DE102010020123B4

DE102010020123B4 - Umrichteranordnung mit Bremswiderstand

Info

Publication number: DE102010020123B4
Application number: DE102010020123A
Authority: DE
Inventors: Michael Müller; Alexander Junginger; Michael Kiesel
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2010-05-10
Filing date: 2010-05-10
Publication date: 2012-09-06
Anticipated expiration: 2030-05-11
Also published as: DE102010020123A1

Abstract

Umrichteranordnung mit Bremswiderstand, an den aus dem Gleichspannungszwischenkreis des Umrichters elektrische Leistung leitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Bremswiderstand ein Speicher für Daten angeordnet ist, welcher von einer Auswerteelektronik des Umrichters auslesbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Umrichteranordnung mit Bremswiderstand.
Es ist bekannt, überschüssige elektrische Leistung von einem Umrichter an einen Bremswiderstand abzuführen.
Aus der DE 10 2004 057 915 A1 ist ein Antrieb und ein Verfahren zum Steuern des Energieflusses bei einem Antrieb bekannt.
Aus der JP 2003 333 873 A ist ein Verfahren zum Schutz gegen Überhitzung eines Bremswiderstandes bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Umrichteranordnung weiterzubilden, wobei der Schutz des Bremswiderstandes verbessert werden soll.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Umrichteranordnung nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Umrichteranordnung, aufweisend einen Umrichter und einen Bremswiderstand, sind, dass am Bremswiderstand ein Speicher für Daten angeordnet ist, welcher von einer Auswerteelektronik des Umrichters auslesbar ist.
Von Vorteil ist dabei, dass die Daten bei der Leistungsabfuhr an den Bremswiderstand berücksichtigbar sind. Somit ist bei Überschreiten eines kritischen Betrages zum Schutz des Bremswiderstandes gegen Überlastung eine Maßnahme einleitbar, wie beispielsweise das beenden oder Reduzieren der Leistungszufuhr an den Bremswiderstand. Außerdem sind Warnmeldungen anzeigbar und/oder abgebbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen Auswerteelektronik des Umrichters und dem Bremswiderstand, insbesondere dem Speicher des Bremswiderstandes, ein Kommunikationskanal angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass Daten des Speichers übermittelbar sind und auslesbar, insbesondere auf Anfrage hin.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Kommunikationskanal analog oder digital ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass die Erfindung unabhängig vom Format der Daten ausführbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Daten Typenschild-Daten und/oder die Daten betreffen die vom Bremswiderstand maximal aufnehmbare Leistung, die maximal zulässige aufnehmbare Leistung des Bremswiderstandes, die Maximaltemperatur, der maximal zuführbare Strom, die maximal zur Versorgung des Bremswiderstandes erlaubte Spannung und/oder andere den Bremswiderstand betreffenden Parameter. Von Vorteil ist dabei, dass an den Umichter die Daten übermittelbar und somit berücksichtigbar sind. Auf diese Weise ist ein Überlastschutz realisierbar und somit Brandgefahr reduzierbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am Speicher ein Sensor zur Erfassung einer physikalischen Zustandsgröße des Bremswiderstandes angeordnet, insbesondere zur Erfassung einer Temperatur des Bremswiderstandes oder eines Wertes des dem Bremswiderstand zugeführten Stromes, so dass der Wert der physikalischen Größe an den Umrichter übermittelbar ist, insbesondere über denselben Kommunikationskanal wie die Daten des Speichers, und bei einem im Umrichter betriebenen Regelverfahren mitberücksichtigbar ist, insbesondere bei der Steuerung der an den Bremswiderstand abgeführten Leistung. Von Vorteil ist dabei, dass das Überschreiten einer kritischen Temperatur und ein Versagen einer Komponente vermeidbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Daten als analoge Signale oder in digitaler Form übermittelt. Von Vorteil ist dabei, dass die Erfindung für beide Formate ausführbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Kommunikationskanal leitungsgebunden, insbesondere also zwischen Umrichter und Bremswiderstand separat verlegte Leitungen aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass eine sichere ungestörte Datenübertragung ausführbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Kommunikationskanal mittels Aufmodulation der Daten auf die Leitungen zur Übertragung der elektrischen Leistung von Umrichter zum Bremswiderstand ausgeführt, insbesondere wobei der zur Aufmodulation verwendete Frequenzbereich beabstandet ist von dem Frequenzbereich, welcher für den gesteuerten Leistungsfluss vom Umrichter zum Bremswiderstand verwendet wird. Von Vorteil ist dabei, dass Leitungen einsparbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Speicher und/oder der Sensor innerhalb des Gehäuses des Bremswiderstandes angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass der Bremswiderstand gut geschützt angeordnet ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Speicher als RFID ausgeführt oder von einem RFID umfasst. Von Vorteil ist dabei, dass ein berührungsloses Abfragen der Daten ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfassen die Daten Daten zur Identifikation des Bremswiderstandes. Von Vorteil ist dabei, dass die zugehörigen Typenschilddaten auch über eine Datenverbindung des Umrichters mit einem Internet-Server erhältlich sind, da dort zu jeder Identitätsnummer diese Daten hinterlegbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Daten einem im Umrichter angeordneten Mittel zum elektronischen Überlastschutz für den Bremswiderstand zugeführt. Von Vorteil ist dabei, dass die Zuführung der elektrischen Leistung an den Bremswiderstand abhängig von den Daten des Umrichters steuerbar ist.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
