DE102018001807A1

DE102018001807A1 - Elektromotor und Verfahren zum Betreiben eines Elektromotors

Info

Publication number: DE102018001807A1
Application number: DE102018001807.6A
Authority: DE
Inventors: Ralph Mayer; Rainer Kimmich; Björn Hagemann; Andre Krämer; Joachim Amann; Eric Schroth
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2018-03-07
Publication date: 2018-09-20

Abstract

Elektromotor und Verfahren zum Betreiben eines Elektromotors, aufweisend einen Anschlusskasten, einen Stator und einen relativ zum Stator gelagerten Rotor,
wobei der Rotor einen Kurzschlusskäfig und Dauermagnete aufweist,
insbesondere so dass der Elektromotor ein LSPM-Motor ist.
wobei der Anschlusskasten am Stator, insbesondere an einem Gehäuse des Stators, angeordnet ist,
wobei der Anschlusskasten ein Deckelteil aufweist, an welchem ein Umrichter angeordnet ist,
wobei der Umrichter mit dem Deckelteil wärmeleitend verbunden ist, insbesondere so dass die vom Umrichter erzeugte Wärme über das Deckelteil an die Umgebung abführbar ist,
wobei der Umrichter derart dimensioniert ist und der Wärmeübergangswiderstand vom Umrichter zur äußeren Umgebung derart schlecht ist, dass die beim Betrieb des Umrichters 20 erzeugte Wärmeverlustleistung derart groß ist, dass bei Dauerbetrieb der Umrichter zerstört wird infolge Überhitzung,
insbesondere bei einer Umgebungstemperatur zwischen 10°C und 40°C.

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor und ein Verfahren zum Betreiben eines Elektromotors.
Aus der DE 10 2012 001 389 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik ein Getriebe mit einem zentralen Gehäuseteil bekannt, wobei ein Elektromotor von einem Umrichter speisbar ist. Somit ist dann die Drehzahl und/oder das Drehmoment des Elektromotors regelbar.
Aus der GB 2 539 204 A ist ein Motorstarter bekannt, der separat vom Motor angeordnet ist.
Aus der DE 10 2013 014 830 A1 ist eine elektrische Einheit für ein Pumpspeicherwerk bekannt.
Aus der DE 1 964 822 A ist eine Anordnung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung eines elektrischen Verbrauchers bekannt.
Aus der DE 000002438230 A1 ist ein kommutatorloser drehzahlstellbarer Antrieb bekannt.
Aus der DE 10 2015 219 149 A1 ist eine Motorbaugruppe bekannt.
Aus der US 7 174 733 B2 ist ein Klimagerät bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor weiterzubilden, wobei die Umwelt geschont werden sollte, insbesondere die Ressourcen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektromotor nach den in Anspruch 1 und bei dem Verfahren nach den in Anspruch 10 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Elektromotor sind, dass er einen Anschlusskasten, einen Stator und einen relativ zum Stator gelagerten Rotor aufweist,
wobei der Rotor einen Kurzschlusskäfig und Dauermagnete aufweist,
insbesondere so dass der Elektromotor ein LSPM-Motor ist.
wobei der Anschlusskasten am Stator, insbesondere an einem Gehäuse des Stators, angeordnet ist,
wobei der Anschlusskasten ein Deckelteil aufweist, an welchem ein Umrichter angeordnet ist,
wobei der Umrichter mit dem Deckelteil wärmeleitend verbunden ist, insbesondere so dass die vom Umrichter erzeugte Wärme über das Deckelteil an die Umgebung abführbar ist,
wobei der Umrichter derart dimensioniert ist und der Wärmeübergangswiderstand vom Umrichter zur äußeren Umgebung derart schlecht ist, dass die beim Betrieb des Umrichters erzeugte Wärmeverlustleistung derart groß ist, dass bei Dauerbetrieb der Umrichter zerstört wird infolge Überhitzung,
insbesondere bei einer Umgebungstemperatur zwischen 10°C und 40°C.
Von Vorteil ist dabei, dass der Umrichter nur kurzzeitig betreibbar wird und somit nach Aufsynchronisierung mittels geregeltem Betrieb des Umrichters auf das Netz umgeschaltet wird auf Direktversorgung des Motors aus dem Netz. Bei dem Direktbetrieb sind keine wesentlichen Verluste vorhanden. Somit ist dann eine Entwärmung auch ohne am Deckelteil des Anschlusskastens ausgeformte Kühlrippen ausführbar. Denn im Direktbetrieb wird nur die Signalelektronik des Umrichters betrieben und bestimmt sowie überwacht Größen wie Motorstrom und dessen zeitliche Ableitung.
Da somit die Verluste verringert sind, ist der Energieverbrauch verringert und somit die Umwelt geschont, insbesondere die Ressourcen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Stator eine Drehfeldwicklung auf. Von Vorteil ist dabei, dass der Elektromotor als Drehstrommotor ausführbar ist und somit eine Drehfeldwicklung in einfacher Weise herstellbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Umrichter einen Gleichrichter, einen Wechselrichter, eine Signalelektronik und eine Schalteinheit auf. Von Vorteil ist dabei, dass der Umrichter nicht rückspeisefähig ausgebildet ist. Der Umrichter ist aber in einfacher Weise als spannungsgeführter Zwischenkreisumrichter ausführbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Mittel zur Einhaltung eines Kurzzeitbetriebs des Umrichters vorgesehen,
insbesondere wobei im Umrichter ein Sensor zur Erfassung und Überwachung einer Temperatur des Umrichter angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine kurzzeitige Überbelastung nicht zu einer gefährlichen Überhitzung führt. Denn die Wärmekapazität des Deckelteils ist derart ausnutzbar, dass im kurzzeitbetrieb ein hoher kurzzeitiger Wärmestrom in das Deckelteil einleitbar ist und somit noch keine hohen Temperaturen im Umrichter und/oder Deckelteil erreicht werden. Danach erfolgt der Direktbetrieb, so dass kein weiterer wesentlicher Wärmestrom erzeugbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der wechselspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters mit einem Wechselspannungsversorgungsnetz verbunden, der gleichspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters mit dem gleichspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters und der wechselspannungsseitige Anschluss des Wechselrichters den Stator des Elektromotors speist,
