CN105703690A - 变频器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种变频器(4)，其包括带有运动调节器(16)的调节部件(12)和具有功率半导体开关(36)的功率部件(30)。功率部件(30)具有提供安全功能(54、56)的安全监控装置(52)。

Description

变频器
技术领域
本发明涉及一种变频器，其包括带有运动调节器的调节部件和具有功率半导体开关的功率部件。
背景技术
工业机组通常具有多个旋转电机，借助这些旋转电机例如来驱动工具或传送带。为此所需的电能借助变频器来提供，这些变频器分别具有调节部件和功率部件。调节部件在信号技术上与过程控制器联接并且具有转速调节器。各个电机向调节部件输送的转速信号被评估，并且电能的提供匹配于要获得的特定的额定转速。调节部件在此具有电子器件，该电子器件以比较小的电功率来运行。
借助功率部件来实现，提供用于电机的电能，该功率部件通常具有功率半导体开关。借助半导体开关来调整从供电网向电机流动的电流。借助调节部件以如下方式实现对半导体开关的驱控，即，电机的转速相当于由控制器预给定的额定转速。借助半导体开关接通的电压通常为超过800伏。接通的电流具有大于1安培或10安培的电流强度，这提高了对功率部件的电绝缘的需求。
为了避免对电机的操作人员的伤害或减小这样的影响，例如公知有所谓的“紧急停止”开关。在人员擅自或无意地接近电机时，手动地操纵该开关，以便基本上无延迟地结束电机的运行。为此，开关往往在信号技术上与过程处理器联接。借助过程控制器，在操纵开关时将信号发送到调节部件，并且因此中断了对电机的通电。为此，功率半导体开关往往处于不导电状态。因此需要的是，以相应的功率半导体开关来调整发送到调节部件的信号或调节部件本身。因此，在更换变频器或其任何组件(像例如功率半导体开关或整个功率部件)时，始终必须对调节部件的信号或由此实现的功能进行匹配。
发明内容
本发明的任务在于，给出一种特别合适的变频器，在该变频器中，有目的性地提升了安全性并且有利地简化了更换。
根据本发明，该任务通过权利要求1的特征来解决。有利的改进方案和设计方案是从属权利要求的主题。
变频器具有调节部件和功率部件，它们例如定位在相同的壳体内部。但是特别优选地，调节部件具有第一壳体，并且功率壳体具有第二壳体，在这些壳体内部定位有相应部件的各自的其他组成部件。换而言之，相应的壳体形成调节部件或功率部件的界限，其中，两个壳体彼此分开。换而言之，变频器具有两个壳体，并且第一壳体不同于第二壳体。第一壳体例如贴靠在第二壳体上并且尤其固定在其上。换而言之，第一壳体与第二壳体直接地机械接触。与此替选地，第一壳体与第二壳体间隔开。换而言之，调节部件与功率部件间隔开。优选地，不仅第一壳体接地而且第二壳体也接地，这一方面降低了变频器由于电磁波而对环境的污染。以这种方式，也减小了调节部件和功率部件的工作模式对环境的影响。
调节部件具有运动调节器。运动调节器例如借助电路或电子电路来实现。适宜地，用于电路所需的电流小于或等于1A、0.5A、0.2A、0.1A、50mA、20mA、10mA或5mA。用于运行所需的电流尤其大于1mA、5mA或50mA。例如，在运动调节器内部施加的最大的电压小于或等于100V、50V、25V、10V或5V。电压尤其大于1V、2V或8V。例如，调节部件为此具有变压器，借助该变压器，电能与所需的值相匹配。特别是，如果存在变压器，那么该变压器定位在第一壳体内部。适宜地，如果存在第一壳体，那么运动调节器相对于该第一壳体的电势差最大为400V、200V、100V、50V、24V、12V、6V、5V或2V。以这种方式，可以比较低成本地实现运动调节器相对于第一壳体的电绝缘。
功率部件具有功率半导体开关，该功率半导体开关尤其是功率电路的组成部件。借助功率电路，在运行中提供电能，用以驱动电机。尤其借助功率半导体开关(半导体开关)来调整借助变频器给出的电能。例如变频器包括输出端，该输出端以合适的方式借助联接端子形成。在装配状态中，借助联接端子，例如借助如线缆那样的线路与电机(电动马达)电连接。在此，经由联接端子和线路，电能从变频器流向电机。例如，功率开关与联接端子串联联接，从而借助功率半导体开关对电流进行调整。合适地，功率半导体开关包括续流二极管，或者续流二极管与功率半导体开关并联联接。变频器尤其包括两个或三个输出端以及四个或六个功率半导体开关。适宜地，功率半导体开关以桥式电路彼此电接触并且与输出端电接触。换而言之，功率部件包括B4电路或B6电路。借助功率半导体开关，尤其实现了变频器的逆变器侧(Wechselrichterseite)。但至少功率半导体开关是功率部件的逆变器侧的组成部件。合适地，功率部件包括具有优选中间回路电容器的中间回路。适宜地，借助功率部件的整流器侧向中间回路供电，该整流器侧尤其借助二极管或其他半导体开关来实现。变频器例如根据2级变频器或3级变频器的类型来设计。换而言之，中间回路包括2个或3个不同的电势级。
功率半导体开关例如是场效应晶体管，尤其是MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、GTO(可关断晶闸管)或晶闸管，例如是IGCT(集成门极换流晶闸管)。适宜地，功率部件具有功率半导体开关的散热装置。散热装置例如是无源的结构元件，像例如具有多个散热片的散热器。功率半导体开关例如借助液体，像例如油或水来冷却，其中，功率半导体开关例如布置在油之中或与引导冷却液的管路热接触。
功率部件还具有安全监控装置，该安全监控装置包括安全功能。借助安全监控装置，在运行时尤其监控对安全起关键作用的信号的存在性。这种类型的信号例如由控制器在信号技术上发送到变频器。安全监控装置例如在信号技术上与“紧急停止”开关联接。替选或与之组合地，设立且设置，也就是增设安全监控装置，以用于检测变频器的运行数据，然而至少是对该运行数据进行评估。为此，尤其考虑所有的在功率部件之中已知的，也就是在功率部部件中检测到和/或处理的运行数据。换而言之，安全监控装置在信号技术上与功率部件的传感器联接。以这种方式可以实现相对节省时间的运行数据处理。换而言之，在对运行数据的检测与借助安全监控装置进行的处理之间的时间间隔比较小。例如考虑所有的运行数据，或者仅考虑特定部分的运行数据。替选地，将另外的例如借助运动调节器检测到的运行数据输送给安全监控装置。运行数据例如是借助传感器检测到的测量数据和/或由这些测量数据推导出的数据。
如果借助安全监控装置检测到对安全起关键作用的信号，或根据运行数据检测到变频器的对安全起关键作用的状态，也就是对安全起关键作用的信号本身根据运行数据来产生，那么就实施安全功能。适宜地，借助安全功能来控制功率半导体开关，或对功率半导体开关的控制产生影响。在此，影响或控制是如下方式，即，将可能的与变频器连接的电机转换到安全状态中。尤其是，借助安全功能叠加对功率半导体开关的另外的控制。适宜地，借助安全功能禁止对功率半导体开关的另外的控制。
以这种方式可以实现的是，以模块化的方式构建变频器，其中，可以基本上彼此不相关地实现更换调节部件和更换功率部件。为此，无需为了更换的部件(也就是所安设的功率部件)或更换的调节部件而对各自的其他部件进行比较复杂的调整。尤其，调节部件和功率部件借助标准化的接口在信号技术上彼此联接，这进一步方便了更换。因此可以实现的是，在现有的变频器中，以具有改变的功率半导体开关的功率部件来更换当前功率部件，其中，变频器的安全功能已经与改变的功率半导体开关相匹配。因此，无需比较复杂地调整调节部件。
例如变频器的全部对安全起关键作用的功能集成到功率部件的安全监控装置中。换而言之，调节部件不具有另外的安全功能。以这种方式可以实现的是，获得了相对低成本的调节部件，其中，在更换功率部件时不必对调节部件在其安全功能方面进行重新评估，这会由于为此所需的认证而导致成本升高。尤其调节部件不具有硬件功能，也就是与功率部件的具体的硬件技术上的设计方案不相关，这促成变频器进一步模块化。
例如将功率半导体开关接合在引线框架上并且与其电接触。例如引线框架以塑料来包覆，这避免了电短路。以这种方式，实现了相对低成本的功率部件，其中，能借助引线框架导引的最大电流是比较大的，从而也可以以变频器来运行相对大功率的电机。与此替选地，功率部件包括第一集成电路板(Flachbaugruppe)，其中，功率半导体开关是第一集成电路板的组成部件。第一集成电路板具有印刷电路板，在该印刷电路板上固定有功率半导体开关。尤其功率半导体开关焊接在第一集成电路板的印刷电路板上。印刷电路板优选具有由铜构成的印制导线，这些印制导线中的至少一个与功率半导体开关电接触。印刷电路板的印制导线尤其固定在以玻璃纤维强化的环氧树脂上。替选地，印刷电路板设计为柔韧的印刷电路板。由于印刷电路板而简化了对半导体开关的驱控和装配，其中，功率部件比较耐用。适宜地，第一集成电路板具有另外的电子结构部件或电结构部件，该另外的电子结构部件或电结构部件固定在印刷电路板上且优选与其电接触。例如，第一集成电路板包括中间回路电容器(如果存在中间回路电容器的话)、另外的电容器和/或电阻器，借助它们例如使中间回路电压稳定化和/或产生中间回路电压，该中间回路电压施加到中间回路电容器的相对置的电极上。优选地，如果功率部件具有四个或更多的功率半导体开关，那么借助第一集成电路板实现了桥式电路。
例如第一集成电路板具有安全监控装置。安全监控装置例如借助分立的电结构部件和/或电子结构部件来实现，这些电结构部件和/或电子结构部件借助第一集成电路板的印刷电路板的印制导线彼此接触。与此替选地，安全监控装置借助集成电路来实现。换而言之，集成电路表现为安全监控装置。例如，集成电路(也就是集成转换电路)是特定应用的集成电路(ASIC)、特定应用的标准产品(ASSP)或可编程的集成转换电路。以这种方式，可以实现以后为安全监控装置匹配或扩展附加功能。优选地，安全监控功能借助尤其是可编程的微处理器来实现。
在与此特别优选的替选方案中，安全监控装置包括第二集成电路板并且特别优选地由其组成。因此，安全功能借助第二集成电路板来提供，例如借助第二集成电路板的集成转换电路，该集成转换电路例如实现为ASIC或可编程的集成转换电路，尤其实现为微芯片或微处理器。尤其实现了借助第二集成电路板评估变频器的运行数据或监控对安全起关键作用的信号。第二集成电路板在信号技术上与第一集成电路板联接，从而可以实现在第一与第二集成电路板之间的信号交换。第二集成电路板固定在第一集成电路板上，这促成了相对稳固的功率部件。由于第二集成电路板而可以实现对变频器的进一步模块化。尤其可以实现的是，与第一集成电路板无关地制造安全监控装置或针对第二集成电路板考虑成本较低的印刷电路板，这是因为借助该印刷电路板仅需承载比较小的电流。尤其是，将第二集成电路板定位到接合在第一集成电路板上的壳体内部。
例如第二集成电路板焊接在第一集成电路板上，这促成了两个集成电路板之间比较稳定的连接，其中，即使在例如由于待驱动的电机的振动引起了功率部件颤动的情况下，两个印刷电路板之间的信号交换基本上也并不会影响功率部件的工作模式。但是适宜地，第二集成电路板以能插接的方式与第一集成电路板连接。优选地，第二集成电路板插接到第一集成电路板的插接连接器中。特别优选地，第二集成电路板按照插接卡的类型来制造。以这种方式可以实现改造变频器并以当前的需要进行调整，其方式是：第二集成电路板通过具有扩展功能的第二集成电路板来替换。换而言之，现有的第二集成电路板通过另一第二集成电路板来替换，另一第二集成电路板的安全功能与原有的第二集成电路板不同或具有另外的安全功能。
适宜地，在运行时，在第一与第二集成电路板之间仅传输对安全起关键作用的数据。这促成减少了数据量和减少了误码率。但是优选地，附加地传输在第一与第二集成电路板之间的安全级别或序列号，其中，安全级别与特定的最低安全功能相一致，该特定的最低安全功能可以借助第二集成电路板实现。替选或与之组合地，参数数据组至少在第二集成电路板的首次装配时被传输。合适地，借助参数数据组对安全功能和/或安全监控装置的其他组成部件进行参数化并且与功率半导体开关相匹配。
例如，借助安全监控装置的运行，对功率半导体开关、变频器的其他组件或借助变频器运行的电机进行热监控和/或电监控。为此，借助安全监控装置尤其对变频器的和/或电机的合适的运行数据进行评估。这种类型的运行数据例如是按下“紧急停止”开关、打开电机的门或盖板、或者是由于接近电机或变频器而中断光栅。借助安全监控装置例如对电机的温度，例如电机的转子和/或定子或可能的线圈的温度进行监控。在超过界限值或接收到相应运行数据中的特定值时，实施安全功能。
安全功能例如是安全转速限制(英语“Safelimitedspeed”，SLS，中文“安全限制速度”)，也就是限制被变频器驱动的电机的转速，从而可以实现电机的维护和电机的调整，其中，由于降低的转速，基本上排除了对实施操作的人员的伤害。替选地，安全功能是安全停机(英语“Safetorqueoff”STO，中文“安全转矩关断”)。适宜地，为此中断了对功率半导体开关的驱控并且将其带入不导电状态。因此，在实施安全功能时，基本上无延迟地中断了能量供应。如果电机在触发安全功能的时刻正在运行，那么因此，该电机就不接受控制地停机，其中，不产生转矩。此外，以这种方式，实现了保护，以防意外启动。与此替选地，安全功能是安全运行停止(英语“Safeoperatingstop”，SOS，中文“安全操作停止”)，在实施安全运行停止时确保的是，电机不离开限定的定位窗口(Positionsfenster)。尤其确保的是，转子相对于定子仅可以接受包括有预先限定的偏差的特定角度调节。
在另外的实施方案中，安全功能是“安全停止1(SS1)”或“安全停止2(SS2)”，在其中，电机以受调节的方式被带入静止状态，并且紧接着半导体开关处于不导电状态或者调节器保持有效。适宜地，安全监控装置包括这些安全功能中的两个或更多，这促成了相对安全运行的变频器。如果安全监控装置借助第二集成电路板来实现，那么适宜地设立且设置第一集成电路板，以用于在信号技术上与彼此不同的安全监控装置联接。适宜地，在此，这些安全监控装置的区别在于相应安全功能的类型和数量。优选地，第二集成电路板借助插接器固定在第一集成电路板上，这简化了第二集成电路板的更换并且因此简化了为变频器扩充特定的安全功能。
例如安全监控装置包括诊断功能，借助该诊断功能有利地实现对功率部件的半导体开关或其他组成部件进行安全检验。适宜地，如果安全监控装置利用第二集成电路板来实现，那么借助诊断功能实现了对第一集成电路板的诊断。替选或与之组合地，借助诊断功能对安全监控装置的安全功能和/或其他组成部件的正确实施进行监控。适宜地，在安全监控装置和/或功率部件首次投入运行时实施诊断功能。例如周期性地实施诊断功能，尤其是每2天、3天、5天、7天、10天、14天地实施。合适地，诊断功能在实施安全功能之后和/或在变频器从待机模式转到运行模式或处于待运行模式之后实施。以这种方式始终确保的是，变频器以及尤其是安全监控装置始终符合规定地工作。
例如功率部件包括电流调节器，借助该电流调节器，与外部的由调节部件预给定的参数相关地对从变频器流向电机流动的电流进行调节。换而言之，电流调节处于对运动调节器的调节之后。以这种方式，无需使调节部件的运动控制器或其他组件与功率半导体开关的具体设计方案以及该功率半导体开关的接线相匹配，这是因为借助功率部件本身实现了功率半导体开关专用的调节。适宜地，功率部件包括驱动电路，借助该驱动电路来控制功率半导体。换而言之，如果半导体开关具有相应的联接端，那么借助驱动电路来加载功率半导体开关的基极或栅极。尤其，电流调节和驱动电路借助PWM调制器来实现。优选借助该PWM调制器，驱控半导体开关的栅极。但是，至少借助PWM调制器的信号来控制半导体开关。适宜地，只要存在第一集成电路板，那么电流调节器、驱动电路或PWM调制器就借助第一集成电路板的电路来实现。因此，方便了功率半导体开关的更换，这是因为仅需移除第一集成电路板并且由新的来替换。无需比较复杂的调整或布线。如果安全监控装置借助第二集成电路板来实现，那么因此，在更换了第一集成电路板的情况下，可以继续使用该第二集成电路板，这节省了成本。
适宜地，功率部件包括电压检测装置和/或电流检测装置。尤其对功率部件的借助半导体开关加载以电能的联接端进行监控，在运行时，电机联接在该联接端上。例如检测在功率半导体开关上出现的电压和/或流过功率半导体开关的电流。换而言之，借助功率部件检测受功率部件本身影响的运行数据。优选地，检测所有这种类型的运行数据。替选或特别优选与之组合地，功率部件包括温度检测装置，合适地，借助该温度检测装置对功率部件的半导体开关的和/或其他组件(像例如功率部件的第二壳体)的温度进行监控。适宜地，温度检测装置利用第一集成电路板的电路来实现。优选地，向安全监控装置提供所有的借助功率部件获知的运行数据。以这种方式，提供了在获知运行数据与借助安全监控装置的处理之间比较短的信号路径，这降低了误码率。例如向安全监控装置提供其他的无法借助功率部件的组件来获知的运行数据，尤其是可能的转子的转速和/或位置信息。尤其是，只要存在诊断功能，就在借助功率部件获知了的运行数据的情况下借助诊断功能对这些运行数据进行校验，这提升了安全性。
优选地，运动调节器具有传感器评估装置，适宜地，该传感器评估装置在装配状态下在信号技术上与电机的传感器联接。借助传感器检测电机的转速。因此，借助传感器评估装置生成了与电机的实际转速相一致的运行数据。因此，在借助传感器评估装置检测到的实际值与预给定的额定值之间有偏差的情况下，可以实现借助变频器对电机的运动进行基本上无延迟的匹配。在此无须参考另外提供的运行数据，这将导致时间上的延迟。
合适地，运动调节器具有转速调节器、位置调节器或定位控制器。借助它们可以实现的是，对电机的转子相对于定子的定位、该转子的速度或该转子的位置进行调节，以便电机的状态始终相应于预先限定的状态。尤其是，运动调节器包括各个调节器中的至少两个，尤其是三个，这促成了相对安全地运行电机。合适地，在运动调节器内部无需实现针对功率部件进行特殊匹配的硬件功能。换而言之，无需知晓用于使调节部件符合规定地运行的功率部件的构造。优选地，将获知的转速和/或获知的位置从运动调节器传输到功率部件，尤其传输到安全监控装置。
尤其是，功率部件和调节部件借助总线系统在信号技术上彼此联接。例如总线系统是EtherCat(以太网控制自动化技术)、OpenSAFETY(开源的安全协议)、SercosIII(第三代SERCOS协议)或其他工业以太网。例如设立和设置总线系统，以用于安全地传输封装的报文。借助总线系统提供了在调节部件与功率部件之间的标准化的接口，从而方便了各个部件的更换。这些部件仅需满足相应使用的总线系统的规范。此外，减小了在安装时的布线耗费。尤其，过程控制器同样借助总线系统在信号技术上与调节部件联接，这一方面促成了进一步的模块化，并且另一方面促成比较简单且省时的装配。
优选地，借助变频器运行电动马达，例如同步马达或异步马达。合适地，变频器是工业机组的组成部件。尤其变频器具有在700W至500kW之间的最大功率输出。适宜地，功率输出大于或等于1kW、5kW、10kW、50kW、100kW或200kW。例如，功率输出小于或等于400kW、250kW、100kW、50kW、15kW或2kW。
附图说明
下面结合附图详细阐述本发明的实施例。其中：
图1示意性地示出具有调节部件和功率部件的变频器的第一实施方式，借助该变频器来驱动电机；
图2示出具有两个功率部件的变频器的另一实施方式；
图3示出功率部件作为第一集成电路板的第一实施方式；
图4示出功率部件的另外五个实施方式，该功率部件相应具有第二集成电路板；
图5示出具有第一集成电路板和第二集成电路板的功率部件的另一设计方案。
彼此对应的部件在所有附图中设有相同的附图标记。
具体实施方式
图1中示出具有变频器4的工业机组2，借助该变频器来运行电机6。根据过程控制器8的预给定实现了借助变频器4对电机6的控制，该过程控制器借助第一总线系统10在信号技术上与变频器4联接。预给定被传输到变频器4的调节部件12，该调节部件包括布置在第一壳体14内部的运动调节器16。运动调节器16借助未详细示出的集成电路板来实现。运动调节器16具有转速调节器18、位置调节器20和定位控制器22，借助它们来处理过程控制器8的额定预给定。借助电机6的当前实际值(即，转速)来比较该额定预给定，该转速借助电机6的旋转传感器24来记录。旋转传感器24的测量数据借助传感器评估装置26来检测并且提供给转速调节器18、位置调节器20以及定位控制器22。借助它们来生成额定转速，从而电机6被带入到由过程控制器8预给定的状态中。
额定转速借助第二总线系统28传输到具有第二壳体32的功率部件30。第二壳体32与第一壳体14间隔开，并且以未详细示出的类型和方式接地。功率电路34定位在第二壳体32内部，该功率电路包括六个功率半导体开关36。功率半导体开关36是具有与其并联联接的续流二极管的IGBT并且以桥式电路(即，B6电路)彼此电接触。在此，功率半导体开关36与未详细示出的中间回路电接触，在该中间回路上施加有直流电压。中间回路借助同样未示出的整流器侧(Gleichrichterseite)被供电，该中间回路就其自身而言与工业机组2的同样未示出的电网电接触。
换而言之，通过电网提供的交流电流借助整流器侧变换成中间回路的直流电流，该直流电流就其自身而言借助半导体开关36变换成三相交流电流，借助该三相交流电流来运行电机6。为此，具有三相的线路38的功率部件34与电机6电接触。半导体开关36借助PWM调制器40加载以控制信号，该这些控制线号使相应的功率半导体开关36处于导电状态或不导电状态。PWM调制器不仅具有电流调节器42而且具有驱动电路44。借助电流调节器42获知与借助调节部件12预给定的额定转速相对应的额定电流，并且从中借助驱动电路44生成用于功率半导体开关36的相对应的驱控信号。
功率电路34还具有电压检测装置46和电流检测装置48，借助它们来检测借助半导体开关36提供的电压或电流。将这些运动数据提供给电流调节器42，并且以此为基础，驱控驱动电路44，以减小借助电流检测装置48获知的实际电流与从预给定的额定转速获知的额定电流的差。功率电路34还具有温度检测装置50，借助该温度检测装置监控功率半导体开关36的温度，这些功率半导体开关具有特定的运行温度范围。
功率部件30还包括具有第一安全功能54和第二安全功能56的安全监控装置52。第一安全功能54是安全转速限制，借助其确保了，不超过电机6的最大转速。为此，一方面是将借助传感器评估装置26检测到的运行数据以及将借助第二总线系统28传送的额定转速与最大允许的转速进行比较。在激活第一安全功能56并且由于要么是检测到的转速要么是预给定的转速超过最大转速的情况下，PWM调制器40借助安全监控装置52来驱控并且以如下方式直接地影响驱动电路44或影响电流调节器42，即，使得保持电机6的转速低于最大转速。为此例如，在时间上缩短或在特定的时间间隔内封锁借助驱动电路44生成的信号，也就是说中断信号，从而半导体开关36在该时间间隔内保持不导电状态。
第二安全功能56是电机6的安全停机。在激活第二安全功能56的情况下，取消所有借助驱动电路54生成的信号，并且因此半导体开关36基本上无延迟地处于不导电状态。只要在激活第二安全功能56时电机6仍具有运动，那么该电机就以无力矩的方式自由停止。
安全监控装置52还包括诊断功能58，借助该诊断功能，在工业机组2启动时，也就是在开始为变频器4进行通电以及使变频器4进入待机模式或运行模式时，对第一和第二安全功能54、56以及PWM调制器40和电压检测装置56以及电流检测装置54的符合规定的功能方式进行检验。如果例如是电流检测装置48有故障并且尽管在未激活功率半导体开关36，也就是在还没有借助PWM调制器40生成的信号的情况下仍然检测到偏离0安培的值，那么就无延迟地激活第二安全功能56，并且给出故障提示。该故障提示例如借助显示装置，例如灯进行通知，并且借助第一和第二总线系统10、28传递到过程控制器8。
变频器4以模块化的方式构建，其中，不仅可以实现更换调节部件12也可以实现更换功率部件30，而其余的部件无需为此进行特殊地匹配。仅需分离总线连接28以进行更换，并且在完成更换之后重新建立该总线连接。也可以实现的是，将安全监控装置52更换为安全功能的数量有所改变的其他的安全监控装置52。因此，在这里未示出的安全监控装置52具有以可控的方式将电机6带到静止状态的安全功能。换而言之，安全功能是安全停车。在此，其中每个可更换安全监控装置52尤其具有第二安全功能56，亦即，安全停机。例如，在装配之后，借助过程控制器8经由两个总线系统10、28或借助功率电路对安全监控装置52进行调整和参数化。
图2示出变频器4的另一实施方式。变频器4具有两个功率部件30，这两个功率部件分别配属有一个电机6。即使未示出相应的旋转传感器24，但是线路38、电机6和功率部件30的设计方案相当于在之前的实施方式中示出的实施方案。调节部件12也相当于图1中示出的调节部件12。换而言之，图1中示出的变频器4扩展有另一个功率部件30并且工业机组2扩展有另一电机6。第二总线系统28以如下方式改变，即，现在两个功率部件30借助第二总线系统28在信号技术上与调节部件12联接。第一总线系统10也被省去，并且过程控制器8同样与第二总线系统28联接。借助第二总线系统28，在装配时对两个功率部件30的各自的安全监控装置52进行参数化，并且借助第二总线系统28激活各自的安全功能54、56。借助过程控制器8将适用于此的信号输入到第二总线系统28中。
图3中示出功率部件30的实施方式，其中，省去了第二壳体32。功率部件30具有带第一印刷电路板62的第一集成电路板60，在该印刷电路板上焊接有功率半导体开关36，在其中仅示出唯一的一个。在第一印刷电路板62上还焊接有PWM调制器40和插接器64，该插接器充当与第二总线系统28的连接件。插接器64、PWM调制器40和半导体开关36借助印制导线66彼此电接触。第一集成电路板60还具有呈集成转换电路形式的安全监控装置52，其同样借助印制导线66不仅与插接器64而且与PWM调制器40电接触。
图4中示出具有第一集成电路板60的功率部件30的另一实施方式。除了安全监控装置52以外，第一集成电路板60的设计方案相当于图3中示出的变型方案。换而言之，省去了形成安全监控装置52的集成转换电路。安全监控装置52包括带有第二印刷电路板70的第二集成电路板68，在该第二印刷电路板上焊接有多个电结构部件/电子结构部件72，它们借助印制导线74彼此接触。结构部件72包括可编程的微处理器。第二集成电路板68根据可更换印刷电路板的类型来设计并且插接到第一集成电路板60的插接连接器76中，该插接连接器借助第一印刷电路板板62的印制导线66不仅与插接器64电接触而且与PWM调制器40电接触。功率部件30的这种类型的设计方案允许了比较简单且快速地替换安全监控装置52。
图5中示出具有第一集成电路板60和第二集成电路板68的功率部件30的另一设计方案。除了插接连接器76以外，第一集成电路板相当于图4中示出的实施方式。利用图5示出的安全监控装置52，仅实现了第二安全功能56。诊断功能58也不存在。第二集成电路板68不具有集成转换电路，而是仅具有分立的电结构部件72，分立的电结构部件72借助印制导线74彼此电接触。因此，第二集成电路板仅分立式地构建并且借助钎焊连接78固定在第一集成电路板60上。钎焊连接78一方面用于机械固定并且另一方面用于两个集成电路板60、68彼此的电接触。
本发明并不局限于之前描述的实施例。相反地，本领域技术人员也可从中推导出本发明的其他变型方案，而不偏离本发明的主题。此外，所有结合实施例描述的单个特征尤其也能以不同的方式彼此组合，而不偏离本发明的主题。
附图标记列表
2工业机组
4变频器
6电机
8过程控制器
10第一总线系统
12调节部件
14第一壳体
16运动调节器
18转速调节器
20位置调节器
22定位控制器
24旋转传感器
26传感器评估装置
28第二总线系统
30功率部件
32第二壳体
34功率电路
36功率半导体开关
38线路
40PWM调制器
42电流调节器
44驱动电路
46电压检测装置
48电流检测装置
50温度检测装置
52安全监控装置
54第一安全功能
56第二安全功能
58诊断功能
60第一集成电路板
62第一印刷电路板
64插接器
66印制导线
68第二集成电路板
70第二印刷电路板
72电结构部件/电子结构部件
74印制导线
76插接连接器
78钎焊连接

Claims (10)

1.一种变频器(4)，其包括带有运动调节器(16)的调节部件(12)和具有功率半导体开关(36)的功率部件(30)，其中，所述功率部件(30)具有提供安全功能(54、56)的安全监控装置(52)。
2.根据权利要求1所述的变频器(4)，
其特征在于，
所述功率部件(30)包括具有所述功率半导体开关(36)的第一集成电路板(60)。
3.根据权利要求2所述的变频器(4)，
其特征在于，
所述第一集成电路板(60)具有所述安全监控装置(52)。
4.根据权利要求2所述的变频器(4)，
其特征在于，
所述安全监控装置(52)具有第二集成电路板(68)，所述第二集成电路板固定在所述第一集成电路板(60)上，尤其是能插接或焊接在所述第一集成电路板(60)上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的变频器(4)，
其特征在于，
所述安全功能(54、56)是安全转速限制或安全停机。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的变频器(4)，
其特征在于，
所述安全监控装置(52)具有诊断功能(58)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的变频器(4)，
其特征在于，
所述功率部件(30)具有电流调节器(42)和/或驱动电路(44)，尤其是具有PWM调制器(40)，借助所述电流调节器和/或驱动电路来控制所述功率半导体开关(36)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的变频器(4)，
其特征在于，
所述功率部件(30)具有电压检测装置(46)、温度检测装置(50)和/或电流检测装置(48)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的变频器(4)，
其特征在于，
所述运动调节器(16)具有传感器评估装置(26)、转速调节器(18)、位置调节器(20)和/或定位控制器(22)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的变频器(4)，
其特征在于，
所述功率部件(30)和所述调节部件(12)借助总线系统(28)在信号技术上联接。
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