ITMO20090006A1

ITMO20090006A1 - VOLTAGE RECTIFIER DEVICE, PARTICULARLY FOR THE POWER SUPPLY OF ELECTROMAGNETIC BRAKES IN CURRENT CURRENT, IN ELECTRIC MOTORS.

Info

Publication number: ITMO20090006A1
Application number: IT000006A
Authority: IT
Inventors: Vittoriano Zanotti
Original assignee: Rossi Motoriduttori S P A
Priority date: 2009-01-14
Filing date: 2009-01-14
Publication date: 2010-07-15
Also published as: IT1392707B1; WO2010081782A1

Description

"DISPOSITIVO RADDRIZZATORE DI TENSIONE, PARTICOLARMENTE PER L'ALIMENTAZIONE DI FRENI ELETTROMAGNETICI IN CORRENTE CONTINUA, IN MOTORI ELETTRICI". "VOLTAGE RECTIFIER DEVICE, PARTICULARLY FOR THE POWER SUPPLY OF ELECTROMAGNETIC BRAKES IN DIRECT CURRENT, IN ELECTRIC MOTORS".

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Il presente trovato riguarda un dispositivo raddrizzatore di tensione atto a trasformare una tensione da alternata a continua per l'alimentazione di freni elettromagnetici in corrente continua a pressione di molle negativi (frenata in assenza di alimentazione) , in particolare ma non in esclusiva per applicazioni con motori elettrici di tipo asincrono trifase e monofase in versione cosiddetta "autofrenante" . The present invention relates to a voltage rectifier device suitable for transforming a voltage from alternating to direct for feeding electromagnetic brakes into direct current at negative spring pressure (braking in the absence of power supply), in particular but not exclusively for applications with three-phase and single-phase asynchronous electric motors in the so-called "self-braking" version.

Come Ã ̈ noto, nelle applicazioni di motori autofrenanti sopra citate, i tradizionali raddrizzatori a ponte di diodi sono impiegati nella forma a semionda o ad onda intera, con o senza varistori, con o senza funzione di speed-up (eccesso momentaneo di tensione alla bobina del freno) o altro per ridurre il tempo di sblocco o rilascio del freno. Tuttavia, in tutti i casi esiste una diretta proporzionalitÃ tra la tensione in ingresso c.a. e quella in uscita c.c. (Vcc=0,90Vca nel caso di ponte a diodi a onda intera, Vcc=0,45Vca nel caso di ponte a diodi a semionda e momentaneo eccesso di tensione pari a 0,90Vca in presenza di speed-up). As is known, in the aforementioned self-braking motor applications, the traditional diode bridge rectifiers are used in the half-wave or full-wave form, with or without varistors, with or without speed-up function (momentary excess voltage at the brake coil) or other to reduce the brake release or release time. However, in all cases there is a direct proportionality between the AC input voltage. and the DC output one. (Vcc = 0.90Vac in the case of a full-wave diode bridge, Vcc = 0.45Vac in the case of a half-wave diode bridge and momentary excess voltage equal to 0.90Vac in the presence of speed-up).

Nei dispositivi raddrizzatori di tipo tradizionale, la bobina del freno deve essere progettata per una specifica tensione, e quindi occorre preventivamente conoscere in fase di ordine e di costruzione del motore quale sarÃ la tensione di utilizzo per l'alimentazione del freno (in quale paese sarÃ utilizzato e nel caso specifico del motore asincrono trifase se sarÃ utilizzata per il freno l'alimentazione fase-neutro o fase-fase). In traditional rectifier devices, the brake coil must be designed for a specific voltage, and therefore it is necessary to know in advance when ordering and building the motor which voltage will be used for the brake power supply (in which country it will be used and in the specific case of the three-phase asynchronous motor if the phase-neutral or phase-phase power supply will be used for the brake).

CiÃ² ovviamente comporta costi considerevoli, problemi logistici, di magazzino, oltre a costi di gestione e di servizio al cliente. This obviously involves considerable costs, logistical and warehouse problems, as well as management and customer service costs.

Un altro inconveniente Ã ̈ dato dal fatto che le caratteristiche di prestazione del freno, a fronte di fluttuazione della rete di alimentazione non sono perfettamente costanti, e inoltre la condizione di mantenimento del freno sbloccato (che non richiederebbe l'intera tensione di alimentazione) viene realizzata alimentando il freno con la tensione piena. Another drawback is given by the fact that the performance characteristics of the brake, in the face of fluctuation of the power supply network, are not perfectly constant, and furthermore the condition of maintenance of the released brake (which would not require the entire supply voltage) is achieved by supplying the brake with full voltage.

