DE9203421U1

DE9203421U1 - Schmelzsicherung

Info

Publication number: DE9203421U1
Application number: DE9203421U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1992-03-13
Filing date: 1992-03-13
Publication date: 1992-04-30
Anticipated expiration: 2002-03-14

Description

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Siemens Aktiengesellschaft

Schmelzsicherung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schmelzsicherung für den Einsatz in eine niederinduktive Verschienung, wobei die Schmelzsicherung aus einem Sicherungskörper, einem Schmelzleiter und zwei elektrischen Anschlüssen besteht, wobei der Schmelzleiter zwischen diesen Anschlüssen angeordnet sind.

Spannungszwischenkreis-Wechselrichter mit sehr schnell schaltenden Leistungshalbleitern, die ohne Einschaltentlastungsnetzwerk betrieben werden können, erfordern eine möglichst geringe Streuinduktivität der Verbindung Zwischenkreis-Wechselrichter, da die Energie in dieser Induktivität beim Schalten der Wechselrichter-Stromrichterventile Überspannungen erzeugen. Diese Überspannungen müssen im allgemeinen durch ein Beschaltungsnetzwerk auf für die Stromrichterventile ungefährliehe Werte begrenzt werden. Der Aufwand für dieses Netzwerk ist umso höher, je größer die Streuinduktivitäten sind.

Eine sehr geringe Streuinduktivität läßt sich bekanntlich durch eine Verschienung mit parallel geführten Leitern erreichen.

Störend sind hierbei Sicherungen herkömmlicher Bauform, die - zumindest bei Wechselrichtern größerer Leistung und/oder Spannung - als Kurzschlußschutz in der Verbindung Zwischenkreis-Wechselrichter erforderlich sind. Die durch den Einbau der Sicherung verursachte Induktivität und die Induktivität der Sicherung selbst stellen oft den überwiegenden Anteil an der Gesamtinduktivität dar.

Ur/Bim / 11.03.199?

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Diese Sicherung ist nicht dafür vorgesehen, im Fehlerfall die Stromrichterventile zu schützen. Vielmehr soll sie im Falle eines Kurzschlusses im Wechselrichter den Kurzschlußstrom unterbrechen und damit verhindern, daß die gesamte Energie des Zwischenkreises in diesem Kurzschluß freigesetzt wird und u.U. Schaden an benachbarten Komponenten zur Folge hat.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Schmelzsicherung anzugeben, die sich in eine niederinduktive Verschienung optimal einbauen läßt, ohne dabei die Streuinduktivität dieser Verschienung zu vergrößern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Sicherungskörper ein rohrförmiger Isolierkörper vorgesehen ist und daß der Schmelzleiter derart mit minimalem Abstand entlang eines Teils der Mantelfläche des Sicherungskörpers geführt ist, daß beim Einsatz dieser Schmelzsicherung in der niederinduktiven Verschienung ein Abstand zwischen einer Stromschiene dieser Verschienung und dem Schmelzleiter minimal ist.

Da die Induktivität einer Stromschleife proportional der von ihr eingeschlossenen Fläche ist, wird mittels dieser erfindungsgemäßen Gestaltung der Schmelzsicherung die Induktivität der niederinduktiven Verschienung mit dieser erfindungsgemäßen Schmelzsicherung gegenüber einer niederinduktiven Verschienung mit einer herkömmlichen Schmelzsicherungen wesentlich kleiner.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Schmelzsicherung ist der rohrförmige Isolierkörper mit einem quaderförmigen Querschnitt versehen und als elektrischer Anschluß ist eine L-förmige Stromschiene vorgesehen, die derart gestaltet ist, daß der kurze Steg dieser Stromschiene eine Stirnseite des Sicherungskörpers bildet, wodurch der lange Steg dieser Stromschiene annähernd fluchtend zum Schmelzleiter angeordnet ist.

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Durch diese Ausgestaltung wird die Schmelzsicherung besonders flach und kurz und sie kann in einer der Stromschienen der niederinduktiven Verschienung derart angeordnet werden, daß sie die Induktivität der Verschienung nicht wesentlich erhöht. 5

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Schmelzsicherung, wobei der rohrförmige Isolierkörper einen quaderförmigen Querschnitt aufweist, ist als elektrischer Anschluß eine U-förmige Stromschiene vorgesehen, die derart gestaltet ist, daß ein erster Schenkel dieser U-förmigen Stromschiene eine Stirnseite des Schmelzkörpers bildet, daß ein zweiter Schenkel als lösbarer Anschluß ausgebildet ist und daß der Steg dieser U-förmigen Stromschiene annähernd fluchtend zum Schmelzleiter im Sicherungskörper angeordnet ist.

Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung der elektrischen Anschlüsse der erfindungsgemäßen Schmelzsicherung werden die lösbaren Verbindungen mit einem Hin- oder Rückleiter dieser niederinduktiven Verschienung aus der Ebene dieser parallelen Stromschiene in eine zu dieser Ebene senkrechten verlagert, wodurch die eingeschlossene Fläche und somit die Induktivität dieser niederinduktiven Verschienung noch weiter verringert wird. Außerdem muß zur Befestigung der Schmelzsicherung in einem Leiter der niederinduktiven Verschiebung der andere Leiter nicht mehr mit Durchbrüchen versehen werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der rohrförmige Isolierkörper mit einem kreisförmigen Querschnitt versehen und im Sicherungskörper sind mehrere Schmelzleiter gemäß der Erfindung angeordnet. Durch diese Ausgestaltung kann diese Sicherung axial oder auch radial in der niederinduktiven Verschienung angeordnet werden. Dabei ist eine Stromschiene als zylinderförmiger Topf ausgestaltet, damit die Schmelzleiter und die Stromschiene jeweils zueinander einen minimalen Abstand aufweisen, so daß sich die Induktivität der

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niederinduktiven Verschienung durch diese Sicherung nicht wesentlich erhöht.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der mehrere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Schmelzsicherung schematisch veranschaulicht sind.

Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schmelzsicherung und in

Figur 2 ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schmelzsicherung dargestellt und die

Figuren 3 und 4 zeigen jeweils den verwendungsgemäßen Einsatz der Schmelzsicherungen nach Figur 1 und 2.

Die Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schmelzsicherung für den Einsatz in eine niederinduktiven Verschienung. Diese Schmelzsicherung 2 besteht aus einem Sicherungskörper 4, einem Schmelzleiter 6 und zweier elektrischer Anschlüsse 8 und 10. Der Schmelzleiter 6 ist im Inneren des Sicherungskörpers 4 zwischen den elektrischen Anschlüssen 8 und 10 angeordnet. Als Sicherungskörper 4 ist in dieser Darstellung ein rohrförmiger Isolierkörper 12 mit quaderförmigem Querschnitt vorgesehen. Der rohrförmige Isolierkörper 12 kann auch mit einem kreisförmigen Querschnitt versehen sein, wobei dieser Isolierkörper 12 dann vorteilhafterweise mehrere Schmelzleiter 6 aufnimmt, die jeweils mit minimalem Abstand parallel zu einem Teil der Mantelfläche des Isolierkörpers 12 angeordnet sind. Als elektrischer Anschluß 8 bzw. 10 ist eine L-förmige Stromschiene vorgesehen, die derart gestaltet ist, daß der kurze Steg 14 dieser L-förmigen Stromschiene eine Stirnseite des Sicherungskörpers 4 bildet, wodurch der lange Steg 16 dieser L-förmigen Stromschiene fluchtend zu einer Flachseite 18 des Sicherungskörpers 4 angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung der elektrischen Anschlüsse 8 und 10

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werden die stirnseitigen Öffnungen des rohrförmigen Isolierkörpers 12 verschlossen und die Dicke dieser Schmelzsicherungen 2 kann minimal gehalten werden. Der Schmelzleiter 6, der vorteilhafterweise bandförmig ausgeführt ist, verläuft mit minimalem Abstand zu dieser Flachseite 18 des Sicherungskörpers 4, die mittels der elektrischen Anschlüsse 8 und 10 über den Anschlußkörper 4 hinaus verlängert ist. Der lange Steg 16 der elektrischen Anschlüsse 8 und 10 ist für eine lösbare Befestigung mit einem Leiter einer niederinduktiven Verschienung, beispielsweise eines Umrichters, jeweils mit einer Bohrung 22 versehen.

Die Figur 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schmelzsicherung 2 für den Einsatz in eine niederinduktive Verschienung, wobei gleiche Elemente mit gleichen Bezeichnungen versehen sind. Gegenüber der Ausführungsform gemäß Figur 1 sind bei dieser Schmelzsicherung 2 die elektrischen Anschlüsse 8 und 10 anders gestaltet. Bei dieser Ausführungsform der Schmelzsicherung 2 ist als elektrischer An-Schluß 8 bzw. 10 eine U-förmige Stromschiene vorgesehen, die derart gestaltet ist, daß ein erster Schenkel 24 dieser U-förmigen Stromschiene eine Stirnseite des Sicherungskörpers 4 bildet, daß ein zweiter Schenkel 26 mit einer Bohrung 22 versehen ist und daß der Steg 28 fluchtend zu einer Flachseite 18 des Sicherungskörpers 4 angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung wird die Vorrichtung zur lösbaren Befestigung der Schmelzsicherung 2 mit einem Leiter einer niederinduktiven Verschienung in eine andere Ebene verlagert.

