DE102006011241A1 - Umrichter-Gerätereihe - Google Patents

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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427Housings
    • H05K7/1432Housings specially adapted for power drive units or power converters
    • H05K7/14324Housings specially adapted for power drive units or power converters comprising modular units, e.g. DIN rail mounted units

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Umrichter-Gerätereihe mit einer Vielzahl von Umrichter-Geräten (14) unterschiedlicher Leistungsklassen, wobei jedes Umrichter-Gerät (14) einer Leistungklasse wenigstens eine Leistungselektronik, eine Signalelektronik und Netz- und Lastanschlüsse (18, 20) aufweist. Erfindungsgemäß weist jedes Umrichtergerät (14) einer Leistungsklasse wenigstens ein Basisumrichter-Gerät (2, 16, 26, 28) auf, das für einen minimal auftretenden Strom der Umrichter-Gerätereihe dimensioniert ist und dieses Basisumrichter-Gerät (2, 16, 26, 28) ist einer jeden Leistungsklasse mittels ihrer Netz- und Lastanschlüsse (18, 20) elektrisch parallel geschaltet. Somit erhält man eine Umrichter-Gerätereihe mit Umrichter-Geräten (14), deren Leistungen modular erweitert werden können.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Umrichter-Gerätereihe gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bei im Handel erhältlichen Umrichter-Geräten unterschiedlicher Leistungsklassen einer Umrichter-Gerätereihe ist diese Umrichter-Gerätereihe nach unterschiedlichen Gestellgrößen unterteilt. Jede dieser Gestellgrößen einer Leistungsklasse enthält einen Ecktyp maximaler Leistung und Fülltypen, deren Leistung niedriger ist als die maximale Leistung einer Leistungsklasse. Für jeden Ecktyp einer Leistungsklasse sind das Gehäuse des Umrichter-Gerätes und deren Stromschienen, Zwischenkreiskapazitäten, Kühleinrichtungen, ... optimiert. Dadurch ist wenigstens ein Bestandteil dieses Ecktyps eines Umrichter-Gerätes einer Leistungsklasse für deren Fülltypen überdimensioniert. Dies führt zu höheren Materialkosten für diese Fülltypen einer Leistungsklasse. Werden von diesen Fülltypen einer Leistungsklasse eine höhere Stückzahl benötigt, werden die überdimensionierten Bestandteile des Ecktyps dieser Leistungsklasse an die niedrigere Leistungsklasse des Fülltyps angepasst. Damit weist eine derartige Leistungsklasse eine zusätzliche Varianz auf. Durch diese Varianz erhält man eine Stückkostenabnahme bei steigender Produktionsmenge, verursacht aber zusätzliche Entwicklungskosten. Darüber hinaus erhöhen sich die Werkzeugkosten, da für unterschiedlich dimensionierte Komponenten der Umrichter-Gerätereihe unterschiedliche Werkzeuge benötigt werden.
  • Beispiele für derartige Umrichter-Gerätereihen sind aus der DE 198 47 789 A1 und der DE 196 28 549 A1 bekannt.
  • Der Gegenstand der DE 198 47 789 A1 bezieht sich auf eine Umrichterbaureihe, die Umrichter unterschiedlicher Leistungsklassen aufweist. Die Umrichter dieser Umrichterbaureihe sind modular aufgebaut. Jeder Umrichter dieser Umrichterbaureihe umfasst ein Leistungsmodul, einen Steuerkopf und eine Anschlusseinheit. Das Leistungsmodul enthält die Leistungselektronik, wie beispielsweise Gleichrichter und Wechselrichter, und wird je nach Größe einer Last, beispielsweise eines Elektromotors, in verschiedenen Leistungsgrößen, also mit verschiedenen möglichen maximalen Ausgangsleistungen gefertigt. Der Steuerkopf enthält mindestens eine Platine mit einer Steuerungsschaltung, die ein Steuerverfahren in Form von Software und/oder Hardware umfasst. Je nach Applikation ist die Hardware und Software dieser Platine verschieden. Die Anschlusseinheit umfasst Anschlusseinrichtungen je nach der benötigten Applikation für Bussysteme, für Sensoren und Aktoren, für serielle oder parallele Schnittstellen und für Kommunikationseinrichtungen. Durch diese Aufteilung der Komponenten eines Umrichtergerätes in diese drei Module wird eine Stückkostenabnahme bei steigender Produktion erreicht. Außerdem kann für jede Applikation ein geeigneter Umrichter zusammengestellt werden, der aus dem für die Applikation geeigneten Steuerkopf, dem geeigneten Leistungsmodul und der geeigneten Anschlusseinheit hergestellt ist. Durch die Modularität eines jeden Umrichters der Umrichterbaureihe können defekte Module ohne großen Aufwand ausgetauscht werden. Die einzelnen Umrichter einer Leistungsklasse bzw. unterschiedlicher Leistungsklassen unterscheiden sich durch die Größe des Umrichter-Gehäuses. Bestimmend für die Größe des Umrichter-Gehäuses ist das jeweilige Leistungsmodul.
