JPS6387200A - 直流電磁制動機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ この発明は、クレーンその他の産業機械の制動装置とし
て使用される直流電磁制動機の制御装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、直流電磁制動機の制御は、商用電源が交流であ
るため、これを交流−直流変換装置によって直流に変換
して直流制動機のブレーキコイル電源として使用するよ
うにしていた。

この直流電磁制動機では、従来、ブレーキコイル熱容量
の経済化を図るため、ブレーキ起動時即ちブレーキ開放
時のみ強励磁状態とし、起動後即ちブレーキ開放後は限
流抵抗を介して弱励磁状態に切り替えてこの状態を保持
するようにしている。

すなわち、第４図に示すように、３相交流電源を降圧ト
ランス１でブレーキコイルの定格電圧まで降圧し、その
二次側降圧電圧を整流器２で整流し、その整流出力を遮
断器３及び開閉接触器４の開閉接点４ａを介し、さらに
限流抵抗５とリレー６の常開接点６ａとの並列回路を介
して直流電磁制動機のブレーキコイル７が接続され、こ
のブレーキコイル７と並列に放電抵抗８が接続された構
成を有する。

そして、開閉接触器４及びリレー６が第５図に示すブレ
ーキ操作回路Ｂによって、駆動制御される。すなわち、
ブレーキ操作回路Ｂは、起動スイッチ９と開閉接触器４
の励磁コイル４ｂとが直流電源に直列に接続され、これ
と並列に、開閉接触器４の常開接点４Ｃとオンディレー
型のタイマリレー１０との直列回路及びタイマリレー１
０の常閉接点１０ａとリレー６との直列回路が接続され
た構成を有する。

而して、ブレーキ開放時には、起動スイッチ９をオン状
態とすることにより、開閉接触器４が作動されて、その
接点４ａが閉路し、このときリレー６が付勢状態であり
、その常開接点６ａが閉じているので、整流器２から出
力される定格電流が限流抵抗５をバイパスしてそのまま
ブレーキコイル７に供給され、このブレーキコイル７が
強励磁状態となる。

その後、所定時間（数秒）経過してタイマリレー１０が
タイムアツプすると、その常閉接点１０ａが開路するの
で、リレー６が非付勢状態となり、その常開接点６ａが
開路して、整流器２から出力される定格電流が限流抵抗
５を通じてブレーキコイル７に供給されるので、ブレー
キコイル７に供給される励磁電流量が減少し、ブレーキ
コイル７が弱励磁に切り替わり、この状態が保持される
。

次いで、起動スイッチ９をオフ状態とすることにより、
開閉接触器４が非作動状態となり、その常開接点４ａが
開路し、ブレーキが作動状態となる。このとき、ブレー
キコイル７には、高電圧の逆起電力が発生するので、こ
れを放電抵抗８によって吸収する。

実際上、ブレーキ操作回路８の起動スイッチ９は、機械
駆動に連動させて開閉制御される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来の直流電磁制動機の制御装置に
あっては、通常配電される商用電力が交流であるため、
トランス、整流器、保護回路からなる直流電源又は直流
発電装置が必要となると共に、ブレーキコイル電源が直
流であるため、起動用接点のアークが激しく開閉接触器
の寿命が短（、しかも強制励磁状態から弱励磁状態への
切り替えにタイマリレーが必要となり、さらに限流抵抗
及び放電抵抗も必要となり、全体の装置が大型且つ高価
となり、しかも特に起動用の開閉接触器の接点摩耗、タ
イマリレーの故障、限流抵抗の断線等が多発し、信頼性
の面で問題がある等の問題点があった。