Compito precipuo del presente trovato Ã ̈ quello dÃ¬ realizzare un dispositivo raddrizzatore di tensione particolarmente per l'alimentazione di freni elettromagnetici in motori elettrici, che consenta di avere in uscita una tensione di valore costante predefinito, indipendente entro certo limiti dalla tensione di ingresso. The aim of the present invention is to provide a voltage rectifier device particularly for powering electromagnetic brakes in electric motors, which allows an output voltage of a constant predefined value, independent within certain limits of the input voltage, to be obtained.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato Ã ̈ quello di realizzare un dispositivo raddrizzatore di tensione che sia sostanzialmente "universale" o "multitensione" . Within the scope of this aim, an object of the present invention is to provide a voltage rectifier device which is substantially "universal" or "multi-voltage".

Un altro scopo del presente trovato Ã ̈ quello di realizzare un dispositivo raddrizzatore di tensione che possa garantire maggiore costanza delle caratteristiche di prestazione del freno a cui Ã ̈ abbinato, a fronte di fluttuazioni della rete di alimentazione. Another object of the present invention is to provide a voltage rectifier device which can ensure greater constancy of the performance characteristics of the brake to which it is combined, in the face of fluctuations in the power supply network.

Un ulteriore scopo del presente trovato Ã ̈ quello di realizzare un dispositivo raddrizzatore di tensione che, applicato ad un freno di un motore elettrico, garantisca un basso consumo energetico. A further object of the present invention is to provide a voltage rectifier device which, when applied to a brake of an electric motor, ensures low energy consumption.

Un ulteriore scopo del presente trovato Ã ̈ quello di realizzare un dispositivo raddrizzatore di tensione, che permetta, abbinato a un freno elettromagnetico di un motore elettrico, di ridurre le perdite per effetto Joule nella bobina freno e quindi minore riscaldamento e minore tempo in fase di rilascio e distacco dell'ancora freno dal corpo magnete. A further object of the present invention is to provide a voltage rectifier device which allows, combined with an electromagnetic brake of an electric motor, to reduce the losses due to the Joule effect in the brake coil and therefore less heating and less time during the release and detachment of the brake anchor from the magnet body.

Non ultimo scopo del presente trovato Ã ̈ quello di realizzare un dispositivo raddrizzatore di tensione che sia di elevata affidabilitÃ , di relativamente semplice realizzazione ed a costi competitivi. Not least object of the present invention is to provide a voltage rectifier device which is highly reliable, relatively simple to manufacture and at competitive costs.

Questo compito, nonchÃ© questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un dispositivo raddrizzatore di tensione per l'alimentazione di freni elettromagnetici in corrente continua, particolarmente per l'applicazione in motori elettrici, comprendente un ponte di diodi collegato all'alimentazione, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di alimentazione in bassa tensione e di misura della tensione in ingresso, collegati a detto ponte di diodi, detti mezzi di alimentazione in bassa tensione essendo collegati a mezzi regolatori di tensione in uscita, a loro volta collegati a mezzi transistori di potenza atti a pilotare una bobina di un freno elettromagnetico. This task, as well as these and other purposes which will appear better later, are achieved by a voltage rectifier device for supplying direct current electromagnetic brakes, particularly for application in electric motors, comprising a diode bridge connected to the 'power supply, characterized in that it comprises low voltage power supply and input voltage measuring means, connected to said diode bridge, said low voltage power supply means being connected to output voltage regulating means, which are in turn connected to power transistor means adapted to drive a coil of an electromagnetic brake.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, del dispositivo raddrizzatore secondo il presente trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo, negli allegati disegni, in cui: Further characteristics and advantages of the invention will become clearer from the description of a preferred but not exclusive embodiment of the rectifier device according to the present invention, illustrated by way of non-limiting example, in the attached drawings, in which:

la figura 1 illustra sotto forma di schema a blocchi il dispositivo secondo il presente trovato applicato ad una bobina di freno elettromagnetico; Figure 1 illustrates in the form of a block diagram the device according to the present invention applied to an electromagnetic brake coil;

la figura 2 illustra lo schema circuitale relativo allo schema a blocchi della figura 1. Figure 2 illustrates the circuit diagram relating to the block diagram of Figure 1.

Con riferimento alle figure, il dispositivo secondo il trovato, globalmente indicato dal numero di riferimento 1, comprende, a valle di una rete di alimentazione 2, mezzi di filtraggio 3 connessi ad un ponte di diodi 4. With reference to the figures, the device according to the invention, generally indicated by the reference number 1, comprises, downstream of a power supply network 2, filtering means 3 connected to a diode bridge 4.

Il ponte di diodi 4 Ã ̈ collegato a mezzi alimentatori in bassa tensione e di misura della tensione in ingresso 7, i quali a loro volta sono collegati rispettivamente a mezzi 8 regolatori della tensione in uscita e di comando di un transistore di potenza 10, e al transistore di potenza 10. The diode bridge 4 is connected to low voltage power supply and input voltage measuring means 7, which in turn are connected respectively to means 8 regulating the output voltage and controlling a power transistor 10, and to the power transistor 10.

I mezzi regolatori della tensione in uscita 8 sono quindi collegati al transistore di potenza 10 che a sua volta Ã ̈ collegato ad una bobina 6 di un freno elettromagnetico . The output voltage regulating means 8 are therefore connected to the power transistor 10 which in turn is connected to a coil 6 of an electromagnetic brake.

E' inoltre possibile prevedere, tra il transistore di potenza 10 e la bobina 6, un circuito di protezione contro le sovratensioni, non illustrato. It is also possible to provide, between the power transistor 10 and the coil 6, a protection circuit against overvoltages, not shown.

In sostanza, i mezzi regolatori di tensione in uscita 8 nonchÃ© l'alimentatore 7 in bassa tensione e che misura la tensione in ingresso consentono di avere una tensione in uscita che pilota il transistore di potenza 10 che Ã ̈ sostanzialmente indipendente dalla tensione dÃ¬ alimentazione in ingresso e quindi dalle sue eventuali fluttuazioni. Basically, the output voltage regulating means 8 as well as the low voltage power supply 7 which measures the input voltage allow to have an output voltage which drives the power transistor 10 which is substantially independent of the voltage input power supply and therefore from its possible fluctuations.

CiÃ² permette di avere un raddrizzatore universale, in quanto la tensione di uscita in c.c. risulta stabilizzata a fronte di tensioni in ingresso c.a. variabili . This allows to have a universal rectifier, as the output voltage in d.c. it is stabilized in the face of AC input voltages. variables.

Quindi, il dispositivo permette di gestire un'unica tensione bobina freno, a fronte di richieste di tensioni diverse dei vari paesi del mondo, e sempre coordinata con la tensione del motore. Therefore, the device allows to manage a single brake coil voltage, in the face of different voltage requests from the various countries of the world, and always coordinated with the motor voltage.

Inoltre, con il dispositivo secondo il trovato non Ã ̈ necessario conoscere se la tensione utilizzata per il freno sarÃ quella prelevata tra fase-neutro o tra fasefase, nÃ© se il motore sarÃ destinato ad un particolare paese, dato che il freno Ã ̈ sempre idoneo alle varie tensioni utilizzate. Furthermore, with the device according to the invention it is not necessary to know whether the voltage used for the brake will be that taken between phase-neutral or between phase-phase, nor if the motor will be destined for a particular country, since the brake is always suitable for the various voltages used.

Inoltre, il dispositivo offre un basso consumo energetico in quanto, una volta che l'ancora del freno Ã ̈ stata attratta contro il corpo magnete, dato che la condizione di mantenimento del freno sbloccato non richiede l'intera tensione di alimentazione, la tensione di mantenimento del freno sbloccato puÃ² essere regolata e mantenuta ad un valore costante ridotto. CiÃ² si traduce in minore consumo di corrente, minore perdita per effetto Joule nella bobina del freno e quindi minore riscaldamento e, ancora, minore tempo in fase di rilascio dell'ancora freno dal corpo magnete . Furthermore, the device offers low power consumption since, once the brake anchor has been attracted against the magnet body, since the holding condition of the released brake does not require the entire supply voltage, the Holding of the released brake can be adjusted and maintained at a constant reduced value. This translates into less current consumption, less loss due to the Joule effect in the brake coil and therefore less heating and, again, less time in the release phase of the brake anchor from the magnet body.

Inoltre, il dispositivo puÃ² essere programmato per fornire una tensione iniziale piÃ¹ alta della nominale e poi scendere al valore di mantenimento, realizzando quindi di fatto intrinsecamente la funzione di speed-up precedentemente menzionata. Furthermore, the device can be programmed to supply an initial voltage higher than the nominal one and then go down to the holding value, thus intrinsically realizing the previously mentioned speed-up function.

Si Ã ̈ in pratica constatato come il dispositivo secondo il trovato assolva pienamente il compito nonchÃ© gli scopi prefÃ¬ssati. In practice it has been found that the device according to the invention fully achieves the intended aim and objects.

Il dispositivo cosÃ¬ concepito Ã ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito delle allegate rivendicazioni. The device thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all of which fall within the scope of the attached claims.

Claims

CLAIMS 1. Voltage rectifier device (1) for powering direct current electromagnetic brakes, particularly for application in electric motors, comprising a diode bridge (4) connected to the power supply (2), characterized in that it comprises low voltage power supply and input voltage measuring means (7), connected to said diode bridge (4), said low voltage power supply means (7) being connected to output voltage regulator means (8), in turn connected to power transistor means (10) adapted to drive a coil (6) of an electromagnetic brake.

2. Device (1) according to claim 1, characterized in that it comprises a control circuit for said power transistor between said output voltage regulating means (8) and said power transistor (10).

3. Device (1) according to claim 1, characterized in that it comprises, between said power transistor (10) and said coil (6) of the electromagnetic brake, a protection circuit against overvoltages, connected to said diode bridge.

4. Device (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that it comprises filtering means (3) between said feed (2) and said bridge (4).

5. Device (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that said coil (6) of the electromagnetic brake is applied to an electric motor.

6. Electric motor with electromagnetic brake, characterized in that it comprises a rectifier device (1) according to one or more of the preceding claims.