DE19734405A1 - Elektromotor und Verfahren zum Betreiben eines Elektromotors - Google Patents
Elektromotor und Verfahren zum Betreiben eines ElektromotorsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, umfassend eine elek
tromagnetisch betätigte, mechanische Bremse mit einer Erreger
spule und einen Umrichter zum Betreiben des Elektromotors an
Wechsel- bzw. Drehstromnetzen, sowie ein Verfahren zum Betrei
ben eines Elektromotors mit einer elektromagnetisch betätig
baren, mechanischen Bremse.
Elektrische Maschinen lassen sich sehr gut in ihrer Drehzahl
steuern. Durch die heute vorliegenden Möglichkeiten der
Elektronik können derartige Maschinen über Umrichter an
Wechsel- bzw. Drehstromnetzen betrieben werden. Um die an sich
schon gute Steuerbarkeit insbesondere beim Abbremsen zu
verbessern, wie dies für viele Anwendungsfälle derartiger
Maschinen gefordert wird, ist es bekannt, die Maschine als
Generator zu betreiben und die beim Abbremsen erzeugte Energie
über einen (Last-)Widerstand in Wärme zu verwandeln. Ein
solcher zusätzlicher Lastwiderstand erfordert einen gewissen
Kosten- und Konstruktionsaufwand, wobei darüber hinaus die
erzeugte Wärme über entsprechende zusätzliche Einrichtungen
abgeführt werden muß.
Weiterhin ist es bei derartigen, vorwiegend als Elektromotoren
betriebenen Maschinen bekannt, mechanische Bremsen vorzusehen,
die über eine Elektromagnet-Anordnung gelöst bzw. gelüftet
werden können. Man bestromt also die Erregerspule der
elektromagnetisch betätigten, mechanischen Bremse zusammen mit
dem Elektromotor, so daß der Motor im unbestromten Zustand
festgehalten wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor
sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Elektromotors der
eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß der Ab
bremsvorgang mit einfachen Mitteln verbessert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1
bzw. einen Elektromotor nach Patentanspruch 8 gelöst.
Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, daß die im
generatorischen Betrieb während des Bremsvorgangs erzeugte
elektrische Energie in der Erregerspule der elektromagnetisch
lösbaren mechanischen Bremse in Wärme umgesetzt wird. Diese
Idee ist insofern besonders überraschend, als während eines
mechanischen Bremsens, wie es bei derartigen Elektromotoren
bisher bekannt ist, der Erregerspule eben keine Energie
zugeführt wird. Durch die erfindungsgemäße Idee gelingt es
aber, ohne einen Bremswiderstand auszukommen und noch dazu die
Speicherfunktion der Spuleninduktivität, also ihre besondere
dynamische Wirkung auszunützen, welche diese Spule gegenüber
einem zusätzlichen, üblicherweise verwendeten Ohmschen
Widerstand aufweist.
Vorzugsweise wird bei einem starken Abbremsen im generato
rischen Betrieb der Erregerspule ein Strom zugeführt, der
wesentlich größer ist als der zum Lüften oder Halten der Bremse
zugeführte Strom. Dies bedeutet, daß elektrische Eigenschaften
der Spule ausgenützt werden, die im normalen Betrieb, beim
üblichen Lüften der Bremse nicht ausgenützt werden. Der
Erregerspule kann jedoch für eine gewisse Zeitdauer ein erheb
lich größerer Strom zugeführt werden, als dieser zum Lüften
oder gar zum Halten der Bremse im normalen Betrieb zugeführt
wird.
