专利名称：驱动装置和制动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种驱动装置和制动器。
背景技术：
在DE 36 13 294中公开了一种用于电动机的可电磁操作的制动器。其中该制动器用单极电压运行。这样的直流电压制动器特别应用在包含电动机的驱动装置中。
在DE 101 46 896 A1中公开了一种驱动系统，该系统包含一个制动器和一个借助于一个输出级(Endstufe)得到供电的电动机。
在US 4090 117 A中公开了一种具有制动器的单相电容电动机，其中以交流电激励设计成静止制动器(Ruhebremse)的制动器的线圈，直接从电动机的供电线路获取所述交流电。
变换器包含至少一个输出级和一个按照脉冲宽度调制法工作的控制电子装置。
发明内容
本发明的目的是，提高工业用驱动装置中的可靠性。
根据本发明，所述目的在按照在权利要求1中给出的特征的驱动装置中来实现。
在该驱动装置中，本发明的主要特征是，驱动装置包含至少一个制动器和一个借助于供电线路与一输出级连接的电动机，其中由制动控制装置出发向制动器供电，其中为了给制动控制装置供电，该制动控制装置借助一电容器与供电线路连接。
这里优点是，制动控制装置的供电与供电线路的交流电压相关。因此输出级的工作原理、特别是还有包含输出级的变换器(Umrichter)、逆变器(Wechselrichter)或变流器(Stromrichter)的工作原理可以有利地与制动器的工作原理相结合。特别是由此可以实现一种安全制动器，该安全制动器当在输出级中或在上述设备中出现故障时使制动器下降(Einfallen)。即在出现故障时也可以有利地制动驱动装置。这特别也适用于电压消失、比如停电。本领域的技术人员可以对电容和制动控制装置以及制动器适当地选择参数，以在出现上述及其它故障时作出反应。
根据本发明的驱动装置包含至少一个制动器和一个电动机，由输出级通过供电线路向所述电动机馈给交流电，其中由制动控制装置出发向制动器供电，所述制动控制装置借助于至少一个电容与至少一个供电线路连接并从该线路中馈电。
在一个有利的设计方案中，输出级可以按脉冲宽度调制的方式运行。这里优点是，不仅可以给电动机供电而且也可以控制电动机，并且在反馈传感器信号或其它电气参数的情况下甚至还可以调节电动机。
在一个有利的设计方案中，当在供电线路上持续出现直流电压或零电压时制动器下降，也就是向电动机的转子轴或与转子轴连接的轴传递制动力矩。特别是在低于供电线路电位相应的时间曲线的临界最低频率时制动器下降，也就是向电动机的转子轴或与转子轴连接的轴传递制动力矩。这里优点是，由此可以实现按物理定律生效的高可靠性。因为如果不向制动控制装置供电，流经制动器的电磁铁的电流下降，抵抗磁力的弹力能够把制动衬片压向制动面。
代替低于一频率，制动器也可在低于供电线路电位的临界有效值的情况下下降，即向电动机的转子轴或与转子轴连接的轴传递制动力矩。这里优点是，对于引起所述故障的情况也可以预先设定可靠的断开/关闭。
在一个有利的设计方案中，制动器包含一个设计成单件或两件式的制动线圈。这里优点是，对于单件式的设计可以设想一种低成本的制动器，而对于两件式的制动线圈可以设想为一种时间上非常快速下降的制动线圈。此时，为此装备按照在DE 36 13 294中的制动控制装置起作用、但借助于电容器由供电线路供电的制动控制装置。
在根据本发明的制动器中主要特征是，所述制动器可以电磁地操作，其中制动器适合于借助于供电线路与输出级、特别是变换器、逆变器或类似转换器(Wandler)的输出级连接的电动机，其中制动器由制动控制装置供电，其中为了给制动控制装置供电，所述制动控制装置借助于至少一个电容器与供电线路连接。
在该制动器中优点是，该制动器是一个可电磁操作的制动器并且操作需要供电。在供电中断时，制动器下降并使机械地接合的电动机减速或者使其保持固定。只有当提供电力时，才可以抬起制动器。因此在紧急情况或出现故障的情况下、比如停电等情况、提高了驱动装置的可靠性。
由从属权利要求中得出其它的优点。
参考标号表1.输出级、三相2.电动机3.制动器4.制动控制装置C1电容器C2电容器C3电容器具体实施方式
下面根据附图详细说明本发明在
图1中示出一个根据本发明的驱动装置。其包含变换器的至少一个输出级1、一个具有附属制动控制装置4的制动器3和一个电动机2，如果制动器下降、也就是不抬起，则制动器将制动力矩传递到电动机的轴上、特别是电动机的转子轴或与该转子轴连接的轴上。输出级由用24V直流电压(DC)供电的控制电子装置控制致动。
变换器具有一个直流电压中间回路，由该回路向输出级1的开关供电。在采用脉冲宽度调制法的情况下，这样来控制致动输出级的开关，即以三相的脉冲宽度调制电压给电动机供电。为此变换器在其输出级的输出端上在任意时刻都提供一个三相电压指示值(Zeigerwert)，即三个施加到电动机的三个供电线路上的输出电位值。为了产生该值，输出级的开关对于每个脉冲宽度调制周期短时间地、分别以不同的时长使得与为输出级供电的所谓直流电压中间电路的不同电位连接或分离。在脉冲宽度调制周期上关于时间的平均值上产生希望的电位。
输出级设计成具有可靠的断开装置。这里这样设计所述可靠性，即在断开变换器的控制电子装置之后不能再产生旋转场并因此不会由于变换器的作用迫使转子旋转。由此可以可靠地断开输出级和功率级。根据本发明也可以按照DE 102 06 107 A1或按照DE 102 07 834 A1实施可靠的断开。可靠地断开输出级防止形成旋转场。但这也意味着不给制动控制装置供电。
制动控制装置4包含至少一个借助于电容器C1、C2、C3电容地从用于电动机的供电线路获得供电的整流器。利用由整流器产生的单极电压可以给制动器供电。和DE 36 13 294中一样，制动器设计成分成两部分的。
如果变换器的控制电子装置或其电压供电失灵或出现相应的故障或损坏，则电动机的供电功能不正常。特别是在这种情况下在电动机上存在三个持续直流电压或甚至零电压。这导致制动控制装置的供电中断，因为对于直流电压通过容性耦合不能传递能量。制动器的电磁绕组无电流通过并且制动器由此下降。通过弹簧元件的力引起这种下降，因为通电电磁铁此前的反作用力停止作用。
通过这种方式形成这样的安全制动器，当变换器不再无故障地工作时，所述安全制动器自动地或物理上绝对可靠地下降并且产生制动力矩。在无故障地工作时，在输出级和电动机之间的三个供电线路上始终存在交流电压，所述交流电压具有在大于1kHz的频率、特别是4kHz或8kHz或16kHz。在根据本发明的另外的实施例中，也可以设想采用频带，特别是上述频率周围/附近的频带。这里必须注意，即使在电动机是同步电动机或者由变换器将电动机调节到静止状态时，这样的交流电压也存在。因为这时也通过脉冲宽度调制产生三个线路的三个电位值或电压值。这里电位值或电压值始终是脉冲宽度调制周期上的平均值。
所述的直流电压或零电压不仅出现在所述故障的情况下，而且当需要电动机正常地停止运转时，也可能出现在正常运行中，例如在断开变换器时。
在根据本发明的另外的实施例中，制动器也可以设计成单件式的，其中此时仅有两条线路从制动控制装置4通至制动器3。
在根据本发明的另外的实施例中，电动机不是三相供电电动机而是两相供电的电动机。相应地需要较少的电容器给制动控制装置供电。
在根据本发明的另外的实施例中，设想采用磁阻电动机、异步电动机或同步电动机作为电动机。
在另一个按照图2的根据本发明的实施例中也可以仅设置一个电容器C1，而不是三个电容器C1、C2、C3。因此可采用较少的部件并可降低费用。
本发明也可以相应地应用于变流器。
权利要求
1.驱动装置，包含至少一个制动器和一个电动机，该电动机借助于供电线路与一个输出级连接，其中制动器由制动控制装置供电，其特征在于，为了给制动控制装置供电，制动控制装置借助于至少一个电容器与供电线路连接。
2.按照上述权利要求中至少一项的驱动装置，其特征在于，该装置包括变换器、逆变器或变流器的输出级。
3.按照上述权利要求中至少一项的驱动装置，其特征在于，输出级可以脉冲宽度调制地运行。
4.按照上述权利要求中至少一项的驱动装置，其特征在于，当在供电线路上持续出现直流电压或零电压时，制动器下降，即向电动机的转子轴或与转子轴连接的轴传递制动力矩。
5.按照上述权利要求中至少一项的驱动装置，其特征在于，在低于供电线路的电位的相应时间曲线的临界最低频率时，制动器下降，即向电动机的转子轴或与转子轴连接的轴传递制动力矩。
6.按照上述权利要求中至少一项的驱动装置，其特征在于，在低于供电线路的电位的临界有效值时，制动器下降，即向电动机的转子轴或与转子轴连接的轴传递制动力矩。
7.按照上述权利要求中至少一项的驱动装置，其特征在于，制动器包括设计成单件式的或两件式的制动线圈。
8.按照上述权利要求中至少一项的驱动装置，其特征在于，为了给制动控制装置供电，该制动控制装置在三相供电的情况下借助于三个电容器，而在两相供电的情况下借助于两个电容器与供电线路连接。
9.用于电动机的、可电磁控制的制动器，该电动机借助于供电线路与输出级连接、特别是与变换器、逆变器或类似转换器的输出级连接，其中制动器由制动控制装置供电，其特征在于，为了给制动控制装置供电，制动控制装置借助于至少一个电容与供电线路连接。
全文摘要
本发明涉及一种驱动装置，包含至少一个制动器和一个电动机，该电动机借助于供电线路与一个输出级连接，其中制动器由制动控制装置供电，对此为了给制动控制装置供电，制动控制装置借助于电容与供电线路连接。
文档编号H02K7/10GK1934777SQ200580008471
公开日2007年3月21日 申请日期2005年1月26日 优先权日2004年3月16日
发明者G·贝克尔, J·施密特 申请人:索尤若驱动有限及两合公司