そこで、この発明は、上記従来例の問題点に着目してな
されたものであり、直流電源装置、限流抵抗、放電抵抗
、励磁切り替え用接触器、タイマリレー等を省略して単
相交流電源によって直接ブレーキコイルを駆動すると共
に、その励磁電流制御回路を無接点化することにより、
上記従来例の問題点を解決することが可能な直流電磁制
動機の制御装置を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この発明は、直流電磁制動
機のブレーキコイルに対する励磁電流値を制御する直流
電磁制動機の制御装置において、単相電源に開閉接触器
を介して前記ブレーキコイルを接続すると共に、当該開
閉接触器及びブレーキコイル間の何れか一方の線路にダ
イオードを介挿し、該ダイオードのブレーキコイル側と
他方の線路との間にフライホイールダイオードを介挿し
、該フライホイールダイオードの通電路にサイリスク及
びその点弧回路を有する電流制御回路を介挿したことを
特徴としている。

作用〕 この発明においては、単相交流電源をダイオードによっ
て半波整流してブレーキコイルに供給すると共に、その
正の半サイクル間にブレーキコイルに蓄積されたコイル
磁気エネルギによって生じる電流を、点弧回路でサイリ
スクを点弧状態とすることにより、負の半サイクル間に
おいてそのままフライホイールダイオードを介してブレ
ーキコイルに還流させてブレーキコイルに対する励磁電
流の実効値を高くしてブレーキコイルを強励磁状態とす
る。

また、点弧回路でサイリスクを消弧状態とすることによ
り、フライホイールダイオードを流れる電流値を減少さ
せてブレーキコイルに還流する電流を減少させ、ブレー
キコイルに対する励磁電流の実効値を低下させてブレー
キコイルを弱励磁状態とする。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
はサイリスタの点弧回路の具体例を示す回路図である。

第１図において、１１は例えば４００■の単相交流電源
であって、この単相交流電源１１に開閉接触器４の開閉
接点４ａ、制御ユニット１２を介して直流電磁制動器の
ブレーキコイル７が接続されている。

制御ユニット１２は、開閉接触器４に接続された入力端
子１３ａ、１３ｂと、ブレーキコイル７に接続された出
力端子１４ａ、１４ｂとを有し、両端子を接続する線路
１５ａ、１５ｂの何れか一方例えば線路１５ａに半波整
流用のダイオードＤ。

が介挿され、且つダイオードＤ、のカソードと出力端子
１４ａとの間の線路１５ａと他方の線路１５ｂとの間に
抵抗ＲとフライホイールダイオードＤ、との直列回路が
接続され、さらに、抵抗Ｒと並列にサイリスタＳＣＲが
接続され、このサイリスタＳＣＲを点弧回路１６によっ
て制御するように構成されている。

点弧回路１６の具体例は、第２図に示すように構成され
、これが１つのプリント基板上に形成されている。

すなわち、点弧回路１６は、線路１５ａ、１５５間に一
次側が接続された単相交流電圧を１８Ｖ程度の低電圧に
降圧する降圧トランス１７を有し、その二次側に全波整
流器１８が接続され、その整流出力側にコンデンサＣと
可変抵抗ＶＲとの直列回路が接続され、両者の接続点に
ＮＰＮ型トランジスタＴｒ＋のベースが接続されている
。

トランジスタＴｒ、のコレクタは、抵抗Ｒ１を介して整
流器１８の正の出力側に、エミッタが直接整流器１８の
負の出力側にそれぞれ接続されている。また、トランジ
スタＴｒ、のコレクタに抵抗Ｒ２を介してトランジスタ
Ｔｒｙのベースが接続され、このトランジスタＴｒ□の
コレクタが抵抗Ｒ３を介して整流器１８の正の出力側に
、エミッタが直接整流器１８の負の出力側にそれぞれ接
続されている。さらに、トランジスタＴｒ２のコレクタ
に抵抗Ｒ４を介してトランジスタＴｒ、のベースが接続
され、このトランジスタＴｒ３のコレクタが抵抗Ｒ３を
介して整流器１８の正の出力側に、エミッタが直接整流
器１８の負の出力側にそれぞれ接続されている。またさ
らに、トランジスタＴｒ３のコレクタに直接トランジス
タＴｒａのベースが接続され、このトランジスタＴｒａ
のコレクタが抵抗Ｒ５を介して整流器１８の正の出力側
に、エミッタが直接整流器１８の負の出力側にそれぞれ
接続されている。、そして、トランジスタＴｒ４のコレ
クタが前記サイリスタＳＣＲのゲートに、整流器１８の
負出力側がサイリスタＳＣＲのカソードにそれぞれ接続
されている。

