DE102005016962A1 - Anordnung mit einer Drehstrommaschine und einem Frequenzumrichter - Google Patents

Anordnung mit einer Drehstrommaschine und einem Frequenzumrichter Download PDF

Info

Publication number
DE102005016962A1
DE102005016962A1 DE102005016962A DE102005016962A DE102005016962A1 DE 102005016962 A1 DE102005016962 A1 DE 102005016962A1 DE 102005016962 A DE102005016962 A DE 102005016962A DE 102005016962 A DE102005016962 A DE 102005016962A DE 102005016962 A1 DE102005016962 A1 DE 102005016962A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
arrangement according
stator
frequency converter
phase machine
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102005016962A
Other languages
English (en)
Inventor
Frank Dr. Buschbeck
Andreas Jagenbrein
Martin Dr. Gröschl
Gerwin Dr. Preisinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SKF AB
Original Assignee
SKF AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SKF AB filed Critical SKF AB
Priority to DE102005016962A priority Critical patent/DE102005016962A1/de
Priority to US11/918,450 priority patent/US7948206B2/en
Priority to CA2604298A priority patent/CA2604298C/en
Priority to CN200680011990.2A priority patent/CN101160706B/zh
Priority to PCT/EP2006/003066 priority patent/WO2006108535A1/de
Priority to JP2008505772A priority patent/JP5103375B2/ja
Priority to BRPI0608660-8A priority patent/BRPI0608660A2/pt
Priority to EP06724021A priority patent/EP1872467A1/de
Publication of DE102005016962A1 publication Critical patent/DE102005016962A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02Providing protection against overload without automatic interruption of supply

