PL178367B1

PL178367B1 - Sposób i układ tłumienia emisji fal o częstotliwości radiowej z napędu elektrycznego

Info

Publication number: PL178367B1
Application number: PL95311338A
Authority: PL
Inventors: Colin Hargis
Original assignee: Control Tech Plc
Priority date: 1994-03-08
Filing date: 1995-03-02
Publication date: 2000-04-28
Also published as: ES2122553T3; FI955308L; MX9504670A; WO1995024763A1; DE697147T1; FI955308A7; EP0697147B1; JPH08510114A; HRP950111A2; DE69503991D1; DK0697147T3; FI955308A0; ATE169784T1; GB9503527D0; EP0697147A1; RU2155428C2; DE69503991T2; JP2898096B2; GB2287363B; PL311338A1

Abstract

1. Sposób tlumienia em isji fa l o czestotliwosci radiowej z napedu elektrycznego, zawierajacego elektroniczny stero- wnik z obwodami przelaczajacymi, które generuja fale o wysokich czestotliwosciach, i silnik elektryczny, do którego doprowadza sie przez elektroniczny sterownik zasilanie ze zródla energii elektrycznej, znamienny tym, ze odbiera sie przez elektryczny ekran fale o czestotliwosci radiowej, które podczas pracy sa emitowane co najmniej z czesci napedu elektrycznego, i kieruje sie prad elektryczny wzbudzony w elektrycznym ekranie do nieuziemionej koncówki na wej- sciu obwodów przelaczajacych sterownika elektronicznego. 4. Uklad tlumienia emisji fal o czestotliwosci radiowej z napedu elektrycznego, zawierajacego sterownik elektroni- czny z obwodami przelaczajacymi, które generuja fale o wy- sokich czestotliwosciach, i silnik elektryczny, do którego jest doprowadzane przez elektroniczny sterownik zasilanie ze zródla energii elektrycznej, oraz elektryczny ekran do od- bioru fal o czestotliwosciach radiowych, które sa emitowane co najmniej z czesci napedu elektrycznego, znamienny tym, ze elektryczny ekran (9 , 9', 1 4 , 1 5 , 16, 54, 6 1 , 7 5 , 101’ , 102', 103') jest polaczony z nieuziemiona konców ka na wej- sciu obwodów przelaczajacych sterownika elektronicznego (12, 40, 40’ , 102). Fig. 1 PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ tłumienia emisji fal o częstotliwości radiowej z napędu elektrycznego.

Regulację parametrów funkcjonalnych, takich jak prędkość lub moment obrotowy silnika elektrycznego, osiąga się przez zastosowanie sterownika elektronicznego, w skład którego wchodzi element półprzewodnikowy lub układ scalony dostosowany do pracy w warunkach szybkiej komutacji. Przykładem sterownika elektronicznego jest falownik z modulacją szerokości impulsów (PWM). Te szybkie obwody przełączające są wykorzystywane w różnych rodzajach napędów elektrycznych, na przykład do sterowania falownika prądu zmiennego z silnikami o magnesach trwałych, silnikami reluktancyjnymi, z napędami nadążnymi, z silnikami prądu zmiennego lub stałego, jak również z impulsowymi silnikami reluktancyjnymi. Przy zastosowaniu trybu szybkiego przełączania w sterowniku możliwe jest otrzymanie różnych pożądanych

178 367 właściwości funkcjonalnych, takich jak równomierność regulacji mocy wyjściowej lub momentu silnika elektrycznego, bez znacznych strat energii elektrycznej.

Korzyść wynikająca z elastyczności sterowania silnika elektrycznego, możliwej przy zastosowaniu szybkich obwodów przełączających, powoduje jednakże generację wysokiego poziomu energii o częstotliwości radiowej, która potencjalnie może przenikać do otaczającego środowiska powodując niedopuszczalne zaburzenia pracy w sąsiednich urządzeniach. W niektórych przypadkach zaburzenia mogą mieć potencjalnie niebezpieczne konsekwencje. Spowodowało to zaostrzenie przepisów prawnych, wyrażone na przykład w zaleceniu dotyczącym emisji fal elektromagnetycznych nr 89/336/EEC ustanowionym w celu zapewnienia, że nowy sprzęt i jego instalacj a nie będąpowodowały potencj alnie niebezpiecznych poziomów emisj i sygnałów o częstotliwości radiowej.

Wykorzystanie urządzenia z szybkimi obwodami przełączającymi dla sterowania silnika elektrycznego oraz ekranowanie zakłóceń indukcyjnych generowanych w silniku elektrycznym jest ujawnione w opisie patentowym USA nr 5 021 725. W tym znanym rozwiązaniu rama silnika prądu stałego jest połączona z zaciskiem uziomu, który jest wspólny z końcówką uziemiającą źródła zasilania prądu stałego.

Zmniejszenie emisji o częstotliwości radiowej z urządzeń elektrycznych, tak aby mieściły się one w dopuszczalnych granicach, można osiągnąć także przy zastosowaniu filtru elektrycznego, lecz odpowiedni filtr zwykle jest nadmiernie kosztowny i duży. W przypadku zasilania prądem zmiennym, filtr powoduje również występowanie prądów upływu do ziemi, które stanowią pewien problem i mogą być przyczyną przedwczesnego zadziałania urządzeń zabezpieczających. Inne znane rozwiązania, na przykład przestrzeganie, aby konstrukcje obwodów mogących powodować generację sygnałów o częstotliwości radiowych, były budowane z uziemionym ekranem, co nie jest często ani możliwe, ani skuteczne w przypadku obwodów sieciowych, gdzie ze względów bezpieczeństwa żądane jest oddzielenie układu zasilającego od ziemi.

Istotą sposobu tłumienia emisji fal o częstotliwości radiowej z napędu elektrycznego, według wynalazku, zawierającego elektroniczny sterownik z obwodami przełączającymi, które generują fale o wysokich częstotliwościach, i silnik elektryczny, do którego doprowadza się przez elektroniczny sterownik zasilanie ze źródła energii elektrycznej, jest to, że odbiera się przez elektryczny ekran fale o częstotliwości radiowej, które podczas pracy są emitowane co najmniej z części napędu elektrycznego, i kieruje się prąd elektryczny wzbudzony w elektrycznym ekranie do nieuziemionej końcówki na wejściu obwodów przełączających sterownika elektronicznego.

Korzystnie, że wykonuje się połączenie elektryczne między wejściem obwodów przełączających sterownika elektronicznego a elektrycznym ekranem, który w zasadzie całkowicie otacza co najmniej część silnika elektrycznego, z którego podczas pracy są emitowane fale o częstotliwościach radiowych.

Korzystnie, wykonuje się połączenie elektryczne między ekranem elektrycznym a końcówką doprowadzania energii elektrycznej do obwodów przełączających sterownika elektronicznego.

Istotą układu tłumienia emisji fal o częstotliwości radiowej z napędu elektrycznego, według wynalazku, zawierającego sterownik elektroniczny z obwodami przełączającymi, które generują fale o wysokich częstotliwościach, i silnik elektryczny, do którego jest doprowadzane przez elektroniczny sterownik zasilanie ze źródła energii elektrycznej, oraz elektryczny ekran do odbioru fal o częstotliwościach radiowych, które są emitowane co najmniej z części napędu elektrycznego, jest to, że elektryczny ekran jest połączony z nieuziemioną końcówką na wejściu obwodów przełączających sterownika elektronicznego.

Korzystnie, dowolny elektryczny ekran napędu elektrycznego oraz dowolny kabel pomiędzy sterownikiem elektronicznym i napędem elektrycznym są połączone z nieuziemioną końcówką na wejściu obwodów przełączających sterownika elektronicznego.

178 367

Korzystnie, elektryczny ekran jest połączony na wejściu obwodów przełączających sterownika elektronicznego z końcówką do dostarczania energii elektrycznej do obwodów przełączających.

Korzystnie, elektryczny ekran stanowi typową część konstrukcji napędu elektrycznego, którajest połączona z nieuziemionąkońcówkąna wejściu obwodów przełączających sterownika elektronicznego.

Korzystnie, elektryczny ekran stanowi element dodany do konstrukcji napędu elektrycznego, który jest połączony z nieuziemionąkońcówkąna wejściu obwodów przełączających sterownika elektronicznego.

Korzystnie, kabel przesyłający energię od sterownika elektronicznego do silnika elektrycznego, elektroniczny sterownik i silnik elektryczny mają elektryczne ekrany połączone z wejściem obwodów przełączających sterownika elektronicznego.

Korzystnie, zawiera kondensatory włączone między elektrycznym ekranem a elektronicznym sterownikiem lub między zewnętrznym zasilaczem a elektronicznym sterownikiem.

Korzystnie, elektryczny ekran jest dołączony między co najmniej dwoma stopniami sterownika elektronicznego w punkcie, który jest na wejściu drugiego stopnia wytwarzającego promieniowanie o wysokiej częstotliwości.

Korzystnie, ekran elektryczny jest umieszczony między uzwojeniami elektrycznego silnika a jego obudową, przy czym elektryczny silnik zawiera nieuziemiony, przewodzący łącznik połączony z ekranem elektrycznym elektrycznego silnika.

Korzystnie, uzwojenia elektrycznego silnika umieszczone w szczelinach są otoczone w każdej ze szczelin przez ekran elektryczny.

Korzystnie, każda ze szczelin zawiera co najmniej jeden elektryczny ekran, który otacza uzwojenia elektrycznego silnika w szczelinie.

Korzystnie, stojan ze szczelinami jest częścią elektrycznego ekranu.

Korzystnie, w otworze szczelinyjest umieszczony ekran, któryjest połączony elektrycznie z boczną ścianką szczeliny.

Korzystnie, między ekranem elektrycznym a innymi elementami elektrycznego silnikajest umieszczony materiał izolujący elektrycznie.

Korzystnie, elektryczny ekran zawiera warstwę materiału przewodzącego elektrycznie, umieszczoną między dwiema warstwami materiału izolującego elektrycznie.

Korzystnie, elektryczny ekran zawiera ekran sterownika umieszczony w pobliżu obwodów przełączających sterownika elektronicznego, przy czym ekran sterownika jest połączony poprzez łącznik z wejściem obwodów przełączających sterownika elektronicznego.

Korzystnie, ekran sterownika jest umieszczony między ziemią a końcówkami obwodów przełączających sterownika elektronicznego.

Korzystnie, obwody przełączające sterownika elektronicznego są zamontowane na radiatorze, zaś ekran sterownikajest umieszczony między tymi obwodami przełączającymi a radiatorami.

Korzystnie, ekran sterownika w zasadzie całkowicie obejmuje obwody przełączające sterownika elektronicznego.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest skuteczne tłumienie fal o częstotliwości radiowej w zakresie 150 kHz do 1GHz pochodzących z napędu elektrycznego, przy czym rozwiązanie według wynalazku może być wykorzystane do tłumienia fal o częstotliwości radiowej w szerszym zakresie, na przykład od 9 kHz do 2 GHz i powyżej.

Ponadto stopień stłumienia emisji o częstotliwości radiowej osiągany przy stosowaniu niniejszego wynalazku zapewni albo eliminację, albo redukcję potrzeby stosowania filtru albo umożliwi stosowanie filtru znacznie mniejszego, a zatem tańszego i/lub o mniejszych prądach upływu do ziemi niż to dotychczas było konieczne.

Wynalazek w przykładzie wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat napędu elektrycznego w pierwszej odmianie wykonania, fig. 2 - silnik z fig. 1 w przekroju, fig. 3 - uproszczony przekrój wzdłuż linii 3-3 z fig. 2, fig. 4 - uzwojenia stojana silnika z fig. 1, w przekroju poprzecznym, fig. 5 - szczegół ekranu elektrycznego przedstawione6

178 367 go na fig. 4, fig. 6 - przekrój wzdłuż linii 6-6 z fig. 4, fig. 7 - szczegół zakończenia części rdzenia stojana silnika z fig. 1, fig. 8 - jedną z sekcji ekranu w odmianie wykonania z fig. 1 do 7, fig. 9 - inne wykonanie połączeń wzajemnych napędu elektrycznego z fig. 1, fig. 10 - schemat napędu elektrycznego w drugiej odmianie wykonania wynalazku, fig. 11 - schemat napędu elektryczngo w trzeciej odmianie wykonania wynalazku, fig. 12 - część szybkiego obwodu przełączającego do wykorzystania w napędzie elektrycznym, fig. 13 - sterownik elektroniczny, zawierający obwód przełączających z fig. 12, fig. 14 i 15 przedstawiają inne obwody przełączające do zastosowania w sterowniku z fig. 13, fig. 16 przedstawia inny sterownik elektroniczny, który może zawierać urządzenie z fig. 12, fig. 14 lub 15, fig. 17 - odmianę wykonania połączeń wzajemnych z fig. 12, fig. 14 i fig. 15, fig. 18 - część napędu elektrycznego w innej odmianie wykonania wynalazku, a fig. 19 przedstawia jeszcze inną odmianę wykonania napędu elektrycznego.

Przedstawiony na fig. 1 napęd elektryczny 10 zawiera trójfazowy silnik indukcyjny 11 prądu zmiennego z wirnikiem 22, którego obroty są regulowane za pomocą sterownika elektronicznego 12. Sterownik 12 dołączony jest do zewnętrznego trójfazowego źródła zasilającego. Silnik 11 ma specjalną konstrukcję obejmującą ekran elektryczny, opisany bardziej szczegółowo poniżej.

W odróżnieniu od znanych rozwiązań, w których rama silnika elektrycznego, połączona jest bezpośrednio z ziemiąi występuje przepływ prądu o częstotliwości radiowej do ziemi, w rozwiązaniu według wynalazku silnik 11 może ewentualnie mieć połączenie z ziemią, w celu zapewnienia bezpieczeństwa elektrycznego, lecz dowolne tego rodzaju połączenie nie przewodzi prądu o częstotliwościach radiowych. Natomiast silnik ma wewnątrz ramy silnikowej ekran elektryczny 9, który jest połączony ze sterownikiem elektronicznym 12 za pośrednictwem łącznika 13, za którego pomocąprądrozproszony o częstotliwości radiowej, wzbudzany w ekranie, zostaje zawrócony do sterownika 12 i uniemożliwiony zostaje jego przepływ do układu uziemienia. Przyłączanie łącznika 13 odbywa się do wejścia zasilającego sterownika 12, a zatem po stronie wejściowej szybkiego obwodu przełączającego, który stanowi przynajmniej część tego sterownika 12.