Vorzugsweise stellt man die thermische Belastung der Erreger
spule fest und begrenzt den ihr zugeführten Strom auf einen
vorbestimmten Betrag, wenn die thermische Belastung einen vor
bestimmten (Temperatur-)Wert überschreitet. Dadurch kann
sichergestellt werden, daß keine Schäden durch Überhitzung
auftreten. Vorzugsweise wird bei Gefahr einer thermischen
Überlastung der Strom auf den Haltestrom der Erregerspule
begrenzt, also auf den Strom, der im Dauerbetrieb des
Elektromotors fließt und auf den die Erregerspule
"zugeschnitten" ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zur
Feststellung der thermischen Belastung die Temperatur der
Erregerspule gemessen. Bei dieser Art der Belastungsmessung
kann mit besonders genauen Ergebnissen gerechnet werden. Bei
einer alternativen, ggf. aber auch zusätzlich anzuwendenden
Ausführungsform der Erfindung werden Strom- und/oder Spannung
der Erregerspule überwacht und derart mit Parametern, die für
die Erregerspule spezifisch sind, insbesondere mit der ther
mischen Zeitkonstante der Erregerspule zur Feststellung der
thermischen Belastung verrechnet, daß nicht nur die jeweils
momentane thermische Belastung feststellbar ist, sondern
vielmehr auch jederzeit "hochgerechnet" werden kann, wie lange
die Erregerspule noch mit der momentan anliegenden Brems
leistung beaufschlagt werden kann, bevor der Erregerstrom
verringert werden muß. Dadurch kann ein optimales Brems
verhalten eingestellt werden.
Vorzugsweise wird zusätzlich zur Feststellung der thermischen
Belastung der Erregerspule auch noch die Umgebungstemperatur
festgestellt. Die Sicherheit vor Überlastung der Erregerspule
wird dadurch erhöht. Gleiches gilt für eine Feststellung der
Temperatur am Elektromotor durch einen entsprechenden, meist
ohnehin schon vorhandenen Temperaturfühler. Nachdem die Bremse
samt ihrer Erregerspule am Elektromotor befestigt ist und ein
Wärmefluß stattfindet, gibt auch die Temperatur am Elektromotor
einen Meßwert dafür, welche Wärme der Erregerspule noch
zuführbar ist.
Nachfolgend werden zur Erläuterung der Erfindung Ausführungs
beispiele anhand von Abbildungen beschrieben.
Hierbei zeigen
Fig. 1 eine Grundschaltung zur Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 eine Prinzipschaltung der in Fig. 1
angedeuteten Leistungselektronik,
Fig. 3 die Schaltung einer Ansteuereinheit,
Fig. 4 die Schaltungseinzelheiten der Schaltung
gemäß Fig. 3,
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer An
steuereinheit,
Fig. 6 eine dritte Ausführungsform einer Ansteuer
einheit, und
Fig. 7 und Fig. 8 zwei prinzipielle Darstellungen zur
Erläuterung der Berechnung und/oder
Messung der thermischen Belastung von
Erregerspulen.
In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und
gleichwirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Prinzipschaltung ist mit der
Bezugsziffer 1 das Wechsel- oder Drehstromnetz bezeichnet, das
auf einen Gleichrichter 2 geführt ist, dessen gleichgerichtete
Ausgangsspannung auf einen Gleichspannungszwischenkreis 3
geführt ist. Am Ausgang des Gleichspannungszwischenkreises 3
sind Eingangsklemmen einer Bremssteuereinheit 4 parallel zu
Eingangsklemmen eines Umrichters 5 angekoppelt.
Ausgangsklemmen der Bremssteuereinheit 4 sind mit einer Erre
gerspule 62 einer elektromagnetisch betätigten, mechanischen
Bremse verbunden, die im bestromten Zustand einen Motor 61 frei
laufen läßt und diesen im stromlosen Zustand abbremst.
Der Motor 61 wird in an sich bekannter Weise vom Umrichter 5
angesteuert.
Der Elektromotor 6 bildet zusammen mit dem Gleichrichter 2, der
Bremssteuereinheit 4, der Erregerspule 62 und dem Umrichter 5
vorzugsweise eine gerätetechnische Einheit 8, insbesondere mit
einem gemeinsamen Gehäuse.
Die Bremssteuereinheit 4 umfaßt, wie in Fig. 2 gezeigt, bei
einer ersten Ausführungsform der Erfindung ein elektronisches
Einwegeventil 41, das über eine Ansteuereinheit 42 ein- und
ausschaltbar ist. Dieses Einwegeventil 41 bildet mit der
Erregerspule 42 eine Reihenschaltung, welche an den Ausgangs
klemmen des Gleichspannungszwischenkreises 3 liegt. Die Klemmen
der Erregerspule 62 sind über eine umgekehrt zum Einwegeventil
gepolte Freilaufdiode 7 verbunden.