In der 1 ist ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Umrichteranordnung schematisch gezeigt.
In der 2 ist ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Umrichteranordnung schematisch gezeigt.
Wie in 1 gezeigt, ist ein Bremswiderstand 5 mit einem Umrichter verbunden, so dass aus einem Gleichspannungszwischenkreis, in welchen Energie eines vom Umrichter gespeisten Elektromotors bei dessen generatorischem Betrieb fließt, elektrische Leistung an den Bremswiderstand ableitbar ist zur Umwandlung in im Wesentilichen Ohmsche Wärme.
Der Bremswiderstand 5 weist einen Speicher 6 auf, der als elektronisch lesbarer Datenspeicher ausgeführt ist. Dieser Speicher 6 befindet sich vorzugsweise innerhalb des Gehäuses des Bremswiderstandes 5 und ist somit von diesem geschützt. mit der Daten, welche in einem Speicher 6 des Bremswiderstands 5 abgespeichert sind und beispielsweise die Daten eines Typenschildes des Bremswiderstandes 5 darstellen. Am Gehäuse des Bremswiderstandes 5 ist somit vorzugsweise ein Steckverbinderteil anbringbar, so dass ein Gegensteckverbinderteil in Kontaktverbindung bringbar ist und somit die Daten über eine mit dem Gegensteckverbinderteil verbundene Leitung einer Auswerteelektronik 2, welche im Umrichter 1 angeordnet ist, zuführbar sind.
Somit sind bei elektrischem Anschließen des Bremswiderstandes 5 an den Umrichter 1 die Daten des Speichers 6 von der Auswerteelektronik 2 auslesbar und auswertbar. Somit sind beispielsweise die maximal an den Bremswiderstand 5 abführbare Leistung und die maximal erlaubte Spannung für den Bremswiderstand bekannt. Außerdem ist auch der ohmsche Widerstandswert R des Bremswiderstandes von der Auswertelektronik berücksichtigbar.
Der Umrichter 1 weist auch Mittel 3 zur Steuerung der Leistungszufuhr an den Bremswiderstand auf, die beispielsweise einen Brems-Chopper, also einen elektronischen Leistungshalbleiterschalter umfassen, mit dem der Strom vorn Gleichstromzwischenkreis an den Bremswiderstand steuerbar ist.
Die Daten des Speichers 6 sind über den leitungsgebundenen Kommunikationskanal 4 übertragbar. Dieser umfasst beispielsweise das oben beschriebene Steckverbinderteil und das Gegensteckverbinderteil. Alternativ ist auch vom Speicher 6 ein Kabel aus dem Bremswiderstand herausführbar, und außerhalb des Gehäuses des Bremswiderstands elektrisch mit dem Umrichter verbindbar.
Im Ausführungsbeispiel nach 2 entfällt der separate leitungsgebundene Kommunikationskanal. Denn innerhalb des Bremswiderstands werden die Daten als elektrische Signale aufmoduliert auf diejenigen elektrischen Leitungen, über welche elektrische Leistung dem Ohmschen Widerstand R des Bremswiderstandes zugeführt werden. Dabei werden für die Datenübertragung vorzugsweise höher frequente Stromanteile verwendet als die bei der Ansteuerung des Brems-Choppers verwendeten Schaltfrequenzen. Somit ist der Frequenzbereich, welcher für die Datenübertragung verwendet wird, beabstandet von demjenigen Frequenzbereich, welcher für die Leistungsübertragung verwendet wird, also die Übertragung der vom Gleichstromzwischenkreis an den Bremswiderstand abzuführenden Leistung.
Die übertragenen Daten sind als analoge Signale oder als digitale Signale darstellbar.
Mittels der elektronischen Daten aus dem Speicher 6 ist ein Überlastschutz durchführbar. Denn die Steuerelektronik des Umrichters lässt die Bildung eines Modellwertes für die aus dem Gleichspannungszwischenkreis an den Bremswiderstand abgeführte Leistung in einfacher Weise zu. Ebenso ist aus den Daten der maximale Wert der an den Bremswiderstand abführbaren Leistung bekannt. Daher ist bei Überschreiten dieses kritischen Wertes eine Aktion auslösbar von der Steuerelektronik, wie beispielsweise Abgeben einer Warninformation, Anzeigen einer Warnmeldung und/oder Beenden der Leistungszufuhr an den Bremswiderstand 5.
In einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel befindet sich der Speicher 6 nicht innerhalb des Gehäuses des Bremswiderstandes 5 sondern ist an diesem befestigt. Somit ist für das Anschließen von Leitungen ein geringerer Aufwand notwendig, da diese direkt am Speicher 6 verbindbar sind. bei Ausführung eines berührungslosen Auslesens, beispielsweise als RFID Speicher 6, ist das Anbringen des Sensors am äußeren Umfang des Bremswiderstands 5 vorteilhaft, da somit elektromagnetische Wellen direkt vom Umrichter 1 zum Speicher sich ausbreiten können. Das Gehäuse des Bremswiderstands ist dabei aus Metall, insbesondere einem Metallgitter, ausführbar und mit Erde verbindbar.
Bezugszeichenliste

1: Frequenzumrichter
2: Auswerteelektronik
3: Mittel zur Steuerung der Leistungszufuhr an den Bremswiderstand
4: leitungsgebundener Kommunikationskanal
5: Bremswiderstand mit Gehäuse
6: Speicher für Daten, elektronisches Typenschild
R: Bremswiderstand

Claims

Umrichteranordnung mit Bremswiderstand, an den aus dem Gleichspannungszwischenkreis des Umrichters elektrische Leistung leitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Bremswiderstand ein Speicher für Daten angeordnet ist, welcher von einer Auswerteelektronik des Umrichters auslesbar ist.
Umrichteranordnung mit Bremswiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Auswerteelektronik des Umrichters und dem Bremswiderstand, insbesondere dem Speicher des Bremswiderstandes, ein Kommunikationskanal angeordnet ist.
Umrichteranordnung mit Bremswiderstand nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kommunikationskanal analog oder digital ausgeführt ist.
Umrichteranordnung mit Bremswiderstand nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten Typenschild-Daten sind und/oder dass die Daten die vom Bremswiderstand maximal aufnehmbare Leistung, die maximal zulässige aufnehmbare Leistung des Bremswiderstandes, die Maximaltemperatur, den maximal zuführbaren Strom, die maximal zur Versorgung des Bremswiderstandes erlaubte Spannung und/oder andere den Bremswiderstand betreffende Parameter betreffen.
Umrichteranordnung mit Bremswiderstand nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Speicher ein Sensor zur Erfassung einer physikalischen Zustandsgröße des Bremswiderstandes, insbesondere einer Temperatur des Bremswiderstandes oder einen Wert des dem Bremswiderstand zugeführten Stromes, angeordnet ist, so dass der Wert der physikalischen Größe an den Umrichter übermittelbar ist, insbesondere über denselben Kommunikationskanal wie die Daten des Speichers, und bei einem im Umrichter betriebenen Regelverfahren mitberücksichtigbar ist, insbesondere bei der Steuerung der an den Bremswiderstand abgeführten Leistung.
Umrichteranordnung mit Bremswiderstand nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten als analoge Signale oder in digitaler Form übermittelt werden.
Umrichteranordnung mit Bremswiderstand nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kommunikationskanal leitungsgebunden ist, insbesondere also zwischen Umrichter und Bremswiderstand separat verlegte Leitungen aufweist, oder dass der Kommunikationskanal mittels Aufmodulation der Daten auf die Leitungen zur Übertragung der elektrischen Leistung vom Umrichter zum Bremswiderstand ausgeführt ist, insbesondere wobei der zur Aufmodulation verwendete Frequenzbereich beabstandet ist von dem Frequenzbereich, welcher für den gesteuerten Leistungsfluss vom Umrichter zum Bremswiderstand verwendet wird.
Umrichteranordnung mit Bremswiderstand nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher und/oder der Sensor innerhalb des Gehäuses des Bremswiderstandes angeordnet ist.
Umrichteranordnung mit Bremswiderstand nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher als RFID ausgeführt ist oder von einem RFID umfasst ist.
Umrichteranordnung mit Bremswiderstand nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten Daten zur Identifikation des Bremswiderstandes umfassen.
Umrichteranordnung mit Bremswiderstand nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten einem im Umrichter angeordneten Mittel zum elektronischen Überlastschutzes für den Bremswiderstand zugeführt werden.