KR102520791B1 - 회로 장치 - Google Patents

회로 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102520791B1
KR102520791B1 KR1020160087911A KR20160087911A KR102520791B1 KR 102520791 B1 KR102520791 B1 KR 102520791B1 KR 1020160087911 A KR1020160087911 A KR 1020160087911A KR 20160087911 A KR20160087911 A KR 20160087911A KR 102520791 B1 KR102520791 B1 KR 102520791B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
holding brake
operating voltage
circuit device
brake
Prior art date
Application number
KR1020160087911A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170026117A (ko
Inventor
마르쿠스 숀리너
크리스티안 본 르 쉬르
Original Assignee
덕터 요한네스 하이덴하인 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 덕터 요한네스 하이덴하인 게엠베하 filed Critical 덕터 요한네스 하이덴하인 게엠베하
Publication of KR20170026117A publication Critical patent/KR20170026117A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102520791B1 publication Critical patent/KR102520791B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
    • H02P3/02—Details of stopping control
    • H02P3/04—Means for stopping or slowing by a separate brake, e.g. friction brake or eddy-current brake
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/02—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with mechanical assistance or drive
    • B60T13/04—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with mechanical assistance or drive by spring or weight
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2009—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/74—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/74—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive
    • B60T13/741—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive acting on an ultimate actuator
    • B60T13/743—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive acting on an ultimate actuator with a spring accumulator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/74—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive
    • B60T13/748—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive acting on electro-magnetic brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/14—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
    • F16D65/16—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake
    • F16D65/18—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/14—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
    • F16D65/16—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake
    • F16D65/18—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes
    • F16D65/186—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for drawing members together, e.g. for disc brakes with full-face force-applying member, e.g. annular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00—Type of actuator operation force
    • F16D2121/14—Mechanical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00—Type of actuator operation force
    • F16D2121/18—Electric or magnetic
    • F16D2121/20—Electric or magnetic using electromagnets
    • F16D2121/22—Electric or magnetic using electromagnets for releasing a normally applied brake
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)
  • Braking Systems And Boosters (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

전기 모터(M)의 전자기 홀딩 브레이크(B)에 홀딩 브레이크(B)를 해제하기 위한 동작 전압(UB)과, 홀딩 브레이크(B)를 해제된 위치에 유지하기 위하여 동작 전압에 비하여 감소된 전압을 공급하는 회로 장치가 개시된다. 이 회로 장치는, 동작 전압(UB)이 모터(M) 및 홀딩 브레이크(B)로부터 분리되어 배치된 더 높은 수준의 제어 시스템(S)으로부터 공급되고, 회로 장치가, 모터(M) 내에 또는 그 상에, 또는 홀딩 브레이크 내에 또는 그 상에 배치되고, 홀딩 브레이크(B)가 해제된 후에 감소된 전압을 동작 전압(UB)과 독립적으로 고정된 값으로 조정하도록 맞추어진 전압 레귤레이터를 포함한다는 점에서, 종래 기술과 구별된다.

Description

회로 장치{CIRCUIT ARRANGEMENT}
본 발명은 전기 자동차의 전자기 홀딩 브레이크(holding brake)에 홀딩 브레이크를 해제하기 위한 동작 전압과, 홀딩 브레이크를 해제된 위치에 유지하기 위한 동작 전압에 비하여 감소된 전압을 공급하는 회로 장치에 관한 것이다.
전자기 홀딩 브레이크는 모터가 동작하지 않는 동안 모터의 샤프트를 유지하는 역할을 하며, 외부 토크가 그에 가해질 때에도 움직이지 않아야 한다. 이러한 홀딩 브레이크의 안전한 상태는 홀딩 브레이크가 결합되고 샤프트가 유지될 때이다. 따라서, 전자기 홀딩 브레이크는 브레이크 슈(brake shoe)를 상승시키도록 동작 전압이 인가되는 전자석에 의해 해제되도록 설계된다. 이 동작 전압이 턴오프되거나 동작 전압이 다른 이유로 강하할 때, 브레이크 슈는 기계적 스프링을 이용하여 샤프트에 대하여 다시 가압된다.
또한, 전자기 홀딩 브레이크는, 무전압 상태에 있을 때 전기자(armature)를 고정자 상의 위치에 잠그는 선형 모터와 관련되어 사용된다.
미국 등록 특허 제3,614,565호는 브레이크를 해제된 위치에 유지하기 위한 동작 전압보다 더 높은 동작 전압을 홀딩 브레이크를 해제하기 위하여 사용하는 것을 제안한다. 이러한 방식으로, 한편으로는 브레이크가 더 빠르게 해제될 수 있고, 다른 한편으로는 모터의 동작 동안 전자석에서 생성되는 열이 상당히 감소된다.