In Fig. 2 sind der durch die Erregerspule 62 fließende Strom
mit IB und die über den Klemmen der Erregerspule 62 liegende
Spannung mit UB bezeichnet. Die Betriebsweise der Anordnung
wird nachfolgend erläutert.
Der zum Lüften der elektromagnetisch betätigten, mechanischen
Bremse erforderliche Gleichstrom hat den Wert I1. Wenn dieser
Strom fließt, so fällt über die Erregerspule 62 eine Spannung
U1 ab.
Wenn der Strom I1 eingeschaltet wird, so vergeht eine Zeit
dauer t1 bis zum vollständigen Lüften der Bremse. Zum Halten
der Bremse im gelüfteten Zustand ist nur ein Gleichstrom I2
notwendig, der im allgemeinen kleiner oder aber gleich I1 ist.
Die hierbei längs der Erregerspule 62 abfallende Spannung hat
den Wert U2.
Aus der in Fig. 2 gezeigten Schaltung ist nun ersichtlich, daß
das elektronisch ein- und ausschaltbare Einwegeventil 41 über
die Ansteuereinheit 42 derart geschaltet werden kann, daß die
gesamte Ausgangsspannung UZ des Gleichspannungszwischenkreises
3 an die Erregerspule 62 angelegt werden kann. Die dadurch
mögliche Betriebsweise wird nachfolgend erläutert.
Betriebszustand A: Dem Motor 61 wird vom Umrichter 5 kein Strom zugeführt. Die Erregerspule 62 ist ebenfalls stromlos. In diesem Betriebszustand steht der Motor festgebremst.
Betriebszustand B: Zu Beginn des Motobetriebs, also wenn der Umrichter 5 beginnt, dem Motor 61 Strom zuzuführen, führt die Bremssteuereinheit 4 der Erregerspule 62 für die Zeitdauer t1 einen Gleichstrom IB = I1 zu, um die Bremse zu lüften.
Betriebszustand C: Während des motorischen (ungebremsten) Betriebs des Motors 61 führt die Bremssteuereinheit 4 den zum Halten der elektromagnetisch betätigten, mechanischen Bremse erforderlichen Gleichstrom IB = I2 durch die Erregerspule 62, wobei dieser Gleichstrom I2 kleiner sein kann als der Gleichstrom I1. Wenn der Haltestrom I2 gleich dem zum Lüften notwendigen Strom I1 ist, entfällt natürlich der zuvor beschriebene Betriebszustand B.
Betriebszustand D: Wenn der (laufende) Motor 61 gebremst werden soll, also in den generatorischen Betrieb überführt wird, so leitet die Bremssteuereinheit 4 den zum Halten der elektro magnetisch betätigten, mechanischen Bremse erforderlichen Gleichstrom IB = I2 durch die Erregerspule 62, sofern die vom Umrichter 5 in den Gleichspannungszwischenkreis 3 zurück gespeiste Leistung nicht größer ist als die zum Halten der elektromagnetisch betätigten, mechanischen Bremse erforderliche Leistung.
Betriebszustand E: Übertrifft die vom Umrichter 5 in den Gleichspannungszwischenkreis 3 zurückgespeiste Leistung aufgrund einer erhöhten Bremsleistung bzw. generatorischen Leistung die zum Halten der elektromagnetisch betätigten, mechanischen Bremse erforderliche Leistung, so leitet die Bremssteuereinheit 4 die gesamte zurückgespeiste Leistung des Elektromotors 61 in die Erregerspule 62. Dieser Strom ist natürlich erheblich größer als die vorgenannten Werte I1 und I2.
Betriebszustand F: Übersteigt die thermische Belastung durch den zugeführten Strom einen, für die Erregerspule 62 maximal zulässigen Wert, so reduziert die Bremssteuereinheit 4 den der Erregerspule 62 zugeführten Strom IB auf den zum Halten der elektromagnetisch betätigten, mechanischen Bremse erforderlichen Gleichstrom IB = I2.
