WO2020043323A1 - Umrichteranordnung und verfahren zum betreiben einer umrichteranordnung - Google Patents

Umrichteranordnung und verfahren zum betreiben einer umrichteranordnung Download PDF

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WO2020043323A1
WO2020043323A1 PCT/EP2019/025263 EP2019025263W WO2020043323A1 WO 2020043323 A1 WO2020043323 A1 WO 2020043323A1 EP 2019025263 W EP2019025263 W EP 2019025263W WO 2020043323 A1 WO2020043323 A1 WO 2020043323A1
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WO
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data bus
contacts
converter arrangement
bus line
electrically connected
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/025263
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English (en)
French (fr)
Inventor
Philipp Hoffmann
Ralph Mayer
Original Assignee
Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg
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Publication date
Application filed by Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg filed Critical Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg
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Publication of WO2020043323A1 publication Critical patent/WO2020043323A1/de

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422—Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427—Housings
    • H05K7/1432—Housings specially adapted for power drive units or power converters
    • H05K7/14322—Housings specially adapted for power drive units or power converters wherein the control and power circuits of a power converter are arranged within the same casing

Definitions

  • the invention relates to a converter arrangement and a method for operating a converter arrangement.
  • the invention is therefore based on the object of developing a converter arrangement, it being possible to achieve a high variance of possible uses with little effort, in particular for safe operation.
  • the object is achieved in the converter arrangement according to the features specified in claim 1 and in the method according to the features specified in claim 12.
  • converter arrangement is understood not only as an arrangement which has a converter, but also as an arrangement which has an inverter instead of a converter.
  • Converter arrangement has a connection part and a cover part connected thereon, in particular connected with a high degree of protection, the cover part having a first connector part for connecting a data bus line, in particular for connecting a corresponding one, to an end region of a
  • connection part At least one connection device for at least one
  • Supply line in particular three-phase line, wherein in the connecting part a first socket part for connecting a data bus line, in particular for connecting a corresponding one to an end region of a
  • Data bus line assembled connector part is arranged, wherein the contacts of the first socket part are electrically, in particular by means of conductor tracks, a circuit board, connected to contacts of a third connector part, which is brought into a corresponding mating connector part, so that the contacts are electrically connected to a first Input of a switch of an electronic circuit, which is arranged in the cover part, the contacts of the first connector part being electrically connected to a second input of the switch, the output of the switch being electrically connected to the first input or to the second, depending on the switching state of the converter Input, in particular the output being connected to a part of the electronic circuit which is designed as a bus subscriber.
  • connection option uses hybrid cables and the entire one
  • the cover part remains removed during this work and is only put on and connected last.
  • the third connector takes over the electrical connection technology to the cover part.
  • the bus line is to be connected to the cover part, this is also possible and all that is required is to remove a sealing cap and insert a plug into a socket part. A high degree of protection can still be maintained.
  • connection technology for the power wiring is nevertheless carried out first in the connection part and then the cover part is attached.
  • the connection to the data bus line then only requires the plug connector to be plugged into the socket parts of the cover part.
  • this requires little effort.
  • a high variance of possible uses is thus achieved with little effort.
  • It is also advantageous that a line section that is not required can be disconnected and / or switched off by means of the switch, which line section is located inside the housing
  • Converter arrangement is arranged. Radiation from interfering signal contributions can thus be reduced. Interference radiation can therefore be kept away from the electronic circuit. Safe operation is therefore possible.
  • a T-node for the data bus line is present in the cover part, a T-node for the supply line, in particular in the connecting part
  • T-node for a data bus line there is a three-phase line, and there is also a T-node for a data bus line, in particular whereby either the T-node of the cover part or the T-node for data bus line of the connecting part is electrically connected to the part of the electronic circuit designed as a bus subscriber by means of the switch.
  • the advantage here is that although there is an unused T node, the selection of the data bus feed line is made possible by the connecting part or cover part. Unused line sections can then be switched off by means of the switch.
  • the cover part has a second connector part for connecting a further data bus line, in particular for connecting a corresponding mating connector part which is assembled at an end region of a further data bus line, the contacts of the first connector part being connected to the contacts of the second
  • Connector part are electrically connected.
  • the advantage here is that the data bus line can be looped through and at the same time a branch via the third connector part to
  • Cover part can be reached for the supply of data signals to the electronic circuit.
  • the three-phase line and the data bus line are fed to the converter arrangement as hybrid cables or separately.
  • the advantage here is that either a hybrid cable can be routed through the connector and is therefore simple
  • the cover part can thus be replaced without much effort.
  • a respective contact part of the connection device is electrically connected to two or more contact parts of the third connector part, in particular so that the electronic circuit is fed via a plurality of contacts of the corresponding mating connector part of the cover part.
  • Connectors are transferable to the cover part. Power is also supplied to the electric motor from the cover part by connecting other contacts of the connector in parallel.
  • the connecting part has a second socket part for connecting a further data bus line, the contacts of the first socket part being electrically connected to the contacts of the second socket part.
  • the connecting part has another
  • connection device for a further three-phase line, wherein the contacts of the further connection device are electrically connected to the contacts of the first connection device.
  • the first and the second socket part are sealed with a sealing cap, ie with a high degree of protection.
  • a sealing cap ie with a high degree of protection.
  • Sealing caps can thus be used for sealing until a plug with the Socket part should be connected so that a high degree of protection can be guaranteed even then.
  • the changeover switch in a first method step, in particular at the start of the operation of the converter arrangement, is operated alternately in the first or second switching state until a bus signal is recognized in one of the two switching states, in particular one, in particular as
  • the changeover switch is kept permanently in the switching state in which the bit sequence was recognized.