  • Der Gegenstand der DE 196 28 549 A1 bezieht sich auf ein Baukastensystem zur Bildung von Stromrichtergeräten unterschiedlicher Leistung und Kühlungsart. Dieses Baukastensystem weist Luftkühler verschiedener Höhen für Ein-Ebenen- oder Duplex-Bestückung mit Leistungshalbleitern, Flüssigkeitskühler verschiedener Höhen für Ein-Ebenen- oder Duplex-Bestückung mit Leistungshalbleitern, Multilayer-Stromschienen für die Kontaktierung der verwendeten Leistungshalbleiter, Multilayer-Querschienen zur Verbindung zweier Multilayer-Stromschienen untereinander, eine Ansteuergruppe und eine Kondensator-Gruppe auf. Mittels dieses Baukastensystems können Stromrich tergeräte mit gestaffelter Kühlleistung für Flüssigkeitskühlung oder Luftkühlung erstellt werden. Dabei können die Leistungshalbleiter in einer, in zwei oder in drei Reihen auf einer Hauptoberfläche des Halbleiterkühlers angeordnet werden. Es kann je nach geforderter Leistung eine einseitige oder eine doppelseitige Bestückung des Halbleiterkühlers erfolgen. Innerhalb einer Leistungsklasse werden die Multilayer-Stromschienen zum Kontaktieren der Leistungshalbleiter für unterschiedliche Leistungen, Bestückungsanordnungen und Kühlarten universell eingesetzt, genauso wie die Ansteuerbaugruppe. Durch dieses Baukastensystem wird eine preiswerte Realisierung von Stromrichtergeräten unterschiedlicher Leistung und Kühlart unter Einsatz von standardisierten Baukomponenten ermöglicht. Mit diesem Baukastensystem wird eine hohe Rationalisierungsrate bei der Schaffung von Stromrichtergeräten erzielt, wogegen zur Schaffung von Stromrichtergeräten für ein sehr breites Leistungsspektrum und unterschiedlichen Kühlarten der erforderliche Entwicklungsaufwand stark reduziert wird. Da für unterschiedliche Leistungsklassen die Anzahl der benötigten Leistungshalbleiter unterschiedlich sind, unterscheiden sich ebenfalls deren Halbleiterkühler in ihren Abmessungen. Das heißt, der Halbleiterkühler wächst mit ansteigender Leistung in der Breite und in der Länge. Dadurch weisen diese Stromrichtergeräte nicht nur unterschiedliche Gehäuseabmessungen auf, wodurch für deren Gehäuse eine Vielzahl an Gehäuseteilen vorgehalten werden müssen.
  • Aus der DE 101 53 748 A1 ist ein Stromrichtergerät mit wenigstens einer Stromrichtereinheit in Modulbauweise bekannt. Durch die Kombination mehrerer Stromrichtereinheiten können Stromrichtergeräte unterschiedlicher Leistungsklassen erstellt werden. Diese Stromrichtereinheiten und eine zugehörige Elektronikeinheit sind nebeneinander in einem Rahmen beispielsweise an einer Rückwand angeordnet. In Abhängigkeit der geforderten Leistung des Stromrichtergerätes verteilen sich die Leistungskomponenten des Stromrichtergerätes auf mehrere Stromrichtereinheiten. Beispielsweise wird bei einem AC/AC-Stromrichtergerät zwei Stromrichtereinheiten verwendet, wobei die eine Stromrichtereinheit einen Gleichrichter und eine Phase des Wechselrichters aufweist und die zweite Stromrichtereinheit zwei weitere Phasen des Wechselrichters aufweist. Bei größerer Leistung weist ein derartiges AC/AC-Stromrichtergerät beispielsweise vier Stromrichtereinheiten auf, nämlich eine Stromrichtereinheit für den Gleichrichter und jeweils eine Stromrichtereinheit für jeweils eine Phase des Wechselrichters. Jede Stromrichtereinheit weist neben einer doppelseitig bestückbaren Kühleinrichtung auch noch eine aus mehreren Kondensatoren bestehende Kondensatorbatterie auf. Diese beiden Komponenten der Stromrichtereinheit sind übereinander angeordnet. Diese Stromrichtereinheit ist zusammen mit einer Lüftereinheit in einem Gehäuse angeordnet. Durch diese Ausgestaltung der Stromrichtereinheit kann eine durchgängige kostenminimierte Gerätereihe mit modularem Geräteaufbau, einheitlichem Gerätedesign, gleichen Schnittstellen und einheitlicher Schaltungstechnik über einen großen Leistungsbereich erstellt werden. Die Verteilung der Komponenten eines Stromrichtergerätes auf ein oder mehrere Stromrichtereinheiten hängt von der geforderten Leistung des Stromrichtergerätes ab. Das heißt, die Stromrichtereinheiten von Stromrichtergeräten unterschiedlicher Leistung entsprechen einander nicht. Dadurch kann durch Hinzufügen von weiteren Stromrichtereinheiten eine verfügbare Leistung nicht modular erweitert werden.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Umrichter-Gerätereihe mit einer Vielzahl von Umrichter-Geräten unterschiedlicher Leistung anzugeben, wobei durch Parallelschaltung mehrere Stromrichtereinheiten eine gewünschte Leistungsklasse erreichbar ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Dadurch, dass als kleinste Einheit eines Umrichter-Gerätes einer Leistungsklasse ein Basisumrichter-Gerät vorgesehen ist, das für eine minimale Leistung der Umrichter-Gerätereihe dimensioniert ist, besteht nun die Möglichkeit, durch Parallelschaltung mehrere dieser Basisumrichter-Geräte Umrichter-Geräte jeder gewünschten Leistungsklasse zu erstellen. Die Parallelschaltung wenigstens zweier Basisumrichter-Geräte erfolgt mittels ihrer Netz- und Lastanschlüsse, die vorzugsweise steckbar ausgeführt sind. Durch die Verwendung von Basisumrichter-Geräten werden einheitliche Komponenten für die Erstellung beliebiger Umrichter-Geräte einer Umrichter-Gerätereihe miteinander kombiniert, wodurch sich die Stückkosten wesentlich verringern.
  • Für die Realisierung der Parallelschaltung wenigstens zweier Basisumrichter-Geräte sind mehrere Möglichkeiten vorgesehen, die in den Unteransprüchen 2 bis 4 beansprucht sind.
  • Bei einer ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Parallelschaltung wenigstens zweier Basisumrichter-Geräte wird eine Anschlusseinrichtung verwendet, die mit Netz- und Lastanschlüssen der beiden Basisumrichter-Geräte steckbar verbunden ist. Dazu weist diese Anschlusseinrichtung auf einer den Netz- und Lastanschlüssen der Basisumrichter-Geräten zugewandten Seite für jeden Netz- und jeden Lastanschluss der Basisumrichter-Geräte einen Anschluss auf. Auf einer dieser Seite abgewandten Seite der Anschlusseinrichtung weist diese Anschlusseinrichtung netz- und lastseitige Kundenanschlüsse. Da diese Anschlusseinrichtung den Gesamtstrom eines Umrichter-Gerätes einer Leistungsklasse führen muss, ist diese Anschlusseinrichtung für einen maximal auftretenden Strom einer Leistungsklasse dimensioniert.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Anschlusseinrichtung weist für jeden Lastanschluss eines jeden Basisumrichter-Gerätes eines Umrichter-Gerätes einer Leistungsklasse eine Induktivität auf, die jeweils einem Lastanschluss elektrisch vorgeschaltet sind. Mittels dieser Induktivitäten wird eine durch Parametertoleranzen und -variationen verursachte Stromfehlverteilung ausgeglichen. Durch die Integration dieser In duktivitäten in eine Anschlusseinrichtung verringert sich der Montageaufwand für ein Umrichter-Gerät einer Leistungsklasse.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Anschlusseinrichtung weist für jeden Lastanschluss eines jeden Basisumrichter-Gerätes eines Umrichter-Gerätes einer Leistungsklasse einen Stromsensor auf, die ausgangsseitig mit einem Anschluss versehen sind, wobei diese Anschlüsse auf einen den Basisumrichter-Geräten eines Umrichter-Gerätes einer Leistungsklasse zugewandeten Seite der Anschlusseinrichtung angeordnet sind. Dadurch werden die Signale dieser Stromsensoren in die jeweiligen Basisumrichter-Geräte eines Umrichter-Gerätes einer Leistungsklasse geführt, wo diese signaltechnisch verarbeitet werden können.