Abstract

Eine Anordnung mit einer Drehstrommaschine und einem Frequenzumrichter beinhaltet folgende Merkmale: DOLLAR A - Die Drehstrommaschine umfasst einen Stator, wobei wenigstens die drei Stromkreise des Stators für die drei Drehstromphasen gegeneinander isoliert betreibbar und gegeneinander isoliert mit je einem separaten Anschlusspunkt des Frequenzumrichters verbindbar sind, und DOLLAR A - der Frequenzumrichter ist derart mit einem mittelpunktgeerdeten Gleichstromzwischenkreis ausgebildet, dass je Stromkreis zwischen den zwei zugehörigen Anschlusspunkten eine zu jedem Zeitpunkt, bezogen auf das Erdpotential, symmetrische, elektrische Spannung ausgebbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer Drehstrommaschine und einem Frequenzumrichter.
  • Eine bekannte Anordnung mit einem Drehstrommotor und einem Frequenzumrichter sieht beispielsweise wie folgt aus: Der Drehstrommotor umfasst einen Rotor und einen Stator, wobei der Rotor über Lager gegenüber dem Stator drehbar gelagert ist. Außenringe der Lager sind dabei elektrisch leitend mit einem Motorgehäuse des Drehstrommotors verbunden, wobei das Motorgehäuse wiederum über eine Schutzerdleitung mit einem Erdungspunkt verbunden ist, mit dem auch der Frequenzumrichter verbunden ist. Der Rotor des Drehstrommotors kann weiterhin mit einer Welle einer vom Drehstrommotor angetriebenen Arbeitsmaschine verbunden sein, wobei diese Verbindung elektrisch leitend oder isoliert ausgeführt sein kann.
  • Der Stator des Drehstrommotors umfasst dabei wenigstens drei Statorwicklungen, von denen jeweils ein Ende zu einem Sternpunkt zusammengeschaltet ist. Die jeweils anderen Enden der Statorwicklungen sind über entsprechende Motoranschlussklemmen mit entsprechenden Ausgangsklem men des Frequenzumrichters verbunden. Die Verbindung zwischen Frequenzumrichter und Drehstrommotor erfolgt beispielsweise über ein dreiadriges Motoranschlusskabel.
  • Je nach Schaltprogramm des Frequenzumrichters liegt an den drei Ausgangsklemmen des Frequenzumrichters gegenüber einem Erdpotential zu bestimmten Zeiten zumindest eine positive oder eine betragsmäßig gleichgroße negative Spannung an. In Abhängigkeit vom Schaltprogramm entsteht somit an den Ausgangsklemmen des Frequenzumrichters ein impulsförmiger Spannungsverlauf mit steilen Impulsflanken. Ein Drittel der Summe besagter Spannungen an den Ausgangsklemmen des Frequenzumrichters wird dabei als Gleichtaktspannung bezeichnet.
  • Jede der drei Statorwicklungen weist zum Rotor hin eine kaum vermeidbare parasitäre Stator-Rotor-Streukapazität auf. Über diese Stator-Rotor-Streukapazität gelangen die sprungartigen Änderungen der elektrischen Spannungen von den Motoranschlussklemmen zum Rotor und somit auch an die Innenringe der Lager, deren Außenringe wie bereits beschrieben mit dem geerdeten Motorgehäuse elektrisch leitend verbunden sind. Üblicherweise ist dabei der Betrag der Stator-Rotor-Streukapazität um eine bis zwei 10er Potenzen kleiner als eine Rotor-Gehäuse-Streukapazität zwischen dem Rotor und dem Motorgehäuse, wodurch zwar eine starke Abschwächung der Spannungssprünge zum Lager hin entsteht, aber dennoch Spannungen über die Lager Werte annehmen können, bei denen ein Schmierfilm im Lager elektrisch durchschlagen wird und Lagerschäden entstehen. Da dabei jede der Stator-Rotor-Streukapazitäten mit der Rotor-Gehäuse-Streukapazität jeweils einen kapazitiven Spannungsteiler bildet, ist der zeitliche Spannungsverlauf auf dem Rotor ähnlich jenem der Gleichtaktspannung.
  • Weiterhin existieren am Drehstrommotor zwischen den einzelnen Statorwicklungen und dem Motorgehäuse Stator-Gehäuse-Streukapazitäten, womit je Statorwicklung folgender parasitärer Stromkreis entsteht: Ausgehend von einer auf den Erdungspunkt bezogenen Spannungsversorgung des Frequenzumrichters zu einer der Ausgangsklemmen des Frequenzumrichters, über das Motoranschlusskabel zur jeweiligen Statorwicklung, über deren Stator-Gehäuse-Streukapazität zum Motorgehäuse und weiter über die Schutzerdleitung zurück zum Erdungspunkt. Die Stromstärke in diesen Stromkreisen wird wesentlich durch die Flankensteilheit der Spannungen an den Ausgangsklemmen des Frequenzumrichters bestimmt. Dabei sind die Stromimpulse nadelförmig. Der Strom fließt dabei im Wesentlichen während der Schaltvorgänge und verursacht gegebenenfalls einen erheblichen Spannungsabfall von beispielsweise bis zu 100 Volt an einer kaum vermeidbaren Induktivität der Schutzerdleitung. Über die Rotor-Gehäuse-Streukapazität zwischen Rotor und Motorgehäuse gelangen diese Spannungsimpulse auch auf den Rotor und bewirken, falls die Arbeitsmaschine über eine separate Schutzerdleitung mit dem Erdungspunkt verbunden ist, eine Potentialdifferenz gegenüber der Arbeitsmaschine. In diesem Fall besteht Zerstörungsgefahr sowohl für die Lager des Drehstrommotors als auch für jene der Arbeitsmaschine. Eine weitere Gefahr besteht in diesem Fall auch für Personen beim gleichzeitigen Berühren von Motorgehäuse und Gehäuse der Arbeitsmaschine.
