BR9811340B1

BR9811340B1 - processo e disposição de circuito para a operação de um freio mecánico ativável eletromagneticamente de um motor elétrico.

Info

Publication number: BR9811340B1
Application number: BRPI9811340-2A
Authority: BR
Inventors: Jorg Roth-Stielow; Josef Schmidt
Priority date: 1997-08-25
Filing date: 1998-08-25
Publication date: 2012-02-07
Also published as: BR9811340A; WO1999010975A1; EP1008232B1; DE59810099D1; EP1008232A1; US6291952B1; DE29822291U1; AU9265098A

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção: "PROCESSO E DISPOSIÇÃO DE CIRCUITO PARA A OPERAÇÃO DE UM FREIO MECÂNICO ATIVÁVEL ELETROMAGNETICAMENTE DE UM MOTOR ELÉTRICO".

A invenção se refere a um processo e a uma disposição de circuito para a operação de um freio mecânico eletromagneticamente ativável de um motor elétrico, especialmente de um motor de engrenagem.

Máquinas elétricas, especialmente motores elétricos, podem ser muito bem controlados em relação à sua velocidade de rotação. Um meio conhecido para melhorar a capacidade de controle é prover freios mecânicos, os quais podem ser liberados ou elevados através de uma disposição eletromagnética. Durante a operação do motor elétrico se estabelece corrente em uma bobina de excitação do freio mecânico ativado eletromagneticamente, juntamente com o motor elétrico. No estado sem corrente, o motor elétrico é firmemente retido em virtude de uma força de mola que atua no freio.

Além disto, um meio conhecido de fornecer energia a motores elétricos é a partir de uma rede de corrente trifásica ou alternada. Na utilização de uma bobina de excitação a ser operada com corrente continua são utilizados, por conseguinte, transformadores e

retificadores. Em virtude das tensões de operação mundialmente distintas de redes de corrente trifásica e alternada, o equipamento é produzido e comercializado em uma multiplicidade de variantes com bobinas de excitação para distintas tensões de operação. Pela mesma razão, e também produzida uma multiplicidade de distintas disposições de circuito para retificadores. Para se obter uma redução de custos por meio de maiores números de produção, já existem intenções de se utilizar uma disposição de circuito para retificadores que pode ser operada sob várias classes de tensão mundialmente usadas. Todavia, visto que a amplitude da tensão unipolar produzida pela disposição de circuito depende da intensidade da tensão alternada, a bobina de excitação do freio mecânico eletromagneticamente ativável, respectivamente, deve ser selecionada para ser inteiramente compatível com a tensão de rede disponível no local de uso do freio.

A invenção tem como objetivo aperfeiçoar um processo e uma disposição de circuito para a operação de um freio mecânico eletromagneticamente ativável, de um motor elétrico, especialmente de um motor de engrenagem, de modo que o mesmo tipo de uma bobina de excitação pode ser usado em redes de corrente alternada ou trifásica com tensões de distinta intensidade.

Este objetivo é alcançado por meio de um processo de acordo com a reivindicação 1 e por meio de uma disposição de circuito de acordo com a reivindicação 21.

A invenção se trata, por conseguinte, de um processo para a operação de um freio mecânico eletromagneticamente ativável, de um motor elétrico, especialmente um motor de engrenagem, com uma bobina de excitação para a ativação, especialmente para elevar o freio, e com uma rede de tensão alternada, a qual fornece uma tensão de rede com um período de corrente alternada, sendo que a bobina de excitação apresenta uma constante de tempo correspondendo a um quociente entre uma indutividade de bobina e uma resistência de bobina ôhmica.

Para a operação do freio em tensões de rede de uma ampla faixa de tensão, uma tensão unipolar que varia com um período de tempo é gerada por meio de uma fonte de tensão.

A tensão unipolar, em um primeiro segmento de tempo do seu período, é positiva e diferente de zero e neste primeiro segmento de tempo apresenta um valor máximo e, em um segundo segmento de tempo do período de tempo é zero ou ao menos de aproxima de zero.

Um circuito de corrente para uma corrente de excitação desde a fonte de tensão para a bobina de excitação é aberto essencialmente no início do primeiro segmento de tempo.

O circuito de corrente é novamente bloqueado em um instante determinado no interior do primeiro segmento de tempo, sendo que o instante determinado é selecionado de tal maneira, que a corrente de excitação não ultrapasse um valor máximo pré-determinado.

Durante um intervalo de tempo, no qual a bobina de excitação é permanentemente excitada ou deve ser permanentemente excitada, a liberação e bloqueio do circuito de corrente são repetidos em cada período de tempo.

De preferência, a tensão unipolar é gerada por meio de uma unidade de retificador na fonte de tensão, que age em uma tensão de rede monofásica da rede de tensão alternada, de modo que o primeiro segmento de tempo cobre quase todo o período de corrente alternada, de modo que o segundo segmento é muito curto, sendo que o período de tempo corresponde à metade do período de corrente alternada.

Alternativamente, o primeiro e o segundo segmentos, cada, podem corresponder à metade do período de tempo bem como à metade do período de corrente alternada.

De preferência, o circuito de corrente é controlado através de eletrodos de corrente principal de uma válvula de via única, ligável e desligável através de um elemento controlado, o circuito de corrente sendo aberto por meio da ligação da válvula de via única e bloqueado através do desligamento da válvula de via única. Enquanto a válvula de via única está desligada, uma corrente de descarga da bobina de excitação é conduzida por meio de um circuito livre paralelo à bobina de excitação com um curso de tempo diminuído, o qual corresponde essencialmente à constante de tempo da bobina de excitação.

O circuito de corrente, então, é aberto, quando a tensão unipolar, partindo de zero, alcança pela primeira vez um valor de limiar positivo que é substancialmente menor do que o valor máximo.

Em uma primeira forma de realização da invenção, a corrente de excitação é medida e o circuito de corrente, então, é bloqueado, quando a corrente de excitação atingir pela primeira vez um primeiro valor máximo de limiar pré- determinado, ao aumentar a partir de valores mais baixos após o circuito de corrente ser aberto.

Em uma segunda forma de realização da invenção, a tensão unipolar é medida e a sua integral é obtida conforme a voltagem unipolar aumenta a partir de zero durante o primeiro segmento de tempo, sendo que o circuito de corrente é, então, bloqueado, após uma liberação do circuito de corrente, quando este valor integral gradualmente crescente atingir um segundo valor máximo de limiar pré-determinado, o qual é especificado de maneira que a corrente de excitação não ultrapasse um nivel máximo pré-determinado.

Em uma terceira forma de realização da invenção, a tensão unipolar é medida e através de um elemento de retardo de primeira ordem é obtido um primeiro valor de medição ponderado da tensão unipolar, sendo que o circuito de corrente é, então, bloqueado, quando este primeiro valor de medição ponderado ultrapassar pela primeira vez um terceiro valor máximo de limiar pré-determinado após uma liberação precedente do circuito de corrente, provindo de valores de corrente de excitação mais baixos. Neste caso, uma constante de tempo do elemento de retardo é ajustada para corresponder essencialmente à duração do primeiro segmento de tempo e o terceiro valor máximo de limiar é pré-determinado de tal maneira, que a corrente de excitação não ultrapasse um valor máximo pré-determinado.

Em uma quarta forma de realização da invenção, uma tensão que se estabelece ao longo da bobina de excitação é medida e através de um elemento de retardo de primeira ordem é formado um segundo valor de medição ponderado desta tensão, sendo que o circuito de corrente é, então, bloqueado, quando o segundo valor de medição atingir um quarto valor máximo de limiar pré-determinado, pela primeira vez após uma liberação precedente do circuito de corrente, provindo de valores de corrente de excitação menores, sendo que uma constante de tempo do elemento de retardo de primeira ordem é selecionada substancialmente em correspondência à constante de tempo da bobina de excitação e, de preferência, tem ao menos o dobro do comprimento do período de tempo da tensão unipolar e sendo que o quarto valor máximo de limiar é de tal maneira pré-determinado, que a corrente de excitação não ultrapasse um valor máximo pré-determinado. Aqui, por assim dizer, é "reproduzida" a corrente que flui através da bobina de excitação, de modo que não é necessária uma medição de corrente direta. Isto reduz o dispêndio de circuitos. Por meio destas formas de realização, a corrente que flui através da bobina de excitação é ajustada para um valor, o qual corresponde às exigências do freio.

De preferência, da primeira até quarta formas de realização da invenção, o valor máximo de limiar pré- determinado é alterado na dependência de um estado de operação do freio, especialmente dependendo se o freio está sendo elevado ou se está sendo mantido em estado elevado, de modo que o estado de operação do freio (sendo elevado ou conservado elevado) seja levado em consideração. De preferência, no inicio de uma ativação da corrente pela primeira vez para elevar o freio por um intervalo de elevação, o valor máximo de limiar pré-determinado é reajustado para um valor mais elevado do que na conservação, de modo que a elevação seja acelerada. De preferência, neste caso, o intervalo de elevação é maior ou igual à constante de tempo da bobina de excitação ou tem ao menos o dobro da duração do período de tempo da tensão unipolar.

Na utilização da válvula de via única para prover a proteção contra sobretensões transientes, a válvula de via única, independentemente de outras indicações de controle, é sempre ligada, quando uma tensão entre seus eletrodos de corrente principal, quando uma sobretensão transiente ultrapassar um valor de limite de sobretensão, o qual é maior do que o valor máximo previsto em operação normal da tensão unipolar, de modo que a sobretensão é suprimida através da bobina de excitação.

Além disto, a válvula de via única é então ligada, quando no elemento controlado se estabelecer uma tensão positiva e, desligada quando no elemento controlado se estabelece uma tensão negativa ou uma tensão zero, sendo que para a ligação da válvula de via única, a tensão unipolar é conduzida ao elemento controlado através de ao menos uma resistência ôhmica e a tensão de controle positiva é, de preferência, limitada através de um pólo duplo.

Nos dois casos, o elemento controlado, para o desligamento da válvula de via única, é curto-circuitado através de ao menos uma resistência ôhmica e de uma chave eletrônica.

O intervalo de elevação acima mencionado, durante o qual a corrente é aumentada conforme o freio é elevado, é comandado por meio de um componente de tempo, de tal maneira que o intervalo de elevação comece quando por meio da ligação da tensão de rede da rede de tensão alternada, para elevar o freio, a tensão unipolar atingir pela primeira vez um valor de limiar pré-determinado, o qual é substancialmente menor do que o valor máximo.

Na segunda forma de realização da invenção, o valor integral durante o segundo segmento de tempo é restabelecido para zero. Na quarta forma de realização da invenção, o elemento de retardo de primeira ordem, durante uma liberação do circuito de corrente, é ligado à tensão que se estabelece ao longo da bobina de excitação e durante um bloqueio do circuito de corrente, do lado da entrada, é curto- circuitado através de uma chave eletrônica.

Em relação ao dispositivo, a invenção se trata de uma disposição de circuito para a operação de um freio mecânico eletromagneticamente ativável, de um motor elétrico, especialmente motor de engrenagem, em tensões de rede de uma ampla faixa de tensão, abrangendo:

uma bobina de excitação com bornes de conexão, a qual apresenta uma constante de tempo correspondendo a um quociente entre uma indutividade de bobina e uma resistência de bobina ôhmica, para a ativação, especialmente para a elevação do freio;

uma rede de tensão alternada, a qual emite uma tensão de rede com um período de corrente alternada;

uma fonte de tensão para a geração de uma tensão unipolar que varia com um período de tempo, a qual, em um primeiro segmento de tempo do período de tempo, é positiva e diferente de zero e neste primeiro segmento de tempo apresenta um valor máximo e, em um segundo segmento de tempo do período de tempo, é zero ou ao menos se aproxima de zero; um circuito de corrente para uma corrente de excitação que é reconduzida da fonte de tensão para a bobina de excitação;

uma válvula de via única eletrônica com eletrodos de corrente principal, através dos quais conduz o circuito de corrente para a liberação e bloqueio do circuito de corrente e com um elemento controlado para a ligação e desligamento da válvula de via única;

um circuito de controle, o qual está ligado com o elemento controlado e é configurado de tal maneira, que a válvula de via única, para a liberação do circuito de corrente, seja ligada essencialmente no começo do primeiro segmento de tempo e seja desligada em um determinado instante no interior do primeiro segmento de tempo para o bloqueio do circuito de corrente,

sendo que o circuito de controle é ainda configurado de tal maneira que a corrente de excitação não ultrapasse um valor máximo pré-determinado e, durante um intervalo de tempo, no qual a bobina de excitação é excitada ou deve ser excitada permanentemente, a ligação e desligamento da válvula de via única são repetidos em cada período de tempo para a liberação e bloqueio do circuito de corrente.

De preferência, a fonte de tensão é ligada do lado da entrada com uma tensão de rede monofásica da rede de tensão alternada e abrange um circuito em ponte de diodos, de modo que o primeiro segmento de tempo abrange substancialmente todo o período de corrente alternada, de modo que o segundo segmento de tempo seja muito curto e o período de tempo corresponde essencialmente à metade de período de corrente alternada.

Alternativamente, a fonte de tensão abrange um circuito de diodo com ponto médio, de modo que o primeiro e o segundo segmentos de tempo, cada, correspondam à metade do período de tempo bem como à metade de período de corrente alternada.

Adicionalmente, em paralelo aos bornes de conexão da bobina de excitação é ligado um circuito de roda livre com uma disposição de circuito para o descarregamento da bobina de excitação após o bloqueio do circuito de corrente com uma constante de tempo de descarga em correspondência às constantes de tempo da bobina de excitação.

De preferência, é provido um equipamento de medição de tensão para a exploração da tensão unipolar e um elemento de valor de limiar para o fornecimento de um valor de limiar positivo, sendo que o equipamento de controle liga a válvula de via única, então, para a liberação do circuito de corrente, quando a tensão unipolar, partindo de zero, alcança pela primeira vez o valor de limiar positivo, o qual é substancialmente menor do que o valor máximo.

Uma primeira forma de realização da invenção abrange um equipamento de medição de corrente para a produção de um sinal de corrente correspondendo à corrente de excitação, um elemento de valor de limiar, para o fornecimento de um primeiro valor máximo de limiar, sendo que o circuito de controle desliga a válvula de via única, para o bloqueio do circuito de corrente, então, quando o sinal de corrente atingir o primeiro valor máximo de limiar pela primeira vez após uma liberação precedente do circuito de corrente, provindo de sinais de corrente mais baixos.

Uma segunda forma de realização da invenção abrange um equipamento de integração para a formação de um valor integral partindo de zero da tensão unipolar durante o primeiro segmento de tempo e um elemento de valor de limiar, para o fornecimento de um segundo valor máximo de limiar, o qual é ajustado de tal maneira, que a corrente de excitação não ultrapassa um valor máximo pré-determinado, sendo que o circuito de controle do valor integral e do segundo valor máximo de limiar são aduzidos para o desligamento da válvula de via única e para o bloqueio do circuito de corrente, então, quando o valor integral atinge o segundo valor máximo de limiar pela primeira vez e após uma liberação precedente do circuito de corrente, provindo de valores integrais mais baixos.

Uma terceira forma de realização da invenção abrange um equipamento de medição de tensão para a exploração da tensão unipolar e para o fornecimento de um valor de medição de tensão em correspondência à tensão unipolar, um elemento de retardo de primeira ordem com uma constante de tempo, a qual corresponde essencialmente à duração do primeiro segmento de tempo, para a geração de um valor de medição ponderado a partir do valor de medição de tensão, um elemento de valor de limiar para o fornecimento de um terceiro valor máximo de limiar, o qual é ajustado de tal maneira, que a corrente de excitação não ultrapasse um valor máximo pré-determinado, sendo que o circuito de controle desliga a válvula de via única, então, para o bloqueio do circuito de corrente, quando o valor de medição ponderado atinge o valor do terceiro valor máximo de limiar pela primeira vez após uma liberação precedente do circuito de corrente, provindo de um valor de medição ponderado mais baixo.

Uma quarta forma de realização da invenção abrange um equipamento de medição de tensão para a exploração de uma tensão nos bornes de conexão da bobina de excitação para o fornecimento de um correspondente valor de medição de tensão de borne, um elemento de retardo de primeira ordem com uma constante de tempo, a qual corresponde essencialmente à constante de tempo da bobina de excitação e, de preferência, tem ao menos o dobro do comprimento do período de tempo da tensão unipolar, para a geração de um segundo valor de medição ponderado a partir do valor de medição de tensão de borne, um elemento de valor de limiar para o fornecimento de um quarto valor máximo de limiar, o qual é ajustado de tal maneira, que a corrente de excitação não ultrapasse um valor máximo pré-determinado, sendo que o circuito de controle desliga a válvula de via única, então, para o bloqueio do circuito de corrente , quando o segundo valor de medição ponderado atingir o quarto valor máximo de limiar pela primeira vez após uma liberação do circuito de corrente, provindo de valores menores. Por meio desta concretização é reproduzido um "modelo" da corrente de excitação através de uma medição de tensão.

De preferência, nas quatro formas de realização, o circuito de controle apresenta equipamentos para a variação do valor máximo de limiar na dependência de um estado de operação do freio, ou seja de elevação do freio ou de conservação no estado elevado, a fim de levar em conta o estado de operação do freio. Neste caso, o circuito de controle apresenta um elemento marcador de tempo, para colocar o valor máximo de limiar, para iniciar uma ativação com corrente pela primeira vez para elevar o freio para um intervalo de elevação, para um valor mais elevado do que na conservação em estado elevado. Com isto, o comportamento dinâmico do freio é melhorado e o aquecimento é reduzido.

É provido um equipamento de proteção contra sobretensão, o qual monitora uma tensão entre os eletrodos de corrente principal e sempre liga a válvula de via única, para sua proteção contra tensões transientes, quando a tensão ultrapassa preponderantemente um valor de limite de sobretensão, o qual é maior do que o valor máximo da tensão unipolar previsto durante a operação normal.

Além disto, o equipamento de circuito abrange um equipamento de proteção, que liga a válvula de via única, sempre que uma tensão positiva se estabelecer no elemento controlado e, então, a desliga, quando uma tensão negativa ou uma tensão zero se estabelece no elemento controlado. Aqui, a disposição de circuito abrange ao menos uma resistência ôhmica para a ligação do elemento controlado com a tensão unipolar, para a ligação da válvula de via única e um pólo duplo de limitador, o qual é ligado em paralelo ao elemento controlado para a limitação de uma tensão de controle positiva.

De preferência, são providas ao menos uma resistência ôhmica e uma chave eletrônica para o fechamento em curto- circuito do elemento controlado quando a válvula de via única é desligada.

O elemento marcador de tempo abrange ao menos uma resistência ôhmica para o suprimento de tensão a partir da tensão unipolar.

A segunda forma de realização abrange ao menos uma resistência ôhmica e um condensador para a formação do equipamento de integração, ao menos uma resistência ôhmica para a ligação do equipamento de integração à tensão unipolar durante o primeiro segmento de tempo, uma chave eletrônica e uma resistência ôhmica para o restabelecimento do equipamento de integração para o valor zero no segundo segmento de tempo.

Na terceira forma de realização, o elemento de retardo de primeira ordem abrange ao menos uma resistência ôhmica e um condensador e é ligado à tensão unipolar através de ao menos uma resistência ôhmica. A quarta forma de realização abrange ao menos uma resistência ôhmica e um condensador para a formação do elemento de retardo de primeira ordem, ao menos uma resistência ôhmica para a ligação do elemento de retardo de primeira ordem com a tensão unipolar quando o circuito de corrente é aberto e uma chave eletrônica para o curto- circuito, do lado da entrada, do elemento de retardo de primeira ordem quando o circuito de corrente é bloqueado.

Preferivelmente, a válvula é um transistor de comutação, de preferência um IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). Um IGBT é capaz de comutar elevadas correntes quando as tensões de operação estão elevadas, e pode ser comandado por meios simples.

A seguir, para o esclarecimento da invenção, serão descritos exemplos de realização com base em modalidades exemplificativas. A invenção não está limitada, contudo, a estes exemplos de realização. As figuras mostram:

Figura 1 representa o diagrama esquemático de circuito de um primeiro exemplo de realização da disposição de circuito, de acordo com a invenção,

Figura 2 representa o diagrama esquemático de circuito de um segundo exemplo de realização,

Figura 3 representa o diagrama de circuito de um exemplo de realização com um circuito comparador,

Figura 4 representa o digrama de circuito de um exemplo de realização com um circuito de tiristor, Figura 5 representa um diagrama, o qual representa o decurso temporal de uma tensão unipolar e da corrente de excitação,

Figura 6 representa o diagrama esquemático de circuito de um outro exemplo de realização da disposição de circuito de acordo com a invenção,

Figura 7 representa o diagrama de circuito de uma disposição para tornar uma tensão unipolar possível,

Figura 8 representa um diagrama, o qual mostra o decurso temporal de uma tensão unipolar, a qual provém do circuito de acordo com a figura 7,

Figura 9 representa o diagrama de circuito de um outro exemplo de realização para a geração de uma tensão unipolar,

Figura 10 representa um diagrama, o qual representa o decurso temporal da tensão unipolar do circuito de acordo com a figura 9,

Figura 11 representa o diagrama esquemático de circuito de um outro exemplo de realização da disposição de circuito de acordo com a invenção,

Figura 12 representa o diagrama esquemático de circuito de um outro exemplo adicional de realização da disposição de circuito de acordo com a invenção,

Figura 13 representa o diagrama esquemático de circuito de um último exemplo de realização da disposição de circuito de acordo com a invenção, Figura 14 representa o diagrama de circuito de parte de um exemplo de realização com uma proteção contra sobretensão para a válvula de via única,

Figura 15 representa o diagrama de circuito de uma outra forma de realização da disposição de acordo com a figura 14,

Figura 16 representa um diagrama de circuito parcial para a ilustração de um elemento de retardo de primeira ordem,

Figura 17 representa um diagrama de circuito de um exemplo de realização, em que o circuito de corrente é bloqueado em função da tensão na bobina de excitação,

Figura 18 representa um diagrama de circuito de uma disposição para gerar uma sobreelevação de ligação, e

Figura 19 representa um diagrama de circuito de uma outra disposição para a realização de um aumento na tensão de ligação.

Na descrição que segue serão utilizados os mesmos números de referência para partes idênticas ou partes com ações idênticas.

No diagrama esquemático de circuito, mostrado na figura 1, é designada com o número de referência 1 uma rede de corrente alternada ou trifásica, a qual é conduzida para uma fonte de tensão 2, cuja tensão de saida unipolar UG, retificada é usada para a operação da bobina de excitação 3. Um circuito de corrente 15 para a corrente de excitação liga um ao outro os bornes de saida da fonte de tensão 2. No circuito de corrente 15 se encontram a bobina de excitação 3, uma válvula 4, a qual é configurada como válvula de via única, e um sensor de corrente 5, todos ligados um ao outro em série. Igualmente, nos bornes de saida da fonte de tensão 2 é acoplado o circuito de controle 6, pelo qual a válvula 4 pode ser bloqueada na dependência de uma grandeza de medição fornecida pelo sensor de corrente 5. Ligado em paralelo à bobina de excitação 3 está um diodo de roda livre 7, através do qual pode fluir a corrente de excitação quando a válvula 4 é desligada em virtude da indutividade da bobina de excitação 3. Com isto, podem ser evitados picos de comutação extremos. A disposição assim formada é produzida, com ou sem a bobina de excitação 3, como uma unidade da técnica estrutural.

De maneira diferente da disposição de circuito de acordo com a figura 1, a disposição de circuito mostrada na figura 2 apresenta dois outros elementos construtivos. Neste caso, a bobina de excitação 3 é uma ligação em série, consistindo do diodo de roda livre 7 e de um varistor 8, ligados em paralelo, sendo que, novamente, ao varistor 8 está ligado em paralelo um contato de comutação 9. Para o encurtamento do tempo de incidência de freio, isto é, para a ativação rápida de um freio mecânico eletromagneticamente ativável, não apenas a rede de tensão alternada ou trifásica é separada da fonte de tensão 2, mas também, adicionalmente, a bobina de excitação 3 é diretamente desligada por meio do contato de comutação 9. Para a proteção do contato de comutação 9, este é ligado em paralelo ao varistor 8. A tensão de aplicação do varistor 8 é, de preferência, dimensionada de tal maneira, que ela é um tanto maior do que o valor de amplitude da tensão unipolar UG.

Com base na figura 5 será agora descrita, a guisa de exemplo, uma forma de realização do processo de acordo com a invenção, para o ajuste da corrente de excitação de uma bobina de excitação. Neste caso, ainda, a guisa de exemplo, é feita referencia a um diagrama esquemático de circuito da figura 1. Em um instante anterior, não representado na figura 5, é ligada a tensão de suprimento (alternada), de modo que a partir deste instante se estabeleça nos bornes de saida da fonte de tensão 2 uma tensão unipolar Ug secundária, que varia periodicamente no decurso de tempo.

No inicio do primeiro período da tensão unipolar UG, o circuito de controle 6 coloca a válvula 4 em um estado condutor de eletricidade, de modo que uma parte da tensão unipolar UG, a qual é determinada por meio da resistência interna da bobina de excitação 3 e das outras resistências ao longo do circuito de corrente 15, se estabeleça na bobina de excitação. Atenuada por meio da indutividade da bobina de excitação 3, a corrente de excitação Ie se eleva inicialmente com a tensão unipolar Ug . Na dependência do dimensionamento dos componentes da disposição de circuito 10, a corrente de excitação Ie pode também se elevar ainda mais, após a ultrapassagem do ponto de amplitude da tensão unipol ar Uq · No mais tardar após o decurso de alguns períodos, a corrente de excitação Ie é elevada a tal ponto que o seu valor médio através de um período permanece aproximadamente constante.

Em particular, quando a constante de tempo τΒ é formada pelo quociente entre indutividade e resistência ôhmica Rb da bobina de excitação 3, e é, de preferência, maior do que a duração do período, e quando o valor médio temporal da tensão que se estabelece na bobina de excitação 3 é maior do que o produto da resistência ôhmica Rb da bobina de excitação 3 e de um valor máximo Imax pré- determinado da corrente de excitação IE, a corrente de excitação Ie atinge o valor máximo Imax. No caso mostrado na figura 5, isto ocorre no instante tl. Com base na grandeza de medição transmitida do sensor de corrente 5, este evento é verificado pelo circuito de controle 6. Em seguida, o circuito de controle β desliga a válvula 4, com o que o circuito de corrente 15 é bloqueado. A corrente de excitação Ie é então comutada no diodo de roda livre 7, e decresce em conseqüência disto. Esta operação prossegue até o início do período seguinte de tensão unipolar Ug · Em seguida, no instante t2, o circuito de controle 6 liga a válvula 4 novamente, de modo que o circuito de corrente 15 seja aberto e a corrente de excitação Ie possa se elevar novamente. O valor médio temporal da corrente de excitação Ie é, por conseguinte, ao menos ligeiratemente mais baixo do que o valor máximo Imax. 0 instante t2 ocorre o mais rápido possível, após a tensão unipolar Ug atingir seu valor mínimo (Ucmin).

Sendo o valor de amplitude da tensão unipolar Ug menor do que o produto da resistência ôhmica RB e do valor máximo Imax, então a corrente de excitação Ie não atinge o valor máximo Imax. Em certas configurações da disposição de circuito de acordo com a invenção é, contudo, também possível neste caso, que a válvula 4 seja bloqueada temporariamente, ou seja no interior de um curto intervalo de tempo, no qual a tensão unipolar Ug praticamente desaparece. Contudo, este intervalo de tempo normalmente é substancialmente mais curto do que a duração de período da tensão unipolar Ug.

O exemplo de realização, mostrado na figura 3, de uma disposição de circuito de acordo com a invenção apresenta um circuito de controle 6 com um circuito comparador 53. O circuito de controle 6 apresenta ainda uma resistência de controle 162 e um diodo zener 163. O diodo zener 163 é ligado em paralelo ao elemento controlado de um IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) 41 e impede, assim, uma aplicação de tensões inadmissivelmente elevadas neste elemento controlado. Por outro lado, o diodo zener 163 é dimensionado de tal maneira, que o elemento controlado pode ser seguramente ligado. Como elemento de comutação, o circuito comparador 53 apresenta um amplificador de operação 642, o qual controla um transistor bipolar 643, cujo coletor é ligado com um dos bornes da fonte de tensão 2 através da resistência de controle 162 e cujo emissor é ligado com o outro borne da fonte de tensão 2. A resistência de controle 162 é tão pequena que o elemento controlado do IGBT 41 é, então, já seguramente ligado, quando a tensão unipolar Ug tiver um pequeno valor, o qual, de preferência, é menor em pelo menos uma ordem de grandeza (fator 0,1) do que o valor de amplitude da tensão unipolar UG. Em uma tensão unipolar Ug que varia periodicamente no decurso de tempo, por conseguinte, o IGBT 41 já é colocado, no inicio de um período, no estado condutor de eletricidade.

Ao controlar o tamanho do circuito de controle 6 é fornecida a tensão de controle Ut que decresce na resistência de sensor 5. Uma parte da tensão de controle Ut é comparada por meio do circuito comparador 53 com uma tensão de referência gerada por meio de uma fonte de tensão de referência 12. A tensão de referência é uma medida do valor máximo Imax da corrente de excitação. Quando a corrente de excitação Ie atinge o valor máximo Imax, então a tensão de controle Ut e a tensão de referência coincidem uma com a outra. Então, o circuito comparador 53 bascula, de modo que o transistor bipolar 643 se torna condutor e o IGBT 41 passa para o estado bloqueador de eletricidade. A corrente de excitação Ie é então comutada para o diodo de roda livre 7. De preferência, a tensão de referência da fonte de tensão de referência 12 pode ser ajustada por fora, por exemplo por meio de um equipamento de ajuste, não mostrado, para o controle do comportamento de frenagem.

Uma resistência de histérese 641 entre a entrada não inversora do amplificador de operação 642 e o ponto de ligação entre a bobina de excitação 3 e o IGBT 41 evita um basculamento de volta do circuito comparador 53, enquanto a tensão unipolar Ug não tiver caido para um valor muito pequeno, o qual, de preferência, é pelo menos uma ordem de grandeza menor do que o valor de amplitude da tensão unipolar U6.

Na disposição de circuito, mostrada na figura 4, o circuito de controle 6 assume o controle do IGBT 41. O valor máximo Imax resulta, aqui, do dimensionamento dos elementos do circuito de controle 6, do IGBT 41 e da resistência de sensor 5. A resistência de controle 162, ligada com um tiristor 161 em série entre os bornes de conexão da fonte de tensão 2, deve ser dimensionada de tal maneira, que o elemento controlado do IGBT 41 já seja seguramente, então, ligado, quando a tensão unipolar Ug tiver assumida somente um pequeno valor, o qual é menor em pelo menos uma ordem de grandeza do que o valor de amplitude da tensão unipolar UG. O diodo Zener 163, ligado em paralelo ao elemento controlado do IGBT 41, deve ser selecionado de tal maneira, que, por um lado, o elemento controlado do IGBT 41 possa ser seguramente ligado, enquanto que por outro lado, seja evitada uma solicitação de tensão inadmissivelmente elevada deste elemento controlado. 0 valor da resistência de sensor 5 é selecionado de tal maneira, que a tensão UT/ que nela decresce, corresponde à tensão de disparo do tiristor 161, quando através da resistência de sensor 5 flui uma corrente com o valor da corrente máxima Imax. Neste caso, o tiristor 161 dispara, isto é, ele passa para um estado que conduz eletricidade, com a conseqüência, que as conexões do elemento controlado do IGBT 41 são curto-circuitadas. Por conseguinte, o IGBT 41 bloqueia o circuito de corrente 15. O tiristor 161 somente se extingue, novamente, então, quando a tensão unipolar Ug cai para o valor 0. O IGBT 41 é, por conseguinte, ligado novamente aproximadamente no inicio de uma nova elevação da tensão unipolar UG, isto é, o circuito de corrente é aberto.

No diagrama esquemático de circuito, mostrado na figura 6, ao contrário dos diagramas de circuitos de acordo com as figuras 1 e 2, não está previsto um sensor de corrente. Portanto, o objetivo mencionado acima é também alcançado neste circuito e, mais precisamente, por meio do ajuste daquele segmento de tempo, através do qual é aduzida corrente à bobina de excitação 3. Isto será explicado em maior detalhe nos exemplos que seguem.

Inicialmente é feita referência às figuras 7 e 8, as quais mostram uma forma de realização da invenção, em que a fonte de tensão 2 apresenta um diodo 51 no circuito de corrente 15, de modo que é produzida uma retificação de semi-onda da corrente alternada que provém da fonte de corrente alternada 1. Entre os bornes da rede de corrente alternada 1 está ligado um varistor 50 para a proteção contra sobretensões.

Os decursos de tensão e de corrente estão representados na figura 8. O diodo 51 permite que apenas semi-ciclos positivos da tensão alternada sejam conduzidos, de modo que a tensão unipolar Ug exista apenas entre o instante Oeo instante tA. Durante o instante tA até T, isto é, durante a segunda parte do período de tensão alternada O-T não existe uma tensão. No diagrama de acordo com a figura 8 estão ainda mostrados um limiar inferior UGo e o valor máximo UGmax da tensão unipolar UG.

A tensão de excitação Ie se eleva desde o instante, no qual a tensão unipolar Ug ultrapassa o limiar inferior UG0, até um instante tl, no qual a corrente de excitação Ie atinge um valor máximo Imax e cai, então, novamente, até que a tensão unipolar UG, no próximo período t-2T, atinja novamente o limiar inferior UG0. A duração de período do decurso de corrente de excitação corresponde, por conseguinte, àquela tensão unipolar UG, mas é temporalmente algo deslocada.

Na forma de realização da fonte de tensão 2, mostrada na figura 9, estão previstos quatro diodos 51, 51', 51'', 51''' em circuito em ponte, de modo que a tensão unipolar Ug apresenta o decurso mostrado na figura 10, como isto é em si conhecido. A corrente de excitação Ie se eleva também aqui no instante em que a tensão unipolar Ug ultrapassa o limiar inferior UG0, sendo que a elevação igualmente dura até o instante tl, em que a corrente de excitação Ie atinge o valor máximo Imax, para então cair novamente até o instante no qual a segunda semi-onda da tensão unipolar Ug ultrapassa o limiar inferior UG0. A duração de período tem, neste caso, metade da extensão que no exemplo de realização mostrado precedentemente.

Serão explicadas a seguir diferentes formas de realização do circuito de controle com base em diagramas de blocos.

A forma de realização, representada na figura 11, apresenta um sensor de tensão 54, o qual detecta a tensão unipolar UG. O valor de medição é aduzido à entrada de um equipamento de integração 52 bem como à entrada de uma chave de restabelecimento 55, cuja saída é conduzida a uma entrada de restabelecimento do equipamento de integração 52. Quando a tensão unipolar UG, detectada pelo sensor de tensão 54, cair baixo de um valor pré-determinado, a chave de restabelecimento 55 se restabelece novamente no valor armazenado no equipamento de integração 52, em zero.

A saída do equipamento de integração 52 é conduzida a um comparador 53, o qual compara o valor da integral da tensão unipolar UG, formada no equipamento de integração 52, ao longo do tempo, com um valor máximo de limiar pré- determinado Fmax. 0 valor de comparação é aduzido através de um circuito de controle 56 (correspondente a um disparador Schmitt, cuja saída está situada no elemento controlado da válvula eletrônica de via única 4. Caso o valor de integral ultrapasse o valor máximo de limiar Fmax, então a válvula de via única 4 é desligada.

Será descrita a seguir a modalidade de funcionamento desta disposição. Aqui, será feita referência ao decurso da tensão unipolar Ug de acordo com a figura 8 ou a figura 10.

Quando a tensão Ug está em zero (instante 0), então a chave de restabelecimento 55 mantém o valor de integral no equipamento de integração 52 em zero. Quando a tensão, agora, se elevar, a chave de restabelecimento 55 libera a entrada de restabelecimento do equipamento de integração 52, de modo que este integra a tensão Ug ao longo do tempo. O valor de integral é comparado com o valor máximo de limiar Fmax. Então, quando o valor de integral atingir o valor máximo de limiar, este é o caso no instante designado com tl na figura 8 e na figura 10, a válvula 4, até agora ligada, é desligada, de modo que o circuito de corrente é daqui por diante bloqueado. No instante tA, no qual a tensão unipolar Ug atinge o valor zero, o valor de integral é novamente colocado em zero no equipamento de integração 52 e é ali mantido, até que a tensão Ug se eleve novamente, de modo que esta operação se inicia novamente.

A forma de realização da invenção, mostrada na figura 12, diferencia-se daquela de acordo com a figura 11 pelo fato de que, ao invés do equipamento de integração 52 com a chave de restabelecimento 55, a tensão unipolar Ug é ponderada por meio de um elemento de retardo de primeira ordem 57 (passa baixa). O circuito de corrente 15 é então aberto por meio do desligamento da válvula 4, quando o valor ponderado da tensão unipolar Ug ultrapassar um valor máximo de limiar (Jmax. Este valor máximo de limiar Umax é ajustado da mesma maneira que o valor máximo de limiar Fmax, anteriormente mencionado, de tal forma, que o instante tl é mantido para a comutação do atingimento do valor máximo da corrente de excitação Imax.

A disposição mostrada na figura 13 se distingue daquela de acordo com a figura 12 pelo fato de que é medida não a tensão unipolar UG, mas sim a tensão Ue que se estabelece nos bornes da bobina de excitação 3, e é conduzida para o elemento de retardo 57. No demais, a função é a mesma. Quando a constante de tempo do elemento de retardo de primeira ordem 57 é selecionada de tal maneira como a constante de tempo τΕ da bobina de excitação 3, então o decurso da tensão de saida do elemento de retardo de primeira ordem 57, no ponto S, corresponde exatamente à corrente de excitação IE, reproduzindo-a.

No circuito mostrado na figura 14, são mostrados o comparador 53, o circuito de controle 56 e a válvula de via única 4. O ponto S, mostrado na figura 14, pode, portanto, ser ligado com o ponto correspondente S da disposição segundo uma das figuras 11 a 13, de modo que os grupos estruturais 53 e 56, ali simbolicamente dispostos, são realizados por meio do circuito de acordo com a figura 14. O ponto S está ligado com um circuito em série consistindo de um diodo zener 65 e uma resistência 66. 0 ponto de ligação entre o diodo zener 65 e a resistência 66 situa-se na porta de um tiristor 61, o qual forma com uma resistência 62 um circuito em série, o qual está ligado com os bornes da fonte de tensão 2. O ponto de ligação entre o tiristor 61 e a resistência 62 é conduzido através de uma resistência 64 para a porta de uma válvula 41, a qual é ligada com seu emissor através de um diodo zener 63 e com seu coletor através de um circuito em série consistindo de um diodo zener 67 e de um diodo 68. Δ válvula 41 corresponde à válvula 4 indicada nas figuras 11 a 13.

A válvula 41 é então ligada, quando a tensão unipolar Ug atinge pela primeira vez o valor UG0. A válvula 41 desliga-se, então, quando o sinal na entrada S (oriundo do equipamento de integração 52 ou do elemento de retardo de primeira ordem 57) atingir o valor de limiar (Umax ou Fmax, respectivamente) , o qual é dado por meio da soma da tensão de disparo ou ignição do tiristor 61 e da tensão de zener do diodo zener 65. Após a ignição do tiristor 61, este permanece condutor, independente do sinal em S, até que a tensão unipolar Ug seja novamente zero. Por meio do diodo 68 e do diodo zener 67 é realizada uma proteção contra sobretensão para a válvula 41, pois o diodo zener 67, a partir de uma certa tensão, deixa passar corrente para a ligação da válvula 41. O diodo zener 63 protege novamente o elemento controlado da válvula 41. No circuito, mostrado na figura 15, é realizada essencialmente a mesma função que no circuito de acordo com a figura 14. 0 mecanismo de encaixe, por conseguinte a manutenção do estado do tiristor 61 após sua ignição é, no circuito indicado na figura 15, alcançado por meio do mecanismo de auto-retenção de um transistor 611, o qual está previsto em lugar do tiristor 61 indicado na figura 14. Isto é alcançado através da resistência 69 do circuito de acordo com a figura 15, que liga o ponto S com o coletor da válvula 41, quando a tensão no ponto S atinge o valor de limiar (Umax, Fmax), o qual é definido pelo diodo zener 65 mais a tensão de base do transistor 611. Por ocasião do atingimento deste valor de limiar, o transistor 611 é ligado. Com isto, a tensão de base do transistor 41 é empurrada para baixo, de modo que o transistor 41 bloqueia. Então, o coletor se situa essencialmente na tensão unipolar Ug (quando a queda de tensão através da bobina de excitação 3 não é inicialmente levada em consideração). Portanto, flui através da resistência 69 e do diodo zener 65 uma corrente de controle adicional para o transistor 611 desde o coletor do transistor 41.

0 circuito de acordo com a figura 16 abrange um circuito em série consistindo de uma resistência 71 e de um condensador 73, ao qual é novamente ligada em paralelo uma resistência 72. 0 ponto de ligação entre a resistência 71 e o condensador 73 está designado na figura 16 como ponto S. Este circuito forma uma forma simples de um equipamento de integração 52, de modo que o ponto S pode ser ligado com o ponto S, igualmente mencionado, de um dos circuitos de acordo com a figura 14 ou figura 15 para a formação de um circuito de controle 6 completo. Quando de um correspondente dimensionamento da capacidade do condensador 73 ou das resistências 71 e 72, é formado um elemento de retardo com uma constante de tempo de cerca de 10 ms, a qual representa, no inicio da elevação de tensão, em cada periodo de rede, uma realização de maneira aproximada de um equipamento de integração.

Na variante da invenção, mostrada na figura 17, trata-se de um circuito, no qual a corrente que flui através da bobina de excitação 3 é reproduzida por meio de um correspondente dimensionamento do elemento de retardo de primeira ordem formado da resistência 71 e do condensador 73 (com resistência 72 ligada em paralelo) e aparece como tensão Uev no ponto S. A válvula 41, então, se liga (e libera o circuito de corrente 15), quando na bobina de excitação 3 se estabelece a tensão UG. A tensão UEv (no ponto S) segue retardada. Quando a válvula 41 se desliga, então se estabelece na bobina de excitação 3 a tensão zero. A tensão Uev segue novamente retardada. Aqui, a resistência 71, mostrada na figura 17, do elemento de retardo de primeira ordem, tem que ser muito maior do que a resistência 72. Esta novamente tem que ser maior do que a resistência 74. Os outros elementos de circuito podem ser diretamente depreendidos da figura 17. No circuito mostrado na figura 18, é realizada uma sobreelevação de ligação, por meio da qual uma corrente de excitação Ie mais elevada flui através da bobina de excitação 3 por ocasião da elevação do freio, em comparação do que durante a conservação do freio no estado elevado. Isto é alcançado pelo fato de que o elemento de retardo de primeira ordem 57, através do qual o valor de medição da tensão Ug é ponderado, enquanto um intervalo de tempo Te (na operação de ventilação) é reduzido e, mais precisamente, por meio da ligação de um transistor auxiliar 77, o qual é configurado como transistor auto-condutor. Este transistor 77 forma juntamente com uma resistência 76 um circuito em série, o qual se situa em paralelo com o condensador 73 e com a resistência 72.

A figura 19 mostra um circuito para a geração do sinal que comanda o transistor 77 de acordo com a figura 18. Com o diodo zener 93, indicado na figura 19, e com o condensador 92 é gerada uma tensão continua Uh estabilizada. 0 intervalo de tempo Te mencionado acima é determinado substancialmente por meio da capacidade do condensador 81 e do valor da resistência 82. No inicio, o ponto de ligação do condensador 81 e da resistência 82 está aproximadamente no mesmo nivel de UH. Do coletor do transistor 84 flui corrente para a base do coletor 85 ou para seu coletor. Desta maneira, os transistores 84 e 85 se tornam condutores. A tensão Ute no ponto E se torna, com isto, igual a aproximadamente zero, de modo que o transistor 77 (ver a figura 18) se torna condutor. Agora quando o condensador 81, através da resistência 82 é carregado para substancialmente a tensão Uh, o ponto de ligação entre o condensador 81 e a resistência 82 se situa aproximadamente em tensão zero. Portanto, não flui mais uma corrente através da resistência 82 no coletor 84. Por conseguinte, os transistores 84 e 85 bloqueiam, de modo que o transistor 77 é igualmente bloqueado. A tensão Ute se eleva através do divisor de tensão, formado das resistências 86 e 87, para a tensão UH. O diodo 83 descarrega o condensador 81, quando a tensão unipolar Ug é nula ao longo de maior tempo, isto é, ao longo de muitos períodos de rede. Com isto, o circuito segundo a figura 19 apresenta um comportamento biestável.

Das execuções acima resulta, que uma multiplicidade de possibilidades de realizações da técnica de circuito para os processos descritos no início é dada para os especialistas na atividade. Na produção industrial são procuradas, contudo, variantes tão simples e favoráveis em termos de custos quanto possíveis, nas quais, para o atingimento de constantes de tempo características mais exatas, se pode recorrer à precisão de fabricação, relativamente boa, de condensadores, resistências ou diodos zener, sem que se tenha que incorrer em um dispêndio de circuitos demasiadamente grande.

Em virtude do dispositivo de circuito de acordo com a invenção, ou em virtude do processo de acordo com a invenção, é doravante possível operar o mesmo tipo de uma bobina de excitação no interior de uma grande faixa de tensões de suprimento. Dessa maneira se eleva o número de peças, com as quais um determinado tipo de uma bobina de excitação é produzida. Isto se expressa vantajosamente sobre os custos para desenvolvimento, matéria prima e ferramentas, equipamentos de fabricação, equipamentos de teste, logística de apoio bem como logística de comercialização.

Nos desenhos e na descrição, os números de referência têm o seguinte significado:

1 Rede de corrente alternada ou trifásica

2 Fonte de tensão

3 Bobina de excitação

4 Válvula de via única

41 Válvula de via única

5 Sensor de corrente

6 Circuito de controle

161 Tiristor

611 Transistor

162 Resistência de controle

163 Diodo zener

641 Resistência de histérese

642 Amplificador de operação

643 Transistor bipolar

7 Diodo de roda livre/Circuito de roda livre

8 Varistor 9 Contato de comutação

10 Disposição de circuito

12 Fonte de tensão de referência

15 Circuito de corrente

20 Disposição de circuito

Imax (primeiro) valor máximo de limiar

Fmax (segundo) valor máximo de limiar

Umax (terceiro) valor máximo de limiar

Ie Corrente de excitação

Imax Valor máximo da corrente de excitação

Rb Resistência ôhmica da bobina de excitação

Ug Tensão unipolar

Uanin Valor mínimo da tensão unipolar UG

UGmax Valor máximo da tensão unipolar UG

Uqo Limiar inferior

Ut Tensão de controle

τΒ Constante de tempo da bobina de excitação

Tw Período de corrente alternada da rede tensão alternada

50 Varistor

51-51'" Diodo

52 Equipamento de integração

53 Comparador

54 Sensor de tensão

55 Chave de restabelecimento

56 Circuito de controle

57 Elemento de retardo 61 Tiristor

62 Resistência

63 Diodo zener

64 Resistência

65 Diodo zener

66 Resistência

67 Diodo zener

68 Diodo

69 Resistência

71 Resistência

72 Resistência

73 Condensador

74 Resistência

75 Diodo

76 Resistência

77 Transistor

81 Condensador

82 Resistência

83 Diodo

84 Transistor

85 Transistor

86 Resistência

87 Resistência

91 Resistência

92 Condensador

93 Diodo zener

Claims

1. Processo para a operação de um freio mecânico, eletromagneticamente ativável, de um motor elétrico, especialmente motor de engrenagem, possuindo uma bobina de excitação (3) para a ativação, especialmente para a elevação do freio, com uma rede de tensão alternada (1), a qual emite uma tensão de rede com um período de corrente alternada (Tw), sendo que a bobina de excitação (3) apresenta uma constante de tempo (τΒ) correspondendo a um quociente entre uma indutividade de bobina e uma resistência de bobina ôhmica, caracterizado pelo fato de - para a operação do freio em tensões de rede de uma ampla faixa de tensão, uma tensão unipolar (Ug) que varia com um período de tempo (T) ser gerada por meio de uma fonte de tensão (2) , - a tensão unipolar (Ug) , em um primeiro segmento de tempo (0 até tA) do período de tempo (T) , ser positiva e diferente de zero e neste primeiro segmento de tempo (0 até tλ ) apresentar um valor máximo (UGmax) e, em um segundo segmento de tempo (tA até T) do período de tempo (T) ser zero ou ao menos tender para zero, - um circuito de corrente (15) para uma corrente de excitação desde a fonte de tensão (2) para a bobina de excitação (3) ser liberado essencialmente no início do primeiro segmento de tempo (0 até tA) . o circuito de corrente (15), em um instante determinado (ti < tA) no interior do primeiro segmento de tempo (0 até tA), ser novamente bloqueado, sendo o instante determinado (ti < tA) selecionado de tal maneira, que a corrente de excitação não ultrapasse um valor máximo pré- determinado (Imax), e - durante um intervalo de tempo, no qual a bobina de excitação (3) é permanentemente excitada ou deve ser permanentemente excitada, a liberação e bloqueio do circuito de corrente (15) serem repetidos em cada período de tempo (T).

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a tensão unipolar (UG), por meio de uma unidade de retificador na fonte de tensão, é gerada de tal maneira a partir de uma tensão de rede monofásica da rede de tensão alternada (1), que o primeiro segmento de tempo (0 até tA) cobre substancialmente todo o período de corrente alternada (tw), de modo que o segundo segmento (tA até T) é muito curto, e sendo que o período de tempo (T) corresponde à metade do período de corrente alternada (tw).

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro e o segundo segmentos (0 até tA; tA até Τ), cada, correspondem à metade do período de tempo (T) bem como à metade do período de corrente alternada (Tw).

4. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a -3, caracterizado pelo fato de que o circuito de corrente (15) é liberado através de eletrodos de corrente principal de uma válvula eletrônica de via única (4, 41), ligável e desligável através de um elemento controlado, por meio da ligação da válvula de via única (4, 41) e é bloqueado através do desligamento da válvula de via única (4, 41) e sendo que, com a válvula de via única (4, 41) desligada, uma corrente de descarga desde a bobina de excitação (3) é conduzida por meio de um circuito livre (7) situando-se em paralelo à bobina de excitação com um decurso de tempo de decaimento, o qual corresponde essencialmente à constante de tempo (τΒ) da bobina de excitação (3) .

5. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a -4, caracterizado pelo fato de que o circuito de corrente, então, é liberado, quando a tensão unipolar (Ug) , partindo de zero, alcança pela primeira vez um valor de limiar positivo (Ugo) que é substancialmente menor do que o valor máximo (Ucmax) .

6. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a -5, caracterizado pelo fato de que a corrente de excitação é medida e o circuito de corrente (15), então, é bloqueado, quando a corrente de excitação atingir um primeiro valor máximo de limiar predeterminado (Imax) , pela primeira vez, após uma liberação precedente do circuito de corrente, provindo de valores de corrente de excitação mais baixos.

7. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a -5, caracterizado pelo fato de que a tensão unipolar (Ug) é medida e um valor integral partindo de zero da tensão unipolar (Ug) é formado através do primeiro segmento de tempo (0 até tA) e sendo que o circuito de corrente (15) é, então, bloqueado, quando o valor integral atingir um segundo valor máximo de limiar predeterminado (Fmax), pela primeira vez após uma liberação precedente do circuito de corrente (15), partindo de valores integrais mais baixos, sendo que o segundo valor máximo de limiar (Fraax) é de tal maneira predeterminado, que a corrente de excitação não ultrapassa um valor máximo predeterminado (Imax).

8. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a -5, caracterizado pelo fato de que a tensão unipolar (Ug) é medida e através de um elemento de retardo de primeira ordem é formado um primeiro valor de medição ponderado da tensão unipolar (Ug) e sendo que o circuito de corrente (15) é, então, bloqueado, quando o primeiro valor de medição ponderado atingir um terceiro valor máximo de limiar predeterminado (Umax), pela primeira vez após uma liberação precedente do circuito de corrente (15), provindo de valores de corrente de excitação mais baixos, sendo que uma constante de tempo do elemento de retardo é ajustado essencialmente em correspondência à duração do primeiro segmento de tempo (0 até tA) e o terceiro valor máximo de limiar (Umax) é predeterminado de tal maneira, que a corrente de excitação não ultrapassa um valor máximo predeterminado (Imax) ·

9. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a -5, caracterizado pelo fato de que uma tensão (EU) que se estabelece ao longo da bobina de excitação (3) é medida e através de um elemento de retardo de primeira ordem é formado um segundo valor de medição ponderado desta tensão e sendo que o circuito de corrente (15) é, então, bloqueado, quando o segundo valor de medição atingir um quarto valor máximo de limiar predeterminado (Umax) , pela primeira vez após uma liberação precedente do circuito de corrente (15), provindo de valores de corrente de excitação menores, sendo que uma constante de tempo do elemento de retardo de primeira ordem é selecionada substancialmente em correspondência à constante de tempo (τΒ) da bobina de excitação (3) e, de preferência, tem ao menos o dobro do comprimento do período de tempo (T) da tensão unipolar (Ug) e sendo que o quarto valor máximo de limiar (Umax) é de tal maneira predeterminado, que a corrente de excitação não ultrapassa um valor máximo predeterminado (Imax).

10. Processo de acordo com uma das reivindicações 6 a -9, caracterizado pelo fato de que o valor máximo de limiar predeterminado (Imax, Fmax, Umax) é variado na dependência de um estado de operação do freio, especialmente na dependência de uma elevação e de uma conservação no estado elevado.

11. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o valor máximo de limiar predeterminado (Imax, Fmax, Umax), no inicio de uma ativação com corrente pela primeira vez por ocasião da elevação do freio por um intervalo de tempo do aumento (Te) , é colocado para um valor mais elevado do que na conservação.

12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o intervalo de tempo do aumento (Te) é maior ou igual à constante de tempo (τΒ) da bobina de excitação (3).

13. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o intervalo de tempo do aumento (Te) tem ao menos o dobro da duração que o período de tempo (T) da tensão unipolar (Ug) .

14. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que, para a proteção contra sobretensões transientes, a válvula de via única (4, 41), independentemente de outras indicações de controle, é sempre então ligada, quando uma tensão entre seus eletrodos de corrente principal, quando da sobretensão transiente, ultrapassar um valor de limite de sobretensão (UGrenz) , o qual é maior do que o valor máximo (UGmax) previsto segundo operação da tensão unipolar (Ug) .

15. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a válvula de via única (4, -41) é, então, ligada, quando no elemento cotrolado se estabelecer uma tensão positiva e, então, é desligada, quando no elemento controlado se estabelece uma tensão negativa ou uma tensão zero.

16. Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o elemento controlado, para a ligação da válvula de via única (4, 41), aduz a tensão unipolar (Ug) através de ao menos uma resistência ôhmica e a tensão de controle positiva, de preferência, é limitada através de um pólo duplo.

17. Processo de acordo com uma das reivindicações 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que o elemento controlado, para o desligamento da válvula de via única (4, 41), é curto-circuitado através de ao menos uma resistência ôhmica e de uma chave eletrônica (161; 611; 643).

18. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o aumento do intervalo de tempo (Te) é controlado por meio de um componente de tempo, de tal maneira, que o intervalo de tempo do aumento (Te) começa, quando a tensão unipolar (Ug) atingir pela primeira vez, por meio da ligação da tensão de rede da rede de tensão alternada (1), por ocasião da elevação do freio, um valor de limiar predeterminado (UGi), o qual é substancialmente menor do que o valor máximo (UGmax).

19. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de o valor integral durante o segundo segmento de tempo (tA-T) ser restabelecido para zero.

20. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o elemento de retardo de primeira ordem, durante uma liberação do circuito de corrente (15) é ligado com a tensão ((JG) que se estabelece ao longo da bobina de excitação (3) e durante um bloqueio do circuito de corrente (15), do lado da entrada, é curto- circuitado através de uma chave eletrônica.

21. Disposição de circuito para a operação de um freio mecânico, ativável eletromagneticamente, de um motor elétrico, especialmente motor de engrenagem, em tensões de rede de uma ampla faixa de tensão, sendo providos uma bobina de excitação (3) com bornes de conexão, a qual apresenta uma constante de tempo (xB) correspondendo a um quociente entre uma indutividade de bobina e uma resistência de bobina ôhmica, para a ativação, especialmente para a elevação do freio; e uma rede de tensão alternada (1), a qual emite uma tensão de rede com um período de corrente alternada (Tw) ; caracterizada pelo fato de os seguintes elementos serem providos: uma fonte de tensão (2) para a geração de uma tensão unipolar que varia com um período de tempo (T) , a qual, em um primeiro segmento de tempo (0 até tA) do período de tempo (T), é positiva e diferente de zero e neste primeiro segmento de tempo (0 até tA) apresenta um valor máximo (UGmax) e, em um segundo segmento de tempo (tA até T) do período de tempo (T) , é zero ou ao menos se aproxima de zero ; um circuito de corrente (15) para uma corrente de excitação que é reconduzido da fonte de tensão (2) para a bobina de excitação (3); uma válvula de via única eletrônica (4, 41) com eletrodos de corrente principal, através dos quais conduz o circuito de corrente (15) para a liberação e bloqueio do circuito de corrente (15) e com um elemento controlado para a ligação e desligamento da válvula de via única (4, 41); um circuito de controle (β), o qual está ligado com o elemento controlado e é configurado de tal maneira, que a válvula de via única (4, 41), para a liberação do circuito de corrente (15), é ligada essencialmente no começo do primeiro segmento de tempo (0 até tA) e é desligada em um determinado instante (ti ^ tA) no interior do primeiro segmento de tempo (0 até tA) para o bloqueio do circuito de corrente (15), em que o circuito de controle (6) é ainda configurado de tal maneira, que a corrente de excitação não ultrapasse um valor máximo pré-determinado (Imax) e, durante um intervalo de tempo, no qual a bobina de excitação (3) é excitada ou deve ser excitada permanentemente, a ligação e o desligamento da válvula de via única (4, 41) são repetidos em cada período de tempo (T) para a liberação e bloqueio do circuito de corrente (15).