  • the advantage here is that it can be seen whether the data bus line is connected to the cover part or is inserted and connected in a hybrid cable in the connection part.
  • the line sections which are not used in each case are then separated by means of the changeover switch, so that interference radiation can be prevented or at least reduced.
  • the maximum of a discrete convolution with respect to a parameter is determined for the detection of the bus signal, which is a discrete convolution of a bit sequence received, in particular detected, via the data bus and a known bit sequence, which is therefore stored in a memory and shifted by the parameter is formed. It is advantageous that the parameter is used as a time offset between the two bit sequences and that the maximum with respect to the parameter can be found by determining the discrete convolution for different parameters.
  • the parameter belonging to the maximum can then be used for time synchronization.
  • the parameter associated with the maximum is only used for time synchronization if the maximum exceeds a predetermined threshold value.
  • the maximum of a sum is determined as a function of a parameter and is compared to a threshold value for recognizing the bus signal, the sum being the sum of the products of a detected bit sequence and a known one, in particular thus stored in a memory, by the Parameter shifted bit sequence is formed.
  • FIG. 1 shows a converter arrangement according to the invention, having a cover part 1 and a connecting part 2, in an oblique view.
  • FIG. 2 shows an oblique view of the connection part 2, in particular when the cover part 1 is removed.
  • the converter arrangement according to the invention has this
  • the connecting part has a third connector part 22, which is plug-connected to a corresponding mating connector part of the cover part 1
  • the connecting part 2 has a first cable gland 5, through which a
  • Three-phase cable can be brought into the interior of the connector 2 with a high degree of protection.
  • the lines of the three-phase cable are led in the connection part 2 to connection devices 23 and there are electrically contacted and connected to respective conductive contact parts, which are electrically connected to contact parts of further connection devices 23, with which the lines of a further three-phase cable are electrically contacted and connected, that by the second Cable gland 6 is led out into the environment with a high degree of protection.
  • the contact parts are also electrically connected to contacts of the third connector part 22, so that the three-phase power supply via the
  • connection part 1 a T node for the power supply is implemented in the connection part 1.
  • Other devices are with the from the second cable gland 6
  • a data bus line with plugs arranged, in particular assembled, at its first end area can be plugged into a first plug connector part 3, in particular socket, and electrically connected.
  • the first connector part 3 is arranged in the wall of the housing of the cover part 1 and connected in a high degree of protection.
  • the contacts of the first connector part 3 are in particular also supplied via conductor tracks to a selection means with changeover switch by means of a first circuit board of the cover part 1.
  • a T node for the data bus line is also embodied in the cover part 1, so that the data bus line is also led from the first connector part 3 to a second connector part 2, in particular also a socket.
  • a further data bus line can thus be inserted and electrically connected to the second connector part 4, in particular the socket, with plugs arranged, in particular assembled, at its first end.
  • the second connector part 4 is also arranged in the wall of the housing of the cover part 1 and connected in a high degree of protection. So the contacts are the second
  • Connector part 4 electrically connected to the selection means with changeover switch.
  • the power in particular supply power, must be supplied to the connection part 2 via the three-phase cable and the information via the separate data bus line to the cover part 1.
  • power and information can also be fed via a hybrid cable through the first cable gland 5 to the connecting part 2.
  • connection part and the cover part are used again, but different connection wiring is carried out in each case. Only in the interior of the connecting part 2 are the three-phase lines and data bus line separated, the data bus line assembled at its end region with a plug connector part and plugged into the first socket part 20 with this plug connector part.
  • connection devices 23 There are electrically contacted and connected to respective conductive contact parts, which are electrically connected to contact parts of further connection devices 23, with which the three-phase lines of a further hybrid cable are electrically contacted and connected, that by the second cable gland 6 is led out into the environment with a high degree of protection.
  • the data bus line of the further hybrid cable is assembled at its end region with a plug connector part and inserted into the second socket part 21 with this plug connector part.
  • the contacts of the socket parts 20 and 21 are electrically connected to one another and to at least one contact of the third connector part 22.
  • a T node is thus also formed for the data bus line.
  • the lines of the hybrid cable are thus looped through the connection part 2 and the electronic circuit in the cover part 1 is supplied with power and information.
  • the converter arrangement can be supplied with a separate three-phase cable and a separate data bus line in the first embodiment, or alternatively with a hybrid cable in the second embodiment.
  • the data bus line is fed to the cover part 1, a different connector part being used than when the data bus line is fed to the connection part according to the second embodiment.
  • the connector part on the outside of the cover part is inserted into a socket part 3 or 4, for which a high degree of protection is necessary. A high degree of protection does not have to be maintained for the socket parts 20 and 21 of the connecting part 2.
  • a different type of connector parts and socket parts (20, 21) can therefore be used here.
  • connections used in the connection part but not in the cover part.
  • the changeover switch enables the data signals of the data bus line to be fed to the electronic circuit, its first switch position being intended for operation in the first embodiment and its other switch position being intended for operation in the second embodiment.
  • Socket parts 20 and 21 made data bus line separated.
  • the data bus line produced by the socket parts 20 and 21 via the third connector part 22 is forwarded to the electronic circuit via the changeover switch and the data bus line of the cover part 1 produced by the socket parts 3 and 4 is separated.
  • the cable glands are also designed with a high degree of protection so that the converter arrangement is protected. A high degree of protection is also achieved when the cables are passed through.
  • the electronic circuit has a converter which has a rectifier fed from the three-phase lines and an inverter connected with its DC-side connection to the DC-side connection of the rectifier, which provides an electric motor with a three-phase voltage system.
  • the signal electronics generate control signals for controllable semiconductor switches
  • connection part 2 that is to say socket parts 20 or 21, or whether a data bus line is connected to the cover part 1.