  • Bei einer zweiten erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Parallelschaltung wenigstens zweier Basisumrichter-Geräte sind die Netz- und Lastanschlüsse eines jeden Basisumrichter-Gerätes eines Umrichter-Gerätes einer Leistungsklasse jeweils für einen maximal auftretenden Strom dieser Leistungsklasse dimensioniert. Außerdem sind diese Netz- und Lastanschlüsse eines jeden Basisumrichter-Gerätes derart im jeweiligen Gerät angeordnet, dass jeweils zwei räumlich nebeneinander angeordnete Basisumrichter-Geräte elektrisch parallel schaltbar sind. Ein Basisumrichter-Gerät eines Umrichter-Gerätes einer Leistungsklasse ist außerdem mit netz- und lastseitigen Kundenanschlüssen versehen, die elektrisch leitend mit den Netz- und Lastanschlüssen dieses Basisumrichter-Gerätes verbunden sind. Dadurch können Basisumrichter-Gerät an Basisumrichter-Gerät eines Umrichter-Gerätes einer Leistungsklasse einfach aneinander gereiht werden. Zum Schutz der internen Komponenten eines ersten und eines letzten Basisumrichter-Gerätes einer Basisumrichter-Gerätereihe eines Umrichter-Gerätes einer Leistungsklasse werden diese jeweils mit einer Abdeckung versehen, wodurch die zugänglichen Netz- bzw. Lastanschlüsse eines Basisumrichter-Gerätes verschlossen werden. Da bei dieser Ausgestaltung der Reihenschaltung die aneinander zu reihenden Basisumrichter-Geräte direkt miteinander parallel verschaltet werden, weist jedes Basisumrichter-Gerät lastseitig für jede Ausgangsphase jeweils eine Induktivität auf, mit der eine Stromfehlverteilung ausgeglichen werden kann.
  • Bei einer dritten Ausgestaltung der Parallelschaltung wenigstens zweier Basisumrichter-Geräte sind die Netz- und Lastanschlüsse eines jeden Basisumrichter-Gerätes eines Umrichter-Gerätes einer Leistungsklasse jeweils für einen maximal auftretenden Strom dieser Leistungsklasse dimensioniert. Außerdem sind die Netz- und Lastanschlüsse eines jeden Basisumrichter-Gerätes derart im jeweiligen Gerät angeordnet, dass jeweils zwei räumlich nebeneinander angeordnete Basisumrichter-Geräte elektrisch parallel schaltbar sind. Außerdem sind die Netz- und Lastanschlüsse wenigstens eines Basisumrichter-Gerätes eines Umrichter-Gerätes einer Leistungsklasse als netz- und lastseitige Kundenanschlüsse zugänglich. Sind die Netz- und Lastanschlüsse nur eines Basisumrichter-Gerätes eines Umrichter-Gerätes einer Leistungsklasse zugänglich, so befinden sich die netz- und lastseitigen Kundenanschlüsse auf einer Seite des Umrichter-Gerätes einer Leistungsklasse. Sollen die Kundenanschlüsse voneinander getrennt sein, so müssen die Netz- bzw. die Lastanschlüsse zweier Basisumrichter-Geräte des Umrichter-Gerätes einer Leistungsklasse zugänglich sein. Dadurch sind diese netz- und lastseitigen Kundenanschlüsse nicht nur voneinander getrennt, sondern einander gegenüber angeordnet.
  • Wie bereits erwähnt ist es besonders vorteilhaft, wenn die Netz- und Lastanschlüsse eines jeden Basisumrichter-Gerätes eines Umrichter-Gerätes einer Leistungsklasse steckbar ausgeführt sind. Dazu müssen die Netz- und Lastanschlüsse eines Basisumrichter-Gerätes als Stecker und die Netz- und Lastanschlüsse eines benachbarten Basisumrichter-Gerätes als Buchse ausgebildet sein. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass die Netz- und Lastanschlüsse eines Basisumrichter-Gerätes als Kontaktfeder und die Netz- und Lastanschlüsse eines benachbarten Basisumrichter-Gerätes als Kontaktmesser ausgebildet sind. Durch die steckbare Ausbildung der Netz- und Lastanschlüsse eines jeden Basisumrichter-Gerätes eines Umrichter-Gerätes einer Leistungsklasse verringert sich der Montageaufwand erheblich. Es ist jedoch auch möglich, die Netz- und Lastanschlüsse zweier benachbarter Basisumrichter-Geräte zu verschrauben. Diese Verbindungstechnik wird vorteilhafterweise bei einer hohen Leistungsklasse verwendet.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Umrichter-Gerätes einer Leistungsklasse einer Umrichter-Gerätereihe kann die verfügbare Leistung modular erweitert und die Kostendegression gesteigert werden. Außerdem wird der gesamte Materialaufwand reduziert.
  • Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der mehrere Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Basisumrichter-Gerätes und des erfindungsgemäßen Umrichter-Gerätes einer Leistungsklasse schematisch veranschaulicht sind.
