CN101689820A - 用于对线圈馈电的整流器 - Google Patents

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Abstract

用于驱动可电动释放的安全制动器线圈以连接具有不同工作电压的交流电源(优选单相)的电路，具有：与输入端子连接的整流电路，用于产生周期变化的直流电压；输出端子，用于给线圈供给由整流器产生的直流电压；一个或多个电子阀门/开关，用于在任何时间接通或者切断直流电流；优选的连接到输出端子的自振荡二极管，用于在电子阀门/开关的截止期间保持电流流过线圈；连接到输出端子的调节电路，其测量或者根据其他测量的电压(例如输入电压、中间电路电压、阀门电压等)计算或导出线圈上的直流电压，并且控制电子阀门/开关以使得线圈上的直流电压保持恒定；和在对线圈馈电的支路中的机械的/电子的开关，用于中断和快速关断自振荡电路。

Description

用于对线圈馈电的整流器
技术领域
本发明涉及一种用于用来自交流电网的电流对线圈-例如能电动提举的制动器的电磁铁-馈电的整流器电路。
背景技术
能电动提举的制动器(例如升降机的安全制动器)一般由被弹簧挤压到啮合的制动器组成。在这种情况下，“能提举(lueftbar)”是指该制动器通过电流的作用被松开或者被释放；设置电磁铁，以便提举该制动器。它与弹力相反地作用于衔铁上；但是，一旦其被切换为无电流，弹簧就使制动器返回到啮合状态。对于制动器工作于其上的机器设备的大部分运行时间，因此必须激励电磁铁的线圈，这要求持续的供电。通常，这种持续供电是通过连接到本地电网实现的。机器设备附近可用的本地电网的电压通常具有多种不同的标准值。例如可以是欧洲的400V三相或电力网或者230/250V家用电网，或者美国的较低的110V家用电网。对于每一种可用的电压和制动功率，能电磁提举的制动器的制造商必须提供适宜的线圈，这要求大规模地库存产品，这些产品必须被加工好、够用并且要维护。
不同电网电压的这一问题在DE 197 40 016(对应于US 6 291 952)的文献中提及，该文献说明了这样一种设备，在该设备中通过线圈的平均电流用电子开关限制。因为线圈的磁效应正比于流过绕组的电流，所以通过调节平均电流也把磁场强度调节到提举制动器所需要的额定值，并且这不依赖于施加到电路整体上的电压。该设备的缺点是，对于每一个制动量，必须建立一个自己的极限电流。该电路对于过热不提供任何保护，而过热在线圈的有效电阻升高时可能出现。通常，线圈在长的时间间隔上被激励，并且因此发热。随着发热，其电阻增大。现在，如果保持线圈电流恒定并且线圈发热，则其中转换的功率也升高，这将使它的温度进一步升高。为了保持电流恒定还要求更高的电压。升高的功率和电压可能迅速导致线圈故障。
本发明的目的是提供一种用于给能电磁提举的制动器馈电的整流器电路，其可用于不同的电网电压。优选地，对于所有的电压可使用相同的电磁线圈，以及对于所有大小的电磁铁可使用相同的整流器电路。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种电路，用于给线圈馈送工作电流，该电路具有下述部件：
用于连接到交流电网的输入端子；
与输入端子连接的整流器电路，用于基于馈送的交流电流产生直流电压；和
输出端子，在其上能从整流器电路接收直流电压，用于接通到线圈；
其特征在于包括电源调节电路，该电源调节电路连接到输出端子，以便调节输出端子上的电压，其中，该电源调节电路具有控制输出线和内部电路，其中如果需要整流器输出更多电流以在输出端子上保持调节后的电压，则通过该内部电路能够给输出线施加请求信号；
其中，整流器元件具有限压电路，其与电源调节电路的控制输出线连接，并且在接收到所述请求信号时允许电流流向输出端子。