  • the changeover switch is switched back and forth between its two switching states as often as it is started up until a data stream is clearly recognizable in one of the switching states. the switch remains in each of the
  • Switching states each have a minimum period of time.
  • the bus master sends broadcast telegrams recurring in time, the bit sequence of which is also known to the electronic circuit, that is to say is stored in a memory. As soon as this bit sequence is recognized better in one of the switching states than in the other switching state, the better of the two is held permanently, that is to say it is left unchanged in the subsequent regular operation.
  • the sum of the detected bits of the signal supplied by the data bus line is preferably formed within the time period of the bit sequence and compared with one or more threshold values.
  • the correlation between the detected and known bit sequence is formed and evaluated.
  • the sum of the known bit sequence and the duration of the bit sequence is a parameter
  • a discrete convolution can be used to evaluate a correlation, the parameter representing the shift of the received to the stored bit sequence. By determining the maximum of the discrete convolution with respect to the parameter, the parameter belonging to the maximum can be determined. By comparing the maximum with a threshold there are disturbances suppressable.
  • the parameter can also be used as a time offset and thus for time synchronization.
  • connection part 2 the converter arrangement can either be arranged in a control cabinet or decentrally in a system, the underside of the connection part 2 also being designed with a high degree of protection - just like the cover part 1
  • the connector is on a
  • Terminal box approach so terminal box approach, the housing of an electric motor powered by the electronic circuit arranged.
  • the housing is connected to the connection part with a high degree of protection, but the stator winding wires of the electric motor are closed through an opening in the underside of the connection part
  • Connection devices of the connecting part are guided, which are electrically connected via the third connector part to the AC-side connection of the inverter of the electronic circuit of the converter arrangement.

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Abstract

Umrichteranordnung, aufweisend ein Anschlussteil und ein darauf aufgesetztes verbundenes, insbesondere in hoher Schutzart verbundenes, Deckelteil, wobei das Deckelteil ein erstes Steckverbinderteil zum Anschließen einer Datenbusleitung, insbesondere zum Anschließen eines entsprechenden, an einem Endbereich einer Datenbusleitung konfektionierten Gegensteckverbinderteils, aufweist, wobei das Anschlussteil zumindest eine Anschlussvorrichtung für zumindest eine Versorgungsleitung, insbesondere Drehstromleitung, aufweist, wobei im Anschlussteil ein erstes Buchsenteil zum Anschließen einer Datenbusleitung, insbesondere zum Anschließen eines entsprechenden, an einem Endbereich einer Datenbusleitung konfektionierten Steckerteils, angeordnet ist, wobei die Kontakte des ersten Buchsenteils elektrisch, insbesondere mittels Leiterbahnen, einer Leiterplatte, verbunden sind mit Kontakten eines dritten Steckverbinderteils, welches mit einem entsprechenden Gegensteckverbinderteils in Steckverbindung gebracht ist, so dass die Kontakte elektrisch verbunden sind mit einem ersten Eingang eines Umschalters einer elektronischen Schaltung, welche im Deckelteil angeordnet ist, wobei die Kontakte des ersten Steckverbinderteils elektrisch verbunden sind mit einem zweiten Eingang des Umschalters, wobei der Ausgang des Umschalters abhängig vom Schaltzustand des Umrichters elektrisch verbunden ist mit dem ersten Eingang oder mit dem zweiten Eingang.

Description

Umrichteranordnung und Verfahren zum Betreiben einer Umrichteranordnung
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Umrichteranordnung und ein Verfahren zum Betreiben einer Umrichteranordnung.
Es ist allgemein bekannt Elektromotoren aus Umrichtern zu speisen.
Aus der DE 10 2009 031 466 A1 ist eine Anlage mit Elektromotoren bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Umrichteranordnung weiterzubilden, wobei eine hohe Varianz von Verwendungsmöglichkeiten mit geringem Aufwand erreichbar sein soll, insbesondere für einen sicheren Betrieb.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Umrichteranordnung nach den in Anspruch 1 und bei dem Verfahren nach den in Anspruch 12 angegebenen Merkmalen gelöst.
Unter Umrichteranordnung wird in der vorliegenden Schrift nicht nur eine Anordnung verstanden, die einen Umrichter aufweist, sondern auch eine Anordnung, die statt eines Umrichters einen Wechselrichter aufweist.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Umrichteranordnung sind, dass die
Umrichteranordnung ein Anschlussteil und ein darauf aufgesetztes verbundenes, insbesondere in hoher Schutzart verbundenes, Deckelteil aufweist, wobei das Deckelteil ein erstes Steckverbinderteil zum Anschließen einer Datenbusleitung, insbesondere zum Anschließen eines entsprechenden, an einem Endbereich einer
Datenbusleitung konfektionierten Gegensteckverbinderteils, aufweist, wobei das Anschlussteil zumindest eine Anschlussvorrichtung für zumindest eine
Versorgungsleitung, insbesondere Drehstromleitung, aufweist, wobei im Anschlussteil ein erstes Buchsenteil zum Anschließen einer Datenbusleitung, insbesondere zum Anschließen eines entsprechenden, an einem Endbereich einer
Datenbusleitung konfektionierten Steckerteils, angeordnet ist, wobei die Kontakte des ersten Buchsenteils elektrisch, insbesondere mittels Leiterbahnen, einer Leiterplatte, verbunden sind mit Kontakten eines dritten Steckverbinderteils, welches mit einem entsprechenden Gegensteckverbinderteils in Steckverbindung gebracht ist, so dass die Kontakte elektrisch verbunden sind mit einem ersten Eingang eines Umschalters einer elektronischen Schaltung, welche im Deckelteil angeordnet ist, wobei die Kontakte des ersten Steckverbinderteils elektrisch verbunden sind mit einem zweiten Eingang des Umschalters, wobei der Ausgang des Umschalters abhängig vom Schaltzustand des Umrichters elektrisch verbunden ist mit dem ersten Eingang oder mit dem zweiten Eingang, insbesondere wobei der Ausgang mit einem als Busteilnehmer ausgeführten Teil der elektronischen Schaltung verbunden ist.
Von Vorteil ist dabei, dass zwei verschiedene Anschlussmöglichkeiten ermöglicht werden. Bei der ersten Anschlussmöglichkeit werden Hybridkabel verwendet und die gesamte
Anschlusstechnik im Anschlussteil ausgeführt. Hierbei müssen nach Durchführen des
Hybridkabels Abisolierarbeiten und Konfektionierarbeiten ausgeführt werden. Das Deckelteil bleibt während dieser Arbeiten entfernt und wird erst zuletzt aufgesetzt und verbunden. Dabei übernimmt der dritte Steckverbinder die elektrische Verbindungstechnik zum Deckelteil. Wenn jedoch die Busleitung am Deckelteil angeschlossen werden soll, ist dies auch ermöglicht und es muss nur eine Verschlusskappe entfernt und ein Stecker in ein Buchsenteil eingesteckt werden. Somit ist trotzdem eine hohe Schutzart beibehaltbar. Die aufwendige
Anschlusstechnik für die Leistungsverdrahtung wird aber trotzdem zunächst im Anschlussteil ausgeführt und danach das Deckelteil aufgesetzt. Das Verbinden mit der Datenbusleitung erfordert dann nur das Einstecken der Steckverbinder in die Buchsenteile des Deckelteils. Dies erfordert aber nur einen geringen Aufwand. Somit ist mit geringem Aufwand eine hohe Varianz an Verwendungsmöglichkeiten erreicht. Weiter ist von Vorteil, dass mittels des Umschalters ein nicht benötigter Leitungsabschnitt abtrennbar und/oder abschaltbar ist, welcher innerhalb des Gehäuses der
Umrichteranordnung angeordnet ist. Somit ist Abstrahlung von störenden Signalbeiträgen verringerbar. Störstrahlung ist also von der elektronischen Schaltung fernhaltbar. Daher ist ein sicherer Betrieb ermöglicht.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist im Deckelteil ein T-Knoten für die Datenbusleitung vorhanden, wobei im Anschlussteil ein T-Knoten für die Versorgungsleitung, insbesondere
Drehstromleitung, vorhanden ist und ebenfalls ein T-Knoten für eine Datenbusleitung vorhanden ist, insbesondere wobei mittels des Umschalters entweder der T-Knoten des Deckelteils oder der T-Knoten für Datenbusleitung des Anschlussteils elektrisch mit dem als Busteilnehmer ausgeführten Teil der elektronischen Schaltung verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass zwar ein ungenutzter T-Knoten vorhanden ist, aber das Auswählen der Datenbuszuleitung durch das Anschlussteil oder Deckelteil ermöglicht ist. Mittels des Umschalters sind dann ungenutzte Leitungsabschnitte abschaltbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Deckelteil ein zweites Steckverbinderteil zum Anschließen einer weiteren Datenbusleitung, insbesondere zum Anschließen eines entsprechenden, an einem Endbereich einer weiteren Datenbusleitung konfektionierten weiteren Gegensteckverbinderteils, auf, wobei die Kontakte des ersten Steckverbinderteils mit den Kontakten des zweiten
Steckverbinderteils elektrisch verbunden sind. Von Vorteil ist dabei, dass die Datenbusleitung durchschleifbar ist und gleichzeitig ein Abzweig über das dritte Steckverbinderteil zum
Deckelteil hin für die Zuführung von Datensignalen an die elektronische Schaltung erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Drehstromleitung und die Datenbusleitung der Umrichteranordnung als Hybridkabel oder separat zugeführt. Von Vorteil ist dabei, dass entweder ein Hybridkabel durch das Anschlussteil führbar ist und somit eine einfache
Zuführung von Information und Leistung erreichbar ist. Das Deckelteil kann somit ohne großen Aufwand ausgetauscht werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zur Speisung der elektronischen Schaltung ein jeweiliges Kontaktteil der Anschlussvorrichtung mit zwei oder mehr Kontaktteilen des dritten Steckverbinderteils elektrisch verbunden, insbesondere sodass über mehrere Kontakte des entsprechenden Gegensteckverbinderteils des Deckelteils die elektronische Schaltung gespeist ist. Von Vorteil ist dabei, dass die aus dem dritten Steckverbinderteil und dem entsprechenden Gegensteckverbinderteil gebildete Übergabesteckverbindung mehrere Kontakte parallel zur Verfügung stellen kann, damit hohe Leistungen mittels des
Steckverbinders ans Deckelteil übertragbar sind. Ebenso wird dem Elektromotor Strom vom Deckelteil aus zugeführt, indem andere Kontakte des Steckverbinders parallelgeschaltet werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Anschlussteil ein zweites Buchsenteil zum Anschließen einer weiteren Datenbusleitung auf, wobei die Kontakte des ersten Buchsenteils mit den Kontakten des zweiten Buchsenteils elektrisch verbunden sind. Von Vorteil ist dabei, dass die Datenbusleitung durchschleifbar ist und somit weitere Busteilnehmer anbindbar sind. Somit ist also ein T-Knoten in der
Umrichteranordnung realisiert.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Anschlussteil eine weitere
Anschlussvorrichtung für eine weitere Drehstromleitung auf, wobei die Kontakte der weiteren Anschlussvorrichtung mit den Kontakten der ersten Anschlussvorrichtung elektrisch verbunden sind. Von Vorteil ist dabei, dass die Drehstromleitung durchschleifbar ist und somit weitere Verbraucher seriell versorgbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind das erste und das zweite Buchsenteil mit einer Verschlusskappe dicht, also in hoher Schutzart, verschlossen. Von Vorteil ist dabei, dass im Auslieferzustand die Umrichteranordnung in hoher Schutzart ausführbar ist. Die
Verschlusskappen sind somit so lange zum Abdichten verwendbar, bis ein Stecker mit dem Buchsenteil verbunden werden soll, so dass auch dann eine hohe Schutzart gewährleistbar sind.
Wichtige Merkmale bei dem Verfahren sind, dass in einem ersten Verfahrensschritt, insbesondere zu Beginn des Betriebs der Umrichteranordnung, der Umschalter so lange abwechselnd im ersten oder zweiten Schaltzustand betrieben wird, bis in einem der beiden Schaltzustände ein Bussignal erkannt wird, insbesondere eine, insbesondere als
Broadcasttelegramm von einem Busmaster gesendete, Bitfolge, danach in einem zweiten Verfahrensschritt, insbesondere zum Dauerbetrieb der
Umrichteranordnung, der Umschalter dauerhaft in demjenigen Schaltzustand gehalten wird, bei dem die Bitfolge erkannt wurde.
Von Vorteil ist dabei, dass erkennbar ist, ob die Datenbusleitung am Deckelteil angeschlossen ist oder in einem Hybridkabel ins Anschlussteil eingeführt und angeschlossen ist. Die jeweils nicht verwendeten Leitungsabschnitte werden dann mittels des Umschalters abgetrennt, so dass Störstrahlung verhinderbar oder zumindest verminderbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird zur Erkennung des Bussignals das Maximum einer diskreten Faltung bezüglich eines Parameters bestimmt wird, welche als diskrete Faltung einer über den Datenbus empfangenen, insbesondere erfassten, Bitfolge und einer bekannten, insbesondere also in einem Speicher hinterlegten, um den Parameter verschobenen Bitfolge gebildet wird. Von Vorteil ist dabei, dass der Parameter als zeitlicher Versatz zwischen den beiden Bitfolgen verwendet wird und durch Bestimmen der diskreten Faltung für verschiedene Parameter das Maximum bezüglich des Parameters auffindbar ist.
Somit ist dann der zum Maximum gehörige Parameter zur zeitlichen Synchronisierung verwendbar. Vorzugswiese wird aber nur dann der zum Maximum gehörige Parameter zur zeitlichen Synchronisation verwendet, wenn das Maximum einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird zur Erkennung des Bussignals das Maximum einer Summe in Abhängigkeit von einem Parameter bestimmt und wird mit einem Schwellwert verglichen, wobei die Summe als Summe der Produkte aus einer erfassten Bitfolge und einer bekannten, insbesondere also in einem Speicher hinterlegten, um den Parameter verschobenen Bitfolge gebildet wird. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Kreuzkorrelation bestimmt wird und dabei mittels des für das Maximum gültigen Parameters sogar ein Zeitversatz zwischen der Zeitbasis des Busmasters und der Zeitbasis der Umrichteranordnung, insbesondere der elektronischen Schaltung des Deckelteils, bestimmbar ist und somit eine Aufsynchronisation ermöglicht ist.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen
Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
In der Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Umrichteranordnung, aufweisend ein Deckelteil 1 und ein Anschlussteil 2, in Schrägansicht dargestellt.
In der Figur 2 ist eine Schrägansicht des Anschlussteils 2 dargestellt, insbesondere bei entferntem Deckelteil 1.
Wie in den Figuren dargestellt, weist die erfindungsgemäße Umrichteranordnung das
Anschlussteil 2 und das darauf aufgesetzte und verbundene Deckelteil 1 auf.
Dabei weist das Anschlussteil ein drittes Steckverbinderteil 22 auf, welches mit einem entsprechenden Gegensteckverbinderteil des Deckelteils 1 steckverbunden ist
Das Anschlussteil 2 weist eine erste Kabelverschraubung 5 auf, durch welche ein
Drehstromkabel in den Innenraum des Anschlussteils 2 in hoher Schutzart hereinführbar ist. Die Leitungen des Drehstromkabels werden im Anschlussteil 2 zu Anschlussvorrichtungen 23 geführt und dort elektrisch kontaktiert und verbunden mit jeweiligen leitfähigen Kontaktteilen, welche elektrisch verbunden sind mit Kontaktteilen weiterer Anschlussvorrichtungen 23, mit welchen die Leitungen eines weiteren Drehstromkabels elektrisch kontaktiert und verbunden sind, dass durch die zweite Kabelverschraubung 6 in hoher Schutzart in die Umgebung herausgeführt ist.
Darüber hinaus sind die Kontaktteile aber auch elektrisch jeweils verbunden mit Kontakten des dritten Steckverbinderteils 22, so dass die Drehstromversorgung über das
Gegensteckverbinderteil dem Deckelteil 1 zur Verfügung stellbar sind.
Auf diese Weise ist also ein T-Knoten für die Leistungsversorgung im Anschlussteil 1 ausgeführt. Weitere Geräte sind mit dem aus der zweiten Kabelverschraubung 6
herausgeführten weiteren Drehstromkabel versorgbar.
Durch Parallelschaltung mehrerer Kontakte des Steckverbinderteils 22 sind starke Ströme dem Deckelteil 2 zuführbar. Entsprechend ist eine Datenbusleitung mit an ihrem ersten Endbereich angeordneten, insbesondere konfektionierten, Stecker in ein erstes Steckverbinderteil 3, insbesondere Buchse, einsteckbar und elektrisch verbindbar. Dabei ist das erste Steckverbinderteil 3 in der Wandung des Gehäuses des Deckelteils 1 angeordnet und in hoher Schutzart verbunden. Die Kontakte des ersten Steckverbinderteils 3 sind insbesondere auch über Leiterbahnen einer mittels einer ersten Leiterplatte des Deckelteils 1 einem Auswahlmittel mit Umschalter zugeführt.
Über den Umschalter sind die Signale der Datenbusleitung einer als Busteilnehmer
ausgeführten elektronischen Schaltung abhängig vom angesteuerten Schaltzustand des Umschalters zuführbar oder nicht.
Außerdem ist auch im Deckelteil 1 ein T-Knoten für die Datenbusleitung ausgeführt, so dass die Datenbusleitung auch vom ersten Steckverbinderteil 3 zu einem zweiten Steckverbinderteil 2 geführt ist, insbesondere ebenfalls Buchse. Eine weitere Datenbusleitung ist somit mit an ihrem ersten Ende angeordneten, insbesondere konfektionierten, Stecker in das zweite Steckverbinderteil 4, insbesondere Buchse, einsteckbar und elektrisch verbindbar. Dabei ist auch das zweite Steckverbinderteil 4 in der Wandung des Gehäuses des Deckelteils 1 angeordnet und in hoher Schutzart verbunden. Somit sind die Kontakte des zweiten
Steckverbinderteils 4 elektrisch auch mit dem Auswahlmittel mit Umschalter verbunden.
Somit muss also die Leistung, insbesondere Versorgungsleistung, über das Drehstromkabel ans Anschlussteil 2 zugeführt werden und die Information über die separate Datenbusleitung an das Deckelteil 1.
Anstatt dieser zwei separaten Kabel sind Leistung und Information auch über ein Hybridkabel durch die erste Kabelverschraubung 5 an das Anschlussteil 2 zuführbar.
Bei dieser unterschiedlichen Ausführung werden wiederum Anschlussteil und Deckelteil verwendet, allerdings wird eine jeweils andersartige unterschiedliche Anschlussverdrahtung ausgeführt. Erst im Innenraum des Anschlussteils 2 werden dann Drehstromleitungen und Datenbusleitung separiert, die Datenbusleitung an ihrem Endbereich mit einem Steckverbinderteil konfektioniert und mit diesem konfektionierten Steckverbinderteil in das erste Buchsenteil 20 eingesteckt.
Die Drehstromleitungen werden wiederum im Anschlussteil 2 zu Anschlussvorrichtungen 23 geführt und dort elektrisch kontaktiert und verbunden mit jeweiligen leitfähigen Kontaktteilen, welche elektrisch verbunden sind mit Kontaktteilen weiterer Anschlussvorrichtungen 23, mit welchen die Drehstromleitungen eines weiteren Hybridkabels elektrisch kontaktiert und verbunden sind, dass durch die zweite Kabelverschraubung 6 in hoher Schutzart in die Umgebung herausgeführt ist.
Ebenso ist die Datenbusleitung des weiteren Hybridkabels an ihrem Endbereich mit einem Steckverbinderteil konfektioniert und mit diesem konfektionierten Steckverbinderteil in das zweite Buchsenteil 21 eingesteckt.
Die Kontakte der Buchsenteile 20 und 21 sind elektrisch miteinander verbunden und mit zumindest einem Kontakt des dritten Steckverbinderteils 22. Somit ist ein T-Knoten auch für die Datenbusleitung gebildet.
Die Leitungen des Hybridkabels sind somit durch den Anschlussteil 2 durchgeschleift und die elektronische Schaltung im Deckelteil 1 ist mit Leistung und Information versorgt.
Somit ist also die Umrichteranordnung in erster Ausführung mit separatem Drehstromkabel und separater Datenbusleitung oder alternativ in zweiter Ausführung mit Hybridkabel versorgbar.
Bei der ersten Ausführung wird die Datenbusleitung dem Deckelteil 1 zugeführt, wobei ein unterschiedliches Steckverbinderteil verwendet wird als bei der Zuführung der Datenbusleitung ans Anschlussteil gemäß der zweiten Ausführung.
Denn bei der ersten Ausführung ist das Steckverbinderteil an der Außenseite des Deckelteils in ein Buchsenteil 3 beziehungsweise 4 eingesteckt, wofür eine hohe Schutzart notwendig ist. Bei den Buchsenteilen 20 und 21 des Anschlussteils 2 muss keine hohe Schutzart eingehalten werden. Daher ist hierbei eine andere Art von Steckverbinderteilen und Buchsenteilen (20, 21 ) verwendbar.
Bei der zweiten Ausführung, also Verkabelung mittels Hybridkabeln, werden also nur
Anschlüsse im Anschlussteil verwendet, nicht aber im Deckelteil.
Der Umschalter ermöglicht eine Zuführung der Datensignale der Datenbusleitung an die elektronische Schaltung, wobei seine erste Schalterstellung für den Betrieb bei der ersten Ausführung und seine andere Schalterstellung für den Betrieb bei der zweiten Ausführung vorgesehen ist.
In der ersten Schalterstellung wird also die von den Buchsenteilen 3 und 4 hergeführte Datenbusleitung durchgeleitet und die über das dritte Steckverbinderteil 22 von den
Buchsenteilen 20 und 21 hergeführte Datenbusleitung abgetrennt.
Entsprechend wird in der zweiten Schalterstellung die über das dritte Steckverbinderteil 22 von den Buchsenteilen 20 und 21 hergeführte Datenbusleitung über den Umschalter an die elektronische Schaltung weitergeleitet und die von den Buchsenteilen 3 und 4 hergeführte Datenbusleitung des Deckelteils 1 abgetrennt.
