AT523611B1

AT523611B1 - Control cabinet for an electrical converter assembly

Info

Publication number: AT523611B1
Application number: ATA50179/2020A
Authority: AT
Inventors: Reisinger Dr Erwin; Fischer Jörg
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2020-03-05
Filing date: 2020-03-05
Publication date: 2021-12-15
Also published as: DE102021105339A1; AT523611A1

Abstract

Schaltschrank (1) für eine elektrische Umrichterbaugruppe (4), umfassend eine Rahmenkonstruktion (2) mit einer Rückwand (3), eine Umrichterbaugruppe (4) mit einer Gleichspannungsseite und einer Wechselspannungsseite, Gleichstromschienen (5) und Wechselstromschienen (6), wobei in der Rückwand (3) zumindest eine Ausnehmung (7) vorgesehen ist, um eine direkte Kontaktierung der Wechselstromschienen (6) oder der Gleichstromschienen (5) durch externe Stromleitungen zu ermöglichen, und an der Rückwand (3) Befestigungsmittel (12) zur direkten Anordnung des Schaltschranks an einer externen elektrischen Maschine (11) vorgesehen sind dadurch gekennzeichnet, dass in der Rückwand (3) mehrere nebeneinander angeordnete Ausnehmungen (7) vorgesehen sind und zumindest eine der Ausnehmungen (7) offen ist und sich im Bereich zumindest einer der Ausnehmungen (7) ein entfernbares Schaltbrett (8) befindet, wobei das Schaltbrett (8) an einen im Wesentlichen L-förmigen Strombügel (9) angeschlossen ist, der direkt oder über einen Anschlussbalken (10) mit den Gleichstromschienen (5) oder Wechselstromschienen (6) verbunden ist, wobei der Strombügel (9) mehrteilig ist und eine Kontaktplatte (15) sowie eine Distanzstrebe (16) umfasst, die L-förmig in einem Winkel von etwa 90° verbunden sind.Control cabinet (1) for an electrical converter assembly (4), comprising a frame construction (2) with a rear wall (3), a converter assembly (4) with a DC voltage side and an AC voltage side, DC busbars (5) and AC busbars (6), wherein in the At least one recess (7) is provided on the rear wall (3) in order to enable direct contact to be made between the AC busbars (6) or the DC busbars (5) through external power lines, and fastening means (12) on the rear wall (3) for direct arrangement of the control cabinet are provided on an external electrical machine (11), characterized in that several recesses (7) arranged next to one another are provided in the rear wall (3) and at least one of the recesses (7) is open and in the region of at least one of the recesses (7) a removable circuit board (8), the circuit board (8) being connected to a substantially L-shaped power bracket (9) which dir ect or via a connecting bar (10) to the DC busbars (5) or AC busbars (6), the current clip (9) being in several parts and comprising a contact plate (15) and a spacer strut (16) which are L-shaped in one Angles of about 90 ° are connected.

Description

description

SCHALTSCHRANK FÜR EINE ELEKTRISCHE UMRICHTERBAUGRUPPE [0001] Die Erfindung betrifft einen Schaltschrank für eine elektrische Umrichterbaugruppe. CONTROL CABINET FOR AN ELECTRICAL CONVERTER ASSEMBLY The invention relates to a control cabinet for an electrical converter assembly.

[0002] Aus dem Stand der Technik sind Baugruppen für Umrichter bekannt, beispielsweise unter der Bezeichnung „Stacks“ oder „Inverterstacks“. Unter einem Umrichter wird dabei jede gesteuerte elektrische und/oder elektronische Schaltung verstanden, die eine Gleichspannung in eine andere Gleichspannung oder Wechselspannung umwandelt, oder eine Wechselspannung in eine andere Wechselspannung oder Gleichspannung umwandelt. Bei einer derartigen Schaltung kann es sich beispielsweise, aber nicht ausschließlich, um einen Direktumrichter, einen Matrixumrichter, einen Wechselspannungswandler, einen Gleichspannungswandler, einen geschalteten Brückenwechselrichter, einen geschalteten Brückengleichrichter oder dergleichen handeln. Ein Umrichter kann auch eine interne galvanische Trennung vorsehen. Umrichter können für hohe elektrische Leistungen, beispielsweise Leistungen im Bereich von etwa 100 kW bei einer Gleichspannung von 850 V bzw. 300 kVA Wechselstromleistung, ausgebildet sein. Assemblies for converters are known from the prior art, for example under the designation “stacks” or “inverter stacks”. A converter is understood to be any controlled electrical and/or electronic circuit that converts a DC voltage into another DC voltage or AC voltage, or converts an AC voltage into another AC voltage or DC voltage. Such a circuit can be, for example, but not exclusively, a cycloconverter, a matrix converter, an AC voltage converter, a DC voltage converter, a switched bridge inverter, a switched bridge rectifier or the like. A converter can also provide internal galvanic isolation. Converters can be designed for high electrical power, for example power in the range of approximately 100 kW at a DC voltage of 850 V or 300 kVA AC power.

[0003] Umrichter können für industrielle Anwendungen, wie Fertigungsstraßen, elektrische Antriebe, Inselnetze und unterbrechungsfreie Stromversorgungen, für Prüfstände von Fahrzeugen oder für vielfältige andere Anwendungen eingesetzt werden. Die konkrete schaltungstechnische Realisierung der Umrichter ist für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich. Umrichterbaugruppen hoher elektrischer Leistung sind üblicherweise in einem Schaltschrank angeordnet, der baulich von der angeschlossenen elektrischen Maschine, beispielsweise einem Elektromotor, getrennt ist, sodass lange elektrische Leitungen erforderlich sind. Neben der eigentlichen Umrichterbaugruppe beherbergen bekannte Schaltschränke auch weitere elektrische Bauteile wie Magnetdrosseln, Kondensatoren, Schaltbretter und dergleichen, die für die konkrete Anwendung dimensioniert sein müssen und meist unterschiedlich groß sind. Folglich werden bekannte Schaltschränke in Abhängigkeit der benötigten elektrischen Leistung und in Abhängigkeit der konkreten Anwendung, insbesondere der konkreten angeschlossenen elektrischen Maschine, anwendungsspezifisch entworfen. Solche Anordnungen für elektrische Maschinen sind beispielsweise aus den Dokumenten DE 29723145 U1 und DE 102006011241 A1 bekannt. [0003] Converters can be used for industrial applications, such as production lines, electric drives, island grids and uninterruptible power supplies, for vehicle test benches or for a variety of other applications. The concrete circuitry realization of the converter is not essential for the present invention. Converter assemblies with high electrical power are usually arranged in a control cabinet that is structurally separate from the connected electrical machine, for example an electric motor, so that long electrical lines are required. In addition to the actual converter assembly, known control cabinets also accommodate other electrical components such as magnetic chokes, capacitors, circuit boards and the like, which have to be dimensioned for the specific application and are usually of different sizes. Consequently, known control cabinets are designed specifically for the application, depending on the electrical power required and depending on the specific application, in particular the specific electrical machine connected. Such arrangements for electrical machines are known, for example, from the documents DE 29723145 U1 and DE 102006011241 A1.

[0004] Um die Entwicklung der Schaltschränke zu vereinfachen besteht somit ein Bedarf nach kompakten, modular aufgebauten Schaltschränken, die nach Möglichkeit unabhängig von der elektrischen Leistung der Umrichterbaugruppe und für verschiedene Anwendungsgebiete verwendbar sind. In order to simplify the development of the control cabinets, there is therefore a need for compact, modular control cabinets that can be used, if possible, independently of the electrical power of the converter assembly and for different areas of application.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Schaltschrank gemäß Anspruch 1 gelöst. [0005] This object is achieved according to the invention by a control cabinet according to claim 1.

[0006] Ein erfindungsgemäßer Schaltschrank umfasst eine Rahmenkonstruktion mit einer Rückwand sowie eine Umrichterbaugruppe mit einer Gleichspannungsseite und einer Wechselspannungsseite, ferner Gleichstromschienen zum Anschluss von Gleichstromleitungen und Wechselstromschienen zum Anschluss von Wechselstromleitungen. Der Schaltschrank ist vorzugsweise quaderförmig mit einer im Wesentlichen rechteckförmigen Rahmenkonstruktion und einer im Wesentlichen rechteckförmigen Rückwand, um eine kompakte und platzsparende Bauform zu erreichen. Vorzugsweise können zwei Gleichstromschienen (Plus- und Minus-Pol) und drei Wechselstromschienen (3 elektrische Phasen) vorgesehen sein. A control cabinet according to the invention comprises a frame structure with a rear wall and a converter assembly with a DC voltage side and an AC voltage side, also DC busbars for connecting DC power lines and AC busbars for connecting AC power lines. The switch cabinet is preferably cuboid with an essentially rectangular frame construction and an essentially rectangular rear wall in order to achieve a compact and space-saving design. Preferably, two DC busbars (plus and minus pole) and three AC busbars (3 electrical phases) can be provided.

[0007] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in der Rückwand zumindest eine Ausnehmung vorgesehen ist, um eine Kontaktierung der Wechselstromschienen oder der Gleichstromschienen durch externe Stromleitungen zu ermöglichen. According to the invention it is provided that in the rear wall at least one recess is provided in order to allow contacting of the AC busbars or the DC busbars through external power lines.

Ferner sind in der Rückwand Befestigungsmittel zur direkten Anordnung des Schaltschranks an einer externen elektrischen Maschine vorgesehen. Furthermore, fastening means for the direct arrangement of the control cabinet on an external electrical machine are provided in the rear wall.

[0008] Dadurch wird erreicht, dass der Schaltschrank direkt auf der zu versorgenden elektrischen Maschine angeordnet werden kann, und die elektrischen Leitungen dieser externen Komponente, It is thereby achieved that the control cabinet can be arranged directly on the electrical machine to be supplied, and the electrical lines of this external component,

gegebenenfalls sogar die Phasenwicklungen, direkt in den Schaltschrank geführt werden können, ohne dass Schaltbretter an der Maschine kontaktiert werden müssen. Somit kann der Schaltschrank direkt auf der elektrischen Maschine angeordnet werden, die Notwendigkeit einer baulichen Trennung entfällt also. if necessary, even the phase windings can be routed directly into the switch cabinet without having to contact switch boards on the machine. The control cabinet can thus be arranged directly on the electrical machine, eliminating the need for structural separation.

[0009] Erfindungsgemäß können in der Rückwand mehrere nebeneinander angeordnete Ausnehmungen vorgesehen sein. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass der Schaltschrank an die Gegebenheiten der Maschine angepasst werden kann. Nicht benötigte Ausnehmungen können mit einer Abdeckplatte verschlossen sein. Zumindest eine der Ausnehmungen kann jedoch offen bleiben, um die Durchführung von externen Stromleitungen zu ermöglichen. According to the invention, a plurality of recesses arranged next to one another can be provided in the rear wall. This has the particular advantage that the control cabinet can be adapted to the conditions of the machine. Recesses that are not required can be sealed with a cover plate. However, at least one of the recesses can remain open to allow external power lines to pass through.

[0010] Im Bereich zumindest einer der Ausnehmungen kann sich im Schaltschrank ein vorzugsweise entfernbares Schaltbrett befinden. Zumindest eine der Ausnehmungen kann auch mit einem Schaltbrett abgedeckt sein. Dies hat den Vorteil, dass die elektrischen Leitungen direkt von der elektrischen Maschine durch eine offene Ausnehmung auf das Schaltbrett geführt werden können. Das entfernbare Schaltbrett kann in Abhängigkeit der Anordnung der Position der elektrischen Leitungen über einer geeigneten Ausnehmung angeordnet werden. Insbesondere können drei entfernbare Schaltbretter vorgesehen sein, die jeweils mit einer von drei Wechselstromschienen verbunden sind. Die drei Schaltbretter können jeweils eine von drei Ausnehmungen in der Rückwand des Schaltkastens abdecken. In the area of at least one of the recesses, a preferably removable circuit board can be located in the control cabinet. At least one of the recesses can also be covered with a circuit board. This has the advantage that the electrical lines can be routed directly from the electrical machine through an open recess onto the circuit board. The removable circuit board can be placed over a suitable recess depending on the layout of the position of the electrical wiring. In particular, three removable switchboards may be provided, each connected to one of three AC power rails. The three switch boards can each cover one of three recesses in the back wall of the switch box.

[0011] Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass das Schaltbrett an einen vorzugsweise mehrteiligen Strombügel angeschlossen ist, der direkt oder über einen Anschlussbalken mit den Gleichstromschienen oder Wechselstromschienen verbunden ist. According to the invention it can be provided that the control board is connected to a preferably multi-part current clip, which is connected directly or via a connecting bar to the DC busbars or AC busbars.

Gegebenenfalls können drei Strombügel vorgesehen sein, die jeweils ein Schaltbrett mit jeweils einer Wechselstromschiene über jeweils einen Anschlussbalken verbinden. If necessary, three current brackets can be provided, each of which connects a circuit board to an AC bus bar via a connecting bar.

Der Strombügel kann einteilig sein. Der Strombügel weist einen L-förmigen Querschnitt auf. Der Strombügel ist mehrteilig ausgeführt und umfasst eine Kontaktplatte sowie eine Distanzstrebe, die L-förmig in einem Winkel von etwa 90° verbunden sind. The current bracket can be in one piece. The current loop has an L-shaped cross section. The current clip is designed in several parts and includes a contact plate and a spacer strut, which are connected in an L-shape at an angle of about 90°.

Vorzugsweise ist der Strombügel aus Kupfer oder umfasst Kupfer. The current clip is preferably made of copper or comprises copper.

[0012] Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass die Rahmenkonstruktion Verbindungsmittel umfasst. Diese Verbindungsmittel können innenliegend sein, also vom Inneren des Schaltschranks betätigt werden, beispielsweise in Form von Schrauben oder Stiften, die in entsprechende Nuten der Rahmenkonstruktion eingreifen. Dadurch wird erreicht, dass die Rahmenkonstruktionen deckungsgleich aneinander angeordneter Schaltschränke miteinander fest verbunden werden können, sodass benachbarte Schaltschränke deckungsgleich aneinander fixiert werden können. According to the invention it can also be provided that the frame construction comprises connecting means. These connecting means can be on the inside, ie they can be actuated from inside the control cabinet, for example in the form of screws or pins which engage in corresponding grooves in the frame construction. The result of this is that the frame constructions of control cabinets arranged congruently on one another can be firmly connected to one another, so that adjacent control cabinets can be fixed congruently to one another.

[0013] Die Erfindung betrifft ferner eine Schaltschrankanordnung, umfassend zumindest zwei erfindungsgemäße Schaltschränke. Bei der erfindungsgemäßen Schaltschrankanordnung ist eine erste Ausnehmung eines ersten Schaltschranks mit einem Schaltbrett abgedeckt, und eine zweite Ausnehmung eines zweiten Schaltschranks offen. Die Schaltschränke sind derart angeordnet, dass die erste und zweite Ausnehmung im Wesentlichen deckungsgleich sind. Das bedeutet, dass die Querschnitte dieser Ausnehmungen zueinander im Wesentlichen ausgerichtet sind bzw. fluchten und die Ausnehmungen an etwa identischen Positionen in der jeweiligen Rückwand vorgesehen sind. Dadurch wird erreicht, dass die Gleichstromschienen oder die Wechselstromschienen eines Schaltschranks durch einen Strombügel direkt mit dem Schaltbrett des anderen Schaltschranks verbunden werden können. The invention also relates to a switch cabinet arrangement comprising at least two switch cabinets according to the invention. In the switch cabinet arrangement according to the invention, a first recess of a first switch cabinet is covered with a circuit board, and a second recess of a second switch cabinet is open. The switch cabinets are arranged in such a way that the first and second recesses are essentially congruent. This means that the cross sections of these recesses are essentially aligned or flush with one another and the recesses are provided at approximately identical positions in the respective rear wall. This means that the DC busbars or the AC busbars of one control cabinet can be connected directly to the control panel of the other control cabinet using a current clip.

[0014] Der Strombügel kann bei dieser Schaltschrankanordnung also direkt von der Gleich- oder Wechselstromschiene des zweiten Schaltschranks durch die zweite Ausnehmung an das Schaltbrett des ersten Schaltschranks geführt werden. Dadurch wird eine sehr einfache elektrische Parallelschaltung der Eingangs- oder Ausgangsseite der Schaltschränke ermöglicht, und es muss auch nur ein einziges Schaltbrett vorgesehen sein. The power bar can be performed in this cabinet assembly so directly from the DC or AC rail of the second cabinet through the second recess to the control panel of the first cabinet. This enables a very simple electrical parallel connection of the input or output side of the control cabinets, and only a single circuit board has to be provided.

[0015] Ferner ermöglicht dieser Aufbau der Schaltschränke eine modulare Anwendung, da mehrere Schaltschränke mit Umrichteranordnungen einfach vor Ort mit herkömmlichen Strombügeln [0015] Furthermore, this construction of the control cabinets enables a modular application, since several control cabinets with converter arrangements can be easily installed on site using conventional power brackets

parallelgeschalten werden können, ohne dazu eine umständliche Verkabelung vorsehen zu müssen. can be connected in parallel without having to provide cumbersome cabling.

[0016] Die Schaltschränke können durch Befestigungsmittel in den Rahmenkonstruktionen miteinander verbunden werden. Dadurch wird ein deckungsgleicher Aufbau der Schaltschrankanordnung erleichtert, sodass die Ausnehmungen der aneinander angeordneten Schaltschränke zueinander ausgerichtet sind bzw. fluchten. The switch cabinets can be connected to one another by fastening means in the frame constructions. This facilitates congruent construction of the switch cabinet arrangement, so that the recesses of the switch cabinets arranged next to one another are aligned or aligned with one another.

Somit können zwei, drei, vier, fünf, sechs oder mehr Schaltschränke in einfacher Weise miteinander verbunden und zur Erzielung einer hohen Leistung parallelgeschaltet werden. Eine derartige Anordnung der Schaltschränke kann als „Huckepack-Anordnung“ bezeichnet werden. This means that two, three, four, five, six or more control cabinets can be connected to one another in a simple manner and connected in parallel to achieve high performance. Such an arrangement of the control cabinets can be referred to as a "piggyback arrangement".

[0017] Die Erfindung umfasst ferner eine Maschinenanordnung mit einem erfindungsgemäßen Schaltschrank oder einer erfindungsgemäßen Schaltschrankanordnung, sowie einer elektrischen Maschine, beispielsweise einem Elektromotor oder einem elektrischen Generator. An der Rückwand eines Schaltschranks sind Befestigungsmittel vorgesehen, die mit korrespondierenden Befestigungsmitteln der elektrischen Maschine zusammenwirken, sodass der Schaltschrank oder die Schaltschrankanordnung an der elektrischen Maschine angeordnet ist. Die Wicklungen der elektrischen Maschine sind durch eine offene Ausnehmung eines Schaltschranks direkt auf zumindest ein Schaltbrett dieses Schaltschranks geführt. Vorzugsweise können die drei Phasen der elektrischen Maschine auf jeweils ein von drei Schaltbrettern eines Schaltschranks geführt werden. The invention also includes a machine arrangement with a switch cabinet according to the invention or a switch cabinet arrangement according to the invention, and an electrical machine, for example an electric motor or an electrical generator. Fastening means are provided on the rear wall of a switch cabinet, which interact with corresponding fastening means of the electrical machine, so that the switch cabinet or the switch cabinet arrangement is arranged on the electrical machine. The windings of the electrical machine are routed through an open recess in a switch cabinet directly onto at least one circuit board of this switch cabinet. Preferably, the three phases of the electrical machine can each be routed to one of three switchboards of a switch cabinet.

[0018] Zusätzlich können auch elektronische oder optische Signalleitungen von der Maschine direkt in den Schaltschrank geführt werden, beispielsweise Signalleitungen eines analogen Drehzahl- oder Drehmomentsensors an der elektrischen Maschine. Dies hat den Vorteil, dass die Messwerte direkt im Schaltschrank digitalisiert und verarbeitet werden können, sodass eine schnellere Verarbeitung möglich ist, als wenn die analogen Messwerte über ausgedehnte Signalleitungen an einen entfernten Schaltschrank geleitet werden müssten. In addition, electronic or optical signal lines can also be routed from the machine directly into the control cabinet, for example signal lines from an analog speed or torque sensor on the electrical machine. This has the advantage that the measured values can be digitized and processed directly in the control cabinet, so that faster processing is possible than if the analog measured values had to be sent to a remote control cabinet via extensive signal lines.

Weitere erfindungsgemäße Ausführungen ergeben sich aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele, aus den Figuren und aus den nachfolgenden Patentansprüchen. Further embodiments according to the invention result from the description of the exemplary embodiments, from the figures and from the following patent claims.

[0019] Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines nicht-ausschließlichen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail below using a non-exclusive exemplary embodiment. Show it:

[0020] Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschinenanordnung; 1 shows a schematic representation of an embodiment of a machine arrangement according to the invention;

[0021] Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schaltschranks; [0021] FIG. 2 shows a schematic representation of an embodiment of a control cabinet according to the invention;

[0022] Fig. 3a - 3b schematische Darstellungen eines erfindungsgemäßen Schaltschranks und Schnittansichten dieses Schaltschranks; [0022] FIGS. 3a-3b are schematic representations of a control cabinet according to the invention and sectional views of this control cabinet;

[0023] Fig. 4a - 46 schematische Darstellungen einer Ausführungsform einer erfindungsgemäBen Schaltschrankanordnung. 4a-46 schematic representations of an embodiment of a switch cabinet arrangement according to the invention.

[0024] Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschinenanordnung. Die Maschinenanordnung umfasst eine Schaltschrankanordnung mit zwei Schaltschränken 1, 1‘, sowie eine elektrische Maschine 11. Bei der elektrischen Maschine 11 kann es sich beispielsweise um eine Belastungsmaschine (Dynamometer) eines Prüfstands für Antriebe oder Antriebskomponenten handeln, beispielsweise in Form eines Elektromotors. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a machine arrangement according to the invention. The machine arrangement comprises a switch cabinet arrangement with two switch cabinets 1, 1' and an electrical machine 11. The electrical machine 11 can be, for example, a load machine (dynamometer) of a test stand for drives or drive components, for example in the form of an electric motor.

[0025] Die elektrische Maschine 11 umfasst seitliche Befestigungsmittel 13 in Form von Haken oder Laschen. Das Detail A zeigt, dass die Befestigungsmittel 13 der elektrischen Maschine 11 mit korrespondierenden Befestigungsmitteln 12 in Form einer Schiene an der Rückwand 3 des Schaltschranks 1 zusammenwirken. Ferner ist an der Rückwand 3 ein Gummipuffer 14 angeordnet, wie in Detail B gezeigt ist. Neben dem Gummipuffer 14 im unteren dargestellten Bereich ist auch im oberen Bereich des Befestigungsmittels 13 eine weitere gedämpfte Verbindung zwischen der Rückwand 3 des Schaltschranks 1 und der elektrischen Maschine 11 vorgesehen, die vorteilhaft durch eine Schraubenverbindung und einen weiteren Gummipuffer gebildet wird. Dies führt The electrical machine 11 includes lateral fasteners 13 in the form of hooks or tabs. Detail A shows that the fastening means 13 of the electrical machine 11 interact with corresponding fastening means 12 in the form of a rail on the rear wall 3 of the switch cabinet 1. Furthermore, a rubber buffer 14 is arranged on the rear wall 3, as shown in detail B. In addition to the rubber buffer 14 in the lower area shown, another damped connection between the rear wall 3 of the switch cabinet 1 and the electrical machine 11 is also provided in the upper area of the fastening means 13, which is advantageously formed by a screw connection and another rubber buffer. this leads to

vorteilhaft dazu, dass der Schaltschrank 1 in der horizontalen Achse von der elektrischen Maschine 11 schwingungstechnisch entkoppelt ist. Durch diese Befestigungsmittel kann der erste Schaltschrank 1 in einer „Huckepack“-Anordnung an der elektrischen Maschine 11 angeordnet werden. Von der elektrischen Maschine 11 sind (nicht dargestellte) elektrische Anschlussleitungen und Signalleitungen in den Schaltschrank 1 geführt. Bei den elektrischen Anschlussleitungen handelt es sich insbesondere um die Wicklungen der elektrischen Maschine 11, die durch eine offene Ausnehmung in der Rückwand 3 direkt in den Schaltschrank 1 geführt sind. advantageous to the fact that the control cabinet 1 is vibrationally decoupled from the electrical machine 11 in the horizontal axis. The first switch cabinet 1 can be arranged on the electrical machine 11 in a “piggyback” arrangement by means of these fastening means. Electrical connection lines and signal lines (not shown) are routed from the electrical machine 11 into the switch cabinet 1 . The electrical connection lines are, in particular, the windings of the electrical machine 11, which are routed directly into the switch cabinet 1 through an open recess in the rear wall 3.

Der zweite Schaltschrank 1‘ ist am ersten Schaltschrank 1 über (nicht dargestellte) Verbindungsmittel der Rahmenkonstruktion 2 fixiert, wobei die Verbindung der Schaltschränke 1, 1° deckungsgleich erfolgt. Das heißt, die Außenkanten der Schaltschränke 1, 1‘ verlaufen im Wesentlichen plan zueinander, und die im Folgenden beschriebenen Ausnehmungen 7, 7‘ in den Rückwänden 3 der Schaltschränke 1, 1‘ überlappen einander. The second control cabinet 1' is fixed to the first control cabinet 1 via connecting means (not shown) of the frame construction 2, with the connection of the control cabinets 1, 1° being congruent. This means that the outer edges of the switch cabinets 1, 1' are essentially planar to one another, and the recesses 7, 7' described below in the rear walls 3 of the switch cabinets 1, 1' overlap one another.

[0026] Fig. 2 zeigt eine schematische dreidimensionale Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schaltschranks 1. Der Schaltschrank 1 ist im Wesentlichen quaderförmig und umfasst eine Umrichterbaugruppe 4 mit (in dieser Darstellung verdeckten) Gleichstromschienen 5 und Wechselstromschienen 6. Auf der Rückseite des Schaltschranks 1 befindet sich eine Rückwand 3; die Wände des Schaltschranks 1 werden durch eine Rahmenkonstruktion 2 gehalten. Die Rahmenkonstruktion 2 ist derart mit Verbindungsmitteln, nämlich Längsnuten, ausgebildet, dass aneinander angeordnete Schaltschränke an ihren Rahmenkonstruktionen deckungsgleich und von innen miteinander verbunden werden können. Die Verbindungsmittel können beispielsweise in Form von Schrauben oder Federn ausgebildet sein, die in korrespondierende Nuten der Rahmenkonstruktion eingeschraubt oder eingeführt werden. Fig. 2 shows a schematic three-dimensional representation of an embodiment of a control cabinet 1 according to the invention. The control cabinet 1 is essentially cuboid and comprises a converter assembly 4 with (in this representation hidden) DC busbars 5 and AC busbars 6. On the back of the control cabinet 1 is located a back wall 3; the walls of the switch cabinet 1 are held by a frame construction 2. The frame construction 2 is designed with connecting means, namely longitudinal grooves, in such a way that switching cabinets arranged one on top of the other can be congruently connected to one another on their frame constructions and from the inside. The connecting means can be in the form of screws or springs, for example, which are screwed or inserted into corresponding grooves in the frame construction.

[0027] Im Inneren des Schaltschranks 1 verlaufen zwei Gleichstromleitungen zu den (in dieser Darstellung verdeckten) Gleichstromschienen 5, die mit der Umrichterbaugruppe 4 verbunden sind. Die Umrichterbaugruppe 4 ist ferner mit drei Paaren von Wechselstromschienen 6 verbunden, die jeweils an einen Anschlussbalken 10 geführt sind. Die Gleichstromschienen 5 und Wechselstromschienen 6 sind vorzugsweise aus Kupfer oder umfassen Kupfer. Jede der drei Phasen der Wechselspannung wird also an einen Anschlussbalken 10 geführt, der ebenfalls aus Kupfer ist, um geringe elektrische Verluste zu gewährleisten. Vom Anschlussbalken 10 führen winkelige Strombügel 9 an die (in dieser Ansicht verdeckten) Schaltbretter 8. Unter den Wechselstromschienen 6 sind (nicht bezeichnete) Magnetdrosseln angeordnet, die in dieser Ausführungsform als Interleavingdrosseln für die drei Phasen des Umrichters ausgebildet sind. Inside the switch cabinet 1, two direct current lines run to the direct current rails 5 (which are hidden in this illustration) and are connected to the converter assembly 4. The converter assembly 4 is also connected to three pairs of AC busbars 6 which are each routed to a connecting bar 10 . The DC busbars 5 and AC busbars 6 are preferably made of copper or include copper. Each of the three phases of the AC voltage is therefore routed to a connection bar 10, which is also made of copper, in order to ensure low electrical losses. Angled current brackets 9 lead from the connection bar 10 to the switchboards 8 (covered in this view). Magnetic chokes (not labeled) are arranged under the AC busbars 6, which in this embodiment are designed as interleaving chokes for the three phases of the converter.

[0028] Fig. 3a - 3b zeigen schematische Darstellungen des erfindungsgemäßen Schaltschranks 1 aus Figur 2 und Schnittansichten dieses Schaltschranks. In der Mitte dieser Figur ist eine Draufsicht des Schaltschranks 1 gezeigt, links davon ein Schnitt entlang der Linie A-A, und rechts davon ein Schnitt entlang der Linie B-B. Das in der linken Schnittdarstellung angedeutete Detail C findet sich in Fig. 3b. In dieser Ansicht sind auch die unterhalb der Umrichterbaugruppe 4 angeordneten Gleichstromschienen 5 sichtbar, die über zwei Gleichstromkabeln nach oben geführt werden, um im Oberteil des Schaltschranks 1 an ein (nicht bezeichnetes) Kontaktbrett geleitet zu werden. Im Betrieb wird eine Gleichspannung eines externen Gleichspannungszwischenkreises oder einer externen Batterie von diesem oberen Kontaktbrett eingeleitet und nach unten zu der Umrichterbaugruppe 4 geführt. 3a - 3b show schematic representations of the control cabinet 1 according to the invention from FIG. 2 and sectional views of this control cabinet. In the middle of this figure is shown a plan view of the switch cabinet 1, to the left of which is a section along line A-A, and to the right of which is a section along line B-B. The detail C indicated in the sectional view on the left can be found in FIG. 3b. Also visible in this view are the DC busbars 5 arranged below the converter assembly 4, which are routed upwards via two DC cables in order to be routed to a (non-designated) contact board in the upper part of the control cabinet 1. During operation, a DC voltage from an external DC voltage intermediate circuit or an external battery is introduced from this upper contact board and fed down to the converter assembly 4 .

[0029] Die Rückwand 3 des Schaltschranks 1 weist fünf nebeneinander in einer Linie angeordnete Ausnehmungen 7 auf, wobei sich im Bereich der drei mittleren Ausnehmungen 7 entfernbare Schaltbretter 8 befinden. Diese Schaltbretter 8 dienen zur Kontaktierung der drei Wechselstromschienen 6 von außen. Die rechts und links der mittleren Ausnehmungen angeordneten Ausnehmungen sind dazu mit Abdeckplatten 17 versehen, die - je nach Position der anzuschließenden Maschine - entfernt werden können, um Leitungen der elektrischen Maschine an das Schaltbrett zu führen. In der Detailansicht C in Fig. 3b ist eine Abdeckplatte 17 dargestellt, welche die in der Draufsicht links liegende Ausnehmung 7 abdeckt. The rear wall 3 of the control cabinet 1 has five recesses 7 arranged next to one another in a line, with removable circuit boards 8 being located in the region of the three central recesses 7 . These circuit boards 8 are used for contacting the three AC busbars 6 from the outside. For this purpose, the recesses arranged to the right and left of the central recesses are provided with cover plates 17 which—depending on the position of the machine to be connected—can be removed in order to route lines from the electrical machine to the switchboard. In the detailed view C in FIG. 3b, a cover plate 17 is shown, which covers the recess 7 on the left in the plan view.

[0030] Somit können die Wechselstromschienen 6 über die Schaltbretter 8 durch externe Stromleitungen, insbesondere die Wicklungen der elektrischen Maschine, kontaktiert werden, die durch Thus, the AC busbars 6 can be contacted via the switchboards 8 by external power lines, in particular the windings of the electrical machine

die passende Ausnehmung zu den Schaltbrettern 8 geführt werden. the appropriate recess to the circuit boards 8 are performed.

[0031] Die Schaltbretter 8 sind mit den Wechselstromschienen 6 über drei L-förmige Strombügel 9 aus Kupfer verbunden. Die Strombügel 9 sind zweiteilig, wie in den Schnittdarstellungen sichtbar ist, und umfassen eine Kontaktplatte 15 aus Kupfer sowie eine Distanzstrebe 16 aus Kupfer, die miteinander L-förmig unter einem Winkel von etwa 90° verschraubt sind. The circuit boards 8 are connected to the AC busbars 6 via three L-shaped current brackets 9 made of copper. The current clips 9 are in two parts, as can be seen in the sectional views, and include a contact plate 15 made of copper and a spacer strut 16 made of copper, which are screwed together in an L-shape at an angle of about 90°.

[0032] Die Kontaktplatten 15 sind mit einem Anschlussbalken 10 der Wechselstromschienen 6 verschraubt. Die Distanzstreben 16 sind mit den Schaltbrettern 8 verschraubt. Dadurch wird ein guter elektrischer Kontakt zwischen den Schaltbrettern 8 und den Wechselstromschienen 6 ermöglicht. The contact plates 15 are screwed to a connecting bar 10 of the AC busbars 6 . The spacer struts 16 are screwed to the switchboards 8. This enables good electrical contact between the circuit boards 8 and the AC busbars 6 .

[0033] Die Trennung des Strombügels 9 in eine Kontaktplatte 15 und eine Distanzstrebe 16 hat den Vorteil, dass einheitliche Kontaktplatten 15 bereitgestellt werden können, die mit unterschiedlich langen Distanzstreben 16 kombiniert werden können. Denn abhängig davon, welche Dicke das Schaltbrett 8 aufweist, und ob die Kontaktierung eines Schaltbretts 8 oder eines anderen Schaltkastens (siehe unten) erfolgen soll, sind unterschiedlich lange Distanzstreben 16 erforderlich. Durch die zweiteilige Ausführung des Strombügels 9 wird also eine flexible und modulare Lösung erreicht. The separation of the current clip 9 into a contact plate 15 and a spacer strut 16 has the advantage that uniform contact plates 15 can be provided, which can be combined with spacer struts 16 of different lengths. Depending on the thickness of the circuit board 8 and whether contact is to be made with a circuit board 8 or another switch box (see below), spacer struts 16 of different lengths are required. A flexible and modular solution is thus achieved by the two-part design of the current clip 9 .

[0034] Fig. 4a - 45 zeigen schematische Darstellungen einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltschrankanordnung mit zwei aneinander angeordneten Schaltschränken 1, 1‘. Die Schaltschränke 1, 1‘ sind miteinander an ihren Rahmenkonstruktionen 3 verbunden und somit deckungsgleich aneinander angeordnet. Der Schnitt A-A ist in dieser Darstellung links dargestellt. 4a - 45 show schematic representations of an embodiment of a control cabinet arrangement according to the invention with two control cabinets 1, 1' arranged next to one another. The switch cabinets 1, 1' are connected to one another at their frame structures 3 and are therefore arranged congruently with one another. Section A-A is shown on the left in this illustration.

[0035] Erste Ausnehmungen 7 des ersten Schaltschranks 1 sind mit Schaltbrettern 8 abgedeckt, während zweite Ausnehmungen 7‘ des zweiten Schaltschranks 1‘ offen sind. Die Schaltschränke sind derart angeordnet, dass die Ausnehmungen 7, 7° im Wesentlichen deckungsgleich sind, sodass die Wechselstromschienen 6 der Schaltschränke 1, 1‘ durch einen, durch die Ausnehmung 7‘ verlaufenden, Strombügel 9‘ verbunden werden können. Wie in der Schnittdarstellung ebenfalls ersichtlich ist, weist die zweite Distanzstrebe 16‘ des zweiten Schaltschranks 1‘ eine wesentlich größere Länge auf, als die erste Distanzstrebe 16 des ersten Schaltschranks 1. Dies ist erforderlich, da die zweite Distanzstrebe 16° eine längere Distanz bis zur ersten Distanzstrebe 16 überbrücken muss, mit der sie in einem Uberlappungsbereich 18 mit (nicht dargestellten) Verbindungsmitteln elektrisch leitend verbunden ist. Hingegen sind die Kontaktplatten 15, 15° im Wesentlichen baugleich. First recesses 7 of the first switch cabinet 1 are covered with circuit boards 8, while second recesses 7' of the second switch cabinet 1' are open. The switch cabinets are arranged in such a way that the recesses 7, 7° are essentially congruent, so that the AC busbars 6 of the switch cabinets 1, 1' can be connected by a current clip 9' running through the recess 7'. As can also be seen in the sectional view, the second spacer strut 16' of the second control cabinet 1' has a significantly greater length than the first spacer strut 16 of the first control cabinet 1. This is necessary because the second spacer strut 16° has a longer distance to the first spacer strut 16 must bridge, with which it is electrically conductively connected in an overlapping area 18 with (not shown) connecting means. In contrast, the contact plates 15, 15° are essentially identical in construction.

[0036] Diese Verbindung der Distanzstreben 16, 16‘ ist in Fig. 45 im Detail dargestellt. Es ist ersichtlich, dass der zweite Strombügel 9‘ des zweiten Schaltschranks 1‘ durch die offene Ausnehmung 7‘ in den ersten Schaltschrank 1 ragt und dort mit dem ersten Strombügel 9 des ersten Schaltschranks 1 verbunden ist. Diese Verbindung ist einfach und schnell während der Montage der Schaltschränke 1, 1‘ herstellbar, ohne dass dazu komplizierte Anschlussleitungen verlegt werden müssen. Die Kontaktplatten 15, 15‘ sind für jeden Schaltschrank 1, 1‘ vorzugsweise identisch und nur die Distanzstreben 16, 16‘ müssen in unterschiedlicher Länge vorrätig sein, um die elektrische Verbindung herstellen zu können. This connection of the spacer struts 16, 16' is shown in detail in FIG. It can be seen that the second current clip 9' of the second switch cabinet 1' protrudes through the open recess 7' into the first switch cabinet 1 and is connected there to the first current clip 9 of the first switch cabinet 1. This connection can be made easily and quickly during assembly of the switch cabinets 1, 1', without having to lay complicated connection lines for this purpose. The contact plates 15, 15' are preferably identical for each switch cabinet 1, 1' and only the spacer struts 16, 16' must be available in different lengths in order to be able to establish the electrical connection.

[0037] Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die vorliegenden Ausführungsbeispiele, sondern umfasst sämtliche Prüfstandanordnungen im Rahmen der nachfolgenden Patentansprüche. The invention is not limited to the present exemplary embodiments, but includes all test bench arrangements within the scope of the following patent claims.

BEZUGSZEICHENLISTE REFERENCE LIST

1, 1‘ Schaltschrank 1, 1' control cabinet

2 Rahmenkonstruktion 2 frame construction

3 Rückwand 3 back panel

4 Umrichterbaugruppe 4 Inverter assembly

5 Gleichstromschiene 5 DC bus

6 Wechselstromschiene 6 AC power rail

7 Erste Ausnehmung 7 First recess

7‘ Zweite Ausnehmung 7' Second recess

8 Schaltbrett 8 switchboard

9 Strombügel 9 power brackets

10 Anschlussbalken 10 connection bars

11 Elektrische Maschine 11 electric machine

12 Befestigungsmittel des Schaltschranks 13 Befestigungsmittel der elektrischen Maschine 14 Gummipuffer 12 fasteners of the control cabinet 13 fasteners of the electrical machine 14 rubber buffers

15 Kontaktplatte 15 contact plate

16 Distanzstrebe 16 spacer bar

17 Abdeckplatte 17 cover plate

18 Überlappungsbereich 18 Overlap area

Claims

patent claims

1. Control cabinet (1) for an electrical converter assembly (4), comprising a. a frame construction (2) with a rear wall (3),

b. a converter assembly (4) with a DC voltage side and an AC voltage side,

c. DC rails (5) and AC rails (6), wherein

- At least one recess (7) is provided in the rear wall (3) in order to enable contacting of the AC busbars (6) or the DC busbars (5) by external power lines, and

- Fastening means (12) are provided on the rear wall (3) for the direct arrangement of the control cabinet on an external electrical machine (11),

characterized in that

several recesses (7) arranged next to one another are provided in the rear wall (3) and at least one of the recesses (7) is open and a removable circuit board (8) is located in the area of at least one of the recesses (7), the circuit board (8) is connected to an essentially L-shaped current clip (9), which is connected to the DC busbars (5) or AC busbars (6) directly or via a connection bar (10), the current clip (9) being in several parts and having a contact plate (15 ) and a spacer strut (16), which are connected in an L-shape at an angle of about 90°.

2. Switch cabinet (1) according to claim 1, characterized in that the frame structure (2) comprises connecting means, so that the frame structures of switch cabinets (1) arranged congruently next to one another can be firmly connected to one another.

3. Switch cabinet arrangement, comprising at least two switch cabinets (1, 1 °) according to one of claims 1 or 2, characterized in that

- A first recess (7) of a first control cabinet (1) is covered with a circuit board (8), and

- A second recess (7 °) of a second cabinet (1 °) is open, wherein

- The switch cabinets (1, 1°) are arranged in such a way that the recesses (7, 7°) are essentially congruent, so that the DC busbars (5) or the AC busbars (6) of a switch cabinet (1°) can be Recess (7 °) running, current bar (9 °) can be connected to the control board (8) of the other cabinet (1).

4. Switch cabinet arrangement according to Claim 3, characterized in that the switch cabinets (1, 1°) are connected to one another by fastening means in the frame constructions.

5. Switch cabinet arrangement according to claim 3 or 4, comprising two, three, four, five or more switch cabinets (1, 1°), characterized in that recesses (7) are covered with switch boards (8) in only a first switch cabinet (1). , and in the other switch cabinets (1°) the recesses (7°) are open, with the DC busbars (5) or the AC busbars (6) of all switch cabinets (1, 1°) running through a plurality of recesses (7°). , Current bracket (9) are connected.

6. Machine arrangement, comprising a switch cabinet (1) according to one of claims 1 or 2 or a switch cabinet arrangement according to one of claims 3 to 5, and an electrical machine (11) with fastening means (13), characterized in that the switch cabinet (1) is connected to the electrical machine (11) via the fastening means (12, 13) and the windings of the electrical machine are routed through an open recess (7') directly onto at least one circuit board (8) of the switch cabinet (1).

7. Machine arrangement according to claim 6, characterized in that electronic signal lines are routed from the machine (11) into one or more control cabinets (1, 1°).

6 sheets of drawings