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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stromrichter, insbesondere einen Wechselstromrichter für hohe Leistungsdichten, umfassend eine Anschlusseinheit mit einem ersten Gehäuse und eine von der Anschlusseinheit lösbare Elektronikeinheit mit einem zweiten Gehäuse. Ferner betrifft die Erfindung eine entsprechende Anschlusseinheit und eine entsprechende Elektronikeinheit.
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Stromrichter sind elektrische Geräte bzw. Anlagen zur Umwandlung einer eingespeisten elektrischen Stromart (Gleichstrom, Wechselstrom) in die jeweils andere, oder zur Änderung charakteristischer Parameter wie der Spannung oder der Frequenz. Stromrichter sind ruhende Anlagen, d.h. sie kommen ohne bewegliche Teile aus, sind aber nicht notwendigerweise stationär.
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Stromrichter werden beispielsweise bei Photovoltaik-(PV)-Anlagen als Wechselrichter eingesetzt, um die von den Photovoltaikmodulen erzeugte Gleichspannung in eine netztaugliche Wechselspannung umzuwandeln.
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Die Ausgestaltung und Dimensionierung eines Stromrichters richtet sich u.a. nach der eingespeisten Leistung. Da oftmals bei der Planung einer energieerzeugenden Anlage die eingespeiste Leistung noch nicht bekannt ist oder sich diese nachträglich aufgrund einer Erweiterung/Reduzierung des Systems verändert, ist es wünschenswert, möglichst flexibel auf veränderte Bedingungen reagieren zu können.
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Zudem werden Stromrichter in der Regel in der Nähe eines zugehörigen Stromerzeugers, wie beispielsweise einem PV-Modul installiert. Die Stromrichter sind daher oftmals dezentral verteilt und im freien Gelände installiert. Um den Wartungsaufwand möglichst gering zu halten, sollte der einzelne Stromrichter daher einfach und schnell zu warten sein, insbesondere auch von technisch ungeschultem Personal.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Stromrichter anzugeben, der handhabungsfreundlich ist, sich leicht installieren und warten lässt und an geänderte Bedingungen flexibel anpassbar ist.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch einen Stromrichter, insbesondere Wechselrichter für hohe Leistungsdichten, umfassend eine Anschlusseinheit mit einem ersten Gehäuse und eine von der Anschlusseinheit lösbare Elektronikeinheit mit einem zweiten Gehäuse, wobei für einen bestimmungsgemäßen Betrieb das erste Gehäuse und das zweite Gehäuse zu einem geschlossenen Gehäuse verbindbar sind, wobei zum Öffnen des geschlossenen Gehäuses das zweite Gehäuse an einer Halterung des ersten Gehäuses beweglich gelagert ist, und wobei die Halterung so ausgebildet ist, dass bei einer bestimmungsgemäßen Ausrichtung des ersten Gehäuses das zweite Gehäuse schwerkraftbedingt selbstöffnend gelagert ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Elektronikeinheit für einen Stromrichter, insbesondere für einen Wechselrichter mit hoher Leistungsdichte, gelöst, wobei ein Gehäuse der Elektronikeinheit lösbar mit einem Gehäuse einer Anschlusseinheit verbindbar ist, um für einen bestimmungsgemäßen Betrieb des Stromrichters ein geschlossenes Gehäuses zu bilden, wobei zum Öffnen des geschlossenen Gehäuses das Gehäuse der Elektronikeinheit beweglich an einer Halterung an dem Gehäuse der Anschlusseinheit lagerbar ist, und wobei das Gehäuse der Elektronikeinheit an der Halterung schwerkraftbedingt selbstöffnend gelagert ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe ferner durch Anschlusseinheit für einen Stromrichter, insbesondere für einen Wechselrichter mit hoher Leistungsdichte, gelöst, wobei ein Gehäuse der Anschlusseinheit lösbar mit einem Gehäuse einer Elektronikeinheit verbindbar ist, um für einen bestimmungsgemäßen Betrieb des Stromrichters ein geschlossenes Gehäuses zu bilden, wobei das Gehäuse der Anschlusseinheit eine Halterung aufweist, an der zum Öffnen des geschlossenen Gehäuses das Gehäuse der Elektronikeinheit lagerbar ist, wobei die Halterung so ausgebildet ist, dass bei einer bestimmungsgemäßen Ausrichtung des Gehäuses der Anschlusseinheit das Gehäuse der Elektronikeinheit schwerkraftbedingt selbstöffnend gelagert ist.
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Es ist somit eine Idee der vorliegenden Erfindung, den Stromrichter zu modularisieren, d.h. den Stromrichter in eine Anschlusseinheit und eine Elektronikeinheit, auch Leistungseinheit genannt, zu unterteilen. Die Zweiteilung ermöglicht es, dass die Anschlusseinheit vor Ort installiert und angeschlossen werden kann, während die Leistungseinheit erst kurz vor der Inbetriebnahme hinzugefügt wird. Dies hat den Vorteil, dass die Leistungseinheit erst dann beschafft werden muss, wenn die tatsächliche Dimensionierung bekannt ist. Auf diese Weise kann der Stromrichter optimal an die gegebenen Bedingungen angepasst werden.
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Durch die erfindungsgemäße Halterung ist zudem eine einfache Installation und Wartung des Stromrichters möglich. Über die Halterung kann das Gehäuse der Elektronikeinheit an dem Gehäuse der Anschlusseinheit gelagert werden, so dass das Gewicht der Elektronikeinheit teilweise, jedoch vorzugweise nicht vollständig, von der Anschlusseinheit getragen wird. Gleichzeitig ist die Halterung so ausgebildet, dass sich das Gehäuse der Elektronikeinheit schwerkraftbedingt vom Gehäuse der Anschlusseinheit weg bewegt, so dass dieses automatisch geöffnet wird. Das Gehäuse öffnet sich somit bei einer bestimmungsgemäßen Ausrichtung der Anschlusseinheit automatisch, wobei ein Großteil des Gewichts der Elektronikeinheit auch im geöffneten Zustand weiterhin auf der Anschlusseinheit ruht. Dies hat den Vorteil, dass der Stromrichter ohne eine besondere Einrichtung zum Öffnen auskommt und somit besonders einfach und kostengünstig ausgebildet sein kann. Dennoch kann der Stromrichter auch von einer einzelnen Person gewartet bzw. in Betrieb genommen werden, da das Gewicht der Elektronikeinheit in einem geöffneten Zustand zumindest teilweise von der Anschlusseinheit getragen wird. Das heißt auch, wenn die Elektronikeinheit so schwer ist, dass diese von zwei Menschen installiert werden muss, ist im Wartungsfall nur ein Mensch nötig, da dieser nicht das gesamte Gewicht der Elektronikeinheit tragen muss.
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Der erfindungsgemäße Aufbau des Stromrichters ermöglicht somit, dass der Stromrichter handhabungsfreundlich ist und einfach und flexibel an verschiedene Bedingungen angepasst werden kann. Die eingangs genannte Aufgabe ist damit vollständig gelöst.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung definiert die Halterung eine Schwenkachse, um die das zweite Gehäuse in einer Schwenkbewegung vom ersten Gehäuse lösbar ist.
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Zum Öffnen des im bestimmungsgemäßen Betrieb geschlossenen Gehäuses kann somit das zweite Gehäuse vom ersten Gehäuse weg geschwenkt werden, wobei zumindest das Gewicht des zweiten Gehäuses, also der Elektronikeinheit, zumindest teilweise über die Halterung vom ersten Gehäuse, also der Anschlusseinheit, getragen wird. Dies hat den Vorteil, dass für eine Wartung an Bauteilen innerhalb des geschlossenen Gehäuses die Elektronikeinheit nicht vollständig abgenommen werden muss. Gleichzeitig wird die Installation vereinfacht, da zum Befestigen der Elektronikeinheit an der Anschlusseinheit diese zumindest teilweise von der Halterung getragen wird, so dass eine Fixierung der Elektronikeinheit einfach möglich ist.
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Besonders bevorzugt ist die Halterung dazu ausgebildet, das zweite Gehäuse der Elektronikeinheit in Bezug zum ersten Gehäuse zumindest in einer Bewegungsrichtung zu fixieren. Dies hat den Vorteil, dass die Elektronikeinheit in ihrer Bewegung neben der Schwenkachse in einer weiteren Bewegungsrichtung eingeschränkt ist, wodurch eine Installation weiter vereinfacht wird. Der Schwerpunkt des zweiten Gehäuses liegt dabei oberhalb der Schwenkachse.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist das erste Gehäuse eine erste Seitenfläche zur Montage an einer Wandfläche und eine der ersten Seitenfläche gegenüberliegende zweite Seitenfläche auf, in der sich eine von dem zweiten Gehäuse verschließbare Öffnung befindet.