wobei die Signalelektronik pulsweitenmodulierte Ansteuersignale für Halbleiterschalter des Wechselrichters erzeugt,
wobei der Stator mittels der Schalteinheit, insbesondere bei geschlossenen Schaltern der Schalteinheit, direkt aus dem Wechselspannungsversorgungsnetz versorgbar ist,
wobei die Schalteinheit, insbesondere die Schalter der Schalteinheit, von der Signalelektronik ansteuerbar sind,
wobei ein Sensor zur Erfassung der Netzspannung und/oder ein Sensor zur Erfassung des Motorstroms mit der Signalelektronik verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Realisierung des Umrichters vorsehbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Signalelektronik ein Mittel zum Vergleichen des Betragswertes des Motorstroms mit einem ersten Schwellwert auf,
wobei abhängig vom Ergebnis des Vergleichs die Schalter der Schalteinheit angesteuert werden. Von Vorteil ist dabei, dass bei Außertrittfallen des Motors vom Direktbetrieb auf den geregelten Betrieb umschaltbar ist, so dass erneut eine Aufsynchronisierung der vom Umrichter erzeugten Wechselspannung auf das Netz, insbesondere auf die Netzspannung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Signalelektronik ein Mittel zum Vergleichen der zeitlichen Ableitung des Betragswertes des Motorstroms oder des Betragswertes der zeitlichen Ableitung des Motorstroms mit einem zweiten Schwellwert auf,
wobei abhängig vom Ergebnis des Vergleichs die Schalter der Schalteinheit angesteuert werden. Von Vorteil ist dabei, dass bei Außertrittfallen des Motors vom Direktbetrieb auf den geregelten Betrieb umschaltbar ist, so dass erneut eine Aufsynchronisierung der vom Umrichter erzeugten Wechselspannung auf das Netz, insbesondere auf die Netzspannung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung regelt bei geöffneten Schaltern der Schalteinheit die Signalelektronik die Frequenz, Amplitude und/oder Phase der vom Wechselrichter an dessen wechselspannungsseitigem Ausgang bereit gestellten Wechselspannung auf die entsprechenden Werte, insbesondere also den jeweiligen Frequenzwert, Amplitudenwert und Phasenwert, der Netzspannung, insbesondere also der am wechselspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters anliegenden Wechselspannung, hin,
insbesondere wobei nach Erreichen genügend kleiner Abweichungen vom Regelungsziel, insbesondere also nach Unterschreiten eines vorgegebenen Maßes an Abweichung Frequenz, Amplitude und/oder Phase der vom Wechselrichter bereit gestellten Wechselspannung und der Wechselspannung des Wechselspannungsversorgungsnetzes die Halbleiterschalter des Wechselrichters geöffnet und die Schalter der Schalteinheit geschlossen werden. Von Vorteil ist dabei, dass nach Aufsynchronisierung ein Direktbetrieb ausführbar ist und somit eine verringerte Verlustleistung erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung bestimmt und überwacht die Signalelektronik bei geschlossenen Schaltern der Schalteinheit aus den erfassten Werten den Motorstrom und/oder bestimmt dessen zeitliche Ableitung und überwacht auf Überschreiten eines jeweiligen Schwellwertes und steuert davon abhängig die Schalteinheit, insbesondere die Schalter der Schalteinheit, an, insbesondere öffnet sie, insbesondere wobei nach dem Öffnen die Halbleiterschalter des Wechselrichters mit pulsweitenmodulierten Ansteuersignalen angesteuert werden. Von Vorteil ist dabei, dass ein erneutes Aufsynchronisieren ausführbar ist, nachdem zuvor der Motor außer Tritt gefallen war.
Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zum Betreiben eines Elektromotors sind, dass

- in einem ersten Verfahrensschritt bei geschlossenen Schaltern der Schalteinheit die Halbleiterschalter des Wechselrichters des Umrichters geöffnet werden, insbesondere so dass der Elektromotor aus der am wechselspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters des Umrichters anliegenden Wechselspannung versorgt wird, wobei die Signalelektronik den Motorstrom bestimmt und/oder dessen zeitliche Ableitung, wobei der oder die bestimmten Werte auf Überschreitung eines Schwellwertes überwacht werden und davon abhängig die Schalter der Schalteinheit geöffnet werden,
- in einem zweiten Verfahrensschritt bei geöffneten Schaltern der Schalteinheit der Umrichter im geregelten Betrieb betrieben wird und/oder die vom Wechselrichter bereit gestellte Spannung den Motor speist.

Von Vorteil ist dabei, dass während des Direktbetriebs der Motorstrom von der Signalelektronik bestimmt wird und/oder dessen zeitliche Ableitung. Bei Außertrittfallen, also Überschreiten von Schwellwerten, wird in den geregelten Betrieb gewechselt und somit ein erneutes Aufsynchronisieren ausführbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vor dem ersten Verfahrensschritt bei geöffneten Schaltern der Schalteinheit der Umrichter im geregelten Betrieb betrieben und/oder die vom Wechselrichter bereit gestellte Spannung speist den Elektromotor. Von Vorteil ist dabei, dass beim Starten zunächst der geregelte Betrieb verfügbar ist und nach Aufsynchronisieren aufs Netz, also Angleichen der vom Wechselrichter bereit gestellten Frequenz, Phase und Amplitude an die Wechselspannung des Netzes auf den Direktbetrieb umschaltbar ist, wobei im Direktbetrieb die Signalelektronik weiterhin den Motorstrom bestimmt und überwacht und/oder dessen zeitliche Ableitung.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:

In der 1 ist der schematische Schaltplan eines erfindungsgemäßen Antriebs dargestellt.
In der 2 ist eine Schrägansicht eines angeschnitten dargestellten Anschlusskastens des erfindungsgemäßen Antriebs dargestellt.

Wie in den Figuren gezeigt, weist der Antrieb einen Elektromotor auf, auf dessen Statorgehäuse ein Anschlusskasten aufgesetzt ist, in welchem Anschlussklemmen 22 angeordnet sind. Der Anschlusskasten weist ein auf dem Statorgehäuse 24 des Elektromotors angeordnetes Anschlusskastenunterteil 23 und ein darauf aufgesetztes Deckelteil 21, insbesondere Anschlusskastenoberteil, auf.
An der Innenseite des Deckelteils 21 ist ein Umrichter 20 angeordnet, der wärmeleitend mit dem vorzugsweise metallisch ausgeführten Deckelteil 21 verbunden ist. Somit ist die vom Umrichter 20 erzeugte Wärme über das Deckelteil 21 an die Umgebung ableitbar. Jedoch ist es nicht notwendig, dass das Deckelteil 21 Kühlrippen aufweist. Denn der Umrichter wird jeweils nur kurzzeitig betrieben. Beim Betrieb des Umrichters 20 erreicht die Leistung des Umrichters 20 derart hohe Werte, dass ein Dauerbetrieb mit diesen Werten zu einer Zerstörung des Umrichters 20 führen würde, weil die Wärmeabfuhr zur Umgebung hin nicht leistungsfähig genug wäre. Dabei ist eine Umgebungstemperatur zwischen 10°C und 40°C vorausgesetzt.
Das Deckelteil 21 weist eine Kabelverschraubung auf, durch welche Versorgungskabel zum Umrichter 20 geführt sind, so dass der Umrichter 20, insbesondere ein Gleichrichter 1 des Umrichters 20 aus einer dreiphasigen Netzspannung versorgbar ist.
Am gleichspannungsseitigen Ausgang des Gleichrichters 1 ist eine Kapazität C angeordnet, welcher der gleichspannungsseitige Anschluss eines Wechselrichters 2 parallel zugeschaltet ist. Ausgangsseitig stellt der Wechselrichter 2 eine dreiphasige Spannung zur Verfügung, aus welcher ein als Drehstrommotor ausgeführter Elektromotor versorgbar ist.
Der Wechselrichter 2 weist drei parallel geschaltete und aus der an der Kapazität C anliegenden Gleichspannung versorgte Reihenschaltungen auf, wobei jede Reihenschaltung zwei in Reihe geschaltete steuerbare Halbleiterschalter aufweist, wobei das am Verbindungsknoten anliegende jeweilige Potential einer jeweiligen Motorphase zugeführt wird.
Die pulsweitenmodulierte Ansteuersignale für die Halbleiterschalter werden von einer Signalelektronik 3 bereit gestellt. Somit ist am wechselspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters 2 eine Drehspannung mit vorgegebener Amplitude, Frequenz und Phasenlage bereit stellbar. Ein Sensor zur Erfassung des Werts der Gleichspannung ist mit der Signalelektronik 3 verbunden, so dass die vom Umrichter 20 bereit gestellte Motorspannung unter Berücksichtigung der drei Pulsweitenmodulationsverhältnisse daraus bestimmbar ist. Außerdem ist ein Sensor zur Erfassung des Motorstrom vorgesehen. Hierzu sind zumindest für zwei Motorphasen Stromsensoren vorhanden. Aus den mit den Stromsensoren erfassten Werten ist der Motorstrom, also eine vektorielle Größe, bestimmbar und von der in der Signalelektronik 3 angeordneten Regeleinheit bei der Bestimmung der Ansteuersignale verwendbar.
Zur Ermöglichung einer Aufsynchronisierung des Motors, also einer Aufsynchronisierung der vom Umrichter ausgangsseitig bereit gestellten Wechselspannung auf die Wechselspannung des Wechselspannungsversorgungsnetzes, sind Sensoren zur Erfassung der Netzphasenspannungen des Wechselspannungsversorgungsnetzes vorgesehen, deren Sensorsignale der Signalelektronik 3 zugeführt werden. Die Sensoren sind also am netzseitigen Eingang des Umrichters 20, also am wechselspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters 1 angeordnet. Falls dieser Anschluss über ein Netzfilter versorgt wird, sind die Sensoren netzseitig angeordnet.
Der Drehstrommotor ist als LSPM ausgeführt, weist also nicht nur Dauermagnete sondern auch einen Kurzschlusskäfig auf seiner Rotorwelle auf. Die Statorwicklung ist jedoch als Drehstromwicklung ausgeführt und erzeugt ein Drehfeld. Beim Starten des Motors steuert der Umrichter den Motor nach einer UcF Kennlinie oder regelt die Drehzahl von Null auf den der Netzfrequenz entsprechenden Wert gemäß einem vorgegebenen zeitlichen Verlauf.
Sobald der Motor auf die Netzfrequenz aufsynchronisiert ist, also die vom Umrichter 20 bereit gestellte Drehspannung der Netzspannung in Amplitude und Phase sowie Frequenz gleicht oder nur jeweilige Abweichungen aufweist, die geringer sind als jeweils vorgegebene maximal zulässige Abweichungen, werden die Halbleiterschalter des Wechselrichters 2 geöffnet und die Schalter der Schalteinheit 4 geschlossen, so dass die Statorwicklung des Motors direkt aus dem Wechselspannungsversorgungsnetz gespeist wird.
Trotzdem bleibt die Signalelektronik 3 weiterhin aktiviert und wertet die Sensorsignale aus, insbesondere also die erfassten Werte der Netzspannungsphasen, aus welchen somit in einfacher Weise die am Motor anliegende Motorspannung bestimmbar ist, insbesondere also die vektorielle Größe Motorspannung bestimmbar ist.
Außerdem wird aus den erfassten Werten der Sensoren 5 der Motorstrom, insbesondere also die vektorielle Größe Motorstrom, bestimmt.
Die Signalelektronik 3 überwacht die so bestimmten Größen auf Unterschreitung und/oder Überschreitung von Schwellwerten und/oder bildet eine zeitliche Ableitung der Größen, welche dann ebenfalls von der Signalelektronik 3 auf Unterschreitung und/oder Überschreitung von Schwellwerten überwacht wird. Insbesondere wird also der Betrag des Motorstroms und dessen zeitliche Ableitung auf Überschreiten eins jeweiligen Schwellwertes überwacht.
Abhängig vom Ergebnis der Überwachung bleiben die Halbleiterschalter des Wechselrichters 2 dauerhaft geöffnet oder es wird der geregelte Betrieb wieder aufgenommen, wobei zuvor die Schalter der Schalteinheit 4 geöffnet werden.
Im geregelten Betrieb wird die Aufsynchronisierung angestrebt, um dann wieder die Halbleiterschalter zu öffnen und die Schalter der Schalteinheit 4 zu schließen.
Auf diese Weise sind Verluste, die beim geregelten Betrieb entstehen, reduzierbar, insbesondere Schaltverluste der Halbleiterschalter.
Insbesondere bezieht sich also die Erfindung auf einen Permanentmagnet-Synchronmotor mit Käfigläufer. Da bei solchen Motoren, insbesondere LSPM, maschinentheoretisch gesehen zwei Motoren, nämlich ein Asynchronmotor, also Käfigläufer, und ein Synchronmotor, insbesondere ein Dauermagnete aufweisender Synchronmotor, gegeneinander arbeiten, treten im Anlauf erheblichen Pendelmomente, insbesondere Drehmomentpendellungen, auf. Diese überlagerten Drehmomentschwingungen führen zu einer hohen Beanspruchung der mechanischen Teile, insbesondere eines vom Motor angetriebenen Getriebes. Nach dem Anlauf arbeitet der Motor dann als reiner Synchronmotor mit einem gleichförmigen Motormoment.
Synchronmotoren zeichnen sich bezogen auf die Baugröße durch einen besonders hohen Wirkungsgrad aus. Drehzahlschwankungen werden von Synchronmotoren bei Netzbetrieb ohne zusätzliche Maßnahmen jedoch nur in einem geringen Maße gedämpft. Diese Funktion übernimmt nun der Kurzschlusskäfig, der auch als Dämpferkäfig bezeichnet wird, so dass ein robuster Betrieb möglich ist.
Erfindungsgemäß ist die kombinatorische Wirkung der folgenden Merkmale bewirkt:

• Permanentmagnet-Synchronmotor mit Käfigläufer zur Realisierung eines sehr guten Wirkungsgrads.
• Das unvorteilhafte Anlaufverhalten wird durch eine motorintegrierte Anlaufelektronik, also Umrichter, kompensiert. Somit ist ein gleichförmiges Drehmomentverhalten des Motors erreichbar. Kurzzeitige mechanische Beanspruchungsspitzen während des Anlaufs sind mittels des Umrichters somit vermeidbar. Zudem ist die Synchronisation mit dem speisenden Netz auch bei großen Schwungmassen sichergestellt.
• Die Anlaufschaltung, also der Umrichter, ist nur für den Anlauf ausgelegt, so dass bei Dauerbetrieb der Umrichter überhitzt und daher zerstört wird. Gleichzeitig werden die Umrichterverluste bei Dauerbetrieb eingespart. Ziel der Erfindung ist somit auch die Umrichterverluste bei Dauerbetrieb zu eliminieren. Hierfür ist die Bypass-Schaltung vorgesehen. Im Unterschied zu Soft-Startern, die für den Anlauf die Spannung absenken, insbesondere mittels Phasenanschnittsteuerung, aber die Frequenz unverändert belassen, erfolgt der Anlauf der Motoren erfindungsgemäß an einer Spannungs-Frequenzrampe, insbesondere mittels Umrichter. Die motorintegrierte Bypass-Funktion der Erfindung ist neu, insbesondere weil ein Umrichter im Anschlusskasten integriert ist.

Erfindungsgemäß sind Umrichter und Bypass-Schaltung im Motor integriert.
Bezugszeichenliste

1: Gleichrichter
2: Wechselrichter
3: Signalelektronik
4: Schalteinheit mit Schaltern
5: Sensor zur Erfassung von Strom
20: Umrichter mit Schalteinheit 4
21: Deckelteil, insbesondere Anschlusskastenoberteil
22: Anschlussklemme
23: Anschlusskastenunterteil
24: Statorgehäuse des Elektromotors, insbesondere LSPM-Motors
M: Elektromotor
C: Kapazität
3~: Wechselspannungsversorgungsnetz

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012001389 A1 [0002]
GB 2539204 A [0003]
DE 102013014830 A1 [0004]
DE 1964822 A [0005]
DE 000002438230 A1 [0006]
DE 102015219149 A1 [0007]
US 7174733 B2 [0008]

Claims

Elektromotor aufweisend einen Anschlusskasten, einen Stator und einen relativ zum Stator gelagerten Rotor, wobei der Rotor einen Kurzschlusskäfig und Dauermagnete aufweist, insbesondere so dass der Elektromotor ein LSPM-Motor ist. wobei der Anschlusskasten am Stator, insbesondere an einem Gehäuse des Stators, angeordnet ist, wobei der Anschlusskasten ein Deckelteil aufweist, an welchem ein Umrichter angeordnet ist, wobei der Umrichter mit dem Deckelteil wärmeleitend verbunden ist, insbesondere so dass die vom Umrichter erzeugte Wärme über das Deckelteil an die Umgebung abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Umrichter derart dimensioniert ist und der Wärmeübergangswiderstand vom Umrichter zur äußeren Umgebung derart schlecht ist, dass die beim Betrieb des Umrichters erzeugte Wärmeverlustleistung derart groß ist, dass bei Dauerbetrieb der Umrichter zerstört wird infolge Überhitzung, insbesondere bei einer Umgebungstemperatur zwischen 10°C und 40°C.
Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator eine Drehfeldwicklung aufweist, insbesondere wobei der Elektromotor als Drehstrommotor ausgeführt ist.
Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umrichter einen Gleichrichter, einen Wechselrichter, eine Signalelektronik und eine Schalteinheit aufweist.
Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel zur Einhaltung eines Kurzzeitbetriebs des Umrichters vorgesehen ist, insbesondere wobei im Umrichter ein Sensor zur Erfassung und Überwachung einer Temperatur des Umrichter angeordnet ist.
Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wechselspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters mit einem Wechselspannungsversorgungsnetz verbunden ist, der gleichspannungsseitige Anschluss des Gleichrichters mit dem gleichspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters und der wechselspannungsseitige Anschluss des Wechselrichters den Stator des Elektromotors speist, wobei die Signalelektronik pulsweitenmodulierte Ansteuersignale für Halbleiterschalter des Wechselrichters erzeugt, wobei der Stator mittels der Schalteinheit, insbesondere bei geschlossenen Schaltern der Schalteinheit, direkt aus dem Wechselspannungsversorgungsnetz versorgbar ist, wobei die Schalteinheit, insbesondere die Schalter der Schalteinheit, von der Signalelektronik ansteuerbar sind, wobei ein Sensor zur Erfassung der Netzspannung und/oder ein Sensor zur Erfassung des Motorstroms mit der Signalelektronik verbunden ist.
Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalelektronik ein Mittel zum Vergleichen des Betragswertes des Motorstroms mit einem ersten Schwellwert aufweist, wobei abhängig vom Ergebnis des Vergleichs die Schalter der Schalteinheit angesteuert werden.
Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalelektronik ein Mittel zum Vergleichen der zeitlichen Ableitung des Betragswertes des Motorstroms oder des Betragswertes der zeitlichen Ableitung des Motorstroms mit einem zweiten Schwellwert aufweist, wobei abhängig vom Ergebnis des Vergleichs die Schalter der Schalteinheit angesteuert werden.
Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei geöffneten Schaltern der Schalteinheit die Signalelektronik die Frequenz, Amplitude und Phase der vom Wechselrichter an dessen wechselspannungsseitigem Ausgang bereit gestellten Wechselspannung auf die entsprechenden Werte, insbesondere also den jeweiligen Frequenzwert, Amplitudenwert und Phasenwert, der Netzspannung, insbesondere also der am wechselspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters anliegenden Wechselspannung, hinregelt, insbesondere wobei nach Erreichen genügend kleiner Abweichungen vom Regelungsziel, insbesondere nach Unterschreiten eines vorgegebene Maßes an Abweichung Frequenz, Amplitude und Phase der vom Wechselrichter bereit gestellten Wechselspannung und der Wechselspannung des Wechselspannungsversorgungsnetzes die Halbleiterschalter des Wechselrichters geöffnet und die Schalter der Schalteinheit geschlossen werden.
Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei geschlossenen Schaltern der Schalteinheit die Signalelektronik aus den erfassten Werten den Motorstrom und/oder dessen zeitliche Ableitung bestimmt und überwacht auf Überschreiten eines jeweiligen Schwellwertes und davon abhängig die Schalteinheit, insbesondere die Schalter der Schalteinheit, ansteuert, insbesondere öffnet, insbesondere wobei nach dem Öffnen die Halbleiterschalter des Wechselrichters mit pulsweitenmodulierten Ansteuersignalen angesteuert werden.
Verfahren zum Betreiben eines Elektromotors nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - in einem ersten Verfahrensschritt bei geschlossenen Schaltern der Schalteinheit die Halbleiterschalter des Wechselrichters des Umrichters geöffnet werden, insbesondere so dass der Elektromotor aus der am wechselspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters des Umrichters anliegenden Wechselspannung versorgt wird, wobei die Signalelektronik den Motorstrom bestimmt und/oder dessen zeitliche Ableitung, wobei der oder die bestimmten Werte auf Überschreitung eines Schwellwertes überwacht werden und davon abhängig die Schalter der Schalteinheit geöffnet werden, - in einem zweiten Verfahrensschritt bei geöffneten Schaltern der Schalteinheit der Umrichter im geregelten Betrieb betrieben wird und/oder die vom Wechselrichter bereit gestellte Spannung den Motor speist.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem ersten Verfahrensschritt bei geöffneten Schaltern der Schalteinheit der Umrichter im geregelten Betrieb betrieben wird und/oder die vom Wechselrichter bereit gestellte Spannung den Elektromotor speist.