[发明专利]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

说明书

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)。

技术领域

本发明一般涉及电动机的技术领域。本发明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。

背景技术

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(back electromotive force)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(motor contactor)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(express zone)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。

发明内容

本发明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。本发明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发明的目的。

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。