WO2015071308A1 - Schaltbare rückspeiseverhinderung - Google Patents

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WO2015071308A1 PCT/EP2014/074374 EP2014074374W WO2015071308A1 WO 2015071308 A1 WO2015071308 A1 WO 2015071308A1 EP 2014074374 W EP2014074374 W EP 2014074374W WO 2015071308 A1 WO2015071308 A1 WO 2015071308A1
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intermediate circuit
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Inventor
Markus Liessmann
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Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
    • H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
    • H02P3/18—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an ac motor

Definitions

  • the invention relates to a device for preventing the return of electrical energy from an electrically driven rotor into a DC (DC) voltage supply network supplying the stator windings of the rotor drive.
  • DC DC
  • Electrically driven rotors are used in various fields.
  • One area is the vacuum pump technology.
  • an electric motor is used to drive the rotor of a vacuum pump.
  • the stator windings are connected to a frequency converter that converts a DC voltage to a suitable voltage that is applied to the stator windings of the rotor drive.
  • a known possibility is to convert an AC voltage from an AC (alternating) voltage network with a rectifier of the frequency converter into a DC voltage of, for example, 24 volts.
  • the DC voltage is then stored in the capacitor of a DC link. From this intermediate circuit, an inverter is fed, which converts the DC voltage from the DC link into a suitable AC voltage for the pump drive.
  • the inverter is usually a three-phase inverter that generates a three-phase AC voltage.
  • the braking energy is fed back into the DC link via the inverter and stored in the DC link capacitor. Regenerative feedback of the generatively generated voltage from the DC link to the AC voltage supply network is prevented by the rectifier of the frequency inverter.
  • frequency conversion utilizes the example generated by a power supply DC voltage (DC), which generates the power supply from an AC voltage network.
  • DC DC voltage
  • the frequency converter then does not need a rectifier.
  • the advantage of this variant is the fact that several pumps can be operated on one power supply.
  • the DC voltage generated by the power supply is then provided in parallel to several pumps or consumers.
  • the frequency converters operated on such a DC voltage network each have the DC link capacitor for storing the DC voltage and the inverter for generating the AC voltage required for the pump drive.
  • the polarity reversal protection thus prevents a voltage of incorrect polarity is applied to the inverter of the rotor drive, while the feedback prevention prevents that, for example, when reversing the rotor induced voltage of reverse polarity from the intermediate circuit in the DC power supply network, so for example to the supplying power supply, arrives.
  • the invention has for its object to enable electrical braking of an electrically driven rotor with feedback prevention and reverse polarity protection.
  • the device according to the invention is defined by the features of claim 1.
  • a feedback suppression device is used to prevent the regenerative electrical energy from being fed back into the DC (DC) voltage network supplying the frequency converter or the rotor drive.
  • a bridging device is provided for switchable electrical bridging of the restraining device in order to enable a selective feedback.
  • the bridging device may be deactivated so that feedback of intermediate circuit voltage is prevented.
  • the bypass device may enable selective feedback by switching on the electrical bypass of the regenerative feedback device.
  • the backfeed prevention device and the bypass device may be part of a frequency converter fed from the DC power supply and converting the DC voltage to an AC AC voltage for the rotor drive.
  • the frequency converter has a conventional inverter for this purpose.
  • the inverter may be, for example, a three-phase inverter.
  • an intermediate circuit capacitor for temporary storage of the DC (DC) voltage supplying the frequency converter can be provided.
  • the feedback preventing device may be a diode or a balance circuit which compares the applied supply voltage or a voltage proportional thereto and the applied intermediate circuit voltage or a voltage proportional thereto and prevents a feeding back of the intermediate circuit voltage in the supply network when the intermediate circuit voltage is greater is as the supply voltage.
  • the feed-back prevention device prevents the kinetic energy of the rotor from being fed back into the DC power supply network.
  • the balance circuit may comprise a microcontroller, which is provided with respective measuring lines for measuring the voltages to be compared.
  • the balance is advantageously designed to the Control switching state of the lock-up device in dependence on the result of the voltage comparison. If the voltage measured in the DC link - for example at an intermediate circuit capacitor - of the balance circuit is greater than the voltage measured on the side of the DC supply network, the balance circuit automatically activates the bypass device and the link voltage can be fed back into the supply network.
  • the balance circuit may be, for example, an integrated circuit or a programmable logic circuit.
  • its input IN may be connected to the DC supply voltage, its output OUT to the inverter, and its GATE terminal to the source terminal of a field effect transistor of the bypass device.
  • the bridging device preferably includes at least one transistor, wherein field effect transistors and in particular MOSFET
  • Metal oxide semiconductor field effect transistors are particularly advantageous.
  • the feedback suppression device On one side of the feedback suppression device is the supply voltage of the supply voltage network or a voltage proportional thereto (supply network side). On the opposite side of the feedback suppression device is then applied to the inverter of the rotor drive DC link voltage or a voltage proportional thereto (rotor side).
  • FIG. 1 shows an equivalent circuit diagram of a first exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows an equivalent circuit diagram of a second exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows an equivalent circuit diagram of a third exemplary embodiment
  • Figure 4 is an electrical circuit diagram of an embodiment
  • Figure 5 is an equivalent circuit diagram of a fourth embodiment.
  • the electric motor M is used to drive the vacuum pump and is fed from a DC voltage supply network, which provides a supply voltage U v .
  • the supply voltage U v is generated by a voltage supply connected to an AC voltage network.
  • the resulting from the supply voltage U v current I v first passes through a device fuse Fi in the form of an electrical resistance. When a critical current is exceeded, the resistor Fi is destroyed.
  • the DC supply voltage U is applied to a frequency converter FU.
  • the frequency converter has an intermediate circuit Z for temporarily storing the DC voltage and an inverter W for generating an AC voltage for driving the electric motor M.
  • the intermediate circuit Z contains a DC link capacitor Ci for temporary storage of electrical energy.
  • the DC link capacitor Ci feeds the inverter W with a DC link voltage U z .
  • the feedback suppression device is also part of the frequency converter FU and is implemented in the first embodiment shown in FIG. 1 by a diode Di, which has a current flow from the DC supply network side (left in FIG. 1) to the intermediate circuit or to the motor side (in FIG ) and blocks a reverse current flow from the side of the intermediate circuit to the side of the supply network.
  • the feedback prevention can alternatively also in be installed upstream of the Konrununktionselektronik and must not necessarily be part of the drive. If in the intermediate circuit voltage U z exceeds the supply voltage U v , a feeding back of the intermediate circuit voltage U z is prevented in the DC supply network through the diode Di.
  • a bridging device is realized by an electrical switch Si, which is arranged parallel to the diode Di. If a feedback of rotor energy into the DC supply network is desired, the switch S x can be closed to bypass the restoring prevention device D, and to allow a feeding back.
  • the switch Si is electrically connected to a microcontroller pC arranged parallel to the output of the frequency converter or parallel to the stator windings.
  • the switch SI can be switched on or off separately.
  • the microcontroller pC contains a weighing circuit with a first measuring line rru and a second measuring line m 2 .
  • the first measuring line m x measures a voltage proportional to the DC supply voltage U v at a measuring point Bi.
  • the first measuring point ⁇ is disposed between the resistor Fi and the diode Di.
  • the voltage measured at the first measuring point Bi corresponds to the supply voltage U v minus the voltage drop across the resistor Fi.
  • the second measuring line m 2 measures at a second measuring point B 2 , which is arranged between the diode Di and the intermediate circuit, the intermediate circuit voltage U z . This voltage drops at the capacitor d connected in parallel to the microcontroller pC and the power output stage (inverter W).
  • the bridging device for the switchable bridging of the diode Dj is formed by a field effect transistor ⁇ , which is electrically controlled by the microcontroller pC.
  • the transistor T x is arranged so that the diode Di is bridged when the voltage measured at the second measuring point B 2 is greater than the voltage measured at the first measuring point Bi.
  • the transistor T x closes and a current flows via the transistor Ti from the supply network side to the intermediate circuit.
  • the microcontroller pC thus activates or deactivates the bridging device Ti as a function of the result of the comparison between the voltages measured at the two measuring points Bi and B 2 .
  • FIG. 4 shows an electrical detailed circuit diagram. It can be seen from the figure that the feedback prevention device D 1 has a microcontroller pC and a field effect transistor T 3 .
  • the microcontroller is an LM5050 integrated circuit whose GATE terminal is connected to the source terminal of the transistor T 3 to realize the characteristics of a particularly low loss diode.
  • the terminal IN of the microcontroller is connected to the first measuring point Bi via the first measuring line rru.
  • the connection OUT of the microcontroller is connected to the second measuring point B 2 via the second measuring line m 2 .
  • the bridging device Si is realized by an integrated circuit IC2 in conjunction with transistors Ti and T 2 .
  • the transistor T 2 of the bypass device Si is connected in parallel with the transistor T 3 of the feedback prevention device Di.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 5 differs from the exemplary embodiment according to FIG. 3 in that the diode D 1 is omitted and instead, the diode contained in the transistor T : is used for restraining.

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  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Eine Vorrichtung zur Verhinderung der Rückspeisung elektrischer Energie von einem elektrisch angetriebenen Rotor in ein den Rotorantrieb versorgende DC-Spannungsnetz ist mit einer Rückspeiseverhinderungseinrichtung (D1) und einer Überbrückungseinrichtung (S1) zur schaltbaren elektrischen Überbrückung der Rückspeiseverhinderungseinrichtung (D1) versehen, um ein selektives Rückspeisen zu ermöglichen.

Description

Schaltbare Rückspeiseverhinderung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verhinderung der Rückspeisung elektrischer Energie von einem elektrisch angetriebenen Rotor in ein die Statorwindungen des Rotorantriebes versorgendes DC-(Gleich-)Spannungsnetz.
Elektrisch angetriebene Rotoren finden in verschiedenen Bereichen Anwendung. Ein Bereich ist die Vakuumpumpentechnik. Dabei wird ein Elektromotor dazu verwendet, den Rotor einer Vakuumpumpe anzutreiben. Typischerweise sind die Statorwindungen mit einem Frequenzumrichter verbunden, der eine Gleichspannung in eine geeignete Spannung umwandelt, die an die Statorwindungen des Rotorantriebs angelegt wird. Eine bekannte Möglichkeit besteht darin, eine Wechselspannung aus einem AC-(Wechsel-)Spannungsnetz mit einem Gleichrichter des Frequenzumrichters in eine Gleichspannung von zum Beispiel 24 Volt umzurichten. Die Gleichspannung wird dann in dem Kondensator eines Zwischenkreises gespeichert. Aus diesem Zwischenkreis wird ein Wechselrichter gespeist, der die Gleichspannung aus dem Zwischenkreis in eine geeignete Wechselspannung für den Pumpenantrieb umwandelt. Bei dem Wechselrichter handelt es sich meist um einen drei-Phasen-Wechselrichter, der eine drei-Phasen-Wechselspannung erzeugt. Beim generatorischen Bremsen des Motors oder der Vakuumpumpe wird die Bremsenergie über den Wechselrichter in den Zwischenkreis rückgespeist und in dem Zwischenkreiskondensator gespeichert. Eine Rückspeisung der generatorisch erzeugten Spannung aus dem Zwischenkreis in das Wechselspannung- Versorgungsnetz wir durch den Gleichrichter des Frequenzumrichters verhindert.
Eine andere Möglichkeit der Frequenzumrichtung nutzt die zum Beispiel von einem Spannungsnetzteil generierte Gleichspannung (DC), die das Netzteil aus einem Wechselspannungsnetz generiert. Der Frequenzumrichter benötigt dann keinen Gleichrichter. Der Vorteil dieser Variante ist darin zu sehen, dass mehrere Pumpen an einem Netzteil betrieben werden können. Die von dem Netzteil erzeugte Gleichspannung wird dann parallel mehreren Pumpen beziehungsweise Verbrauchern zur Verfügung gestellt. Die an einem solchen Gleichspannungsnetz betriebenen Frequenzumrichter weisen jeweils den Zwischenkreiskondensator zur Speicherung der Gleichspannung und den Wechselrichter zur Erzeugung der für den Pumpenantrieb erforderlichen Wechselspannung auf.
