CN1939107B - 电机控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电机控制装置、尤其是一种带有内部旁通支路的电机控制装置。为了提供一种具有集成的旁通功能及具有普遍适用性的电机控制装置，建议一种壳体(5)，该壳体具有相互绝电的腔室(9)，这些腔室(9)不仅分别用于容纳一个功率分部件(17)，而且还可选地设计用于容纳一连续的导电元件(32)。

Description

电机控制装置
技术领域
本发明涉及一种电机控制装置、尤其是一种带有内部旁通支路的电机控制装置。
背景技术
在从现有技术已知的半导体电机控制装置(软起动器)中得知，通过一个附加的接触器(Schütz)实现一旁通功能。其中，舒缓起动器承担控制该接触器的作用。在这样的装置中存在的缺点是，需要附加的构件。另外，从现有技术中还已知一些其中在电机控制装置中集成有旁通功能的装置。但是在这样的装置中存在的缺点是，这样的装置被设计为或者仅用于两相控制的设计方案中或者仅用于三相控制的设计方案中。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种集成有旁通功能的电机控制装置，该电机控制装置具有普遍的适用性。该技术问题通过本发明的电机控制装置得以解决。
本发明的核心思想是，通过一种新型的壳体结构实现所述普遍的适用性。为此特别规定，在电机控制装置的壳体中设有多个相互绝电的腔室。将这些腔室设计成，能够分别容纳一个功率分部件，同时腔室的结构还允许，代替一个功率分部件也可以采用一个连续的导电元件来装备该腔室。由此可以实现通过唯一的一种壳体结构以极小的成本达到最不同的装置功能。因此为使用者提供了一种在只采用一个唯一的结构系统的条件下快速且经济的技术方案，而该技术方案可适应于各种用途情况下的特殊要求。此外，还可以总是以相同的检验和制造技术工作。
尤其设有一个用于分开地控制所述各功率分部件的中央控制单元。通过在壳体内安装该中央控制单元获得一种可应用于极其不同用途的电机控制装置。通过采用一个相应的控制单元在使用一个唯一的壳体型号的条件下可以尤其不仅构成一个三相控制的电机控制装置，而且构成一个两相控制的电机控制装置。
附图说明
下面结合借助于附图详细解释的实施方式对本发明予以说明。附图中：
图1以透视图表示一个三极结构的电机控制装置；
图2以透视图表示在图1中所示的电机控制装置的一个壳体部段；
图3以透视图表示一个用于构成三极的三相控制的电机控制装置的开关模块；
图4以透视图表示一个用于构成三极的两相控制的电机控制装置的开关模块；
图5以简略示意图表示一个三相控制的电机控制装置；
图6以简略示意图表示一个两相控制的电机控制装置；
图7以简略示意图表示一个四极的三相控制的电机控制装置带有一个单独的可分离的第四极；
图8以简略示意图表示一个两相控制的可逆起动器；
图9以简略示意图表示一个带有可侧向安装的电极的三相控制的换向起动器。
具体实施方式
图1表示一台三极的电机控制装置1，其基本上由壳体单元2和安装在该壳体单元2下方的冷却单元组成。该壳体单元2完全用一种塑料材料制成。在冷却单元3的脚部区域内设有一些用于将所述电机控制装置1固定在一个安装壁或类似物上的固定元件4。
壳体单元2包括壳体基础模件5和安装在该壳体基础模件上的壳体罩6，该壳体罩6设计用于容纳一个(未示出的)中央控制单元。该中央控制单元用于控制所述电机控制装置1的各功率分部件(Leistungsteileinheiten)。
冷却单元3用于容纳所述电机控制装置1的功率分部件的冷却体。此外，设有用于主动冷却所述电机控制装置1的通风机7。但是当然也可以采用不带有附加通风机的实施方式。
图2表示所述壳体基础模件5不带壳体罩6的视图。在该壳体基础模件5的内部设有三个沿导体纵向8延伸的腔室9，这些腔室在结构上通过分隔壁10相互间分隔开。基于所采用的壳体材料而确保了一侧的所述腔室9与另一侧的可安装到这些腔室9中的导电元件、尤其是功率分部件之间充分绝电。
这些腔室9中的每一个都用于容纳所述电机控制装置1的一个相位。因此，所述壳体基础模件5适于构成三极的电机控制装置1。每个腔室9对应于一个用于容纳电流互感器的壳体凹处11地设置。在所示实施方式中，所述壳体凹处11设置于其腔室9的外侧。然而同样可能的是，平行于导体纵向8延伸的分隔壁10这样地从所述壳体基础模件5的后侧12延长至其端侧13，以使得不用横壁14就将所述壳体基础模件5完全地分成三个腔室9。
这些腔室9设计用于容纳功率分部件或连续的导电元件。它们具有用于此目的承载及固定元件或者支承元件15。
图3表示一个开关模块16，例如它可以装入到一个在图2中所示出的壳体基础模件5中，以构成一个三极的、三相控制的电机控制装置1。图中画出了三个功率分部件17，其中，对应于每个相位分别设置一个功率分部件17。每个功率分部件17包括一个晶闸管形式的电子开关元件18和一个按照一个一相接触器类型的机电式开关元件19形式的机电式旁通支路以及若干相应的冷却体20。换句话说，与所述电子式的开关元件18对应地分别设置一个机电式的开关元件19。
对应于每个相位设置一个接触轨21。这些接触轨21在安装结束状态分别出现在所述壳体基础模件5的端侧13及后侧12，以用于构成从所述壳体基础模件5中出来的连接触点。对应于每个接触轨21设置一个环形磁心测试变压器22，该变压器位于一个壳体凹处11内，向所述控制单元提供电流信息并进而确保保护电机。
在所述壳体单元3的壳体罩6内设置的中央控制单元用于在所述连接到电机控制装置上的(未示出)电机高速运转及切断期间以相位角受控的方式导通所述晶闸管，该中央控制单元构造成一个设置在一电路板上的微型控制器的形式。
在所述由电机控制装置1控制的电机在采用电子式开关元件18的条件下高速运转及达到其额定工作点、即达到额定转数和额定电流之后，则通过所述控制单元激活支路或旁通功能。换句话说，通过所述机电式的开关元件19实现所述电子式的开关元件18的旁路功能。如果要再次切断所述电机，则借助于所述控制单元使所述机电式的开关元件19去活并激活所述电子式的开关元件18。也就是说，电机的接通和切断是通过所述电子式的开关元件18实现的，而电流的导通则是通过所述机电式开关元件19实现的。在此，所述控制单元用于控制晶闸管与旁通支路的配合作用。
同时，所述控制装置分析与各相位对应设置的环形磁心测试变压器22的电流强度信息并确定出对晶闸管施加的负荷，以便充分保护晶闸管本身。此外，控制单元还负责保护电机。
因为机电式的开关元件19具有一个大约比所述电子式的开关元件18少十个因数的热损耗，换句话说，所产生的热损耗在运行期间通过所述机电式的开关元件19减小了多倍，因此可以将为冷却所述电子式的开关元件18而设置的冷却体29设计得很小。此外，也可以将电子式的开关元件18本身的尺寸设计得较小，因为它并非不承受持续负荷。
所述机电式开关元件19包括一个固定的磁轭23，在该磁轭之下设置一个电磁线圈24。在该线圈24下面设置一个可移动的电枢25。一个与该电枢25相连接的由塑料制成的接触架26、两个固定触头27和28以及一个通过弹簧30支承在所述接触架26上的可运动开关件29构成一个连接件。
为与联接电缆相连接而设置的所述设计成接触轨21形式的固定触头27、28具有银涂层。若通过所述控制单元将一电压施加到所述开关元件19上，则通过电磁线圈24产生一磁通并且所述电枢25朝磁轭23的方向运动，直到电枢25和磁轭23相互叠合。在进行这种运动时携带所述接触架26一起运动并且通过弹簧30将所述开关件29挤压到所述两个固定触头27、28上。由此建立一种导电连接。
图4表示一个同样可装入到图2所示的壳体基础模件5中的用于构成一个三极的两相控制的电机控制装置的开关模块31。并没有为中间相位设置电子式开关元件18。取而代之的是，在安装结束状态将一个在此为铜轨形式的连续的导电元件32设置在所述中间的腔室内。
图5至图9以简略示意图表示本发明的可行实施方式的各种选择方案。其中，图5表示的示意图对应于一个三相控制的电机控制装置的实施方式，如同其已在图2和图3中的描述的那样。图6表示一种与借助于图2和图4所描述的一个具有连续的导电元件32的两相控制的电机控制装置结构相对应的实施方式。
在图7中表示出一个带有一个单独的可分离的第四极的四极的三相控制的电机控制装置。为此采用一种可构造成模块化的壳体单元3，其中可以根据需要在一个具有三个腔室9的壳体基础模件5上扩建另外的腔室33。这些可扩建的腔室在此优选平行于所述已存在的腔室9。与这种壳体单元3的实施方式不同地同样也可以选择，代替一种三腔室的壳体基础模件5而采用一种根据需要由相应数量的腔室组合而成的壳体单元。由此例如也可以实现具有少于三个腔室的壳体单元。为此，所述各腔室优选是以可拆卸的方式相互连接的。
在图7中所示的实施方式具有附加的第四极，其中，该相位只装有一个独立的待切换的机械式接触系统、例如一个继电器34。由此实现在一个四线网络中事先或事后紧急断开一个中性线(N-Leiter)。
图8表示本发明的另一种具有用于构成一个两相控制的换向起动器的四个腔室的实施方式。最后图9图表示一个带有可侧向安装的电极的三相控制的换向起动器。在该实施方式中一个三腔室的壳体基础模件5被扩展成带有另外两个腔室33。
图5至图9简略地描绘出用于控制所述开关元件18、19的中央控制单元35。

