DE202004015168U1

DE202004015168U1 - Umrichter

Info

Publication number: DE202004015168U1
Application number: DE200420015168
Authority: DE
Original assignee: ABB Oy
Current assignee: ABB Oy
Priority date: 2003-11-24
Filing date: 2004-09-29
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2014-09-30
Also published as: FI20031714A0

Abstract

Umrichter aufweisend eine schrankartige Rahmenstruktur (1), innerhalb der Rahmenstruktur angeordnete Stromwandler (2), Widerstände (3), Primärhalbleiter (4), eine Drossel (5), DC-Kondensatoren (6) und Platinen (7), sowie ein Gebläse (8) zur Führung von Kühlluft zu den oben erwähnten Umrichterkomponenten, dadurch gekennzeichnet , dass der durch das Gebläse (8) produzierte Kühlluftstrom in mehrere voneinander abgetrennte Teilströme (A, B) nach dem unterschiedlichen Kühlbedarf der verschiedenen Komponenten geteilt ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf einen Umrichter aufweisend eine schrankartige Rahmenstruktur, innerhalb der Rahmenstruktur angeordnete Stromwandler, Widerstände, Primärhalbleiter, eine Drossel, DC-Kondensatoren und Platinen, sowie ein Gebläse zur Führung von Kühlluft zu den oben erwähnten Umrichterkomponenten. Bei luftgekühlten Vorrichtungen sind bisher meistens alle Komponenten des Ganzen in dieselbe Luftströmung platziert worden, wobei ihre gegenseitige Platzierung hauptsächlich aufgrund elektrischer Anforderungen und der Wärmetoleranz der Komponenten bestimmt wird. Mit den anwachsenden Anforderungen ist es aber immer schwieriger geworden, dieses Platzierungsprinzip zu befolgen, da die Strukturen komplexer werden, die Kühlleistung des Luftstroms nicht optimal ausgenutzt werden kann und bei der Luftfilterung der ganze Durchfluss gefiltert werden muss.
Eine bekannte Teillösung für diese Probleme ist, den Umrichterschrank derart auszubilden, dass der größte Teil der Abwärme durch einen Kühler und/oder ein Heizrohr in einen ausserhalb des sonst dichten Schranks liegenden Luftkanal übertragen wird. Hinsichtlich der Lösung von allen Problemen ist diese Teillösung jedoch sehr mangelhaft.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, alle oben beschriebenen Probleme zu beseitigen, d.h. die Platzierung von Komponenten zu erleichtern, zu verbessern und zu vereinfachen und die richtige Menge von (reiner) Kühlluft da bereitzustellen, wo sie am meisten benötigt wird.
Diese Aufgabe wird durch den erfindungsgemäßen Umrichter erreicht, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der durch das Gebläse produzierte Kühlluftstrom in mehrere voneinander abgetrennte Teilströme nach dem unterschiedlichen Kühlbedarf der verschiedenen Komponenten geteilt ist.
Am vorteilhaftesten ist der Kühlluftstrom des Gebläses in zwei Teilströme geteilt, wobei der erste Teilstrom, z.B. 85%, durch die Stromwandler, die Widerstände, die Pri märhalbleiter und die Drossel geführt wird und der zweite Teilstrom, z.B. 15%, durch die Steuerplatinen und die DC-Kondensatoren geführt wird.
Auf diese Weise wird die Kühlluft optimal dahin geführt, wo sie benötigt wird, d.h. durch die Komponenten, die am meisten Wärme erzeugen. Wenn sich der Umrichter unter solchen Verhältnissen befindet, wo ein Filterbedarf der Kühlluft besteht, muss nach der eventuellen Grobfilterung der dem Frequenzumrichter zugeführten Luft nur der den empfindlichsten Komponenten zuzuführende Luftstrom, d.h. der zweite Teilstrom, nach dem Gebläse gefiltert werden. Hinsichtlich der Technik, Betriebssicherheit und Kosten des Umrichters ist das eine erhebliche Verbesserung im Vergleich zu den früheren Lösungen.
LISTE DER FIGUREN
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Umrichters; und
2 einen Schnitt nach der Linie X – X der 1.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung weist der erfindungsgemäße Umrichter eine schrankenartige Rahmenstruktur 1 und innerhalb der Rahmenstruktur angeordnete Stromwandler 2, Widerstände 3, Primärhalbleiter 4, eine Drossel 5, DC-Kondensatoren 6, Platinen 7 für u.a. die Primärhalbleiter 4, die verschiedenen Steuerungen usw. sowie ein Gebläse 8 zur Führung von Kühlluft zu den oben erwähnten Umrichterkomponenten auf.
Wie 2 zeigt, ist der oberhalb des Gebläses 8 liegende Teil der Rahmenstruktur 1 mit einer Trennwandstruktur 9 vertikal in zwei "Kanäle" 10, 11 geteilt. Im Kanal 10 befinden sich die Stromwandler 2, die Widerstände 3, die Primärhalbleiter 4 und die Drossel 5, die am meisten Wärme erzeugen. Die DC-Kondensatoren 6 und die Platinen 7, die weniger Wärme erzeugen, sind im Kanal 11.
Der durch das Gebläse 8 produzierte Kühlluftstrom kann durch die Kanäle 10, 11 in zwei Teilströme A und B nach dem unterschiedlichen Kühlbedarf der verschiedenen Komponenten geteilt werden. Der erste Teilstrom A wird im Kanal 10 für die Kühlung der Stromwandler 2, Widerstände 3, Primärhalbleiter 4 und der Drossel 5 und der zweite Teilstrom B im Kanal 11 für die Kühlung der Platinen 7 und DC-Kondensatoren 6 gebildet.
Der erste Teilstrom A beträgt typisch ca. 85% und der zweite Teilstrom B ca. 15% des gesamten Kühlluftstroms, da sich jetzt der überwiegende Teil der abzuführenden Abwärme im Kanal 10 bildet.
Der in der Zeichnung gezeigte Umrichter ist für äusserst schwere Verhältnisse konstruiert worden, wobei Probleme durch die Hitze sowie durch eine sehr staubige Umgebung, z.B. eine windige Sandwüste beispielsweise bei Windmühleanwendungen, entstehen, wobei der zweite Teilstrom B, gefiltert durch einen Luftfilter 12, zu den Platinen 7 und gleichzeitig auch zu den DC-Kondensatoren 6 geführt ist. Die Platinen, die kleine und empfindliche Komponenten enthalten, sind bekanntermaßen sehr empfindlich gegen Staub, weshalb eine möglichst gute Luftfilterung des zu den Platinen zugeführten Luftstroms sehr wichtig für die sichere Funktion ist. Im Kanal 10 wäre das jedoch unnötig und man müsste ein stärkeres Gebläse wegen größerer Strömungswiderstände benutzen.
Der innerhalb des Umrichterschranks warm gewordene Luftstrom wird von oberhalb des Schranks hinaus abgeführt und der Umlauf des Luftstroms zurück in die Ansaugöffnungen des Gebläses wird verhindert.
Wenn ein DC-Kondensatortyp benutzt wird, der keine Kühlung braucht, könnten er und die Platinen in ihre eigenen Räume abgetrennt werden, wobei die Kühlluft nur zu den Platinen geführt würde, falls die erfindungsgemäße Luftkühlung angewandt würde. Dabei könnte der Teilstrom B noch kleiner als 15% des gesamten Teilstroms sein.
Die obige Beschreibung der Erfindung dient lediglich dazu, die erfindungsgemäße Grundidee zu veranschaulichen. Der Fachmann kann jedoch die Einzelheiten der Erfindung auf verschiedene Weisen im Rahmen der beigefügten Ansprüche verwirklichen.

Claims

Umrichter aufweisend eine schrankartige Rahmenstruktur (1), innerhalb der Rahmenstruktur angeordnete Stromwandler (2), Widerstände (3), Primärhalbleiter (4), eine Drossel (5), DC-Kondensatoren (6) und Platinen (7), sowie ein Gebläse (8) zur Führung von Kühlluft zu den oben erwähnten Umrichterkomponenten, dadurch gekennzeichnet , dass der durch das Gebläse (8) produzierte Kühlluftstrom in mehrere voneinander abgetrennte Teilströme (A, B) nach dem unterschiedlichen Kühlbedarf der verschiedenen Komponenten geteilt ist.
Umrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Kühlluftstrom des Gebläses (8) in zwei Teilströme (A, B) geteilt ist, wobei der erste Teilstrom (A) durch die Stromwandler (2), die Widerstände (3), die Primärhalbleiter (4) und die Drossel (5) geführt wird und der zweite Teilstrom (B) durch die Platinen (7) und die DC-Kondensatoren (6) geführt wird.
Umrichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass der erste Teilstrom (A) ca. 85% und der zweite Teilstrom (B) ca. 15% des gesamten Kühlluftstroms beträgt.
Umrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn– zeichnet , dass der zweite Teilstrom (B), gefiltert durch einen Luftfilter (12), zu den Steuerplatinen (7) und den DC-Kondensatoren (6) geführt ist.
Umrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn– zeichnet, dass auch das Gebläse (8) innerhalb der Rahmenstruktur (1) integriert ist.