DE3419757A1

DE3419757A1 - METHOD AND DEVICE FOR BRAKING A MOTOR WITH A SHORT-CLOSED RUNNER

Info

Publication number: DE3419757A1
Application number: DE19843419757
Authority: DE
Inventors: Seppo Hyvinkää Suur-Askola
Original assignee: Elevator GmbH
Current assignee: Elevator GmbH
Priority date: 1984-05-24
Filing date: 1984-05-26
Publication date: 1985-11-28
Also published as: GB2159352A; GB2159352B; GB8413296D0

Description

PATENTANWÄLTE *5 Λ 1 Q 7 R 7 PATENTANWÄLTE * 5 Λ 1 Q 7 R 7

DR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKEDR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

Ei RAUNSC hl WEIG · MÜNCHENEi RAUNSC hl WEIG · MUNICH

Elevator GmbH
Rathausstr. 1Elevator GmbH
Rathausstrasse 1

CH-6340 BaarCH-6340 Baar

"Verfahren und Vorrichtung zum Bremsen eines Motors mit kurzgeschlossenem Läufer" "Method and device for braking a motor with a short-circuited rotor"

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bremsen eines Motors mit kurzgeschlossenem Läufer, bei dem das Bremsen durch Regulieren des der Bremswicklung des Motors zugeführten Stromes mittels Pulsbreitenmodulation erfolgt. The present invention relates to a method and an apparatus for braking a motor with a short-circuited rotor, in which braking is achieved by regulating the brake winding of the The current supplied to the motor is carried out by means of pulse width modulation.

Man kann beim Bremsen eines Motors mit kurzgeschlossenem Läufer sehr verschiedene Lösungen zur Anwendung bringen, um die gewünschte Verlangsamung zu erzielen. Die gegenwärtigen günstigsten Lösungen bauen jedoch beim Betrieb von Motoren mit kurzgeschlossenem Läufer auf der Thyristorentechnik auf, mit deren Hilfe man den der Bremswicklung des Motors zugeführten Strom durch Verändern des Leitwinkels reguliert. Da die Thyristorenbrücken mit einer Spannung von 50 Hz gespeist werden, tritt in dem Gleichstromkreis eine niederfrequente Amplitudenschwankung des Stromes auf.When braking a motor with a short-circuited rotor, very different solutions can be used to achieve the desired To achieve slowdown. However, the current cheapest solutions are based on thyristor technology when operating motors with short-circuited rotors, with their With the help of regulating the current supplied to the braking winding of the motor by changing the master angle. As the thyristor bridges are fed with a voltage of 50 Hz, a low-frequency amplitude fluctuation occurs in the direct current circuit of the current.

Aus den relativ niederfrequenten Amplitudenschwankungen des Stromes ergeben sich Nachteile. Niederfrequente Strompulse bewirken auch im Bremsmoment eine entsprechende Schwankung, die nach außen als ein vom Motor ausgehender Ton mit der gleichen Frequenz und als Vibration zutage treten. Der Ton, dessen Frequenz z.B. 100 Hz ist, ist unangenehm und schwer zu dämpfen. Eine Vibration dieser Frequenz ist auch in den Füßen spürbar, wenn es sich beispielsweise um einen Aufzugsmotor andelt. Noch schlimmer ist dies der Fall, wenn bei mehrstöckigen Wohnhäusern ein Aufzugsmotor eine Resonanzfrequenz von 50 Hz hat, und wenn die Frequenz der beim Bremsen des Aufzuges erzeugten Strompulse im Bereich dieser Resonanzfrequenz liegt, denn dann ist das Ergebnis ein wirklich störendes Geräusch und eine störende Vibration.The relatively low-frequency amplitude fluctuations of the current result in disadvantages. Low frequency current pulses also cause a corresponding fluctuation in the braking torque, which is expressed as a sound emitted by the motor with the same frequency and emerge as a vibration. The tone, the frequency of which is e.g. 100 Hz, is uncomfortable and heavy to dampen. A vibration of this frequency can also be felt in the feet if, for example, it is an elevator motor andelt. This is even worse when at multi-story Residential houses an elevator motor has a resonance frequency of 50 Hz, and if the frequency of when braking the elevator generated current pulses is in the range of this resonance frequency, because then the result is a really annoying noise and an annoying vibration.

In herkömmlichen netzkommutierten Ausführungen kann man die Frequenz nicht verändern, überdies ist die Frequenz eine niedrige, denn sie ist an die Netzfrequenz gebunden, womit das Abfiltrieren der Amplitudenschwankungen im Strom, d.h. im Bremsmoment, unwirtschaftlich und schwer ausführbar wird. Bei Reglern dieses Typs erreicht man ferner keine lineare Beziehung zwischen der Steuerspannung und dem erzielten Bremsmoment, wodurch das Erzeugen angenehmer Bremseigenschaften erschwert wird.In conventional line-commutated versions, the frequency cannot be changed; moreover, the frequency is a low, because it is tied to the mains frequency, which means that the amplitude fluctuations in the current are filtered off, i.e. in the braking torque, becomes uneconomical and difficult to implement. With controllers of this type, you can also not achieve a linear one Relationship between the control voltage and the braking torque achieved, thereby creating comfortable braking properties is made more difficult.

Die vorliegende Erfindung bezweckt Abhilfe der obenstehend angesprochenen Nachteile. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsstrom mittels einer an sich bekannten auf dem Gleichstrom-Zerhackerprinzip aufbauenden Vorrichtung eingespeist wird, deren Steuerung so ausgeführt ist, daß die Frequenz der dem Motor zugeführten Bremsstrompulse hoch und regelbar ist und die Amplitudenänderungen des Bremsstromes gering sind.The present invention aims to remedy the above mentioned disadvantages. The inventive method is characterized in that the braking current is based on a known per se based on the direct current chopper principle Device is fed, the control of which is carried out so that the frequency of the supplied to the motor Braking current pulses are high and controllable and the amplitude changes in the braking current are small.

Durch das vorgenannte Prinzip kann man die Frequenz der Stromschwankungen in weiten Grenzen regeln, ohne daß dies auf den Summenwert des übertragenen Stromes einwirkt, da gleichzeitig die Breite der Strompulse entsprechend verändert wird. Auf diese Weise wird es möglich, die Frequenz, nötigenfalls selbst am Ort, so hoch einzustellen, daß sie die Resonanzfrequenz des Gebäudes übersteigt, so daß das Geräusch möglichst gering und leicht dämpfbar ist und die Frequenz keine wahrnehmbare Vibration in der Apparatur hervorruft. Ferner ist die Beziehung zwischen Steuerspannung und Bremsmoment eine lineare.The above principle can be used to determine the frequency of the current fluctuations regulate within wide limits without this affecting the total value of the transmitted current, since at the same time the width of the current pulses is changed accordingly. In this way it becomes possible to set the frequency, if necessary, by yourself on site, set so high that it exceeds the resonance frequency of the building, so that the noise as low as possible and is easily attenuated and the frequency does not cause any perceptible vibration in the apparatus. Further is the relationship between control voltage and braking torque a linear.

Es ist auch kennzeichnend für das erfindungsgemäße Verfahren, daß die Impulse des Bremsstromes der Vorrichtung mittels eines an sich bekannten Serienresonanzkreises erzeugt werden, der selbstoszillierend in Reihe mit dem Motor zwischen einem den Bremsalrom speisenden Hauptthyristor und einem denselben löschenden Hilfsthyristor geschaltet ist.It is also characteristic of the method according to the invention that the pulses of the braking current of the device by means of a known series resonance circuit are generated, the self-oscillating in series with the motor between one of the Brake alarm feeding main thyristor and one of the same extinguishing auxiliary thyristor is switched.

Durch die Schaltung des Hilfsthyristors und des Serienresonanzkreises erzielt man den Vorteil, daß das Löschen des Hauptthyristors nicht vorgenommen werden kann, ehe der Konimutationskondensator im richtigen Zustand ist.By switching the auxiliary thyristor and the series resonant circuit one achieves the advantage that the main thyristor cannot be erased before the Konimutationskondensator is in the right condition.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Zerhacker-Stromquelle und einem zugeordneten Steuerkreis besteht, durch welche die Frequenz der Bremsstrompulse hoch und regelbar ist. Im Steuerstromkreis sind ferner die erforderlichen Überwachungs- und Schutzkreise vorgesehen.The device for carrying out the method is characterized in that it consists of a chopper power source and an assigned control circuit, through which the frequency of the braking current pulses is high and controllable. In the control circuit the necessary monitoring and protection circuits are also provided.

Die Vorrichtung ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptteile des Bremsstrom-Impulskreises ein Hauptthyristor, ein Hilfsthyristor, ein zwischen diesen in Reihe mit der Bremswicklung geschalteter Serienresonanzkreis sowie eine Nulldiode sind.The device is further characterized in that the main parts of the braking current pulse circuit include a main thyristor, an auxiliary thyristor, a series resonance circuit connected between these in series with the brake winding and a Are zero diodes.

Die Erfindun-g wird nachstehend eingehender mit Hilfe eines Beispiels mit Hinweis auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. The invention is described in more detail below with the aid of an example with reference to the accompanying drawing.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Schaltung der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung mit den Elementen der Zerhackerschaltung,Fig. 1 shows a circuit of the braking device according to the invention with the elements of the chopper circuit,

Fig. 2 den Verlauf der wichtigsten Strom- und Spannungskurven in der Zerhackerschaltung über einer gemeinsamen Zeitachse aufgetragen.Fig. 2 shows the course of the most important current and voltage curves plotted in the chopper circuit over a common time axis.

Die Funktionsbestandteile der Bremsvorrichtung sind die Zerhacker-Stromquelle 1, die Steuerelektronik 4 und die Stromquelle 5. Im Zerhacker 1 sind die Gleichrichterbrücke 2 und der Serienresonanzkreis 3 mit gestrichelten Linien abgegrenzt. Wesentliche Komponenten im Zerhacker sind der Hauptthyristor Tl, der Hilfsthyristor T2 und der KommutationskondensatOr C.The functional components of the braking device are the chopper power source 1, the control electronics 4 and the power source 5. In the chopper 1 are the rectifier bridge 2 and the series resonance circle 3 delimited with dashed lines. Essential components in the chopper are the main thyristor Tl, the auxiliary thyristor T2 and the commutation capacitor C.