ここで、抵抗Ｒ、サイリスタＳＣＲ及び点弧回路１６で
フライホイールダイオードＤＦに対する電流制御回路を
構成している。

なお、抵抗Ｒと並列に所定値の抵抗と発光ダイオードを
介挿することにより、弱励磁状態を表示することができ
、また、点弧回路１６のトランジスタＴｒ＝のコレクタ
及び整流器１８の負の出力側との間に発光ダイオードを
介挿することにより、強励磁状態を表示することができ
る。

次に、上記実施例の動作を説明する。今、開閉接触器４
の開閉接点４ａが開路状態にあるものとすると、この状
態では、制御ユニット１２に交流電源が供給されておら
ず、ブレーキコイル７は非付勢状態にあるので、直流電
磁制動機は制動状態に維持される。

この状態で、図示しない起動スイッチをオン状態として
、開閉接触器４の開閉接点４ａを閉路状態とすると、こ
れによって制御ユニット１２に第３図（ａｌに示す単相
交流電力が供給され、これがダイオードＤによって半波
整流され、その正の半サイクル区間り、においてブレー
キコイル７に単相交流電源に基づく半波の励磁電流が供
給される。

このようにブレーキコイル７に励磁電流が供給されると
、これが付勢状態となるので、直流電磁制動機がブレー
キ開放状態に制御される。これと同時に、開閉接触器４
が閉路されることにより、交流電力が制御ユニット１２
に供給されるので、降圧トランス１７で降圧され且つ全
波整流器１８で整流された整流出力が可変抵抗ＶＲの抵
抗値とコンデンサＣの容量とで定まる時定数をもってコ
ンデンサＣが充電状態となる。この充電状態では、コン
デンサＣの負側には充電による送り出し電流が流れ、こ
れによってトランジスタＴ　ｒ　、がオン状態となり、
これに応じてトランジスタＴｒｚがオフ状態、トランジ
スタＴ　ｒ　３がオン状態、トランジスタＴ　ｒ　ａが
オフ状態となるので、トランジスタＴｒ。

のコレクタ電位が高電位となってサイリスクＳＣＲのゲ
ート及びカソード間に電流が流れ、このサイリスタＳＣ
Ｒが点弧状態に制御される。

このため、サイリスタＳＣＲによって抵抗Ｒがバイパス
されることになり、前記交流電源の正の半サイクル区間
り、においでブレーキコイル７に蓄積されたコイル磁気
エネルギによって生じる電流が、交流電源の負の半サイ
クル区間ＬＨにフライホイールダイオードＤＦを通じて
そのままブレーキコイル７に還流するので、ブレーキコ
イル７には、第３図（ｂ）に示す如く単相交流電源１１
からの電流Ｉ、と還流電流■２とを合わせた励磁電流が
供給されることになり、その実効値が大きくなって、ブ
レーキコイル７で強力な磁力を発生する強励磁状態に制
御され、電磁制動機がブレーキ開放状態となり、この状
態が点弧回路１６のコンデンサＣが充電を完了するまで
継続される。