  • Zur Vermeidung vorgenannter Lagerschäden ist es beispielsweise bekannt, einen Außenmantel eines Außenrings eines beispielsweise als Wälzlager ausgebildeten Lagers oder einen Innenmantel eines Innenrings des Lagers mit einer keramischen Isolationsschicht auszustatten. Derart isolierte Lager bieten zwar einen guten Schutz vor Lagerschäden auf Grund niederfrequenter parasitärer Ströme, wie sie beispielsweise infolge magnetischer Unsymmetrien des Motors in der Motorwelle induziert werden können, wegen der hohen Kapazität solcher Lager ist deren Isolationswirkung gegenüber den oben beschriebenen hochfrequenten parasitären Strömen jedoch vielfach nicht ausreichend. Eine weitere Möglichkeit zur Vermeidung vorgenannter Lagerschäden besteht darin, Wälzkörper aus Keramik einzusetzen, was mit einem nicht unerheblichen Fertigungsaufwand einhergeht und sich somit negativ hinsichtlich der Kosten derartiger Wälzlager auswirkt.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Anordnung mit einer Drehstrommaschine und einem Frequenzumrichter zu schaffen, so dass insbesondere Lager der Drehstrommaschine bzw. einer angekuppelten Arbeitsmaschine vor Beschädigung und Zerstörung infolge von Stromdurchgang auf einfache Art und Weise geschützt sind.
  • Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Gemäß Anspruch 1 beinhaltet eine Anordnung mit einer Drehstrommaschine und einem Frequenzumrichter folgende Merkmale:
    • – Die Drehstrommaschine umfasst einen Stator, wobei wenigstens die drei Stromkreise des Stators für die drei Drehstromphasen gegeneinander isoliert betreibbar und gegeneinander isoliert mit je einem separaten Anschlusspunkt des Frequenzumrichters verbindbar sind, und
    • – der Frequenzumrichter ist derart mit einem mittelpunktgeerdeten Gleichstromzwischenkreis ausgebildet, dass je Stromkreis zwischen den zwei zugehörigen Anschlusspunkten eine zu jedem Zeitpunkt, bezogen auf das Erdpotential symmetrische, elektrische Spannung ausgebbar ist.
  • Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass gegenpolig auf einen Rotor der Drehstrommaschine eingekoppelte parasitäre Spannungen einander aufheben, so dass bei einem voneinander isolierten Betreiben der Statorwicklungen der Drehstrommaschine in Verbindung mit einem Anliegen von ausschließlich erdsymmetrischen Spannungen an den einzelnen Statorwicklungen die eingangs beschriebenen Nachteile hinsichtlich Lagerschäden und Berührspannungen verhindert werden, was sowohl bei Einsatz von gegen Stromdurchgang isolierten Lagern zwischen Rotor und Stator als auch bei Lagern, die frei von einer derartigen Isolation sind, zutrifft. Gegenüber der eingangs beschriebenen Anordnung ist es für die erfindungsgemäße Anordnung notwendig, dass die Drehstrommaschine einem Betrieb in offener Dreiecksanordnung zugänglich ist, dass der Frequenzumrichter wenigstens sechs Ausgangsklemmen zum Ausgeben der erdsymmetrischen Spannungen aufweist und dass die Drehstrommaschine und der Frequenzumrichter mit einem wenigstens sechsadrigen Maschinenanschlusskabel verbunden sind. Die erfindungsgemäße Anordnung hat mit Vorteil zur Folge, dass die nachfolgend aufgelisteten Teile der Anordnung ständig auf Erdpotential bleiben: Der Rotor der Drehstrommaschine sowie die mit ihm verbundenen Lagerinnenringe wie auch eine gegebenenfalls vorhandene Kupplung zur Welle einer mit der Drehstrommaschine verbundenen weiteren Maschine, beispielsweise einer Arbeitsmaschine; das Maschinengehäuse sowie mit dem Maschinengehäuse verbundene Lageraußenringe und schließlich die Schutzerdleitung auf ihrer gesamten Länge zwischen der Drehstrommaschine und dem Erdungspunkt.
