JP2005045936A - Dc power supply - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、モータに取り付けられ、入力される交流電力に基づく直流電流を電磁ブレーキへ供給する電磁ブレーキ用直流電源装置等の直流電源装置に関するものである。 The present invention relates to a DC power supply device such as an electromagnetic brake DC power supply device that is attached to a motor and supplies a DC current based on input AC power to an electromagnetic brake.
図9は、従来の電磁ブレーキ装置(第1従来例)の構成例を示すブロック図である。この電磁ブレーキ装置は、ブレーキ付モータ10が、従来の電磁ブレーキ用直流電源装置20と電磁ブレーキ3とモータ4とを有している。3相交流電源(図示せず)の端子R,S,Tは、夫々モータ4の端子U,V,Wに接続されている。端子R及び端子U間の配線と、端子S及び端子V間の配線との間に、電磁接触器43と停止用押釦スイッチ42と始動用押釦スイッチ41及び電磁接触器43の補助接点43bの並列回路とが接続されている。端子R及び端子U間の配線と、端子S及び端子V間の配線と、端子T及び端子W間の配線とには夫々電磁接触器43の回路開閉用の主接点43aが設けられている。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of a conventional electromagnetic brake device (first conventional example). In this electromagnetic brake device, a
電磁ブレーキ用直流電源装置20は、端子U及び端子Vに接続されて電源が供給されている。
The electromagnetic brake DC
図10は、この従来の電磁ブレーキ用直流電源装置20の構成例を示す回路図である。電磁ブレーキ用直流電源装置20は、入力端子202a,202bと、出力端子202c,202dと、サージ吸収素子211,212と、ダイオード213,214とから構成されている。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration example of this conventional electromagnetic brake DC
次に、動作について説明する。始動用押釦スイッチ41が押されると、電磁接触器43のコイルが励磁され、その主接点43aが閉じて、モータ4に電流が流れると共に、電磁ブレーキ用直流電源装置20で整流された電流が電磁ブレーキ3に流れ、電磁ブレーキ3は励磁されてその制動が解放される。電磁接触器43のコイルが励磁されると、電磁接触器43の補助接点43bが閉じて、始動用押釦スイッチ41が開いても、電磁接触器43のコイルが励磁され続け、モータ4は回転し続ける。そして、停止用押釦スイッチ42が押されると、電磁接触器43のコイルが無励磁となり、電磁ブレーキ3、電磁ブレーキ用直流電源装置20及びモータ4は交流電源から遮断される。
Next, the operation will be described. When the
この第1従来例にあっては、モータ4が停止するまでの間、モータ4の端子U,V,Wに発生している残留電圧が、電磁ブレーキ用直流電源装置20に加わって整流され、電磁ブレーキ3が作動するまでの時間が長くなり、ブレーキ付モータ10の停止位置ずれが生じる。例えば、このブレーキ付モータ10を取り付けた減速機又は電動シリンダにおいて、慣性の大きな負荷を停止させる際に位置ずれを起こすこと、昇降運転で下降運転を停止した際に、電磁ブレーキ3が作動するまでの時間が長くて惰行距離が長くなり、本来の停止位置を逸走すること、及び昇降運転で上昇運転を停止した際に、電磁ブレーキ3が作動するまでの時間が長くなり、停止時に下方へずれ落ち、本来の停止位置まで達しないこと等の問題がある。
In the first conventional example, the residual voltage generated at the terminals U, V, and W of the
図11は、電磁ブレーキが作動する動作を速くした従来の電磁ブレーキ装置(第2従来例)の構成例を示すブロック図である。図11において、図9と同様部分には同一番号を付している。第2従来例では、電磁接触器43に並列接続された電磁接触器44と、その接点44aとを第1従来例に追加している。電磁ブレーキ用直流電源装置20は、端子R及び端子Sに夫々接点44aを介して接続され、電源が供給される。
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of a conventional electromagnetic brake device (second conventional example) in which the operation for operating the electromagnetic brake is accelerated. In FIG. 11, the same parts as those in FIG. In the second conventional example, an
次に、動作について説明する。始動用押釦スイッチ41が押されると、電磁接触器43,44のコイルが励磁され、それらの接点43a,44aが閉じて、モータ4に電流が流れると共に、電磁ブレーキ用直流電源装置20で整流された電流が電磁ブレーキ3に流れ、電磁ブレーキ3は励磁されてその制動が解放される。電磁接触器43のコイルが励磁されると、その補助接点43bが閉じて、始動用押釦スイッチ41が開いても、電磁接触器43,44のコイルが励磁され続け、モータ4は回転し続ける。そして、停止用押釦スイッチ42が押されると、電磁接触器43,44のコイルが無励磁となり、電磁ブレーキ3,電磁ブレーキ用直流電源装置20及びモータ4は交流電源から遮断される。
Next, the operation will be described. When the start
この第2従来例にあっては、モータ4が停止するまでの間、モータ4の端子U,V,Wに発生している残留電圧が電磁ブレーキ用直流電源装置20に加わらない。しかし、電磁ブレーキ用直流電源装置20内のダイオード214と電磁ブレーキ3とには循環電流が流れ続けるため、電磁ブレーキ3が作動するまでの時間は第1従来例に比べて短くはなるが、第1従来例での問題点を完全には解決できていない。よって、電磁ブレーキが作動するまでの時間を短くできる電磁ブレーキ用直流電源装置の開発が望まれていた。
In the second conventional example, the residual voltage generated at the terminals U, V, and W of the
図12は、電磁ブレーキを高速に作動させるように開発された従来の電磁ブレーキ用直流電源装置(第3従来例)の構成例を示すブロック図である。図12において、図10と同様部分には同一番号を付している。この第3従来例の電磁ブレーキ用直流電源装置20Aは、電磁ブレーキ装置(図11)の電磁ブレーキ用直流電源装置20に代わるものであり、入力端子202a,202bと、出力端子202c,202dと、サージ吸収素子211,212と、ダイオード213,214,215,216と、FET(Field Effect Transistor)218と、半波整流回路221と、比較器用電源回路222と、ゲート駆動用電源回路223と、入力電源遮断検出用充放電回路224と、比較器225と、ゲート駆動回路226とから構成されている。
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration example of a conventional DC power supply device for electromagnetic brake (third conventional example) developed to operate the electromagnetic brake at high speed. In FIG. 12, the same parts as those in FIG. The DC
半波整流回路221は、入力された交流電圧Vaを整流して、ブレーキ電流Iを出力する。比較器用電源回路222は、抵抗、ツェナーダイオード及びコンデンサで構成されており、半波整流回路221及びダイオード215,216で交流電圧Vaを全波整流した後の電圧が、比較器用電源回路222内の抵抗にて降圧され、ツェナーダイオードとコンデンサとにより、直流電圧が比較器225に供給される。ゲート駆動用電源回路223は、抵抗,ツェナーダイオード及びコンデンサで構成されており、同じく全波整流した後の電圧がゲート駆動用電源回路223内の抵抗にて降圧され、ツェナーダイオードとコンデンサとにより、FET218のゲート駆動回路226に直流電圧が供給される。
Half-