根据本发明的第二方面，提供一种电路，用于驱动线圈，以连接到不同工作电压的交流电源，该电路包括：与输入端子连接的整流器电路，用于产生周期变化的直流电压；输出端子，用于用整流器所产生的直流电压对线圈馈电；电子阀门/开关，用它能够在任何时间接通或者切断直流电流；连接到输出端子的自振荡二极管，通过它能够在电子阀门或开关的截止时间期间保持电流流过线圈；连接到输出端子的调节电路，它测量线圈上的直流电压，或者根据测量的其他电压(例如输入电压、耦合电路电压、阀门开关电压等)计算或导出线圈上的直流电压，并且控制所述电子阀门或开关，以便使线圈上的直流电压保持恒定；和线圈电源中的机械的/电子的开关，其中通过该机械的/电子的开关能够中断自激电路以快速断开。
根据本发明的设备调节线圈上的电压。也就是说，如果线圈的温度上升，则在线圈中转化的功率作为电阻的函数(P＝U2/R)而下降。由此，线圈的热效应减小。此外，因为线圈上的电压被稳定，所以该电路能够在不同电网电压(或电源电压)和线圈电流的很宽的范围内应用。该设备还具有以下优点，即对于每一个额定电流，只需建立由整流器和线圈电压组成的加接部件(Nachrüstsatz)，而不需为每一种电流/电压组合建立单独的单元。由此，能够极大的减少要建立的和要维持的部件的数目。还有，当设置不同的额定线圈电流时，存在相当宽的电流范围，对于该范围一个唯一的整流器电路就已经够用。此外，本发明的其他方面是由整流器和制动线圈组成的更换部件或加接部件以及由整流器、线圈和相应制动组件(例如构成制动器的制动板和弹簧)组成的完整的制动器。这样的制动器的构造本身是已知的，更多信息可以从本申请人的专利文献中获得。
附图说明
现在参照附图说明本发明的一些实施例。
图1是连接有制动线圈的整流器的电流回路；
图2是同样连接有线圈的整流器电路的第二实施例的电流回路；
图3是第三实施例的电流回路。
具体实施方式
图1表示一个半控(halbgesteuert)桥。测量和调节部件控制电子开关T1和T2，使得在线圈上施加额定直流电压。开关S1用于可选地进行直流侧切断。电压调节可以通过相位角控制(Phasenanschnittsteuerung)、或者相位段控制(Phasenabschnittsteuerung)或者脉冲宽度调制(PWM)进行。开关S1用于可选地进行直流侧切断。
也就是说，在按照图1的结构中，SCRT1和T2代替整流电桥的正半部分中的整流器。如果需要电流以保持线圈电压的额定值，则在SCR的栅电极上激励SCR，使得桥式整流器接通。
图2表示一个桥式整流器电路。测量和调节部件在交流电压侧作用于电子开关T1，使得在线圈上施加额定直流电压。电压调节可以通过相位角、相位段控制或者脉冲宽度调制(PWM)进行。开关S1用于可选的直流侧切断。
在图2的结构中，三端双向可控硅开关或者其他电气AC开关元件与交流电网的一相串联，以便根据需要以及由测量和调节部件进行的控制向桥式整流器馈送电流。
图3表示一个桥式整流器电流。测量和调节部件控制直流电压侧的电子开关T1，使得在线圈上存在额定直流电压。电压调节可以通过相位角控制、相位段控制或者脉冲宽度调制(PWM)进行。开关S1用于可选的直流侧切断。
因此，在该结构中，AC输入直接施加到桥式整流器上。电子开关(例如IGTB)在直流侧对应于来自测量和调节部件的信号调节施加在线圈上的电压。
在所有上述电路中，可以将二极管与线圈并联，该二极管在供电中断后保证进一步的电流流动。可选地，与该自振荡二极管串联一个开关，该开关能够打开，以便保证线圈电流的最大电流降低。最后，可以构建保护电路，其防止线圈上反向电压过分升高，并且容许电压不被超过。
框图中的“测量和调节部件”可以是带有分压器和分析电路的RC电路，其中分压器用于采集输出电压或者其他能够由其计算或者导出输出电压的电压(例如输入电压、中间电路电压、阀门开关电压等)，分析电路根据输出电压的大小控制电子开关。测量和调节部件例如可以用运算放大器或者微处理器实现。
优选地，线圈Y1不是以下一种线圈，即该线圈由于温度变化而改变其有效电阻，使得在线圈电压保持恒定的情况下线圈电流降低。
对于所有上述实施形式考虑可选的调节电压的向上或者向下调节，以便实现过激励和/或降低的保持电压。通常，线圈在开始激励时被过激励，以便尽快建立磁场，并且在完全激励后用减小的电压保持激励。该电路装置对于任何电源频率都适合，尤其包括50Hz或者60Hz(例如美国)。已经证实，电网电压能在数量级为3∶1的范围内工作。