Ekran elektryczny 9 silnika zawiera sekcje ekranowe silnika, wszystkie mieszczące się wewnątrz ramy silnikowej 8, przy czym sekcje te stanowią (patrz fig. 2) kolejno ekran 14 dla uzwojeń 23 umieszczonych w szczelinach 19 stojana 24, laminowane ekrany końcowe 15 na końcach rdzenia stojana 24 oraz przewodzące ekrany nasadkowe 16 uzwojenia.

Ekran 14 (patrz fig. 4 i 5) zawiera części tulejowe 18, które w całości otaczająuzwojenia 23 w szczelinach 19 rdzenia stojana i przechodzą przez całą długość każdej ze szczelin 19. Jak to przedstawiono na fig. 5, każdy ekran 14, jest konstrukcji laminowanej, z warstwą przewodzącego elektrycznie materiału 20, umieszczonego między dwiema warstwami materiału izolacyjnego 21.Ten ekran 14 wykorzystywany jest zamiast, a nie w uzupełnieniu, normalnej pojedynczej warstwy materiału izolacyjnego, zwykle stosowanego jako wyłożenie szczelin stojana. Każdy ekran 14 rozciąga się wzdłużnie poza końce odpowiedniej szczeliny 19, tak że zakończenia poszczególnych ekranów 14 mogą być połączone elektrycznie między sobą w sposób przedstawiony na fig. 6. Tak więc, na końcach dwóch sąsiednich szczelin 19, na zewnątrz tych szczelin, sąsiednie części ścianek bocznych 25a, 25b tulei 14 nie mają warstwy materiału izolującego elektrycznie 21 w celu odsłonięcia warstwy materiału przewodzącego 20. Z jednej ścianki bocznej 25b z par sąsiadujących ze sobą ścianek bocznych usunięta jest wewnętrzna warstwa izolacyjna 21, to znaczy warstwa najbliższa uzwojenia 23, jak również usunięta jest zewnętrzna warstwa izolacyjna 21 z drugiej ścianki bocznej 25a pary. Tak więc, kiedy odsłonięte końce ścianek bocznych zagięte sąpłasko na powierzchnię końcową 26 rdzenia stojana, tworzą one na tej powierzchni końcowej przekładaną strukturę dwóch warstw materiału przewodzącego 20, pozostających w bezpośredniej styczności i umieszczonych między warstwą izolacyjną 21 jednej ze ścianek bocznych 25a a warstwąizolacyjną21 drugiej ścianki bocznej 25b pary sąsiedniej.

Na fig. 7 przedstawiono część jednej z par ekranów końcowych 15, z których każda zapewnia ekranowanie między rdzeniem stojana a końcem stojana. Ekran 15 może stanowić ekran elektryczny skonstruowany w sposób powyżej opisany w odniesieniu do fig. 5. Zależnie od

178 367 wymagań izolacyjności, warstwa materiału przewodzącego 20 może być rozmieszczana na jednej powierzchni tego ekranu, lub też może być włączona w strukturę tego ekranu.

Każdy przewodzący ekran nasadkowy 16 (patrz fig. 2 i 3) również może być skonstruowany w zasadzie w sposób opisany powyżej w odniesieniu do fig. 5. Zależnie od wymagań izolacyjności, najednej powierzchni ekranu 16 może być rozmieszczana folia przewodząca, lub też może ona być włączona w charakterze warstwy wewnętrznej. Końcowe ekrany nasadkowe 16 zapewniają ekranowanie miedzy końcami uzwojenia a obudową 8 silnika.

W opisanej powyżej konstrukcji każda z sekcji ekranu składa się z elementów, które są albo uzupełnieniem standardowych elementów znanego silnika, albo są częściami je zastępującymi, jak w przypadku ekranów 14 dla uzwojeń 23, i które stosowane sązamiast standardowej pojedynczej warstwy materiału izolacyjnego między uzwojeniami a rdzeniem stojana.

W innej odmianie wykonania, opisanej w odniesieniu do fig. 8, stosowana jest standardowa znana część silnika, która stanowi przynajmniej w części jedną z sekcji ekranu. Silnik skonstruowany jest w sposób w zasadzie podobny, jak silnik 11 opisany powyżej w odniesieniu do fig. 1 do 7. Jednakowoż zamiast umieszczania każdego uzwojenia w szczelinie rdzenia stojana wraz z ekranem 14 (patrz fig. 4) o konstrukcji laminowanej i tulejowej, w charakterze części tej sekcji ekranu wykorzystuje się rdzeń 24 stojana oraz stosuje się znane materiały izolacyjne między uzwojeniami a rdzeniem stojana. Ponieważ w przypadku silnika 11, między rdzeniem stojana a ramą stosowana jest izolacja, to rama zwykle połączonajest z ziemią. Stosowane sąrównież ekrany nad uzwojeniami końcowymi, odpowiadające ekranom 16 z fig. 2. Przy zwrotnym dołączeniu rdzenia stojana do strony wejściowej szybkiego obwody przełączającego sterownika 12, ścianki podstawowe i boczne każdej ze szczelin 19, przedstawionych w przekroju na fig. 8, służą do ekranowania każdego uzwojenia po trzech stronach. Czwarta strona, wewnętrzna względem promienia, każdego uzwojenia 23 w pobliżu ujścia odpowiedniej szczeliny 19 ekranowana jest paskowym ekranem przewodzącym 27 rozmieszczonym tak, że wzdłużne krawędzie mają połączenie elektryczne z odpowiednimi ściankami bocznymi szczeliny. Ekran 27 jest utrzymywany w odpowiednim położeniu za pomocą klina 28, izolowanego w znany sposób od uzwojenia 23. Ekran 27 dołączony jest do sterownika za pośrednictwem rdzenia stojana, a zatem ekranowane są wszystkie cztery strony uzwojenia, jak to pokazano na fig. 8.

Jeżeli sterownik elektroniczny 12 nie jest umieszczony w sąsiedztwie silnika elektrycznego 11, i kabel połączeniowy 30 (patrz fig. 1) ma znaczną długość i może emitować energię o częstotliwości radiowej, to ten kabel połączeniowy może być zaopatrzony w ekran. Połączenie tego ekranu z ziemią w sposób znany spowodowałoby wystąpienie pojemności między przewodami zasilającymi kabla 30 a ekranem, co spowodowałoby ten sam skutek w postaci zwiększenia emisji częstotliwości radiowej z napędu, ze względu na pojemność między uzwojeniami silnika a jego częścią uziemioną. W celu uniknięcia lub zmniejszenia tego efektu, korzystne jest jeżeli ekran wokół kabla 30 dołączony jest do tej samej części sterownika 12, do której jest dołączony ekran 9 silnika. Może on mieć połączenie za pośrednictwem łącznika 13.

Zamiast połączenia bezpośredniego, ekran elektryczny silnika 11 i/lub kabel połączeniowy 30 mogą mieć połączenie ze sterownikiem 12 za pośrednictwem kondensatora. Jedną z odpowiednich konstrukcji przedstawiono na fig. 9. Kondensator 31 wchodzi w skład łącznika 13. Ewentualnie stosowany jest rezystor upływowy 32, w tym przypadku między ziemią a stroną ekranową kondensatora, w celu zapewnienia, że na ekranie potencjał o częstotliwości zasilania jest niewielki, przy czym wartość rezystora dobiera się tak, aby zapewnić, że do ziemi nie popłynie znaczny prąd wielkiej częstotliwości. Wartość kondensatora 31 dobiera się tak, aby stanowiła niewielką impedancję przy częstotliwościach odpowiadających częstotliwość i radiowej i dużą impedancjąprzy częstotliwości zasilającej.

W drugiej odmianie wykonania wynalazku, sterownik elektroniczny 40 (patrz fig. 10) zawiera stałoprądowy stopień częstotliwości pośredniej, w skład którego wchodzi kondensator 45 lub dwa kondensatory połączone szeregowo zamiast pojedynczego kondensatora 45, jeżeli jest to bardziej pożądane ze względu na konieczność uwzględnienia wartości napięcia. Pierwsza część 41 sterownika stanowi prostownik dla zasilacza 39, a druga część 42 stanowi zespół tranzystorów

178 367 mocy lub innych przełączających elementów mocy, przetwarzający prąd stały na prąd zmienny w celu umożliwienia zasilania silnika 43 prądu zmiennego. Stosuje się ekran elektryczny 9', stosowany w przypadku silnika 43, dołączony do sterownika 40 za pośrednictwem połączenia 44, które realizuje połączenie prądu stałego między częściami 41, 42 sterownika 40 i jest dołączone do wejścia drugiej części 42 z obwodami przełączającymi.