In Figur 1 sind die Buchsenteile 3 und 4 zur Einhaltung einer hohen Schutzart mit
Verschlusskappen geschützt verschlossen. Bei der ersten Ausführung werden diese
Verschlusskappen entfernt und bei der zweiten Ausführung belassen.
Ebenso sind die Kabelverschraubungen bei Auslieferung in hoher Schutzart ausgeführt, so dass die Umrichteranordnung geschützt ist. Bei Durchführung der Kabel ist ebenfalls hohe Schutzart erreicht.
Die elektronische Schaltung weist einen Umrichter auf, der einen aus den Drehstromleitungen gespeisten Gleichrichter aufweist und einen mit seinem gleichspannungsseitigen Anschluss mit dem gleichspannungsseitigen Anschluss des Gleichrichters verbundenen Wechselrichter, welcher einem Elektromotor ein Drehspannungssystem zur Verfügung stelle. Die Signalelektronik erzeugt Ansteuersignale für steuerbare Halbleiterschalter des
Wechselrichters, wobei das Ansteuersignal in Abhängigkeit von den über die
Datenbusleitungen erhaltenen Informationen erzeugt werden.
Bei Inbetriebnahme der Umrichteranordnung wird zunächst geprüft, ob die Datenbusleitung über das Anschlussteil 2, also Buchsenteile 20 oder 21 , erfolgt oder über das Anschließen einer Datenbusleitung am Deckelteil 1.
Hierzu wird der Umschalter bei Inbetriebnahme der Umrichteranordnung zwischen seinen beiden Schaltzuständen so oft hin- und her geschaltet, bis in einem der Schaltzustände ein Datenstrom eindeutig erkennbar ist. dabei verbleibt der Umschalter in jedem der
Schaltzustände jeweils eine Mindestzeitspanne.
Der Busmaster sendet anfangs zeitlich wiederkehrend Broadcasttelegramme, deren Bitfolge auch der elektronischen Schaltung bekannt sind, also in einem Speicher hinterlegt ist. Sobald in einem der Schaltzustände diese Bitfolge besser erkannt wird als im anderen Schaltzustand, wird der bessere der beiden dauerhaft gehalten, also im nachfolgenden regulären Betrieb unverändert belassen.
Vorzugsweise wird zum Erkennen die Summe der erkannten Bits des von der Datenbusleitung gelieferten Signals innerhalb der Zeitdauer der Bitfolge gebildet und mit einem oder mehreren Schwellwerten verglichen. Alternativ wird die Korrelation zwischen der erfassten und bekannten Bitfolge gebildet und ausgewertet. Insbesondere wird die Summe der in der Zeitdauer der Bitfolge der erfassten Bitfolge und bekannten, um einen Parameter
verschobenen Bitfolge gebildet, und das Maximum der Summe in Abhängigkeit vom
Parameter gebildet. Wenn dieses Maximum einen Schwellwert überschreitet, wird der Umschalter in dem zu diesem Maximum zugehörigen Schaltzustand dauerhaft gehalten.
Zur Auswertung einer Korrelation ist eine diskrete Faltung anwendbar, wobei der Parameter die Verschiebung der empfangenen zur gespeicherten Bitfolge darstellt. Durch Bestimmen des Maximums der diskreten Faltung bezüglich des Parameters ist der zum Maximum gehörige Parameter bestimmbar. Durch Vergleich des Maximums mit einem Schwellwert sind Störungen unterdrückbar. Außerdem ist der Parameter als zeitlicher Versatz und somit zur zeitlichen Synchronisierung verwendbar.
Mit dem Anschlussteil 2 ist die Umrichteranordnung entweder in einem Schaltschrank anordenbar oder dezentral in einer Anlage, wobei auch die Unterseite des Anschlussteils 2 in hoher Schutzart ausgeführt ist - ebenso wie das Deckelteil 1. Bei weiteren
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird das Anschlussteil auf einem
Klemmenkastenansatz, also Anschlusskastenansatz, des Gehäuses eines von der elektronischen Schaltung gespeisten Elektromotors angeordnet. Hierzu wird das Gehäuse in hoher Schutzart mit dem Anschlussteil verbunden, wobei aber die Statorwicklungsdrähte des Elektromotors durch eine Öffnung der Unterseite des Anschlussteils zu
Anschlussvorrichtungen des Anschlussteils geführt sind, die elektrisch über das dritte Steckverbinderteil mit dem wechselspannungsseitigen Anschluss des Wechselrichters der elektronischen Schaltung der Umrichteranordnung verbunden sind.
Bezugszeichenliste
1 Deckelteil
2 Anschlussteil
3 erstes Steckverbinderteil
4 zweiten Steckverbinderteil
5 erste Kabelverschraubung
6 zweite Kabelverschraubung 20 erstes Buchsenteil
21 zweites Buchsenteil
22 drittes Steckverbinderteil
23 Anschlussvorrichtung

Claims

Patentansprüche:
1. Umrichteranordnung, aufweisend ein Anschlussteil und ein darauf aufgesetztes verbundenes, insbesondere in hoher Schutzart verbundenes, Deckelteil, wobei das Deckelteil ein erstes Steckverbinderteil zum Anschließen einer Datenbusleitung, insbesondere zum Anschließen eines entsprechenden, an einem Endbereich einer
Datenbusleitung konfektionierten Gegensteckverbinderteils, aufweist, wobei das Anschlussteil zumindest eine Anschlussvorrichtung für zumindest eine
Versorgungsleitung, insbesondere Drehstromleitung, aufweist, wobei im Anschlussteil ein erstes Buchsenteil zum Anschließen einer Datenbusleitung, insbesondere zum Anschließen eines entsprechenden, an einem Endbereich einer
Datenbusleitung konfektionierten Steckerteils, angeordnet ist, wobei die Kontakte des ersten Buchsenteils elektrisch, insbesondere mittels Leiterbahnen, einer Leiterplatte, verbunden sind mit Kontakten eines dritten Steckverbinderteils, welches mit einem entsprechenden Gegensteckverbinderteils in Steckverbindung gebracht ist, so dass die Kontakte elektrisch verbunden sind mit einem ersten Eingang eines Umschalters einer elektronischen Schaltung, welche im Deckelteil angeordnet ist, wobei die Kontakte des ersten Steckverbinderteils elektrisch verbunden sind mit einem zweiten Eingang des Umschalters, wobei der Ausgang des Umschalters abhängig vom Schaltzustand des Umrichters elektrisch verbunden ist mit dem ersten Eingang oder mit dem zweiten Eingang, insbesondere wobei der Ausgang mit einem als Busteilnehmer ausgeführten Teil der elektronischen Schaltung verbunden ist.
2. Umrichteranordnung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Deckelteil ein T-Knoten für die Datenbusleitung vorhanden ist, wobei im Anschlussteil ein T-Knoten für die Versorgungsleitung, insbesondere
Drehstromleitung, vorhanden ist und ebenfalls ein T-Knoten für eine Datenbusleitung vorhanden ist, insbesondere wobei mittels des Umschalters entweder der T-Knoten des Deckelteils oder der T-Knoten für Datenbusleitung des Anschlussteils elektrisch mit dem als Busteilnehmer ausgeführten Teil der elektronischen Schaltung verbunden ist.
3. Umrichteranordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Deckelteil ein zweites Steckverbinderteil zum Anschließen einer weiteren Datenbusleitung, insbesondere zum Anschließen eines entsprechenden, an einem Endbereich einer weiteren Datenbusleitung konfektionierten weiteren Gegensteckverbinderteils, aufweist, wobei die Kontakte des ersten Steckverbinderteils mit den Kontakten des zweiten
Steckverbinderteils elektrisch verbunden sind.
4. Umrichteranordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Drehstromleitung und die Datenbusleitung der Umrichteranordnung als Hybridkabel oder separat zugeführt sind.
5. Umrichteranordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Speisung der elektronischen Schaltung ein jeweiliges Kontaktteil der Anschlussvorrichtung mit zwei oder mehr Kontaktteilen des dritten Steckverbinderteils elektrisch verbunden ist, insbesondere sodass über mehrere Kontakte des entsprechenden Gegensteckverbinderteils des Deckelteils die elektronische Schaltung gespeist ist.
6. Umrichteranordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Anschlussteil ein zweites Buchsenteil zum Anschließen einer weiteren Datenbusleitung aufweist, wobei die Kontakte des ersten Buchsenteils mit den Kontakten des zweiten Buchsenteils elektrisch verbunden sind.
7. Umrichteranordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Anschlussteil eine weitere Anschlussvorrichtung für eine weitere Drehstromleitung aufweist, wobei die Kontakte der weiteren Anschlussvorrichtung mit den Kontakten der ersten Anschlussvorrichtung elektrisch verbunden sind.
8. Umrichteranordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste und das zweite Buchsenteil mit einer Verschlusskappe dicht, also in hoher Schutzart, verschlossen sind.
9. Umrichteranordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Deckelteil, insbesondere in der elektronischen Schaltung des Deckelteils, ein Mittel zur Bestimmung einer diskreten Faltung aus einer empfangenen Bitfolge und aus einer in einem Speicher des Deckelteils hinterlegten Bitfolge angeordnet ist.
10. Umrichteranordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
ein Auswahlmittel im Deckelteil angeordnet ist und das Ansteuersignal für den Umschalter erzeugt, insbesondere in Abhängigkeit des Erkennens einer empfangenen Bitfolge, insbesondere wobei das Auswahlmittel den Umschalter im wechselbetrieb hält, solange die Bitfolge nicht erkannt ist, und den Umschalter im Dauerbetrieb hält, nachdem die Bitfolge erkannt ist, insbesondere wobei das Auswahlmittel das ein Mittel zur Bestimmung einer diskreten Faltung aufweist.
1 1. Umrichteranordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Auswahlmittel, insbesondere in Abhängigkeit des Erkennens einer empfangenen Bitfolge, ein Signal zur zeitlichen Synchronisation bestimmt und/oder erzeugt.
12. Verfahren zum Betreiben einer Umrichteranordnung, insbesondere nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einem ersten Verfahrensschritt, insbesondere zu Beginn des Betriebs der
Umrichteranordnung, der Umschalter so lange abwechselnd im ersten oder zweiten
Schaltzustand betrieben wird, bis in einem der beiden Schaltzustände ein Bussignal erkannt wird, insbesondere eine, insbesondere als Broadcasttelegramm von einem Busmaster gesendete, Bitfolge, danach in einem zweiten Verfahrensschritt, insbesondere zum Dauerbetrieb der
Umrichteranordnung, der Umschalter dauerhaft in demjenigen Schaltzustand gehalten wird, bei dem die Bitfolge erkannt wurde.
13. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Erkennung des Bussignals
das Maximum einer diskreten Faltung bezüglich eines Parameters bestimmt wird, welche als diskrete Faltung einer empfangenen, insbesondere erfassten, Bitfolge und einer bekannten, insbesondere also in einem Speicher hinterlegten, um den Parameter verschobenen Bitfolge gebildet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zum Maximum gehörige Parameter zur zeitlichen Synchronisierung verwendet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
nur dann der zum Maximum gehörige Parameter zur zeitlichen Synchronisation verwendet wird, wenn das Maximum einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
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