DE19756463A1

DE19756463A1 - Anschluß- und Sensorbaugruppe für ein Stromrichtergerät

Info

Publication number: DE19756463A1
Application number: DE19756463A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl Ing Kraemer; Heinz Dipl Ing Flerlage; Wolfram Dipl Ing Klaiber
Original assignee: ABB Daimler Benz Transportation Schweiz AG; ABB Daimler Benz Transportation Technology GmbH
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 1999-06-24
Also published as: IT1303898B1; ITMI982465A1; FR2772995A1; FR2772995B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anschluß- und Sensorbaugruppe für ein Strom richtergerät und kann beispielsweise bei Traktionsstromrichtern für elektrische Schienenfahrzeuge sowie bei Industriestromrichtern verwendet werden.

Bei Stromrichtergeräten ist es allgemein üblich, die Leistungsanschlüsse - wie Ein speiseanschlüsse und Lastanschlüsse - an unterschiedlichen Seiten des Gerätes anzuordnen. Demzufolge sind auch die entsprechenden Strom- und Spannungs wandler für die Erfassung der für die Regelung des Betriebes wichtigen Meßwerte an unterschiedlichen Seiten des Gerätes montiert. Dies hat zur Folge, daß der Zu sammenbau einer Vielzahl von Einzelteilen - wie Stützer, Isolierkomponenten, Strombahnteile, mechanische Halteelemente, Stecker usw. - innerhalb des Strom richtergerätes selbst in verteilter Weise erfolgen muß. Damit ist ein relativ hoher und damit kostenträchtiger Montageaufwand verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anschluß- und Sensorbaugruppe für ein Stromrichtergerät anzugeben, bei der die für die Anschlußtechnik und die Sen sortechnik notwendigen Baukomponenten zusammengefaßt sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anschluß- und Sensorbaugruppe für ein Stromrichtergerät mit einer Befestigungsplatte gelöst, an deren Frontseite alle erforderlichen Leistungsanschlüsse und an deren Rückseite die entsprechenden internen Anschlüsse der Leistungsanschlüsse angeordnet sind, wobei die Anschluß- und Sensorbaugruppe mit allen für den Betrieb des Stromrichtergerätes notwendi gen Stromwandlern und Spannungswandlern sowie Signalleitungsstecker bestückt ist und wobei unmittelbare elektrische Verbindungen zwischen den Leistungsan schlüssen, den Anschlüssen der Strom- und Spannungswandler und den Signallei tungssteckern vorgesehen sind.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein hochintegriertes und sehr kompaktes Bauteil geschaffen wird, das als direktes und einziges Verbindungselement und Schnittstelle zwischen den externen Leistungs anschlüssen und der stromrichterinternen Verschienung dient. Zwischenbaugruppen innerhalb des Stromrichtergerätes inklusive der Zwischenverkabelung und der zu sätzlichen mechanischen Halteelemente sind nicht mehr erforderlich. Durch die In tegration ergeben sich ein verminderter Raumbedarf, ein reduzierter Gewichtsbedarf und ein verringerter Montageaufwand. Letztlich resultieren hieraus beträchtliche Kostenersparnisse. Da die erfindungsgemäße Anschluß- und Sensorbaugruppe als weitgehend starres Baugruppenteil konzipiert ist, ergibt sich eine sehr hohe mecha nische Stabilität und Rüttelsicherheit.

Von Vorteil ist es auch, daß durch die Anschluß- und Sensorbaugruppe alle Lei stungsanschlüsse des Stromrichtergerätes - beispielsweise die Einspeiseanschlüs se, die Lastanschlüsse und die Bremsstelleranschlüsse - von einer einzigen Seite aus zugänglich sind. Dies erleichtert die Montage und den eventuell notwendigen Austausch (Reparaturfall) des Stromrichtergerätes innerhalb einer Anlage, bei spielsweise innerhalb eines Schienenfahrzeuges.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfüh rungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Sicht auf die Frontseite der Befestigungsplatte der Anschluß- und Sensorbaugruppe gemäß einer ersten Variante,

Fig. 2 eine Sicht auf die Schmalseite der Anschluß- und Sensorbaugruppe ge mäß der ersten Variante,

Fig. 3 eine Sicht auf die Frontseite der Befestigungsplatte der Anschluß- und Sensorbaugruppe gemäß einer zweiten Variante,

Fig. 4 eine Sicht auf die Rückseite der Befestigungsplatte gemäß erster oder zweiter Variante,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer dritten Variante.

In Fig. 1 ist eine Sicht auf die Frontseite der Befestigungsplatte 2 der Anschluß- und Sensorbaugruppe 1 gemäß einer ersten Variante dargestellt. Die Befestigungsplatte weist eine längliche, rechteckige Form auf. In einer Reihe sind mehrere - im Ausfüh rungsbeispiel acht - Leistungsanschlüsse 3 angeordnet. Diese Leistungsanschlüsse 3 werden durch die Einspeiseanschlüsse (Gleich- oder Wechselspannung), die Lastanschlüsse (Gleich- oder Wechselspannung) und gegebenenfalls Bremsstel leranschlüsse gebildet. Ein Teil - im Ausführungsbeispiel drei - der Leistungsan schlüsse 3 ist mit Stromwandlern 4 versehen. Der Durchführungsbolzen des Lei stungsanschlusses 3 dient dabei als "Primärwicklung".

Auf der Frontseite der Befestigungsplatte 2 ist ferner ein Spannungswandler 5 an geordnet. Die Sekundäranschlüsse 6 der Stromwandler 4 und die Sekundäran schlüsse 7 des Spannungswandlers 5 sind angedeutet. Diese Sekundäranschlüsse 6, 7 sind über in die Befestigungsplatte 2 eingegossene, gestrichelt angedeutete elektrische Verbindungsschienen 12 mit Signalleitungssteckern 8 verbunden, wobei letztere von der Frontseite der Befestigungsplatte 2 aus zugänglich sind.

Bei der ersten Variante wie auch bei den weiteren Varianten ist vorzugsweise ein Signalleitungsstecker 8 vorgesehen, welcher die Signale der Strom- und Span nungswandler zur Regelung überträgt. Ein weiterer Signalleitungsstecker dient zur Speisung der Gate Units für die Halbleiterschalter und zur Rückmeldung des Zu standes der Halbleiterschalter an die Regelung. Ein weiterer Signalleitungsstecker kann schließlich für die Übertragung der momentanen Temperatur der Halbleiter an die Regelung herangezogen werden.

Für eine störungsfreie Signalübertragung ist eine wirksame Abschirmung von Be deutung. Deshalb erfolgt die Signalübertragung in abgeschirmten Leitungen und die Strom- und Spannungswandler sind mit geeigneten Abschirmungen, beispielsweise Metallisierungen, versehen.

Bohrungen in der Befestigungsplatte dienen als Lichtwellenleiterdurchführungen 11 für einzelne Lichtwellenleiter oder Lichtwellenleiterbündel.

In Fig. 2 ist eine Sicht auf die Schmalseite der Anschluß- und Sensorbaugruppe 1 gemäß erster Variante dargestellt. Es sind die Leistungsanschlüsse 3, die Strom wandler 4, der Spannungswandler 5, die Sekundäranschlüsse 7 des Spannungs wandlers und die Signalleitungsstecker 8 zu erkennen. Die innerhalb der Befesti gungsplatte 2 integrierten elektrischen Verbindungsschienen 12 sind wiederum ge strichelt angedeutet. Außerdem sind interne Anschlüsse 13 der Leistungsanschlüsse 3 bezeichnet. Ein Auflageleisten 14 an der Rückseite der Befestigungsplatte 2 dient der vereinfachten internen Kabelführung.

In Fig. 3 ist eine Sicht auf die Frontseite der Befestigungsplatte 2' der Anschluß- und Sensorbaugruppe 1' gemäß einer zweiten Variante dargestellt. Diese zweite Varian te zeichnet sich durch besonders hohe Rüttelsicherheit aus. Während die Strom- und Spannungswandler bei der ersten Variante gemäß den Fig. 1, 2 mit der Befesti gungsplatte verschraubt sind, sind die Stromwandler 4' und der Spannungswandler 5' bei der zweiten Variante fest mit der Befestigungsplatte 2' vergossen. Hierzu ist die Frontseite der Befestigungsplatte 2' mit Gehäusekragen 15 versehen, welche Mulden für das Einlegen der Wandlerkerne bilden. Die sonst üblichen Wandlerge häuse entfallen. Nach Kontaktierung der Sekundäranschlüsse 6' der Stromwandler sowie der Primäranschlüsse 16 und Sekundäranschlüsse 7' des Spannungswand lers 5' können die Mulden bis zum Rand der Gehäusekragen 15 mit Gießharz aus gefüllt werden, um die Wandler fertigzustellen.

In Fig. 4 ist eine perspektivische Sicht auf die Rückseite der Befestigungsplatte 2 dargestellt (zutreffend für beide Varianten). Es sind die Lichtwellenleiterdurchfüh rung 11, die internen Anschlüsse 13 der Leistungsanschlüsse und der Auflagelei sten 14 für die interne Kabelführung zu erkennen.

In Fig. 5 ist eine perspektivische Darstellung einer dritten Variante der Anschluß- und Sensorbaugruppe 1'' gezeigt, bei der eine die Stromwandler 4'' und Signallei tungsstecker 8'' tragende Leiterplatte 9 auf die Leistungsanschlüsse 3'' aufgesteckt und mit der Befestigungsplatte 2'' verbunden ist. Die mehrschichtig aufgebaute, ge gen elektromagnetische Störstrahlung abgeschirmte Leiterplatte 9 führt die erfor derlichen elektrischen Verbindungen zwischen Stromwandlern 4'', Spannungswand ler 5'' und den Signalleitungssteckern 8''.

Claims

1. Anschluß- und Sensorbaugruppe für ein Stromrichtergerät mit einer Be festigungsplatte (2, 2', 2''), an deren Frontseite alle erforderlichen Leistungsan schlüsse (3, 3', 3'') und an deren Rückseite die entsprechenden internen Anschlüs se (13) der Leistungsanschlüsse angeordnet sind, wobei die Anschluß- und Sensor baugruppe (1, 1', 1'') mit allen für den Betrieb des Stromrichtergerätes notwendigen Stromwandlern (4, 4', 4'') und Spannungswandlern (5, 5', 5'') sowie Signallei tungsstecker (8, 8', 8'') bestückt ist und wobei unmittelbare elektrische Verbindun gen zwischen den Leistungsanschlüssen, den Anschlüssen der Strom- und Span nungswandler und den Signalleitungssteckern vorgesehen sind.

2. Anschluß- und Sensorbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die unmittelbaren elektrischen Verbindungen mittels elektrischer Ver bindungsschienen (12) realisiert sind, welche elektrisch isoliert in die Befestigungs platte (2) selbst integriert sind, wobei die Stromwandler (4, 4') und Spannungswand lern (5, 5') sowie Signalleitungsstecker (8, 8') direkt auf der Befestigungsplatte (2, 2') angeordnet sind.

3. Anschluß- und Sensorbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die unmittelbaren elektrischen Verbindungen durch eine auf die Be festigungsplatte (2'') aufgesteckte und hiermit verbundene Leiterplatte (9) realisiert sind, wobei die Stromwandler (4'') und Spannungswandlern (5'') sowie Signallei tungsstecker (8'') direkt auf der Leiterplatte (9) angeordnet sind.

4. Anschluß- und Sensorbaugruppe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromwandler (4) und/oder Spannungswandler (5) mit der Befestigungsplatte (2) verschraubt sind.

5. Anschluß- und Sensorbaugruppe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromwandler (4') und/oder Spannungswandler (5') in die Befestigungsplatte (2') eingegossen sind, wozu die Befestigungsplatte mit Gehäu sekragen (15) versehen ist, welche Mulden für die Aufnahme der Wandlerkerne bil den.

6. Anschluß- und Sensorbaugruppe nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromwandler (4'') und/oder Spannungswandler (5'') mit der Leiterplatte (9) verbunden sind.

7. Anschluß- und Sensorbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß mindestens eine Lichtwellenleiterdurchführung (11) vor gesehen ist.

8. Anschluß- und Sensorbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß die Rückseite der Befestigungsplatte (2, 2') mit minde stens einem Auflageleisten (14) zur Kabelführung versehen ist.