  • Damit einhergehend sind nachfolgende Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung hervorzuheben: Die Flanken der an den Ausgangsklemmen des Frequenzumrichters ausgegebenen Spannungen rufen keinen Stromfluss durch die Schutzerdleitung der Drehstrommaschine hervor. Ein Auftreten von über die Lager anliegenden parasitären Spannungen infolge der Streukapazitäten wird verhindert. Ebenso werden parasitäre Spannungen auf dem Stator der Drehstrommaschine gegen Erde und/oder andere Anlagenteile, beispielsweise eine von der Drehstrommaschine angetriebene Arbeitsmaschine, verhindert. Dadurch dass die Leitungsführung insbesondere für Hin- und Rückleitung zwischen der Drehstrommaschine und dem Frequenzumrichter kompakt ausgebildet werden kann, wird mit Vorteil eine geringe Hochfrequenzabstrahlung erzielt. Weiterhin wird auch bei einer Mehrfacherdung nur eine geringe Erhöhung der Hochfrequenzabstrahlung bewirkt. Schließlich kann das Maschinenanschlusskabel gegebenenfalls sogar unabgeschirmt ausgebildet sein. Für das Personal ist die Anlage dabei berührungssicher. Ferner sind für die gesamte erfindungsgemäße Anordnung mit Vorteil, insbesondere hinsichtlich Fehleranfälligkeit, durchwegs erprobte Baugruppen verwendbar.
  • Für ein einwandfreies Funktionieren der erfindungsgemäßen Anordnung ist lediglich Voraussetzung, dass die Streukapazitäten jeder der Statorwicklungen gegenüber dem Maschinengehäuse bzw. gegenüber dem Rotor bezüglich einem Mittenpunkt der Statorwicklung zwischen deren beiden Anschlusspunkten im Wesentlichen symmetrisch verteilt sind. Dies ist aber in der Regel eine inhärent vorhandene Eigenschaft von vielen Drehstrommaschinen. Kleinere Abweichungen von dieser kapazitiven Symmetrie jeder einzelnen Statorwicklung gegenüber dem Rotor bzw. dem Maschinengehäuse oder Unsymmetrien in den erdsymmetrischen Ausgangsspannungen des Frequenzumrichters führen lediglich zum Auftreten kleiner parasitärer Restströme und reduzieren die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Anordnung nur geringfügig.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren. Dabei zeigen:
  • 1 eine Schaltplanskizze einer Anordnung mit einem Frequenzumrichter und einem Drehstrommotor und
  • 2 eine Schaltplanskizze einer Polwenderschaltung des Frequenzumrichters.
  • 1 zeigt als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Schaltplanskizze einer Anordnung mit einem Frequenzumrichter 100 und einem Drehstrommotor 200. Der Drehstrommotor 200 umfasst dabei einen Rotor 210 und einen Stator, wobei der Rotor 210 über wenigstens zwei Wälzlager 231 und 232, die frei von einer Isolierung gegen elektrischen Stromdurchgang ausgebildet sein können, gegenüber dem Stator drehbar gelagert ist. Die Außenringe der Wälzlager 231 und 232 können dabei elektrisch leitend mit einem Motorgehäuse 220 des Drehstrommotors 200 verbunden sein, wobei das Motorgehäuse 220 wiederum über eine Schutzerdleitung 175 mit einem Erdungspunkt 125 verbunden ist, mit dem auch der Frequenzumrichter 100 verbunden ist. Der Rotor 210 des Drehstrommotors 200 ist weiterhin mit einer Welle einer vom Drehstrommotor 200 angetriebenen Arbeitsmaschine 290 gekoppelt.
  • Der Stator des Drehstrommotors 200 umfasst dabei wenigstens drei Statorwicklungen, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit nur eine der Statorwicklungen 225 dargestellt ist. Je Statorwicklung sind dabei deren beide Enden mit entsprechenden Ausgangsklemmen 111, 112, bzw. 114, 115, bzw. 117 und 118 des Frequenzumrichters 100 verbunden. Die Verbindung zwischen dem Frequenzumrichter 100 und dem Drehstrommotor 200 erfolgt über ein wenigstens sechsadriges, gegebenenfalls unabgeschirmt ausgebildetes Motoranschlusskabel 170, das in der gezeigten Ausführungsform eine weitere Ader für die Schutzerdleitung 175 umfasst. Dabei gilt das nachfolgend für die an die Ausgangsklemmen 111 und 112 des Frequenzumrichters 100 angeschlossene Statorwicklung 225 Beschriebene für die weiteren, in 1 nicht dargestellten, an die Ausgangsklemmen 114 und 115 sowie 117 und 118 angeschlossenen Statorwicklungen entsprechend.
  • Der Drehstrommotor 200 ist dabei derart ausgebildet, dass zwischen der Statorwicklung 225 und dem Rotor 210 eine Stator-Rotor-Streukapazität 241 und 242 zwischen den beiden Anschlusspunkten der Statorwicklung 225 bezüglich deren Mittenpunkt im Wesentlichen symmetrisch verteilt ist. Entsprechendes gilt für eine Stator-Gehäuse-Streukapazität 251 und 252 zwischen der Statorwicklung 225 und dem Motorgehäuse 220. Dabei sind vorgenannte Symmetrien der Streukapazitäten 241 und 242 sowie 251 und 252 bei vielen Drehstrommotoren als inhärente Eigenschaft vorhanden.
  • Je nach Schaltprogramm des Frequenzumrichters 100 liegt dabei an den beiden Anschlusspunkten der Statorwicklung 225 entweder eine erdsymmetrische Spannung vorgebbarer Größe oder eine Spannung gleich null an. Zum Erzeugen vorgenannter erdsymmetrischer Spannung umfasst der Frequenzumrichter 100 für die Statorwicklung 225 beispielsweise eine sogenannte Polwenderschaltung, die anhand der 2 noch näher erläutert werden wird. Dazu sind an einer Eingangsklemme 121 im Frequenzumrichter 100 eine positive Gleichspannung vorgebbarer Größe und an einer Eingangsklemme 122 eine betragsmäßig gleich große negative Gleichspannung bereitzustellen. Für die besagten erdsymmetrischen Spannungen ist dabei die Eingangsklemme 123 als Mittenpunkt auf der Gleichspannungsseite des Frequenzumrichters 100 mit dem Erdungspunkt 125 verbunden.