Um bei dieser Variante zu verhindern, dass eine in den Statorwindungen des Rotorantriebs durch Rotorrotation induzierte Spannung in das versorgende DC-Spannungsnetz rückgespeist wird, ist es bekannt, mit Hilfe von Dioden ein Rückspeisen zu verhindern und einen Verpolschutz zu realisieren. Der Verpolschutz soll eine falsche, umgekehrte Polarität der DC-Versorgungsspannung verhindern, die zum Beispiel beim verkehrten Anschließen des Netzteils beziehungsweise der Versorgungsspannung auftreten kann. Der Verpolschutz verhindert somit, dass eine Spannung falscher Polarität an den Wechselrichter des Rotorantriebs angelegt wird, während die Rückspeiseverhinderung verhindert, dass eine zum Beispiel beim Bremsen des Rotors induzierte Spannung umgekehrter Polarität aus dem Zwischenkreis in das Gleichspannungsversorgungsnetz, also zum Beispiel an das versorgende Netzteil, gelangt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Bremsen eines elektrisch angetriebenen Rotors mit Rückspeiseverhinderung und Verpolschutz zu ermöglichen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist definiert durch die Merkmale von Patentanspruch 1.
Eine Rückspeiseverhinderungseinrichtung wird genutzt, um eine Rückspeisung der generatorisch erzeugten elektrischen Energie in das den Frequenzumrichter beziehungsweise den Rotorantrieb versorgende DC-(Gleich-)Spannungsnetz zu verhindern. Eine Überbrückungseinrichtung ist zur schaltbaren elektrischen Überbrückung der Rückspeiseverhinderungseinrichtung vorgesehen, um ein selektives Rückspeisen zu ermöglichen. Wenn ein Rückspeisen der generatorisch erzeugten Energie in das DC-Spannungsversorgungsnetz gewünscht wird, um beispielsweise den Rotor elektrisch zu bremsen und die kinetische Rotationsenergie des Rotors in elektrische Energie umzuwandeln und in das DC-Versorgungsnetz einzuspeisen, kann die Überbrückungseinrichtung so geschaltet werden, dass die Rückspeiseverhinderungseinrichtung überbrückt wird. Eine Rückspeisung von Rotorenergie in das DC-Versorgungsspannungsnetz ist dann ermöglicht. Beispielsweise kann beim Hochlaufen des Rotors einer Vakuumpumpe die Überbrückungseinrichtung deaktiviert sein, so dass ein Rückspeisen von Zwischenkreisspannung verhindert. Sobald der Pumpenrotor angelaufen ist und ein elektrisches Bremsen durch Rückspeisung von Rotorenergie gewünscht wird, kann die Überbrückungseinrichtung durch Einschalten der elektrischen Überbrückung der Rückspeiseverhinderungseinrichtung ein selektives Rückspeisen ermöglichen.
Die Rückspeiseverhinderungseinrichtung und die Überbrückungseinrichtung können Teil eines Frequenzumrichters sein, der aus dem DC-Spannungsnetz gespeist wird und die DC-Spannung in eine AC-Wechselspannung für den Rotorantrieb umwandelt. Der Frequenzumrichter weist hierzu einen herkömmlichen Wechselrichter auf. Bei dem Wechselrichter kann es sich zum Beispiel um einen drei-Phasen-Wechselrichter handeln . Zwischen der Rückspeiseverhinderungseinrichtung und dem Wechselrichter kann ein Zwischenkreiskondensator zur Zwischenspeicherung der den Frequenzumrichter versorgenden DC-(Gleich-)Spannung vorgesehen sein.
