DE3332515A1 - Electrical machine - Google Patents

Electrical machine

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DE3332515A1
DE3332515A1 DE19833332515 DE3332515A DE3332515A1 DE 3332515 A1 DE3332515 A1 DE 3332515A1 DE 19833332515 DE19833332515 DE 19833332515 DE 3332515 A DE3332515 A DE 3332515A DE 3332515 A1 DE3332515 A1 DE 3332515A1
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Rüdiger Ing.(grad.) 6840 Lampertheim Fuchs
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BBC Brown Boveri AG Germany
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BBC Brown Boveri AG Germany
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/22—Auxiliary parts of casings not covered by groups H02K5/06-H02K5/20, e.g. shaped to form connection boxes or terminal boxes
    • H02K5/225—Terminal boxes or connection arrangements
    • H—ELECTRICITY
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/04—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for rectification
    • H02K11/049—Rectifiers associated with stationary parts, e.g. stator cores
    • H02K11/05—Rectifiers associated with casings, enclosures or brackets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K11/40—Structural association with grounding devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

In this electrical machine (1), for example a motor or a generator, a converter apparatus (7) which is used for driving the machine (1) is installed in the terminal box (5). As a result of this measure, there is no additional cost in comparison with an unregulated machine on installation of a converter-regulated machine. The housing (2), which is provided with cooling ribs (4), of the machine is made use of to dissipate the heat resulting from the power loss from the converter apparatus (7). For improved heat dissipation, the terminal box (5) is provided with a flat, planar contact surface (6) which is used for mounting the converter apparatus. The converter apparatus (7) has a plurality of motor connection terminals (11) for machine-internal electrical connection, as well as mains connection terminals (9) and control connection terminals (10) for external connection. <IMAGE>

Description

Elektrische Maschine Electric machine

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Maschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an electrical machine according to the Preamble of claim 1.

Eine solche elektrische Maschine ist z.B. aus dem BBC-Handbuch für Elektromotoren von Dr. Rentzsch, Giradet-Verlag, Essen, 1980, Seite 2lot6 bekannt.Such an electrical machine is e.g. from the BBC manual for Electric motors from Dr. Rentzsch, Giradet-Verlag, Essen, 1980, page 2lot6 known.

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.In many cases there is a requirement for an electrical machine, for example to operate a motor with variable voltage with speed control. For this it is It is common practice to use a converter device from an AC voltage network to drive the motor to feed, with a separate converter device is provided, which on the one hand with the mains, on the other hand via connecting cables with the terminal box of the motor connected is. This results in additional installation work compared to unregulated ones Motors, which has the consequence that often on the use of a regulated motor is waived.

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.On this basis, the invention is based on the object one Specify electrical machine of the type mentioned, which despite the use of a Converter device does not require any additional installation effort.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.This object is achieved by the features characterized in claim 1 solved.

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.The advantages that can be achieved with the invention are, in particular, that by integrating the converter device in the terminal box of an electrical Machine a very simple electrical connection of the machine is made possible. The machine and Stromriehtergeträt form an inexpensive to manufacture and robustly constructed Unit and do not require any additional installation work compared to an unregulated one Machine. In order to dissipate the heat loss generated in the converter device, it can be advantageous the housing of the machine itself can be used. Further advantages are from the can be seen in the following description.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Appropriate refinements of the invention are set out in the subclaims marked.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.An embodiment of the invention is described below with reference to the Explained in the drawings illustrated embodiment.

Es zeigen: Fig. 1 eine elektrische Maschine mit integriertem Stromrichtergerät, Fig. 2 ein beispielhaftes elektrisches Prinzip-Schaltbild der Maschinen/Stromrichteranordnung.They show: FIG. 1 an electrical machine with an integrated converter device, 2 shows an exemplary electrical principle circuit diagram of the machine / converter arrangement.

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.In Fig. 1 is an electrical machine with an integrated converter device shown. As an electric machine is an electric motor 1, e.g. a direct current shunt motor, with housing 2 and drive shaft 3 shown.

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.The housing 2 is provided with cooling fins Lt. For electrical connection of the electric motor 3, a terminal box 5 is provided in the housing 2. This terminal box 5 has a flat contact surface 6 for attaching a converter device 7. To enable the converter device 7 to be screwed into the terminal box 5, are threaded holes 8 in the flat contact surface 6 available.

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.The converter device 7 has power supply terminals 9 and control terminals 10 for the external and motor connection terminals 11 for the machine-internal connection. For carrying out the from the motor connection terminals 11 to the winding connections The engine-internal lines leading to the engine is a hole 12 in the plane Contact surface 6 is provided. For screwing the terminal box cover (not shown) with the terminal box 5 are used several quick-release axles 13, which are preferably in the four Corners of the terminal box are arranged.

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.For external electrical connection of the machine / converter arrangement Terminals 9 with mains connection lines 14 and terminals 10 with control connection lines 15 to connect. For internal electrical connection between the motor windings and the converter device, the terminals 11 are connected to motor connection lines 16.

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.In Fig. 2 is an exemplary, well-known electrical Principle circuit diagram of the machine / converter device arrangement shown. The converter device contains a single-pulse thyristor circuit, as it is generally used to control DC motors used can be. There are others in general too known converter circuits for commutator, asynchronous or synchronous machines applicable.

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.In detail, the converter device 7 contains an uncontrolled rectifier bridge 17, the AC voltage side with two mains connection terminals 9 and the DC voltage side Connected to the field winding 18 of the electric motor 1 via two motor connection terminals 11 is. A thyristor 19 serving for phase control is via its anode to the mains connection terminal 9 intended for the phase and via its cathode to the Armature winding 20 of the motor connected. The other terminal of the armature winding 20 is via a motor connection terminal 11 directly with that intended for the neutral conductor Mains connection terminal 9 connected. With the control terminal of the thyristor 19 is a Control device 21 connected, the input side to the control terminals 10 is connected. The control device 21 forms ignition pulses for control of the thyristor 19, the angular position of which depends on the height of the control terminals 10 lying voltage is dependent.

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.By including the converter device 7 in the terminal box 5 of the electric motor 1, the motor and converter form a unit and it is not a unit Additional installation work required compared to uncontrolled motors. The derivation the heat loss occurring in the converter device 7 during operation takes place on the bottom plate of the converter 7, the flat contact surface 6 of the terminal box 5 and the cooling fins 4 of the housing 2, i.e. the motor housing serves at the same time to dissipate the motor and converter power loss. The terminal box 5 and -Lid can be ribbed if necessary, depending on the cooling conditions be.

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.The one usually provided in the terminal box of an electrical machine Terminal strip can be omitted in the electrical machine according to the invention, since the Converter device 7 itself has connections 9 and 11, both for connection to the mains as well as to interconnect the motor.

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.Components that are not housed in the converter device 7 itself can also be arranged in the terminal box 5, e.g. mains fuses to protect the converter device 7 as well as the wiring components of the converter device 7. The converter device 7 is for this purpose with further terminals for connecting these components Mistake.

Claims (3)

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. Claims 1. Electrical machine with suitable for heat dissipation Housing and terminal box, characterized in that a for controlling the machine serving converter device (7) is integrated. 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. 2. Electrical machine according to claim 1, characterized in that that the terminal box (5) for fastening the converter device (7) with a flat, suitable for heat dissipation contact surface (6) is provided. 3. Elektrische Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Klemmenkasten (5) und -deckel gerippt ausgeführt sind. 3. Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the terminal box (5) and cover are ribbed. Lt. Elektrische Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Beschaltungs-Bauelemente des Stromrichtergerätes (7) im Klemmenkasten (5) angeordnet sind. Lt. Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized characterized in that individual wiring components of the converter device (7) are arranged in the terminal box (5).
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