Claims (11)

1.一种用于驱动线圈以连接到具有不同工作电压(优选为单相)的交流电源的电路，具有：
与输入端子连接的整流器电路，用于产生周期变化的直流电压；
输出端子，用于为线圈供给由整流器产生的直流电压；
一个或多个电子阀门/开关，用于在任何时间接通或者切断直流电流；
优选具有连接到输出端子的自振荡二极管，用于在电子阀门/开关的截止时间期间保持电流流过线圈；
连接到输出端子的调节电路，所述调节电路测量施加到线圈上的直流电压或者根据测量的其他电压(例如输入电压、中间回路电压、阀门开关电压等)计算或者导出施加到线圈上的直流电压，并且所述调节电路控制电子阀门/开关以使得线圈上的直流电压保持恒定；和
对线圈供电的支路中的机械的/电子的开关，用于中断和快速关断自激回路。
2.根据权利要求1所述的电路，其中，整流器被构造为半控的桥电路，并且控制元件(优选是闸流管、晶体管、MOSFET或者IGBT)由调节电路控制。
3.根据权利要求1所述的电路，其中，整流器被构造为桥式整流器或者半波整流器；并且在线圈的输出端子的电流回路中设置由调节电路控制的一个或者多个电子阀门/开关(优选是闸流管、晶体管、MOSFET或者IGBT)。
4.根据权利要求1所述的电路，其中，整流器被构造为桥式整流器或者半波整流器；并且在输出端子的电流回路中设置由调节电路控制的一个或者多个电子阀门/电子开关(优选是三端双向可控硅开关)。
5.根据上述权利要求之一所述的电路，其中，调节电路是可换接的，以便为过激励产生较高的电压以及为保持电磁铁产生较低的电压。
6.根据上述权利要求之一所述的电路，其中，电子阀门/开关由调节电路以相位角控制或者相位段控制的方式控制。
7.根据上述权利要求之一所述的电路，其中，电子阀门/开关由调节电路以脉冲宽度调制(PWM)方式开关。
8.根据上述权要求之一所述的电路，其中，在线圈的自激电路中设置一个开关(优选是机械的或者电子的阀门/电子开关)。
9.根据权利要求8所述的电路，在输出端子上具有电子限压元件(优选是变阻器、齐纳二极管或者抑制二极管)，用于限制线圈上的断路电压。
10.一种能以电子方式提举的制动器或者按照VDE580的其他电磁部件，具有：
弹簧，所述弹簧将制动器片压入制动状态；
电磁铁，该电磁铁被连接以便抵抗弹簧的力并且从而松开制动器；和
根据上述权利更求之一所述的电路，其中，输出端子与电磁铁的线圈连接。
11.一种用于调节电磁铁的接线电压的方法，具有下述步骤：
把整流器电路连接到(优选为单向的)交流电源，用于产生周期变化的直流电压；
在一个或者多个电子阀门/开关的控制下为线圈供给由整流器产生的直流电压，以便持续地接通和切断直流电流；
优选地，在输出端子上连接自振荡二极管，以便在所述电子阀门/开关的截止时间期间保持电流流过所述线圈；
测量线圈上的直流电压或根据其他测量的电压(例如输入电压、中间回路电压、阀门开关电压等)计算或者导出线圈上的直流电压，并且控制所述电子阀门/开关以使得线圈上的直流电压保持恒定；和
优选地，为了快速切断，中断自激回路中线圈的供电。
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