その後、点弧回路１６におけるコンデンサＣの充電が完
了すると（その充電時間は可変抵抗■Ｒでの抵抗値を任
意に設定することにより例えば０〜３秒の間で任意に設
定することができる。）、トランジスタＴｒ＋がオフ状
態となるので、トランジスタＴｒｚがオン状態、トラン
ジスタ’ｒ’ｒ＋がオフ状態、トランジスタＴ　ｒ　４
がオン状態となり、サイリスタＳＣＲのゲート及びカソ
ード間に供給されていた電流が遮断され、且つ単相交流
型′ｇ１１の正の半サイクル区間Ｌ＋　でサイリスタＳ
ＣＲのアノード及びカソード間の電流が遮断されるので
、このサイリスタＳＣＲが消弧状態となる。したがって
、次の単相交流電源１１の負の半サイクル区間Ｌ２でブ
レーキコイル７に蓄積されたコイル磁気エネルギによっ
て生じる電流は、サイリスタＳＣＲが消弧状態であるこ
とにより、抵抗Ｒを介してフライホイールダイオードＤ
Ｆに供給されることになるので、その電流値が減少され
る。その結果、ブレーキコイル７に供給される励磁電流
の実効値が低下するので、ブレーキコイル７が弱励磁状
態に切り替えられる。

その後、起動スイッチ（図示せず）をオフ状態として、
開閉接触器４の開閉接点４ａを開路状態とすると、ブレ
ーキコイル７に対する通電が遮断されるので、これが非
励磁状態となって、直流電磁制動機がブレーキ作動状態
に復帰すると共に、点弧回路１６ではそのコンデンサＣ
の充電電荷によってトランジスタＴ　ｒ　ａがオン状態
を継続し、そのコレクタ及びエミッタを通じてコンデン
サＣの充電電荷が放電され、原状前に復帰する。

なお、上記実施例においては、サイリスタＳＣＲの点弧
回路１６としてトランジスタＴｒｌ＝Ｔｒａを適用した
場合について説明したが、これに限定されるものではな
く、他のユニジャンクショントランジスタ等を使用した
トリガ回路を適用し得ることは勿論である。

（発明の効果〕 以上説明したように、この発明によれば、直流電磁制動
機のブレーキコイルに対する励磁電流量を制御する直流
電磁制動機の制御装置において、単相電源に開閉接触器
を介して前記ブレーキコイルを接続すると共に、当該開
閉接触器及びブレーキコイル間の何れか一方の線路にダ
イオードを介挿し、該ダイオードのブレーキコイル側と
他方の線路との間にフライホイールダイオードを介挿し
、該フライホイールダイオードの通電路にサイリスク及
びその点弧回路で構成される電流制御回路を介挿した構
成としたので、単相交流電源をダイオードで半波整流す
ることにより、直接直流電磁制動機のブレーキコイルを
駆動することができるから別途直流電源を必要とせず、
直流電磁制動機毎に、その容量に合わせて使用すること
ができ経済的であると共に、ブレーキコイルに蓄積され
たコイル磁気エネルギによるフライホイールダイオード
の通電電流を制御する電流制御回路を無接点化すること
ができ、従来例に比較して耐久性及び信顛性を格段に向
上させることができ、しかもブレーキコイルへの単相交
流電源の供給遮断を行う開閉接触器は交流遮断となるの
で、小型化及び長寿命化を図ることができる等の効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
はこの発明に適用し得るサイリスタの点弧回路の具体例
を示す回路図、第３図はこの発明の詳細な説明に供する
信号波形図、第４図は従来例を示す回路図、第５図は従
来例のブレーキ操作回路を示す回路図である。 図中、４は開閉接触器、７はブレーキコイル、１１は単
相交流電源、１２は制御ユニット、１５ａ、１５ｂは線
路、Ｄはダイオード、ＤＦはフライホイールダイオード
、Ｒは抵抗、ＳＣＲはサイリスタ、１６は点弧回路であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直流電磁制動機のブレーキコイルに対する励磁電流値を
   制御する直流電磁制動機の制御装置において、単相電源
   に開閉接触器を介して前記ブレーキコイルを接続すると
   共に、当該開閉接触器及びブレーキコイル間の何れか一
   方の線路にダイオードを介挿し、該ダイオードのブレー
   キコイル側と他方の線路との間にフライホィールダイオ
   ードを介挿し、該フライホィールダイオードの通電路に
   サイリスタ及びその点弧回路を有する電流制御回路を介
   挿したことを特徴とする直流電磁制動機の制御装置。