In der Figur 3 ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Schmelzsicherung 2 gemäß Figur 1 in einer niederinduktiven Verschienung 30 näher dargestellt, von der aus Übersichtlichkeitsgründen nur ein Ausschnitt dargestellt ist. Diese niederinduktive Verschienung 30 besteht aus einem Hinleiter 32, einem Rückleiter 34 und einer Isolierschicht 36. Die Isolierschicht 36 ist zwischen den beiden Stromleitern 32 und 34 angeordnet. Der

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Hinleiter 32 ist geteilt und deren freien Enden sind jeweils mit einer zur Bohrung 22 der Schmelzsicherung 2 korrespondierenden Bohrung 38 versehen. Außerdem ist der Rückleiter 34 mit zu den Bohrungen 22 der Schmelzsicherung 2 korrespondierenden Durchbrüchen 40 versehen. Die Schmelzsicherung 2, der Hinleiter 32 und der Rückleiter 34 werden mittels einem lösbaren Befestigungsmittel miteinander verbunden. Diese Anordnung schließt eine Fläche 42 ein, die von folgenden stromführenden Teilen umschlossen wird: Schmelzleiter 6, Hinleiter 32, Rückleiter 34 und Hinleiter 32. Die Induktivität dieser Stromschleife ist proportional der eingeschlossenen Fläche 42. Da durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Schmelzsicherung 2, nämlich der flache Aufbau, bedingt durch die elektrischen Anschlüsse 8 und 10, und die Anordnung des Schmelzleiters 6, diese eingeschlossene Fläche 42 gegenüber einer Anordnung einer herkömmlichen Sicherung in einer niederinduktiven Verschienung 30 wesentlich verkleinert wird, verringert sich dadurch proportional auch die Induktivität dieser durchflossenen Stromschleife.

In der Figur 4 ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Schmelzsicherung 2 gemäß Figur 2 in eine niederinduktive Verschienung 30 näher dargestellt. Bei diesem Einsatz der Schmelzsicherung 2 gemäß Figur 2 ist der Hinleiter 32 ebenfalls geteilt, jedoch sind seine freien Enden um 90° mechanisch vom Rückleiter 34 der Verschienung 30 weggebogen. Diese freien Enden sind ebenfalls mit einer zur Bohrung 22 der Schmelzsicherung 2 korrespondierenden Bohrung 38 versehen. Dadurch, daß die lösbare Befestigung zwischen den Teilen des Hinleiters 32 und der Schmelzsicherung 2 aus der Ebene der niederinduktiven Verschienung 30 verbannt ist, braucht der Rückleiter 34 nicht mehr mit Durchbrüchen 40 versehen werden und die vom Schmelzleiter 6, Hinleiter 32, Rückleiter 34 und Hinleiter 32 eingeschlossene Fläche 42 wird noch kleiner, wodurch auch die Induktivität dieser Stromschleife sich proportional dazu verkleinert. Die Induktivität dieser Stromschleife ist

Claims

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annähernd so klein, wie die Induktivität der Verschienung 30, da der Schmelzleiter 6 in den Verlauf des Hinleiters 32 integriert ist, d.h. integraler Bestandteil der Stromschiene geworden ist.

Der Grundgedanke aller Ausführungsformen ist der, daß die Schmelzsicherung 2 für den Einsatz in einer niederinduktiven Verschienung 30 so zu gestalten ist, daß der Rückleiter 34 der Verschienung 30 so nahe wie möglich am Schmelzleiter 6 der Schmelzsicherung 2 geführt werden kann. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Schmelzleiter 6 so kurz und so breit wie möglich ausgestaltet wird.

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. Schutzansprüche

1. Schmelzsicherung (2) für den Einsatz in einer niederinduktiven Verschienung (30), wobei die Schmelzsicherung (2) aus

c einem Sicherungskörper (4), einem Schmelzleiter (6) und zwei elektrischen Anschlüssen (8,10) besteht, wobei der Schmelzleiter (6) zwischen diesen Anschlüssen (8,10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Sicherungskörper (4) ein rohrförmiger Isolierkörper (12) vorgesehen ist und daß der Schmelzleiter (6) derart mit minimalem Abstand entlang eines Teils der Mantelfläche des Sicherungskörpers (4) geführt ist, daß beim Einsatz dieser Schmelzsicherung (2) in der niederinduktiven Verschienung (30) ein Abstand zwischen einer Stromschiene (32) dieser Verschienung

(30) und des Schmelzleiters (6) minimal ist.
2. Schmelzsicherung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Isolierkörper (12) mit einem quaderförmigen Querschnitt versehen ist.
3. Schmelzsicherung (2) nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß der rohrförmige Isolierkörper (12) mit einem kreisförmigen Querschnitt versehen ist.

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4. Schmelzsicherung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrischer Anschluß (8 bzw. 10) eine L-förmige Stromschiene vorgesehen ist, die derart gestaltet ist, daß der kurze Steg (14) dieser Stromschiene eine Stirnseite des Sicherungskörpers (4) bildet, wo-

2Q durch der lange Steg (16) dieser Stromschiene fluchtend zu einer Flachseite (18) des Schmelzkörpers (4) angeordnet ist.
5. Schmelzsicherung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrischer Anschluß or (8 bzw. 10) eine U-förmige Stromschiene vorgesehen ist, die