Połączenie 44 może stanowić połączenie bezpośrednie między silnikiem 43 a sterownikiem 40, jak to przedstawiono na fig. 10. W odróżnieniu od tego, w połączenie 44 może być włączony kondensator w sposób podobny do sposobu włączenia kondensatora 31 z fig. 9. Kondensator wprowadzony w połączenie 44 z fig. 10 również może mieć wartość pojemności dobraną tak, aby stanowiła małą impedancję na częstotliwości radiowej, a dużą impedancję na częstotliwości zasilania. Ewentualnie może być stosowany rezystor upływowy między ziemią a stroną ekranową kondensatora przyporządkowaną połączeniu 44, w sposób podobny do stosowania rezystora upływowego 32 w rozwiązaniu z fig. 9.

Na fig. 11 przedstawiono odmianę wykonania z fig. 10. Pojedynczy kondensator 45 z fig. 10 zastąpiono dwoma kondensatorami 45' połączonymi szeregowo w sterowniku 40', a połączenie 44' od ekranu 43' silnika przyłączone jest między tymi dwoma kondensatorami 45'. Zapewnia to otrzymanie korzyści, jak w strukturze z kondensatorem 31 z fig. 9, lecz bez konieczności stosowania specjalnie w tym celu dodatkowego kondensatora.

Poza stosowaniem ekranu 9 silnika i ewentualnie również ekranu kabla połączeniowego 30, dołączonego zwrotnie do sterownika 12,40 w sposób opisany uprzednio, sterownik ten może zawierać szybkie obwody przełączające, które w podobny sposób jest oddzielone od ziemi ekranem zwanym ekranem sterownika, który dołączony jest do sterownika po stronie wejściowej obwodów przełączających. Obwody przełączające mogą zawierać element półprzewodnikowy 50 (patrz fig. 12) zainstalowany na płycie bazowej 51, która od zewnątrzjest izolowana elektrycznie od radiatora 52, przez wstawionąwarstwę izolacyjną. 53. Jako ekran między płytąbazową51 a radiatorem 52 jest stosowany ekran elektryczny 54 sterownika. Ekran 54 sterownika jest izolowany elektrycznie od płyty bazowej 51 za pomocąwarstwy izolacyjnej 53 i jest izolowany od radiatora 52, który może być uziemiony, za pomocą dodatkowej warstwy 55 materiału izolującego elektrycznie. Jeżeli w sterowniku 12 stosuje siębezpośredniąkomutację sieci zasilającej, to w tym przypadku (patrz fig. 13) ekran 54 sterownika może być połączony za pośrednictwem łącznika 56 z zasilającym zaciskiem wejściowym 57 sterownika.

Jeżeli obwód przełączający posiada wewnętrzną izolację, w którym element półprzewodnikowy 69 jest izolowany od ekranu 61 wstawioną warstwę 62 z izolacji elektrycznej (patrz fig. 14), ten ekran może być wykorzystywany jako ekran sterownika, i może być stosowana dodatkowa warstwa 63 izolacji elektrycznej między nimi w celu odizolowania takiego ekranu sterownika od radiatora 64.

W innej konstrukcji obwodu przełączającego, posiadającego wewnętrzną izolację (patrz fig. 15) płyta bazowa 70 może być zainstalowana bezpośrednio na radiatorze 71, a znana pojedyncza warstwa izolacyjna między elementem półprzewodnikowym 72 a płytą bazową może być zastąpiona konstrukcją przekładkową złożoną z dwóch warstw 72,74 izolacji elektrycznej z zamkniętym między nimi pojedynczym ekranem 75.

W odmianach wykonania z fig. 14 i 15, ekrany 61, 75 sterownika mogą być połączone za pośrednictwem łącznika 56 z zasilającym zaciskiem wejściowym 57, jak to opisano poprzednio w odniesieniu do fig. 12 i 13.

Sterownik, jak opisano w odniesieniu do fig. 10, może zawierać pierwszą część prostownikową 41 i włączoną za nią za drugą częścią przełączającą 42. W takim przypadku odpowiednie ekrany 54,61, 75 sterownika, z fig. 12,14, 15 mogą być dołączone do jednego bieguna łącznika prądu stałego przedstawionego na fig. 16.

Ekran 54, 61, 75 sterownika może być połączony bezpośrednio z wejściem obwodów przełączających, jak to przedstawiono na fig. 13 i 16 lub też może być włączony za pośrednictwem kondensatora. Na fig. 17 przedstawiono konstrukcję łączącą która zawiera kondensator 81. Kondensator 81 włączony jest między połączeniem 80 dochodzącym do ekranu 83 sterownika, a

178 367 połączeniem 84 prowadzącym do obwodów przełączających sterownika. Kondensator 81 ma wartość pojemności dobraną tak, aby stanowił niewielką impedancję przy częstotliwościach radiowych, a bardzo dużą impedancję przy częstotliwości sieci zasilającej. Między połączenie 80 i ziemią włączony jest rezystor upływowy 82, służący do zabezpieczenia przed narastaniem potencjałów statycznych.