Betriebszustand A: Dem Motor 61 wird vom Umrichter 5 kein Strom zugeführt. Die Erregerspule 62 ist ebenfalls stromlos. In diesem Betriebszustand steht der Motor festgebremst.
Betriebszustand B: Zu Beginn des Motobetriebs, also wenn der Umrichter 5 beginnt, dem Motor 61 Strom zuzuführen, führt die Bremssteuereinheit 4 der Erregerspule 62 für die Zeitdauer t1 einen Gleichstrom IB = I1 zu, um die Bremse zu lüften.
Betriebszustand C: Während des motorischen (ungebremsten) Betriebs des Motors 61 führt die Bremssteuereinheit 4 den zum Halten der elektromagnetisch betätigten, mechanischen Bremse erforderlichen Gleichstrom IB = I2 durch die Erregerspule 62, wobei dieser Gleichstrom I2 kleiner sein kann als der Gleichstrom I1. Wenn der Haltestrom I2 gleich dem zum Lüften notwendigen Strom I1 ist, entfällt natürlich der zuvor beschriebene Betriebszustand B.
Betriebszustand D: Wenn der (laufende) Motor 61 gebremst werden soll, also in den generatorischen Betrieb überführt wird, so leitet die Bremssteuereinheit 4 den zum Halten der elektro magnetisch betätigten, mechanischen Bremse erforderlichen Gleichstrom IB = I2 durch die Erregerspule 62, sofern die vom Umrichter 5 in den Gleichspannungszwischenkreis 3 zurück gespeiste Leistung nicht größer ist als die zum Halten der elektromagnetisch betätigten, mechanischen Bremse erforderliche Leistung.
Betriebszustand E: Übertrifft die vom Umrichter 5 in den Gleichspannungszwischenkreis 3 zurückgespeiste Leistung aufgrund einer erhöhten Bremsleistung bzw. generatorischen Leistung die zum Halten der elektromagnetisch betätigten, mechanischen Bremse erforderliche Leistung, so leitet die Bremssteuereinheit 4 die gesamte zurückgespeiste Leistung des Elektromotors 61 in die Erregerspule 62. Dieser Strom ist natürlich erheblich größer als die vorgenannten Werte I1 und I2.
Betriebszustand F: Übersteigt die thermische Belastung durch den zugeführten Strom einen, für die Erregerspule 62 maximal zulässigen Wert, so reduziert die Bremssteuereinheit 4 den der Erregerspule 62 zugeführten Strom IB auf den zum Halten der elektromagnetisch betätigten, mechanischen Bremse erforderlichen Gleichstrom IB = I2.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Schaltung
für eine Bremssteuereinheit 4 anhand der Fig. 3 und 4
beschrieben.
Wie in Fig. 3 angedeutet, umfaßt die Ansteuereinheit 42 einen
Signalerzeuger 421, dessen Ausgang mit einem Eingang eines
Pulsweitenmodulators (PWM) 422 verbunden ist. Der Ausgang des
PWM 422 ist auf den Eingang einer Übersteuereinheit 423 ge
führt, deren Ausgang auf den Steuereingang des elektronisch
ein- und ausschaltbaren Einwegeventils 41 geführt ist. Die
gesamte Anordnung wird von den Ausgangsklemmen des Gleich
spannungszwischenkreises 3 gespeist.
Die Ansteuerung durch die Übersteuereinheit 423 erfolgt nun
derart, daß - bis auf den Betriebszustand E - die
Übersteuereinheit 423 das Ausgangssignal des PWM 422 an das
elektronische ein- und ausschaltbare Einwegeventil 41 leitet.
Das relative Einschaltverhältnis bzw. Tastverhältnis λ des PWM
422 bestimmt in diesem Fall direkt den Gleichspannungs
mittelwert UB an der Erregerspule 62. Es gilt: UB = λ.UZ,
wobei UZ die Ausgangsklemmenspannung des Gleich
spannungszwischenkreises 3 ist. Der Signalerzeuger 421 erzeugt
den Vorgabewert für die Spannung UB.