  • Das Zusammenspiel von vorgenannter Symmetrie der Streukapazitäten 241 und 242 sowie 251 und 252 und der erdsymmetrischen Spannung darf man sich wie folgt vorstellen: Aufgrund der Symmetrie der Stator-Rotor-Streukapazität 241 und 242 darf man sich diese als zwei gleichgroße Kapazitäten 241 und 242 vorstellen, wobei die eine dem einen der beiden Anschlusspunkte der Statorwicklung 225 und die andere dem anderen Anschlusspunkt der Statorwicklung 225 zugeordnet ist. Aufgrund der erdsymmetrischen Spannung liegen an den beiden Kapazitäten 241 und 242 betragsmäßig gleichgroße Spannungen, aber mit umgekehrten Vorzeichen an, so dass sich auf den Rotor 210 eingekoppelte Spannungssprünge wegen des unterschiedlichen Vorzeichens aufheben. Das elektrische Potential des Rotors 210 entspricht daher permanent dem Mittenpotential der Ansteuerimpulse, welches voraussetzungsgemäß identisch mit dem Erdpotential ist. Dabei liegt aufgrund der großen leitfähigen Oberfläche des Rotors 210 und der daraus resultierenden geringen elektrischen Impedanz der gesamte Rotor 210 bzw. die Motorwelle auf räumlich konstantem Potential. Für die Stator-Gehäuse-Streukapazität 251 und 252, die man sich ebenfalls als zwei Kapazitäten 251 und 252 gleicher Größe vorstellen darf, gilt das vorausgehend für die Stator-Rotor-Streukapazität 241 und 242 Beschriebene entsprechend, so dass auch das Motorgehäuse 220 permanent auf Erdpotential liegt. Dies bedeutet nunmehr, dass über die Wälzlager 231 und 232 keine elektrische Spannung auftritt. Lagerschäden und eine Lagerzerstörung infolge von Stromdurchgang wegen kapazitiv auf den Rotor eingekoppelter Spannungen sind damit verhindert.
  • Da der Summenstrom durch die Stator-Gehäuse-Streukapazität 251 und 252 gleich null ist, wird der resultierende Strom auf das Motorgehäuse 220 ebenfalls gleich null, so dass auch über eine Rotor-Gehäuse-Streukapazität 260 kein Strom fließt. Somit führt mit Vorteil auch die Schutzerdleitung 175 des Drehstrommotors 200 keinen Strom, so dass auch über deren Induktivität 176 keine Spannung abfällt.
  • Eine erdsymmetrische Spannung zwischen den Ausgangsklemmen 111 und 112 sowie 114 und 115 sowie 117 und 118 des Frequenzumrichters kann dabei mit der bekannten, in der 2 skizzierten sogenannten Polwenderschaltung erzeugt werden. Dabei erfolgt eine Gleichspannungseinspeisung an der Polwenderschaltung symmetrisch zum Erdpotential über die beiden Eingangsklemmen 121 (positive Spannung) und 122 (negative Spannung). Zwischen den beiden Ausgangsklemmen 111 und 112 des Frequenzumrichters 100 ist die Statorwicklung 225 geschaltet. Für einen Stromfluss, ausgehend von der Ausgangsklemme 111 über die Statorwicklung 225 zur Ausgangsklemme 112, sind die Halbleiterschalter 141 und 144 zu schließen, während die anderen Halbleiterschalter 142 und 143 geöffnet sein müssen. Für eine umgekehrte Stromrichtung werden die Halbleiterschalter 142 und 143 geschlossen und dafür die Halbleiterschalter 141 und 144 geöffnet. Die Halbleiterschalter 141, 142, 143 und 144 sind dabei beispielsweise als Transistoren, IGBTs oder GTOs ausgebildet. Die Dioden 152 der Polwenderschaltung dienen in an sich bekannter Weise dem Schutz der Halbleiterschalter 141, 142, 143 und 144 vor Überspannungen im Moment ihres Öffnens. Die Widerstände 154 der Polwenderschaltung bewirken dabei den Abbau von Restladungen im Motoranschlusskabel 170 und in den Streukapazitäten 241, 242, 251 und 252 während eines Schaltzustandes, in dem alle Halbleiterschalter 141, 142, 143 und 144 offen sind. Zum Erzeugen entsprechender Spannung zwischen den Ausgangsklemmen 114 und 115 sowie zwischen 117 und 118 sind entsprechende Polwenderschaltungen wie vorausgehend beschrieben im Frequenzumrichter 100 vorgesehen.
  • 100
    Frequenzumrichter
    111, 112, 114, 115, 117, 118
    Ausgangsklemme
    121, 122, 123
    Eingangsklemme
    125
    Erdungspunkt
    141, 142, 143, 144
    Halbleiterschalter
    152
    Diode
    154
    Widerstand
    170
    Motoranschlusskabel
    175
    Schutzerdleitung
    176
    Induktivität
    200
    Drehstrommotor
    210
    Rotor
    220
    Motorgehäuse
    225
    Statorwicklung
    231, 232
    Wälzlager
    241, 242
    Stator-Rotor-Streukapazität
    251, 252
    Stator-Gehäuse-Streukapazität
    260
    Rotor-Gehäuse-Streukapazität
    290
    Arbeitsmaschine

