DE2826248C2

DE2826248C2 -

Info

Publication number: DE2826248C2
Application number: DE19782826248
Authority: DE
Inventors: Egon 8501 Feucht De Huehel
Original assignee: Schering AG
Current assignee: Bayer Pharma AG
Priority date: 1978-06-13
Filing date: 1978-06-13
Publication date: 1989-09-21
Also published as: DE2826248A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum geregelten Abbremsen von Drehstrommo toren, in der Ausführung als Asynchron-Motoren mit Käfigläufer für Fahrantrie be, wobei die Motoren für zwei Drehzahlen ausgelegt sind und zum Abbremsen des Fahrantriebs aus der hohen Drehzahl, die der normalen Fahrgeschwindigkeit ent spricht, zur generatorischen Bremsung die niedrige Drehzahl eingeschaltet wird, und während des Abbremsvorganges ein wiederholter Vergleich der jeweiligen Ist- mit der Sollgeschwindigkeit erfolgt und in Abhängigkeit vom Ergebnis der Mes sung die generatorische Bremsung eingeschaltet bleibt oder abgeschaltet wird.The invention relates to an arrangement for the controlled braking of three-phase current gates, as asynchronous motors with squirrel cage for driving be, the motors are designed for two speeds and to brake the Travel drive from the high speed, which ent the normal driving speed speaks, the low speed is switched on for regenerative braking, and during the braking process, a repeated comparison of the respective actual with the target speed and depending on the result of the measurement the generator braking remains switched on or is switched off.

Als Antriebsquelle für Fahrbewegungen finden in großem Umfang Drehstrommotoren in der Ausführung als Asynchron-Käfigläufer Anwendung. Ihre Vorteile liegen in den niedrigen Kosten, dem geringen Wartungsbedarf und der einfachen Steuerung. Als Nachteil tritt auf, daß ihre Drehzahl nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand regelbar ist. Für den Anlaufvorgang tritt dieser Nachteil weniger in Erschei nung, weil durch eine geeignete Anpassung der Motoren in ihrer Leistung und ih rer Kennlinie an die zu beschleunigenden Massen das gewünschte Anlaufverhalten er reicht werden kann. Sehr viel schwieriger zu beherrschen ist das Abbremsen des gesamten Systems und das Stillsetzen. Hier besteht auch meist die Forderung, einen vorgegebenen Haltepunkt genau einzuhalten, das heißt zu positionieren. Die Motoren sind zwar üblicherweise mit einer mechanischen Bremse ausgerüstet, die das Stillsetzen des Fahrsystems gestattet, es treten jedoch trotzdem oft große Probleme auf. Es ist beispielsweise meist nicht möglich, sofort nach Abschalten des Antriebsmotors die Bremse einzuschalten, weil die dabei auftretenden Verzögerungs werte zu groß sind. Andererseits bringt die Methode, das beweg te System nach Abschalten des Antriebsmotors zunächst ungebremst weiterlaufen zu lassen, wobei durch die Reibungsverluste eine Verzögerung eintritt und die Bremse erst nach Zurücklegen einer bestimmten Wegstrecke einzuschalten, andere Nachteile mit sich.Three-phase motors are widely used as the drive source for driving movements as an asynchronous squirrel cage application. Your advantages are in the low cost, the low maintenance requirement and the simple control. The disadvantage is that their speed is not or only with very great effort is adjustable. This disadvantage is less apparent for the start-up process because an appropriate adjustment of the motors in their performance and their characteristic curve to the masses to be accelerated can be enough. It is much more difficult to master braking the entire system and stopping. There is usually also a requirement here to adhere precisely to a predetermined breakpoint, that is to say to position it. The motors are usually equipped with a mechanical brake, which allows the driving system to be stopped, but it still occurs frequently big problems. For example, it is usually not possible to immediately follow up Switch off the drive motor Turn on the brake because of the delay that occurs values are too large. On the other hand, the method that moves system after the drive motor has been switched off initially without braking to continue to run, with a friction loss Delay occurs and the brake only after driving one certain route to turn on, other disadvantages with it.

