図参！！り ｌは誘導電動機であり、直流を供給されて所望のミ相交
流゛准圧を発生するインバータ２によって可変三相交流
を供給されて、その周波数とその誘導電動機の極数とに
よって規定される速度を同期速度として回転する。３．
４は電磁接触器等の電力線路開閉手段であり、インバー
タ２を線路に接続しまたは線路から切り離すために使用
される。

５も電磁接触器等の電力線路開閉手段であり、誘導電動
機ｌの一次巻線を三相短絡するために使用される。６も
電磁接触器等の電力線路開閉手段であり、直流電源７を
誘導電動機ｌの一次巻線に接続するために使用される。

８は低電圧検出回路等高速で動作する一次電源喪失検出
手段である。

一次電源が健全である場合は、線路開閉手段３．４が閉
路しその他の線路開閉手段５．６は開路し、誘導電動機
ｌはインバータ２から所望の三相交流を供給されて回転
している。低電圧検出回路等の高速動作・次電源喪失検
出手段８が一次電源の喪失を検出すると、線路開閉手段
３，４を開路するとともに、線路開閉手段５を閉路して
誘導電動器１の一次巻線を三相短絡して急制動を動作さ
せるとともに、数１０ｍ５程度を限時しうる限時手段（
図示せず）を起動する。この限時手段の動作を検出して
線路開閉手段５を開路し、線路開閉手段６を閉路して直
流電源７を誘導電動機ｌの一次巻線に接続し、発電制動
に移行する。

以り説明せる実施例によれば、一次電源が不存イ１であ
るにもか−わらず、まず、急制動が動作して極めて短い
時間（数１０ｍ５程度）に同期速度の９〜局程度の速度
まで急激に制動し、この急制動が不動作になる頃、発電
制動に移行する。発電制動のトルクは印加する直流電圧
と回転速度とによって規夏ネれるので、減速とともに制
動トルクは次第に減少し、ＩＦ確な点に停止Ｆすること
が可能になり、結果的に、可変周波数供給手段の不動作
により、または、可変周波数供給手段の電源の不イｆ在
により、周波数制御方式（誘導電動機の一次周波数を制
御してなす誘導電動機の速度制御方式）が不動作の場合
でも、短時間で制動し、しかも、１１確な位置に停止さ
せることが可能となる。

剃」二（施−例 第２図参照 第１実施例と異なるところは、限時手段（図示せず）が
付属せず、これに代えて回転計発電機等速度検出手段９
が設けられていることである。

低電圧検出回路等の高速動作一次電源喪失検出ｆ段８の
動作に対応して急制動を動作させ、回転子が設定された
速度（同期速度の坏程度）まで減速したことを、速度検
出手段９が検出したら発電制動に移行するものである。

この実施例においても、＝Ｔ変周波数供給手段の不動作
により、または、可変周波数供給手段の電源の不存在に
より、周波数制御力式（誘導電動機の−・次層波数を制
御してなす誘導電動機の速度制御方式）が不動作の場合
でも、当初の数］ＯｍＳ程度は大きな制動トルクをもっ
て制動され、停止間近においては制動トルクが小さくな
るので、一次電源を必要とせず短時間で制動し、しかも
、正確な位置に停ｔｌ−させることができる。

発明の詳細 な説明せるとおり、本発明によれば、可変周波数供給１
段の不動作により、または、可変周波数供給り段の電源
の不存在により、周波数制御方式（誘導電動機の−・次
局波数を制御してなす誘導電動機の速度制御方式）が不
動作の場合でも、有効に動作しうる利益を有する誘導電
動機の電気的制動装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例に係る誘導電動機の制動
装置の概念的構成図である。第２図は、本発明の第２実
施例に係る誘導電動機の制動装置の概念的構成図である
。 １・・・誘導電動機、　　２・・・インバータ（直流・
交流変換装置）、　　３．４．５．６・・・電磁接触器
等の電力線路開閉手段、　　７　・　・　・直流電源、
　８・・・低電圧検出回路等の高速動作・次電源喪失検
出手段、　　９・・・速度検出「一段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）一次巻線を電源から切り離して短絡する手段と、
   前記一次巻線に直流電流を供給する手段とを有する誘導
   電動機の制動装置。
2. （２）前記一次巻線を電源から切り離して短絡する手段
   が動作した後、前記一次巻線に直流電流を供給する手段
   が動作するまでの時間を限時する手段の付加されてなる
   特許請求の範囲第１項記載の誘導電動機の制動装置。
3. （３）前記誘導電動機の速度を検出する手段と、該速度
   検出手段の検出する速度が特定の値の範囲にある時前記
   一次巻線に直流電流を供給する手段を動作させる手段と
   の付加されてなる特許請求の範囲第１項記載の誘導電動
   機の制動装置。