Zwykle, dla zachowania bezpieczeństwa elekttyc znego, przynajmniej rama silnika wymaga dołączenia do ziemi. Jednakowoż nie jest to konieczne w przypadkach, kiedy stosuje się dostatecznie dobrą izolację elektryczną wokół wszystkich dostępnych części silnika. Według wynalazku nie jest zawsze konieczne zapewnianie uprzednio dodatkowego ekranu 14, 15, 16 wewnątrz silnika, a obudowa silnika lub odpowiednich jego części, jak stojan i/lub rama i/lub wirnik, mogą być dołączone do sterownika tak, że rozproszone prądy o częstotliwościach radiowych, zamykające się do konstrukcji silnika odprowadzane są zwrotnie do sterownika. Takie połączenie może być bezpośrednie, na przykładjak to opisano w odniesieniu do fig. 1 lub fig. 10, lub też może być pośrednie, na przykład za pośrednictwem kondensatora opisanego w odniesieniu do fig. 9.

Figura 18 przedstawia przykład napędu elektrycznego, w którym wszystkie znane części silnika 90 wykorzystane są jako ekran dołączonego zwrotnie poprzez połączenie 91 do wejścia obwodów przełączających. Izolacja elektryczna 92 oddziela silnik od ziemi, wał wyjściowy 93 również jest zaopatrzony w sekcję 94, która jest izolatorem elektrycznym.

Na fig. 19 przedstawiono napęd elektryczny 100 typu, w którym silnik elektryczny 101 i sterownik elektroniczny 102 połączone są kablem 103. Każda z tych części zawiera odpowiedni ekran 101', 102', 103', przy czym sekcje ekranu są ze sobą połączone za pośrednictwem łącznika 104, który dołączony jest do strony 105 doprowadzenia zasilania sterownika 102. Zwykle silnikowa sekcja ekranu 101' może zawierać szereg elementów ekranujących, na przykład dla uzwojeń w szczelinach rdzenia i dla końcowych części uzwojeń, lecz również może zawierać przynajmniej konstrukcję ramy silnika. W innej konstrukcji, łącznik 104 może być połączony ze stopniem pośrednim sterownika 102.

178 367

25α 25b ^V2A

Fig. 4

Fig. 6

Fig. 7

178 367

Fig. 9

178 367

ΑΟ zk zk zk

TT

A5

I ΖΞΠ Γ J

Γ V~F l:łk©~

A3

Al

Fig. 10

ZS, XS Z\

Fig. 11

178 367

Fig. 13

Fig. 14

178 367

Fig. 15

i.

iii

Fig. 17 (=□ a

Fig.16

54.61,75

178 367

Fig. 19

178 367

Fig.1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób tłumienia emisji fal o częstotliwości radiowej z napędu elektrycznego, zawierającego elektroniczny sterownik z obwodami przełączającymi, które generują fale o wysokich częstotliwościach, i silnik elektryczny, do którego doprowadza się przez elektroniczny sterownik zasilanie ze źródła energii elektrycznej, znamienny tym, że odbiera się przez elektryczny ekran fale o częstotliwości radiowej, które podczas pracy są emitowane co najmniej z części napędu elektrycznego, i kieruje się prąd elektryczny wzbudzony w elektrycznym ekranie do nieuziemionej końcówki na wejściu obwodów przełączających sterownika elektronicznego.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym że wykonuje się połączenie elektryczne między wejściem obwodów przełączających sterownika elektronicznego a elektrycznym ekranem, który w zasadzie całkowicie otacza co najmniej część silnika elektrycznego, z którego podczas pracy są emitowane fale o częstotliwościach radiowych.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym że wykonuje się połączenie elektryczne między ekranem elektrycznym a końcówką doprowadzania energii elektrycznej do obwodów przełączających sterownika elektronicznego.
4. Układ tłumienia emisji fal o częstotliwości radiowej z napędu elektrycznego, zawierającego sterownik elektroniczny z obwodami przełączającymi, które generują fale o wysokich częstotliwościach, i silnik elektryczny, do którego jest doprowadzane przez elektroniczny sterownik zasilanie ze źródła energii elektrycznej, oraz elektryczny ekran do odbioru fal o częstotliwościach radiowych, które są emitowane co najmniej z części napędu elektrycznego, znamienny tym, że elektryczny ekran (9,9,14,15,16,54,61,75,101', 102', 103') jest połączony z nieuziemioną końcówką na wejściu obwodów przełączających sterownika elektronicznego (12,40,40', 102).
5. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że dowolny elektryczny ekran (9, 9 14, 15, 16,54,61,75,101', 102', 103') napędu elektrycznego (10) oraz dowolny kabel (30,103) pomiędzy sterownikiem elektronicznym (12,40,40', 102) i napędem elektrycznym (10) są połączone z nieuziemioną końcówką na wejściu obwodów przełączających sterownika elektronicznego (12, 40, 40', 102).
6. Układ według zastrz. 4 albo 5, znamienny tym, że elektryczny ekran (9,914,15,16, 54,61,75,101', 102', 103') jest połączony na wejściu obwodów przełączających sterownika elektronicznego (12, 40,40', 102) z końcówką do dostarczania energii elektrycznej do obwodów przełączających (12,40,40', 102).
7. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że elektryczny ekran (9,9 14,15,16,54,61, 75,101', 102', 103') stanowi typową część (2*4,61) konstrukcji napędu elektrycznego (10), która jest połączona z nieuziemioną końcówką na wejściu obwodów przełączających sterownika elektronicznego (12, 40,40', 102).
8. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że elektryczny ekran (9,9 14,15,16,54,61, 75,101', 102', 103^ stanowi element (14,15,16,27) dodany do konstrukcji napędu elektrycznego (10), któryjest połączony z nieuziemionąkońcówkąna wejściu obwodów przełączających sterownika elektronicznego (12,40, 40', 102).
9. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że kabel (103) przesyłający energię od sterownika elektronicznego (102) do silnika elektrycznego (101), elektroniczny sterownik (102) i silnik elektryczny (101) mają elektryczne ekrany (103', 102', 101') połączone z wejściem obwodów przełączających sterownika elektronicznego (12, 40,40> 102).
10. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że zawiera kondensatory (31,45', 81) włączone między elektrycznym ekranem (9,9' 14,15, 16,54,61,75,101', 102', 103') a elektronicznym