Die Arbeitsweise der Zerhackerschaltung ist wie in Fig. 2 gezeigt:The operation of the chopper circuit is as shown in Fig. 2:

Zeitspanne EreignisTime span event

tl-t2 Tl wird gezündet.tl-t2 Tl is ignited.

Der Strom der Last geht von der Nulldiode DO auf den Hauptthyristor Tl über. Die Polarität der Spannung am KommutationskondensatOr C schlägt um, und zwar über Tl, D2 und Ll.The current of the load passes from the zero diode DO to the main thyristor Tl. The polarity of the voltage on the commutation capacitor C changes over via Tl, D2 and Ll.

t2-t3 Der Strom der Last geht durch Tl.t2-t3 The current of the load goes through Tl.

t3-t4 T2 wird gezündet.t3-t4 T2 is fired.

Der Strom der Last geht vom Hauptthyristor Tl zum Hilfsthyristor T2 über.The current of the load passes from the main thyristor T1 to the auxiliary thyristor T2.

Der Kommutationskondensator C hält den Strom in der Last "aufrecht und erzeugt am Thyristor Tl eine Spannung in der Sperrichtung.
Tl erlischt.The commutation capacitor C maintains the current in the load and generates a voltage in the reverse direction at the thyristor T1.
Tl goes out.

Die überschüssige Energie des Kommutationskondensators C wird über L2 und Dl zum Kommutationskondensator C zurückgeführt.The excess energy of the commutation capacitor C becomes commutation capacitor C via L2 and Dl returned.

t4-t5 Der Laststrom lädt den Kommutationskondensaot C zum Anfangszustand auf.t4-t5 The load current charges the commutation condenser C to Initial state on.

t5-t6 Der Laststrom geht vom Hilfsthyristor T2 auf die Nulldiode D= über.t5-t6 The load current is transferred from the auxiliary thyristor T2 to the zero diode D =.

Auf diese Weise gelingt es, einen hochfrequenten Pulsstrom in der Bremswicklung des Motors mit kurzgeschlossenem Läufer zu erzeugen. Die Pulsfrequenz bestimmt sich aus der in der Steuerelektronik 4 eingestellten Zündfrequenz von Tl und die entsprechende Pulsbreite aus der Phasenverschiebung von T2 in bezug auf Tl. Der eigentliche Sollwert für die Verlangsamung des Motors wird in der Steuerelektronik 4 eingegeben. Die Abhängigkeit des Bremsmomentes vom Sollwert ist eine lineare.In this way it is possible to generate a high-frequency pulse current in the brake winding of the motor with a short-circuited rotor produce. The pulse frequency is determined from the ignition frequency of T1 set in the control electronics 4 and the corresponding one Pulse width from the phase shift of T2 in relation to Tl. The actual setpoint for decelerating the motor is entered in the control electronics 4. The dependence of the braking torque on the setpoint is linear.

Es ist dem Fachmann einleuchtend, daß verschiedene Ausführungsformen der Erfindung nicht allein auf das obenstehend dargelegte Beispiel beschränkt sind, und daß sie vielmehr im Rahmen der obenstehenden Patentansprüche variieren können. So muß der Steuerwert nicht eine Gleichspannung sein; er kann vielmehr einIt will be apparent to those skilled in the art that various embodiments of the invention are not based solely on what has been set forth above Example are limited, and that they can rather vary within the scope of the above claims. So must he Control value cannot be a DC voltage; he can rather be a

beliebiges passendes Signal sein, das in zweckmäßiger Weise demoduliert werden kann. Der Ausführung der Steuerelektronik 4 und der Stromquelle 5 sind desgleichen keine Einschränkungen auferlegt.be any suitable signal that can be conveniently demodulated. The execution of the control electronics 4 and the power source 5 are likewise not limited.

Claims

PATENTANWÄLTE * 5 A 1 Q 7 R 7 DR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE BRAUNSCHWEIG »MUNICH Claims

1.) Procedure for braking a motor with a short-circuited Runner in which braking is performed by regulating the brake winding the current supplied to the motor is carried out by means of pulse width modulation, characterized in that that the braking current by means of a known per se building on the direct current chopper principle Device is fed, the control of which is carried out so that the frequency of the supplied to the motor Braking current pulses are high and controllable and the amplitude changes of the braking current are low.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the pulses of the braking current of the device by means of a series resonance circuit known per se (3) are generated, the self-oscillating in series with the motor between one that feeds the braking current Main thyristor (Tl) and an auxiliary thyristor which cancels the same (T2) is switched.

3. Device for carrying out the method according to claim 1 or 2, characterized in that that the device consists of a chopper power source (l)

and an associated control circuit (4) through which the frequency of the braking current pulses is high and controllable is.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the main parts of the braking current pulse circuit (1) have a main thyristor (Tl), an auxiliary thyristor (T2), a series resonant circuit (3) connected between them in series with the brake winding and a zero diode (DO) are.