DE3332515A1

DE3332515A1 - Elektrische maschine

Info

Publication number: DE3332515A1
Application number: DE19833332515
Authority: DE
Inventors: Rüdiger Ing.(grad.) 6840 Lampertheim Fuchs
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1983-09-09
Filing date: 1983-09-09
Publication date: 1985-03-28

Description

Elektrische Maschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Maschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine solche elektrische Maschine ist z.B. aus dem BBC-Handbuch für Elektromotoren von Dr. Rentzsch, Giradet-Verlag, Essen, 1980, Seite 2lot6 bekannt.
Vielfach besteht die Forderung, eine elektrische Maschine, beispielsweise einen Motor, mit variabler Spannung drehzahlgeregelt zu betreiben. Hierzu ist es allgemein üblich, den Motor über ein Stromrichtergerät aus einem Wechselspannungsnetz zu speisen, wobei ein separates Stromrichtergerät vorgesehen ist, das einerseits mit dem Netz, andererseits über Anschlußleitungen mit dem Klemmenkasten des Motors verbunden ist. Es entsteht dadurch ein Installations-Mehraufwand gegenüber ungeregelten Motoren, was zur Folge hat, daß vielfach auf den Einsatz eines geregelten Motors verzichtet wird.
Der Erfindung liegt davon ausgehend die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Maschine der eingangs genannten Art anzugeben, die trotz Einsatz eines Stromrichtergerätes keinen Installations-Mehraufwand erfordert.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile liegen insbesondere darin, daß durch die Integration des Stromrichtergerätes in den Klemmenkasten einer elektrischen Maschine ein sehr einfacher elektrischer Anschluß der Maschine ermöglicht wird. Maschine und Stromriehtergeträt bilden eine preiswert herstellbare und robust aufgebaute Einheit und erfordern keinen Installations-Mehraufwand gegenüber einer ungeregelten Maschine. Zur Wärmeabfuhr der im Stromrichtergerät erzeugten Verlustwärme kann vorteilhaft das Gehäuse der Maschine selbst herangezogen werden. Weitere Vorteile sind aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine elektrische Maschine mit integriertem Stromrichtergerät, Fig. 2 ein beispielhaftes elektrisches Prinzip-Schaltbild der Maschinen/Stromrichteranordnung.
In Fig. 1 ist eine elektrische Maschine mit integriertem Stromrichtergerät dargestellt. Als elektrische Maschine ist ein Elektromotor 1, z.B. ein Gleichstrom-Nebenschlußmotor, mit Gehäuse 2 und Antriebsachse 3 gezeigt.
Das Gehäuse 2 ist mit Kühlrippen Lt versehen. Zum elektrischen Anschluß des Elektromotors 3 ist ein Klemmenkasten 5 im Gehäuse 2 vorgesehen. Dieser Klemmenkasten 5 besitzt eine planebene Kontakt fläche 6 zur Befestigung eines Stromrichtergerätes 7. Um eine Verschraubung des Stromrichtergerätes 7 im Klemmenkasten 5 zu ermöglichen, sind Gewindebohrungen 8 in der planebenen Kontakt fläche 6 vorhanden.
Das Stromrichtergerät 7 besitzt Netzanschlußklemmen 9 sowie Steueranschlußklemmen 10 für den externen und Motoranschlußklemmen 11 für den maschineninternen Anschluß. Zur Durchführung der von den Motoranschlußklemmen 11 zu den Wicklungsanschlüssen des Motors führenden maschineninternen Leitungen ist eine Bohrung 12 in der planebenen Kontaktfläche 6 vorgesehen. Zur Verschraubung des (nicht dargestellten) Klemmenkastendeckels mit dem Klemmenkasten 5 dienen mehrere Steckachsen 13, die vorzugsweise in den vier Ecken des Klemmenkastens angeordnet sind.
Zum externen elektrischen Anschluß der Maschinen/Stromrichteranordnung sind die Klemmen 9 mit NetzanschluBleitungen 14 sowie die Klemmen 10 mit Steueranschlußleitungen 15 zu verbinden. Zum internen elektrischen Anschluß zwischen den Motorwicklungen und dem Stromrichtergerät werden die Klemmen 11 mit Motoranschlußleitungen 16 verbunden.
In Fig. 2 ist ein beispielhaftes, allgemein bekanntes elektrisches Prinzip-Schaltbild der Maschinen/Stromrichtergerät-Anordnung dargestellt. Das Stromrichtergerät enthält eine einpulsige Thyristorschaltung, wie sie allgemein zur Steuerung von Gleichstrommotoren verwendet werden kann. Es sind auch andere allgemein bekannte Stromrichterschaltungen für Kommutator-, Asynchron- oder Synchronmaschinen einsetzbar.
Im einzelnen enthält das Stromrichtergerät 7 eine ungesteuerte Gleichrichterbrücke 17, die wechselspannungsseitig mit zwei Netzanschlußklemmen 9 und gleichspannungsseitig ber zwei Motoranschlußklemmen 11 mit der Feldwicklung 18 des Elektromotors 1 verbunden ist. Ein zur Phasenanschnittsteuerung dienender Thyristor 19 ist über seine Anode an die für die Phase bestimmte Netzanschlußklemme 9 und über seine Kathode an die Ankerwicklung 20 des Motors angeschlossen. Die weitere Klemme der Ankerwicklung 20 ist über eine Motoranschlußklemme 11 direkt mit der für den Nulleiter bestimmten Netzanschlußklemme 9 verbunden. Mit dem Steueranschluß des Thyristors 19 ist eine Steuereinrichtung 21 verbunden, die eingangsseitig an die Steueranschlußklemmen 10 angeschlossen ist. Die Steuereinrichtung 21 bildet Zündimpulse zur Ansteuerung des Thyristors 19, deren Winkellage von der Höhe der an den Steueranschlußklemmen 10 liegenden Spannung abhängig ist.
Durch die Einbeziehung des Stromrichtergerätes 7 in den Klemmenkasten 5 des Elektromotors 1 bilden Motor und Stromrichter eine Einheit und es ist kein Installations-Mehraufwand gegenüber ungeregelten Motoren erforderlich. Die Ableitung der im Stromrichtergerät 7 während des Betriebes entstehenden Verlustwärme erfolgt über die Bodenplatte des Stromrichters 7, die planebene Kontakt fläche 6 des Klemmenkastens 5 und die Kühlrippen 4 des Gehäuses 2, d.h. das Motorgehäuse dient gleichzeitig zur Abfuhr der Motor- und der Stromrichterverlustleistung. Der Klemmenkasten 5 und -deckel kann den Kühlbedingungen entsprechend gegebenenfalls gerippt ausgeführt sein.
Die übLicherweise im Klemmenkasten einer elektrischen Maschine vorgesehene Klemmleiste kann bei der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine entfallen, da das Stromrichtergerät 7 selbst Anschlüsse 9 und 11 besitzt, die sowohl zum Anschluß an das Netz als auch zum Verschalten des Motors geeignet sind.
Komponenten, die nicht im Stromrichtergerät 7 selbst untergebracht sind, können ebenfalls im Klemmenkasten 5 angeordnet werden, z.B. Netzsicherungen zum Schutz des Stromrichtergerätes 7 sowie Beschaltungs-Bauelemente des Stromrichtergerätes 7. Das Stromrichtergerät 7 ist hierzu mit weiteren Klemmen zum Anschluß dieser Komponenten versehen.

Claims

Ansprüche 1. Elektrische Maschine mit zur Wärmeabfuhr geeignetem Gehäuse und Klemmenkasten, dadurch gekennzeichnet, daß im Klemmenkasten (5) ein zur Ansteuerung der Maschine dienendes Stromrichtergerät (7) integriert ist.
2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmenkasten (5) zur Befestigung des Stromrichtergerätes (7) mit einer planebenen, zur Wärmeabfuhr geeigneten Kontaktfläche (6) versehen ist.
3. Elektrische Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Klemmenkasten (5) und -deckel gerippt ausgeführt sind.

Lt. Elektrische Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Beschaltungs-Bauelemente des Stromrichtergerätes (7) im Klemmenkasten (5) angeordnet sind.