Claims (15)

  1. Anordnung mit einer Drehstrommaschine und einem Frequenzumrichter, beinhaltend folgende Merkmale: – Die Drehstrommaschine umfasst einen Stator, wobei wenigstens die drei Stromkreise des Stators für die drei Drehstromphasen gegeneinander isoliert betreibbar und gegeneinander isoliert mit je einem separaten Anschlusspunkt des Frequenzumrichters verbindbar sind, und – der Frequenzumrichter ist derart mit einem mittelpunktgeerdeten Gleichstromzwischenkreis ausgebildet, dass je Stromkreis zwischen den zwei zugehörigen Anschlusspunkten eine zu jedem Zeitpunkt, bezogen auf das Erdpotential symmetrische, elektrische Spannung ausgebbar ist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Drehstrommaschine einen Rotor umfasst, der über wenigstens ein Lager gegen den Stator drehbar gelagert ist.
  3. Anordnung nach Anspruch 2, wobei das Lager ein Wälzlager umfasst.
  4. Anordnung nach Anspruch 3, wobei das Wälzlager im wesentlichen aus Wälzlagerstahl ausgebildet ist.
  5. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei das Wälzlager ein Rollen-, insbesondere Zylinderrollen-, Kegelrollen- und/oder Tonnen-, und/oder Kugellager umfasst.
  6. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das Lager als ein gegen Stromdurchgang isoliertes Lager ausgebildet ist.
  7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei jeder der Stromkreise eine Statorwicklung umfasst.
  8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Frequenzumrichter zum Abgreifen der erdsymmetrischen Spannung zwischen zwei Gleichspannungspotentialen gegensätzlicher Polarität aber gleichen Betrags ausgebildet ist.
  9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die erdsymmetrische Spannung pulsbreitenmoduliert ist.
  10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Frequenzumrichter je Stromkreis des Stators eine Polwenderschaltung umfasst.
  11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Drehstrommaschine derart ausgebildet ist, dass je Stromkreis des Stators eine Streukapazität gegenüber einem Gehäuse der Drehstrommaschine bezüglich einem Mittenpunkt des Stromkreises zwischen den beiden Anschlusspunkten des Stromkreises im wesentlichen symmetrisch verteilt ist.
  12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Drehstrommaschine derart ausgebildet ist, dass je Stromkreis des Stators eine Streukapazität gegenüber dem Rotor bezüglich einem Mittenpunkt des Stromkreises zwischen den beiden Anschlusspunkten des Stromkreises im wesentlichen symmetrisch verteilt ist.
  13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Drehstrommaschine über eine wenigstens sechsadrige Anschlussleitung mit dem Frequenzumrichter verbindbar ist.
  14. Anordnung nach Anspruch 13, wobei die Anschlussleitung wenigstens eine siebte Ader als Schutzerdleitung zum Verbinden eines Gehäuses der Drehstrommaschine mit einem Erdungspunkt am Frequenzumrichter umfasst.
  15. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei die Anschlussleitung unabgeschirmt ausgebildet ist.
DE102005016962A 2005-04-13 2005-04-13 Anordnung mit einer Drehstrommaschine und einem Frequenzumrichter Pending DE102005016962A1 (de)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005016962A DE102005016962A1 (de) 2005-04-13 2005-04-13 Anordnung mit einer Drehstrommaschine und einem Frequenzumrichter
US11/918,450 US7948206B2 (en) 2005-04-13 2006-04-05 Assembly comprising a three-phase machine and a frequency converter
CA2604298A CA2604298C (en) 2005-04-13 2006-04-05 Arrangement with a three-phase a.c. machine and a frequency converter
CN200680011990.2A CN101160706B (zh) 2005-04-13 2006-04-05 具有三相交流电机和频率转换器的组件
PCT/EP2006/003066 WO2006108535A1 (de) 2005-04-13 2006-04-05 Anordnung mit einer drehstrommaschine und einem frequenzumrichter
JP2008505772A JP5103375B2 (ja) 2005-04-13 2006-04-05 三相交流機械と周波数変換器とからなる組立体
BRPI0608660-8A BRPI0608660A2 (pt) 2005-04-13 2006-04-05 disposição com uma máquina de corrente trifásica e um conversor de freqüência
EP06724021A EP1872467A1 (de) 2005-04-13 2006-04-05 Anordnung mit einer drehstrommaschine und einem frequenzumrichter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005016962A DE102005016962A1 (de) 2005-04-13 2005-04-13 Anordnung mit einer Drehstrommaschine und einem Frequenzumrichter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102005016962A1 true DE102005016962A1 (de) 2006-11-02