Da die Verzögerung im ungebremsten Zustand von vielen Faktoren abhängig ist, wie zum Beispiel Zustand der Roll- bzw. Gleitbah nen, Betriebstemperatur sowie unterschiedliche Beladung des be wegten Systems, sind auch die Verzögerungswerte unterschiedlich. Dadurch sind beim Einsetzen der Bremswirkung verschieden hohe "Rest"-Fahrgeschwindigkeiten vorhanden. Da die Wirkung der Brem se konstant ist, treten zwangsläufig unterschiedlich lange Brems wege auf. Ein genaues Positionieren der bewegten Einrichtung ist daher nicht möglich. Ein etwas günstigeres Verhalten ist zu er reichen, wenn ein Antriebsmotor mit zwei Drehzahlen, die stark voneinander abweichen, eingesetzt wird. Aus der hohen Drehzahl ergibt sich die normale Fahrgeschwindigkeit. Zum Stillsetzen der Bewegung wird zunächst auf die niedrige Drehzahl umgeschaltet, wodurch statt des freien Auslaufs eine generatorische Bremsung gegeben ist. Die dabei auftretenden Verzögerungswerte sind nied riger als die bei Einsatz der mechanischen Bremse und für viele Anwendungsfälle damit im zulässigen Bereich. Es ist jedoch meist erforderlich, vor Erreichen der niedrigen Fahrgeschwindigkeit die mechanische Bremse einzuschalten, da sonst die Verzögerungswerte zunächst nahezu Null werden, um dann beim Einsetzen der mecha nischen Bremse wieder einen relativ hohen Wert anzunehmen. Dadurch tritt ein Rucken auf, das bei vielen beweglichen Systemen, beispielsweise auch bei Transportwagen in Anlagen zur Oberflächenbehandlung, nicht zulässig ist. Durch dieses Rucken würde ein Pendeln des üblicherweise lose aufgehängten Behand lungsgutes eintreten, wodurch dieses von den Aufhängevorrichtungen abfallen kann.Because the deceleration in the unbraked state by many factors depends, for example, on the condition of the roll or glide track nen, operating temperature and different loading of the be system, the delay values are also different. As a result, different levels are applied when the braking effect is applied "Rest" driving speeds available. Because the effect of the brake se is constant, braking of different lengths is inevitable go up. An exact positioning of the moving device is therefore not possible. Behavior is a little more favorable range if a drive motor with two speeds that is strong differ from each other, is used. From the high speed the normal driving speed results. To stop the Movement is first switched to the low speed, which means that regenerative braking instead of free running given is. The deceleration values that occur are low more than when using the mechanical brake and for many Applications in the permissible range. However, it is mostly required before reaching the low driving speed switch on the mechanical brake, otherwise the deceleration values initially become almost zero, then when inserting the mecha African brake to assume a relatively high value again. Thereby there is a jerk that occurs with many moving systems, for example Transport trolleys in systems for surface treatment, is not permitted. By this jerk would cause the usually loosely suspended treatment to swing material to enter, causing it to fall off the suspension devices can.

Bei der beschriebenen generatorischen Bremsung wirken sich zwar die oben be schriebenen Einflußgrößen auf den Verzögerungsvorgang weniger stark aus als beim freien Auslauf, sie sind aber nach wie vor gegebene und können durch diese Art der Bremsung nicht beeinflußt werden. Dadurch sind auch hier die Fahrge schwindigkeiten, bei denen die Wirkung der mechanischen Bremse einsetzt, unter schiedlich, was sich auf die Haltegenauigkeit der bewegten Einheiten ungünstig auswirkt.In the generator braking described above, the above be written factors influencing the deceleration process less than in the free run, but they are still given and can pass through them Type of braking can not be influenced. This means that the carriages are also here speeds, at which the effect of the mechanical brake begins, below different, which affects the holding accuracy of the moving units affects.

In der GB-PS 14 37 937 wird bereits eine Schaltungsanordnung der gattungsgemä ßen Art beschrieben, ohne jedoch einen Anwendungshinweis zu geben. Bei einem eventuellen Einsatz dieser Anordnung in bewegten Systemen ließe sich jedoch ein genaues Positionieren ebenfalls nur unter zwischenzeitlicher Einschaltung einer mechanischen Bremse erreichen, was einen nachteiligen Ruckvorgang des Systems zur Folge haben würde.In GB-PS 14 37 937 there is already a circuit arrangement of the generic type ß type described, but without giving an application note. At a possible use of this arrangement in moving systems could, however an exact positioning also only with intermittent activation achieve a mechanical brake, which is an adverse jerk of the Systems would result.

Bei hohen Anforderungen an die Haltegenauigkeit und wenn dabei darüber hinaus keine hohen Beschleunigungswerte auftreten dürfen, besteht deshalb die Notwen digkeit, andere Antriebssysteme - wie zum Beispiel Gleichstrommotoren mit Dreh zahlregelung - einzusetzen, die jedoch wesentlich teurer sind und einen höhe ren Wartungsaufwand beanspruchen.With high demands on the stopping accuracy and if it goes beyond that Therefore, there is no need for high acceleration values other drive systems - such as DC motors with rotary payment scheme - to be used, but they are much more expensive and expensive claim maintenance costs.

Die Erfindung hat die Aufgabe, das Abbremsverhalten von Drehstrommotoren der oben angeführten Art bei Vermeidung hoher Beschleunigungswerte und gleichzeitig die Haltegenauigkeit der bewegten Systeme zu verbessern. The invention has the object of the braking behavior of three-phase motors type mentioned above while avoiding high acceleration values and at the same time improve the stopping accuracy of the moving systems.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Anordnung gemäß dem Patentanspruch. This object is achieved by an arrangement according to the Claim.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet den Vorteil, daß selbst bei Einsatz der relativ einfachen, konstengünstigen Drehstrommotoren mit Käfigläufer für Fahrantriebe ein sehr gleichmäßiges Abbremsverhalten bei Vermeidung hoher Be schleunigungswerte erreicht wird und die erzielbare Haltegenauigkeit der beweg ten Systeme sehr gut ist.The device according to the invention has the advantage that even when in use the relatively simple, inexpensive three-phase motors with squirrel cage for Travel drives a very even braking behavior while avoiding high loads acceleration values are reached and the achievable stopping accuracy of the mov systems is very good.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nachstehend an einem Beispiel näher beschrieben.The device according to the invention is illustrated below using an example described.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild der Vorrichtung. Für den Fahrmotor (1) sind die Drehstromzuführungen (2), (3) und (4) für die niedrige Drehzahl dargestellt. In die Leitung (4) ist ein Halb leiterschalter (5) eingefügt. Da die generatorische Bremsung nur wirksam wird, wenn alle drei Phasen der Drehstromwicklung des Motors (1) an Spannung gelegt sind, genügt es, den Halbleiter schalter (5) in einer Zuleitung (4) vorzusehen. In dieser Zu leitung (4) sind ferner noch Anpaßwiderstände und/oder Schutz beschaltungen (6) und (7) in Reihe und parallel zum Halbleiter schalter (5) vorhanden, die die Intensität der generatorischen Bremsung beeinflussen. Fig. 1 shows the block diagram of the device. For the traction motor ( 1 ), the three-phase feeds ( 2 ), ( 3 ) and ( 4 ) are shown for the low speed. In the line ( 4 ) a semi-conductor switch ( 5 ) is inserted. Since the generator braking is only effective when all three phases of the three-phase winding of the motor ( 1 ) are connected to voltage, it is sufficient to provide the semiconductor switch ( 5 ) in a supply line ( 4 ). In this line ( 4 ) there are also matching resistors and / or protective circuits ( 6 ) and ( 7 ) in series and parallel to the semiconductor switch ( 5 ), which influence the intensity of the regenerative braking.

Die Ansteuerung des Halbleiterschalters (5) erfolgt von der Logik (8) aus. Diese Logik (8) erhält von der Lichtschranke (9), die aus der Lichtquelle (10) und dem Empfänger (11) besteht, die Information, ob die Relativgeschwindigkeit gegenüber dem kammar tigen Bauteil (12) größer oder kleiner als der entsprechende Sollwert ist. Das kammartige Bauteil (12) ist in Fig. 2 in der Seitenansicht dargestellt. Es ist stationär angeordnet und die Lichtschranke (9) wird mit dem bewegten Teil der Einrichtung an ihm vorbeibewegt. Die Bewegung erfolgt in Richtung des Pfeiles (13) bis an der Linie (14) der Haltepunkt erreicht ist. Wird die ser Haltepunkt von zwei Seiten aus angefahren, ist das Bauteil (12) symmetrisch zur Linie (14). Durch ein nicht dargestelltes Schaltglied wird etwa zu dem Zeitpunkt, wenn die Lichtschranke (9) das Bauteil (12) erreicht, der Antriebsmotor (1) von der hohen auf die niedrige Drehzahl umgeschaltet, wodurch die generatorische Bremsung eingeleitet und die erfindungsgemäße Vorrichtung einge schaltet wird. Die erste Messung der Geschwindigkeit erfolgt an der Lücke (15). Deren Länge ist so bemesen, daß bei Einschaltung der Sollgeschwindigkeit an diesem Wegabschnitt die Lichtschranke für eine bestimmte Zeit - beispielsweise 30 ms - eingeschaltet ist.The control of the semiconductor switch ( 5 ) takes place from the logic ( 8 ). This logic ( 8 ) receives from the light barrier ( 9 ), which consists of the light source ( 10 ) and the receiver ( 11 ), the information as to whether the relative speed relative to the kammar term component ( 12 ) is greater or less than the corresponding target value . The comb-like component ( 12 ) is shown in FIG. 2 in a side view. It is stationary and the light barrier ( 9 ) is moved past it with the moving part of the device. The movement takes place in the direction of arrow ( 13 ) until the stop point is reached on line ( 14 ). If this stop is approached from two sides, the component ( 12 ) is symmetrical to the line ( 14 ). A switching element (not shown) switches the drive motor ( 1 ) from the high to the low speed at about the time when the light barrier ( 9 ) reaches the component ( 12 ), as a result of which the regenerative braking is initiated and the device according to the invention is switched on . The first measurement of the speed takes place at the gap ( 15 ). Their length is such that when the target speed is switched on at this section of the path, the light barrier is switched on for a certain time, for example 30 ms.

Ist die tatsächliche Einschaltzeit kürzer, so ist die Bewegungs-, d. h. die Fahrgeschwindigkeit noch zu hoch und die Logik (8) läßt den Halbleiterschalter eingeschaltet. Wenn die Einschaltzeit je doch länger ist, wurde die Fahrgeschwindigkeit bereits zu stark verringert und die Logik (8) schaltet den Halbleiterschalter (5) aus, wodurch die generatorische Bremsung unwirksam wird.If the actual switch-on time is shorter, the movement speed, ie the driving speed, is still too high and the logic ( 8 ) leaves the semiconductor switch switched on. If the switch-on time is longer, the driving speed has already been reduced too much and the logic ( 8 ) switches off the semiconductor switch ( 5 ), making the regenerative braking ineffective.

Die folgende Lücke (16) ist entsprechend der an diesem Abschnitt schon geringeren Sollgeschwindigkeit kürzer als die Lücke (15). Hier erfolgt wieder eine Zeitmessung in der beschriebenen Weise und deren Auswertung durch die Logik (8). Dies setzt sich bei den weiteren Lücken fort, bis bei der Linie (17), noch bevor die der niedrigen Motordrehzahl entsprechende Fahrgeschwindigkeit erreicht ist, durch ein ebenfalls nicht dargestelltes Schaltele ment die mechanische Bremse des Motors eingeschaltet wird, die das bewegte System am Haltepunkt - entsprechend der Linie (14) - zum Stillstand bringt.The following gap ( 16 ) is shorter than the gap ( 15 ) in accordance with the target speed, which is already lower at this section. Here again a time measurement takes place in the manner described and its evaluation by the logic ( 8 ). This continues with the remaining gaps until line ( 17 ), before the driving speed corresponding to the low engine speed has been reached, is switched on by a switching element, also not shown, the mechanical brake of the engine, which the moving system at the stopping point - according to line ( 14 ) - brings it to a standstill.

Claims

Arrangement for controlled braking of three-phase motors, in the form of asynchronous motors with squirrel-cage rotors for traction drives, the motors being designed for two speeds and for braking the traction drive from the high speed, which corresponds to the normal driving speed, the low speed for regenerative braking is, and during the braking process, a repeated comparison of the respective actual and with the desired speed takes place and, depending on the result of the measurement, the regenerative braking remains switched on or off, characterized in that the measurement of the time for covering the travel sections with With the help of light barriers, which are effective through a comb-like component over the length of the path sections and are ineffective over the rest of the path, and with the length of the cutout in the comb-like component the target speed which changes during the braking process is incorporated.