Bei der Rückspeiseverhinderungsvorrichtung kann es sich um eine Diode oder um eine Waageschaltung handeln, die die anliegende Versorgungsspannung oder eine zu dieser proportionale Spannung und die anliegende Zwischenkreisspannung oder eine hierzu proportionale Spannung vergleicht und ein Rückspeisen der Zwischenkreisspannung in das Versorgungsnetz dann verhindert, wenn die Zwischenkreisspannung größer ist als die Versorgungsspannung. Die Rückspeiseverhinderungseinrichtung verhindert zum Beispiel im Falle eines Stromausfalls das Rückspeisen der kinetischen Energie des Rotors in das Gleichspannungsversorgungsnetz.
Die Waageschaltung kann einen Mikrokontroller aufweisen, der jeweils mit entsprechenden Messleitungen zur Messung der zu vergleichenden Spannungen versehen ist. Die Waageschaltung ist vorteilhafterweise dazu ausgebildet, den Schaltzustand der Uberbrückungseinrichtung in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Spannungsvergleichs zu steuern. Wenn die in dem DC-Zwischenkreis - zum Beispiel an einem Zwischenkreiskondensator - der Waageschaltung gemessene Spannung größer ist, als die auf der Seite des DC-Versorgungsnetzes gemessene Spannung, aktiviert die Waageschaltung automatisch die Überbrückungseinrichtung und die Zwischenkreisspannung kann in das Versorgungsnetz rückgespeist werden.
Bei der Waageschaltung kann es sich zum Beispiel um einen integrierten Schaltkreis oder auch um eine programmierbare logische Schaltung handeln . Bei einem integrierten Schaltkreis des Typs LM5050 kann dessen Eingang IN mit der DC-Versorgungsspannung, dessen Ausgang OUT mit dem Wechselrichter und dessen GATE-Anschluss mit dem Source-Anschluss eines Feldeffekttransistors der Überbrückungseinrichtung verbunden sein.
Die Überbrückungseinrichtung enthält vorzugsweise mindestens einen Transistor, wobei Feldeffekttransistoren und insbesondere MOSFET
(Metalloxyd-Semiconductor-Feldeffekttransistoren) besonders vorteilhaft sind.
An einer Seite der Rückspeiseverhinderungseinrichtung liegt die Versorgungsspannung des Versorgungsspannungsnetzes oder eine hierzu proportionale Spannung an (Versorgungsnetzseite) . An der gegenüberliegenden Seite der Rückspeiseverhinderungseinrichtung liegt dann die an dem Wechselrichter des Rotorantriebs anliegende Zwischenkreisspannung oder eine hierzu proportionale Spannung an (Rotorseite).
Im Folgenden werden anhand der Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen :
Figur 1 ein Ersatzschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels, Figur 2 ein Ersatzschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels,
Figur 3 ein Ersatzschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels,
Figur 4 ein elektrisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels und
Figur 5 ein Ersatzschaltbild eines vierten Ausführungsbeispiels.
Der Elektromotor M dient zum Antrieb der Vakuumpumpe und wird aus einem DC-Spannungsversorgungsnetz gespeist, welches eine Versorgungsspannung Uv bereitstellt. Im vorliegenden Fall wird die Versorgungsspannung U v von einem mit einem Wechselspannungsnetz verbundenen Spannungsnetzteil erzeugt. Der aus der Versorgungsspannung Uv resultierende Strom Iv durchläuft zunächst eine Gerätesicherung Fi in Form eines elektrischen Widerstands. Bei Überschreiten eines kritischen Stroms wird der Widerstand Fi zerstört.
Die DC-Versorgungsspannung U wird an einen Frequenzumrichter FU angelegt. Der Frequenzumrichter weist einen Zwischenkreis Z zur Zwischenspeicherung der Gleichspannung und einen Wechselrichter W zum Erzeugen einer Wechselspannung zum Antreiben des Elektromotors M auf. Der Zwischenkreis Z enthält einen Zwischenkreiskondensator Ci zur Zwischenspeicherung elektrischer Energie. Der Zwischenkreiskondensator Ci speist den Wechselrichter W mit einer Zwischenkreisspannung Uz.
Die Rückspeiseverhinderungseinrichtung ist ebenfalls Teil des Frequenzumrichters FU und wird im ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 durch eine Diode Di realisiert, die einen Stromfluss von der DC-Versorgungsnetzseite (in Figur 1 links) zu dem Zwischenkreis, beziehungsweise zu der Motorseite, (in Figur 1 rechts) erlaubt und einen umgekehrten Stromfluss von der Seite des Zwischenkreises zur Seite des Versorgungsnetzes sperrt. Die Rückspeiseverhinderung kann alternativ auch in einer vorgeschalteten Konrimunikationselektronik eingebaut sein und muss nicht zwingend Teil des Frequenzumrichters sein. Falls im Zwischenkreisspannung Uz die Versorgungspannung Uv übersteigt, ist ein Rückspeisen der Zwischenkreisspannung Uz in das DC-Versorgungsnetz durch die Diode Di verhindert.
Eine Überbrückungsvorrichtung ist durch einen elektrischen Schalter Si realisiert, der parallel zu der Diode Di angeordnet ist. Wenn ein Rückspeisen von Rotorenergie in das DC-Versorgungsnetz gewünscht wird, kann der Schalter Sx geschlossen werden, um die Rückspeiseverhinderungseinrichtung D, zu überbrücken und ein Rückspeisen zu ermöglichen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist der Schalter Si elektrisch mit einem parallel zum Ausgang des Frequenzumrichters beziehungsweise parallel zu den Statorwindungen angeordneten Mikrokontroller pC verbunden. Der Schalter SI kann separat ein- beziehungsweise ausgeschaltet werden.
Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 enthält der Mikrokontroller pC eine Waageschaltung mit einer ersten Messleitung rru und einer zweiten Messleitung m2. Die erste Messleitung mx misst an einem Messpunkt Bi eine zu der DC-Versorgungsspannung Uv proportionale Spannung. Der erste Messpunkt Βχ ist zwischen dem Widerstand Fi und der Diode Di angeordnet. Die am ersten Messpunkt Bi gemessene Spannung entspricht der Versorgungsspannung Uv abzüglich der über den Widerstand Fi abfallenden Spannung.
Die zweite Messleitung m2 misst an einem zweiten Messpunkt B2, der zwischen der Diode Di und dem Zwischenkreis angeordnet ist, die Zwischenkreisspannung Uz. Diese Spannung fällt an dem zu dem Mikrokontroller pC und der Leistungsendstufe (Wechselrichter W) parallel geschalteten Kondensator d ab. In dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist die Überbrückungseinrichtung zur schaltbaren Überbrückung der Diode Dj durch einen Feldeffekttransistor ΊΊ gebildet, der von dem Mikrokontroller pC elektrisch angesteuert wird . Der Transistor Tx ist so angeordnet, dass die Diode Di überbrückt wird, wenn die am zweiten Messpunkt B2 gemessene Spannung größer ist a ls die am ersten Messpunkt Bi gemessene Spannung . Wenn die am ersten Messpunkt Bi gemessene Spannung größer ist als die am zweiten Messpunkt B2 gemessene Spannung, schließt der Transistor Tx und ein Strom fließt über den Transistor Ti von der Versorgungsnetzseite zum Zwischenkreis hin . Der Mikrokontroller pC aktiviert oder deaktiviert die Überbrückungseinrichtung Ti somit in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs zwischen den an den beiden Messpunkten Bi und B2 gemessenen Spannungen.
Figur 4 zeigt ein elektrisches Detailschaltbild . Aus der Figur ist ersichtlich , dass die Rückspeiseverhinderungseinrichtung D1 einen Mikrokontroller pC und einen Feldeffekttransistor T3 aufweist. Der Mikrokontroller ist ein integrierter Schaltkreis des Typs LM5050, dessen GATE-Anschluss mit dem Source-Anschluss des Transistors T3 verbunden ist, um die Eigenschaften einer Diode mit besonders geringen Verlusten zu realisieren. Der Anschluss IN des Mikrokontrollers ist über die erste Messleitung rru mit dem ersten Messpunkt Bi verbunden . Der Anschluss OUT des M ikrokontrollers ist über die zweite Messleitung m2 mit dem zweiten Messpunkt B2 verbunden.
Die Überbrückungseinrichtung Si wird durch einen integrierten Schaltkreis IC2 in Verbindung mit Transistoren Ti und T2 realisiert. Der Transistor T2 der Überbrückungseinrichtung Si ist parallel zu dem Transistor T3 der Rückspeiseverhinderungseinrichtung Di geschaltet.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 dadurch, dass die Diode D l entfällt und stattdessen die in dem Transistor T: enthaltene Diode zur Rückspeiseverhinderung genutzt wird .

Claims

Patentansprüche
Vorrichtung zur Verhinderung der Rückspeisung elektrischer Energie von einem elektrisch angetriebenen Rotor in ein den Rotorantrieb (M) versorgendes Gleichspannungsnetz, mit einer
Rückspeiseverhinderungseinrichtung (Di) und einer
Überbrückungseinrichtung (S zur schaltbaren elektrischen Überbrückung der Rückspeiseverhinderungseinrichtung (Di), um ein selektives Rückspeisen zu ermöglichen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überbrückungseinrichtung (Si) mindestens einen Transistor aufweist.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Transistor um einen MOSFET oder einen anderen Feldeffekttransistor handelt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Seite der Rückspeiseverhinderungseinrichtung (Di) ausgebildet ist zum Anlegen einer Spannung, die zu der Versorgungsspannung (Uv) des versorgenden DC-Spannungsnetzes proportional ausgebildet ist, und deren gegenüberliegende Seite zum Anlegen einer Spannung ausgebildet ist, die zu der Zwischenkreisspannung (Uz), eines mit dem Rotorantrieb (M) verbundenen Frequenzumrichters anliegt, proportional ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückspeiseverhinderungseinrichtung (Di) mindestens eine elektrische Diode aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückspeiseverhinderungseinrichtung (Dx) eine Waageschaltung aufweist, die dazu ausgebildet ist, die DC-Versorgungsspannung (Uv) mit der an dem Frequenzumrichter anliegenden Zwischenkreisspannung (Uz) zu vergleichen und die DC-Versorgungsspannung (Uv) nur dann an den Frequenzumrichter durchzuschalten, wenn die Zwischenkreisspannung (Uz) geringer ist als die Versorgungsspannung (U ).
7. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Waageschaltung mit einer ersten Messleitung (mt) zum Messen einer zu der DC-Versorgungsspannung (Uv) proportionalen und mit einer zweiten Messleitung (m2) zum Messen der Zwischenkreisspannung (U2) versehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Waageschaltung mindestens einen Mikrokontroller (pC) enthält.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Waageschaltung zum Schalten der Überbrückungseinrichtung (Si) mit dieser elektrisch verbunden ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Waageschaltung als integrierter Schaltkreis zum Beispiel des Typs LM5050 ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang (IN) des integrierten Schaltkreises zum Anlegen einer zu der DC-Versorgungsspannung (Uv) proportionalen Spannung und der Ausgang (OUT) des integrierten Schaltkreises zum Anlegen der Zwischenkreisspannung (Uz) des Frequenzumrichters ausgebildet ist, wobei ein Gate-Anschluss (GATE) des integrierten Schaltkreises mit dem Source-Anschluss eines Feldeffekttransistors der Überbrückungseinrichtung (Si) verbunden ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Waageschaltung eine programmierbare logische Schaltung ist, die dazu programmiert ist, den Vergleich mit der DC-Versorgungsspannung (Uv) und der Zwischenkreisspannung (Uz) auszuführen und die DC-Versorgungsspannung (U ) in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis durchzuschalten oder zu sperren.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017219551A1 (de) 2017-11-03 2019-05-09 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verpolschutzanordnung, Verfahren zum Betrieb der Verpolschutzanordnung und korrespondierende Verwendung

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070273216A1 (en) * 2006-05-24 2007-11-29 Farbarik John M Systems and Methods for Reducing Power Losses in a Medical Device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007026012B4 (de) * 2006-07-10 2024-01-25 Heidelberger Druckmaschinen Ag Gesteuerter Energieverbrauch von elektrischen Antrieben in Maschinen

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070273216A1 (en) * 2006-05-24 2007-11-29 Farbarik John M Systems and Methods for Reducing Power Losses in a Medical Device

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