DE102011085871B4

DE102011085871B4 - Frequenzumrichter

Info

Publication number: DE102011085871B4
Application number: DE102011085871.7A
Authority: DE
Inventors: Edmund Neumann; Andreas Wempe; Detlef Peckmann
Original assignee: Lenze Automation GmbH
Current assignee: Lenze SE
Priority date: 2011-11-07
Filing date: 2011-11-07
Publication date: 2019-04-11
Anticipated expiration: 2031-11-08
Also published as: DE102011085871A1

Abstract

Frequenzumrichter (10, 10a, 10b, 10c) mit- einem metallischen Basiskörper (12), der zur Anbringung an einer Anbringungsfläche vorgesehen ist, der bestimmungsgemäß geerdet ist und der einen Hauptkörper aufweist, von welchem sich parallel zur Ebene der Anbringungsfläche ein Funktionsflansch (14) erstreckt, und- einer durch den Basiskörper (12) gehaltenen Hauptplatine, die über den metallischen Basiskörper (12) geerdet ist,- wobei zur Verbindung der Erdung mit einem benachbarten zweiten Freqenzumrichter (10b, 10c) am Basiskörper (12) ein um eine Schwenkachse schwenkbarer leitfähiger Kopplungsabschnitt (20) vorgesehen ist,- wobei der schwenkbare Kopplungsabschnitt (20) an dem Funktionsflansch (14) schwenkbar angelenkt ist,- wobei der schwenkbare Kopplungsabschnitt (20) um eine zur Flächennormalen der Anbringungsfläche parallele Schwenkachse schwenkbar ausgebildet ist, und- wobei am Funktionsflansch (14) eine Ausnehmung (14a) für eine Befestigungsschraube zur Befestigung des Frequenzumrichters an der Anbringungsfläche vorgesehen ist.

Description

Anwendungsgebiet und Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Frequenzumrichter mit einem metallischen Basiskörper, der zur Anbringung an einer Anbringungsfläche vorgesehen ist und der bestimmungsgemäß geerdet ist. Dabei weist dieser Frequenzumrichter eine durch den Basiskörper gehaltene Platine auf, die über den metallischen Basiskörper geerdet ist.
Gattungsgemäße Frequenzumrichter sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt. Es ist erforderlich, solche Frequenzumrichter zu erden, um die Gefährdung von Personen zu vermeiden. Zur Erdung eines einzelnen Frequenzumrichters wird dieser mittels eines Kabels mit einem PE-Leiter (protective earth) verbunden.
Im Falle einer Anordnung mehrerer Frequenzumrichter ist es üblich, jeden dieser Frequenzumrichter separat mit einem eigenen Kabel mit dem PE-Leiter zu verbinden. Der Aufwand hierfür ist vergleichsweise hoch.
Die DE 103 22 196 A1 zeigt eine Sockelbaugruppe für einen Antriebsregler, bei dem zur Verbindung der Erdung mit einem benachbarten zweiten Antriebsregler ein leitfähiger Kopplungsabschnitt vorhanden ist.
Die DE 297 19 226 U1 zeigt eine Sammelschiene zur Verbindung zweier elektrischer Module.
Die DE 102 30 393 A1 zeigt eine frontseitige Abdeckung mit schwenkbaren Verbindungsbügeln zur Bildung eines Gleichspannungszwischenkreiverbunds.
Die DE 1 057 199 B zeigt eine Reihenklemme mit einer schwenkbaren Lasche.
Die DE 695 23 374 T2 zeigt Klemmenplatten, die in einem Modul realisiert sind.
Aufgabe und Lösung
Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Frequenzumrichter dahingehend weiterzubilden, dass dieser, insbesondere im Zusammenwirken mit weiteren baugleichen oder ähnlichen Frequenzumrichtern, eine unkomplizierte und schnelle Erdung aller verwendeter Frequenzumrichter erfindungsgemäßer Art gestattet.
Zu diesem Zweck ist vorgesehen, dass zur Verbindung der Erdung mit einem benachbarten zweiten Frequenzumrichter am Basiskörper des ersten Frequenzumrichters ein um eine Schwenkachse schwenkbarer leitfähiger Kopplungsabschnitt vorgesehen ist.
Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, dass mehrere Frequenzumrichter mit der Prozesserde nicht jeweils durch eigene Kabel verbunden werden. Stattdessen reicht es in technischer Hinsicht aus, wenn einer der Frequenzumrichter mit der Schutzerde verbunden ist. Ein weiterer Frequenzumrichter oder mehrere weitere Frequenzumrichter können mittels der leitfähigen schwenkbaren Kopplungsabschnitte mit dem ersten über ein Kabel geerdeten Frequenzumrichter verbunden sein.
Zur Kopplung der Frequenzumrichter wird der genannte Kopplungsabschnitt verwendet, welcher um eine Schwenkachse schwenkbar ist. Diese Schwenkachse wird vorzugsweise durch eine in den Basiskörper des Frequenzumrichters eingeschraubte Schraube zur Verfügung gestellt, welche auch den vorzugsweise in Art eines Blechabschnitts ausgebildeten Kopplungsabschnitt durchdringt und diesen somit schwenkbeweglich befestigt. Der Kopplungsabschnitt ist zwischen einer Staustellung und einer Funktionsstellung verschwenkbar. In der Staustellung ist der Schwenkarm vorzugsweise so angeordnet, dass er keine anderweitigen Flächen des Frequenzumrichters nach außen überragt. In der Funktionsstellung hingegen überragt der Kopplungsabschnitt den Basiskörper nach außen und nimmt somit zumindest hinsichtlich seines distalen Endes eine Stellung ein, in der er an einem benachbarten Frequenzumrichter angekoppelt werden kann.
Der schwenkbare Kopplungsabschnitt ist um eine zur Flächennormalen der Anbringungsfläche parallele Schwenkachse schwenkbar ausgebildet. Es hat sich gezeigt, dass eine solche Schwenkbeweglichkeit des Kopplungsabschnitts auch bei beengten Zugangsverhältnissen ein Verschwenken des Schwenkhebels recht einfach gestattet. Der schwenkbare Kopplungsabschnitt ist an einem Funktionsflansch schwenkbar angelenkt, welcher sich parallel zur Ebene der Anbringungsfläche von einem Hauptkörper des Basiskörpers aus erstreckt. Ein solcher Funktionsflansch kann darüber hinaus auch die Funktion übernehmen, dass mittels an ihm vorgesehener Anbringungsmittel, wie beispielsweise einer Ausnehmung für eine Befestigungsschraube, die Anbringung des Frequenzumrichters an einer Schaltschrankwandung erfolgt. Der Funktionsflansch bildet vorzugsweise einen Teil einer hinteren Anlagefläche des Frequenzumrichters.
Vorzugsweise verfügt der Kopplungsabschnitt über eine maulartige Ausnehmung. Diese ist zum Umgreifen eines Schaftes am benachbarten Frequenzumrichter vorgesehen. Vorzugsweise weist der benachbarte Frequenzumrichter ebenso wie der erfindungsgemäße Frequenzumrichter eine Befestigungsschraube mit Schraubenschaft auf, zu deren Umgreifen der Kopplungsabschnitt vorgesehen und angeordnet ist.
Bei dem Basiskörper handelt es sich vorzugsweise um den Kühlkörper des Frequenzumrichters. Da dieser Kühlkörper zum Zwecke der vorteilhaften Wärmeleitfähigkeit metallisch ausgebildet ist und zum Abführen der Wärme zwangsläufig zumindest abschnittsweise Außenflächen des Frequenzumrichters bildet, ist er gut als Träger des erfindungsgemäßen Kopplungsabschnitts verwendbar.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anordnung mit einer Mehrzahl von Frequenzumrichtern, wobei diese Frequenzumrichter nach oben beschriebener Art ausgebildet sind und der schwenkbare Kopplungsabschnitt mindestens eines ersten Frequenzumrichters mit dem Basiskörper eines zweiten Frequenzumrichters leitend verbunden ist, wobei der Kopplungsabschnitt am zweiten Frequenzumrichter vorzugsweise mittels der Befestigungsschraube festgelegt ist.
Bei mehr als zwei Frequenzumrichtern kann der jeweils nächste mittels des Schwenkarms des jeweils vorherigen mit der Schutzerde in leitende Verbindung gebracht werden. Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn in einer solchen Reihe von Frequenzumrichtern, die untereinander über die schwenkbaren Kopplungsabschnitte galvanisch verbunden sind, jeweils die beiden endseitigen Frequenzumrichter zusätzlich mittels eines Kabels mit einem Schutzleiter verbunden sind. Die Anbindung beider endseitiger Frequenzumrichter mit separaten Kabeln an der Schutzerde führt dazu, dass auch die Entfernung eines beliebigen Frequenzumrichters, welcher zwischen diesen beiden per Kabel angeschlossenen Frequenzumrichtern angeordnet ist, nicht zu einem Verlust der Schutzerde an einem der anderen Frequenzumrichter der Anordnung führt.
Figurenliste
Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich außer aus den Ansprüchen auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches nachfolgend erläutert wird. Dabei zeigen:

1 einen erfindungsgemäßen Frequenzumrichter,
2 einen Funktionsflansch eines Basiskörpers des Frequenzumrichters der 1 in einer vergrößerten Darstellung und
3 drei nebeneinander und miteinander zum Zwecke der Erdung verbundene Frequenzumrichter gleichen Typs.

Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels
1 zeigt einen erfindungsgemäßen Frequenzumrichter 10. Dieser verfügt über einen Basiskörper 12, welcher in geerdeter Weise mit einer nicht dargestellten Platine des Frequenzumrichters verbunden ist.
Am Basiskörper 12 ist ein Funktionsflansch 14 vorgesehen, welcher neben der Funktion, die Festlegung des Frequenzumrichters in einem Schaltschrank zu ermöglichen, auch dem Anschluss eines Erdungskabels sowie der Verbindung weiterer baugleicher Frequenzumrichter mit der Schutzerde dient.
2 zeigt den Funktionsflansch 14 in einer vergrößerten Darstellung. Zur Befestigung des Frequenzumrichters an der Wandung eines Schaltschranks sind längliche Ausnehmung 14a vorgesehen. Weiterhin verfügt der Funktionsflansch 14 spiegelbildlich zueinander angeordnet über zwei Bohrungen 14b, 14c. In beide Bohrungen 14b, 14c sind Schrauben 16b, 16c eingeschraubt, wobei die bezogen auf die Darstellung der 2 linksseitige Schraube 16c einen metallischen Kopplungsabschnitt 20 schwenkbeweglich und Strom leitend mit dem Funktionsflansch 14 verbindet. In 2 ist dieser Kopplungsabschnitt 20 in einer Ruheposition angeordnet. Er weist von der Bohrung 14c in Richtung eines Hauptkörpers des Basiskörpers 12.
Der Kopplungsabschnitt 20 und der Funktionsflansch 14 sind aufeinander derart abgestimmt, dass eine Anbringung der Kopplungsflansches 20 in falscher Ausrichtung in der Fertigung kaum zu befürchten ist. Der Fortsatz 20b am Kopplungsfortsatz 20 kollidiert bei fälschlicher Ausrichtung des Kopplungsfortsatzes mit Abschnitten des Basiskörpers 12. Eine gegenüber der dargestellten Ausrichtung leicht verschwenkte Ausrichtung in der Ruheposition wird durch eine Erhöhung 14d neben der Bohrung 14c verhindert. In der Fertigung ist daher kaum eine andere Position als die in 2 dargestellte möglich.
3 verdeutlicht, wie derartige schwenkbare Kopplungsabschnitte 20 bestimmungsgemäß zur erdenden Verbindung mehrerer Frequenzumrichter 10a, 10b, 10c genutzt werden. Wie ersichtlich ist, werden die Kopplungsabschnitte 20 um 270° gegenüber der Ruhestellung der 2 verschwenkt. Bei bündiger Anordnung der Frequenzumrichter 10a, 10b, 10c nebeneinander fluchtet nach einem derartigen Verschwenken eine maulartige Öffnung 20a der Kopplungsabschnitte 20 jeweils mit den Bohrungen 14b. Vor dem Verschwenken der Kopplungsabschnitte 20 werden die in den Bohrungen 14b der Frequenzumrichter 10b, 10c angeordneten Schrauben 16b gelöst, so dass das Maul 20a den jeweiligen Schraubenschaft umgreifen kann. Anschließend werden diese Schrauben 16b wieder festgeschraubt, so dass eine feste mechanische und galvanisch leitfähige Verbindung geschaffen wird.
Wie weiterhin in 3 zu erkennen ist, sind an den beiden endseitigen Frequenzumrichtern die jeweils ungenutzt bleibenden Schrauben dafür benutzt worden, hier jeweils mittels Kabeln 30 die Schutzerde anzuschließen. Somit besteht ein doppeltes Maß an Sicherheit. Ein beliebiger Frequenzumrichter 10a, 10b, 10c kann demontiert werden, ohne dass die anderen Frequenzumrichter hierdurch ihre Erdung verlieren.

Claims

Frequenzumrichter (10, 10a, 10b, 10c) mit - einem metallischen Basiskörper (12), der zur Anbringung an einer Anbringungsfläche vorgesehen ist, der bestimmungsgemäß geerdet ist und der einen Hauptkörper aufweist, von welchem sich parallel zur Ebene der Anbringungsfläche ein Funktionsflansch (14) erstreckt, und - einer durch den Basiskörper (12) gehaltenen Hauptplatine, die über den metallischen Basiskörper (12) geerdet ist, - wobei zur Verbindung der Erdung mit einem benachbarten zweiten Freqenzumrichter (10b, 10c) am Basiskörper (12) ein um eine Schwenkachse schwenkbarer leitfähiger Kopplungsabschnitt (20) vorgesehen ist, - wobei der schwenkbare Kopplungsabschnitt (20) an dem Funktionsflansch (14) schwenkbar angelenkt ist, - wobei der schwenkbare Kopplungsabschnitt (20) um eine zur Flächennormalen der Anbringungsfläche parallele Schwenkachse schwenkbar ausgebildet ist, und - wobei am Funktionsflansch (14) eine Ausnehmung (14a) für eine Befestigungsschraube zur Befestigung des Frequenzumrichters an der Anbringungsfläche vorgesehen ist.
Frequenzumrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der schwenkbare Kopplungsabschnitt (20) eine maulartige Ausnehmung (20a) aufweist, die zum Umgreifen eines Schraubenschaftes einer Befestigungsschraube (16b) des zweiten Frequenzumrichters (10b, 10c) vorgesehen ist.
Frequenzumrichter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Befestigungsschraube (16b) zur Festlegung des schwenkbaren Kopplungsabschnitts (20) eines zweiten Frequenzumrichters, wobei die Befestigungsschraube (16b) und die Schwenkachse vorzugsweise symmetrisch zueinander am Frequenzumrichter (10) angeordnet sind.
Frequenzumrichter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper (12) als Kühlkörper (12) ausgebildet ist.
Anordnung mit einer Mehrzahl von Frequenzumrichtern (10a, 10b, 10c) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der schwenkbare Kupplungsabschnitt (20) eines ersten Frequenzumrichters (10a) mit dem Basisteil eines zweiten Frequenzumrichters (10b) leitend verbunden ist, wobei der Kopplungsabschnitt (20) am zweiten Frequenzumrichter (10b) vorzugsweise mittels der Befestigungsschraube (16b) festgelegt ist.