DE102008062108A1

DE102008062108A1 - Adapter und Umrichtersystem

Info

Publication number: DE102008062108A1
Application number: DE200810062108
Authority: DE
Inventors: Jens Möhring; Reiner Jopien; Jürgen Ott
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2008-12-16
Filing date: 2008-12-16
Publication date: 2010-06-17

Abstract

Adapter für Umrichter und Umrichter, wobei der Adapter eine erste Stromschiene und eine zweite Stromschiene umfasst, zwischen denen ein elektrisch isolierendes Material, insbesondere Isolierfolie, vorgesehen ist, wobei die erste Stromschiene an ihren beiden Endbereichen jeweils schraubverbindbar ist mit einer Stromschiene eines Gleichrichters, Wechselrichters und/oder Umrichters, die auf oberem Zwischenkreispotential gelegt ist, wobei die zweite Stromschiene an ihren beiden Endbereichen jeweils schraubverbindbar ist mit einer Stromschiene eines Gleichrichters, Wechselrichters und/oder Umrichters, die auf unterem Zwischenkreispotential gelegt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Adapter und ein Umrichtersystem.
Umrichtersysteme umfassen einen netzgespeisten Gleichrichter, dessen unipolare Ausgangsspannung auch als Zwischenkreisspannung bezeichnet wird. Aus dieser wird ein Wechselrichter versorgt, der einen Elektromotor speist. Im generatorischen Betrieb wird Energie vom Motor über den Wechselrichter in den Zwischenkreis gespeist. Überschüssige Energie des Zwischenkreises wird über einen Bremswiderstand vernichtet oder mittels einer aufwendigen Rückspeisung ins Netz zurückgespeist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Umrichtersystem weiterzubilden, wobei der Umweltschutz verbessert sein soll.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Adapter nach den in Anspruch 1 und bei dem Umrichtersystem nach den in Anspruch 8 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Adapter sind, dass er für Umrichter vorgesehen ist, wobei der Adapter eine erste Stromschiene und eine zweite Stromschiene umfasst, zwischen denen ein elektrisch isolierendes Material, insbesondere Isolierfolie, vorgesehen ist,
wobei die erste Stromschiene an ihren beiden Endbereichen jeweils schraubverbindbar ist mit einer Stromschiene eines Gleichrichters, Wechselrichters und/oder Umrichters, die auf oberem Zwischenkreispotential gelegt ist,
wobei die zweite Stromschiene an ihren beiden Endbereichen jeweils schraubverbindbar ist mit einer Stromschiene eines Gleichrichters, Wechselrichters und/oder Umrichters, die auf unterem Zwischenkreispotential gelegt ist.
Von Vorteil ist dabei, dass der Umweltschutz verbessert ist. Denn mittels der Verbindung, also Parallelschaltung, von Zwischenkreisen mehrerer Umrichter ist beispielsweise im motorischen Betrieb eines Elektromotors in den Zwischenkreis gespeiste Energie von einem anderen über Wechselrichter aus dem Zwischenkreis versorgten Elektromotor verbrauchbar. Denn die Stromschienen eines ersten Umrichters sind mit zumindest Stromschienen des Zwischenkreises eines weiteren Umrichters verbindbar. Mittels weiterer Adapter sind weitere Stromschienen verbindbar und somit weitere Umrichter, so dass ein Energieausgleich zwischen den Umrichtern ermöglicht ist. Auf diese Weise sind aufwendige und somit bei Produktion und Entsorgung umweltbelastende Rückspeisungen oder bei ihrem Betrieb wegen der Energievernichtung umweltbelastende Bremswiderstände vermeidbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind in den Endbereichen der Stromschienen Langlöcher vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass ein Längenausgleich vorsehbar ist. Wenn also die zu verbindenden Umrichter in ihrer Position etwas abweichen von der geplanten Position, ist ein Ausgleich dieser Soll-Ist-Abweichung ermöglicht.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die längere Seite der Langlöcher in Richtung der Verbindungsrichtung der über den Adapter verbundenen Stromschienen der beiden Umrichter ausgerichtet. Von Vorteil ist dabei, dass die ausgleichbare Toleranz in Verbindungsrichtung vorgesehen ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind zur Verbindung der Stromschienen Verbindungsschrauben vorgesehen, die durch die Ausnehmungen in den Endbereichen der Stromschienen durchgeführt sind. Von Vorteil ist dabei, dass diese Verbindungsschrauben in Normalenrichtung der plattenförmigen Stromschienen durch Löcher führbar sind und somit eine elektrisch leitfähige und mechanisch tragende Verbindung herstellbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Stromschienen der Gleichrichter, Wechselrichter, Umrichter und/oder des Adapters senkrecht zur Verbindungsrichtung mittels Zwischenkreisadapter verlängert ausgeführt und mit einer Ausnehmung versehen, so dass eine Verbindungsschraube hindurchführbar ist, mit welcher ein eine Öse umfassendes Teil befestigbar ist, an welchem elektrische Leitungen des Rundkabels lötverbindbar sind. Von Vorteil ist dabei, dass nicht nur im Zwischenkreis Stromschienen aufweisende Umrichter sondern auch Umrichter kleinerer Baugrößen, also mit kleinerer Ausgangsleistung, verbindbar sind, deren elektrische Zwischenkreisverbindung mittels flexiblem Kabel, insbesondere Litzenkabel oder Rundkabel, ausführbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine erste elektrische Leitung mit dem oberen Zwischenkreispotential eines Wechselrichters verbunden und eine zweite elektrische Leitung ist mit dem unteren Zwischenkreispotential des Wechselrichters verbunden, insbesondere wobei dieser Wechselrichter eine kleinere maximal erzeugbare Leistung aufweist als der Stromschienen umfassende Wechselrichter. Von Vorteil ist dabei, dass Umrichter verschiedener Leistungsklassen, also Baugrößen, verbindbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Stromschienen plattenförmig ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass hohe Stromstärken durchleitbar sind, wobei eine hohe mechanische Festigkeit erreichbar ist.
Wichtige Merkmale bei dem Umrichtersystem mit Adapter sind, dass der Adapter zur Verbindung der Zwischenkreise von Umrichtern vorgesehen ist.
Von Vorteil ist dabei, dass Adapter verschiedener Baugrößen über ihren Zwischenkreis miteinander koppelbar sind und somit ein Energieaustausch zwischen motorisch und generatorischen Antrieben über den Zwischenkreis ermöglicht ist. Dabei sind auch kleinere Antriebe mit größeren koppelbar, so dass verschiedene Leitungsführungstechniken, wie Stromschienen, also starre Gebilde, und Stromkabel, also elastischere Gebilde als Stromschienen, verbindbar sind. Diese Verbindung wird mittels des Adapters und dessen Ausführung erreicht.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Adapter in oben beschriebener Weise ausgeführt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Adapter zumindest zwei Schnittstellen zur Verbindung mit Stromschienen auf. Von Vorteil ist dabei, dass Stromschienen aufweisende Umrichter koppelbar sind, also starre Stromleitungen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Adapter zumindest eine weitere Schnittstelle auf zur Verbindung mit einem Kabel, insbesondere wobei die weitere Schnittstelle eine Öse umfasst. Von Vorteil ist dabei, dass ein Umrichter mit einer flexibleren, elastisch verformbareren Stromleitung im Gegensatz zu Stromschienen verwendbar sind.