入力電源遮断検出用充放電回路224は、2つの充放電回路を有しており、入力電源の投入と同時に充電を開始し、充電完了後、入力電源が遮断されて交流電圧Vaが低下したときに一定時間後、2つの出力電圧Ea,Ebのレベルの高低が反転する。比較器225は、入力電源遮断検出用充放電回路224からの2つの出力電圧Ea,Ebのレベルを比較し、そのEa,Ebのレベルの高低が反転したタイミングでゲート遮断信号をゲート駆動回路226へ出力する。ゲート駆動回路226は、ゲート遮断信号が入力された場合に、ゲート駆動用電源回路223から供給されたゲート電圧を0Vにクランプし、FET218をオフにしてブレーキ電流Iを遮断する。
Input power-off detecting charge and
この第3従来例の電磁ブレーキ用直流電源装置20Aでは、複数の電源回路が必要であるので、発熱する部分が多く、また、部品数が多くてその外形も大きくなり、モータ端子箱に収納させる為には、非常に大きなモータ端子箱が必要である。特に、小型のモータには大きなモータ端子箱を取り付けられないので、電磁ブレーキ用直流電源装置20Aをモータ端子箱内ではなく制御盤内に収納しなければならない。従って、制御盤内の取付スペースやモータ端子箱と制御盤との間にブレーキ用の配線を施す必要があり、コストがかかるという問題がある。よって、小型のモータのモータ端子箱に収納できるような小型の電磁ブレーキ用直流電源装置の開発が望まれていた。
In the
図13は、上述したような第1〜3従来例の各問題点を解決する為に、本願出願人が特願2002−124886にて提案した電磁ブレーキ用の直流電源装置(第4従来例)の構成例を示す回路図である。この電磁ブレーキ用直流電源装置20Bは、電磁ブレーキ装置(図11)の電磁ブレーキ用直流電源装置20に代わるものであり、入力端子202a,202bと、出力端子202c,202dと、サージ吸収素子121,122と、半波整流回路100と、電圧比較回路200と、充放電回路300と、FET128とから構成されている。
FIG. 13 shows a DC power supply device for electromagnetic brakes (fourth conventional example) proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 2002-124886 in order to solve the problems of the first to third conventional examples. It is a circuit diagram which shows the example of a structure. This DC power supply device for
半波整流回路100は、ダイオード123,124を有する。尚、ダイオード124はフライホイルダイオードである。電圧比較回路200は、トランジスタ127と、ツェナーダイオード131と、抵抗132,133,134とを有する。充放電回路300は、ダイオード126と、コンデンサ130と、抵抗135とを有する。
Half-
以下に、このような構成の電磁ブレーキ用直流電源装置20Bの動作を、それを示す図14(a)のタイミングチャートを参照しながら説明する。
The operation of the electromagnetic brake DC
始動用押釦スイッチ41(図11)が押されると、電磁接触器43,44のコイルが励磁され、その接点43a,44aが閉じて、モータ4に電流が流れると共に、電磁ブレーキ用直流電源装置20Bで整流された電流が電磁ブレーキ3に流れ、電磁ブレーキ3は励磁されてその制動が解放される。電磁接触器43のコイルが励磁されると、電磁接触器43の補助接点43bが閉じて、始動用押釦スイッチ41が開いても、電磁接触器43,44のコイルが励磁され続け、モータ4は回転し続ける。
When the start pushbutton switch 41 (FIG. 11) is pressed, the coils of the
電磁ブレーキ用直流電源装置20Bの入力端子202a,202b間(図13)に交流電圧Vaが入力されると、半波整流回路100は、ダイオード123によってその交流電圧Vaを半波整流し、整流した電圧Eaを出力する。半波整流回路100から出力された電圧Eaは、電圧比較回路200内の直列に接続された抵抗132,133の両端に加えられる。電圧Eaは、抵抗132,133によって分圧される。分圧された電圧がツェナーダイオード131のツェナー電圧Ezより高くなって、下記(1)の条件を満たすと、トランジスタ127は導通してそのコレクタには、電圧Eaを抵抗132,133にて分圧してツェナー電圧Ezでクリップされた電圧Ebが出力される(図14(a)でのta(a) )。
Input terminal 202a of the electromagnetic brake DC
Ea×{R33/(R32+R33)}≧Ez+VBE …(1)
但し、R32:抵抗132の抵抗値 R33:抵抗133の抵抗値
VBE:トランジスタ127の導通時のベース電圧
半波整流回路100から出力される電圧Eaが、下記(2)の条件を満たすようになると、トランジスタ127は遮断される(図14(a)でのtb(a) )。
E a × {R 33 / (R 32 + R 33 )} ≧ E z + V BE (1)
However, R 32 : Resistance value of the resistor 132 R 33 : Resistance value of the
V BE: voltage E a which is output from the base voltage half-
Ea×{R33/(R32+R33)}<Ez+VBE …(2)
電圧比較回路200から出力される電圧は充放電回路300に与えられ、ダイオード126を通じて抵抗135及びコンデンサ130に電流が流れる。そして、コンデンサ130が充電され、下記(3)で示される電圧Ecが充放電回路300から出力されてFET128のゲートに加えられる(図14(a)でのta(a) )。
E a × {R 33 / (R 32 + R 33 )} <E z + V BE (2)
The voltage output from the
Ec=Eb−Vf …(3)
但し、Vf:ダイオード126の順電圧
一方、ダイオード126が非導通になると、コンデンサ130に充電されていた電荷が抵抗135を通じて放電され、FET128のゲートに加えられる電圧Ecは低下していく(図14(a)でのtb(a) )。
E c = E b −V f (3)
However, V f : forward voltage of the
そして、半波整流回路100から出力される電圧Eaが再び大きくなって、上記(1)の条件を満たすようになると、FET128のゲートに加えられる電圧Ecは再び上記(3)で示した大きさとなる。
When the voltage E a output from the half-
このような動作期間(図14(a)でのta(a) ,tb(a) )において、FET128のゲートに加えられる電圧Ecは、FET128のゲート・ソース電圧の閾値電圧Etを超えているので、FET128は導通し続ける。
Such an operation period (t a (a in FIG. 14 (a)), t b (a)) in, the voltage E c applied to the gate of the
このような状態で、停止用押釦スイッチ42が押されると、電磁接触器43,44のコイルが無励磁となって接点43a,44aが開いて、モータ4、電磁ブレーキ用直流電源装置20B及び電磁ブレーキ3は、交流電源から遮断される。本例では、図14(a)のサイクルT5の始めに電磁接触器43が開いて、三相交流電源から遮断される。
In this state, when the stop
電磁ブレーキ用直流電源装置20Bが交流電源から遮断されると、電磁ブレーキ用直流電源装置20Bの入力端子202a,202b間の交流電圧Vaが無くなり、電圧Eaも無くなり、トランジスタ127が遮断される。その結果、FET128のゲートに加えられる電圧Ecは下がり続け、FET128のゲート・ソース電圧の閾値電圧Etより低くなった場合に、FET128は非導通となり、ダイオード123又はダイオード124を通じて電磁ブレーキ3に流れるブレーキ電流Iを遮断する(図14(a)でのte(a) )。
When the DC
このように、第4従来例では、電磁ブレーキ用直流電源装置20Bへの交流電圧の入力が遮断されたときに、半波整流回路100のダイオード123又は124に流れるブレーキ電流IをFET128で遮断する。よって、半波整流回路のみから構成される他の従来の電磁ブレーキ用直流電源装置を使用した場合に比べて、より短時間で電磁ブレーキ3を作動させることが出来る。
Thus, in the fourth conventional example, when the input of the AC voltage to the DC
また、第4従来例の電磁ブレーキ用直流電源装置20Bと電磁ブレーキ3とモータ4とを組み合わせたブレーキ付モータでは、電磁ブレーキ用直流電源装置20Bとモータ4とを同一の電磁接触器43にて遮断しても、モータ4の残留電圧が基準電圧より低くなるとブレーキ電流Iを遮断するため、従来のブレーキ付モータ10に比べて、より短時間で電磁ブレーキ3を作動させることが出来る。
Further, in the brake-equipped motor in which the electromagnetic brake DC