Übertrifft beim Bremsen im Betriebszustand E die vom Umrichter
5 in den Gleichspannungszwischenkreis 3 zurückgespeiste
Leistung die zum Halten der elektromagnetisch betätigten,
mechanischen Bremse erforderliche Leistung, so beginnt die
Zwischenkreisspannung UZ über den Wert der gleichgerichteten
Netzspannung hinauszusteigen. Überschreitet UZ dabei einen
Grenzwert U3, so wird das ein- und ausschaltbare Einwegeventil
41 von der Übersteuereinheit 423 in den leitenden Zustand
versetzt, und zwar unabhängig von der Vorgabe des
Pulsweitenmodulators 422.
Der Grenzwert U3 ist nun so bemessen, daß er einerseits
(nennenswert) oberhalb der gleichgerichteten Netzspannung und
andererseits (nennenswert) unterhalb der maximal zulässigen
Spannungsbelastbarkeit des Gleichrichters 2, des Gleich
spannungszwischenkreises 3, der Bremssteuereinheit 4, des
Umrichters 5, des Motors 61 sowie der Erregerspule 62 liegt.
Übersteigt während des Betriebszustands E ein durch einen
Temperaturfühler erzeugtes Signal ϑB für die thermische
Beanspruchung der Erregerspule 62 - wie dies weiter unten näher
erläutert wird - den für diese maximal zulässigen Wert ϑBmax,
so wird der Betriebszustand F eingeleitet. In diesem Fall
leitet die Übersteuereinheit 423 das Ausgangssignal des PWM 422
wieder an das elektronische, ein- und ausschaltbare
Einwegeventil 41 derart, daß der der Erregerspule 62 zugeführte
Strom IB = I2 wird, der Strom also auf den Wert gesenkt wird,
den die Erregerspule 62 im Dauerbetrieb des Elektromotors 61
"aushält".
Der obige Sachverhalt ist in Fig. 4 in Form eines Regelkreises
dargestellt. Hierbei umfaßt die Übersteuereinheit 423 eine
erste Vergleichseinrichtung, welche dann ein positives
(digitales) Ausgangssignal abgibt, wenn die Spannung UZ an den
Ausgangsklemmen des Gleichspannungszwischenkreises 3 eine
vorbestimmte Spannung U3 übersteigt. Dieser Grenzwert U3 wurde
oben bereits definiert.
Eine zweite Vergleichereinrichtung ist vorgesehen, welche einen
aktuellen Temperaturwert ϑB mit einem maximal zulässigen
Temperaturwert ϑBmax vergleicht und dann ein positives
(digitales) Ausgangssignal abgibt, wenn der aktuelle Wert den
Maximalwert überschreitet.
Der Ausgangswert der ersten Vergleicherschaltung wird einem
nicht-invertierenden Eingang eines UND-Gatters, der Aus
gangswert der zweiten Vergleicherschaltung einem invertierenden
Eingang des selben UND-Gatters zugeführt. Der Ausgang des UND-
Gatters ist auf einen Eingang eines ODER-Gatters geführt,
dessen anderer Eingang auf dem Ausgang des PWM 422 liegt. Der
Ausgang des ODER-Gatters ist auf den Steuereingang des
elektronischen ein- und ausschaltbaren Einwegeventils 41
geführt. Wie für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich, führt
diese Schaltungsanordnung das soeben im Zusammenhang mit Fig. 3
beschriebene Verfahren aus.
In Fig. 5 ist nun nochmals angedeutet, daß die zum Strom IB
durch die Erregerspule 62 gehörige Spannung aus dem Signal
erzeuger 421 dem PWM 422 zugeführt werden kann, wobei dieser
Spannungswert UB, der zum Strom IB gehört, den Wert Null
während des Betriebszustandes A, den Wert U1 (gehörend zum
Strom I1) während des Betriebszustandes B und den Wert U2
(gehörend zum Strom I2) während der Betriebszustände C, D, E
und F hat.
Es ist auch möglich, die Anordnung über eine Stromvorgabe bzw.
Stromregelung zu betreiben, wie dies in Fig. 6 angedeutet ist.