22. Disposição de circuito, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a fonte de tensão (2) é ligada do lado da entrada com uma tensão de rede monofásica da rede de tensão alternada (1) e abrange um circuito em ponte de diodos (51-51'''), de modo que o primeiro segmento de tempo (0 até tA) abrange substancialmente todo o segundo segmento de tempo (Tw), de modo que o segundo segmento de tempo (tA até tw) é muito curto e o período de tempo (T) corresponde substancialmente à metade do período de corrente alternada (tw).

23. Disposição de circuito, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a fonte de tensão (2) abrange um circuito de diodo com ponto médio, de modo que o primeiro e o segundo segmentos de tempo (0 até tA; tA até Τ), cada, correspondem à metade do período de tempo (T) bem como à metade dé período de corrente alternada (Tw).

24. Disposição de circuito, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que em paralelo aos bornes de conexão da bobina de excitação (3), é ligado um circuito de roda livre (7) com uma disposição de circuito para o descarregamento da bobina de excitação (3) após o bloqueio do circuito de corrente (15) com uma constante de tempo de descarga em correspondência às constantes de tempo (τΒ) da bobina de excitação (3).

25. Disposição de circuito, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que abrange um equipamento de medição de tensão (54) para a exploração da tensão unipolar (Ug) e um elemento de valor de limiar para o fornecimento de um valor de limiar positivo (Ugo) , sendo que o equipamento de controle (6) liga a válvula de via única (4, 41), então, para a liberação do circuito de corrente (15), quando a tensão unipolar (U0) , partindo de zero, alcança pela primeira vez o valor de limiar positivo (UGo) t o qual é substancialmente menor do que o valor máximo (UGmax) ·

26. Disposição de circuito, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que abrange um equipamento de medição de corrente (5) para a produção de um sinal de corrente correspondendo à corrente de excitação, um elemento de valor de limiar, para fornecimento de um primeiro valor máximo de limiar (Imax), sendo que o circuito de controle (6) desliga a válvula de via única (4, 41), para o bloqueio do circuito de corrente (15), então, quando o sinal de corrente atingir o primeiro valor máximo de limiar (Imax) pela primeira vez após uma liberação precedente do circuito de corrente (15), provindo de sinais de corrente mais baixos.

27. Disposição de circuito, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que abrange um equipamento de integração (52) para a formação de um valor integral partindo de zero da tensão unipolar (Ug) através do primeiro segmento de tempo (0 até tA) e um elemento de valor de limiar, para o fornecimento de um segundo valor máximo de limiar (Fmax) , o qual é ajustado de tal maneira, que a corrente de excitação não ultrapassa um valor máximo predeterminado (Imax), sendo que o circuito de controle (6) do valor integral e do segundo valor máximo de limiar (Fmax) são aduzidos para o desligamento da válvula de via única (4, -41) e para o bloqueio do circuito de corrente (15), então, quando o valor integral atinge o segundo valor máximo de limiar (Fmax) pela primeira vez e após uma liberação precedente do circuito de corrente (15), provindo de valores integrais mais baixos.

28. Disposição de circuito, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que abrange um equipamento de medição de tensão (54) para a exploração da tensão unipolar (Ug) e para o fornecimento de um valor de medição de tensão em correspondência à tensão unipolar (Ug) , um elemento de retardo de primeira ordem (57) com uma constante de tempo, a qual corresponde essencialmente à duração do primeiro segmento de tempo (0 até tA) , para a geração de um valor de medição ponderado a partir do valor de medição de tensão, um elemento de valor de limiar para o fornecimento de um terceiro valor máximo de limiar (Umax) , o qual é ajustado de tal maneira, que a corrente de excitação não ultrapassa um valor máximo predeterminado (Imax), sendo que o circuito de controle (6) desliga a válvula de via única (4, 41), então, para o bloqueio do circuito de corrente (15), quando o valor de medição ponderado atinge o valor do terceiro valor máximo de limiar (Umax) pela primeira vez após uma liberação precedente do circuito de corrente (15), provindo de um valor de medição ponderado mais baixo.

29. Disposição de circuito, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que abrange um equipamento de medição de tensão (54) para a exploração de uma tensão nos bornes de conexão da bobina de excitação (3) e para o fornecimento de um correspondente valor de medição de tensão de borne, um elemento de retardo de primeira ordem (57) com uma constante de tempo, a qual corresponde essencialmente à constante de tempo (τΒ) da bobina de excitação (3) e, de preferência, tem ao menos o dobro do comprimento do período de tempo (T) da tensão unipolar (Ug) , para a geração de um segundo valor de medição ponderado a partir do valor de medição de tensão de borne, um elemento de valor de limiar para o fornecimento de um quarto valor máximo de limiar (Umax) , o qual é ajustado de tal maneira, que a corrente de excitação não ultrapassa um valor máximo predeterminado (Imax)i sendo que o circuito de controle (6) desliga a válvula de via única (4, 41), então, para o bloqueio do circuito de corrente (15), quando o segundo valor de medição ponderado atingir o quarto valor máximo de limiar (Umax) pela primeira vez após uma liberação do circuito de corrente (15), provindo de valores menores.

30. Disposição de circuito, de acordo com uma das reivindicações 2 6 até 2 9, caracterizado pelo fato de que o circuito de controle (6) apresenta equipamentos (77) para a variação do valor máximo de limiar (Imax, Fmax, Umax) na dependência de um estado de operação do freio por ocasião de uma elevação e por ocasião de uma conservação no estado elevado.

31. Disposição de circuito, de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que o circuito de controle (6) apresenta um membro de tempo (71-73; 76, -77), para colocar o valor máximo de limiar (Imax, Fraax, Umax), para iniciar uma ativação com corrente pela primeira vez por ocasião da elevação do freio para um intervalo de tempo de aumento (Te), para um valor mais elevado do que na conservação no estado elevado.

32. Disposição de circuito, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que abrange um equipamento de proteção contra sobretensão (67, 68), o qual explora uma tensão entre os eletrodos de corrente principal e liga a válvula de via única (4, 41), para sua proteção contra tensões transientes, sempre, então, quando a tensão ultrapassa preponderantemente um valor de limite de sobretensão (UGrenZ), o qual é maior do que o valor máximo (Ugmax) da tensão unipolar (Ug), previsto consoante a operação.

33. Disposição de circuito, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que abrange um equipamento de proteção (63), o qual se liga, então, à válvula de via única (4, 41), quando a tensão positiva se estabelecer no elemento controlado e, então, a desliga, quando uma tensão negativa ou uma tensão zero se estabelece no elemento controlado.

34. Disposição de circuito, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que abrange ao menos uma resistência ôhmica para a ligação do elemento controlado com a tensão unipolar (Ug) , para a ligação da válvula de via única (4, 41) e um pólo duplo de limitador, o qual é ligado em paralelo ao elemento controlado para a limitação de uma tensão de controle positiva.

35. Disposição de circuito, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que abrange ao menos uma resistência ôhmica e uma chave eletrônica (61, -611, 643) para o fechamento em curto-circuito do elemento controlado por ocasião do desligamento da válvula de via única (4, 41).

36. Disposição de circuito, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que abrange ao menos uma resistência ôhmica (91) para o suprimento de tensão do elemento de tempo de tensão unipolar (Ug) .

37. Disposição de circuito, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que abrange ao menos uma resistência ôhmica e um condensador para a formação do equipamento de integração, ao menos uma resistência ôhmica para a ligação do equipamento de integração à tensão unipolar (Ug) durante o primeiro segmento de tempo (0 até tA) , uma chave eletrônica e uma resistência ôhmica para o restabelecimento do equipamento de integração para o valor zero no segundo segmento de tempo (tA-T).

38. Disposição de circuito, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que o elemento de retardo de primeira ordem abrange ao menos uma resistência ôhmica e um condensador e é ligado através de ao menos uma resistência ôhmica com a tensão unipolar (Ug) .

39. Disposição de circuito, de acordo com a reivindicação 2 9, caracterizado pelo fato de que abrange ao menos uma resistência ôhmica e um condensador para a formação do elemento de retardo de primeira ordem, ao menos uma resistência ôhmica para a ligação do elemento de retardo de primeira ordem com a tensão unipolar (Ug) quando de circuito de corrente (15) liberado e uma chave eletrônica para o curto-circuito, do lado da entrada, do elemento de retardo de primeira ordem quando de circuito de corrente (15) bloqueado.