Claims (7)

1.一种电机控制装置(1)，其具有多个功率分部件(17)和一个用于容纳所述功率分部件(17)的壳体(5)，其中至少一个功率分部件(17)具有内部的旁通支路(19)，而所述壳体具有相互绝电的腔室(9)，这些腔室不仅分别用于a)容纳功率分部件(17)，而且还可选地设计用于b)容纳连续的导电元件(32)。
2.按照权利要求1所述的电机控制装置(1)，其特征在于，所述功率分部件(17)包括电子式的开关元件(18)和设计为旁通元件的机电式的开关元件(19)。
3.按照权利要求1或2所述的电机控制装置(1)，其特征在于，对应于至少一个功率分部件(17)设置一个传感器元件(21)，将该传感器元件与所述功率分部件(17)设置在同一腔室(9)内。
4.按照权利要求1所述的电机控制装置(1)，其特征在于，一个对应于所采用相位的数量来设计的中央控制单元(35)，其用于控制所述功率分部件(17)。
5.按照权利要求1所述的电机控制装置(1)，其特征在于，所述腔室(9)设置在一个整体式的壳体单元(2)内。
6.按照权利要求1所述的电机控制装置(1)，其特征在于，所述腔室(9)的数量可以变化地适应对所述电机控制装置的功能要求。
7.按照权利要求5所述的电机控制装置(1)，其特征在于，所述壳体(5)由单个的壳体模件(5，33)组合而成，其中每个壳体模件(5，33)具有至少一个腔室(9)。
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