  • 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Basisumrichter-Gerätes, wogegen in der
  • 2 eine erste Ausführungsform eines Umrichter-Gerätes mit zwei Basisumrichter-Geräten gemäß 1 dargestellt ist, die
  • 3 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Basisumrichter-Gerätes, wobei in der
  • 4 ein zugehöriges Umrichter-Gerät veranschaulicht ist, die
  • 5 zeigt eine dritte Ausführungsform eines Basisumrichter-Gerätes, und die
  • 6 zeigt ein zugehöriges Umrichter-Gerät.
  • In der 1 ist ein Basisumrichter-Gerät 2 einer Umrichter-Gerätereihe nach der Erfindung schematisch dargestellt. Dieses Basisumrichter-Gerät 2 weist im Inneren alle Komponenten eines Umrichter-Gerätes auf. Dazu zählen eine Leistungselektronik, eine Signalelektronik und eine Verschienung. Die Leistungselektronik umfasst wenigstens Halbleiter eines netz- und lastseitigen Stromrichters auf, die auf einen Kühlkörper angeordnet sind. Die Verschienung umfasst beispielsweise Multilayer-Stromschienen und eine Kondensatorbatterie. Die Signalelektronik umfasst eine Regelungselektronik und eine Steuerungselektronik. Außerdem kann diese Elektronik noch Schnittstellen aufweisen. Welche Komponenten ein Stromrichter-Gerät aufweisen muss bzw. kann, ist eingangsseitig ausführlich beschrieben worden.
  • Das Basisumrichter-Gerät 2 ist in dieser schematischen Darstellung quaderförmig. Es sind auch andere räumliche Ausbildungen möglich. Da dieses Basis-umrichter-Gerät 2 die kleinste Einheit von Umrichter-Geräten unterschiedlicher Leistungsklassen der erfindungsgemäßen Umrichter-Gerätereihe ist, müssen für ein Umrichter-Gerät mit einer Leistung größer der Leistung eines Basisumrichter-Gerätes 2 wenigstens zwei Basisumrichter-Geräte 2 elektrisch parallel geschaltet werden (2). Aus diesem Grund ist eine scheibenförmige Ausgestaltung des Basisumrichter-Gerätes 2 von Vorteil. Eine solche scheibenförmige Ausgestaltung wird auch als Book-Size bezeichnet.
  • In dieser Darstellung des Basisumrichter-Gerätes 2 sind mit 4 eine Anschlusseinrichtung und mit 6 und 8 jeweils eine seitliche Abdeckung gekennzeichnet. Diese Anschlusseinrichtung 4 weist mehrere Kundenanschlüsse 10 und 12 auf, die in zwei übereinander angeordneten Reihen angeordnet sind. Jede andere Anordnung dieser Kundenanschlüsse 10 und 12 ist denkbar. Die Kundenanschlüsse 10 können beispielsweise für den Anschluss eines speisenden Netzes verwendet werden, wobei dann die Kundenanschlüsse 12 für den Anschluss einer Last, beispielsweise eines Elektromotors, verwendet werden kann. Diese Anschlüsse 10 und 12 der Anschlusseinrichtung 4 sind derart ausgebildet, dass Leistungskabel an ihnen befestigt werden können. Auf einer dieser Seite mit den Kundenanschlüssen 10 und 12 abgewandten Seite der Anschlusseinrichtung 4 sind Anschlüsse derart angeordnet, dass diese mit den Netz- und Lastanschlüssen des Basisumrichter-Gerätes 2 elektrisch leitend verbunden werden. Um den Montageaufwand möglichst gering zu halten, sind die Anschlüsse der Anschlusseinrichtung 4 und die Netz- und Lastanschlüsse des Basisumrichter-Gerätes 2 steckbar ausgeführt. Beispielsweise sind die Anschlüsse der Anschlusseinrichtung 4 als Stecker und die Netz- und Lastanschlüsse des Basisumrichter-Gerätes 2 jeweils als Buchsen ausgeführt.
  • Damit zwei Basisumrichter-Geräte 2, wie in der 2 näher dargestellt, elektrisch parallel geschaltet werden können, müssen deren Netz- und Lastanschlüsse jeweils miteinander elektrisch leitend verbunden werden. Da diese Basisumrichter-Geräte 2 aneinander angeordnet werden, sind die Netz- und Lastanschlüsse eines jeden Basisumrichter-Gerätes 2 seitlich zugänglich. Um auch hier den Montageaufwand so gering wie möglich zu halten, sind diese Netz- und Lastanschlüsse steckbar ausgeführt. Das heißt, diese Netz- und Lastanschlüsse, die im Basisumrichter-Gerät 2 von einer Seitenwand zur gegenüberliegenden Seitenwand verlaufen, sind auf der einen Seite jeweils als Buchse oder Stecker und auf der gegenüberliegenden Seite als Stecker oder Buchse ausgeführt. Da wenigstens zwei Basisumrichter-Geräte 2 unmittelbar räumlich nebeneinander angeordnet sein sollen, müssen die Netz- und Lastanschlüsse, die als Stecker ausgebildet sind, seitlich aus diesem Basisumrichter-Gerät 2 herausragen. Durch das Aneinanderstecken von wenigstens zwei Basisumrichter-Geräten 2 werden die Netz- und Lastanschlüsse des Basisumrichter-Gerätes 2 durch ein erstelltes Umrichter-Gerät 14 durchgeschliffen.