178 367 sterownikiem (12,40., 40', 102) lub między zewnętrznym zasilaczem a elektronicznym sterownikiem (12, 40, 40', 102).
11. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że elektryczny ekran (9') jest dołączony między co najmniej dwoma stopniami (41,42) sterownika elektronicznego (40,42) w punkcie, który jest na wejściu drugiego stopnia (42) wytwarzającego promieniowanie o wielkiej częstotliwości.
12. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że ekran elektryczny (14,24,27) jest umieszczony między uzwojeniami (23) elektrycznego silnika (11) a jego obudową (8), przy czym elektryczny silnik (11) zawiera nieuziemiony, przewodzący łącznik (13) połączony z ekranem elektrycznym (14, 24, 27) elektrycznego silnika (11).
13. Układ według zastrz. 12, znamienny tym, że uzwojenia (23) elektrycznego silnika (11) umieszczone w szczelinach (19) są otoczone w każdej ze szczelin (19) przez ekran elektryczny (14).
14. Układ według zastrz. 13, znamienny tym, że każda ze szczelin (19) zawiera co najmniej jeden elektryczny ekran (14), który otacza uzwojenia (23) elektrycznego silnika (11) w szczelinie (19).
15. Układ według zastrz. 13 albo 14, znamienny tym, że stojan (24) ze szczelinami (19) jest częścią elektrycznego ekranu (14).
16. Układ według zastrz. 15, znamienny tym, że w otworze szczeliny (19) jest umieszczony ekran (27), który jest połączony elektrycznie z boczną ścianką szczeliny (19).
17. Układ według zastrz. 12, znamienny tym, że między ekranem elektrycznym (14, 24, 27) a innymi elementami elektrycznego silnika (11) jest umieszczony materiał izolujący elektrycznie (21)
18. Układ według zastrz. 12, znamienny tym, że elektryczny ekran (14) zawiera warstwę materiału przewodzącego elektrycznie (20), umieszczoną między dwiema warstwami materiału izolującego elektrycznie (21).
19. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że elektryczny ekran (9,9' 14, 15,16,54,61, 75, 101', 102', 103') zawiera ekran (54, 61, 75) sterownika umieszczony w pobliżu obwodów przełączających sterownika elektronicznego (12,40,40, 102), przy czym ekran (54,61,75) sterownika jest połączony poprzez łącznik (56) z wejściem obwodów przełączających sterownika elektronicznego (12,40, 40', 102).
20. Układ według zastrz. 19, znamienny tym, że ekran (54,6175) sterownika jest umieszczony między ziemią a końcówkami obwodów przełączających sterownika elektronicznego (12, 40, 40', 102).
21. Układ według zastrz. 19 albo 20, znamienny tym, że obwody przełączające sterownika elektronicznego (12,40,40,102) są zamontowane na radiatorze (52,64,71), zaś ekran (5^, 61,75) sterownikajest umieszczony między tymi obwodami przełączającymi a radiatorami (52,64,71).
22. Układ według zastrz. 19, znamienny tym, że ekran (54,61,75) sterownika w zasadzie całkowicie obejmuje obwody przełączające sterownika elektronicznego (12, 40, 40, 102).