また、半波整流回路100の出力電圧の低下を検出してFET128でブレーキ電流Iを遮断するので、第2従来例で述べたようなブレーキ用の電磁接触器を使用した制御系及びブレーキ用の配線を追加することなく、第1従来例より高速にブレーキ付モータを停止出来る。そして、ブレーキ付モータを取り付けた減速機または電動シリンダにおける位置ずれの問題を解決出来る。
Further, since the decrease in the output voltage of the half-
また、FET128のゲート・ソース間に接続されたコンデンサ130を、半波整流された電圧が電圧比較回路200において基準電圧よりも高い場合には充電し、低い場合には並列に接続された抵抗135により放電するようにしてあり、コンデンサ130の両端電圧をゲート・ソース電圧としてFET128に入力する。これにより、半波整流された電圧が周期毎に基準電圧よりも高くなる場合は、FET128が導通し続け、半波整流された電圧が基準電圧より低い状態が続くと、コンデンサ130の両端電圧がFET128のゲート電圧の閾値を下回ってFET128を遮断するようになっている。従って、第3従来例のようなFET駆動用の電源回路は不要である。
Further, the
このように、第4従来例の電磁ブレーキ用直流電源装置20Bでは、第3従来例に比べて、比較器用直流電源回路及びゲート駆動用直流電源回路が不要であり、発熱量も小さくなり、部品点数も少なく、小型の構成を実現できる。従って、小型モータのモータ端子箱にも収納することが可能であり、電磁ブレーキ用直流電源装置を制御盤に収納して、それとモータ端子箱との配線を行う必要があるという第3従来例の問題点を解決出来る。
As described above, the DC
更に、この基準電圧に使用するツェナーダイオード131のツェナー電圧を、FET128のゲート・ソース間定格電圧以下とすることにより、ツェナーダイオード131が、電圧比較回路200の基準電圧の設定とFET128のゲートに加わる最大電圧の規制との両方の用途を果たしている。
Furthermore, by setting the Zener voltage of the
尚、特許文献1には、交流モータの発電電流の流入を早い時点で阻止し、交流モータの制動停止を早めることの可能な負作動形電磁ブレーキが開示されている。
第4従来例の電磁ブレーキ用直流電源装置20Bでは、上述したように、第1,2従来例の電磁ブレーキ装置よりは短時間にブレーキ電流をオフにするにより短時間に電磁ブレーキ3を作動させることが出来る。また、第3従来例の電磁ブレーキ用直流電源装置より小形化出来る。しかし、別方式の交流ブレーキ及び使用用途(停止精度の要求が高い場合等)によっては、より「短時間にブレーキ電流をオフにすることにより短時間に電磁ブレーキ3を作動させることが出来る」とは言えない場合があり、更なる時間短縮が必要である。
In the DC
また、電源がオフされてから、ブレーキ電流がオフされる迄の時間のバラツキが大きいという問題もある。例えば、上述した図14(a)のタイミングチャートは、交流電源の遮断時が、コンデンサ130の放電時であり、FET128のゲートに加えられる電圧Ecが最小であるときを示しており、図14(b)のタイミングチャートは、交流電源の遮断時が、コンデンサ130の充電時であり、FET128のゲートに加えられる電圧Ecが最大であるときを示している。その為、交流電源の遮断からブレーキ電流がオフされる迄の夫々の時間はte(a)及び時間te(b)となり、大きなバラツキBA1が生じている。この為、電磁ブレーキ3の作動するタイミングがばらつき、高精度の位置決め等が困難であるという問題がある。
There is also a problem that there is a large variation in time from when the power is turned off to when the brake current is turned off. For example, the timing chart shown in FIG. 14 (a) described above is when interruption of the AC power supply is a time of discharge of the
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、電源がオフされてからブレーキ電流がオフされる迄の時間が短く、しかも、その時間のバラツキが小さい、電磁ブレーキなどの外部機器を短時間に作動させることが出来る直流電源装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and the time from when the power is turned off until the brake current is turned off is short, and the time variation is small. It is an object of the present invention to provide a DC power supply device that can operate a device in a short time.
第1発明に係る直流電源装置は、入力される交流電力に基づく直流電流を外部機器へ供給する直流電源装置において、前記交流電力を全波整流する全波整流回路と、該全波整流回路の出力電圧と基準電圧とを比較する電圧比較回路と、該電圧比較回路での比較結果に応じて充電/放電を繰り返す充放電回路と、該充放電回路がそのゲート・ソース間に接続されている電界効果トランジスタとを備え、該電界効果トランジスタのオン/オフにより前記直流電流を通電/遮断するように構成してあることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a direct current power supply device for supplying a direct current based on input alternating current power to an external device, a full wave rectification circuit for full wave rectification of the alternating current power, A voltage comparison circuit that compares an output voltage with a reference voltage, a charge / discharge circuit that repeats charging / discharging according to a comparison result in the voltage comparison circuit, and the charge / discharge circuit are connected between the gate and the source And a field effect transistor, wherein the direct current is turned on / off by turning on / off the field effect transistor.
この直流電源装置では、入力される交流電力に基づく直流電流を外部機器へ供給する。全波整流回路が入力される交流電力を全波整流し、電圧比較回路が、全波整流回路の出力電圧と基準電圧とを比較する。充放電回路が、電圧比較回路での比較結果に応じて充電/放電を繰り返し、電界効果トランジスタは、そのゲート・ソース間に充放電回路が接続されている。電界効果トランジスタは、そのオン/オフにより、入力される交流電力に基づく直流電流を通電/遮断する。 In this DC power supply device, a DC current based on the input AC power is supplied to an external device. The AC power input by the full-wave rectifier circuit is full-wave rectified, and the voltage comparison circuit compares the output voltage of the full-wave rectifier circuit with a reference voltage. The charge / discharge circuit repeats charging / discharging according to the comparison result in the voltage comparison circuit, and the charge / discharge circuit is connected between the gate and source of the field effect transistor. The field effect transistor energizes / cuts off a direct current based on the input alternating current power by turning on / off the field effect transistor.