  • Erfindungsgemäß ist das Basisumrichter-Gerät 2 für eine minimale Leistung einer Umrichter-Gerätereihe dimensioniert. Damit bildet dieses Basisumrichter-Gerät 2 die kleinste Einheit der Umrichter-Geräte 14 unterschiedlicher Leistungsklassen der Umrichter-Gerätereihe. Die Anschlusseinrichtung 4, an der ein Kunde ein speisendes Netz und eine anzutreibende Last anschließen möchte, muss für die Leistung des zusammengestellten Umrichter-Gerätes 14 dimensioniert sein. Das heißt, die Anschlusseinrichtung 4 muss einen maximal auftretenden Strom einer Leistungsklasse dimensioniert sein. Diese Anschlussein richtung 4 ist immer nur für eine Kombination mehrerer Basisumrichter-Geräte 2 einer Leistungsklasse hergestellt. Diese Anschlusseinrichtung 4 erstreckt sich, wie in der 2 dargestellt, über die aneinander gesteckten Basisumrichter-Geräte 2. Außerdem weist die Anschlusseinrichtung 4 auf der den Kundenanschlüssen 10 und 12 abgewandten Seite Anschlüsse für die Netz- und Lastanschlüsse eines jeden Basisumrichter-Gerätes 2 auf. Die seitlich zugänglichen Netz- und Lastanschlüsse eines ersten und eines letzten Basisumrichter-Gerätes 2 einer Reihe von aneinander gesteckten Basisumrichter-Geräten 2 eines erstellten Umrichter-Gerätes 14 einer Leistungsklasse werden nicht benutzt. Damit diese nicht berührt werden können, weist das erste und das letzte Basisumrichter-Gerät 2 einer Reihe aneinander gesteckter Basisumrichter-Geräte 2 eine seitliche Abdeckung 6 bzw. 8 auf. Durch diese seitliche Abdeckung 6 und 8 werden außerdem die Komponenten des Basisumrichter-Gerätes 2 im Inneren geschützt. Ferner entsteht dadurch ein vollständiges Gehäuse des erstellten Umrichter-Gerätes 14 einer Leistungsklasse.
  • In der 3 ist eine zweite Ausführungsform eines Basisumrichter-Gerätes 16 schematisch veranschaulicht, wobei die 4 ein aus zwei Basisumrichter-Geräten 16 gemäß 3 erstelltes Umrichter-Gerät 14 einer Leistungsklasse dargestellt ist. Dieses Basisumrichter-Gerät 16 unterscheidet sich vom Basisumrichter-Gerät 2 gemäß 1 dadurch, dass seine Netz- und Lastanschlüsse 18 und 20 nun für einen maximal auftretenden Strom einer Leistungsklasse dimensioniert sind. Im dargestellten Basisumrichter-Gerät 16 sind diese Netz- und Lastanschlüsse 18 und 20 als Stecker eines Stecksystems ausgebildet. Außerdem weist dieses Basisumrichter-Gerät 16 netz- und lastseitige Kundenanschlüsse 22 und 24 auf, die mit den internen Netz- und Lastanschlüssen 18 und 20 dieses Basisumrichter-Gerätes 16 elektrisch leitend verbunden sind. Diese netz- und lastseitigen Kundenanschlüsse 22 und 24 weist nur ein von mehreren aneinander gesteckten Basisumrichter-Geräten 16 eines Umrichter-Gerätes 14 einer Leistungsklasse auf. Dadurch weist eine Umrichter-Gerätereihe, die Basisumrichter- Geräte 16 verwendet, zwei Grundbausteine, nämlich ein Basisumrichter-Gerät 16 gemäß 3 und ein Basisumrichter-Gerät 26 gemäß 4, auf. Das Basisumrichter-Gerät 26 weist gegenüber dem Basisumrichter-Gerät 16 keine netz- und lastseitigen Kundenanschlüsse 22 und 24 auf, entspricht sonst jedoch dem Basisumrichter-Gerät 16. Durch die Dimensionierung der Netz- und Lastanschlüsse 18 und 20 der Basisumrichter-Geräte 16 und 26 auf einen maximal auftretenden Strom der Umrichter-Gerätereihe, wobei die Komponenten dieses Basisumrichter-Gerätes 16 und 26 für einen minimal auftretenden Strom der Umrichter-Gerätereihe dimensionsiert sind, wird eine Anzahl von Anschlusseinrichtungen 4 eingespart.
  • An Stelle von zwei Basisumrichter-Geräte 16 und 26 für die Erstellung eines Umrichter-Gerätes 14 einer Leistungsklasse zu verwenden kann auch nur ein Basisumrichter-Gerät 16 verwendet werden. Da ein Umrichter-Gerät 14 mit einer geforderten Leistung größer der Leistung eines Basis-Umrichtergerätes nur an einem Basisumrichter-Gerät 16 Kundenanschlüsse 10 und 12 aufweisen muss, ist es vorteilhaft, wenn diese wie bei der Ausführungsform gemäß 1 Bestandteil einer Aufnahmeeinrichtung 4 sind. Dadurch benötigt man pro Leistungsklasse nur noch eine Aufnahmeeinrichtung 4, die auf ein beliebiges Basisumrichter-Gerät 16 mehrerer aneinander gesteckter Basisumrichter-Geräte 16 eines Umrichter-Gerätes 14 gesteckt werden kann. Bei den verbleibenden Basisumrichter-Geräten 16 dieses Umrichter-Gerätes 14 werden die Aufnahmen für die Aufnahmeeinrichtung 4 verschlossen. Dadurch benötigt man nur ein Basisumrichter-Gerät 16, wobei gegenüber der Ausführungsform gemäß 1 nur noch eine Aufnahmeeinrichtung 4 pro Leistungsklasse benötigt wird.
  • Die 5 zeigt eine dritte Ausführungsform eines Basisumrichter-Gerätes 28 einer erfindungsgemäßen Umrichter-Gerätereihe. Dieses Basisumrichter-Gerät 28 unterscheidet sich vom Basisumrichter-Gerät 16 dadurch, dass keine zusätzlichen Kundenanschlüsse 22 und 24 mehr vorgesehen sind, sondern die Netz- und Lastanschlüsse 18 und 20 als netz- oder lastseiti ger Kundenanschluss mit verwendet werden. Dadurch werden für eine erfindungsgemäße Umrichter-Gerätereihe nicht mehr zwei unterschiedlich ausgeführte Basisumrichter-Geräte 16 und 26 als Grundbausteine bzw. ein Basisumrichter-Gerät 16 mit einer Aufnahmeeinrichtung 4 als Basisbaustein der Umrichter-Gerätereihe benötigt. Das heißt, um ein beliebiges Umrichter-Gerät 14 mit einer vorbestimmten Leistung einer Umrichter-Gerätereihe erstellen zu können, werden nur noch eine Anzahl von Basisumrichter-Geräten 28 benötigt, die aneinander gesteckt und damit parallel geschaltet die vorbestimmte Leistung des Umrichter-Gerätes 14 erbringen.
  • Durch die Idee, ein Basisumrichter-Gerät 2 bzw. 16 bzw. 26 bzw. 28 als Grundbaustein einer Umrichter-Gerätereihe zu verwenden, wird die Anzahl der notwendigen Frame Size und der damit verbundenen Kosten reduziert. Außerdem kann die verfügbare Leistung von Umrichter-Geräten der Umrichter-Gerätereihe modular in Schritten der Leistung eines Basisumrichter-Gerätes 2 bzw. 16 bzw. 18 bzw. 26 bzw. 28 erweitert werden. Dadurch vereinfacht sich nicht nur die Ersatzteilhaltung erheblich, sondern die Kostendegression wird gesteigert.

Claims (9)

  1. Umrichter-Gerätereihe mit einer Vielzahl von Umrichter-Geräten (14) unterschiedlicher Leistungsklassen, wobei jedes Umrichter-Gerät (14) einer Leistungsklasse wenigstens eine Leistungselektronik, eine Signalelektronik und Netz- und Lastanschlüsse (18, 20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Umrichtergerät (14) einer Leistungsklasse wenigstens ein Basisumrichter-Gerät (2, 16, 26, 28) aufweist, das für einen minimal auftretenden Strom der Umrichter-Gerätereihe dimensioniert ist und dass dieses Basisumrichter-Gerät (2, 16, 26, 28) einer jeden Leistungsklasse mittels ihrer Netz- und Lastanschlüsse (18, 20) elektrisch parallel geschaltet sind.
