CN202206288U - 用于总线兼容的安装设备的换流器模块及总线兼容的安装设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于总线兼容的安装设备的换流器模块，带有器皿状基座，其具有底板、宽侧以及窄侧，在基座中布置有环形磁芯线圈，其中，形成换流器的初级回路的绝缘电线被引导穿过环形磁芯线圈，其中，绝缘电线进入到环形磁芯线圈的环形件中的进入位置和绝缘电线从环形磁芯线圈的环形件中离开的离开位置是确定的，并且绝缘电线在其端部处被剥线，使得形成自由端部。形成初级回路的绝缘电线在基座的外壁的第一宽侧处从第一自由端部被引导到进入位置并且在基座的外壁的第二相对的宽侧处从离开位置被引导到第二自由端部，并且环形磁芯线圈的接头通过绝缘接头电线从基座中被引开，使得接头电线可远离基座与电路板连接。本实用新型涉及一种总线兼容的安装设备。

Description

用于总线兼容的安装设备的换流器模块及总线兼容的安装设备
技术领域
本实用新型涉及一种用于总线兼容的 
Figure DEST_PATH_GSB00000670807600011
安装设备 的换流器模块(Stromwandlermodul)。 
本实用新型还涉及一种总线兼容的安装设备。 
背景技术
从文件DE 102009048935A1中，已知一种在面向总线的(busorientiert)可编程的电子安装(Elektroinstallation)中的用来控制至少一个消耗器(Verbraucher)的总线兼容的控制设备，该控制设备带有：用于将该控制设备联接到总线系统的总线联接装置；用于控制或切换联接到控制设备处的消耗器的控制装置；用于探测消耗器(即换流器模块)的电流和电压的探测装置。关于该换流器模块的设计方案，什么也没有公开。 
换流器模块理解为在罩壳中的由换流器组成的可预制的单元。 
已知环形磁芯转换器类型的换流器。这种换流器的次级回路通常包括环形线圈，还称为环形磁芯。换流器的初级回路是电线，该电线被引导穿过环形线圈。 
根据法定的要求在设计换流器时必须满足预定的空气间隙和爬电距离(Luft-und Kriechstrecke)，例如在初级和次级侧接头之间或者在初级侧接头和环形线圈之间。环形线圈通常由漆包电线(Lackdraht)组成，该漆包电线对于法律规定不看作绝缘的。相反地，形成初级回路的电线通常为足够绝缘。必须满足绝缘电线的被剥线的自由端部到环形线圈间的一定的最小间距。 
该要求的缺点在于，必须在安装设备(换流器应装配在该安装设备 中)的电路板上为换流器提供相对多的空间。因此，大多数情况下不使用换流器模块，而是在不带有罩壳的情况下手动地将换流器安装在电路板上，通过将用于初级和次级侧的接头焊接在电路板上。在此，在在电路板上设计导体电路线路(Leiterbahnführung)时只可通过合适的措施来满足关于空气间隙和爬电距离方面的法律规定。然而，如果换流器应适合于测量大电流，则电路板上的导体电路必须相应地实施成较宽，以用于保证所要求的高的电流承受能力。为了满足法律要求的空气间隙和爬电距离，则要求提高的空间需求，更确切地说，当由于结构原因不能提供该提高的空间需求时，在大电流强度时无法满足空气间隙和爬电距离。 
实用新型内容
因此，本实用新型的目的在于，以如下方式改进换流器模块，即，使得在满足关于空气间隙和爬电距离的法律规定时以尤其节约空间和紧凑的方式构造该换流器模块。 
本实用新型的目的还在于，实现总线兼容的带有换流器的安装设备，在其中，在满足法律规定的空气间隙和爬电距离的情况下，将换流器和其余构件以节约空间的方式安装在安装设备的电路板上。 
关于实现用于总线兼容的安装设备的换流器模块的目的通过根据本发明的换流器模块而实现。 
关于实现总线兼容的带有换流器的安装设备的目的通过根据本发明的总线兼容的安装设备而实现。 
根据本实用新型，换流器模块带有基座(Sockel)，在该基座中布置有形成换流器的次级回路 
Figure DEST_PATH_GSB00000670807600021
的带有接头的环形磁芯线圈(Ringkernwicklung)，其中，形成换流器的初级回路 
Figure DEST_PATH_GSB00000670807600022
的绝缘电线被引导穿过环形磁芯线圈，其中，绝缘电线进入到环形磁芯线圈的环形件中的进入位置(Eintrittsort)是限定且固定的并且绝缘电线从环形磁芯线圈的环形件中离开的离开位置(Austrittsort)是限定且固定 的，并且绝缘电线在其端部处被剥线(abisolieren)，从而形成自由端部。 
根据本实用新型，基座构造成器皿状 
Figure DEST_PATH_GSB00000670807600031
并且具有底板、宽侧以及窄侧，并且形成初级回路的绝缘电线在基座的外壁的第一宽侧处从第一自由端部被引导到进入位置并且在基座的外壁的第二相对的宽侧处从离开位置被引导到第二自由端部，并且环形磁芯线圈的接头通过绝缘接头电线从基座中被引开(wegführen)，使得绝缘接头电线可远离基座与电路板连接。 
环形磁芯线圈容纳在器皿状的基座中(同样可称作浴盆状的基座)并且沿着基座的外壁引导引导初级回路的绝缘电线增加在电线绝缘端部和环形磁芯线圈之间的空气间隙和爬电距离，而不需要换流器模块的更大的空间伸展。通过以下方式(即，次级接头通过绝缘电线远离基座被引导到接头点)，在换流器模块结构紧凑的同时，同样可能实现所要求的初级侧接头和次级侧接头之间的空气间隙和爬电距离。 
根据本实用新型有利的实施形式，形成初级回路的绝缘电线构造成双线，包括两根处于并排的(nebeneinander)绝缘单线。由此，形成初级回路的电线的宽度保持较小，与此同时达到所要求的总导体截面，以用于保证高的电流承受能力。因为形成初级回路的绝缘电线应平地贴靠在基座的外壁处而未较远地突出，那么换流器模块必须在非常窄的安装空间中安置在总线兼容的安装设备中。此外，两根细电线比一根粗电线更容易弯曲。 
根据本实用新型有利的实施形式，绝缘单线设有三层绝缘层。该绝缘层可例如由标记为TEX-E的材料形成。因此，绝缘强度可达到4KV。 
根据本实用新型另一有利的实施形式，次级侧绝缘接头电线也设有三层绝缘层。 
根据本实用新型有利的实施形式，环形磁芯线圈至少具有1000匝。由此，可获得高的环形磁芯线圈的电感系数。在此，优点在于，实现电流测量的低的温度敏感性。 
根据本实用新型有利的实施形式，环形磁芯线圈环绕有箔带(Folienband)作为附加的绝缘。该箔片带可施加在环形的 
Figure DEST_PATH_GSB00000670807600041
磁芯线圈的外部的周缘面 
Figure DEST_PATH_GSB00000670807600042
上。该箔片带如此薄，以使得该箔片带几乎不占据空间，但是引起了环形磁芯线圈的附加的绝缘，并且此外还引起了机械保护。 
根据本实用新型有利的实施形式，换流器模块包括以基座结构类型的罩壳，该罩壳由基座和罩盖形成，该罩盖具有与基座的底板相对的盖板。 
根据本实用新型有利的实施形式，绝缘电线的第一自由端部在第一接头部位处和绝缘电线的第二自由端部在第二接头部位处超出基座的底板，其中，两个接头部位放置在基座的第一窄侧附近。在第一和第二接头部位处，换流器模块在初级侧与电路板相焊接。 
根据本实用新型有利的实施形式，在基座处形成有接头接片(Anschlusssteg)，该接头接片承载环形磁芯线圈的接头，其中，该接头接片布置在与第一窄侧相对的基座的第二窄侧附近。通过这种方式，产生在初级侧接头和次级侧接头之间所要求且法律规定的空气间隙。 
根据本实用新型有利的实施形式，次级侧的绝缘接头电线在离开口处从罩壳中离开，其中，离开口在罩盖中构造成与第一或第二接头部位相对。由此，离开口倾斜地位于环形磁芯线圈的接头上方，并且在罩壳的内部中，在环形磁芯线圈的接头和离开口之间形成另一空气间隙。 
一种根据本实用新型的总线兼容的安装设备可尤其为开关执行器，带有电路板，如上文所述的换流器模块和执行器组件安放到该电路板上。在此，根据本实用新型，换流器模块布置在执行器组件附近，并且初级侧自由接头端部在电路板上在换流器的固定位置处以电的方式(elektrisch)与换流器连接(例如焊接)。次级侧的绝缘接头电线在执行器组件的与换流器模块相对的侧边处以电的方式与电路板相连接，例如利用插塞连接器(Steckverbinder)。总线兼容的安装设备的设计方 案的优点在于，换流器模块可非常靠近地置放到执行器组件处，这节省了空间，与此同时初级侧接头和次级侧接头在电路板上实现电位隔离(Potentialtrennung)。 
附图说明
附图和描述有利于更好地理解对象。基本上相同或类似的对象或者对象的部分可设有相同的参考标号。附图仅仅为本实用新型的实施形式的示意性图示。 
其中： 
图1显示了根据本实用新型的换流器模块的透视图，以及 
图2示意性地显示了根据本实用新型的总线兼容的电路板的俯视图 
参考标号列表 
10换流器模块 
11环形磁芯线圈 
11’内部空间 
12绝缘电线 
13绝缘单线 
13’绝缘单线 
14第一自由端部 
16进入位置 
18环形磁芯线圈处的接头 
18’环形磁芯线圈处的接头 
19绝缘接头电线 
19’绝缘接头电线 
20基座 
21罩盖 
22外壁 
23接头接片 
23’接头接片 
24罩壳 
25离开口 
25’离开口 
26第一接头部位 
26’第二接头部位 
30电路板 
32执行器组件 
33开关执行器通道 
33’开关执行器通道 
34接头端子排(Anschlussklemmenreihe) 
34’接头端子 
34”接头端子 
34”’接头端子 
34””接头端子 
35总线接头侧 
36第一导体电路 
36’第二导体电路 
36”第三导体电路 
201底板 
202第一宽侧 
203第一窄侧 
203’第二窄侧 
204盖板 
205卡锁凸起 
206引导槽 
207连接器 
具体实施方式
图1显示了换流器模块10，该换流器模块10包括以基座结构类型的罩壳24，该罩壳24由基座20和罩盖21形成。基座20设计为器皿状或者浴盆状，并且具有：底板201；两个相互平行的隔开的宽侧，在这两个宽侧中只可看到第一宽侧202；以及第一和第二窄侧203，203’。基座向上敞开。罩盖21构造成相反的器皿，并具有盖板204以及同样两个宽侧和两个窄侧。为了封闭罩壳24，罩盖204从上面套(überstülpen)在基座20之上。在图1的图示中透视性地示出了罩盖204。罩盖204和基座20通常由绝缘材料制成。罩盖204和基座20在窄侧203，203’处分别通过卡锁凸起(Rastnase)205相互卡锁(verrasten)，该卡锁凸起205安置在窄侧处，并与罩盖的窄侧中的卡锁口 
Figure DEST_PATH_GSB00000670807600071
接合。 
浴盆状基座20的内部形成了用于环形磁芯线圈11的保持区域。当罩壳24封闭时，该罩壳24完全包围环该形磁芯线圈11。该保持区域尺寸如此确定，即，即使未粘接或浇注环形磁芯线圈，环形磁芯线圈也牢固地保持在其中。然而，为了更好的稳定性，还可附加地对环形磁芯线圈进行粘接。 
通常，环形磁芯线圈11包括固定结构(未示出)，以用于缠绕电线(同样未详细示出)。在此，约为1000匝。通过固定结构由环状的直径限定该环形磁芯线圈11的内部空间11’，其使得绝缘电线12的穿过(Hindurchschieben)成为可能。内部空间11’可附加地填充浇铸材料(Vergussmasse)(未示出)，通过该浇铸材料使得绝缘电线12固定在内部空间中。 
当前，绝缘电线12构造为双线，并且包括两根处于平行并排且并排伸延的绝缘单线13，13’。在环形磁芯线圈11的内部空间11’中该绝缘单线13，13’以直线的方式被引导。此外，绝缘单线13，13’如此地被引导，即，使得该绝缘单线13，13’自在环形磁芯线圈11外的预定的 部位16起弯曲90°，然后被引导到另一方向上。该部位16称作绝缘电线12的进入位置，因为绝缘电线12在该处进入环形磁芯线圈11的内部中。在相对侧上存在在图1中由于透视性图示而被遮盖的相对的位置，该位置称为离开位置并且在该位置处，电线又从环形磁芯线圈11的内部空间中离开。 
绝缘单线13，13’中的每一个具有两个自由端部14，在该自由端部14处被剥线，以用于焊接固定在总线兼容的安装设备的电路板30(见图2)处。从该自由端部14到进入位置或离开位置16各绝缘单线13，13’在基座20的第一宽侧202处在外部被引导。此外，引导槽206位于基座20的第一宽侧202中以用于绝缘单线13，13’的引导式容纳。引导槽206的深度如此确定尺寸，即，使得深度约相应于绝缘单线13，13’的直径。两根绝缘单线13，13’以处于并排的方式装配(einpassen)到引导槽206中，以使得绝缘单线13，13’在第一宽侧202上几乎不垂直地突出(herausstehen)。因此，绝缘单线13，13’未将附加的宽度带给换流器模块，并且罩盖21可被推动，而其未侧向伸出(abstehen)。在罩盖的宽侧的内部中同样可存在相应的凹口，以用于容纳两根绝缘单线13，13’的绝缘材料(Isolierung)的小的但突出的部分。绝缘单线中的每一个设有三重绝缘层，并且承受至少4kV的电压。两根绝缘单线13，13’总共示出1.5mm2的导体截面，这对于最大为20A的测量电流来说足够。 
绝缘单线13，13’从接头部位26起在第一窄侧203附近斜向上伸延到离开位置16。在此，接头部位26和进入位置16之间的间距至少与法律规定的绝缘电线12的自由端和环形磁芯线圈11之间的最小空气间隙一样大。该空气间隙例如在最大20A的测量电流和所要求的4kV的绝缘强度时相应于6mm的长度。 
在基座20处形成有接头接片23，23’，该接头接片23，23’承载环形磁芯线圈的接头，其中，该接头接片23，23’布置在基座20的第二窄侧203’附近，该第二窄侧203’与带有第一接头部位26的第一窄侧203 相对。环形磁芯线圈螺旋状地缠绕在接头接片23，23’周围各直到在接头接片23，23’中的每个的上端部处的接头部位18，18’。在该处，环形磁芯线圈各与绝缘接头电线19，19’相焊接。绝缘接头电线19，19’在环形磁芯线圈11之上横向穿过上罩壳半部中的自由空间被引导到第一窄侧203，在第一窄侧203处，绝缘接头电线19，19’分别通过在罩盖21中的离开口25，25’从罩壳24中离开。接头部位18，18’和离开口25，25’之间的路段的长度同样至少与法律规定的空气间隙一样大，例如又至少为6mm长。 
在绝缘接头电线19，19’的自由端部处安装有连接器(Stecker)207，利用该连接器207，电路板30(见图2)上的绝缘接头电线19，19’可远离换流器模块10与相应的插座(Buchse)相连接。绝缘接头电线19，19’三重绝缘。 
所示出的换流器由于其示出的结构具有低的温度敏感性并且即使小的测量电流时也具有高的测量精确性，例如在20A的最大测量间隔(Messspanne)中在100mA的范围中。作为环形磁芯变换器的实施方案显示了闭合的回路，因此由于外部异磁场(Fremdfelder)产生非常低的可影响性以及由于环形磁芯变换器本身产生非常小的漏磁通(Streufluss)。这使得可能的是，在排列安装(Reihenmontage)多个测量通道时，在总线兼容的安装设备中的电路板上，可以紧密并排的方式放置多个换流器模块，而相互未影响。 
这在图2中示意性地显示。在此，在总线兼容的安装设备的电路板30的示意性的俯视图中，看到两个平行并排排列的带有两个换流器模块10，10’的开关执行器通道33，33’。在负载侧的接头端子排34(其带有接头端子34’，34”，34’”，34””)和总线接头侧35之间，紧靠在执行器组件32处每个通道布置有一根据本实用新型的换流器模块10。在电路板30的底侧处伸延的导体电路局部地以虚线表示。第一导体电路36将第一接头端子34’与执行器组件32的第一接头销相连接。第二导体电路36’将第二接头端子34”与换流器模块10的第一初级侧的 接头部位26相连接，并且自换流器模块10的第二初级侧的接头部位26’起第三导体电路36”通向执行器组件32的第二接头销。自换流器模块10的罩壳的离开口25，25’起两根绝缘接头电线19，19’经过执行器组件到电路板30的总线接头侧35，在该总线接头侧35处连接器207容纳在容纳部中用来实现电的连接。 
开关执行器组件32在其负载侧和其总线侧之间具有电流隔离(galvanische Trennung)。通过借助于绝缘接头电线19，19’将换流器模块10的环形磁芯线轴(Ringkernspule)的次级侧的接头引出到电路板的总线侧上，保证导体板30上的电位隔离。 
在图2的示意性的俯视图中看到，在换流器模块的纵向延伸方向上观察，第一初级侧的接头部位26，26’和用于次级侧的接头电线19，19’的离开口25，25’处于彼此靠近。然而，通过上文描述的换流器模块10的内部结构，满足所有规定的空气间隙和爬电距离，并且在换流器模块10总体上结构非常紧凑时也满足。这可作为预制造的组件简单地装配在电路板上。在图2中还看到，换流器模块可非常紧密地放置到执行器组件32和邻近通道的换流器10’处。这使得通过良好地满足所有规定的空气间隙和爬电距离在换流器模块10的外部尺寸较小时实现4kV的高的绝缘强度和由于外部异磁场引起的非常低的可影响性以及非常小的漏磁通的产生成为可能。 

Claims (11)

1.一种用于总线兼容的安装设备的换流器模块，所述换流器模块带有基座(20)，在所述基座(20)中布置有形成所述换流器的次级回路的带有接头(18，18’)的环形磁芯线圈(11)，其中，形成所述换流器的初级回路的绝缘电线(12)被引导穿过所述环形磁芯线圈(11)，其中，所述绝缘电线(12)进入到所述环形磁芯线圈(11)的环形件中的进入位置(16)和所述绝缘电线(12)从所述环形磁芯线圈(11)的环形件中离开的离开位置是限定且固定的，并且所述绝缘电线(12)在其端部处被剥线，以使得形成自由端部，其特征在于，所述基座(20)构造成器皿状，并且具有底板(201)、宽侧以及第一和第二窄侧(203，203’)，形成所述初级回路的绝缘电线(12)在所述基座(20)的外壁(22)的第一宽侧(202)处从第一自由端部(14)被引导到进入位置(16)并且在所述基座(20)的外壁(22)的第二相对的宽侧处从所述离开位置被引导到第二自由端部，并且所述环形磁芯线圈(11)的接头(18，18’)通过绝缘接头电线(19，19’)从所述基座(20)中被引开，以使得所述接头电线(19，19’)可远离所述基座(20)与电路板(30)相连接。
2.根据权利要求1所述的换流器模块，其特征在于，形成所述初级回路的绝缘电线(12)构造成双线，包括两根处于并排的绝缘单线(13，13’)。
3.根据权利要求2所述的换流器模块，其特征在于，所述绝缘单线(13，13’)设有三层绝缘层。
4.根据权利要求1所述的换流器模块，其特征在于，所述环形磁芯线圈(11)至少具有1000匝。
5.根据权利要求1所述的换流器模块，其特征在于，所述环形磁芯线圈(11)环绕有作为附加的绝缘的箔带。
6.根据权利要求1所述的换流器模块，其特征在于，所述换流器模块(10)包括以基座结构类型的罩壳(24)，所述罩壳(24)由所述基 座(20)和罩盖(21)形成，所述罩盖(21)具有与基座(20)的底板(201)相对的盖板(204)。
7.根据权利要求1所述的换流器模块，其特征在于，所述绝缘电线(12)的第一自由端部(14)在第一接头部位(26)处和所述绝缘电线(12)的第二自由端部在第二接头部位(26’)处超出所述基座(20)的底板(201)，其中，两个接头部位(26，26’)放置在所述基座(20)的第一窄侧(203)附近。
8.根据权利要求7所述的换流器模块，其特征在于，在所述基座(20)处形成有接头接片(23，23’)，所述接头接片(23，23’)承载所述环形磁芯线圈(11)的接头(18，18’)，其中，所述接头接片(23，23’)布置在所述基座(20)的第二窄侧(203’)附近，所述第二窄侧(203’)与所述第一窄侧(203)相对。
9.根据权利要求8所述的换流器模块，其特征在于，所述绝缘接头电线(19，19’)在离开口(25，25’)处从所述罩壳(24)中离开，其中，所述离开口(25，25’)在所述罩盖(21)中构造成与所述第一或第二接头部位(26，26’)相对。
10.一种总线兼容的安装设备，带有电路板(30)，根据前述权利要求1-9中任一项所述的换流器模块(10)和执行器组件(32)安放到所述电路板(30)上，其特征在于，所述换流器模块(10)布置在所述执行器组件(32)附近，并且自由端部(14)在所述电路板(30)上在换流器(10)的固定位置处以电的方式与所述电路板(30)相连接，并且绝缘接头电线(19，19’)在所述执行器组件(32)的与所述换流器模块(10)相对的的侧边处以电的方式与所述电路板(30)相连接。
11.根据权利要求10所述的总线兼容的安装设备，其特征在于，所述安装设备为开关执行器。 
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