これにより、半波整流回路の出力電圧を基準電圧と比較する場合よりも、頻繁に充放電回路に充電することが出来るので、充放電回路の時定数をより小さく設定することが出来、電源がオフされてからブレーキ電流がオフされる迄の時間が短く、しかも、その時間のバラツキが小さい、電磁ブレーキなどの外部機器を短時間に作動させることが出来る直流電源装置を実現することが出来る。 As a result, the charge / discharge circuit can be charged more frequently than when the output voltage of the half-wave rectifier circuit is compared with the reference voltage, so the time constant of the charge / discharge circuit can be set smaller, and the power supply It is possible to realize a direct current power supply device that can operate an external device such as an electromagnetic brake in a short time with a short time from when the brake current is turned off until the brake current is turned off.
第2発明に係る直流電源装置は、前記直流電流の通電/遮断を外部から切り換える為の切換回路を更に備えることを特徴とする。 The direct current power supply device according to the second aspect of the present invention further includes a switching circuit for switching energization / cutoff of the direct current from the outside.
この直流電源装置では、切換回路が、入力される交流電力に基づく直流電流の通電/遮断を外部から切り換えるので、必要に応じて、切換回路を使用することで、電源がオフされてからブレーキ電流がオフされる迄の時間を更に短く、しかも、その時間のバラツキを更に小さくすることが出来、電磁ブレーキなどの外部機器をさらに短時間に作動させることが出来る直流電源装置を実現することが出来る。 In this DC power supply device, since the switching circuit switches the energization / cutoff of the DC current based on the input AC power from the outside, if necessary, the switching circuit is used so that the brake current is turned off after the power is turned off. It is possible to realize a DC power supply device that can further shorten the time until the power is turned off, further reduce the variation in the time, and operate external devices such as an electromagnetic brake in a shorter time. .
第3発明に係る直流電源装置は、入力される交流電力を半波整流する半波整流回路と、該半波整流回路の出力電圧と基準電圧とを比較する電圧比較回路と、該電圧比較回路での比較結果に応じて充電/放電を繰り返す充放電回路と、該充放電回路がそのゲート・ソース間に接続されている電界効果トランジスタとを備え、前記交流電力に基づく直流電流を外部機器へ供給し、前記電界効果トランジスタのオン/オフにより前記直流電流を通電/遮断するように構成してある直流電源装置であって、前記直流電流の通電/遮断を外部から切り換える為の切換回路を備えることを特徴とする。 A DC power supply according to a third aspect of the present invention includes a half-wave rectifier circuit that half-rectifies input AC power, a voltage comparison circuit that compares an output voltage of the half-wave rectifier circuit with a reference voltage, and the voltage comparison circuit A charge / discharge circuit that repeats charging / discharging in accordance with the comparison result in the above, and a field effect transistor connected between the gate and source of the charge / discharge circuit, and direct current based on the AC power to an external device A DC power supply apparatus configured to supply and cut off the DC current by turning on / off the field effect transistor, and includes a switching circuit for switching on / off of the DC current from the outside. It is characterized by that.
この直流電源装置では、半波整流回路が、入力される交流電力を半波整流し、電圧比較回路が、半波整流回路の出力電圧と基準電圧とを比較し、充放電回路が、電圧比較回路での比較結果に応じて充電/放電を繰り返す。電界効果トランジスタは、そのゲート・ソース間に充放電回路が接続されており、交流電力に基づく直流電流を外部機器へ供給し、電界効果トランジスタのオン/オフにより、その直流電流を通電/遮断する。切換回路は、その直流電流の通電/遮断を外部から切り換える。 In this DC power supply device, the half-wave rectifier circuit half-rectifies the input AC power, the voltage comparison circuit compares the output voltage of the half-wave rectifier circuit with the reference voltage, and the charge / discharge circuit compares the voltage. Charging / discharging is repeated according to the comparison result in the circuit. The field effect transistor has a charge / discharge circuit connected between its gate and source, supplies a DC current based on AC power to an external device, and turns on / off the DC current by turning on / off the field effect transistor. . The switching circuit switches energization / cutoff of the DC current from the outside.
これにより、必要に応じて、切換回路を使用することで、電源がオフされてからブレーキ電流がオフされる迄の時間を更に短く、しかも、その時間のバラツキを更に小さくすることが出来、電磁ブレーキなどの外部機器をさらに短時間に作動させることが出来る直流電源装置を実現することが出来る。 This makes it possible to further shorten the time from when the power is turned off until the brake current is turned off by using a switching circuit, if necessary, and to further reduce the variation in time. A DC power supply device that can operate external devices such as brakes in a shorter time can be realized.
第1発明に係る直流電源装置によれば、半波整流回路の出力電圧を基準電圧と比較する場合よりも、頻繁に充放電回路に充電することが出来るので、充放電回路の時定数をより小さく設定することが出来、電源がオフされてからブレーキ電流がオフされる迄の時間が短く、しかも、その時間のバラツキが小さい、電磁ブレーキなどの外部機器を短時間に作動させることが出来る直流電源装置を実現することが出来る。 According to the DC power supply device according to the first aspect of the invention, the charge / discharge circuit can be charged more frequently than when the output voltage of the half-wave rectifier circuit is compared with the reference voltage. DC that can be set small, the time from when the power is turned off to when the brake current is turned off is short, and the time variation is small, and external devices such as electromagnetic brakes can be operated in a short time A power supply device can be realized.
第2発明に係る直流電源装置によれば、必要に応じて、電源がオフされてからブレーキ電流がオフされる迄の時間を更に短く、しかも、その時間のバラツキを更に小さくすることが出来、電磁ブレーキなどの外部機器をさらに短時間に作動させることが出来る直流電源装置を実現することが出来る。 According to the DC power supply device according to the second invention, if necessary, the time from when the power is turned off to when the brake current is turned off can be further shortened, and the variation in the time can be further reduced. It is possible to realize a DC power supply device that can operate an external device such as an electromagnetic brake in a shorter time.
第3発明に係る直流電源装置によれば、必要に応じて、電源がオフされてからブレーキ電流がオフされる迄の時間を更に短く、しかも、その時間のバラツキを更に小さくすることが出来、電磁ブレーキなどの外部機器をさらに短時間に作動させることが出来る直流電源装置を実現することが出来る。 According to the DC power supply device according to the third invention, if necessary, the time from when the power is turned off to when the brake current is turned off can be further shortened, and the variation in the time can be further reduced. It is possible to realize a DC power supply device that can operate an external device such as an electromagnetic brake in a shorter time.
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明に係る直流電源装置の実施の形態1である電磁ブレーキ用直流電源装置を備える電磁ブレーキ装置の構成例を示すブロック図である。この電磁ブレーキ装置は、ブレーキ付モータ1が、電磁ブレーキ用直流電源装置2と電磁ブレーキ3とモータ4とを有している。3相交流電源(図示せず)の端子R,S,Tは、夫々モータ4の端子U,V,Wに接続されている。端子R及び端子U間の配線と、端子S及び端子V間の配線との間に、電磁接触器43、停止用押釦スイッチ42及び始動用押釦スイッチ41が直列に接続され、電磁接触器44が、電磁接触器43に並列に接続されている。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an electromagnetic brake device including an electromagnetic brake DC power supply device according to a first embodiment of a DC power supply device according to the present invention. In this electromagnetic brake device, the
始動用押釦スイッチ41には、電磁接触器43の補助接点43bが並列に接続されている。端子R及び端子U間の配線と、端子S及び端子V間の配線と、端子T及び端子W間の配線とには夫々電磁接触器43の回路開閉用の接点43aが設けられている。
An
電磁ブレーキ用直流電源装置2は、端子R及び端子Sに夫々電磁接触器44の接点44aを介して接続され、電源が供給されている。
The DC
図2は、電磁ブレーキ用直流電源装置2の構成例を示す回路図である。この電磁ブレーキ用直流電源装置2は、入力端子2a,2b間にサージ吸収素子11が接続され、入力端子2aにアノードが接続されたダイオード14Aと、入力端子2bにアノードが接続されたダイオード13Aとが、各カソードにより接続されている。入力端子2aにカソードが接続されたダイオード14と、入力端子2bにカソードが接続されたダイオード13とが、各アノードにより接続され、ダイオード13,14には、夫々サージ吸収素子11A,12Aが並列に接続されている。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of the DC
ダイオード13A,14Aの各カソード及びダイオード13のアノード間には、抵抗22,23が直列接続され、抵抗22,23の接続節点は、PNP型トランジスタ17のエミッタに接続されている。トランジスタ17のエミッタ・ベース間には抵抗24が接続され、ベースには、アノードがダイオード13のアノードに接続されたツェナーダイオード21のカソードが更に接続されている。
トランジスタ17のコレクタは、ダイオード16のアノードに接続され、ダイオード16のカソードは、他方の端子がダイオード13のアノードに接続された抵抗25の一方の端子に接続されている。
The collector of the
ダイオード16のカソードは、他方の端子がダイオード13のアノードに接続されたコンデンサ19の一方の端子に接続され、更にNチャネルの電界効果トランジスタ(FET)18のゲートに接続されている。FET18のソースは、ダイオード13のアノードに接続され、そのドレインは出力端子2dに接続されている。出力端子2cは、入力端子2aに接続され、出力端子2c,2d間には、サージ吸収素子12が接続されている。
The cathode of the
ダイオード13,14は、半波整流回路100aを構成し、ダイオード13,14,13A,14Aは、全波整流回路150を構成する。
The diodes 13 and 14 constitute a half-wave rectifier circuit 100a, and the diodes 13, 14, 13A and 14A constitute a full-
トランジスタ17、ツェナーダイオード21及び抵抗22,23,24は、電圧比較回路200aを構成する。
The
ダイオード16、コンデンサ19及び抵抗25は、充放電回路300aを構成する。
The
以下に、このような構成の電磁ブレーキ用直流電源装置2の動作を、それを示す図3(a)のタイミングチャートを参照しながら説明する。
The operation of the DC
始動用押釦スイッチ41(図1)が押されると、電磁接触器43,44のコイルが励磁され、その接点43a,44aが閉じて、モータ4に電流が流れると共に、電磁ブレーキ用直流電源装置2で整流された電流が電磁ブレーキ3に流れ、電磁ブレーキ3は励磁されてその制動が解放される。電磁接触器43のコイルが励磁されると、電磁接触器43の補助接点43bが閉じて、始動用押釦スイッチ41が開いても、電磁接触器43,44のコイルが励磁され続け、モータ4は回転し続ける。
When the start push button switch 41 (FIG. 1) is pressed, the coils of the
電磁ブレーキ用直流電源装置2の入力端子2a,2b間(図2)に交流電圧Vaが入力されると、半波整流回路100aは、その交流電圧Vaを半波整流し、整流した電圧を、電磁ブレーキ用直流電源装置2の出力端子2c,2d(図2)を通じて電磁ブレーキ3へ出力する。
Input terminal 2a of the electromagnetic brake DC
また、全波整流回路150は、入力された交流電圧Va を全波整流し、整流した電圧を出力する。全波整流回路150から出力された電圧Eaは、電圧比較回路200a内の直列に接続された抵抗22,23の両端に加えられる。電圧Eaは、抵抗22,23によって分圧される。分圧された電圧がツェナーダイオード21のツェナー電圧Ezより高くなって、下記(4)の条件を満たすと、トランジスタ17は導通してそのコレクタには、電圧Eaを抵抗22,23にて分圧してツェナー電圧Ezでクリップされた電圧Ebが出力される(図3(a)でのta(c) )。
Moreover, the full-
Ea×{R23/(R22+R23)}≧Ez+VBE …(4)
但し、R22:抵抗22の抵抗値 R23:抵抗23の抵抗値
VBE:トランジスタ17の導通時のベース電圧
全波整流回路150から出力される電圧Eaが、下記(5)の条件を満たすようになると、トランジスタ17は遮断される(図3(a)でのtb(c) )。
E a × {R 23 / (R 22 + R 23 )} ≧ E z + V BE (4)
However, R 22 : Resistance value of the resistor 22 R 23 : Resistance value of the
V BE : Base voltage when
Ea×{R23/(R22+R23)}<Ez+VBE …(5)
電圧比較回路200aから出力される電圧は充放電回路300aに与えられ、ダイオード16を通じて抵抗25及びコンデンサ19に電流が流れる。そして、コンデンサ19が充電され、下記(6)で示される電圧Ecが充放電回路300aから出力されて、FET18のゲートに加えられる(図3(a)でのta(c) )。
E a × {R 23 / (R 22 + R 23 )} <E z + V BE (5)
The voltage output from the voltage comparison circuit 200a is supplied to the charge / discharge circuit 300a, and a current flows through the
Ec=Eb−Vf …(6)
但し、Vf:ダイオード16の順電圧
一方、ダイオード16が非導通になると、コンデンサ19に充電されていた電荷が抵抗25を通じて放電され、FET18のゲートに加えられる電圧Ecは低下していく(図3(a)でのtb(c) )。
E c = E b −V f (6)
However, V f : forward voltage of the
そして、全波整流回路150から出力される電圧Eaが再び大きくなって、上記(4)の条件を満たすようになると、FET18のゲートに加えられる電圧Ecは再び上記(6)で示した大きさとなる。
When the voltage E a output from the full-
このような動作期間(図3(a)でのta(c) ,tb(c) )において、FET18のゲートに加えられる電圧Ecは、FET18のゲート・ソース電圧の閾値電圧Etを超えているので、FET18は導通し続ける。そのときのFET18のゲートに加えられる電圧Ecの最小値はEt2(図3(a))である。同じように、第4従来例のFET128(図13)が導通し続けるときのFET128のゲートに加えられる電圧Ecの最小値はEt1(図14(a))である。
Such an operation period (t a (c in FIG. 3 (a)), t b (c)) in, the voltage E c applied to the gate of the
本実施の形態である電磁ブレーキ用直流電源装置2と第4従来例である電磁ブレーキ用直流電源装置20Bとの夫々のFET18及びFET128に同一品を使用すると、両者のゲート・ソース電圧の閾値はEt となり、FET18及びFET128が導通し続けるときの夫々のゲートに加えられる出力電圧Ecの最小値は、夫々Et2及びEt1となり、FET18及びFET128を確実に導通させ続ける
為には、閾値Et から一定値以上大きければ良いので、Et2及びEt1は同一値と
設定出来る。
If the same product is used for each of the
また、充放電回路300aでの交流電源Vaの周波数1周期当たりの充放電回数(図3)は、第4従来例の充放電回路300の充放電回数(図14)の2倍となり、より頻繁に充放電することが出来る。 Further, charge and discharge frequency per frequency one period of the AC power supply V a in the charge-discharge circuit 300a (FIG. 3) is twice the number of times of charge and discharge of the fourth conventional example of the charging and discharging circuit 300 (FIG. 14), more Can be charged and discharged frequently.
従って、上記にて、Et2とEt1とを同一値としたことで、充放電回路300aの時定数τ2(図3(a);コンデンサ19の容量値×抵抗25の抵抗値)は、第4従来例の充放電回路300の時定数τ1(図14(a);コンデンサ130の容量値×抵抗135の抵抗値)より小さく設定することが出来る。
Therefore, by setting E t2 and E t1 to the same value in the above, the time constant τ2 of the charge / discharge circuit 300a (FIG. 3A; the capacitance value of the
このような状態で、停止用押釦スイッチ42(図1)が押されると、電磁接触器43,44のコイルが無励磁となって接点43a,44aが開いて、モータ4、電磁ブレーキ用直流電源装置2及び電磁ブレーキ3は、交流電源から遮断される。本実施の形態では、図3(a)のサイクルT5の始めに電磁接触器43,44が開いて、三相交流電源から遮断される。
When the stop push button switch 42 (FIG. 1) is pressed in such a state, the coils of the
電磁ブレーキ用直流電源装置2が交流電源から遮断されると、電磁ブレーキ用直流電源装置2の入力端子2a,2b間の交流電圧Vaが無くなり、全波整流回路150の出力電圧Eaも無くなり、トランジスタ17が遮断される。その結果、FET18のゲートに加えられる電圧Ecは下がり続け、FET18のゲート・ソース電圧の閾値電圧Etより低くなったときに、FET18は非導通となり、半波整流回路100aを通じて電磁ブレーキ3に流れるブレーキ電流Iを遮断する(図3(a)でのte(c) )。
When the DC electromagnetic
本実施の形態である電磁ブレーキ用直流電源装置2にて、交流電源が遮断されてから、ブレーキ電流Iが遮断される迄の時間が最小になるのは、充放電回路300aの出力電圧Ecが放電状態のEt2で、交流電源がオフした場合である。そのときの交流電源が遮断されてから、出力電圧Ec(=Et2)が放電によりFET18のゲート・ソース電圧の閾値電圧Et以下になり、ブレーキ電流Iが遮断される迄の時間はte(c) (図3(a))である。
In the DC
交流電源が遮断されてから、ブレーキ電流Iが遮断される迄の時間が最大になるのは、充放電回路300aの出力電圧Ecがフル充電状態で、交流電源がオフした場合である。そのときの交流電源が遮断されてから、出力電圧Ec(フル充電状態)が放電により、FET18のゲート・ソース電圧の閾値電圧Et以下になり、ブレーキ電流Iが遮断される迄の時間はte(d) (図3(b))である。
From the AC power source is cut off, the time until the braking current I is cut off is maximized, the output voltage E c of the charge and discharge circuit 300a is in a fully charged state, is when the AC power is turned off. Since the shut-off AC power at that time, the output voltage E c (full charge) discharge becomes below the threshold voltage E t of the gate-source voltage of the
第4従来例の電磁ブレーキ用直流電源装置20Bにて、交流電源が遮断されてから、ブレーキ電流Iが遮断される迄の時間が最小になるのは、充放電回路300の出力電圧Ecが放電状態のEt1で、交流電源がオフした場合である。そのときの交流電源が遮断されてから、出力電圧Ec(=Et1)が放電によりFET128のゲート・ソース電圧の閾値電圧Et以下になり、ブレーキ電流Iが遮断される迄の時間はte(a) (図14(a))である。
In the DC
交流電源が遮断されてから、ブレーキ電流Iが遮断される迄の時間が最大になるのは、充放電回路300の出力電圧Ecがフル充電状態で、交流電源がオフした場合である。そのときの交流電源が遮断されてから、出力電圧Ec(フル充電状態)が放電により、FET128のゲート・ソース電圧の閾値電圧Et以下になり、ブレーキ電流Iが遮断される迄の時間はte(b) (図14(b))である。
From the AC power supply is cut off, the time until the braking current I is cut off is maximized, the output voltage E c of the charge and
ここで、時定数τ2(図3(a))が時定数τ1(図14(a))より小さいので、電磁ブレーキ用直流電源装置2の交流電源が遮断されてから、ブレーキ電流Iが遮断される迄の最小時間te(c) (図3(a))は、第4従来例の電磁ブレーキ用直流電源装置20Bの交流電源が遮断されてから、ブレーキ電流Iが遮断される迄の最小時間te(a) (図14(a))より短くなる。
Here, since the time constant τ2 (FIG. 3A) is smaller than the time constant τ1 (FIG. 14A), the brake power I is cut off after the AC power supply of the DC
また、電磁ブレーキ用直流電源装置2の交流電源が遮断されてから、ブレーキ電流Iが遮断される迄の最大時間te(d) (図3(b))も、第4従来例の電磁ブレーキ用直流電源装置20Bの交流電源が遮断されてから、ブレーキ電流Iが遮断される迄の最大時間te(b) (図14(b))より短くなる。
Further, the maximum time t e (d) (FIG. 3 (b)) from when the AC power supply of the electromagnetic brake
従って、平均して、本実施の形態である電磁ブレーキ用直流電源装置2の交流電源が遮断されてから、ブレーキ電流Iが遮断される迄の時間は、第4従来例の電磁ブレーキ用直流電源装置20Bの交流電源が遮断されてから、ブレーキ電流Iが遮断される迄の時間より短くなる。
Therefore, on average, the time from when the AC power supply of the electromagnetic brake DC
本実施の形態である電磁ブレーキ用直流電源装置2の交流電源が遮断されてから、ブレーキ電流Iが遮断される迄の時間のバラツキBA2は、図3より、
BA2=te(d) −te(c) =t(c) =tb(c)
第4従来例の電磁ブレーキ用直流電源装置20Bの交流電源が遮断されてから、ブレーキ電流Iが遮断される迄の時間のバラツキBA1は、図14より、
BA1=te(b) −te(a) =t(a) =tb(a)
図3及び図14より、
tb(c) <tb(a)
よって、
BA2<BA1
となり、本実施の形態である電磁ブレーキ用直流電源装置2の交流電源が遮断されてから、ブレーキ電流Iが遮断される迄の時間のバラツキBA2は、第4従来例の電磁ブレーキ用直流電源装置20Bの交流電源が遮断されてから、ブレーキ電流Iが遮断される迄の時間のバラツキBA1より小さくなる。
The variation BA2 in time from when the AC power supply of the electromagnetic brake DC
BA2 = t e (d) -t e (c) = t (c) = t b (c)
The variation BA1 in the time from when the AC power supply of the electromagnetic brake DC
BA1 = t e (b) -t e (a) = t (a) = t b (a)
From FIG. 3 and FIG.
t b (c) <t b (a)
Therefore,
BA2 <BA1
The variation BA2 in the time from when the AC power supply of the electromagnetic brake DC
このように、本実施の形態では、全波整流回路150の出力電圧により充放電回路300aを頻繁に充電するので、充放電回路300aの時定数τ2を、第4従来例の時定数τ1(図14)より小さく設定することが出来る。従って、電磁ブレーキ用直流電源装置2への交流電圧の入力が遮断されたときに、第4従来例
の場合に比べてより短時間に、半波整流回路100aに流れるブレーキ電流IをFET18で遮断することが出来、電磁ブレーキ3を第4従来例より短時間に作動させることが出来る。また、交流電圧の入力が遮断されてからブレーキ電流Iを遮断する迄の時間のバラツキを低減することが出来、電磁ブレーキ3の作動タイミングのバラツキを低減することが出来る。
Thus, in this embodiment, the charge / discharge circuit 300a is frequently charged with the output voltage of the full-
また、本実施の形態の電磁ブレーキ用直流電源装置2と電磁ブレーキ3とモータ4とを組み合わせたブレーキ付モータ1では、電磁ブレーキ用直流電源装置2とモータ4とを同一の電磁接触器43にて遮断するように構成しても、モータ4の残留電圧が基準電圧より低くなるとブレーキ電流Iを遮断するため、従来のブレーキ付モータに比べて、より短時間で電磁ブレーキ3を作動させることが出来る。
Further, in the brake-equipped
また、全波整流回路100aの出力電圧の低下を検出してFET18でブレーキ電流Iを遮断するので、第2従来例で述べたようなブレーキ用の電磁接触器を使用した制御系及びブレーキ用の配線を追加することなく、第1従来例、第2従来例及び第4従来例より高速にブレーキ付モータを停止出来る。そして、ブレーキ付モータを取り付けた減速機または電動シリンダにおける位置ずれの問題を解決出来る。
Further, since the decrease in the output voltage of the full-wave rectifier circuit 100a is detected and the brake current I is interrupted by the
また、FET18のゲート・ソース間に接続されたコンデンサ19を、全波整流された電圧が電圧比較回路200aにおいて,基準電圧よりも高い場合には充電し、低い場合には並列に接続された抵抗25により放電するようにしてあり、コンデンサ19の両端電圧をゲート・ソース電圧としてFET18に入力する。これにより、全波整流された電圧が周期毎に基準電圧よりも高くなる場合は、FET18が導通し続け、全波整流された電圧が基準電圧より低い状態が続くと、コンデンサ19の両端電圧がFET18のゲート電圧の閾値を下回ってFET18を遮断するようになっている。従って、第3従来例のようなFET駆動用の電源回路は不要である。
The
このように、本実施の形態の電磁ブレーキ用直流電源装置2では、第3従来例に比べて、比較器用直流電源回路及びゲート駆動用直流電源回路が不要であり、発熱量も小さくなり、部品点数も少なく、小型の構成を実現できる。従って、小型モータのモータ端子箱にも収納することが可能であり、電磁ブレーキ用直流電源装置を制御盤に収納して、それとモータ端子箱との配線を行う必要があるという第3従来例の問題点を解決出来る。
As described above, the electromagnetic brake DC
更に、この基準電圧に使用するツェナーダイオード21のツェナー電圧を、FET18のゲート・ソース間定格電圧以下とすることにより、ツェナーダイオード21が、電圧比較回路200aの基準電圧の設定とFET18のゲートに加わる最大電圧の規制との両方の用途を果たしている。
Further, by setting the Zener voltage of the
(実施の形態2)
図4は、本発明に係る直流電源装置の実施の形態2である電磁ブレーキ用直流電源装置を備える電磁ブレーキ装置の構成例を示すブロック図である。この電磁ブレーキ装置は、電磁ブレーキ用直流電源装置2Aに電磁接触器43の補助接点43cが接続されている。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of an electromagnetic brake device including the DC power supply device for an electromagnetic brake which is a second embodiment of the DC power supply device according to the present invention. In this electromagnetic brake device, the
図5は、電磁ブレーキ用直流電源装置2Aの構成例を示す回路図である。この電磁ブレーキ用直流電源装置2Aは、入力端子2a及び出力端子2c間に、補助接点43cに接続する端子2e,2fが設けられると共に、端子2e,2f間にサージ吸収素子11Bが接続されて、直流電流遮断回路400(切換回路)が構成されており、停止用押釦スイッチ42が押されて電磁接触器43,44(図4)が無励磁になったときに、接点44aが電磁ブレーキ用直流電源装置2Aの電源を遮断すると共に、補助接点43cが半波整流回路100aからのブレーキ電流Iを遮断する。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of the electromagnetic brake DC
始動用押釦スイッチ41が押されると、電磁接触器43のコイルが励磁され、補助接点43cが閉じて、実施の形態1の状態と同じになる(端子2e,2f間が短絡結線した状態)。停止用押釦スイッチ42が押されると、電磁接触器43のコイルが無励磁となり、補助接点43cが開き、ブレーキ電流が遮断される。
その他の構成及び動作は、実施の形態1で説明した電磁ブレーキ装置(図1)及び電磁ブレーキ用直流電源装置2(図2)の構成及び動作と同様であるので、同一個所には同一符号を付して、説明を省略する。
When the
Other configurations and operations are the same as the configurations and operations of the electromagnetic brake device (FIG. 1) and the electromagnetic brake DC power supply device 2 (FIG. 2) described in the first embodiment. A description thereof will be omitted.
本実施の形態では、三相交流電源から遮断されてからブレーキ電流が遮断される迄の時間が約0secとなる為、図6(a)の電源電圧が負サイクルから正サイクルに切り替わるときに、三相交流電源が遮断されたときのタイミングチャート、及び図6(b)の電源電圧が正サイクルの最大値のときに、三相交流電源が遮断されたときのタイミングチャートに夫々示すように、それらの時間te(e),te(f)のバラツキを考慮する必要がない。 In this embodiment, since the time from when the three-phase AC power supply is cut off until the brake current is cut off is about 0 sec, when the power supply voltage in FIG. 6 (a) switches from the negative cycle to the positive cycle, As shown in the timing chart when the three-phase alternating current power supply is cut off, and the timing chart when the three-phase alternating current power supply is turned off when the power supply voltage in FIG. 6B is the maximum value of the positive cycle, respectively. It is not necessary to consider the variation of those times t e (e) and t e (f).
本実施の形態では、また、使用用途により、三相交流電源から遮断されてからブレーキ電流が遮断される迄の時間の短縮が必要な場合は、端子2e,2f間に外部接点(補助接点43c)を挿入して制御し、短縮が必要でない場合は、端子2e,2f間を短絡結線した状態にしておけば、実施の形態1と同様の機能を得ることが出来る。
In the present embodiment, if it is necessary to shorten the time from when the three-phase AC power is cut off until the brake current is cut off depending on the usage, an external contact (
(実施の形態3)
図7は、本発明に係る直流電源装置の実施の形態3である電磁ブレーキ用直流電源装置を備える電磁ブレーキ装置の構成例を示すブロック図である。この電磁ブレーキ装置は、電磁接触器43に電磁接触器44が並列接続され、電磁ブレーキ用直流電源装置2Bは、端子R及び端子Sに夫々電磁接触器44の接点44aを介して接続され、電源が供給される。電磁ブレーキ用直流電源装置2Bには電磁接触器43の補助接点43cが接続されている。その他の構成は、実施の形態1で説明した電磁ブレーキ装置(図1)の構成と同様であるので、同一個所には同一符号を付して、説明を省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of an electromagnetic brake device including the electromagnetic brake DC power supply device according to the third embodiment of the DC power supply device of the present invention. In this electromagnetic brake device, an
図8は、電磁ブレーキ用直流電源装置2Bの構成例を示す回路図である。この電磁ブレーキ用直流電源装置2Bは、入力端子2a,2b間にサージ吸収素子121が接続され、入力端子2aにアノードが接続されたダイオード123と、入力端子2bにアノードが接続されたダイオード124とが、各カソードにより接続されている。ダイオード124はフライホイルダイオードである。ダイオード123,124は、半波整流回路100を構成している。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration example of the DC
ダイオード123のカソードとダイオード124のアノードとの間には、抵抗132,133が直列接続され、抵抗132,133の接続節点は、PNP型トランジスタ127のエミッタに接続されている。トランジスタ127のエミッタ・ベース間には抵抗134が接続され、ベースには、アノードがダイオード124のアノードに接続されたツェナーダイオード131のカソードが更に接続されている。
トランジスタ127のコレクタは、ダイオード126のアノードに接続され、ダイオード126のカソードは、他方の端子がダイオード124のアノードに接続された抵抗135の一方の端子に接続されている。
The collector of the
ダイオード126のカソードは、他方の端子がダイオード124のアノードに接続されたコンデンサ130の一方の端子に接続され、更にNチャネルの電界効果トランジスタ(FET)128のゲートに接続されている。FET128のソースは、ダイオード124のアノードに接続され、そのドレインは出力端子2dに接続され、出力端子2c,2d間には、サージ吸収素子122が接続されている。
The cathode of the
出力端子2c及び入力端子2a間には、補助接点43cに接続する端子2e,2fが設けられると共に、端子2e,2f間にサージ吸収素子11Bが接続され、直流遮断回路400(切換回路)が構成されている。
このような構成の電磁ブレーキ装置及び電磁ブレーキ用直流電源装置2Bでは、停止用押釦スイッチ42が押されて電磁接触器43,44(図7)が無励磁になったときに、接点44aが電磁ブレーキ用直流電源装置2Bへの電源を遮断すると共に、補助接点43cが半波整流回路100からのブレーキ電流Iを遮断する。その他の動作は、第4従来例で説明した電磁ブレーキ装置(図11)及び電磁ブレーキ用直流電源装置20B(図13)の動作と同様であるので、入力端子及び出力端子以外の同一個所には同一符号を付して、説明を省略する。
In the electromagnetic brake device and the electromagnetic brake DC
本実施の形態では、三相交流電源から遮断されてからブレーキ電流が遮断される迄の時間が約0secとなる為、図6(a)の電源電圧が負サイクルから正サイクルに切り替わるときに、三相交流電源が遮断されたときのタイミングチャート、及び図6(b)の電源電圧が正サイクルの最大値のときに、三相交流電源が遮断されたときのタイミングチャートに夫々示すように、それらの時間te(e),te(f)のバラツキを考慮する必要がない。 In this embodiment, since the time from when the three-phase AC power supply is cut off until the brake current is cut off is about 0 sec, when the power supply voltage in FIG. 6 (a) switches from the negative cycle to the positive cycle, As shown in the timing chart when the three-phase alternating current power supply is cut off, and the timing chart when the three-phase alternating current power supply is turned off when the power supply voltage in FIG. 6B is the maximum value of the positive cycle, respectively. It is not necessary to consider the variation of those times t e (e) and t e (f).
本実施の形態では、また、使用用途により、三相交流電源から遮断されてからブレーキ電流が遮断される迄の時間の短縮が必要な場合は、端子2e,2f間に外部接点(補助接点43c)を挿入して制御し、短縮が必要でない場合は、端子2e,2f間を短絡結線した状態にしておけば、第4従来例と同様の機能を得ることが出来る。
In the present embodiment, if it is necessary to shorten the time from when the three-phase AC power is cut off until the brake current is cut off depending on the usage, an external contact (
1,1A,1B ブレーキ付モータ
2,2A,2B 電磁ブレーキ用直流電源装置
3 電磁ブレーキ
4 モータ
13,13A,14,14A,16,123,124,126 ダイオード
17,127 トランジスタ
18,128 FET
19,130 コンデンサ
21,131 ツェナーダイオード
22,23,24,25,132,133,134,135 抵抗
43,44 電磁接触器
43a 接点
43b 補助接点
44a 接点
100,100a 半波整流回路
150 全波整流回路
200a 電圧比較回路
300a 充放電回路
400 直流遮断回路(切換回路)
1, 1A, 1B Motor with
19, 130
Claims (3)
前記交流電力を全波整流する全波整流回路と、該全波整流回路の出力電圧と基準電圧とを比較する電圧比較回路と、該電圧比較回路での比較結果に応じて充電/放電を繰り返す充放電回路と、該充放電回路がそのゲート・ソース間に接続されている電界効果トランジスタとを備え、該電界効果トランジスタのオン/オフにより前記直流電流を通電/遮断するように構成してあることを特徴とする直流電源装置。 In a DC power supply that supplies a DC current based on input AC power to an external device,
Full-wave rectification circuit for full-wave rectification of the AC power, voltage comparison circuit for comparing the output voltage of the full-wave rectification circuit and a reference voltage, and charging / discharging are repeated according to the comparison result of the voltage comparison circuit A charge / discharge circuit; and a field effect transistor connected between the gate and the source of the charge / discharge circuit, and configured to energize / cut off the direct current by turning on / off the field effect transistor. A direct current power supply device.
前記直流電流の通電/遮断を外部から切り換える為の切換回路を備えることを特徴とする直流電源装置。 Half-wave rectification circuit for half-wave rectification of input AC power, voltage comparison circuit for comparing the output voltage of the half-wave rectification circuit and a reference voltage, and charging / discharging according to the comparison result in the voltage comparison circuit And a field effect transistor connected between the gate and the source of the charge / discharge circuit, supplying a direct current based on the AC power to an external device, and turning on / off the field effect transistor. A DC power supply device configured to energize / cut off the DC current when turned off,
A DC power supply device comprising: a switching circuit for switching energization / cutoff of the DC current from the outside.
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