1: Wechselrichter
2: Ausnehmung im Gehäuse des Wechselrichters 1
20: Stromschiene für oberes Zwischenkreispotential
21: Isolierfolie
22: Stromschiene für unteres Zwischenkreispotential
23: Schienenstück mit Langlöchern
24: Schienenstück mit Langlöchern
25: Verbindungsschrauben
30: Anschlussteil

Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
In der 1 ist ein Umrichter eines erfindungsgemäßen Umrichtersystems gezeigt.
In der 2 ist ein Zwischenkreisadapter zur Verbindung der Zwischenkreise von Wechselrichtern 1 und/oder Umrichtern gezeigt.
Bei dem Umrichtersystem sind Zwischenkreise verschieden großer Umrichter miteinander verbindbar. Dabei umfasst der Zwischenkreis jeweils ein oberes und ein unteres Zwischenkreispotential, wobei aus der zwischen diesen Potentialen herrschenden unipolaren Spannung, insbesondere Gleichspannung, eine jeweilige Halbbrücken von ansteuerbaren Leistungshalbleitern umfassende Wechselrichterstufe versorgbar ist, die zur Erzeugung von ein oder mehrphasiger Wechselspannung vorgesehen ist, aus der ein Elektromotor versorgbar ist.
Die unipolare Spannung wird im motorischen Betrieb aus einem netzgespeisten Gleichrichter erzeugt. Im generatorischen Betrieb des Motors wird von diesem Energie bis zum Zwischenkreis geführt.
Mittels der Verbindung der Zwischenkreise verschiedener Umrichter ist nun ein Energieausgleich ermöglicht. Hierbei ist bei ersten Umrichtern der Zwischenkreis mittels Stromschienen realisiert.
Zweite Umrichter, welche zu einer kleineren Baugröße gehören und somit eine geringere maximal erzeugbare Ausgangsleistung zur Verfügung stellen können, weisen ebenfalls einen Zwischenkreis auf, an den weitere Umrichter anschließbar sind. Jedoch sind hierbei keine Stromschienen sondern einfache Rundkabel für das obere und ebenso für das untere Zwischenkreispotential verwendet.
Zur Verbindung der Zwischenkreise der ersten Umrichter wird also ein Adapter vorgesehen, der je eine Stromschiene für das obere und untere Zwischenkreispotential aufweist. Jede dieser Stromschienen ist somit verbindbar, insbesondere mit Verbindungsschrauben 25 schraubverbindbar, mit entsprechenden Stromschienen, die im ersten Umrichter vorgesehen sind und an der Ausnehmung 2 herausragen. Zwischen den Stromschienen (23, 24) ist eine Isolierfolie 21 vorgesehen, die den elektrischen Isolierabstand erhöht und somit den kritischen Spannungswert, bei dessen Überschreitung ein Durchschlag auftritt.
Der zu verbindende weitere erste Umrichter weist wiederum eine ebensolche Ausnehmung 2 auf, an der der Adapter mittels seiner Stromschienen verbindbar ist.
Für das Hindurchführen der Verbindungsschrauben 25 sind in den Stromschienen (20, 22, 23, 24) Langlöcher vorgesehen, insbesondere Langlöcher deren längere Seite in Richtung der durch den Adapter festgelegten Verbindungsrichtung vorgesehen ist. Auf diese Weise ist ein Längenausgleich ermöglicht.
In 20 weisen die Stromschienen (20, 22) einen Knick auf, um nach Verbinden mit den Stromschienen (23, 24) von außen gesehen eine Ebene zu bilden.
In weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen weisen die Stromschienen (20, 22) keinen Knick auf sondern sind eben ausgeführt. Vorzugsweise sind dann die Stromschienen (23, 24) des Adapters mit einem entsprechenden Knick versehen, um wiederum eine Ebene zu bilden.
Zur Verbindung mit den Rundkabeln der weiteren zweiten Umrichter sind die Stromschienen (20, 22) senkrecht zur Verbindungsrichtung mittels Zwischenkreisadapter verlängert ausgeführt und mit einer Ausnehmung versehen, so dass eine Verbindungsschraube hindurchführbar ist, mit welcher eine Öse befestigbar ist, an welcher die elektrischen Leitungen des Rundkabels lötverbindbar sind.
Somit sind in einfacher Weise Umrichter kleinerer Baugrößen unterhalb der Umrichter mit Stromschienen, also der Umrichter größerer Baugröße, vorsehbar.
In 3 ist als Öse ein Anschlussteil 30, das auch als Anschlussblock bezeichenbar ist, gezeigt. An diesem sind die elektrischen Leitungen des Rundkabels lötverbunden. Von Vorteil ist hierbei, dass die Öse nach unten, also nicht in Richtung des Adapters ausgeführt ist, sondern senkrecht zur Richtung des Adapters, also senkrecht zur Verbindungsrichtung der Umrichter und/oder senkrecht zur Richtung der Stromschienen der ersten Umrichter.
In weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist der Adapter mit einem Teilstück an Isolierfolie derart ausgeführt, dass er eine für sich selbst lagerbare Einheit darstellt.

Claims

Adapter für Umrichter dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter eine erste Stromschiene und eine zweite Stromschiene umfasst, zwischen denen ein elektrisch isolierendes Material, insbesondere Isolierfolie, vorgesehen ist, wobei die erste Stromschiene an ihren beiden Endbereichen jeweils schraubverbindbar ist mit einer Stromschiene eines Gleichrichters, Wechselrichters und/oder Umrichters, die auf oberem Zwischenkreispotential gelegt ist, wobei die zweite Stromschiene an ihren beiden Endbereichen jeweils schraubverbindbar ist mit einer Stromschiene eines Gleichrichters, Wechselrichters und/oder Umrichters, die auf unterem Zwischenkreispotential gelegt ist.
Adapter nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Endbereichen der Stromschienen Langlöcher vorgesehen sind.
Adapter nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die längere Seite der Langlöcher in Richtung der Verbindungsrichtung der über den Adapter verbundenen Stromschienen der beiden Umrichter ausgerichtet ist.
Adapter nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbindung der Stromschienen Verbindungsschrauben vorgesehen sind, die durch die Ausnehmungen in den Endbereichen der Stromschienen durchgeführt sind.
Adapter nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschienen der Gleichrichter, Wechselrichter, Umrichter und/oder des Adapters senkrecht zur Verbindungsrichtung mittels Zwischenkreisadapter verlängert ausgeführt und mit einer Ausnehmung versehen sind, so dass eine Verbindungsschraube hindurchführbar ist, mit welcher ein eine Öse umfassendes Teil befestigbar ist, an welchem elektrische Leitungen des Rundkabels lötverbindbar sind.
Adapter nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste elektrische Leitung mit dem oberen Zwischenkreispotential eines Wechselrichters verbunden ist und eine zweite elektrische Leitung mit dem unteren Zwischenkreispotential des Wechselrichters verbunden ist, insbesondere wobei dieser Wechselrichter eine kleinere maximal erzeugbare Leistung aufweist als der Stromschienen umfassende Wechselrichter
Adapter nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschienen plattenförmig ausgeführt sind.
Umrichtersystem mit Adapter, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter zur Verbindung der Zwischenkreise von Umrichtern vorgesehen ist.
Umrichtersystem nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche ausgeführt ist.
Umrichtersystem nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter zumindest zwei Schnittstellen zur Verbindung mit Stromschienen aufweist.
Umrichtersystem nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter zumindest eine weitere Schnittstelle aufweist zur Verbindung mit einem Kabel, insbesondere wobei die weitere Schnittstelle eine Öse umfasst.