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Die Anschlusseinheit ist somit ein Gehäuse, welches einseitig an einer Wand aufgehängt wird und auf der gegenüberliegenden Seite eine Öffnung aufweist, auf die die Elektronikeinheit wie ein Deckel aufgesetzt werden kann, um die Anschlusseinheit, vorzugsweise vollständig, zu verschließen. Besonders bevorzugt erstreckt sich die Halterung in Richtung von der ersten Seitenfläche zu der zweiten Seitenfläche über die zweite Seitenfläche hinaus. Die Halterung erstreckt sich somit vorteilhaft über das Gehäuse der Anschlusseinheit hinaus, so dass die Elektronikeinheit auf die Halterung auflegbar ist. Die Halterung kann so besonders einfach ausgebildet sein.
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Darüber hinaus kann in einer bevorzugten Ausgestaltung die zweite Seitenfläche eine zweite vom ersten Gehäuse unabhängig verschließbare zweite Öffnung aufweisen. Die Anschlusseinheit kann somit eine weitere Öffnung in der ersten Seitenfläche aufweisen, die sich unabhängig von der Elektronikeinheit öffnen lässt. Das heißt, in dieser Ausgestaltung kann auch bei montierter Elektronikeinheit über eine weitere Öffnung das Innere der Anschlusseinheit, zumindest in einem definierten Bereich, zugänglich gemacht werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist die Anschlusseinheit elektrische Steuer- und/oder Schutzeinrichtungen, insbesondere für am Installationsort vorschriftsgemäß bedingte Einrichtungen, insbesondere Sicherungen, Überspannungsschutz und/oder DC/AC-Schalter, auf, die im ersten Gehäuse angeordnet sind und in diesem verbleiben, wenn die Elektronikeinheit von der Anschlusseinheit gelöst ist.
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In dieser Ausgestaltung ist der Stromrichter somit ausgebildet, in der Anschlusseinheit einen spezifischen Anschlussteil vorzusehen, der unabhängig von der Elektronikeinheit realisiert ist. Beispielsweise kann es sich bei dem Anschlussteil um marktspezifische Einrichtungen handeln, d.h. um Einrichtungen, die in verschiedenen Ländern zum Betrieb eines Wechselrichters vorgeschrieben sind. Auf diese Weise kann eine Anschlusseinheit auf einfache Weise für den jeweiligen Markt angepasst werden, während die Elektronikeinheit jeweils den allgemeinen und vorzugsweise stets gleichen Anteil aufweist. Bei den Steuer- und/oder Schutzeinrichtungen kann sich alternativ auch um wartungsbehaftete Teile und wichtige Verbindungen handeln, die in der jährlichen Wartung nachgeprüft werden müssen. Besonders bevorzugt sind die elektrischen Steuer- und/oder Schutzeinrichtungen daher in der zweiten Öffnung im bestimmungsgemäßen Betrieb unabhängig von der Elektronikeinheit zugänglich angeordnet, so dass diese Wartungen nutzerfreundlich oder aus Sicherheitsgründen auch im geschlossenen Zustand durchgeführt werden können.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist das zweite Gehäuse eine erste Seitenfläche und eine der ersten Seitenfläche gegenüberliegende, im bestimmungsgemäßen Betrieb das erste Gehäuse verschließende zweite Seitenfläche auf. Das Gehäuse der Elektronikeinheit ist somit ebenfalls ein Gehäuse mit mindestens zwei Seiten, wobei die eine Seite dazu eingerichtet ist, in einem für den Betrieb des Stromrichters montierten Zustand das Gehäuse der Anschlusseinheit zu verschließen, so dass eine zusätzliche Abdeckung der Anschlusseinheit überflüssig wird.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die zweite Seitenfläche des zweiten Gehäuses in einer das erste Gehäuse verschließenden Fläche mindestens einen Anschluss mit einem Kontakt auf, über den die Elektronikeinheit mit der Anschlusseinheit elektrisch koppelbar ist. Die Elektronikeinheit hat somit Anschlüsse, die in montiertem Zustand des Stromrichters im Inneren des geschlossenen Gehäuses liegen. Eine das erste Gehäuse verschließende Fläche ist somit die Fläche, welche eine Öffnung im Gehäuse der Anschlusseinheit verschließt. Der Anschluss kann ein Stecker, eine Buchse oder eine ähnliche Einrichtung sein, über die eine Verbindung zwischen den elektrischen Komponenten der Anschlusseinheit und der Elektronikeinheit hergestellt werden kann. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist das erste Gehäuse einen dem Kontakt zugehörigen Gegenkontakt auf, der sich automatisch mit dem Kontakt verbindet, wenn das zweite Gehäuse das erste Gehäuse verschließt.
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In dieser Ausgestaltung wird somit eine elektrische Verbindung zwischen der Anschlusseinheit und der Elektronikeinheit automatisch erstellt, wenn die Elektronikeinheit an der Anschlusseinheit montiert wird. Dies hat den Vorteil, dass eine Installation besonders einfach, insbesondere auch von ungeschultem Personal, durchgeführt werden kann, da keine elektrischen Verbindungen manuell erstellt werden müssen. In einer weiteren hierzu bevorzugten Ausgestaltung weist die zweite Seitenfläche ferner mindestens einen weiteren Anschluss in der das erste Gehäuse verschließenden Fläche auf, der für eine Kommunikationsverbindung zur Übertragung von Steuerbefehlen zur Elektronikeinheit ausgebildet ist. In dieser Ausgestaltung können neben der elektrischen Verbindung auf gleiche Weise auch Kommunikationsverbindungen realisiert werden. Dies hat den Vorteil, dass die Elektronikeinheit als „black box“ zur Umwandlung vollständig autark ausgebildet sein kann.
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In einer weiteren Ausgestaltung sind das erste und zweite Gehäuse ferner über ein Verbindungselement verbunden, das auf Zug beansprucht wird, wenn das zweite Gehäuse vom ersten gelöst wird.
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In dieser Ausgestaltung weist der Stromrichter somit eine zusätzliche Verbindung neben der Halterung zwischen dem ersten Gehäuse der Anschlusseinheit und dem zweiten Gehäuse der Elektronikeinheit auf. Das Verbindungselement kann im geöffneten Zustand des Stromrichters die Elektronikeinheit in einem definierten Abstand zur Anschlusseinheit halten, so dass ein Installateur während der Montage die Elektronikeinheit nicht festhalten muss und somit beide Hände zur Verfügung hat. Aufgrund der erfindungsgemäßen Halterung kann das Verbindungselement so ausgebildet sein, dass es in geöffnetem Zustand des Stromrichters auf Zug beansprucht wird und so besonders einfach, beispielsweise durch eine Kette oder ein Band, realisierbar ist.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Verbindungselement ferner eine Dämpfung auf, um eine Schwenkbewegung des zweiten Gehäuses relativ zum ersten Gehäuse zu verlangsamen. Das Verbindungselement kann beispielsweise eine Teleskopstange mit einer Gasdruckfeder sein, welche eine Ausziehbewegung dämpft. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die schwerkraftbedingte Selbstöffnung kontrolliert werden kann, so dass für einen Bediener beim Öffnen des Stromrichters keine Gefahr von dem sich durch die Schwerkraft schnell bewegenden Gehäuse der Elektronikeinheit ausgeht.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Seiten-, eine Frontal- und eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels eines Stromrichters im geschlossenen Zustand,
- 2 eine perspektivische Darstellung des Stromrichters gemäß 1,
- 3 eine Seiten-, eine Frontal- und eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels eines Stromrichters im geöffneten Zustand,
- 4 eine perspektivische Darstellung des Stromrichters gemäß 3,
- 5 eine Seiten- sowie Frontalansicht eines Ausführungsbeispiels einer Anschlusseinheit,
- 6 Seitenansichten sowie eine Frontalansicht eines Ausführungsbeispiels einer Elektronikeinheit,
- 7 eine perspektivische Darstellung der Elektronikeinheit gemäß 6, und
- 8 ein Ablaufdiagramm einer Installation eines Ausführungsbeispiels des Stromrichters.
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In der 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Stromrichters in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.
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Der Stromrichter ist dazu ausgebildet, eine eingespeiste elektrische Stromart (Gleichstrom, Wechselstrom) in die jeweils andere Art zu wandeln oder charakteristische Parameter der eingespeisten Stromart, wie Spannung und/oder Frequenz, zu ändern. Bei dem Stromrichter kann es sich insbesondere, wie hier dargestellt, um einen Wechselrichter handeln, der dazu ausgebildet ist, eine Gleichspannung in Wechselspannung, d.h. Gleichstrom zu Wechselstrom umzurichten.
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Bei dem Wechselrichter kann es sich beispielsweise um einen Wechselrichter für eine PV-Anlage handeln, der die von den PV-Modulen bereitgestellte Gleichspannung in eine netztaugliche Wechselspannung umwandelt. Die Erfindung findet ebenfalls Abwendung bei Batteriewechselrichtern oder bei Gleichrichtern wie beispielsweise DC/DC-Stellern.
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Der Stromrichter weist eine Anschlusseinheit 12 und eine Elektronikeinheit 14 auf, die zusammen den Stromrichter 10 bilden. Die Anschlusseinheit 12 und die Elektronikeinheit 14 weisen hierfür je ein eigenes Gehäuse auf, in dem die entsprechenden elektronischen Komponenten angeordnet sind, und die gekoppelt ein geschlossenes Gehäuse des Stromrichters formen.
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Die Elektronikeinheit 14 ist von der Anschlusseinheit 12 lösbar, d.h. die Anschlusseinheit 12 und die Elektronikeinheit 14 können separat voneinander installiert werden.
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Die Anschlusseinheit 12 ist vorzugsweise dazu ausgebildet, einen spezifischen Anschlussteil 16 bereitzustellen, über den der Stromrichter nach außen verbunden werden kann. An den Anschlussteil werden beispielsweise von einem PV-Modul eingehende Gleichspannungsleitungen angeschlossen und ausgehende Wechselstromleitungen bereitgestellt. Neben den Kabelverbindungen kann der Anschlussteil weitere spezifische Anschlusskomponenten umfassen, die je nach Aufstellungsort oder Anwendungsart unterschiedlich sein können.
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Die Elektronikeinheit 14 umfasst die für die Wandlung notwendigen elektrischen Komponenten. Dies können u.a. verschiedene Baugruppen wie DC/DC-Wandler, DC/AC-Wandler, ein Zwischenkreis und nicht-elektronische Komponenten wie Kühlkörper sein. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Elektronikeinheit 14 eine in sich abgeschlossene, von ihrem Gehäuse vollständig umschlossene Einheit, die nach außen hin lediglich Anschlüsse zum Einspeisen eines Stroms und zum Abgeben eines umgewandelten Stroms aufweist. In anderen Ausführungsbeispielen können darüber hinaus auch Kommunikationsanschlüsse vorgesehen sein.
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Wie in 1 und 2 dargestellt, sind die Anschlusseinheit 12 und die Elektronikeinheit 14 zu einem gemeinsamen Gehäuse verbunden. Die Elektronikeinheit 14 ist mit der Anschlusseinheit innerhalb dieses Gehäuses verbunden, so dass ein über die Anschlusseinheit aufgenommener Strom in der Elektronikeinheit 14 umgewandelt werden kann und der umgewandelte Strom über die Anschlusseinheit 12 wieder bereitgestellt werden kann. Dieser Zustand entspricht dem in dieser Offenbarung definierten bestimmungsgemäßen Betrieb.
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Eine bestimmungsgemäße Ausrichtung der Anschlusseinheit bezeichnet die Ausrichtung der Anschlusseinheit im bestimmungsgemäßen Betrieb. D.h., die Anschlusseinheit 12 wird vorzugsweise mit einer ersten Seitenfläche 13 an einer Wand oder ähnlichen Halterung montiert, wobei die Elektronikeinheit 14 an einer der ersten Seitenfläche 13 gegenüberliegenden zweiten Seitenfläche 15 angeordnet ist. In der bestimmungsgemäßen Ausrichtung hat die Anschlusseinheit 12 eine Oberseite 17 und eine Unterseite 19, wobei die Schwerkraft 21 von der Oberseite 17 zur Unterseite 19 weist.
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In 3 und in 4 wird das Ausführungsbeispiel gemäß 1 und 2 in geöffneter Form dargestellt. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen hier gleiche Teile.
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3 und 4 zeigen einen Montage-/Wartungszustand des Stromrichters. Die Elektronikeinheit 14 ist hierfür von der Anschlusseinheit 12 gelöst, jedoch zumindest in einem Fixpunkt an einer Halterung 18 des Gehäuses der Anschlusseinheit 12 gelagert. Die Halterung 18 lagert die Elektronikeinheit 14 so, dass die Elektronikeinheit 14 schwerkraftbedingt eine Drehbewegung ausführt, die die Elektronikeinheit 14 von der Anschlusseinheit 12 derart weg bewegt, dass ein Innenraum in der Anschlusseinheit 12 zugänglich wird, d.h. das geschlossene Gehäuse des Stromrichters geöffnet wird. Bei einer bestimmungsgemäßen Ausrichtung der Anschlusseinheit ist die Halterung 18 vorzugsweise im unteren drittel der Anschlusseinheit 12 angeordnet, insbesondere an der Unterseite 19.
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Der Stromrichter 10 ist somit schwerkraftbedingt selbstöffnend ausgebildet. Mit anderen Worten, wenn die Elektronikeinheit 14 nicht über ein Haltemittel 22 (2), wie beispielsweise eine Verschraubung, an der Anschlusseinheit 12 gehalten wird, bewegt sich die Elektronikeinheit 14 schwerkraftbedingt von der Anschlusseinheit 12 weg, um diese zu öffnen. Der Schwerpunkt der Elektronikeinheit 14 ist somit oberhalb einer Schwenkachse und über die Halterung 18 hinausgehend von der Anschlusseinheit 12 abgewandt.
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Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Halterung 18 als ein Vorsprung 24 an einer Unterseite der Anschlusseinheit 12 ausgebildet. Beispielsweise kann die Halterung eine einfache Platte sein, deren Stirnseite auf einer von der Montagewand abgewandten Seite über das Gehäuse der Anschlusseinheit 12 hinausgeht und so einen Vorsprung 24 bildet. Auf dem Vorsprung 24 ist das Gehäuse der Elektronikeinheit 14 teilweise auflegbar bzw. beweglich fixierbar und die Elektronikeinheit 14 nur teilweise von dem Vorsprung 24 gestützt. Ohne zusätzliche Fixierung kippt die Elektronikeinheit 14 schwerkraftbedingt von der Anschlusseinheit 12 weg.
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Der Vorsprung 24 definiert dabei eine Schwenkachse, um die die Elektronikeinheit 14 beim Öffnen geschwenkt wird. Im geöffneten Zustand gibt die Elektronikeinheit 14 eine Öffnung 26 in der Anschlusseinheit 12 frei. Durch die Öffnung 26 können elektrische Verbindungen von der Elektronikeinheit 14 zur Anschlusseinheit 12 geführt werden, die im bestimmungsgemäßen Betrieb von außen nicht zugänglich sind. Hierfür weist das vorzugsweise vollständig geschlossene Gehäuse der Elektronikeinheit 14 Anschlüsse 28 auf, über die eine Gleich- oder Wechselstromverbindung hergestellt werden kann. Die Anschlüsse 28 befinden sich auf einer Seitenfläche 30 der Elektronikeinheit 14, welche die Öffnung 26 in der Anschlusseinheit 12 im bestimmungsgemäßen Betrieb verschließt. Die Anschlüsse 28 sind somit im bestimmungsgemäßen Betrieb innerhalb des geschlossenen Gehäuses des Stromrichters. Zusätzlich zu den Anschlüssen 28 für eine elektrische Verbindung zwischen der Anschlusseinheit 12 und der Elektronikeinheit 14 können weitere Anschlüsse 32 für eine Datenkommunikation in gleicher Weise vorgesehen sein.
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In dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Stromrichter zusätzlich ein Verbindungselement 34 zwischen der Anschlusseinheit 12 und der Elektronikeinheit 14 auf. Das Verbindungselement 34 ist dazu ausgebildet, die Elektronikeinheit 14 im geöffneten Zustand des Stromrichters in einer definierten Position relativ zur Anschlusseinheit 12 zu halten. Das Verbindungselement 34 wird dabei auf Zug beansprucht und kann in einer einfachen Ausführung eine Kette oder ein Band sein. Alternativ kann das Verbindungselement 34 auch Teleskopstange mit Gasdruckfeder ausgebildet sein, welches die schwerkraftbedingte Drehbewegung dämpft und verlangsamt.
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5 zeigt eine Seitenansicht und eine Frontalansicht eines Ausführungsbeispiels der Anschlusseinheit 12.
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Die Anschlusseinheit 12 unterteilt sich hier in einen ersten und einen zweiten Bereich 36, 38, die jeweils über eine Öffnung 39 in einer Frontplatte (hier nicht dargestellt) der Anschlusseinheit 12 zugänglich sind. Im ersten Bereich 36 ist der Anschlussteil 18 angeordnet. Der Anschlussteil 16 kann eine integrierte Einheit sein oder aber aus diskreten Bauteilen aufgebaut sein. Insbesondere kann der Anschlussteil 16 eine Leiterplatte 40 zur Aufnahme von Gleichstromsicherungen (hier nicht dargestellt) aufweisen sowie mit Anschlussklemmen um die Gleichstromsicherungen mit einem Gleichstromeingang 44 zu verbinden. Gleichzeitig können im Anschlussteil 16 Überspannungsableiter 41 für Gleich- und Wechselstrom angeordnet sein. Die Ausgestaltung des Anschlussteils 16 ist im Wesentlichen durch am Installationsort geltende Vorschriften bestimmt und kann in verschiedenen Ländern unterschiedlich ausfallen.
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Im zweiten Bereich 38 der Anschlusseinheit 12 sind Verbinder 46 angeordnet, die als Gegenstück zu den Anschlüssen 28 (4) der Elektronikeinheit 14 fungieren. Über die Verbinder 46 kann der Anschlussteil 12 mit der Elektronikeinheit 14 gekoppelt werden. In bevorzugten Ausführungsbeispielen sind am Gehäuse der Anschlusseinheit 12 zusätzlich von außen zugängliche Schalter 50 angeordnet, mit denen sich Verbindungen, insbesondere die Gleich- und Wechselstromverbindungen zwischen der Anschlusseinheit 12 und der Elektronikeinheit 14, von außen trennen lassen. Vorzugsweise trennen die Schalter 50 die Verbindung, ohne dass der Stromrichter geöffnet werden muss, d.h. noch bevor die Elektronikeinheit 14 in die Montageposition überführt wird.
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Darüber hinaus weist die Anschlusseinheit 12 noch einen AC-Ausgang 48 auf, über den der umgewandelte Strom abgegriffen werden kann.
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6 und 7 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Elektronikeinheit 14. 6 zeigt eine Frontalansicht sowie verschiedene Seitenansichten. 7 zeigt eine entsprechende perspektivische Darstellung der Elektronikeinheit 14.
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Die Elektronikeinheit 14 weist in diesem Ausführungsbeispiel ein kastenförmiges Gehäuse auf, mit einer Vorderseite 52 und einer gegenüberliegenden Rückseite 54, welche die Seitenfläche 30 bildet, die eine Öffnung 26 in der Anschlusseinheit 12 verschließt. In der Seitenfläche 30 sind die Anschlüsse 28 für die Gleich- und Wechselstromverbindungen angeordnet sowie die Kommunikationsanschlüsse 32, über die eine Datenverbindung zur Elektronikeinheit 14 hergestellt werden kann, um beispielsweise Steuerdaten zu übertragen.
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Das Gehäuse der Elektronikeinheit 14 kann mit einer Seitenkante 56 an einer Halterung 18 der Anschlusseinheit 12 aufgelegt bzw. an dieser fixiert werden. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind an der Seitenkante 56 ferner Aufnahmen 58 angeordnet, welche in die Halterung 18 der Anschlusseinheit 12 eingreifen können, um diese zumindest in einer weiteren Bewegungsrichtung zu fixieren. Halterung und Aufnahme 58 können beispielsweise als Haken und Öse ausgebildet sein. Wie in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigt, können mehrere Aufnahmen zur Verbindung mit der Anschlusseinheit 12 vorgesehen sein.
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Das Gehäuse der Elektronikeinheit 14 ist vorzugsweise abgesehen von den Anschlüssen 28, 32 und den Lufteinlässen 60 vollständig geschlossen, insbesondere so, dass eine Person nicht in das Gehäuse greifen kann. Das Gehäuse der Anschlusseinheit 14 ist somit vorzugsweise ein gegen Eingriffe geschütztes Gehäuse, in dem alle wesentlichen elektrischen Komponenten für die Umwandlung angeordnet sind.
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8 zeigt in einem Ablaufdiagramm schematisch einen Installationsvorgang eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Stromrichters. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen auch hier wieder gleiche Teile wie zuvor in Bezug auf die Ausführungsbeispiele gemäß 1 bis 7. In jeder Darstellung A-D ist jeweils ein Frontalansicht und eine korrespondierende Seitenansicht gezeigt.
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In einem ersten Schritt (A) wird die Anschlusseinheit 12 an einer Wand oder einer anderen Halterung befestigt und anschließend vorzugweise vollständig verkabelt und für den späteren Betrieb eingerichtet. Darüber hinaus kann ein für den Installationsort vorschriftsmäßig konfiguriertes Anschlussteil 16 mit Sicherungen und Überspannungsableitern im Anschlussteil 12 integriert werden. Zur Vervollständigung des Stromrichters wird anschließend die Elektronikeinheit 14 an der Anschlusseinheit 12 angebracht.
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Wie in Darstellung (B) gezeigt, wird hierfür in diesem Aufführungsbeispiel die Elektronikeinheit 14 mit einer Seitenkante auf die Halterung 18 der Anschlusseinheit 12 aufgesetzt. Das Gewicht der Elektronikeinheit 14 wird somit teilweise, jedoch nicht vollständig von der Halterung 18 getragen. Vielmehr liegt der Schwerpunkt der Elektronikeinheit 14 jenseits der Halterung, so dass ohne ein Haltemittel die Elektronikeinheit 14 sich schwerkraftbedingt von der Anschlusseinheit 12 lösen würde.
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Vorzugsweise wird, wie hier im Schritt (C) angedeutet, die Elektronikeinheit 14 optional über ein zusätzliches Verbindungselement 34 mit der Anschlusseinheit 12 gekoppelt. Das Verbindungselement 34 hält die Elektronikeinheit 14 während der Montage in einer definierten Position relativ zur Anschlusseinheit 12. Das Verbindungselement 32 verhindert so, dass die Elektronikeinheit 14 aus der Halterung 18 herausfällt. Es versteht sich, dass andere Verbindungselement als das hier gezeigte denkbar sind. In anderen Ausführungsbeispiel kann ein Verbindungselement auch in die Halterung 18 intergiert sein.
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Zum Schließen des Gehäuses wird die Elektronikeinheit 14 entlang einer durch die Halterung 18 definierten Drehachse 62 an die Anschlusseinheit 12 geführt und diese verschlossen. Die Drehbewegung ist hier mit dem Pfeil 20 angedeutet. Vor dem Verschließen kann ein Installateur die Verbindung zwischen der Anschlusseinheit 12 und der Elektronikeinheit 14 herstellen. Beispielsweise können diese Verbindungen durch Kabel realisiert werden, welche an den Anschlüssen 28 befestigt werden und durch die Öffnung 26 in die Anschlusseinheit 12 geführt sind.
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Alternativ oder ergänzend kann diese Verbindungen auch durch eine Steckverbindung realisiert werden, die automatisch eine Verbindung herstellt, wenn die Anschlusseinheit 12 durch die Elektronikeinheit 14 verschlossen wird. Hierfür können beispielsweise an der Elektronikeinheit 14 Kontakte angeordnet sein, die mit entsprechenden Gegenkontakten in der Anschlusseinheit 12 in Verbindung treten, wenn das Gehäuse geschlossen wird. Dies hat den Vorteil, dass auch ungeschultes Personal die Elektronikeinheit gefahrlos austauschen kann. Dies kann zusätzlich unterstützt werden, indem ein mechanischer Verschluss vorgesehen wird, der einerseits die Elektronikeinheit 14 zur Abnahme freigibt und gleichzeitig die elektrischen Verbindungen zwischen den Einheiten trennt.
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Die Darstellung D zeigt abschließend den verschlossenen Stromrichter. Die Anschlusseinheit 12 und die Elektronikeinheit 14 bilden nunmehr ein geschlossenes Gehäuse, wobei in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Elektronikeinheit 14 einen ersten Bereich der Anschlusseinheit 12 verschließt und eine weitere Abdeckung 64 einen zweiten Bereich der Anschlusseinheit 12 verschließt, hinter der sich der ortsspezifische Anschlussteil befindet. Die Anordnung gemäß Darstellung (D) entspricht der Anordnung für den bestimmungsgemäßen Betrieb.
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Es versteht sich, dass die vorstehend gezeigten Ausführungsbeispiele nur exemplarisch zu verstehen sind. Andere Ausgestaltungen insbesondere hinsichtlich der Form und Dimensionierung sind denkbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