Family

ID=36699143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102005016962A Pending DE102005016962A1 (de) 2005-04-13 2005-04-13 Anordnung mit einer Drehstrommaschine und einem Frequenzumrichter

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7948206B2 (de)
EP (1) EP1872467A1 (de)
JP (1) JP5103375B2 (de)
CN (1) CN101160706B (de)
BR (1) BRPI0608660A2 (de)
CA (1) CA2604298C (de)
DE (1) DE102005016962A1 (de)
WO (1) WO2006108535A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2602925A1 (de) 2011-12-07 2013-06-12 KD Elektroniksysteme GmbH Frequenzumrichter mit Potentialtrennung im Gleichspannungszwischenkreis zur Regelung eines Asynchronmotors
DE112011103518B4 (de) 2010-10-19 2023-12-07 Baker Hughes Holdings Llc Elektrisches tauchpumpensystem und verfahren zur isolierung eines sternpunktes in einem drehstrommotor

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101230743B1 (ko) * 2008-08-22 2013-02-07 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 전력 변환 장치
KR101422508B1 (ko) * 2012-09-13 2014-07-24 삼성중공업 주식회사 갑판기계를 포함하는 선박

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10149270A1 (de) * 2001-10-02 2003-04-24 Wilfried Hofmann Raumzeigerbasiertes Schaltmuster zur Minimierung der Sternpunktspannungsschwankungen bei einer an einem Gleichspannungszwischenkrreisumrichter betriebenen Drehstrommaschine
EP1445850A1 (de) * 2003-02-07 2004-08-11 Ab Skf Vorrichtung zum Schutz eines Lagers einer Elektromaschine vor einem schädigenden Stromdurchgang

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3699335A (en) * 1971-01-06 1972-10-17 Rca Corp Apparatus for charging a recording element with an electrostatic charge of a desired amplitude
US5852558A (en) * 1997-06-20 1998-12-22 Wisconsin Alumni Research Foundation Method and apparatus for reducing common mode voltage in multi-phase power converters
JP3292179B2 (ja) * 1999-09-07 2002-06-17 トヨタ自動車株式会社 モータ駆動装置のための異常検出装置
US6636107B2 (en) * 2000-03-28 2003-10-21 International Rectifier Corporation Active filter for reduction of common mode current
EP1168565A1 (de) * 2000-06-30 2002-01-02 ABB Industrie AG Schutz eines dynamischen Spannungswiederherstellers
SE521367C2 (sv) * 2001-04-11 2003-10-28 Abb Ab VSC-strömriktare
US7050279B2 (en) * 2002-04-05 2006-05-23 Smc Electrical Products, Inc. Method and apparatus for high impedance grounding of medium voltage AC drives
WO2004045054A1 (ja) * 2002-11-11 2004-05-27 The Circle For The Promotion Of Science And Engineering フィルタ装置
DE10310577A1 (de) 2003-03-11 2004-09-30 Siemens Ag Nullspannungsfilter für Umrichter mit selbstgeführtem Netzstromrichter (AFE) und Gleichspannungszwischenkreis
DE102006007437B4 (de) * 2006-02-17 2013-11-07 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Maschine mit einer Vorrichtung zur Vermeidung von schädlichen Lagerströmen und entsprechendes Verfahren
AU2007229157B2 (en) * 2006-03-17 2010-01-07 Vestas Wind Systems A/S Protection system for an electric generator, wind turbine and use hereof
US7687928B2 (en) * 2006-06-14 2010-03-30 Smiths Aerospace, Llc Dual-structured aircraft engine starter/generator
US7957166B2 (en) * 2007-10-30 2011-06-07 Johnson Controls Technology Company Variable speed drive

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10149270A1 (de) * 2001-10-02 2003-04-24 Wilfried Hofmann Raumzeigerbasiertes Schaltmuster zur Minimierung der Sternpunktspannungsschwankungen bei einer an einem Gleichspannungszwischenkrreisumrichter betriebenen Drehstrommaschine
EP1445850A1 (de) * 2003-02-07 2004-08-11 Ab Skf Vorrichtung zum Schutz eines Lagers einer Elektromaschine vor einem schädigenden Stromdurchgang