Hierbei umfaßt der Signalerzeuger 421 einen Profilgenerator
4211, dessen Ausgangssignal einem Vergleicher zugeführt wird,
dessen Ausgang auf den Eingang einer Regeleinheit 4212 im
Signalerzeuger 421 geführt ist. Dem Vergleicher wird ein zum
Strom IB durch die Erregerspule 62 proportionales Signal zuge
führt, so daß das Ausgangssignal des Vergleichers dem Diffe
renzwert (Regelabweichung) zwischen dem Ausgangswert (Sollwert)
aus dem Profilgenerator 4211 und dem Strom-proportionalen Wert
(Istwert) aus dem in Fig. 6 angedeuteten Stromfühler ent
spricht.
Bei allen hier gezeigten Anordnungen ist es nun von großem
Vorteil, wenn der thermische Zustand bzw. die thermische
Beanspruchung der Erregerspule 62 überwacht werden. Hierzu kann
nun - wie in Fig. 7 angedeutet - aus einem Momentanwert pB der
Verlustleistung in der Erregerspule 62 unter dessen Verrechnung
mit einer thermischen Zeitkonstante τB der Erregerspule 62 das
Signal ϑB durch Verrechnung (Addition) mit einer Größe ϑUBmax
(entsprechend der maximalen Umgebungstemperatur der Erreger
spule 62) gewonnen werden. Diese Größe ϑB wird dann, wie in
Fig. 4 gezeigt, weiter verrechnet, um die Erregerspule 62 vor
Überhitzung zu schützen.
Der Momentanwert der Verlustleistung in der Erregerspule 62,
die Größe pB wird rechnerisch ermittelt, und zwar aus dem
(gemessenen) Strom bzw. der (gemessenen) Spannung durch die
bzw. an der Erregerspule 62 und deren Ohmschen Widerstand, oder
aus dem Steuersignal eines elektronischen ein- und ausschalt
baren Einwegeventils 41, dem (Meß-)Wert der Spannung an den
Ausgangsklemmen des Gleichspannungszwischenkreises 3 und dem
Meßwert für den Strom durch die Erregerspule 62 bzw. deren
Ohmschen Widerstand oder aber aus dem Meßwert für die Spannung
der Erregerspule 62 und dem Meßwert für den Strom durch die
Erregerspule 62 Der sich ergebende Wert ϑB gemäß Fig. 7 wird
dann in der Schaltung gemäß Fig. 4 weiterverwendet.
Die Anordnung nach Fig. 8 unterscheidet sich von der nach Fig.
7 dadurch, daß nicht die fest vorgegebene maximale
Umgebungstemperatur ϑUBmax der Erregerspule 62, sondern
vielmehr eine Temperatur ϑM mit in die Berechnung einfließt,
welche einer am Motor 6 gemessenen Temperatur entspricht. Diese
wiederum gibt ein Bild dafür ab, welche Temperatur die
elektromagnetisch betätigte, mechanische Bremse bzw. die
Erregerspule 62 aufweist, da die Bremse am Motor 61 in
wärmeleitender Verbindung befestigt ist. Diese Motortemperatur
ϑM erlaubt noch eine bessere Ausnutzung der Erregerspule 62,
da in der Regel die Umgebungstemperatur ϑUB der Erregerspule
62 betriebsmäßig unterhalb des oben angenommenen Maximalwertes
ϑUBmax liegt. Der Faktor Kϑ, mit welchem die Motortemperatur
ϑM gemäß Fig. 8 versehen wird, ist so bemessen, daß die Größe
Kϑ.ϑM ungefähr der tatsächlichen Umgebungstemperatur ϑUB der
Erregerspule 62 entspricht.
1
Netz
2
Gleichrichter
3
Gleichspannungszwischenkreis
4
Bremssteuereinheit
5
Umrichter
6
Elektromotor mit elektromagnetisch betätigter, mechanischer Bremse
7
Freilaufdiode
8
gerätetechnische Einheit
41
elektronisches ein- und ausschaltbares Einwegeventil
42
Ansteuereinheit
421
Signalerzeuger
4211
Profilgenerator
4212
Regeleinheit für den Strom
422
Pulsweitenmodulator
423
Übersteuereinheit
61
Elektromotor
62
Erregerspule der elektromagnetisch betätigten, mechanischen Bremse
Claims (14)
1. Verfahren zum Betreiben eines (Umrichter-)Elektromotors
mit einer elektromagnetisch betätigbaren (mechanischen)
Bremse, wobei beim Abbremsen im generatorischen Betrieb
elektrische Energie einer Erregerspule der Bremse zuge
führt und dort als magnetische Energie zwischenge
speichert und/oder in Wärmeenergie umgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
bei einem starken Abbremsen im generatorischen Betrieb
der Erregerspule ein Strom zugeführt wird, der wesent
lich größer ist als der zum Lüften oder Halten der
Bremse zugeführte Strom.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine thermische Belastung der Erregerspule festgestellt
und der ihr zugeführte Strom auf einen vorbestimmten
Betrag, vorzugsweise auf den Haltestrom, dann begrenzt
wird, wenn die thermische Belastung einen vorbestimmten
Betrag übersteigt.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Feststellung der thermischen Belastung die Tempe
ratur der Erregerspule gemessen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
Strom und/oder Spannung der Erregerspule überwacht und
mit Erregerspulen-spezifischen Parametern, insbesondere
ihrer thermischen Zeitkonstante zur Feststellung der
thermischen Belastung verrechnet werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Feststellung der thermischen Belastung die Umge
bungstemperatur festgestellt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Feststellung der thermischen Belastung die Temperatur
Elektromotor gemessen wird.
8. Elektromotor, umfassend
- - eine elektromagnetisch betätigte, mechanische Bremse mit einer Erregerspule (62),
- - einen Umrichter (5) mit einer Bremssteuereinheit (4), die derart steuerbar ausgebildet und mit den Klemmen des Elektromotors (61) sowie der Erregerspule (62) verbunden sind, daß beim Abbremsen des Elektromotors (61) von diesem im generatorischen Betrieb erzeugte elektrische Energie der Erregerspule (62) zur Zwischen speicherung und/oder Umsetzung in Wärme zugeführt wird.
9. Elektromotor nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Bremssteuereinheit (4) derart ausgebildet ist, daß
bei einem starken Abbremsen im generatorischen Betrieb
der Erregerspule (62) ein Strom zugeführt wird, der
wesentlich größer ist als der zum Lüften oder Halten der
Bremse zugeführte Strom.
10. Elektromotor nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
gekennzeichnet durch
Feststellungseinrichtungen zur Feststellung einer ther
mischen Belastung der Erregerspule (62), die derart aus
gebildet und mit der Bremssteuereinheit (4) verschaltet
sind, daß eine thermische Belastung der Erregerspule (62)
festgestellt und der ihr zugeführte Strom auf einen vor
bestimmten Betrag, vorzugsweise auf den Haltestrom dann
begrenzt wird, wenn die thermische Belastung einen
vorbestimmten Betrag überschreitet.
11. Elektromotor nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Feststellungseinrichtungen Temperaturfühler um
fassen, welche die Temperatur an der Erregerspule (62)
und/oder in deren Umgebung, insbesondere am Elektro
motor (61) messen.
12. Elektromotor nach einem der Ansprüche 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Feststellungseinrichtungen derart ausgebildet sind,
daß Strom und/oder Spannung der Erregerspule (62) über
wacht und mit Erregerspule-spezifischen Parametern, ins
besondere ihrer thermischen Zeitkonstante, zur Fest
stellung der thermischen Belastung verrechnet werden.
13. Elektromotor nach einem der Ansprüche 8 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Elektromotor (6) zusammen mit dem Gleichrichter (2),
der Bremssteuereinheit (4), der Erregerspule (62) und dem
Umrichter (5) eine gerätetechnische Einheit (8) bildet.
14. Elektromotor nach einem der Ansprüche 8 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Ausgangsspannung des Gleichrichters (2) auf einen
Gleichspannungszwischenkreis (3) geführt ist, an den die
Bremssteuereinheit (4) und der Umrichter (5) angekoppelt
sind.
Priority Applications (6)
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---|---|---|---|
DE19734405A DE19734405B4 (de) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | Drehstrommaschine und Verfahren zum Betreiben einer Drehstrommaschine |
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