FR2836302A1

FR2836302A1 - DEVICE FOR DRIVING A BRAKE MOTOR, PARTICULARLY A MAGNET BRAKE FOR A SWITCHABLE ASYNCHRONOUS MOTOR, PARTICULARLY A THREE-PHASE ASYNCHRONOUS MOTOR

Info

Publication number: FR2836302A1
Application number: FR0302086A
Authority: FR
Inventors: Peter Hauselt; Martin Meinke
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2002-02-20
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2003-08-22
Also published as: DE10207141A1

Abstract

Pour indiquer un dispositif (1a -1 c) dont les dépenses de fabrication sont réduites, permettant une possibilité d'excitation indépendante d'un moteur frein (2), en particulier d'un aimant-frein (3), pour un moteur asynchrone, en particulier un moteur asynchrone triphasé (4), il est prévu de disposer au moins un semi-conducteur (5a, 5b 14) de puissance de commande sur le moteur asynchrone, afin d'activer ou de désactiver le moteur frein (2), en particulier l'aimant-frein (3), et que soit fournie une alimentation (L1, L2, L3) du semi-conducteur de puissance actionnable (5a, 5b, 14) par réseau, indépendante du couplage du moteur asynchrone, et que l'excitation du semi-conducteur de puissance actionnable (5a, 5b, 14) se produise, en fonction d'un transmetteur (6).To indicate a device (1a -1 c) whose manufacturing costs are reduced, allowing a possibility of independent excitation of a brake motor (2), in particular of a brake magnet (3), for an asynchronous motor , in particular a three-phase asynchronous motor (4), it is planned to have at least one semiconductor (5a, 5b 14) of control power on the asynchronous motor, in order to activate or deactivate the brake motor (2) , in particular the brake magnet (3), and that a power supply (L1, L2, L3) of the actuable power semiconductor (5a, 5b, 14) is supplied by network, independent of the coupling of the asynchronous motor, and that the excitation of the actuatable power semiconductor (5a, 5b, 14) occurs, depending on a transmitter (6).

Description

Dispositif d'excitation d'un moteur frein, en particulier d'un aimant-frein, pour un moteur asynchrone commutable, en particulier un moteur asynchrone triphasé. Device for exciting a brake motor, in particular a brake magnet, for a switchable asynchronous motor, in particular a three-phase asynchronous motor.

L'invention se rapporte à un dispositif d'excitation d'un moteur frein, en particulier d'un aimant-frein, pour un moteur asynchrone commutable, en particulier un moteur asynchrone triphasé. The invention relates to a device for exciting a brake motor, in particular a brake magnet, for a switchable asynchronous motor, in particular a three-phase asynchronous motor.

Pour un tel dispositif connu, un moteur, par ex. un moteur asynchrone, est équipé d'un moteur frein mécanique agissant selon le principe de la friction à sec. De son côté, le moteur frein présente, par exemple, au moins un levier de mâchoires, avec des mâchoires de frein et au moins un ressort de compression disposés dessus. Par au moins un axe aimant-frein sur lequel une tension est appliquée, le moteur frein peut être libéré du ressort de compression. La mise sous tension de l'aimant-frein se produit en même temps, selon les exigences en matière de mise en oeuvre, d'usage et de sécurité, que la mise sous tension du moteur. For such a known device, a motor, e.g. an asynchronous motor, is equipped with a mechanical brake motor acting on the principle of dry friction. For its part, the brake motor has, for example, at least one shoe lever, with brake shoes and at least one compression spring arranged thereon. By at least one magnet-brake axis on which a voltage is applied, the brake motor can be released from the compression spring. The energizing of the brake magnet occurs at the same time, according to the requirements in terms of implementation, use and safety, as the energizing of the motor.

Le but de la présente invention est d'indiquer un dispositif exigeant des dépenses de fabrication réduites, donnant une possibilité indépendante d'excitation d'un moteur frein, en particulier d'un aimant-frein, pour un moteur asynchrone, en particulier un moteur asynchrone triphasé. The aim of the present invention is to indicate a device requiring reduced manufacturing costs, giving an independent possibility of excitation of a brake motor, in particular a brake magnet, for an asynchronous motor, in particular a motor. three-phase asynchronous.

On y parvient, selon l'invention, par un dispositif caractérisé en ce qu'il comprend : - au moins un semi-conducteur de puissance pouvant être commandé pour activer ou désactiver le moteur frein, en particulier l'aimant-frein ; - une alimentation du côté réseau du semi-conducteur de puissance qui peut être commandé indépendante du couplage du moteur asynchrone ; - et une excitation du semi-conducteur de puissance qui peut être commandé en fonction d'un transmetteur. This is achieved, according to the invention, by a device characterized in that it comprises: - at least one power semiconductor which can be controlled to activate or deactivate the brake motor, in particular the brake magnet; - a supply on the network side of the power semiconductor which can be controlled independent of the coupling of the asynchronous motor; - and an excitation of the power semiconductor which can be controlled as a function of a transmitter.

La réduction des dépenses de fabrication rendue possible par l'invention est d'une part donnée par l'utilisation du semi-conducteur de puissance qui peut être commandé, puisqu'il s'agit Ici d'un élément compact et donc facile à mettre en oeuvre, et, d'autre part, en raison de l'économie d'un montage compliqué ainsi que du câblage qu'il entraîne, pour cela, une excitation du moteur frein, en particulier de The reduction in manufacturing costs made possible by the invention is on the one hand given by the use of the power semiconductor which can be controlled, since it is here a compact element and therefore easy to put on. on the other hand, and, on the other hand, because of the economy of a complicated assembly as well as of the wiring which it causes, for this, an excitation of the brake motor, in particular

l'aimant-frein, indépendante de la mise sous tension du moteur-et donc individuelle - est garantie. the brake magnet, independent of the powering up of the motor - and therefore individual - is guaranteed.

Avantageusement, le semi-conducteur de puissance est disposé dans ou sur le boîtier de connexions du moteur, de manière à prendre plus fortement en compte l'objectif de réduction des dépenses de fabrication et, au-delà, pour que soit réalisée une unité indépendante d'appareils pouvant être utilisée de manière décentraliséeet donc immédiatement sur le moteur-tout en restant autonome. Advantageously, the power semiconductor is placed in or on the motor connection box, so as to take more account of the objective of reducing manufacturing costs and, beyond, so that an independent unit is produced. devices can be used decentralized and therefore immediately on the engine - while remaining autonomous.

Avantageusement, le relais de contact est équipé d'une bobine à courant de découpage pouvant être affectée, de manière à ce qu'une réduction de la production de chaleur dans le boîtier de connexions du moteur soit assurée par la bobine excitée par impulsion. Advantageously, the contact relay is equipped with a chopping current coil which can be affected, so that a reduction in the production of heat in the motor connection box is ensured by the coil excited by pulse.

Avantageusement, le moteur asynchrone présente un circuit ou une alimentation et/ou le semi-conducteur de puissance qui peut être commandé, une excitation ou une alimentation par le réseau au moyen d'un courant de charge ou d'un bus de données, ce qui garantit un fonctionnement indépendant. Advantageously, the asynchronous motor has a circuit or a power supply and / or the semiconductor which can be controlled, an excitation or a power supply by the network by means of a load current or a data bus, this which guarantees independent operation.

Avantageusement, le semi-conducteur de puissance qui peut être commandé est conformé en un élément de courant continu, en particulier en redresseur, ce qui a pour résultat une intégration de la fonction de commutation et de la fonction de redressement dans un composant commun ; grâce à l'économie d'un élémentcommutateur redresseur-ainsi réalisée, la réduction de la dépense de fabrication est encore une fois prise en considération. Advantageously, the power semiconductor which can be controlled is shaped as a direct current element, in particular as a rectifier, which results in an integration of the switching function and the rectification function in a common component; thanks to the savings in a rectifier switch element thus achieved, the reduction in manufacturing expenditure is once again taken into account.

Avantageusement, la platine se présente comme un module plat, ce qui fait que celui-ci-en fonction des exigences et du domaine d'utilisation-peut être utilisé fondamentalement de la même manière, tant pour une disposition dans un tableau de distribution ou une armoire électrique, que pour un contacteur à moteur proche du moteur, voire intégré dans le moteur. Advantageously, the plate is presented as a flat module, which means that it - depending on the requirements and the field of use - can be used basically in the same way, both for an arrangement in a distribution board or a electrical cabinet, only for a motor contactor close to the motor, or even integrated in the motor.

De préférence : - un contacteur de moteur pouvant être placé dans/sur le boîtier de connexion du moteur pour le couplage asynchrone, en particulier asynchrone triphasé, - le semi-conducteur de puissance est conformé en thyristor ou en triac, Preferably: - a motor contactor which can be placed in / on the motor connection box for asynchronous coupling, in particular three-phase asynchronous coupling, - the power semiconductor is configured as a thyristor or triac,

- le semi-conducteur de puissance et/ou le transmetteur est placé sur une platine, - le transmetteur est conformé en opto-triac L'invention, ainsi que des modes de réalisations avantageux, sont expliquées par la suite, au moyen des exemples de réalisations représentés schématiquement sur le dessin ; on y voit : FIG 1 un premier dispositif selon la revendication 1, avec un thyristor comme semiconducteur de puissance qui peut être commandé, FIG 2 un second dispositif selon la revendication 1, avec un triac comme semiconducteur de puissance qui peut être commandé et FIG 3 une tranche d'un troisième dispositif selon la revendication 1 avec un redresseur semi-commandé comme semi-conducteur de puissance. - the power semiconductor and / or the transmitter is placed on a plate, - the transmitter is shaped as an opto-triac The invention, as well as advantageous embodiments, are explained below, by means of the examples of realizations represented schematically in the drawing; we see: FIG 1 a first device according to claim 1, with a thyristor as a power semiconductor which can be controlled, FIG 2 a second device according to claim 1, with a triac as a power semiconductor which can be controlled and FIG 3 a wafer of a third device according to claim 1 with a semi-controlled rectifier as a power semiconductor.

Dans la FIG 1 est présenté un premier dispositif 1 a pour l'excitation d'un moteur frein 2, en particulier d'un aimant-frein 3, pour un moteur asynchrone alimenté par le réseau, en particulier un moteur asynchrone triphasé 4. Le moteur frein 2 peut Ici être conformé en un frein à courant continu ou en un frein à courant alternatif Sur le moteur asynchrone est disposé au moins un premier semi-conducteur de puissance actionnable 5a, pour activer ou pour désactiver le moteur frein 2, en particulier l'aimant-frein 3. En cela, le premier semi-conducteur de puissance actionnable 5a présente une alimentation par le réseau indépendante de l'excitation du moteur asynchrone, laquelle assure une excitation individuelle du moteur frein 2. L'excitation du moteur frein 2 sert à ce que l'on nomme la "libération" de celui-cI, l'excitation individuelle du moteur frein 2 étant avantageuse, en particulier pour une libération, lorsque le moteur asynchrone est au repos ou pour un ralentissement du moteur synchronisé. In FIG 1 is presented a first device 1 a for the excitation of a brake motor 2, in particular of a brake magnet 3, for an asynchronous motor supplied by the network, in particular a three-phase asynchronous motor 4. The brake motor 2 can here be configured as a direct current brake or an alternating current brake On the asynchronous motor is arranged at least a first actuatable power semiconductor 5a, to activate or deactivate the brake motor 2, in particular the brake magnet 3. In this, the first actuatable power semiconductor 5a has a supply by the network independent of the excitation of the asynchronous motor, which ensures an individual excitation of the brake motor 2. The excitation of the brake motor 2 is used for what is called the "release" thereof, the individual excitation of the brake motor 2 being advantageous, in particular for a release, when the asynchronous motor is at rest or for a slowdown synchronized motor.

Le premier semi-conducteur de puissance qui peut être commandé 5a est, quant à lui, équipé d'une excitation dépendant d'un transmetteur 6. Le transmetteur 6 qui remplit la fonction d'un élément de commande est, par exemple, conformé en optotriac, relais, palpeur commutateur ou tout autre élément de ce genre. The first power semiconductor which can be controlled 5a is, for its part, equipped with an excitation dependent on a transmitter 6. The transmitter 6 which fulfills the function of a control element is, for example, shaped as optotriac, relay, touch probe or any other element of this kind.

Avantageusement, le premier semi-conducteur de puissance qui peut être commandé 5a, ainsi que le transmetteur 6, peuvent être disposés sur une platine 7 commune et, en particulier être réalisés comme module plat. Une commande Advantageously, the first power semiconductor which can be controlled 5a, as well as the transmitter 6, can be arranged on a common plate 7 and, in particular be made as a flat module. An order

prioritaire, par ex. une commande par programme enregistré, se trouve en relation fonctionnelle avec le transmetteur 6 et active ou désactive celui-ci en fonction du processus, au moyen d'un signal de commande 8. Comme moyen de transmission, on peut prévoir ici, par exemple, un bus de données 9 et, pour l'alimentation par le réseau L 1, L2, L3 du premier semi-conducteur de puissance qui peut être commandé 5a, ainsi que pour le couplage et l'alimentation par le réseau L 1, L2, L3 du moteur asynchrone, un bus de courant de charge 10. Il en va de même pour le deuxième dispositif 1 b, ainsi que pour le troisième dispositif 1 c, utilisables comme décrit à la FIG 2 ou à la FIG 3. priority, e.g. a command by recorded program is in functional relation with the transmitter 6 and activates or deactivates the latter as a function of the process, by means of a control signal 8. a data bus 9 and, for the supply by the network L 1, L2, L3 of the first power semiconductor which can be controlled 5a, as well as for the coupling and the supply by the network L 1, L2, L3 of the asynchronous motor, a load current bus 10. The same applies to the second device 1 b, as well as to the third device 1 c, which can be used as described in FIG 2 or in FIG 3.

Le premier dispositif 1 a présente un boîtier de connexions du moteur 11 disposé sur le moteur asynchrone, dans ou sur lequel est logé le premier semi-conducteur de puissance qui peut être commandé 5a. Dans le boîtier de connexions 11 du moteur, on peut, en plus, disposer un contacteur de moteur 12 qui présente, entre autres, un relais de contact 13 conformé, par ex., en un contacteur-disjoncteur ou en un relais. The first device 1 a has a motor connection box 11 arranged on the asynchronous motor, in or on which is housed the first power semiconductor which can be controlled 5a. In the motor connection box 11, it is also possible to have a motor contactor 12 which has, among other things, a contact relay 13 shaped, for example, into a contactor-circuit breaker or a relay.

Le relais de contact 13 est avantageusement actionné par une bobine à découpage qui permet également d'obtenir une diminution de la production de chaleur dans le boîtier de connexions 11 du moteur. Sur la base de cela, il est possible de disposer, dans le boîtier de connexions 11 du moteur, les différents éléments indispensables à une fonction autonome du premier dispositif 1 a. The contact relay 13 is advantageously actuated by a switching coil which also makes it possible to obtain a reduction in the production of heat in the connection box 11 of the motor. On the basis of this, it is possible to have, in the connection box 11 of the engine, the various elements essential for an autonomous function of the first device 1 a.

Selon la configuration du moteur frein 2 comme frein à courant continu ou à courant alternatif, le premier semi-conducteur de puissance 5a selon la FIG 1 est conformé en un élément de courant continu commutable, en particulier en redresseur commutable, et, spécialement, en un thyristor ou en second semi-conducteur de puissance 5b d'un second dispositif 1 b selon la FIG 2, comme élément de courant alternatif, en particulier en triac. Grâce à la constitution d'un semi-conducteur de puissance en élément de courant continu, un redresseur 14 semi-commandé, en variante aussi commandé, d'un troisième dispositif 1c, peut, selon la FIG 2, être utilisé. Selon la FIG 3, un premier et un second thyristor Q1 ou Q2 sont disposés en pont avec une première et une seconde diode D1 ou D2 près du redresseur 14 semicommandé. Dans la mesure où un moteur frein 2, rapidement incident est rendu nécessaire par les conditions de service, l'une des deux diodes D1, D2 peuvent être remplacées par un transistor de commutation avec excitation correspondante. According to the configuration of the brake motor 2 as a direct current or alternating current brake, the first power semiconductor 5a according to FIG 1 is shaped as a switchable direct current element, in particular as a switchable rectifier, and, especially, in a thyristor or second power semiconductor 5b of a second device 1b according to FIG 2, as an alternating current element, in particular in triac. By virtue of the constitution of a power semiconductor as a DC element, a semi-controlled rectifier 14, in a variant also controlled, of a third device 1c, can, according to FIG 2, be used. According to FIG 3, a first and a second thyristor Q1 or Q2 are arranged in bridge with a first and a second diode D1 or D2 near the semi-controlled rectifier 14. Insofar as a rapidly incident brake motor 2 is made necessary by the operating conditions, one of the two diodes D1, D2 can be replaced by a switching transistor with corresponding excitation.

Pour les différentes réalisations présentées plus haut, la réunion et l'intégration, en une unité fonctionnelle, de la fonction de commutation et de la fonction de redressement sont avantageuses, le cas échéant aussi sur une platine 7 commune, ce qui permet d'éviter un élément redresseur séparé, son montage ainsi que le câblage à l'élément de commutation et les connexions nécessaires. A la suite de cela, aucun élément redresseur n'est plus nécessaire sur le moteur asynchrone même, ce qui permet de gagner beaucoup de place ; par conséquent, pour les moteurs asynchrones ayant ce que l'on nomme une connexion'HAN-Drive', les connexions pour l'aimant-frein 3 sont directement connectées sur la commande du moteur. Dans le cas d'une solution intégrée au moteur, par ex. pour un démarreur de moteur 12, l'aimant-frein 3 est directement connecté sur l'unité d'excitation-le semiconducteur de puissance 5a, 5ab. For the various embodiments presented above, the combination and integration, into a functional unit, of the switching function and of the rectification function are advantageous, where appropriate also on a common plate 7, which makes it possible to avoid a separate rectifier element, its mounting as well as the wiring to the switching element and the necessary connections. As a result, no rectifier element is no longer necessary on the asynchronous motor itself, which saves a lot of space; therefore, for asynchronous motors having a so-called 'HAN-Drive' connection, the connections for the brake magnet 3 are directly connected to the motor control. In the case of a solution integrated into the engine, e.g. for a motor starter 12, the brake magnet 3 is directly connected to the excitation unit - the power semiconductor 5a, 5ab.

Les dispositifs 1 a à 1 c nommés ci-dessus peuvent trouver une utilisation dans une installation de manutention, un système de convoyage ou un dispositif de convoyage, comme, par exemple, dans une chaîne de transfert, un engin de levage, un ascenseur, un escalier mécanique ou tout autre système, dispositif, ou installation comparables. The devices 1 a to 1 c named above can find use in a handling installation, a conveying system or a conveying device, such as, for example, in a transfer chain, a lifting machine, an elevator, escalator or any comparable system, device, or installation.

L'invention expliquée ci-dessus peut se résumer comme suit : Pour indiquer un dispositif 1 b à 1 c dont les dépenses de fabrication sont réduites, permettant une possibilité d'excitation indépendante d'un moteur frein 2, en particulier d'un aimant-frein 3, pour un moteur asynchrone, en particulier un moteur asynchrone triphasé 4, il est prévu de disposer au moins un semi-conducteur 5a, 5b 14 de puissance de commande sur le moteur asynchrone, afin d'activer ou de désactiver le

moteur frein 2, en particulier l'aimant-frein 3, et que soit fournie une alimentation L 1, L2, L3 du semi-conducteur de puissance qui peut être commandé 5a, 5b, 14 par réseau, indépendante du couplage du moteur asynchrone, et que l'excitation du semi-conducteur de puissance qui peut être commandé 5a, 5b, 14 se produise, en fonction d'un transmetteur 6. Grâce à cela, une excitation du moteur frein 2 indépendante, voire alimentée par un bus de données, une économie de lignes, d'appareils de commutation et de commande ainsi qu'un ensemble compact et disposé directement sur le moteur asynchrone et, le cas échéant, intégré dans le boîtier de connexions 11 du moteur, peuvent avantageusement être obtenus.The invention explained above can be summarized as follows: To indicate a device 1b to 1c whose manufacturing costs are reduced, allowing a possibility of independent excitation of a brake motor 2, in particular of a magnet brake 3, for an asynchronous motor, in particular a three-phase asynchronous motor 4, provision is made to have at least one semiconductor 5a, 5b 14 of control power on the asynchronous motor, in order to activate or deactivate the

brake motor 2, in particular the brake magnet 3, and that a power supply L 1, L2, L3 of the power semiconductor is provided which can be controlled 5a, 5b, 14 by network, independent of the coupling of the asynchronous motor, and that the excitation of the power semiconductor which can be controlled 5a, 5b, 14 occurs, as a function of a transmitter 6. Thanks to this, an excitation of the brake motor 2 independent, or even supplied by a data bus , an economy of lines, switching and control apparatus as well as a compact assembly and arranged directly on the asynchronous motor and, if necessary, integrated in the connection box 11 of the motor, can advantageously be obtained.

Claims

CLAIMS 1. Device (1a-1c) for exciting a brake motor (2), in particular a brake magnet (3), for a switchable asynchronous motor, in particular a three-phase asynchronous motor (4) characterized in what it includes: - at least one power semiconductor that can be controlled to activate or deactivate the brake motor (2), in particular the brake magnet (3); - a supply on the network side (L 1, L2, L3) of the power semiconductor which can be controlled (5a, 5b, 14) independent of the coupling of the asynchronous motor; - And an excitation of the power semiconductor which can be controlled (5a, 5b, 14) as a function of a transmitter (6).

2. Device according to claim 1, characterized in that it comprises: - a motor connection box (11) disposed on the asynchronous motor; - an arrangement of the power semiconductor which can be controlled (5a, 5b 14) in / on the motor connection box (11).

3. Device according to claim 2, characterized in that it comprises: - a motor contactor (12) which can be placed in / on the motor connection box (11) for coupling the asynchronous motor, in particular the motor three-phase asynchronous (4).

4. Device according to claim 3, characterized in that: - the motor contactor (12) is configured as a contact relay (13), in particular as a contactor-circuit breaker.

5. Device according to claim 3 and / or 4, characterized in that it comprises: - a switching coil actuating the contact relay (13).

6. Device according to claim 1 and / or 2, characterized in that it comprises: - a coupling or a supply (l1, L2, L3) of the asynchronous motor and / or an excitation or even a network supply (l1, L2, L3) of the power semiconductor which can be controlled (5a, 5b 14) by a load current or a data bus (10 and 9).

7. Device according to one of the above claims, characterized in that: - the brake motor (2) is configured as a three-phase brake motor.

8. Device according to one of the above claims, characterized in that: - the power semiconductor which can be controlled (5a, 5b 14) is shaped into a DC element, in particular as a rectifier bridge ( 14).

9. Device according to one of the above claims, characterized in that: - the power semiconductor which can be controlled (5a, 5b 14) is shaped as a thyristor or a triac.

10. Device according to one of the above claims, characterized in that: - the power semiconductor which can be controlled (5a, 5b 14) and / or the transmitter (6) is placed on a plate (7 )

11. Device according to claim 10, characterized in that: - the plate is shaped as a flat module.

12. Device according to one of the above claims, characterized in that: - the transmitter (6) is shaped into opto-triac.

13. Use of the device according to one of the above claims in a handling installation.