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SCHIFERL,R.F., MELFI,M.J., WANG,J.S.: Inverter Driven Induction Motor Bearing Current Solutions. In: Petroleum and Chemical Industry Conference 2002, Applications Society 49th Annual, S.67-75, 2002 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112011103518B4 (de) 2010-10-19 2023-12-07 Baker Hughes Holdings Llc Elektrisches tauchpumpensystem und verfahren zur isolierung eines sternpunktes in einem drehstrommotor
EP2602925A1 (de) 2011-12-07 2013-06-12 KD Elektroniksysteme GmbH Frequenzumrichter mit Potentialtrennung im Gleichspannungszwischenkreis zur Regelung eines Asynchronmotors
WO2013083761A2 (de) 2011-12-07 2013-06-13 Kd Elektroniksysteme Gmbh Asynchronmotoreinheit mit einem frequenzumrichter mit potentialtrennung im gleichspannungszwischenkreis
US9344029B2 (en) 2011-12-07 2016-05-17 Kd Elektroniksysteme Gmbh Asynchronous motor unit comprising a frequency converter with electrical isolation in the DC voltage intermediate circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JP5103375B2 (ja) 2012-12-19
CA2604298C (en) 2014-02-18
WO2006108535A1 (de) 2006-10-19
JP2008536463A (ja) 2008-09-04
CN101160706B (zh) 2013-03-27
CA2604298A1 (en) 2006-10-19
US20090039816A1 (en) 2009-02-12
EP1872467A1 (de) 2008-01-02
CN101160706A (zh) 2008-04-09
BRPI0608660A2 (pt) 2010-11-30
US7948206B2 (en) 2011-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3479455B1 (de) Energiespeichereinrichtung für einen kraftwagen
EP1445850B1 (de) Vorrichtung zum Schutz eines Lagers einer Elektromaschine vor einem schädigenden Stromdurchgang
EP1695434B1 (de) Umrichterschaltung mit zwei teilumrichtern
WO2005099071A1 (de) Kompensationsvorrichtung zur vermeidung von schädlichen lagerströmen in einer elektrischen maschine und entsprechendes kompensationsverfahren
EP0271678A1 (de) Anordnung zum Reduzieren der Wellenspannungen an dynamoelektrischen Maschinen
EP1296441A1 (de) Energieerzeugungseinrichtung
DE102017118125A1 (de) Vorrichtung zur Reduzierung von schädlichen Lagerspannungen
DE202015103902U1 (de) Vorrichtung zur Vermeidung von schädlichen Lagerströmen
EP0682402B1 (de) Einrichtung zur Begrenzung der Änderungsgeschwindigkeit der Ausgangsgrössen eines über einen Gleichspannungszwischenkreis selbstgeführten Umrichters
DE102005016962A1 (de) Anordnung mit einer Drehstrommaschine und einem Frequenzumrichter
EP1940007A1 (de) Statorwicklungsanordnung für einen Synchronmotor mit reduziertem Bremsmoment im Fehlerfall
DE102009046615A1 (de) Leistungsschalteranordnung für einen Wechselrichter
DE102009046617A1 (de) Wechselrichter
EP3326285B1 (de) Vorrichtung zur vermeidung von schädlichen lagerströmen
DE102005012656A1 (de) Umrichtergespeiste Drehstrommaschine
EP0948121A2 (de) Lastseitige Filteranordnung für eine Stromrichter-Schaltungsanordnung
EP1318594B1 (de) Stromrichterschaltungsanordnung zur Erhöhung einer Wechselspannung
DE102015003225A1 (de) Wechselrichter
DE102013008737A1 (de) Schaltungsanordnung sowie Verfahren zum Betreiben einer Schaltungsanordnung
DE4420250C2 (de) Drehstrommotor, insbesondere zum Einzelantrieb einer Spinn- oder Zwirnspindel
EP1479558A1 (de) Traktionsumrichterschaltung zur Ankopplung an ein elektrisches Versorgungsnetz
WO2012163630A1 (de) Spannungsversorgungsschaltung und verpolschutzschaltung
DE202017103248U1 (de) Vorrichtung zur Reduzierung von schädlichen Lagerspannungen
DE3538949A1 (de) Entstoerschaltung
DE202017107755U1 (de) Vorrichtung zur Reduzierung von schädlichen Lagerspannungen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication