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Die
Erfindung betrifft eine Energieübertragungsvorrichtung,
insbesondere für
Maschinen, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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In
der Servo-Antriebstechnik wird im allgemeinen aus dem örtlichen
Stromnetz aus drei Leitungsphasen mittels eines netzseitigen Gleichrichters
ein Spannungszwischenkreis erzeugt. Zur Filterung der Spannungen
und Glättung
der Ströme
befinden sich vor dem Gleichrichter oftmals noch Induktivitäten und
Kapazitäten.
Der Gleichrichter kann mittels Dioden (sechspulsige Gleichrichterbrücke) oder mittels
aktiven Schaltelementen (sogenannte IGBTs) ausgeführt sein.
An den Gleichspannungszwischenkreis wird pro Verbraucher, hier sei
ein Drehstrommotor angenommen, ein sogenannter maschinenseitiger
Leistungssteller (Wechselrichter) angeschlossen. Für jeden
Motor wird ein Wechselrichter benötigt, der die Leistung mit
der genauen Menge und zur richtigen Zeit für den Motor zur Verfügung stellt.
Dabei werden die Spannung und der Strom dem Gleichspannungszwischenkreis
entnommen und in ein symmetrisches Drehstromsystem mit variabler
Frequenz und Amplitude in Abhängigkeit
von der Drehzahl und dem Drehmoment des Antriebes umgewandelt. Für die richtige
Menge der Energie sorgt eine Regeleinheit, die beispielsweise aus
einem Lageregler mit einem unterlagerten Geschwindigkeitsregler besteht,
dem seinerseits ein Stromregler unterlagert ist. Der Lageregler
bekommt seine Vorgabe von einer Steuereinheit, die üblicherweise
mit dem Gleichrichter und dem Leistungssteller in einem Schaltschrank untergebracht
sind. Von ihm wird die Energie für
einen Antrieb über
Leistungskabel oder Schienen mit Schleifkontakten zugeführt. Dadurch
werden bei beispielsweise drei Drehstrommotoren neun Kabel für die Energieversorgung
benötigt.
Für den
Datenaustausch zwischen Antrieb und Steuerung im Leistungssteller
wird für
jeden Sensor am Antrieb ein eigenes Kabel benötigt, was zu einer Addition
von beliebig vielen Signalkabeln führt.
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Da
die Komplexität
insbesondere bei Werkzeugmaschinen heutzutage immer weiter zunimmt, werden
auch immer mehr Energieverbraucher, hier elektrische Antriebe, benötigt. Dies
führt zu
immer größeren Dimensionen
des Schaltschranks und zu einem immer größeren Bestand an Kabeln, die
in einem sogenannten Kabelschlepp untergebracht sind, der zur Werkzeugmaschine,
dem Bearbeitungszentrum oder einer Transferbearbeitungsstraße geführt werden
muß.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Energieübertragungsvorrichtung
so auszubilden, daß der
Aufwand an Energie und gegebenenfalls Datenübertragungsmedien verringert
und die Dimensionen des Schaltschrankes klein gehalten werden können.
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Diese
Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Energieübertragungsvorrichtung
erfindungsgemäß mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Durch
den Einsatz des Busses zur Energieübertragung wird der Aufwand
der Energie–Und
vorzugsweise auch der Datenübertragungsmedien
reduziert. Auch die Abmessungen des Schaltschrankes können klein
gehalten werden. Die erfindungsgemäße Energieübertragungsvorrichtung hat
nur eine einzige Leistungsstellereinheit, an die eine beliebige Zahl
von Verbrauchern mit ihren unterschiedlichen Energiebedürfnissen
angeschlossen werden kann. Über
den Bus werden die Verbraucher mit der notwendigen Energie bzw.
Leistung versorgt. Vorzugsweise findet auch ein Datenaustausch durch
einen überlagerten
Signalbus ebenfalls auf dem Energiebus statt. Dadurch können Daten
vom Verbraucher zum Leistungssteller und umgekehrt ohne zusätzlichen
Kabelaufwand realisiert werden.
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Damit
jeder Verbraucher nur diejenige Energie erhält, die für ihn bestimmt ist, ist vor
jedem Verbraucher ein Schaltermodul vorgesehen. Es regelt die Leistungsentnahme
vom Energiebus sowie vorzugsweise auch die Kommunikation des überlagerten
Datenbusses.
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Als
Energiebus können
nicht nur Kabel, sondern jegliche Energieübertragungsmedien verwendet werden,
wie beispielsweise Schleifkontakte mit Energieschienen oder Kopplungen
und Verbindung unterschiedlichster Übertragungsmedien. Die Energie- und/oder
Datenübertragung
ist zum Beispiel auch über
Laser möglich.
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Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der
Beschreibung und den Zeichnungen.
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Die
Erfindung wird anhand von in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es
zeigen
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1 in
schematischer Darstellung den Aufbau der erfindungsgemäßen Energieübertragungsvorrichtung,
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2 eine
detailliertere Darstellung der erfindungsgemäßen Energieübertragungsvorrichtung,
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3 Spannungsimpulse
auf dem Energiebus der erfindungsgemäßen Energieübertragungsvorrichtung,
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4 Ströme in der
Phase R von drei Drehstrommotoren,
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5 Ströme in der
Phase R im Energiebus der erfindungsgemäßen Energieübertragungsvorrichtung,
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6 den
Strom in der Phase R im Energiebus mit unterschiedlichen Einschaltzeiten
der Spannungsimpulse,
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7 Spannungsimpulse
der Phase R auf dem Energiebus mit aufmoduliertem Datenbus,
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8 den
Aufbau eines Leistungsstellers der erfindungsgemäßen Energieübertragungsvorrichtung,
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9 den
Aufbau eines Schaltermoduls der erfindungsgemäßen Energieübertragungsvorrichtung,
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10 einen
Schaltungsaufbau eines Schaltnetzteiles der erfindungsgemäßen Energieübertragungsvorrichtung.
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Die
Energieübertragungseinrichtung
hat einen Energiebus 2, der beispielsweise durch eine Frequenzmodulation,
eine Amplitudenmodulation oder ein anderes Verfahren realisiert
wird. Als Übertragungsmedium
für den
Energiebus kommen hierfür Spannung
oder Strom oder beides in Frage. Dazu wird eine Modulations- und
Demodulationseinheit 6, 9 sowohl in einem Leistungssteller 1 als
auch in einem Schaltermodul 3 an einer Maschine benötigt (1).
Bei Verwendung von Drehstrommotoren 4 werden daher nur
drei Kabel für
den Energiebus 2 benötigt,
der den Leistungssteller 1 mit dem Schaltermodul 3 verbindet.
Die Versorgung der Signalelektronik des Schaltermoduls 3 am
Antrieb wird vorteilhaft durch ein Schaltnetzteil 20 (10)
in diesem Modul realisiert. Die Energie wird dabei zum Beispiel
einer Phase des Energiebusses 2 entnommen und auf die Versorgungsspannungen
der Signalelektronik heruntergesetzt. Dadurch ist kein weiterer
Kabelaufwand erforderlich. Die Übertragung
der Energie wird durch sehr schnelles Schalten von Schaltern 15,
vorzugsweise von Halbleiterschaltern, des Leistungsstellers 1 realisiert
(8). Dabei wird in einem vorgegebenen Takt TP immer nur ein Antrieb für eine sehr kurze Zeit TG direkt durch das Schaltermo dul 3 mit
dem Energiebus 2 verbunden und erhält so seine auf ihn abgestimmte
Leistung. Das Schaltermodul 3 ist mit einer Regelung 5 (2)
des Antriebes im Leistungssteller 1 synchronisiert. Die
anderen Antriebe 4 sind gleichzeitig durch das Schaltermodul 3 vom
Energiebus 2 getrennt, und die Phasenklemmen der Antriebe 4 werden
kurzgeschlossen. Alle Antriebe 4 werden seriell mit Leistung
bedient. Nachdem der letzte Antrieb am Energiebus 2 seine
Leistung erhalten hat, wiederholt sich der Vorgang.
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Infolge
der Induktivität
des Antriebes 4, die einen passiven Energiespeicher darstellt,
kann die Energie im Antrieb 4 nicht schlagartig abnehmen. Diese
verringert sich nur langsam, wodurch es möglich ist, daß der Antrieb 4 für kurze
Zeit nicht mit Energie versorgt wird, ohne nennenswert sein Verhalten zu ändern. Da
die Taktfrequenz der Energielieferung im Vergleich zu den relativ
trägen
Zeitkonstanten der Antriebe 4 sehr hoch ist, registrieren
sie den kurzzeitigen „Energieausfall" nicht.
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Wie
sich aus 1 ergibt, werden mit dem einzigen
Leistungssteller 1 mehrere Antriebe 4/1 ... 4/n angesteuert.
Jedem Antrieb 4/1 bis 4/n ist ein eigenes Schaltermodul 3/1 bis
3/n zugeordnet.
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Im
Leistungssteller 1 ist die Regelung 5 (2)
für den
Energiebus 2 und die Regelung aller Antriebe 4/1 bis 4/n
untergebracht. Die Regelung ist beispielsweise eine Lageregelung
mit unterlagerter Geschwindigkeitsregelung und wiederum unterlagerter
Stromregelung für
jeden Antrieb 4/1 bis 4/n. Im Leistungssteller 1 befindet
sich außerdem
eine Modulations- und Demodulationseinheit 6 zur Übertragung
von Steuer- und/oder Sensorsignalen zum oder von jedem Antrieb 4/1
bis 4/n über
den Energiebus 2 im Leistungssteller 1. Er ist
an einen Spannungszwischenkreis 7 (1) angeschlossen,
der von einem Gleichrichter aus dem öffentlichen Netz zur Verfügung gestellt
wird. Der Leistungssteller 1 mit dem Gleichrichter befindet
sich üblicherweise
in einem Schaltschrank.
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Vom
Leistungssteller 1 gehen beispielsweise bei einem Drehstrommotor
lediglich drei Kabel K1 bis K3 (1) zu den
Antrieben 4/1 bis 4/n. Diese drei Kabel K1 bis K3 bilden den Energiebus 2. Über die Kabel
wird die Energie für
jeden Antrieb 4/1 bis 4/n vom Leistungssteller 1 übertragen.
Vorteilhaft zusätzlich
wird ein überlagerter
Datenbus über
diese Kabel K1 bis K3 übertragen,
der beispielsweise die Sensor- und die Steuersignale für die Schaltermodule
3/1 bis 3/n an den Antrieben 4/1 bis 4/n liefert. Zudem wird auch
die Energie für
die Signalelektronik der Schaltermodule 3/1 bis 3/n an die Motoren
4/1 bis 4/n übertragen.
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An
den Energiebus 2 können
beliebig viele Verbraucher 4/1 bis 4/n angeschlossen werden, die vorteilhaft
Drehstrommotoren sind. Um sicherzustellen, daß jeder Antrieb 4/1 bis 4/n
die Energie erhält, die
die für
ihn dimensionierte Regelung überträgt, wird
vor jedem Antrieb 4/1 bis 4/n jeweils das Schaltermodul 3/1 bis
3/n benötigt.
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Das
Schaltermodul 3/1 bis 3/n hat eine Schaltereinheit 8 (2),
die den Motor 4/1 bis 4/n mit dem Energiebus 2 verbindet,
wenn der Motor an der Reihe ist, und die seine Phasen kurzschließt, solange
die anderen Motoren an der Reihe sind. Damit wird gewährleistet,
daß der
Motor 4/1 bis 4/n nur die für
ihn bestimmte Energie erhält.
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Zusätzlich befindet
sich im Schaltermodul 3/1 bis 3/n vorteilhaft eine Modulations-
und Demodulationseinheit 9 für den Datenaustausch zwischen dem
Antrieb 4/1 bis 4/n und dem Leistungssteller 1. Die Daten
werden auf dem Energiebus 2 überlagert übertragen.
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2 zeigt
beispielhaft, daß der
Motor 4/1 bis 4/n drei Sensoren 10 zur Auswertung aufweist. Die
Sensoren 10 sind an die Modulations/Demodulationseinheit 9 angeschlossen.
Sie ihrerseits ist mit der Schaltereinheit 8 verbunden.
Die Daten der Sensoren 10 werden über die Modulations/Demodulationseinheit 9 des
Schaltermoduls 3/1 bis 3/n über
den Energiebus 2 zum Leistungssteller 1 gesendet.
Hier gelangen die Daten zur Modulations/Demodulationseinheit 6,
welche diese Daten der Regelung bzw. Steuerung 5 des Leistungsstellers 1 übermittelt.
Umgekehrt übermittelt
der Leistungssteller 1 über
seine Modulations/Demodulationseinheit 6 und den Energiebus 2 die
Befehle an die Modulations/Demodulationseinheit 9 des Schaltermoduls
3/1 bis 3/n.
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Für die Versorgung
der Signalelektronik im Schaltermodul 3/1 bis 3/n befindet sich
in diesem Modul ein Schaltnetzteil 20 (10),
das vom Energiebus 2 die Leistung bezieht, indem es die
hohe Spannung nach dem Prinzip eines Tiefsetzstellers heruntersetzt.
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An
das Schaltermodul 3/1 bis 3/n wird der Verbraucher 4/1 bis 4/n angeschlossen,
der beispielhaft ein Motor ist. Der Verbraucher 4/1 bis 4/n hat mindestens
einen passiven Energiespeicher, der ein Kondensator oder eine Induktivität sein kann.
Im Falle eines Motores als Verbraucher ist der benötigte passive
Energiespeicher durch die Induktivität des Motors gegeben.
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Im
Ausführungsbeispiel
werden die Verbraucher 4/1 bis 4/n durch dreiphasige Drehstrommotoren
gebildet. Dementsprechend ist ein dreiphasiger Energiebus 2 mit
den drei Kabeln K1 bis K3 notwendig. Bei anderen Verbrauchern, zum
Beispiel Gleichstrommotoren oder Haushaltsgeräten, kann der Energiebus 2 auch
zweiphasig oder höherphasig
ausgeführt
sein.
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Die 3 bis 7 zeigen
Spannungs- und Stromverläufe
auf dem Energiebus 2 für
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem als Verbraucher 4/1 bis 4/n drei Drehstrommotoren eingesetzt
werden, die über jeweils
ein Schaltermodul 3/1 bis 3/n mit dem Energiebus 2 verbunden
sind. Er wird vom Leistungssteller 1 gespeist.
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3 zeigt
die Spannungsimpulse auf dem Energiebus 2 für den beispielhaften
Fall, daß sich zwei
Motoren in einem Beschleunigungsvorgang und ein Motor in einem Bremsvorgang
befinden. Es sind jeweils die Spannungspotentiale φS1, φS2, φS3 in den drei Kabeln K1 bis K3 des Energiebusses 2 dargestellt,
die der Leistungssteller 1 an den Energiebus 2 anlegt.
Der Leistungssteller 1 kann nur zwischen der positiven
Zwischenkreisspannung UZk/2 und der negativen
Zwischenkreisspannung –UZk/2 umschalten. Die Periodendauer TP setzt sich aus den Einschaltzeiten TG der Spannungsimpulse für die einzelnen Motoren zusammen,
die im dargestellten Beispiel gleich lang gewählt sind, und den Pufferzeiten
TL zwischen den Spannungsimpulsen, die eine
Vermischung der Energien verschiedener Motoren vermeiden sollen.
Die Pufferzeiten TL zwischen zwei Spannungsimpulsen
ergeben sich aus der Praxis. Es wird angestrebt, die Pufferzeiten
TL gegen Null gehen zu lassen. Die Potentiale
der Pufferzeiten TL müssen nicht bei Null liegen,
sie können
auch bei UZk/2 oder bei –UZk/2
sein. Die Periodendauer TP erhöht sich
mit zunehmender Anzahl an Verbrauchern im Energiebus 2.
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In 3 sind
mit φR1, R2, R3 die
Spannungspotentiale der Phase R, mit φS1, S2, S3 die Spannungspotentiale
der Phase S und mit φT1, T2, T3 die
Spannungspotentiale der Phase T auf dem Energiebus 2 angegeben.
Weiter sind in 3 die Spannungsimpulse des Motors 1 durch
gepunktete Linien, des Motors 2 durch gestrichelte Linien
und des Motors 3 durch ausgezogene Linien dargestellt.
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Wie 3 entnommen
werden kann, hat beim Motor 1 (gepunktete Linie) das Spannungspotential φR1 der Phase R im Kabel 1 die positive
Zwischenkreisspannung UZk/2, das Spannungspotential φS1 der Phase S und das Spannungspotential φT1 der Phase T im Kabel 3 jeweils
die negative Zwischenkreisspannung –Uzk/2.
Für den
Motor 2 (gestrichelte Linie) hat das Spannungspotential φR2 die negative Zwischenkreisspannung –UZk/2, während
die Spannungspotentiale φS2 und φT2 der Phasen S und T jeweils die positive
Zwischenkreisspannung UZk/2 haben. Für den Motor 3 (ausgezogene
Linie) hat das Spannungspotential φR3 der
Phase R die positive Zwischenkreisspannung UZk/2,
während
die Spannungspotentiale φS3 und φT3 der Phasen S und T jeweils die negative
Zwischenkreisspannung –UZk/2 aufweisen. Zwischen den einzelnen Impulsen
der verschiedenen Spannungspotentiale besteht die Pufferzeit TL.
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4 zeigt
die Stromverläufe
der Phase R in den drei Motoren 1 bis 3. Beim
dargestellten Ausführungsbeispiel
wird angenommen, daß die
Stromregler der Motoren denselben konstanten Sollwert vorgeben.
Ebenso ist angenommen, daß die
Einschaltdauer TG der Spannungsimpulse für alle drei
Motoren gleich ist. Mit T ist wiederum die Pulsperiodendauer bezeichnet.
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Der
Strom iR1 der Phase R im Motor 1 ist durch
eine gepunktete Linie, der Strom iR2 der
Phase R im Motor 2 mit einer gestrichelten und der Strom
iR3 der Phase R im Motor 3 mit
einer ausgezogenen Linie dargestellt. Der von den Stromreglern der
Motoren vorgegebene Sollwert ist mit iSoll angegeben.
Erkennbar ist, daß die
Stromverläufe
der Phase R in den drei Motoren parallel verlaufen und um die Einschaltdauer
TG der Motoren versetzt zueinander verlaufen.
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5 zeigt
den Strom der Phase R der Motoren im Energiebus 2. Die
Phase R ist hierbei gleichzusetzen mit dem Kabel K1 des Energiebusses 2. Auch
bei dieser Darstellung wird vorausgesetzt, daß die Stromregler aller Motoren
denselben konstanten Stromsollwert iSoll vorgeben
und daß die
Einschaltdauer TG der Spannungsimpulse für alle drei
Motoren gleich ist. In 5 sind nur die jeweiligen Stromanstiege
der einzelnen Motoren dargestellt. Die Pufferzeit zwischen den einzelnen
Stromanstiegen ist der Übersichtlichkeit
wegen vernachlässigt.
Der Strom iR1 der Phase R für den Motor 1 ist
wiederum mit einer gepunkteten, der Strom iR2 der
Phase R für den
Motor 2 mit einer gestrichelten und der Strom iR3 der Phase R für den Motor 3 mit
einer ausgezogenen Linie dargestellt. Auch hier verlaufen die Ströme der einzelnen
Motoren parallel zueinander, wobei die einzelnen Stromlinien um
die Einschaltdauer TG der Motoren versetzt
zueinander liegen.
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6 zeigt
wiederum den Strom der Phase R bzw. im Kabel K1 im Energiebus 2.
Im Unterschied zur Ausführungsform
nach 5 sind die Einschaltzeiten der Motoren unterschiedlich.
Auch sind die Perioden der Spannungsimpulse und Stromanstiege für die einzelnen
Motoren verschieden. Die Stromverläufe sind für den Motor 1 mit
einer gepunkteten, für
den Motor 2 mit einer gestrichelten und für den Motor 3 mit
einer ausgezogenen Linie dargestellt. iR1 bezeichnet
den Strom der Phase R für
den Motor 1, iR2 den Strom der
Phase R für
den Motor 2 und iR3 den Strom der
Phase R für
den Motor 3. Die Einschaltdauern TG1,
TG2 und TG3 sind
für die
Motoren 1 bis 3 eingetragen. Die Einschaltdauer
TG1 des Motors 1 ist am kürzesten,
während
die Einschaltdauer TG3 des Motors 3 am
längsten
ist. Aufgrund der unterschiedlichen Einschaltzeiten der Spannungsimpulse
liegen die Stromlinien nicht mehr parallel zueinander. Da der Motor 1 in
diesem Fall die kleinste Induktivität besitzt, hat die entsprechende
Stromlinie iR1 die größte Steigung und die Einschaltdauer
TG1 ist am kleinsten. Dementsprechend ist
die Steigung des Stromes iR3 am geringsten,
da der Motor 3 hier die größte Induktivität aufweist
und damit auch die längste
Einschaltdauer TG3 hat.
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Bei
unterschiedlicher Größe und Leistungsklasse
der Maschinen ist es zweckmäßig, die
Leistungsvergabe an die Maschinen anzupassen, wie sich aus 6 ergibt.
Die Pufferzeit zwischen den einzelnen Stromanstiegen ist in 6 der Übersichtlichkeit
wegen nicht eingezeichnet.
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7 zeigt
beispielhaft, wie auf den Energiebus 2 zusätzlich der
Datenbus s aufmoduliert werden kann. Dargestellt sind die Spannungsimpulse
auf dem Energiebus 2 der Phase R, das heißt des Kabels K1,
mit aufmoduliertem Datenbus.
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Die
dargestellten Spannungsimpulse der Phase R auf dem Energiebus 2 haben
das aufmodulierte Datensignal s, das durch eine Sägezahnlinie
an den einzelnen Spannungsimpulsen angegeben ist. Dargestellt sind
wiederum die Spannungspotentiale φR1, φR2 und φR3 der drei Motoren, die je nach Schal tung
durch den Leistungssteller 1 die positive Zwischenkreisspannung
UZk/2 oder die negative Zwischenkreisspannung –UZk/2 haben können. Die Pulsperiodendauer
ist mit TP und die Pufferzeit zwischen zwei
Spannungsimpulsen mit TL gekennzeichnet. Beim
dargestellten Ausführungsbeispiel
ist wiederum angenommen, daß die
Motoren die gleiche Einschaltdauer TG haben.
Der Datentransfer wird zur Auswertung der Sensoren 10 der
Motoren 4 und zur Steuerung der Schaltermodule 3 zur
Leistungsentnahme verwendet.
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Der
Leistungssteller 1 hat einen Pulswechselrichter 11 (8),
an den der Energiebus 2 angeschlossen ist. Der Wechselrichter 11 setzt
die vom Spannungszwischenkreis 7 kommende Gleichspannung
in Wechselspannung um. Zur Ansteuerung des Wechselrichters 11 ist
eine Ansteuer- bzw. Treiberschaltung 12 vorgesehen, die
die Schaltbefehle an den Wechselrichter 11 aus der Steuerung/Regelung 5 in
die notwendigen Spannungsimpulse für die Schalter 15 umsetzt.
Außerdem
liefert die Ansteuerschaltung 12 Fehlersignale 13 an
die Regelung/Steuerung 5. Diese kann Schaltbefehle 14 an
die Ansteuerschaltung 12 liefern. Zwischen der Steuerung/Regelung 5 und
der Modulations/Demodulationseinheit 6 können Signale
ausgetauscht werden.
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Der
Leistungssteller 1 ist mit Schaltern 15 versehen,
die im Ausführungsbeispiel
vorteilhaft IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) mit parallel geschalteten
Sperrdioden sind. Die Einzelschalter 15 bilden einen Schalterbaustein 16,
an den die Spannung UZk angelegt wird. Die
Schalter 15 stellen die aus der Regelung 5 gewünschte Spannung
ein und steuern damit den Energiefluß. Für de Steuerung der Schalter 15 ist
die Ansteuerschaltung 12 vorgesehen.
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Im
Schalterbaustein 16 sind drei Schaltergruppen parallel
geschaltet, wobei jeweils zwei Schalter 15 in Reihe geschaltet
sind. Die drei Schaltergruppen sind an jeweils eines der Kabel K1
bis K3 des Energiebusses 2 angeschlossen.
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Über die
Modulations/Demodulationseinheit 6 werden die Steuersignale
für das
Schaltermodul 3 (1) auf den
Energiebus 2 gelegt und die Sensorsignale des Motors 4/1
bis 4/n empfangen. Diese Signale werden anschließend von der Regelung/Steuerung 5 ausgewertet.
An sie ist ein Steuerungsbus 17 angeschlossen, der mit
einer übergeordneten(NC-)Steuerung
kommuniziert.
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Das
Schaltermodul 3 sorgt in der beschriebenen Weise über die
Schalter 8 dafür,
daß der
Motor 4/1 bis 4/n zu den vorgegebenen Zeitpunkten an den Energiebus 2 angeschlossen
ist. Das Schaltermodul 3 hat eine Modulations/Demodulationseinheit 9,
die für
den Datenaustausch zwischen dem Leistungssteller 1 und
dem Motor 4 sorgt. Dieser Datenaustausch erfolgt ebenfalls über den
Energiebus 2. Für die
Schalter 8 (2) ist eine Ansteuerschaltung 18 vorgesehen
(9), die an die Modulations/Demodulationseinheit 9 angeschlossen
ist. Wie 2 zeigt, ist der Leistungssteller 1 über den
Energiebus 2 mit dem Schaltermodul 3 verbunden.
Die Modulations/Demodulationseinheit 9 des Schaltermoduls 3 bekommt
die Sensorsignale des Motors 4 und moduliert diese auf
den Energiebus 2 auf. Die Schalter 8 können Halbleiterschalter,
aber auch Relais oder andere Schalterelemente sein.
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10 zeigt
einen möglichen
Schaltungsaufbau eines Schaltnetzteiles 20. Es versorgt
die Signalelektronik im Schaltermodul 3 mit Energie. Dabei wird
von einem Kabel K1, K2, K3 des Energiebusses 2 die Spannung
UK1 abgegriffen und über einen Transformator 21 heruntergesetzt.
Diese heruntergesetzte Spannung wird über eine Gleichrichterbrücke 22 gleichgerichtet
und mit einem Kondensator 23 geglättet. Die heruntergesetzte
und geglättete
Spannung wird einem DC/DC-Wandler 24 zugeführt, der die
gewünschte
Ausgangsspannung UDD einstellt. Der DC/DC-Wandler 24 besteht
beispielsweise aus einem Tiefsetzsteller.