EP 2503682 B1은 브레이크를 해제하고 해제된 위치로 브레이크를 유지하기 위해 사용되는 상이한 전압들이 펄스 폭 변조에 의해 설정되는 회로 장치를 설명한다. 여기에서, 홀딩 브레이크의 전자석에서의 전압은 인가된 전압 펄스의 시간 평균과 같다. 이 문헌은 분산적 구동 기술에서 홀딩 브레이크를 제어하기 위한 구동 컨트롤러 및 회로 장치가 모터의 바로 안 또는 바로 그 위에 배치된다면 유익할 것이라는 것을 개시한다. 이 구성에서, 홀딩 브레이크에 대한 펄스 폭 변조된 전원을 위한 신호가 구동 컨트롤러에 의해 로컬로 생성될 수 있다. 그러나, 기술의 일부 영역에서, 요건은 오히려, 예를 들어, 다축 기계 공구에서 수치 제어 시스템을 이용하는, 중앙 구동 제어를 위한 것이다. EP 2503682 B1에 따르면, 브레이크 전압을 전송하기 위한 공급 라인에 더하여, 홀딩 브레이크에서 직접 전압 또는 전류를 측정하고 이를 중앙 구동 드라이버에 전송하기 위하여 센서 라인이 필요하다. 이것은, 예를 들어 공급 라인에서 전압 강하를 검출하고, 펄스 폭 변조의 듀티 팩터를 조정함으로써 이를 보상하는 것을 가능하게 한다. 그러나, 추가의 센서 라인은 구동 시스템에서 배선의 복잡성이 증가한다는 것을 의미하고, 또한 오류의 추가적인 원인을 나타낸다.
전기 모터의 전자석 홀딩 브레이크에 홀딩 브레이크를 해제하기 위한 동작 전압과, 홀딩 브레이크를 해제된 위치에 유지하기 위하여 동작 전압에 비하여 감소된 전압을 공급하는, 분산적으로 배치되고, 중앙 제어 시스템으로부터 홀딩 브레이크를 해제하기 위한 동작 전압을 공급받을 필요가 없는 회로 장치를 제공하는 것이 본 발명의 과제이다.
이 과제는 청구항 1에 설명된 바와 같은 회로 장치에 의해 성취된다. 이 회로 장치의 유익한 특징은 청구항 1에 종속하는 청구항들로부터도 명백하게 될 것이다.
전기 모터의 전자기 홀딩 브레이크에 홀딩 브레이크를 해제하기 위한 동작 전압과, 홀딩 브레이크를 해제된 위치에 유지하기 위하여 동작 전압에 비하여 감소된 전압을 공급하는 회로 장치가 개시된다. 이 회로 장치는, 동작 전압이 모터 및 홀딩 브레이크로부터 분리되어 배치된 더 높은 수준의 제어 시스템으로부터 공급되고, 회로 장치가, 모터 내에 또는 그 상에, 또는 홀딩 브레이크 내에 또는 그 상에 배치되고, 홀딩 브레이크가 해제된 후에 감소된 전압을 동작 전압과 독립적으로 고정된 값으로 조정하도록 맞추어진 전압 레귤레이터를 포함한다는 점에서, 종래 기술과 구별된다.
이와 관련하여, 모터 및 홀딩 브레이크는 하나의 유닛을 형성하고, 본 발명의 회로 장치는 이 유닛 상에 또는 이 유닛 내에 배치된다. 홀딩 브레이크를 작동시키기 위한 동작 전압은 분리되어 원격으로 배치된 더 높은 수준의 또는 중앙의 제어 시스템으로부터 외부에서 연결된다. 단일의 이러한 중앙 제어 시스템은, 예를 들어, 기계 가공 공구에서, 복수의 모터와 이의 홀딩 브레이크를 제어할 수 있다.
모터 내에 또는 그 상에, 또는 홀딩 브레이크 내에 또는 그 상에 배치된 회로 장치는 홀딩 브레이크가 해제되어야 할 때에만 중앙 제어 시스템으로부터 동작 전압을 공급받을 필요가 있다. 이 동작 전압이 턴오프될 때, 홀딩 브레이크는 다시 적용된다. 중앙 제어 시스템은 펄스 폭 변조된 동작 전압을 생성할 필요가 없고, 홀딩 브레이크에 대한 동작 전압 공급 라인에서의 전압 강하를 통지받을 필요가 전혀 없다. 전술한 종래 기술의 단점은 중앙 제어 시스템에 대한 본 발명에 의해 극복된다.
