DE2805019C2 - Spannungsversorgungsgerät für Werkzeugmaschinenantriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Spannungsversorgungsgerät für Werkzeugmaschinenantriebe, denen jeweils ein eigener Thyristorumrichter zugeordnet ist.

Zur Spannungsversorgung von Gleichstromantrieben, insbesondere von Servomotoren bei Werkzeugmaschinenantrieben werden in zunehmendem Maße Thyristorumrichter eingesetzt (vgl. z. B. Siemens-Zeitschrift 1973, Beiheft: Steuerungen und Antriebe, Seiten 26-30).

Normalerweise ist für jeden Antrieb, ζ. Β. Vorschubantrieb oder Hauptspindelantrieb, ein eigenes Gerät vorgesehen, wobei die Geräte sowohl mechanisch als auch elektrisch voneinander getrennt sind.

Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung ist die Tatsache, daß in den Geräten vielfach gleiche Funktionen erfüllt werden müssen, sei es /.. B. elektrisch die Erzeugung der Sägezahnspannung oder sei es mechanisch die Unterbringung und Kühlung der Thyristoren.

Es sind seit geraumer Zeit Thyristorblöcke auf dem Markt, in denen in einem Gehäuse zwei miteinander verschaltete Thyristoren untergebracht sind. Das Gehäuse leitet die Wärme ab, ist jedoch elektrisch gegenüber den Thyristoren isoliert. Die Anschlüsse der Thyristoren liegen in einer Ebene an der Oberseite des Gehäuses (vgl. DE-GM 75 12 573).

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine kompakte und einfache Spannungsversorgung für eine Reihe von Antrieben an einer Werkzeugmaschine zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Thyrislorblöcke, bei denen in einem elektrisch isolierten Gehäuse mindestens zwei Thyristoren angeordnet sind und die elektrischen Anschlüsse auf der der Auflagefläche abgewandten Oberseite des Gehäuses liegen, für mindestens zwei Umrichter einseitig auf einer Platte angeordnet sind und daß die Umrichter über in der Ebene der elektrischen Anschlüsse vorgesehene Schienen schaltbar sind.

Auf diese Weise läßt sich mit verhältnismäßig geringem Aufwand ein kompaktes und gleichzeitig flexibles Gerät schaffen. Durch die Anordnung der Verbindungsschienen zwischen den Thyristorblöcken lassen sich verschiedene Stromrichterschaltungen aufbauen. Eine sechspulsige Kreuzschaltung mit insgesamt zwölf Einzelthyristoren in sechs Thyristorblöcken kann in der gleichen Schaltungsanordnung für zwei Antriebe jeweils als eine dreipulsige Gegenparallelschaltung

ίο verwendet werden. Die zugehörige Ansteuerung ist gleich, lediglich die Regelung und der Eingang des Steuersatzes müssen umgeschaltet werden. Bei entsprechender konstruktiver und schaltungstechnischer Auslegung der Reglerleiterplatten ergibt sich also eine wahlweise Anwendung als sechspulsige Kreuzschaltung für eine Achse oder als dreipulsige Gegenparallelschaltung für zwei Achsen.

Vorteilhafterweise büdet die Platte die Rückwand eines Gehäuses, dessen Fronttür Leiterplatten mit zugehöriger Elektronik trägt Ferner können auch noch die Drosseln und Sicherungen mit in das Gehäuse integriert werden, so daß man ein anschlußfähiges Komplettgerät erhält.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sei die Erfindung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht eines Thyristorblocks,

F i g. 2 die elektrische Schaltung des Thyristorblocks, F i g. 3 den Aufbau einer dreipulsigen Gegenparallelschaltung mit drei Thyristorblöcken,

Fig.4 ein aus sechspulsigen Gegenparallelschaltungen bestehendes Kompaktgerät für mehrere Antriebe, F i g. 5 die Anordnung der Leiterplatte samt Elektronik in bezug auf die Thyristorblöcke und

Fig. 6 ein in einem geschlossenen Gehäuse untergebrachtes Kompaktgerät für mehrere Antriebe.

Der in F i g. 1 schematisch dargestellte Thyristorblock 1 enthält im Inneren zwei Thyristoren, die elektrisch gegen das wärmeableitende Gehäuse isoliert sind. Auf der Oberseite 15 des Gehäuses 14 sind die beiden Thyristoren 11, 12 als Schaltsymbole samt elektrischer Verbindung eingezeichnet. Mit a ist der elektrische Anschluß der Anode des Thyristors 11 und mit b der elektrische Anschluß der Kathode des Thyristors 12 bezeichnet. Die Anode des Thyristors 11 ist direkt mit der Kathode des Thyristors 12 elektrisch verbunden; der Verbindungspunkt ist als Anschluß c herausgeführt. Ebenso sind an der Oberfläche 15 die Anschlüsse d, e für die Zündelektroden der Thyristoren 11 und 12 in der gleichen Ebene untergebracht (vgl. auch F i g. 2). Über die in der Auflagefläche 16 angeordneten Bohrungen 13 sind die Blöcke an z. B. Kühlkörpern befestigbar.

Werden zwei derartige Thyristorblöcke 1 in der in Fig. 3 gezeigten Weise nebeneinander angeordnet, so kann durch Verbindungsschienen 21, 22 in der Ebene der Anschlüsse ein Umrichter in dreipulsiger Gegenparallelschaltung geschaffen werden, wobei an den Klemmen c die einzelnen Phasenspannungen UVW anzulegen sind und an den Schienen 21, 22 die Gleichspannung abgenommen werden kann. Die für den Betrieb erforderlichen Drosseln 3 können gleich mit eingebaut werden. Mehrere derartige Gegenparallelschaltungen können dann auf einer gemeinsamen Platte angeordnet werden, die als mechanische Halterung und Kühlkörper dient.

Fig.4 zeigt dies als konstruktive Gestaltung eines Spannungsversorgungsgerätes mit zwei Umrichtern 5,6

in sechspulsiger Gegenparallelschaltung. Für den Umrichter 5, der z. B. zur Speisung eines Hauptspindelantriebes dient, sind zwei Reihen von je drei Blöcken 1 zu zwei Thyristoren untereinander vorgesehen. An den zur elektrischen Zusammenschaltung dienenden Schienen 53 und 54 ist die Gleichspannung für den Antrieb abnehmbar, an den Verbindungsschienen 55 werden die Phasenspannungen UVW eingespeist. Alle Schienen liegen in etwa in der Ebene der Anschlüsse a, b, c der Blöcke 1.

Die gleichartig angeordneten Blöcke 1 selbst sind über in der Auflagefläche vorgesehene Bohrungen 13 auf einer gemeinsamen, gut wärmeleitenden Platte 4 befestigbar, die auf der Rückseite wahlweise in Längsrichtung verlaufende Kühlrippen 41 trägt. Auch hier können, wie in Fig.3 gezeigt, die erforderlichen Stromwandler und Drosseln 56 mit auf der Platte 4 angeordnet werden.

In gleicher Weise ist der Leistungsteil des Umrichters 6 aus Blöcken 1 aufgebaut, der z. B. zur Speisung eines Vorschubantriebes dient

Wie durch den Pfeil 7 angedeutet, können noch weitere zusätzliche Umrichter, z. B. für Vorschubantriebe, auf der gleichen Platte 4 vorgesehen werden.

Wie aus Fig.5 ersichtlich, sind ä\s die Elektronik tragenden Leiterplatten 8 parallel zur Platte 4 angeordnet und mit Bandleitern 81 untereinander und mit den Thyristorblöcken 1 verbunden.

F i g. 6 zeigt die Unterbringung des Spannungsversorgungsgerätes in einem Gehäuse 9. Wie ersichtlich, bildet ίο die die Blöcke 1 tragende Platte 4 mit Rippen 41 die Rückwand des Gehäuses 9. An der Fronttür 91 sind Leiterplatten 92, 93 mit der zugehörigen Elektronik angeordnet, die über Bandleitungen 94 untereinander und mit den Thyristorblöcken 1 verbunden sind. Zusätzlich sind im Inneren des Gehäuses 9 noch die Stromwandler 95, Kommutierungsdrosseln 96, Sicherungen 97 und Kreisstromdrosseln 98 für mehrere Antriebe angeordnet, so daß man ein komplettes Gerät erhält, das gegebenenfalls direkt an die Werkzeugmaschine angebaut werden kann.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Spannungsversorgungsgerät für Werkzeugmaschinenantriebe, denen jeweils ein eigener Thyristorumrichter zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß Thyristorblöcke (1), bei denen in einem elektrisch isolierten Gehäuse (14) mindestens zwei Thyristoren (11, 12) angeordnet sind und die elektrischen Anschlüsse (a, b, c) auf der der Auflagefläche abgewandten Oberseite (15) des Gehäuses (14) liegen, für mindestens zwei Umrichter (5, 6) einseitig auf einer Platte (4) angeordnet sind und daß die Umrichter (5, 6) über in der Ebene der elektrischen Anschlüsse (a, b, c) vorgesehene Schienen (53,54,55) schaltbar sind.

2. Spannungsversorgungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (4) als Rückwand des Gerätegehäuses (9) rückseitig mit Kühlrippen (41) versehen ist.

3. Spannungsversorgungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umrichter (5, 6) in dreipulsiger Gegenparallelschaltung für zwei voneinander unabhängige Antriebe oder in sechspulsiger Kreuzschaltung für einen einzigen Antrieb schaltbar sind.