DE102005016962A1 - Anordnung mit einer Drehstrommaschine und einem Frequenzumrichter - Google Patents
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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 Frequenzumrichter100 und einem Drehstrommotor200 . Der Drehstrommotor200 umfasst dabei einen Rotor210 und einen Stator, wobei der Rotor210 über wenigstens zwei Wälzlager231 und232 , die frei von einer Isolierung gegen elektrischen Stromdurchgang ausgebildet sein können, gegenüber dem Stator drehbar gelagert ist. Die Außenringe der Wälzlager231 und232 können dabei elektrisch leitend mit einem Motorgehäuse220 des Drehstrommotors200 verbunden sein, wobei das Motorgehäuse220 wiederum über eine Schutzerdleitung175 mit einem Erdungspunkt125 verbunden ist, mit dem auch der Frequenzumrichter100 verbunden ist. Der Rotor210 des Drehstrommotors200 ist weiterhin mit einer Welle einer vom Drehstrommotor200 angetriebenen Arbeitsmaschine290 gekoppelt. - Der Stator des Drehstrommotors
200 umfasst dabei wenigstens drei Statorwicklungen, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit nur eine der Statorwicklungen225 dargestellt ist. Je Statorwicklung sind dabei deren beide Enden mit entsprechenden Ausgangsklemmen111 ,112 , bzw.114 ,115 , bzw.117 und118 des Frequenzumrichters100 verbunden. Die Verbindung zwischen dem Frequenzumrichter100 und dem Drehstrommotor200 erfolgt über ein wenigstens sechsadriges, gegebenenfalls unabgeschirmt ausgebildetes Motoranschlusskabel170 , das in der gezeigten Ausführungsform eine weitere Ader für die Schutzerdleitung175 umfasst. Dabei gilt das nachfolgend für die an die Ausgangsklemmen111 und112 des Frequenzumrichters100 angeschlossene Statorwicklung225 Beschriebene für die weiteren, in1 nicht dargestellten, an die Ausgangsklemmen114 und115 sowie117 und118 angeschlossenen Statorwicklungen entsprechend. - Der Drehstrommotor
200 ist dabei derart ausgebildet, dass zwischen der Statorwicklung225 und dem Rotor210 eine Stator-Rotor-Streukapazität241 und242 zwischen den beiden Anschlusspunkten der Statorwicklung225 bezüglich deren Mittenpunkt im Wesentlichen symmetrisch verteilt ist. Entsprechendes gilt für eine Stator-Gehäuse-Streukapazität251 und252 zwischen der Statorwicklung225 und dem Motorgehäuse220 . Dabei sind vorgenannte Symmetrien der Streukapazitäten241 und242 sowie251 und252 bei vielen Drehstrommotoren als inhärente Eigenschaft vorhanden. - Je nach Schaltprogramm des Frequenzumrichters
100 liegt dabei an den beiden Anschlusspunkten der Statorwicklung225 entweder eine erdsymmetrische Spannung vorgebbarer Größe oder eine Spannung gleich null an. Zum Erzeugen vorgenannter erdsymmetrischer Spannung umfasst der Frequenzumrichter100 für die Statorwicklung225 beispielsweise eine sogenannte Polwenderschaltung, die anhand der2 noch näher erläutert werden wird. Dazu sind an einer Eingangsklemme121 im Frequenzumrichter100 eine positive Gleichspannung vorgebbarer Größe und an einer Eingangsklemme122 eine betragsmäßig gleich große negative Gleichspannung bereitzustellen. Für die besagten erdsymmetrischen Spannungen ist dabei die Eingangsklemme123 als Mittenpunkt auf der Gleichspannungsseite des Frequenzumrichters100 mit dem Erdungspunkt125 verbunden. - Das Zusammenspiel von vorgenannter Symmetrie der Streukapazitäten
241 und242 sowie251 und252 und der erdsymmetrischen Spannung darf man sich wie folgt vorstellen: Aufgrund der Symmetrie der Stator-Rotor-Streukapazität241 und242 darf man sich diese als zwei gleichgroße Kapazitäten241 und242 vorstellen, wobei die eine dem einen der beiden Anschlusspunkte der Statorwicklung225 und die andere dem anderen Anschlusspunkt der Statorwicklung225 zugeordnet ist. Aufgrund der erdsymmetrischen Spannung liegen an den beiden Kapazitäten241 und242 betragsmäßig gleichgroße Spannungen, aber mit umgekehrten Vorzeichen an, so dass sich auf den Rotor210 eingekoppelte Spannungssprünge wegen des unterschiedlichen Vorzeichens aufheben. Das elektrische Potential des Rotors210 entspricht daher permanent dem Mittenpotential der Ansteuerimpulse, welches voraussetzungsgemäß identisch mit dem Erdpotential ist. Dabei liegt aufgrund der großen leitfähigen Oberfläche des Rotors210 und der daraus resultierenden geringen elektrischen Impedanz der gesamte Rotor210 bzw. die Motorwelle auf räumlich konstantem Potential. Für die Stator-Gehäuse-Streukapazität251 und252 , die man sich ebenfalls als zwei Kapazitäten251 und252 gleicher Größe vorstellen darf, gilt das vorausgehend für die Stator-Rotor-Streukapazität241 und242 Beschriebene entsprechend, so dass auch das Motorgehäuse220 permanent auf Erdpotential liegt. Dies bedeutet nunmehr, dass über die Wälzlager231 und232 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 und252 gleich null ist, wird der resultierende Strom auf das Motorgehäuse220 ebenfalls gleich null, so dass auch über eine Rotor-Gehäuse-Streukapazität260 kein Strom fließt. Somit führt mit Vorteil auch die Schutzerdleitung175 des Drehstrommotors200 keinen Strom, so dass auch über deren Induktivität176 keine Spannung abfällt. - Eine erdsymmetrische Spannung zwischen den Ausgangsklemmen
111 und112 sowie114 und115 sowie117 und118 des Frequenzumrichters kann dabei mit der bekannten, in der2 skizzierten sogenannten Polwenderschaltung erzeugt werden. Dabei erfolgt eine Gleichspannungseinspeisung an der Polwenderschaltung symmetrisch zum Erdpotential über die beiden Eingangsklemmen121 (positive Spannung) und122 (negative Spannung). Zwischen den beiden Ausgangsklemmen111 und112 des Frequenzumrichters100 ist die Statorwicklung225 geschaltet. Für einen Stromfluss, ausgehend von der Ausgangsklemme111 über die Statorwicklung225 zur Ausgangsklemme112 , sind die Halbleiterschalter141 und144 zu schließen, während die anderen Halbleiterschalter142 und143 geöffnet sein müssen. Für eine umgekehrte Stromrichtung werden die Halbleiterschalter142 und143 geschlossen und dafür die Halbleiterschalter141 und144 geöffnet. Die Halbleiterschalter141 ,142 ,143 und144 sind dabei beispielsweise als Transistoren, IGBTs oder GTOs ausgebildet. Die Dioden152 der Polwenderschaltung dienen in an sich bekannter Weise dem Schutz der Halbleiterschalter141 ,142 ,143 und144 vor Überspannungen im Moment ihres Öffnens. Die Widerstände154 der Polwenderschaltung bewirken dabei den Abbau von Restladungen im Motoranschlusskabel170 und in den Streukapazitäten241 ,242 ,251 und252 während eines Schaltzustandes, in dem alle Halbleiterschalter141 ,142 ,143 und144 offen sind. Zum Erzeugen entsprechender Spannung zwischen den Ausgangsklemmen114 und115 sowie zwischen117 und118 sind entsprechende Polwenderschaltungen wie vorausgehend beschrieben im Frequenzumrichter100 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)
- 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.
- Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Drehstrommaschine einen Rotor umfasst, der über wenigstens ein Lager gegen den Stator drehbar gelagert ist.
- Anordnung nach Anspruch 2, wobei das Lager ein Wälzlager umfasst.
- Anordnung nach Anspruch 3, wobei das Wälzlager im wesentlichen aus Wälzlagerstahl ausgebildet ist.
- Anordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei das Wälzlager ein Rollen-, insbesondere Zylinderrollen-, Kegelrollen- und/oder Tonnen-, und/oder Kugellager umfasst.
- Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das Lager als ein gegen Stromdurchgang isoliertes Lager ausgebildet ist.
- Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei jeder der Stromkreise eine Statorwicklung umfasst.
- 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.
- Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die erdsymmetrische Spannung pulsbreitenmoduliert ist.
- Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Frequenzumrichter je Stromkreis des Stators eine Polwenderschaltung umfasst.
- 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.
- 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.
- Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Drehstrommaschine über eine wenigstens sechsadrige Anschlussleitung mit dem Frequenzumrichter verbindbar ist.
- 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.
- Anordnung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei die Anschlussleitung unabgeschirmt ausgebildet ist.
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WO (1) | WO2006108535A1 (de) |
Cited By (2)
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)
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)
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)
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 |
-
2005
- 2005-04-13 DE DE102005016962A patent/DE102005016962A1/de active Pending
-
2006
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- 2006-04-05 US US11/918,450 patent/US7948206B2/en active Active
Patent Citations (2)
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)
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)
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 |
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