본 발명에 따른 회로 장치는, 홀딩 브레이크가 신속하게 해제되고(즉, 완전한 동작 전압을 이용하여), 이어서 홀딩 브레이크에 대한 공급 라인에서의 전압 강하에 독립적인 감소된 전압(홀딩 전압)을 이용하여 브레이크가 해제된 상태에 유지되어, 이에 의해 전력 소비를 상당히 감소하는 것을 분산된 방식으로 보장한다. 더욱이, 회로 장치는 동작 전압이 턴오프된 후에 홀딩 브레이크가 신속하게 적용되는 것을 보장한다.
모터(즉, 이의 하우징) 내에 또는 그 상에, 그리고 이에 따라 홀딩 브레이크 바로 근처에 분산적으로 배치된 회로 장치는, 히스테리시스 컨버터로서 사용되고 브레이크를 해제하는데 필요한 동작 전압만이 중앙 제어 시스템에 의해 홀딩 브레이크에 사용 가능하게 되어야 하는 높은 정도의 자율성을 회로 장치에 제공하는 통합된 비교기를 가진다. 그 다음, 회로 장치는 초기에 완전한 동작 전압이 홀딩 브레이크의 전자석에 인가되고 이에 의해 브레이크가 신속하게 해제되는 것을 자율적으로 보장한다. 이어서, 회로 장치는, 홀딩 브레이크에 걸친 평균 전압이 홀딩 전압이 되도록 적합한 듀티 팩터를 갖는 펄스로 동작 전압을 인가함으로써, 펄스 폭 변조에 의해 감소되고 브레이크를 해제된 위치에 유지하는데 사용되는 전압을 생성한다.
전압이 레귤레이트되기 때문에, 상이한 종류의 홀딩 브레이크, 특히 상이한 전력 입력 요건을 갖는 홀딩 브레이크가 회로 장치에 연결될 수 있다.
홀딩 브레이크를 해제하는 과정의 시간적인 시퀀스, 즉 홀딩 전압으로 스위칭하기 전에 완전한 동작 전압을 이용하여 홀딩 브레이크가 해제되는 동안인 제1 페이즈의 지속 시간은, 회로 장치의 개별 컴포넌트의 등급에 의해 결정되고, 더 높은 수준의 제어 시스템에 의한 어떠한 중재도 필요로 하지 않는다. 시간 시퀀스는, 말하자면, 회로 장치에 의해 이전에 정의된다.
본 발명의 추가 이점 및 특징은 도면과 함께 예시적인 실시예에 대한 이어지는 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
도면에서,
도 1은 회로 장치의 제1 부분을 도시한다;
도 2는 회로 장치의 제2 부분을 도시한다.
도 1 및 2는 제1의 예시적인 실시예에 따른 본 발명의 회로 장치의 완전한 회로도를 함께 제공한다. 이 회로도는 단독으로 구동 기술, 특히 구동 기술에서 컴포넌트를 제어하기 위한 전자 회로 분야에서 통상의 기술을 가진 자에게 본 발명의 포괄적인 이해를 제공한다.
아래에서 이러한 많은 상세가 본문에 설명되지만, 도면에 개시된 회로 장치에 대한 추가 상세에 대한 이후의 해석에 대한 권리는 명시적으로 유보된다.
모터(M)의 홀딩 브레이크(B)는 회로 장치의 단자(+Vb, -Vb)에 연결된다. 홀딩 브레이크(B)는 충분한 전압이 이 단자들을 통해 인가될 때 모터(M)의 샤프트를 해제한다.
따라서, 동작 전압(UB)이 회로 장치의 단자(0V, 24V)에 외부에서 인가될 때, 홀딩 브레이크(B)는 스위칭 요소(M1, M4)를 통해 이 동작 전압에 연결된다. 도 1에서, 모터(M) 및 홀딩 브레이크(B)로부터 원격으로 배치되고, 브레이크(B)를 해제하기 위하여 공급 전압(UB)을 턴온하고 브레이크(B)를 적용하기 위하여 이를 턴오프할 수 있는 중앙 제어 시스템(S)이 개략적으로 도시된다.
동작 전압(UB)이 인가되면 스위칭 요소(M4)는 영구적으로 턴온된다. 대조적으로, 스위칭 요소(M1)는 브레이크가 해제된 후에 클로킹되어, 이에 의해 원하는 감소된 홀딩 전압을 생성한다. n-채널 MOSFET으로서 구현된 이러한 스위칭 요소(M1)가 p-채널을 갖는 것보다 더 선호되기 때문에(n-채널은 동일한 on 저항에서 더 빠른 스위칭을 가능하게 한다), 전체 회로 장치는 통상적인 경우인 0V 전위가 아니라 24V의 더 높은 양의 전위에 관련된다.
스위칭 요소(Q3, Q4)로 구성된 보완 드라이버는 스위칭 요소(M1)를 구동하는데 사용된다. 보완 드라이버는 스위칭 요소(Q1)에 의해 구동된다. 스위칭 요소(Q1)는 24V와 관련된 비교기(U1)의 스위칭 펄스(v4)를 0V와 관련된 스위칭 요소(Q3, Q4)에 전송하는 레벨 시프터로서 사용된다. 따라서, 스위칭 요소(Q1)는, 필요한 전압이 홀딩 브레이크(B)에 항상 인가되는 방식으로, 홀딩 브레이크(B)의 상류에서 스위칭 요소(M1)를 개폐하는 역할을 궁극적으로 하는 전압 펄스를 공급받아야 한다.
따라서, 동작 전압(UB)이 턴온된 후에, 완전한 동작 전압이 홀딩 브레이크(B)에 이것이 완전히 해제될 때까지 소정의 기간 동안 인가되는 상태를 유지할 필요가 있다. 대략 1 초의 시간 간격이 이 목적으로 효율적인 것으로 증명되었다. 이어서, 홀딩 브레이크(B)에 걸친 전압은, 예를 들어 동작 전압(UB)의 대략 절반일 수 있는 더 낮은 홀딩 전압으로 조정된다. 이 목적으로, 스위칭 요소(M1)는, 예를 들어, 50%의 듀티 팩터(duty factor)를 갖는 펄스 모드로 구동되어야 한다. 따라서, 이러한 펄스 패턴이 스위칭 요소(Q1)의 입력에서 사용 가능하여야 한다.
이것은 이의 한 입력에서 기준 전압(v2)을 공급받는 비교기(U1)를 이용하여 달성된다. 이 기준 전압은 제너 다이오드(D6)와 저항(R15)을 통해 동작 전압(UB)의 상부 전위(+24V)로부터 유도된다. 제너 다이오드(D6)는 이 기준 전압(v2)이 동작 전압(UB)을 공급하는 라인에서의 가능한 전압 강하에 독립적이게 한다. 이것은 회로 장치의 입력에서 동작 전압(UB)에서의 작은 감소라도 기준 전압(v2)의 감소를 야기하지 않는다는 것을 의미한다.
홀딩 브레이크(B)로부터 분기된 전압(v3)은 비교기(U1)의 제2 입력에 인가된다. 회로 장치가 상부 전위(24V)에 관련되기 때문에, 이 전압(v3)은 음의 단자(-Vb)로부터 분기되며, 저항(R4 및 R12)으로 구성된 전압 분배기에 의해 기준 전압(v2)에 관하여 적합하게 조정된다. 구형파 신호가 단자(-Vb)로부터 직접 분기되고, 평활 커패시터(C1)에 의해 비교기(U1)의 입력에서 삼각 전압으로 변환된다.
홀딩 브레이크(B)로부터 분기되고 평활하게 된 전압(v3)이 기준 전압(v2) 아래로 강하하면, 비교기(U1)는 스위칭 요소(Q1)를 디스에이블로 만드는 전압(v4)을 방출한다. 그 다음, 스위칭 요소(M1)는 보완 드라이버(Q3, Q4)에 의해 디스에이블로 된다; 홀딩 브레이크(B)에 걸친 전압은 증가한다. 또한, 비교기(U1)의 출력 신호(v4)는 저항(R2)을 통해 기준 전압(v2)으로 다시 결합된다. 이러한 방식으로, 비교기(U1)가 전압(v3)에서의 증가에 응답하여 턴오프하는 임계값이 약간 상승되어, 스위칭 히스테리시스가 생성된다. 이 히스테리시스의 크기와 이에 따른 비교기(U1)의 스위칭 주파수는 R2의 선택에 의해 영향을 받을 수 있다. 1 - 10 kHz 범위의 스위칭 주파수가 여기에서 효율적인 것으로 증명되었다. 이 펄스 모드에서 스위칭 요소(M1)를 동작시키는 것에 의해, 그리고 기준 전압(v2)이 동작 전압(UB)을 공급하는 라인에서의 손실에 독립적이기 때문에, 홀딩 브레이크(B)에서의 홀딩 전압을 매우 확실한 방식으로 그리고 가장 선호하는 점에 가깝게 설정하는 것이 가능하여, 홀딩 브레이크는 여전히 신뢰성 있게 해제되지만, 브레이크(B)의 전자석에서 불필요한 전력 소비가 발생하지 않는다. 또한, 브레이크(B)는 동작 전압이 더 낮은 홀딩 전압으로부터 시작하여 턴오프될 때, 빠르게 다시 결합된다.
그러나, 홀딩 브레이크(B)를 해제하기 위하여 회로 장치가 또한 초기에 완전한 동작 전압(UB)이 홀딩 브레이크(B)에 인가되는 것을 보장하여야 하기 때문에, 시작 커패시터(C8)는 동작 전압(UB)이 인가된 후에 스위칭 요소(M1)가 짧은 기간 동안 펄스 모드로 동작되지 않는 것을 보장한다. 이것은 동작 전압이 인가된 직후에 v3가 여전히 v2보다 낮기 때문이다. 따라서, 비교기(U1)는 도전성이 되며, 홀딩 브레이크(B)는 스위칭 요소(M1)를 통해 완전한 동작 전압(UB)을 공급받는다. 그 결과, -Vb에서 홀딩 브레이크(B)로부터 분기된 전위도 증가한다. 그 다음, 전류는 시작 커패시터(C8)로 흘러 이를 충전한다. v3는 대략 1초 후에 이 충전 과정이 완료될 때까지 기준 전압(v2) 아래로 유지된다; 즉, 펄스 동작이 아직 발생하지 않는다; 스위칭 요소(M1)는 영구적으로 닫힌 상태를 유지한다; 홀딩 브레이크(B)는 완전한 동작 전압(UB)을 공급받고, 따라서 가능한 가장 빠른 방식으로 해제된다.
시작 커패시터(C8)가 이러한 처음 1초 후에 완전히 충전된 때에만, v3가 v2 위로 증가하고, 전술한 펄스 동작이 시작한다. 홀딩 브레이크(B)에 걸친 전압은 이제 홀딩 전압으로 감소된다.
언급한 바와 같이, 스위칭 요소(M4)는 동작 전압(UB)이 인가되면 항상 도전성이 된다. 홀딩 브레이크(B)의 상부 단자(+Vb)가 이 스위칭 요소(M4)를 통해 상부 전위(24V)에 연결된다. 펄스 동작은 홀딩 브레이크(B))의 하부 단자(-Vb)를 하부 전위(0V)에 연결하는 스위칭 요소(M1)에 의해 유도된다. M1이 턴오프될 때마다, 프리휠링(free-wheeling)이 프리휠링 다이오드(D1)를 통해 발생한다.
동작 전압이 턴오프될 때, 홀딩 브레이크(B)는 가능한 한 빨리(수 초 이내에) 적용되는 것이 바람직하다. 이 목적으로, 홀딩 브레이크(B)의 전자석의 코일의 상대적으로 높은 인덕턴스 때문에 프리휠링 경로를 능동적으로 턴오프하는 것이 유익하다. 이것은 동작 전압(UB)이 인가될 때에만 도전성이 되고 따라서 동작 전압(UB)이 제거될 때 턴오프하는 스위칭 요소(M4)를 통해 달성된다. 그 다음, 홀딩 브레이크(B)에 저장된 에너지는 스위칭 요소(M4)와 병렬로 연결된 억제 다이오드(D4)에서 열적으로 소산된다. 이 스위칭 요소는 또한 "프리휠링 스위칭 요소(M4)"라 할 수 있다.
동작 전압(UB)을 턴오프함으로써 홀딩 브레이크(B)를 턴오프하는 동안, 방전 다이오드(D2)가 또한 사용된다. 이 방전 다이오드는, 홀딩 브레이크(B)가 짧은 기간 후에 다시 해제될 때 회로 장치의 완전한 기능이 다시 사용 가능하게 되도록, 커패시턴스(C1 및 무엇보다도 C8)를 방전시킨다. 전술한 바와 같이, 동작 전압(UB)을 턴온한 후에 시작 커패시터(C8)를 충전하는데 필요한 시간은 이에 대하여 중요하다. 시작 커패시터(C8)에서의 잔류 전하는 이 시간을 단축시킬 수 있고, 따라서 완전한 동작 전압(UB)이 홀딩 브레이크(B)에 여전히 인가되는 시간도 단축시킬 수 있다.
회로 장치의 입력에서, 배리스터(R21)는 간섭 펄스에 대한 전압 안정성을 증가시킨다. 커패시터(C4)와 함께, 이는 입력 전압을 안정화한다. 회로 장치의 클로킹된 동작 때문에, C4가 가능한 한 높은 커패시턴스를 가지는 것이 바람직할 것이다. 그러나, 전해 커패시터가 이의 불충분한 열적 안정성 때문에 모터 근처의 이 위치에서 사용될 수 없다. 대신에, 세라믹 커패시터가 사용된다.
회로 장치를 가능한 한 견고하게 만들기 위한 추가적인 조치로서, 비교기(U1)가 24V에서 0V로의 저저항 연결에 의해 영향을 받지 않도록 주의가 기울여졌다. R23 및 R16은 공급 전압에서의 빠른 증가 동안 고전류를 차단한다.

Claims (10)

  1. 전기 모터(M)의 전자기 홀딩 브레이크(B)에 상기 홀딩 브레이크(B)를 해제하기 위한 동작 전압(UB)과, 상기 홀딩 브레이크(B)를 해제된 위치에 유지하기 위하여 상기 동작 전압에 비하여 감소된 전압을 공급하는 회로 장치에 있어서,
    상기 동작 전압(UB)은 상기 모터(M) 및 상기 홀딩 브레이크(B)로부터 분리되어 배치된 제어 시스템(S)으로부터 공급되고, 상기 회로 장치는, 상기 모터(M) 내에 또는 상기 모터(M) 상에, 또는 상기 홀딩 브레이크(B) 내에 또는 상기 홀딩 브레이크(B) 상에 배치되고, 상기 홀딩 브레이크(B)가 해제된 후에 상기 감소된 전압을 상기 동작 전압(UB)과 독립적으로 고정된 값으로 조정하도록 맞추어진 전압 레귤레이터를 포함하고,
    상기 회로 장치는, 기준 전압(v2)을 상기 홀딩 브레이크(B)로부터 분기되고 전압 분배기(R4, R12)를 통해 사용 가능하게 되는 전압(v3)과 비교하고, 스위칭 요소(M1)를 제어할 수 있는 펄스 폭 변조 신호(v4)를 출력에서 생성하도록 맞추어진 비교기(U1)를 포함하고, 상기 동작 전압(UB)은 클로킹된 방식으로 상기 스위칭 요소(M1)를 통해 상기 홀딩 브레이크(B)에 인가되어 평균하여 상기 감소된 전압을 생성하고,
    상기 비교기(U1)는, 분기된 상기 전압(v3)에 대한 입력에서, 시작 커패시터(C8)가 충전될 때까지 상기 비교기(U1)의 출력에서 펄스 폭 변조 신호(v4)가 방출되지 않는 방식으로 상기 시작 커패시터(C8)에 연결되고, 그 결과, 상기 홀딩 브레이크(B)는 상기 동작 전압(UB)이 상기 회로 장치에 공급된 후에 완전한 상기 동작 전압(UB)을 초기에 공급받고; 상기 시작 커패시터(C8)는 상기 시작 커패시터(C8)를 충전하기 위한 시간이 상기 홀딩 브레이크(B)를 해제하도록 하는 크기를 갖는,
    회로 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 홀딩 브레이크(B)로부터 분기된 상기 전압(v3)은 평활 커패시터(C1)에 의해 삼각 전압으로 변환되는,
    회로 장치.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 비교기(U1)의 출력은 상기 기준 전압(v2)에 다시 결합되는,
    회로 장치.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 기준 전압(v2)은 제너 다이오드(D6)를 통해 상기 동작 전압(UB)으로부터 유도되는,
    회로 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 회로 장치에 어떠한 동작 전압(UB)도 인가되지 않으면, 방전 다이오드(D2)가 상기 시작 커패시터(C8)를 방전시키는,
    회로 장치.
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 회로 장치는 상기 동작 전압(UB)의 상위 전위(24V)를 기준 전위로서 사용하고, 상기 스위칭 요소(M1)는 상기 홀딩 브레이크(B)의 음의 단자를 상기 동작 전압(UB)의 하위 전위(0V)에 연결하는 n-채널 MOSFET으로서 구성되는,
    회로 장치.
  9. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 회로 장치에 어떠한 동작 전압(UB)도 인가되지 않으면, 프리휠링(free-wheeling) 스위칭 요소(M4)가 상기 홀딩 브레이크(B)를 통한 프리휠링 전류를 차단하는,
    회로 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    억제 다이오드(D4)가 상기 프리휠링 스위칭 요소(M4)와 병렬로 연결되는,
    회로 장치.
KR1020160087911A 2015-08-28 2016-07-12 회로 장치 KR102520791B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015216496.9 2015-08-28
DE102015216496.9A DE102015216496A1 (de) 2015-08-28 2015-08-28 Schaltungsanordnung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170026117A KR20170026117A (ko) 2017-03-08
KR102520791B1 true KR102520791B1 (ko) 2023-04-12

Family

ID=56096535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160087911A KR102520791B1 (ko) 2015-08-28 2016-07-12 회로 장치

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9847741B2 (ko)
EP (1) EP3142247B1 (ko)
JP (1) JP6681301B2 (ko)
KR (1) KR102520791B1 (ko)
CN (1) CN106487282B (ko)
DE (1) DE102015216496A1 (ko)
ES (1) ES2910663T3 (ko)
TW (1) TWI717359B (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI123506B (fi) * 2012-05-31 2013-06-14 Kone Corp Hissin käyttölaite sekä hissin turvajärjestely
EP3898477B1 (de) * 2018-12-20 2024-04-17 Inventio Ag Verfahren und bremssteuerung zum steuern einer bremse einer aufzuganlage
US11060700B2 (en) * 2019-09-30 2021-07-13 Guangzhou Haoyang Electronic Co., Ltd. Motor braking system of stage light
CN111425540A (zh) * 2020-03-06 2020-07-17 奥创动力传动(深圳)有限公司 一种电磁制动器控制装置
US12071119B2 (en) * 2021-02-24 2024-08-27 Textron Innovations Inc. Emergency vehicle braking using closed-loop pulsing

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014200161A (ja) * 2013-03-13 2014-10-23 パナソニック株式会社 制御装置の電源回路
WO2014174633A1 (ja) * 2013-04-25 2014-10-30 三菱電機株式会社 ブレーキ付モータ

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3779612A (en) * 1970-05-19 1973-12-18 Beka St Aubin Sa Trailer brake control system
JPS5023739B1 (ko) * 1970-06-16 1975-08-09
US3614565A (en) 1970-07-09 1971-10-19 Harnischfeger Corp Control for electromechanical brake
US3811526A (en) * 1972-07-20 1974-05-21 C Adahan Rate of change of velocity control system
US3842329A (en) * 1973-11-12 1974-10-15 Harnischfeger Corp Control for electromechanical brake having transistorized timing reset means
US3917029A (en) * 1974-05-10 1975-11-04 Armor Elevator Co Inc Transportation system with brake control and combined brake and field power supply
US4232910A (en) * 1976-04-12 1980-11-11 Motor Wheel Corporation Systems and methods for controlling trailer brakes as a function of trailer wheel rotation
GB1539210A (en) * 1976-09-14 1979-01-31 Girling Ltd Anti-skid system
DE2715870B2 (de) * 1977-04-09 1981-07-16 Carl Schenck Ag, 6100 Darmstadt Verfahren zur schnellen Veränderung des Bremsmomentes einer Wirbelstrombremse und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
US4196936A (en) * 1978-02-13 1980-04-08 Motor Wheel Corporation Trailer brake control system
US4398252A (en) * 1981-04-20 1983-08-09 Kelsey-Hayes Co. Electric controller having output power limiting circuit
US4460991A (en) * 1981-05-28 1984-07-17 Nippon Gakki Kabushiki Kaisha Pickup device for disc player
IT1156372B (it) * 1982-06-22 1987-02-04 Fiat Auto Spa Dispositivo di regolazione automatica della frequenza di attivazione di un tergicristallo per veicoli
US4787205A (en) * 1985-02-14 1988-11-29 Fontaine William G Vehicle brake system
US4841276A (en) * 1985-06-17 1989-06-20 Roy P. Abel Vehicle low speed warning system
US4733152A (en) * 1986-03-10 1988-03-22 Isco, Inc. Feedback system
JPS62244109A (ja) * 1986-04-16 1987-10-24 Toshiba Corp 電磁石装置のコイル駆動回路
US5278483A (en) * 1986-04-19 1994-01-11 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Motor brake with single free wheeling diode connected in parallel with only one partial coil of brake magnet coil
US4712841A (en) * 1986-11-19 1987-12-15 Allied Corporation Fail safe circuit for an anti-lock braking system modulator drive
US5217280A (en) * 1989-07-06 1993-06-08 Nartron Corporation Pressure sensitive signal device for vehicle brake pedal
US5352028A (en) * 1989-08-07 1994-10-04 Tekonsha Engineering Company Controller for electric braking systems
US5149176A (en) * 1989-08-07 1992-09-22 Tekonsha Engineering Company Controller for electric braking systems
US5050937A (en) * 1989-08-07 1991-09-24 Tekonsha Engineering Company Controller for electric braking systems
FR2655005B1 (fr) * 1989-11-27 1994-04-08 Andruet Jean Claude Dispositif de commande du frein de parc pour un vehicule automobile.
US5091680A (en) * 1990-02-06 1992-02-25 Seagate Technology, Inc. Motor brake circuit for magnetic disk drive system
TW301081B (ko) * 1995-08-02 1997-03-21 Hitachi Ltd
US6291952B1 (en) * 1997-08-25 2001-09-18 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Method and circuit arrangement for operating an electromagnetically actuated mechanical brake of an electric motor
DE19920307A1 (de) * 1999-05-03 2000-11-16 St Microelectronics Gmbh Elektrische Schaltung zum Steuern einer Last
JP4364554B2 (ja) * 2002-06-07 2009-11-18 株式会社ルネサステクノロジ スイッチング電源装置及びスイッチング電源システム
EP1445852B1 (de) * 2003-02-07 2012-09-26 Baumüller Nürnberg Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur aktiven Leistungsfaktorkorrektur
JP3856767B2 (ja) * 2003-05-07 2006-12-13 多摩川精機株式会社 ブレーキ付きモータ
CN2741948Y (zh) * 2004-05-24 2005-11-23 孔凡华 交流起重机调速的控制装置
EP1657815A1 (en) 2004-11-12 2006-05-17 Dialog Semiconductor GmbH Frequency stabilization technique for self oscillating modulator
JP4202384B2 (ja) * 2006-11-21 2008-12-24 ファナック株式会社 ブレーキ付きモータを駆動し制動するモータ駆動装置
JP4811952B2 (ja) * 2006-12-28 2011-11-09 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ 無励磁作動型電磁ブレーキ
EP2503682B1 (de) 2011-03-22 2013-09-25 Siemens Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014200161A (ja) * 2013-03-13 2014-10-23 パナソニック株式会社 制御装置の電源回路
WO2014174633A1 (ja) * 2013-04-25 2014-10-30 三菱電機株式会社 ブレーキ付モータ

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170026117A (ko) 2017-03-08
US20170063259A1 (en) 2017-03-02
ES2910663T3 (es) 2022-05-13
JP2017046576A (ja) 2017-03-02
JP6681301B2 (ja) 2020-04-15
TW201725848A (zh) 2017-07-16
CN106487282B (zh) 2021-03-02
TWI717359B (zh) 2021-02-01
US9847741B2 (en) 2017-12-19
DE102015216496A1 (de) 2017-03-02
EP3142247A1 (de) 2017-03-15
EP3142247B1 (de) 2022-03-23
CN106487282A (zh) 2017-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102520791B1 (ko) 회로 장치
US7898196B2 (en) Motor driving apparatus for driving and braking brake-equipped motor
TWI524639B (zh) 具有啟動激勵器之電力系統及其操作方法
CA2700275C (en) Apparatus and method for supplying power to a voltage- or current-releasing switching device
US10755881B2 (en) Circuit arrangement for operating electromagnetic drive systems
US20040051397A1 (en) Intelligent power distribution system with a selectable output voltage
EP2626993B1 (en) Switch mode power supply module and associated hiccup control method
US20130069567A1 (en) Circuit arrangement
US20200044587A1 (en) Adaptive hold current for electric motors
US20140043872A1 (en) Control device for a switching device with separate start-up and holding coils
JP5272083B2 (ja) ＋２８ｖ航空機における過渡電圧の抑制
JP6992014B2 (ja) Ｄｃ－ｄｃ電圧コンバータ回路を制御する制御システム
KR102667145B1 (ko) 전기 사용자 장치를 작동시키기 위한 장치, 사용자 장치 및 방법
CN108140510B (zh) 用于开关设备的电磁驱动器的控制装置
JP2016093008A (ja) ファン回転数制御回路およびそれを備える電源ユニット
JP2015035914A (ja) 負荷駆動装置
US11996762B2 (en) Starting circuit, actuation circuit, and method for supplying a voltage to a controller
US10937616B2 (en) Control device for an electromagnetic drive of a switchgear
CN114977148A (zh) 抱闸供电电路及用于驱动机器人制动器的抱闸供电方法
JPH10271612A (ja) 電気駆動機械のコンタクタ駆動制御装置
CN116998106A (zh) 马达控制装置
KR100703181B1 (ko) 멀티 출력전압 전원장치
SE1001198A1 (sv) En robotkontroller för att driva och bromsa en motor utrustad med en elektromagnetisk broms
JP2016165205A (ja) 制御装置
JPH09224397A (ja) ソレノイドコイル制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right