  2. Umrichter-Gerätereihe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Umrichter-Gerät (14) einer Leistungsklasse eine Anschlusseinrichtung (4) vorgesehen ist, die für einen maximal auftretenden Strom dieser Leistungsklasse dimensioniert ist, die einerseits entsprechend der Anzahl der parallel zu schaltenden Basisumrichter-Geräte (2, 16, 26, 28) eines Umrichter-Gerätes (14) einer Leistungsklasse Netz- und Lastanschlüsse (18, 20) aufweist, und die andererseits netz- und lastseitige Kundenanschlüsse (10, 12, 22, 24) aufweist und dass die Anschlusseinrichtung (4) mit den Netz- und Lastanschlüssen (18, 20) der parallel zu schaltenden Basisumrichter-Geräte (2, 16, 26, 28) eines Umrichter-Gerätes (14) einer Leistungsklasse elektrisch leitend verbunden ist.
  3. Umrichter-Gerätereihe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Netz- und Lastanschlüsse (18, 20) eines jeden Basisumrichter-Gerätes (2, 16, 26, 28) eines Umrichter-Gerätes (14) einer Leistungsklasse jeweils für einen maximal auftretenden Strom dieser Leistungsklasse dimensioniert sind, dass diese Netz- und Lastanschlüsse (18, 20) eines jeden Basisumrichter-Gerätes (2, 16, 26, 28) eines Umrichter-Gerätes (14) einer Leistungsklasse jeweils derart im Gerät angeordnet sind, dass jeweils zwei räumlich nebeneinander angeordnete Basisumrichter-Geräte (2, 16, 26, 28) elektrisch parallel schaltbar sind, und dass ein Basisumrichter-Gerät (2, 16, 26, 28) eines jeden Umrichter-Gerätes (14) einer Leistungsklasse mit netz- und lastseitigen Kundenanschlüssen (10, 12, 22, 24) versehen ist, die elektrisch leitend mit den Netz- und Lastanschlüssen (18, 20) dieses Basisumrichter-Gerätes (2, 16, 26, 28) verbunden sind.
  4. Umrichter-Gerätereihe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Netz- und Lastanschlüsse (18, 20) eines jeden Basisumrichter-Gerätes (2, 16, 26, 28) eines Umrichter-Gerätes (14) einer Leistungsklasse jeweils für einen maximal auftretenden Strom dieser Leistungsklasse dimensioniert sind, dass diese Netz- und Lastanschlüsse eines jeden Basisumrichter-Gerätes (2, 16, 26, 28) eines Umrichter-Gerätes (14) einer Leistungsklasse jeweils derart im Gerät angeordnet sind, dass jeweils zwei räumlich nebeneinander angeordnete Basisumrichter-Geräte (2, 16, 26, 28) elektrisch parallel schaltbar sind, und das die Netz- und Lastanschlüsse (18, 20) wenigstens eines Basisumrichter-Gerätes (2, 16, 26, 28) eines Umrichter-Ge-rätes (14) einer Leistungsklasse als netz- und lastseitige Kundenanschlüsse (10, 12, 22, 24) zugänglich sind.
  5. Umrichter-Gerätereihe nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Netz- und Lastanschlüsse eines jeden Basisumrichter-Gerätes (2, 16, 26, 28) steckbar ausgeführt sind.
  6. Umrichter-Gerätereihe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusseinrichtung (4) für jeden Lastanschluss eines jeden Basisumrichter-Gerätes (2, 16, 26, 28) eines Umrichtergerätes (14) einer Leistungsklasse eine Induktivität aufweist, die jeweils einem Lastanschluss elektrisch vorgeschaltet ist.
  7. Umrichter-Gerätereihe nach einem der Ansprüche 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusseinrichtung (4) für jeden Lastanschluss eines Basisumrichter-Gerätes (2, 16, 26, 28) eines Umrichter-Gerätes (14) einer Leistungsklasse einen Stromsensor aufweist, die jeweils ausgangsseitig mit einem Anschluss versehen sind, und dass diese Anschlüsse auf der den Basisumrichter-Geräten (2, 16, 26, 28) eines Umrichter-Gerätes (14) einer Leistungsklasse zugewandten Seite der Anschlusseinrichtung (4) angeordnet sind.
  8. Umrichter-Gerätereihe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die steckbaren Netz- und Lastanschlüsse (18, 20) jeweils zwei miteinander angeordnete Basisumrichter-Geräte (2, 16, 26, 28) eines Umrichter-Gerätes (14) einer Leistungsklasse jeweils als Stecker oder Buchse ausgebildet sind.
  9. Umrichter-Gerätereihe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die steckbaren Netz- und Lastanschlüsse (18, 20) jeweils zweier nebeneinander angeordneter Basisumrichter-Geräte (2, 16, 26, 28) eines Umrichter-Gerätes (14) einer Leistungsklasse jeweils als Kontaktfeder oder Kontaktmesser ausgebildet sind.
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