用于永磁电动机的动态制动的布置和方法和利用其的电梯技术

提供了一种用于永磁电动机(1)的动态制动的布置(10)和方法，以及利用其的电梯(100)。布置(10)包括相对于多个电动机绕组(2A‑2C)的数量的相应数量的相臂(4A‑4C)和输入连接器(3A‑3C)，其中输入连接器(3A‑3C)中的每一个耦合到相臂(4A‑4C)中的相应一个。相臂(4A‑4C)中的至少一些包括至少两个半导体器件(7A，8A；7B，8B；7C，8C)。相臂(4A‑4C)的第二端子(42)彼此连接，其中布置(10)包括若干配置用于在多个电动机绕组(2A‑2C)中的每个之间形成短路的半导体开关(5；7A‑7C；8A‑8C)。

Arrangement and method of dynamic braking for permanent magnet motor and elevator using it

An arrangement (10) and a method for dynamic braking of a permanent magnet motor (1) and an elevator (100) using the same are provided. The arrangement (10) includes a corresponding number of phase arms (4a \u2011 4C) and input connectors (3a \u2011 3C) relative to the number of multiple motor windings (2a \u2011 2C), wherein each of the input connectors (3a \u2011 3C) is coupled to the corresponding one of the phase arms (4a \u2011 4C). At least some of the phase arms (4a \u2011 4C) include at least two semiconductor devices (7a, 8A; 7b, 8b; 7C, 8C). The second terminals (42) of the phase arms (4a \u2011 4C) are connected to each other, wherein the arrangement (10) includes a number of semiconductor switches (5; 7a \u2011 7C; 8A \u2011 8C) configured to form a short circuit between each of the plurality of motor windings (2a \u2011 2C).

【技术实现步骤摘要】
用于永磁电动机的动态制动的布置和方法和利用其的电梯
本专利技术一般涉及电动机的
本专利技术尤其然而并非排他地涉及用于移动电梯轿厢的电梯的永磁电动机，以及电动机的动态制动。
技术介绍
通过在电动机的绕组(windings)之间形成短路状况来实现永磁电动机的动态制动。通过使绕组短路，可以利用电动机的反电动势(backelectromotiveforce)来抵抗转子的运动，并因此用于电动机的动态制动。已知动态制动通过使用诸如电动机接触器(motorcontactor)的机械开关来实现。接触器可以布置为引起电动机绕组之间的短路，并因此引起反电动势使电动机减速。用于动态制动的接触器必须选择为承受电动机电流并且能够连接和/或切断这种电流。这些接触器往往很大并且成本高。此外，包括移动部件的接触器具有一定的有限寿命，并且必须在一些相对较少数量的操作之后进行更换。在电梯中，需要额外的措施来在某些情况下制动永磁电动机。在维护期间，维修技术员可能需要在没有电力驱动器操作电动机的情况下通过手动操作机械制动器来降低轿厢。如果无法降低电动机速度，则存在以高速在终点突然停止的风险。在高层电梯中，如果轿厢停在诸如快速区(expresszone)的困难位置，则移动距离可能很长。机械制动器同时与动态制动器的组合能产生应该避免的过度减速。在全速时主电源断电或紧急停止期间是应当考虑利用动态制动器的情形。因此，需要开发用于永磁电动机的动态制动的解决方案，与现有解决方案相比，该解决方案更便宜、适合更小的空间并且具有更长的寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于永磁电动机的动态制动的布置和方法，以及利用其的电梯。本专利技术的另一个目的是该布置、方法和电梯提供用于永磁电动机的动态制动的可靠装置，而不需要机械开关，并且因此不需要移动部件。通过各个独立权利要求所限定的布置、方法和电梯达到了本专利技术的目的。根据第一方面，提供了一种用于包括多个电动机绕组的永磁电动机的动态制动的布置。所述布置包括相对于多个电动机绕组的数量的对应数量的相臂和输入连接器。输入连接器中的每一个耦合到相臂中的相应一个，并且相臂的第二端子彼此连接。相臂中的每一个包括至少两个串联连接的半导体器件，例如半导体二极管或开关。输入连接器中的每一个连接在所述至少两个串联连接的半导体器件之间，并且相臂的第一端子彼此连接。所述布置包括若干半导体开关，这些半导体开关配置用于在多个电动机绕组中的每个之间形成短路。相臂的第一端子和相臂的第二端子进一步彼此电连接。优选地，可以经由进一步的电连接来布置短路。术语“半导体器件”在这里是指利用半导体材料的性质的器件。半导体器件具体地可以是但不限于例如半导体二极管或半导体开关。此外，利用其性质的半导体材料可以是例如硅、碳化硅、锗和砷化镓，或者有机半导体材料。术语“半导体开关”在这里是指可以控制其操作的半导体器件，特别是与通过器件的电流的传导有关的操作。半导体开关具体地可以是但不限于例如晶闸管、栅极可关断晶闸管、集成栅极换向晶闸管(IGCT)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、碳化硅(SiC)MOSFET、双向三极晶闸管、结栅极场效应晶体管(JFET)或SIC-JFET。此外，相臂的两个串联连接的器件可以是配置用于在多个电动机绕组之间形成短路的半导体开关。相臂中的每个的两个串联连接的半导体器件中的至少一个可以是配置用于在多个电动机绕组之间形成短路的若干半导体开关中的一个。所述至少两个串联连接的半导体器件可以是二极管，并且相臂的第一和第二端子之间的进一步的电连接可以配置为通过配置成用于在多个电动机绕组之间形成短路的若干半导体开关中的一个来布置。相臂的第一端子和第二端子可以通过电阻器彼此电连接或者配置为通过例如与若干半导体开关中的一个或几个串联连接的电阻器彼此电连接。电阻器和/或若干半导体开关中的一个或几个可以优选地布置成相臂的端子之间的进一步的电连接。两个串联连接的半导体器件中的每一个可以是以下类型的器件中的一个：二极管、晶闸管、栅极可关断晶闸管、集成栅极换向晶闸管(IGCT)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、碳化硅(SiC)MOSFET、双向三极管晶闸管、结栅极场效应晶体管(JFET)或SIC-JFET。所述若干半导体开关可以是以下类型的半导体开关中的一个：晶闸管、栅极可关断晶闸管、集成栅极换向晶闸管(IGCT)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、碳化硅(SiC)MOSFET、双向三极晶闸管、结栅极场效应晶体管(JFET)、SiC-JFET。根据另一个第一方面，提供了一种用于包括多个电动机绕组的永磁电动机的动态制动的布置。所述布置包括相对于多个电动机绕组的数量的对应数量的相臂和输入连接器。输入连接器中的每一个耦合到相臂中的相应一个，并且相臂的第二端子彼此连接。至少第一数量的相臂包括具有耦合在相臂的第一和第二端子之间的相应的反并联半导体器件的至少两个反串联连接的半导体开关，其中第一数量比多个电动机绕组的数量少一个。包括所述开关的相臂中的每个的具有相应的反并联半导体器件的至少两个反串联连接的半导体开关配置成用于在多个电动机绕组之间形成短路。所述相应的反并联半导体器件可以是与半导体开关反并联连接的单独的半导体器件，例如二极管或IGBT，或者与半导体开关反并联的本征器件，例如在具有本征续流二极管的MOSFET半导体开关的情况下。相臂的第一数量可以优选地与多个电动机绕组的数量相同或至少与多个电动机绕组的数量相同。输入连接器中的每一个可以耦合在具有相应的反并联半导体器件的两个反串联连接的半导体开关之间。所述输入连接器中的每一个可以耦合到相臂中的相应一个的第一端子。所述输入连接器中的每一个可以耦合到相臂中的相应一个的第一端子，并且相臂的第二端子可以耦合到三电平逆变器的中性点(N)。此外，相应的反并联连接的半导体器件可以是二极管或半导体器件。因此，可以存在诸如续流二极管的与相臂的半导体开关反并联连接的二极管，或者与相臂的半导体开关反并联的另一半导体开关，从而形成双向导通的半导体开关器件或布置。根据第二方面，提供了一种在紧急状况下用于电梯的永磁电动机的动态制动的方法。永磁电动机包括多个电动机绕组，并且耦合到电梯的电梯轿厢以移动电梯轿厢。该方法包括：-检测紧急状况，和-通过根据第一方面中的任一个的布置使多个电动机绕组短路。根据第三方面，提供了一种电梯。电梯包括根据第一方面中的任一个的布置和包括多个电动机绕组的永磁电动机。永磁电动机耦合到电梯轿厢并被布置为移动电梯轿厢。所述布置通过该布置的输入连接器耦合到多个电动机绕组。电梯包括电梯控制单元，电梯控制单元至少配置为检测电梯的紧急状况并且控制该布置短路电动机绕组以用于电动机的动态制动。电梯可以包括用于操作电动机的电驱动器。电驱动器可以是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于包括多个电动机绕组(2A-2C)的永磁电动机(1)的动态制动的布置(10)，其中所述布置(10)包括相对于多个电动机绕组(2A-2C)的数量的相应数量的相臂(4A-4C)和输入连接器(3A-3C)，其中所述输入连接器(3A-3C)中的每一个耦合到所述相臂(4A-4C)中的相应一个，并且所述相臂(4A-4C)的第二端子(42)彼此连接，/n其特征在于，/n所述相臂(4A-4C)中的每一个包括至少两个串联连接的半导体器件(7A，8A；7B，8B；7C，8C)，其中所述输入连接器(3A-3C)中的每一个连接在所述至少两个串联连接的半导体器件(7A，8A；7B，8B；7C，8C)之间，并且所述相臂(4A-4C)的第一端子(41)彼此连接，并且所述布置(10)包括配置成用于在多个电动机绕组(2A-2C)中的每个之间形成短路的若干半导体开关(5；7A-7C；8A-8C)，并且其中所述相臂(4A-4C)的第一端子(41)和所述相臂(4A-4C)的第二端子(42)进一步彼此电连接。/n

【技术特征摘要】
20180514 EP 18171972.51.一种用于包括多个电动机绕组(2A-2C)的永磁电动机(1)的动态制动的布置(10)，其中所述布置(10)包括相对于多个电动机绕组(2A-2C)的数量的相应数量的相臂(4A-4C)和输入连接器(3A-3C)，其中所述输入连接器(3A-3C)中的每一个耦合到所述相臂(4A-4C)中的相应一个，并且所述相臂(4A-4C)的第二端子(42)彼此连接，
其特征在于，
所述相臂(4A-4C)中的每一个包括至少两个串联连接的半导体器件(7A，8A；7B，8B；7C，8C)，其中所述输入连接器(3A-3C)中的每一个连接在所述至少两个串联连接的半导体器件(7A，8A；7B，8B；7C，8C)之间，并且所述相臂(4A-4C)的第一端子(41)彼此连接，并且所述布置(10)包括配置成用于在多个电动机绕组(2A-2C)中的每个之间形成短路的若干半导体开关(5；7A-7C；8A-8C)，并且其中所述相臂(4A-4C)的第一端子(41)和所述相臂(4A-4C)的第二端子(42)进一步彼此电连接。


2.根据权利要求1所述的布置(10)，其中所述相臂(4A-4C)中的每个的两个串联连接的半导体器件(7A-7C；8A-8C)中的至少一个是配置成在多个电动机绕组(2A-2C)之间形成短路的所述若干半导体开关(5；7A-7C；8A-8C)中的一个。


3.根据权利要求1所述的布置(10)，其中所述相臂(4A-4C)中的每一个的所述至少两个串联连接的半导体器件(7A，8A；7B，8B；7C，8C)是半导体二极管，并且，所述相臂(4A-4C)的第一端子(41)和第二端子(42)之间的进一步电连接配置成通过配置成用于在多个电动机绕组(2A-2C)之间形成短路的若干半导体开关(5)中的一个来布置。


4.根据前述权利要求中任一项所述的布置(10)，其中所述相臂(4A-4C)的第一端子(41)和第二端子(42)彼此电连接，或配置为通过电阻器(9)彼此电连接。


5.根据前述权利要求中任一项所述的布置(10)，其中，所述两个串联连接的半导体器件(7A-7C；8A-8C)中的每一个是以下类型的组件之一：二极管、晶闸管、栅极可关断晶闸管、集成栅极换向晶闸管(IGCT)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、碳化硅(SiC)MOSFET、双向三极管晶闸管、结栅极场效应晶体管(JFET)、或SIC-JFET。


6.根据前述权利要求中任一项所述的布置(10)，其中所述若干半导体开关(5；7A-7C；8A-8C)是以下类型的半导体开关之一：晶闸管、栅极可关断晶闸管、集成栅极换向晶闸管(IGCT)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、碳化硅(SiC)MOSFET、双向三极晶闸管、结栅极场效应晶体管(JFET)、SiC-JFET。


7.一种用于包括多个电动机绕组(2A-2C的)永磁电动机(1)的动态制动的布置(10)，其中所述布置(10)包括相对于多个电动机绕组(2A-2C)的数量的相应数量的相臂(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：M帕基宁，
申请(专利权)人：通力股份公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI