CZ291795A3 - Method of suppressing high-frequency emissions - Google Patents

Description

(57) V elektrickém pohonu (10) a způsobu potlačení vysokofrekvenčních emisí z elektrického pohonu (10) typu obsahujícího elektromotor (11, 43, 43’, 101) napájený elektrickou energií přes elektronický regulátor (12, 40, 40’, 102) opatřený rychlovypínači, které generují vysokofrekvenční energii, je elektrické stínění (9, 9’, 14,15,16, 54, 61, 75, 10Γ, 102’, 103’) pro příjem vysokofrekvenční energie, propojené zpět k vstupní straně rychlovypínačů.

Ρί'137-'ί·ΐ

Vynález se týká způsobu potlačení emise vysokoTTekvenčná..__i energie z elektrického pohonu sestávajícího z kombinace elektromotoru a elektronického regulátoru a elektrického pohonu upraveného pro činnost podle způsobu podle tohoto vynálezu.

Dosavadní stav techniky

Úprava provozních charakteristik jako jsou rychlost nebo kroutící moment elektromotoru je obvykle prováděna elektronickým regulátorem obsahujícím polovodič nebo jinou součástku v pevné fázi určenou pro činnost v rychlovypínacím režimu. Jako příklad elektronického regulátoru tohoto typu je invertor modulace šířkou impulsů (PVM).

Uvedená zařízení pro rychlovypínací režim jsou zhotovena pro různé typy elektrických pohonů, jako například pro řízeni střídavých pohonů s motory s permanentními magnety, indukčními a reluktančními motory, servo pohonů opatřených střídavými a stejnosměrnými motory a rovněž komutovaných reluktančních motorů. Užitím regulátorů s rychlovypínacím režimem je možné dosáhnout různých požadovaných operačních vlastností jako je hladké nastaveni výstupního výkonu nebo kroutícího momentu elektromotorů bez znatelné ztráty elektrické energie.

Výhodné flexibility ovládání elektromotoru může být dosaženo užitím elektronických zařízení s rychlovypínacím režimem, přičemž výsledkem je vytváření vysoké hladiny vysokofrekvenční energie, která může potencionálně způsobit při přítomnosti zařízení v okolí nevhodné rušeni sousedních zařízení. V některých případech může mít takovéto rušení nebezpečné následky. Výsledkem jsou přísná nařízení jako je Směrnice o elektromagnetické kompatibilitě 89/336/EEC, které jsou zřízeny pro výrobu nových zařízení a jejich instalaci. Výsledkem nebudou potencionálně nebezpečné hladiny vysokofrekvenčních emisí.

Snížení vysokofrekvenčních emisí z elektrických pohonů tak, aby ležely v akceptovatelných mezích může být provedeno pomocí elektrického filtru, ale odpovídající filtr je obvykle přemrštěně drahý nebo rozměrný. Rovněž u střídavých zdrojů energie, filtr v případě uzemněného proudu, který má vliv na elektrickou bezpečnost, může zařízení chránit před předčasným sepnutím. Další obvyklé technické prostředky jako je připojeni obvodů vytvářej ících vysokofrekvenční emise k zemnění nebo k zemněnému stínění jsou rovněž nevhodné nebo neefektivní v energetických obvodech, kde jsou zemnění a energetický systém zhotoveny z bezpečnostních důvodů elektricky odděleně.

Podstata vynálezu

Uvedený vynález se týká zdokonaleni způsobu potlačení vysokofrekvenčních emisí z elektrického pohonu a elektrického pohonu upraveného pro činnost podle způsobu podle tohoto vynálezu.

V souladu s jedním z těchto aspektů se vynález týká způsobu pro potlačeni vysokofrekvenčních emisi z elektrického pohonu typu obsahujícího elektronický regulátor obsahující rychlovypínače, které vytvářejí vysokofrekvenční energii a elektromotoru do kterého je energie ze zdroje elektrické energie vedena přes elektronický regulátor. Uvedený způsob obsahuje elektrické stínění pro příjem vysokofrekvenční energie, která je při provozu emitována alespoň z části elektrického pohonu a propojení elektrického stíněného zpět ke vstupní straně rychlovypínačů.

Způsob může obsahovat užiti elektrického stínění, které v podstatě zcela obepíná alespoň část elektrického pohonu z které je při chodu emitována vysokofrekvenční energie. S výhodou je užito elektrické stíněni, které v podstatě zcela obepíná alespoň část elektrického motoru.

Vynález se rovněž týká elektrického pohonu obsahujícího elektronický regulátor opatřený rychlovypinači, které generují vysokofrekvenční energii a elektromotor napájený ze zdroje elektrické energie přes uvedený elektronický regulátor, kde je při provozu vysokofrekvenční energie emitovaná z alespoň části elektrického pohonu přijata elektrickým stíněním, které je propojeno zpět ke vstupní straně rychlovypínačů.

propojené alespoň emitována výhodněj i

S výhodou elektrické stínění, straně rychlovypínačů, obsluhuje vysokofrekvenční energie, která je elektromotoru. Optimálněji a mnohem zpět ke vstupní část přijaté z alespoň části může rovněž obsluhovat přijatou vyokofrekvenční energii emitovanou elektronickým regulátorem.

Dále se uvedený vynález může týkat elektrického pohonu v podobě systému ve kterém jsou dvoucestné interakce mezi elektromotorem a elektronickým regulátorem, které jsou propojeny rychlovypínači. Motor je provozuschopný díky řízené dodávce elektrické energie přijímané z elektronického regulátoru. Způsob se týká činnosti rychlovypínačů, a vysokofrekvenční energie emitované z vnitřku elektromotoru a přijímaní elektrickým stíněním sdruženým s motorem majícím napájení zpět do elektronického regulátoru ke vstupní straně rychlovypínačů.

Elektrické stíněni může obsahovat obvyklá část elektromotoru jako je stator a/nebo kostra a/nebo rotor a/nebo konvenční část elektronického regulátoru zhotovená prakticky a bezpečně pro obvyklé neuzemněné části. Například, elektrické vinutí může ležet v součástkách, to jest statoru nebo jádru rotoru, které mohou postrádat odpovídajíc! stínění a tyto součásti mohou být využity alespoň v částech jako stíněni. Elektrické stínění může případně obsahovat člen zhotovený uvnitř nebo jinak operačně propojený s elektrickým pohonem pro příjem vysokofrekvenční energie z alespoň části pohonu. Takto může být elektrické stínění tvořeno konstrukcí, která pracuje jako stínění a zároveň plní další funkce pro činnost elektrického pohonu nebo může být tvořeno konstrukcí, která je zhotovena pouze jako stínění.

Vynález popisuje elektrický pohon tvořený elektromotorem u kterého je jedna nebo více obvyklých částí motoru a/nebo jedna nebo více dalších součásti zhotoveno za účelem stínění, tato je/jsou užita každá samostatně nebo v kombinaci s jedním, nebo více dalšími obvyklými částmi a dalším(i) členy k provádění stíněni pro vinutí motoru.

Vynález uvádí, že elektrické stínění je propojeno zpět ke zdroj i dodávaj ícímu do regulátoru nebo do elektronického regulátoru v místě na vnitřní straně zařízeni dodávajícího vysokofrekvenční energii do regulátoru což způsobuje rozptyl vysokofrekvenčního proudu spojeného k stíněni a vraceného do elektronického regulátoru nebo je zdroj energie chráněn před tokem do zdroje energie nebo zemnícího systému. Vysokofrekvenční energie je recyklována přes regulátor a je zbavena běžného filtrování nebo alespoň redukována.

Vynález se dále týká toho, že v elektrickém pohonu obsahuj ícim elektronický regulátor a elektromotor může alespoň elektromotor postrádat uzemněné stíněni. Elektronický regulátor může obdobně postrádat zemněné stíněni. Další spojovací prvky, jako jsou vystupující kabely z regulátoru, umístěné mezi elektronickým regulátorem a elektromotorem rovněž mohou postrádat zemněné stínění. S výhodou všechny takovéto spojovací prvky, zrovna tak jako elektromotor (a optimálně rovněž elektronický regulátor), jsou zhotoveny ze stíněním umístěným tak, že vysokofrekvenční proud může být veden zpět ze stínění do zdroje energie nebo elektronického regulátoru v bodě, který je na vnitřní straně zařízeni generujícího vyokofrekvenčni energii v regulátoru.

Elektrický pohon může obsahovat několik stínících sekcí. Sekce mohou být propojeny do serie nebo paralelně pro připojení zpět k vstupní straně rychlovypínačů. Rovněž může být kombinováno sériové a paralelní zapojení. Jedna nebo více stínících sekcí mohou být zhotoveny s několika propojeními k dalším částem stínění.

Kondenzátory mohou být umístěny mezi uvedeným elektrickým stíněním a elektronickým regulátorem nebo vnějším zdrojem energie, kde daný regulátor zabezpečuje, že elektrické stínění není přímo propojeno napětím. Kondenzátory elktronický regulátor s vnějším zdrojem nebo dalšími body pod mohou být součástí obvodu představujícího nebo mohou být mimo něj. V dalším případě pracují jako blokové prvky pro ochranu stínění před nebezpečím vysokého napětí z výkonového obvodu, přičemž umožňují volný tok vysokofrekvenčního proudu.

Hodnota kapacítance uvedených kondenzátorů je s výhodou volena pro získání nízké impedance frekvencí odpovídajících vysokofrekvenčním emisím, ale vysoké impedance u frekvenci vnějšího zdroje energie. Odlehčovaoí odpor spojený s uzemněním může být propojen s uvedenými kondenzátory tak, že síťový kmitočet indukovaného napětí daný na elektrickém stínění je udržován malý a bez jakéhokoli znatelného vysokofrekvenčního proudu směřujícího přímo k zemnění.

Vynález je schopen zvláště pro užiti při potlačení vysokofrekvenčních emisí v rozsahu od 150 kHz do 1GHz, ale může být využit pro potlačeni vysokofrekvenčních emisí pod uvedeným rozmezím jako je například od 9 kHz do 2 GHz nebo více.

Rychlovypínače mohou být typu, který má vypínací čas zejména v rozsahu od 50 ns do 2 us a pracují na spínací frekvenci v rozsahu od 300 Hz do 20 kHz. Samořzejmě mohou mít rychlovypínače spínací čas mimo tento rozsah, to jest pod 20 ns nebo i pod 10 ns a mohou popřípadě pracovat na vyšších frekvencích jako od 25 kHz nebo do 100 kHz nebo více.

Vysokofrekvenční energie získaná rychlovypínači bude zejména frekvence vyšší než frekvence příslušej ící a záměrně získávaná z obvodu tvořeného elektronickým regulátorem a tak vyšší frekvence může padnout do širšího rozsahu frekvence než uvažované vysoké frekvence. Vysokofrekvenční energie může vzniknout v frekvenci, která je harmonická se spínací frekvencí rychlovypínačů, protože je nesinusoidální průběh napětí a proudu.

Elektronický regulátor může být typu majícím střední frekvenční stupeň, kterým může být například stejnosměrný stupeň.

V případě, že má elektronický regulátor dva nebo více stupňů, které na poprvé negenerují vysokofrekvenční energii, může být stínění propojeno zpět k bodu, který je mezi těmito stupni a je na vstupní straně stupně(ňů), který generuje vysokofrekvenční energii.

Podrobněji, pokud není kostra schopna plnit alespoň z části elektrické stíněni, například protože je ji nutno uzemnit, může stínění zahrnovat elektricky vodivou vrstvu umístěnou mezi vinutím motoru a elektricky izolovanou od vinutí motoru a alespoň příslušnou struktury motoru jako je kostra, jádro statoru nebo část rotoru motoru odpovídající umístění vinutí motoru. Takto podle tohoto vynálezu spojování vysokofrekvenční energie z vinutí kostry motoru (to jest uzemnění kostry) je význačně potlačeno v porovnání s běžným uspořádáním bez jakékoli elektricky vodivé vrstvy v této oblasti.

Elektrické stínění mezi vinutím motoru a částí elektrického motoru může mít vrstvennou konstrukci. Tato může obsahovat vrstvu elektricky vodivého materiálu uloženého mezi dvě vrstvy izolačního materiálu.

Jak je zřejmé z příčného řezu rovinou kolmou k podélné ose vinutí motoru, je elektrické stínění s výhodou umístěno po celém povrchu vinutí motoru. Vinutí a uvedené stínění mohou ležet v podstatě zcela uvnitř drážky motoru. Vinutí v každé samostatné drážce statoru nebo jiné části motoru jsou s výhodou obklopeny elektrickým stíněním. Stínění pro vinuti v drážkách může být elektricky propojeno například pomocí alespoň části každého stínění vycházejícího podél konců drážek tak, že neizolovaná část jenoho stínění je elektricky vodivě spojena s neizolovanou částí dalšího stíněni. Nutnost provedení propojení pomocí drátu tak může odpadnout.

Zakončení stíněného vinuti může být provedeno pro stínění konce stínění z kostry a/nebo z dalších části motoru, jako je rotor.

Každé vinutí motoru v drážkách statoru nebo rotoru může být obklopeno stíněním, například v podobě rukávu. Rukáv může být zhotoven z vrstvenného materiálu, obsahujícího elektricky vodivou vrstvu uloženou mezi vrstvami přiloženého izolačního materiálu nebo vloženou mezi dvě vrstvy izolačního materiálu. Případně mohou být vinuti stíněny existující částí konstrukce motoru a odpovídajících členů. Vinutí v drážkách statoru nebo rotoru mohou být stíněny v části konstrukce jádra statoru nebo rotoru a v části zakrývajícího stínění v oddělitelné formě jejíž konce přes části vinuti nesousedí s motorovou drážkou. Toto překrývající stíněni může být elektricky propojeno s jádrem statoru nebo rotoru tak, že může být připojeno zpět k vstupní straně rychlovypínačů, nebo může být připojeno separátně. Překrývající stínění může být vrstvenné konstrukce, jak je popsána výše u stínění v podobě rukávu a může být udržováno v pozici hrany drážky. V další variantě mohou být hrany drážky z elektricky vodivého materiálu a mohou být užity k plnění stínící funkce.

Z předchozího bude pochopitelné i to, že uvedený vynález je vhodný, ale není omezen pouze pro elektromotor ve kterém je elektrické stínění umístěno mezi vinutími a v alespoň v některých zbývajících částech motoru jako jsou části kostry nebo statoru nebo rotoru motoru. V souladu s dříve uvedenými výhodami vynálezu je elektrické stínění s výhodou propojeno ,s elektronickým regulátorem využitým pro ovládání motoru.

Přičemž jsou obvykle užívány třífázové střídavé indukční motory a uvedený vynález může být aplikován v závislosti na typu motoru, vynález není omezen na použití konkrétních typů stejnosměrných a střídavých motorů. Tak může být použit například pro další motory, jako jsou střídavé motory s permanentními magnety a reluktanční motory.

Vynález může být aplikován v elektromotoru a v elektrickém pohonu, obsahujícím elektromotor využívající střídavé napájení s různým počtem fází nebo stejnosměrné napájení. Toto může být využito v různých situacích, kde má napájeni samostatné zemnění, které není možné propojit s jedním pólem napájecího zařízeni, to jest napájeni elektrického pohonu.

Elektrický pohon podle tohoto vynálezu může obsahovat elektronický regulátor se zabudovaným elektrickým stíněním (dále uváděným jako regulátorové stínění), které je provedeno v blízkosti rychlovypínačů regulátoru k zachycení vysokofrekvenční energie vytvořené uvedenými rychlovypinači a kde uvedené regulátorové stínění je připojeno k vstupní straně těchto rychlovypínačů.

Zvláště je výhodné pokud je regulátorové stínění umístěno v blízkosti koncových rychlovypínačů, to jest mezi jakýmikoli takovýmito koncovými prvky a zemněním.

Rychlovypínače mohou být tvořeny součástkou v pevné fázi. Tato může být typu s chladičem a v případě provedení podle tohoto vynálezu bude regulátorové stíněni umístěno mezi rychlospínači a chladičem.

V případě elektronického regulátoru ve kterém jsou rychlovypínače elktricky izolované od chladiče vrstvou izolačního materiálu, může být regulátorové stínění z elektricky vodivého materiálu, který je poté usazen ve vrstvě izolačního materiálu nebo vloženo mezi takovou vrstvu a další vrstvu izolačního materiálu. Regulátor takovéhoto typu může být opatřen elektricky vodivým pouzdrem pro rychlovypínače a toto pouzdro může být propojeno se zakončením jako příkonová svorka regulátoru.

Rychlovypínače mohou být opatřeny základním obvodem, který je vnitřně elektricky izolovaný od části rychlovypínačů , která vytváří vysokofrekvenční energii. V takovémto případě může regulátorové stíněni obsahovat uvedený základní obvod. Vrstva elktricky izolovaného materiálu může být vytvořena mezi základním obvodem a chladičem. Popřípadě může být regulátorové stínění s vrstvou elektricky vodivého materiálu zasazenou ve vrstvě izolačního materiálu zhotovené uvnitř mezi základním obvodem a části rychlovypinačů, které při provozu vytvářejí vysokofrekvenční energii nebo můžou být vloženy mezi takovouto vrstvu izolačního materiálu a další vrstvu izolačního materiálu.

Regulátorové stíněni může být v podobě bariérové vrstvy tvořené fyzikální bariérou k přímému přenosu vysokofrekvenční energie z rychlovypinačů do chladiče nebo například do dalších obvyklých zemněných součástí. V j iném případě může být regulátorové stínění obklopujícího typu, to jest, že v podstatě zcela obepíná rychlovypínače.

Elektronický regulátor může být typu u něhož jsou rychlovypínače propojeny přímo s chladičem tak, že chladič může být pod napětím. V případě elektronického regulátoru takovéhoto typu, v řešení podle vynálezu budou rychlovypínače elektricky izolované od chladiče a chladič bude spojen se zdrojem rychlovypinačů v konfiguraci kde se chladič projevuje jako regulátorové stínění.

Uvedený vynález se rovněž týká regulátorového stínění propojeného s elektronickým regulátorem v místě, které je na straně příkonu rychlovypinačů. Toto propojení může být k příkonové svorce regulátoru, který využívá přímé spínání silnoproudého vedení nebo pólu stejnosměrného spojovacího vedení v případě elektronického regulátoru, který využívá usměrňovač umístěný u invertoru.

Propojení mezi regulátorovým stíněním a příkonem elektronického regulátoru může být uskutečněno pomocí kondenzátoru jehož kapacitance může být zvolena k získání nízké impedance pro vysoké frekvence na vstupu, ale vysoké impedance zdrojové vstupující frekvence do elektromotoru. Odpor může být umístěn mezi regulátorové stínění a zemněni k zamezeni náběhu statického potenciálu.

Jeden kondenzátor může být umístěn mezi vstupní stranou rychlovypinačů a mezi dvěma nebo více stínícími sekcemi, které obsahuji elektrické stíněni elektrického pohonu, to znamená, že sekce jsou sdruženy s jedním nebo vlče regulátory, motorem a dalšími spojovacími kabely a rovněž tak jednou nebo vlče sekcemi, pokud se jedná o pluarltni systém.

Přehled obrázků na výkresech

Dále bude popsáno řešeni podle vynálezu pouze na příkladu provedeni s pomocí přiložených schématických výkresů na kterých:

Obr. 1 znázorňuje nákres elektrického pohonu podle jednoho možného provedení vynálezu,

Obr. 2 znázorňuje částečný podélný řez motorem z Obr. 1,

Obr. 3 znázorňuje příčný řez rovinou 3-3 z Obr. 2,

Obr. 4 znázorňuje příčný řez vinutím statoru motoru z Obr. 1,

Obr. 5 znázorňuje detail elektrického stínění z Obr. 4,

Obr. 6 znázorňuje řez rovinou 6-6 z Obr. 4,

Obr. 7 znázorňuje detail zakončeni části jádra statoru motoru z Obr. 1,

Obr. 8 znázorňuje možnost provedeni jedné stínící sekce uspořádání z Obr. 1 až 7,

Obr. 9 znázorňuje vzájemné možnosti elektrického pohonu z Obr. 1,

Obr. 10 znázorňuje schéma elektrického pohonu podle druhého možného provedeni vynálezu,

Obr. 11 znázorňuje schéma elektrického pohonu podle třetího možného provedení vynálezu,

Obr. 12 znázorňuje část rychlovyplnacího zařízení pro použití v elektrickém pohonu podle tohoto vynálezu,

Obr. 13 znázorňuje elektronický regulátor zahrnující rychlovypínací zařízeni z Obr. 12,

Obr. 14 a 15 znázorňuje možné rychlovypínací zařízení pro užití v regulátoru z Obr. 13,

Obr. 16 znázorňuje další elektronický regulátor, který může být propojen se zařízením z Obr. 12, Obr. 14 nebo Obr. 15,

Obr. 17 znázorňuje vzájemné propojení· variant zařízení z Obr. 12, Obr. 14 a Obr. 15,

Obr. 18 znázorňuje část elektrického pohonu v souladu s dalšími řešeními vynálezu, a

Obr. 19 znázorňuje schéma ještě jednoho elektrického pohonu podle tohoto vynálezu.

Příklady provední vynálezu

Elektrický pohon 10, Obr. 1, obsahuje v příkladném provedení vynálezu, třífázový střídavý indukční motor 11, sestávající z rotoru 22, jehož rychlost je řízena elektronickým regulátorem

12. který může být známé konstrukce. Elektronický regulátor 12 je připojen k vnějšímu třífázovému zdroji 17 energie.

Motor 11 je speciální konstrukce která obsahuje elektrické stínění, popsané podrobněji dále.

Na rozdíl od běžné konstrukce ve které je většinou kostra elektrického motoru spojena přímo s uzemněním a výsledkem je odvod vysokofrekvenčního proudu do zemněni, může mít motor XI řešený podle tohoto vynálezu optimalizováno propojení se zemněním s úmyslem zabezpečení elektrické bezpečnosti, přičemž žádný kontakt nepřenáší vysokofrekvenční proud. Místo toho je motor opatřen vnitřní kostrou motoru, elektrickým stíněním 9, které je propojeno s elektronickým regulátorem 12 přes spojení 13. čímž rozptýlený vysokofrekvenční proud vstupující do stínění je vrácen do regulátoru a je zamezeno jeho toku do zemněni. Spojení 13 je připojen ke zdroji přes regulátor a tak ke vstupní straně rychlovypínače, které je součástí alespoň regulátoru.

Elektrické stínění £ motoru obsahuje tři motorové sekce stínění, všechny uvnitř kostry & motoru, tyto sekce jsou (Obr. 2):

(i) stínící sestava 14 pro vinuti 23 umístěná v drážkách 19 statoru 24, (ii) vrstvenný konec stínění 15 pro zakončení jádra statoru a (iii) stínění 16 vodivého zakončeni vinutí.

Stínící sestava 14 (Obr. 4 a Obr. 5) obsahuje uspořádáni 18 v podobě rukávu, které zcela obklopuje vinutí 23 v drážkách 19 jádra statoru a vystupuji podél celé délky každé drážky.

Jak je nejlépe patrné z Obr. 5, každé stínění 14 je vrstvenné konstrukce, obsahující vrstvu elektricky vodivého materiálu 20, vloženého mezi dvě vrstvy izolačního materiálu 21. Takovéto stínění 14 je užito v místě více než doplňkové, jako normální jednoduchá vrstva izolačního materiálu obvykle používaná jako výplň drážek statoru.

v

Konce každého stíněni 14 navíc vystupuj í z vlastních drážek 19 tak, že konce sousedních stíněni 14 mohou být elektricky propojeny způsoben znázorněným na Obr. 6. Takto na koncích dvojice pólů sousedních drážek 19, směřujících z drážek, mají sousední části 25a. 25b stěn pólů každého stínění 14 vrstvu 21 elektricky izolačního materiálu pokrytou vrchní vrstvou 20 elektricky vodivého materiálu. Vnitřní izolační vrstva 21 , to jest vrstva překrývající vinutí 23. je zhotovena z jedné části 25b pólu sousedních stěn a vnější izolační vrstva 21 je zhotovena z další části 25a pólu sousedních stěn. Tak když jsou neízolavané konce stěn složeny naplocho proti konci čela 25 jádra statoru je výsledkem to, že čelo je tvořeno vrstvenným materiálem ze dvou vrstev 20 vodivého materiálu přímo spojených a ležících mezi izolační vrstvou 21 jedné části 25a stěny a izolační vrstvou 21 další části 25b stěny sousedního pólu.

Obr. 7 znázorňuje část jednoho stínícího štítu 15 vytvářejícího stínění mezi jádrem statoru a koncovým vinutím. Štít 15 může mít elektrické stínění zhotoveno tak jak je popsáno výše s pomocí Obr. 5. Hodnota izolačních vlastností vrstvy 20 je dána vodivostí materiálu umístěného na ploše štítu nebo může být měněna strukturou štítu.

Každé vodivé zakončení vinutí stínítka 16. viz. Obr. 2 a 3, může být rovněž zhotoveno tak, jak je to popsáno výše pomocí Obr.

5. Hodnota izolačních vlastnosti vodivého filmu je dána vodivostí materiálu umístěného na ploše stínítka nebo může být měněna vnitřní vrstvou. Stínítko 16 provádí stíněni mezi koncovým vinutím a skříní 8 motoru.

Ve výše uvedené konstrukci obsahuje každá stínící část prvky, které jsou standardními, konvenčními součástmi motoru, nebo součásti jako v případě vytvořeni stíněni 14 pro vinuti 23, které jsou provedeny namísto standardních jednoduchých vrstev izolačního materiálu mezi vinutím a jádrem statoru.

V příkladném provedení, znázorněném na Obr. 8, je uvedna standardní, běžná část motoru opatřená v části jednou stínící sekcí. Motor je konstruován způsobem v podstatě shodným jako u motoru 11, popsaném výše s pomocí Obr. 1 až Obr. 7. Avšak namísto provedení všech vinutí v drážkách jádra statoru se stíněním 14, viz. Obr. 4, z laminované a v podobě rukávu tvořené konstrukce, je jádro 24 statoru vytvořeno jako část stínící sekce a běžný izolační materiál, který zde není znázorněn, je umístěn mezi vinutím a jádrem statoru.

Tak jako je u motoru 11 provedena izolace mezi jádrenm statoru a rámem, je rám obvykle uzemněn. Stínění jsou rovněž provedena přes zakončeni vinutí, jako u stínění 16 u Obr. 2.

Propojením jádra statoru zpět ke vstupu rychlovypínacich zařízeni regulátoru 12 se základna a stěny drážek 19. jak je vidět v řezu na Obr. 8, slouží ke stínění tří stran každého vinutí. Čtvrtá radiální strana vinutí 23 v blízkosti příslušné drážky 19 je stíněna vodivým stíněním 27 v podobě rukávu, umístěného podél ostří v elektrickém kontaktu s příslušnými stěnami drážek. Stíněni 27 je udržováno v pozici drážkovým klínem 28., izolovaným běžným způsobem od vinuti 23. Stínění 27 je spojeno zpět k regulátoru přes jádro statoru a tak jsou všechny čtyři stěny vinutí, jak je vidět na Obr. 8, odstíněny.

Pokud není elektronický regulátor 12 umístěn v blízkosti elektromotoru 11 tak, že spojovací kabel 30 (viz. Obr. 1) má určitou délku a příslušné tlumeni vysokofrekvenční energie, tento propojovací kabel může být opatřen stíněním. Propojení stínění se zemněním obvyklým způsobem způsobí kapacitanci mezi výkonovými sběrači kabelu 30 a stíněním maj ícím shodný efekt zvyšování vysokofrekvenční emise z pohonu jako kapacitance mezi vinutím motoru a uzemněnou částí motoru. K odstranění nebo snížení tohoto efektu je stínění okolo kabelu 30 s výhodou spojeno ke stejné části regulátoru 12 jako je připojeno stíněni 9 motoru. Toto může být spojeno přes výše zmíněný konektor 13.

Namísto přímého propojení elektrického stínění motoru li a/nebo všech propojovacích kabelů 30 může být regulátor 12 propojen přes kondenzátor. Jedno možné řešení je znázorněno na Obr. 9. Kondenzátor 31 je propojen se spojením 13. Optimálně je odlehčovací odpor 32 připojen mezi zemněním a stíněnou stranou kondenzátoru, zajišťuje, že daný potenciál síťového kmitočtu na stínění je malý, hodnota odporu bude měněna rovněž k zajištěni toho, že charakteristický vysokofrekvenční proud je uzemněn. Hodnota kondenzátoru 31 je volena k získání nízké impedance frekvence odpovídající vysokofrekvenčním emisím a vysoké impedance síťového kmitočtu.

V dalším provedení vynálezu je elektronický regulátor 40 (viz. Obr. 10) typu se středním, stejnosměrným frekvenčním stupněm, který obsahuje kondenzátor 45 (nebo dva kondenzátory zapojené do serie namísto jednoduchého kondenzátoru 45. když je toto vhodnější vzhledem k vlastnostem jako je například jmenovité napětí). První část 41 regulátoru pracuje jako usměrňovač pro napájení 39 a druhá část 42 obsahuje seskupení výkonových tranzistorů nebo dalších výkonových spínačů, které převádějí stejnosměrný proud na střídavý k pohonu střídavého motoru 43. Elektrické stínění £» je zhotoveno v podstatě způsobem popsaným výše, v motoru 43 je spojen zpět k regulátoru přes spojení 44. které, jak je patrné pracuje jako stejnosměrná linka mezi oběmi částmi 41, 42 a vytváří vstupní stranu rychlovypínací části 42.

Spojení 44 může být zhotoveno přímým propojením motoru 43 a regulátoru 40, jak je vidět na Obr.. 10. Případně může být spojení 44 propojeno se zde neznázorněným kondenzátorem způsobem shodným se způsobem znázorněným na Obr. 9, kde je kondenzátor 31 propojen se spojením 13 z Obr. 1. Kondenzátor uvedený ve spojení 44 z Obr. 10 může mít opět hodnotu kapacitance zvolenu pro nastavení nízké impedance u vysokofrekvenčních emisí a vysoké impedance u sítového kmitočtu. Optimální odlehčovací odpor (rovněž není znázorněn) může být umístěn mezi zemněni a stíněnou stranou kondenzátoru propojeného se spojením 44, způsobem shodným s provedením odlehčovacího odporu 32, znázorněným na Obr. 9.

Další varianta řešeni z Obr. 10 je znázorněna na Obr. 11. Jeden invertorový kondenzátor 45 z Obr. 10 je tvořen dvěma kondenzátory 45’ zapojenými do serie s regulátorem 40’, a spojení 44’ ze stínění motoru 43.’ leží mezi těmito dvěma kondenzátory 45’. Výsledkem je získání kondenzátoru 31 z Obr. 9, ale bez nutnosti provádění dalšího kondenzátoru určeného pouze pro tento účel.

Kromě toho za předpokladu, že je motor 9 stíněn a v optimálním případě je rovněž stíněný propojovací kabel 30 spojen zpět k regulátoru 12, 40, jak je popsáno výše, může regulátor obsahovat rychlovypínače, které jsou obdobně stíněny od zemnění pomocí stínění nazvaného jako regulátorové stínění, které je propojeno s regulátorem na vstupní straně rychlovypínačů.

Rychlovypínače mohou obsahovat polovodič 50 (viz. Obr. 12) zhotovený na základní desce 51. která je navenek elektricky izolovaná od chladiče 52 běžným způsobem vsunutím izolační vrstvy 53. V souladu s uváděným vynálezem je elektrické stínění 54 provedeno mezi základní deskou 51 a chladičem 52. Regulátorové stínění je elektricky izolováno od základní desky 51 pomocí bžné izolační vrstvy 53 a je izolováno od chladiče, který může být uzemněn, pomoci další vrstvy 55 elektricky izolačního materiálu.

Regulátor 12 může být typu využívaj ícího přímé spínání od silnoproudého vedení, přičemž (viz. Obr. 13) regulátorové stíněni 54 může být připojeno přes spojeni 56 k příkonovému terminálu 27. regulátoru.

Jestliže je rychlovypínač typu s vnitřní izolaci, ve které je polovodič 60 izolován od základové desky 61 pomoci přechodové vrstvy 62 elektrické izolace (viz. Obr. 14), může být základová deska užita jako regulátorové stínění a další vrstva 63. elektrické izolace může být umístěna mezi izolace regulátorového stínění od chladiče 64.

V dalším provedení rychlovypínače typu s vnitřní izolací (viz. Obr. 15), může být základová deska 70 umístěna přímo na chladiči 71 a jednoduchá konvenčni vrstva elektrické izolace mezi polovodičovou součástkou 72 a základovou deskou může být tvořena vrstvennou konstrukcí složenou ze dvou vrstev 72. 74. elektrické izolace mající vrstvennou konstrukci mezi jednoduchou stínící vrstvou 75.

V provedení na Obr. 14 a Obr. 15 mohou být vlastní regulátorová stínění 61, 75 spojena přes spojení 56 k příkonovému terminálu 57, jak bylo popsáno s pomocí Obr. 12 a Obr. 13.

Regulátor může být typu, popsaného s pomoci Obr. 10 a majícího usměrňovač 41 sledující invertořovou část 42. V případě vlastních regulátorových stínění 54, 21. 22 rychlovypínačů z Obr. 12, Obr. 14 a Obr. 15 mohou být spojeny s jedním pólem stejnosměrné větve, jak je znázorněno na Obr. 16.

Regulátorová stínění 54. 61. 75 mohou být připojena přímo ke vstupu rychlovypínače, jak je znázorněno na Obr. 13 a Obr. 16 nebo mohou být propojeny přes kondenzátor. Na Obr. 17 je znázorněno uspořádáni propojení, které obsahuje kondenzátor 81. Kondenzátor 81 leží mezi spojením 80 u regulátorového stínění 83 a spojením 84 u vstupu rychlovypínače, který není znázorněn. Kondenzátor 81 má hodnotu kapacitance zvolenu k nastavení nízké impedance frekvence odpovídající vysokofrekvenční emisi a vysoké impedance u síťové frekvence. Odlehčovací odpor 82 je umístěn mezi spojením 80 a zamněním a slouží k zamezeni náběhu statického potenciálu.

Běžně je vzhledem k elektrické bezpečnosti nutné alespoň rám motoru uzemnit. Toto není samořzejmě nutné v případě, kde je prakticky zhotovena dostatečná elektrická izolace okolo všech přístupných částí motoru. V takovýchto případech není podle tohoto vynálezu vždy nutné provádět výše uvedená přídavná stínění 14, 15, 16 uvnitř motoru a tak může být konstrukce motoru nebo příslušných částí, jako jsou stator a/nebo rám a/nebo rotor spojena s regulátorem tak, že rozptyl vysokofrekvenčního proudu získaného v konstrukci motoru je veden zpět do regulátoru. Toto spojení může být přímé, například jak je popsáno s pomocí Obr. 1 nebo Obr. 10, nebo může být nepřímé, například přes kondenzátor, jak je popsáno s pomoci Obr. 9.

Na Obr. 18 je znázorněn příklad elektrického pohohu, ve kterém jsou celé konvenční části motoru 90 vytvořeny jako stínění, které je propojeno zpět ke vstupní straně rychlovypínačů. Elektrická izolace 92 izoluje motor od země, výstupní hřídel 93 je rovněž opatřen sekci 94, která je elektricky izolována.

Na Obr. 19 je znázorněn elektrický pohon 100 typu ve kterém jsou elektromotor 101 a elektronický regulátor 102 propojeny kabelem 103. Motor, regulátor a kabel jsou opatřeny vlastními stínícími sekcemi 101». 102». 103’ a tři stínící sekce jsou propojeny se spojením 104. které propojuje příkonovou stranu 105 regulátoru. Stínící sekce 101 * motoru může běžně obsahovat několik stínících součástek (to jest pro vinutí jádra v drážkách a pro konce vinutí), ale alternativně může obsahovat alespoň jednu konstrukci rámu motoru. V možném provedení je zřejmé, že spojení 104 může být připojeno k střednímu stupni regulátoru 102.

Stupeň potlačeni vysokofrekvenčních emisi dosažitelný tímto vynálezem bude dále zvýšen provedením filtru nebo bude možné užit mnohem menších a levnějších filtrů a/nebo se ztrátou rozptylu uzemněného proudu, které takto nebude nutné.

Claims (25)

1. Způsob potlačení vysokofrekvenčních emisí z elektrického pohonu (10) obsahujícího elektronický regulátor (12, 40, 40’, 102) obsahující rychlovypínače generující vysokofrekvenční energii a elektromotor (11, 43, 43’, 101), který je napájen ze zdroje elektrické energie přes elektronický regulátor, přičemž způsob obsahuje elektrické stínění (9, 9’, 14, 15, 16, 54, 61, 75, 101’, 102’, 103’) pro příjem vysokofrekvenční energie, která je při provozu emitována z alespoň části elektrického pohonu, vyznačující se tim, že uvedený způsob obsahuje elektrické propojení uvedeného elektrického stínění zpět k vstupní straně uvedených rychlovypínačů.

2. Způsob podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že při provozu je použito elektrického stínění (9, 9’), které v podstatě zcela obepíná nejméně část elektromotoru (11, 43, 43’) ze které je při provozu emitována vysokofrekvenční energie.

3. Způsob podle nároku 1 nebo 2,vyznačuj ící se tim, že způsob obsahuje elektrické spojení elektrického stínění zpět k pozici, která provádí dodávku příkonu do rychlovypínacích zařízeni.

4. Způsob podle nároku 1 nebo 2,vyznačující se t i m, že způsob obsahuje elektrické spojení elektrického stínění k nezemněné pozici vstupní strany rychlovypínacích zařízeni.

5. Elektrický pohon (10) obsahující elktronický regulátor (12, 40, 40’, 102) obsahující rychlovypínače generující vysokofrekvenční energii a elektromotor (11, 43, 43’, 101), který je napájen ze zdroje elektrické energie přes elektronický regulátor, vyznačující se tim, že pro příjem vysokofrekvenční energie, která je při provozu emitována z alespoň části elektrického pohonu je přijímána elektrickým stíněním (9, 9’, 14, 15, 16, 54, 61, 75, 101’, 102’, 103’), které je propojeno zpět k vstupní straně uvedených rychlovypínačů.

6. Elektrický pohon podle nároku 5, vyznačující se t í m, že nejméně elektromotor (11, 43, 43», 101) a ostatní výstupní kabely (30, 103) regulátoru nebo obdobné spolupůsobící prvky využité mezi elektronickým regulátorem a elektromotorem jsou bez uzemněného stínění.

7. Elektrický pohon podle nároku 5 nebo 6, vyznačující se tím, že elektrické stínění je spojeno s pozicí na vstupní straně rychlovypinačů pro napájení rychlovypinačů elektrickým příkonem.

8. Elektrický pohon podle nároku 5 nebo 6, vyznačující se tím, že elektrické stínění je připojeno k nezemněné pozici vstupní strany rychlovypinačů.

9. Elektrický pohon vyznačuj ící samostatným zemněním, elektrického pohonu.

podle kteréhokoli nároku 5 až 8, se tím, že napájení je opatřeno které není propojeno s pólem zdroje

10. Elektrický pohon podle kteréhokoli nároku 5 až 9, vyznačující se tím, že elektrické stínění není uzemněno.

11. Elektrický pohon podle nároku 10, vyznačuj ící se tím, že elektrické stínění obsahuje část elektromotoru, která není uzemněna.

12. Elektrický pohon podle nároku 11, vyznačující se t í m, že elektrické stínění obsahuje konvenčni část (24, 61) konstrukce elektrického pohonu.

13. Elektrický pohon podle kteréhokoli nároku 5 až 12, vyznačující se tím,že elektrické stínění obsahuje člen (14, 15, 16, 27), který je přídavkový ke konvenční konstrukci elektrického pohonu.

14. Elektrický pohon podle kteréhokoli nároku 5 až 13, vyznačující se tím, že alespoň část elektrického stínění (9, 9’) v podstatě zcela obklopuje alespoň část elektromotoru (11, 43, 43’), ze které při provozu vyřazuje frekvenční energie.

15. Elektrický pohon podle kteréhokoli nároku 5 až 14, vyznačující se tím, že elektromotor obsahující elektrické stínění tvoří alespoň jednu část kostry, prvků statoru (24) a rotoru motoru a zajišťuje přijímání vysokofrekvenční energie vyřazované elektrickým vinutím motoru.

16. Elektrický pohon podle kteréhokoli nároku 5 až 15, vyznačující se tím, že obsahuje spojovací prvky (103) pro přenos výkonu z regulátoru (102) do motoru (101), všechny spojovací prvky, regulátor a motor jsou opatřeny stíněním (103’, 102’, 101’) pro příjem vysokofrekvenční energie vyřazované z alespoň části spojovacích prvků, regulátoru a motoru a všechna uvedná stíněni (103’, 102’, 101’) jsou připojena zpět k vstupní straně rychlovypínačů.

17. Elektrický pohon podle kteréhokoli nároku 5 až 16, vyznačující se tím, že kondenzátory (31, 45’, 81) jsou umístěny mezi elektrickým stíněním a elektronickým regulátorem nebo vnějším zdrojem regulátoru, kondenzátory jsou umístěny k zajištění, že elektrické stíněni není přímo spojeno s vnějším zdrojem nebo jakýmkoli bodem pod elektrickým napětím a kondenzátory mají hodnotu kapacitance dosahující nízké impedance u frekvenci odpovídajících vysokofrekvenčním emisím a vysoké impedance u frekvenci vnějšího zdroje.

18. Elektrický pohon podle kteréhokoli nároku 5 až 17, vyznačující se tím, že elektronický regulátor (40, 40’) má alespoň dva stupně (41, 42), z nichž první stupeň (41) nevytváří vysokofrekvenční energii a elektrické stínění (9’) je propojeno zpět mezi tyto dva stupně v bodě, který je na vstupní straně stupně (stupňů) (42), který(é) generují vysokofrekvenční energii.

19. Elektrický pohon podle kteréhokoli nároku 5 až 18, vyznačující se tím, že elektrické stínění (14) je tvořeno elektricky vodivou vrstvou (20) vrstvenné konstrukce obsahující vrstvu elektricky vodivého materiálu s alespoň jedním přilehlým povrchem v podobě vrstvy z izolačního materiálu (21), uvedené elektrické stínění je umístěno alespoň v části mezi motorovým vinutím (23) a odpovídající konstrukcí (24) motoru.

20. Elektrický pohon podle kteréhokoli nároku 5 až 19, vyznačujíc! se tím, že elektrické stínění obsahuje regulátorové stínění (54, 61, 75) zhotovené v blízkosti rychlovypínačů pro přijímání vysokofrekvenční energie generované rychlovypinači, přičemž regulátorové stínění má spojení (56) se vstupní stranou rychlovypínačů.

21. Elektrický pohon podle nároku 20, vyznačuj ící se tím, že regulátorové stínění je umístěno mezi zemněním a svorkami rychlovypínačů.

22. Elektrický pohon podle nároku 20 nebo 21, vyznačující se tím, že rychlovypiňače jsou připojeny k chladiči (52, 64, 71) a regulátorové stínění (54, 61, 75) je uloženo mezi uvedenými rychlovypinači a chladičem pro vytvoření fyzikální bariéry ke směrování přenosu vysokofrekvenční energie z rychlovypínačů do chladiče.

23. Elektrický pohon podle kteréhokoli nároku 20 až 22, vyznačující se tím, že regulátorové stínění v podstatě zcela obsahuje rychlovypiňače.

24. Elektromotor.vyznačující se tím, že obsahuje elektrické stíněni (14, 24, 27) umístěné mezi vinutím (23) motoru a zbývající konstrukcí (8) motoru.

25. Elektromotor podle nároku 24,vyznačuj ící se tím, že vinutí (23) motoru leží v jednotlivých drážkách (19) konstrukce motoru a je obklopeno elektrickým stíněním (14, 24,