DE112006002319T5

DE112006002319T5 - Hochleistungs-, Starkstrom-Einrastverbinder mit integrierter EMI-Filterung

Info

Publication number: DE112006002319T5
Application number: DE112006002319T
Authority: DE
Inventors: Mark Chino Hills Korich; Christopher Detroit Devries; Mark Manhattan Beach Selogie; Constantin Anaheim Stancu
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2005-09-02
Filing date: 2006-09-01
Publication date: 2008-07-10
Also published as: CN101523684A; US7525825B2; CN101523684B; WO2007027913A2; US20070052500A1; WO2007027913A3

Abstract

Umrichtersystem mit niedrigem Rauschen, das umfasst:
einen Verbinder zur Kopplung der Busschiene mit dem Umrichtermodul, wobei der Verbinder umfasst:
eine Filterbaugruppe, die zum Empfang eines Eingangs mit einer Rauschkomponente und zur Filterung der Rauschkomponente des Eingangs ausgestaltet ist, um einen gefilterten Eingang zu erzeugen;
eine Busschiene, die mit dem Verbinder gekoppelt ist und ausgestaltet ist, um den gefilterten Eingang zu empfangen; und
ein Umrichtermodul, das über die Busschiene mit dem Verbinder gekoppelt ist, wobei das Umrichtermodul ausgestaltet ist, um das gefilterte Eingangssignal von der Busschiene zu empfangen und ein AC-Ausgangssignal zu erzeugen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Elektromotoren und insbesondere Verbinder für Umrichtermodule.
HINTERGRUND
Elektro- und Hybridfahrzeuge umfassen typischerweise einen Wechselstromelektromotor (AC-Elektromotor), welcher von einer Gleichstromenergiequelle (DC-Energiequelle), beispielsweise einer Speicherbatterie, betrieben wird. Der AC-Elektromotor weist eine relativ hohe Leistung auf, die typischerweise in der Größenordnung von Hunderttausenden von Watt liegt. Motorwicklungen des AC-Elektromotors können mit (einem) Umrichtermodul(en) gekoppelt sein, welche die DC-Leistung in eine AC-Leistung umwandeln, welche den AC-Elektromotor betreibt.
1 ist ein schematisches Diagramm eines herkömmlichen Umrichtersystems. Das System umfasst ein Umrichtermodul 20 und ein Verbindungssystem 35. Das Verbindungssystem 35 umfasst einen elektromagnetischen Interferenzkern 30 (EMI-Kern) und eine EMI-Filtervorrichtung 25.
Das Umrichtermodul 20 ist durch ein Paar Busschienen 32 mit dem Verbindungssystem 35 gekoppelt. Der EMI-Kern 30 ist zwischen der EMI- Filtervorrichtung 25 gelegen und um die Busschienen 32 herum angeordnet.
Die EMI-Filtervorrichtung 25 umfasst eine EMI-Filterkarte 40 und ein Paar Bolzen 50, 52, welche einen Bolzen 50 für einen positiven Anschluss (+) und einen Bolzen 52 für einen negativen Anschluss (–) zur Kopplung mit einer DC-Energiequelle umfassen. Der EMI-Kern 30 ist über die Busschienen 32 mit den Bolzen 50 gekoppelt. Die EMI-Filterkarte 40 ist über ein Paar Drähte 34 ebenfalls zwischen Masse und die Busschienen 32 gekoppelt.
Das Umrichtermodul 20 umfasst eine Anzahl (nicht gezeigter) Transistoren. Die Transistoren in dem Umrichtermodul 20 schalten relativ schnell (z. B. 5 bis 20 kHz) ein und aus. Dieses Schalten neigt zur Erzeugung eines elektrischen Schaltrauschens. Das elektrische Schaltrauschen sollte idealerweise innerhalb des Umrichtermoduls 20 gekapselt sein und daran gehindert werden, in den Rest des Systems einzudringen, um eine Interferenz mit anderen elektrischen Komponenten in dem Fahrzeug zu verhindern. Es ist wünschenswert, das EMI-Rauschen zu verringern, das von dem System erzeugt wird.
Diese Ausgestaltung erfordert eine große Anzahl von Komponenten und kann relativ teuer in der Herstellung sein. Die EMI-Filtervorrichtung 25 verbraucht wertvollen Platz, da die EMI-Filterkarte 40 eine relativ große separate Komponente ist. Diese Ausgestaltung ist auch für elektrisches oder EMI-Rauschen anfällig, weil es eine separate Verbindung über die Drähte 34 mit den Busschienen 32 verwendet.
Ungeachtet dieser Fortschritte besteht ein Bedarf für Starkstrom-/Hochleistungs-Umrichtersysteme mit niedrigem EMI-Rauschen. Es wäre wün schenswert, Techniken zur Verringerung eines EMI-Rauschens in dem Umrichtersystem bereitzustellen. Es wäre auch wünschenswert, die Kosten und die Größe derartiger Umrichtersysteme zu verringern, um ein kostengünstiges, kompaktes Umrichtersystem bereitzustellen, welches weniger Teile verwendet. Es wäre auch wünschenswert, die Anzahl der Verbindungen, die zwischen Komponenten des Umrichtersystems benötigt werden, zu verringern und möglicherweise zu eliminieren. Es besteht auch ein Bedarf für ein Starkstromverbindungssystem mit niedrigem EMI-Rauschen, welches beispielsweise zum Koppeln der Busschienen an das Umrichtersystem verwendet werden kann. Es wäre auch wünschenswert, die Größe der EMI-Filtervorrichtung und die Menge oder die Anzahl der Kondensatoren, die zur Filterung benötigt werden, zu verringern. Andere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden genauen Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen und dem voranstehenden technischen Gebiet und Hintergrund offenbar werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Es wird ein Umrichtersystem mit niedrigem Rauschen bereitgestellt, das ein Umrichtermodul, eine Busschiene und einen Verbinder zur Kopplung der Busschiene mit dem Umrichtermodul umfasst. Der Verbinder umfasst eine Filterbaugruppe, welche einen Eingang mit einer Rauschkomponente empfangen kann und die Rauschkomponente des Eingangs filtern kann, um einen gefilterten Eingang zu erzeugen. Bei einer Implementierung umfasst die Filterbaugruppe einen Verbinderkontaktstift und eine Faradaykäfigschnittstelle. Der Verbinderkontaktstift kann mit der Busschiene gekoppelt sein und kann den Eingang mit der Rauschkomponente empfangen. Die Faradaykäfigschnittstelle kann zumindest teilweise um den Ver binderkontaktstift herum angeordnet sein, um die Rauschkomponente zu verringern, die dem Eingang zugeordnet ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird in Verbindung mit den nachfolgenden Zeichnungsfiguren beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und
1 ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Umrichtersystems ist;
2 ein Blockdiagramm eines Umrichtersystems ist, welches ein Verbindungssystem mit niedrigem EMI-Rauschen zur Kopplung von Busschienen mit einem Umrichtermodul gemäß einer beispielhaften Ausführungsform implementiert;
3 eine Querschnittsansicht mit weggeschnittenen Teilen einer beispielhaften Implementierung der EMI-Filterbaugruppe von 2 ist; und
4 eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Implementierung der EMI-Filterbaugruppe von 2 ist.
GENAUE BESCHREIBUNG
Die nachfolgende genaue Beschreibung ist rein beispielhafter Natur und ist nicht dazu gedacht, die Erfindung oder die Anwendung und Verwendungen der Erfindung zu begrenzen. Darüber hinaus ist es nicht beab sichtigt, durch irgendeine explizite oder implizite Theorie gebunden zu sein, die in dem voranstehenden technischen Gebiet, dem Hintergrund, der Kurzzusammenfassung oder der nachfolgenden genauen Beschreibung dargestellt ist.
Definitionen
In diesem Kontext bedeutet das Wort "beispielhaft" "als ein Beispiel, eine Instanz oder eine Darstellung dienend". Eine beliebige, in diesem Kontext als "beispielhaft" beschriebene Ausführungsform ist nicht notwendigerweise als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Ausführungsformen anzusehen. Alle in dieser genauen Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen sind beispielhafte Ausführungsformen, die bereitgestellt sind, um Fachleute in die Lage zu versetzen, die Erfindung auszuführen oder zu verwenden, und nicht, um den Schutzumfang der Erfindung, welcher durch die Ansprüche definiert ist, zu begrenzen.
In diesem Kontext bezeichnet der Begriff "Wicklung" eine oder mehrere Windungen eines Leiters, der in der Form einer Spule gewickelt ist. Eine Wicklung kann Spulen bezeichnen, die um einen Leiter (Kern) herumgewickelt sind, welche elektrische Energie erzeugen, wenn sie in einem Magnetfeld bewegt werden. Bei einem AC-Induktionsmotor ist die Primärwicklung ein Stator oder Drahtspulen, welche in Schlitze in Stahlblechen eingebracht sind. Die sekundäre Wicklung eines AC-Induktionsmotors ist üblicherweise gar keine Wicklung, sondern stattdessen eine vergossene Rotorbaugruppe.
In diesem Kontext bezeichnet der Begriff "Busschiene" einen Leiter, der zur Verbindung zweier oder mehrerer Schaltungen verwendet wird. Eine Busschiene kann aus einem leitfähigen Material, beispielsweise Kupfer oder Aluminium, hergestellt sein.
In diesem Kontext bezeichnet der Begriff "gewickelter Motor" einen Motor, bei dem der Rotor in festgelegte Pole gewickelt ist.
In diesem Kontext bezeichnet der Begriff "Umrichter" eine Schaltung oder eine andere Einrichtung, welche Gleichstromenergie (DC-Energie) üblicherweise mit einer Spannungserhöhung in Wechselstromenergie (AC-Energie) umwandelt. Beispielsweise kann ein Umrichter Niederspannungs-DC-Elektrizität, die von einer Brennstoffzelle (oder einer anderen Quelle) erzeugt wird, in Hochspannungs-AC-Energie zur Verwendung durch einen Motor umwandeln.
In diesem Kontext bezeichnet der Begriff "Bolzen" eine Einrichtung, die verwendet wird, um ein Ding zu befestigen, zu verbinden, zu fassen, zu stützen oder zusammenzudrücken. Beispielsweise kann ein Bolzen als ein mit einem Gewinde versehenes Befestigungselement implementiert sein, mit einem Kopf, der zur Verwendung in Verbindung mit einer Mutter konzipiert ist, um etwas aneinander zu befestigen. Alternativ kann ein Bolzen eine Kopfschraube mit einer Fangverriegelung und einer flachen Unterlegscheibe oder eine Flachkopfschraube mit einer unverlierbaren Federunterlegscheibe vom SEMS-Typ sein.
In diesem Kontext bezeichnet der Begriff "Y-Kondensator" einen Kondensator mit erhöhter elektrischer und mechanischer Zuverlässigkeit und einer begrenzten Kapazität. Die erhöhte elektrische und mechanische Zuverlässigkeit kann die Wahrscheinlichkeit von Kurzschlüssen in dem Kondensator verringern. Eine Begrenzung der Kapazität kann den Strom verringern, der durch den Kondensator fließt, wenn eine Wechselspannung angelegt ist, und kann den Energieinhalt des Kondensators auf eine Grenze verringern, welche weniger gefährlich ist, wenn eine DC-Spannung angelegt ist.
In diesem Kontext bezeichnet der Begriff "Federbügel" ein selbsthaltendes Befestigungselement, welches in ein Befestigungsloch oder auf einen Absatz gleitet. Ein Federbügel wird durch eine Federspannung gehalten. Bei einer Ausführungsform wird ein Federbügel verwendet, um eine Batterie mit einer EMI-Filterkartenbaugruppe elektrisch zu verbinden, um den Bedarf für andere Befestigungselemente zu eliminieren. Bei dieser Ausführungsform stellt der Federbügel durch die Federspannung eine elektrische Verbindung mit einem niedrigen Widerstand zwischen einem Batterieeingang und Filterkomponenten auf der EMI-Filterkarte bereit. Die EMI-Filterkarte schließt die Schaltung mit Masse ab.
In diesem Kontext bezeichnet der Begriff "Faradaykäfig" eine Vorrichtung, die konzipiert ist, um einen Durchgang elektromagnetischer Wellen zu verhindern, indem sie diese entweder in ihrem Innenraum enthält oder sie daraus ausschließt. Bei einer Implementierung kann ein Faradaykäfig eine leitfähige Umschließung sein, welche ein elektrostatisches Feld abschwächt und gegen eine Funkwelleninterferenz abschirmt. Bei einer Implementierung kann ein Faradaykäfig eine elektrostatische Abschirmung ohne eine Beeinflussung elektromagnetischer Wellen bereitstellen. Ein "Faradaykäfig" ist manchmal auch als Faradayschild oder Faradayschirm bekannt.
Darüber hinaus implizieren in Abhängigkeit von dem Kontext Wörter wie zum Beispiel "verbinden" oder "gekoppelt mit", die zum Beschreiben einer Beziehung zwischen verschiedenen Elementen verwendet werden, nicht, dass eine direkte physikalische Verbindung zwischen diesen Elementen hergestellt sein muss. Beispielsweise können zwei Elemente miteinander physikalisch, elektronisch, logisch oder auf eine beliebige andere Weise über ein oder mehrere zusätzliche Elemente verbunden sein.
Überblick
Es wird ein Umrichtersystem mit niedrigem Rauschen bereitgestellt, das ein Umrichtermodul, eine Busschiene und einen Verbinder zur Kopplung der Busschiene mit dem Umrichtermodul umfasst. Der Verbinder umfasst eine Filterbaugruppe, welche einen Eingang mit einer Rauschkomponente empfangen kann und die Rauschkomponente des Eingangs filtern kann, um einen gefilterten Eingang zu erzeugen. Der Eingang ist typischerweise ein DC-Eingang von einer DC-Energiequelle, beispielsweise einer Batterie, und weist eine EMI-Rauschkomponente auf. Die Busschiene kann mit dem Verbinder gekoppelt sein und kann den gefilterten Eingang empfangen. Das Umrichtermodul kann über die Busschiene mit dem Verbinder gekoppelt sein. Das Umrichtermodul kann das gefilterte Eingangssignal von der Busschiene empfangen und kann ein AC-Ausgangssignal erzeugen. Bei einer Ausführungsform umfasst das Umrichtermodul ein Chassis, und die Busschiene kann über die Filterbaugruppe mit dem Chassis gekoppelt sein. Der Verbinder kann optional einen induktiven Kern umfassen, welcher über die Busschiene mit dem Umrichtermodul gekoppelt sein kann. Bei einer Implementierung ist der induktive Kern um zumindest einen Abschnitt der Busschiene herum angeordnet und ist über die Busschiene mit der Filterbaugruppe gekoppelt.
Bei einer Implementierung umfasst die Filterbaugruppe einen Verbinderkontaktstift und eine Faradaykäfigschnittstelle. Der Verbinderkontaktstift kann mit der Busschiene gekoppelt sein und kann den Eingang empfangen, der die Rauschkomponente aufweist. Die Faradaykäfigschnittstelle kann zumindest teilweise um den Verbinderkontaktstift herum angeordnet sein, um die Rauschkomponente zu verringern, welche dem Eingang zugeordnet ist, und um die Rauschkomponente zu verringern, die von dem Verbinderkontaktstift an das Umrichtermodul ausstrahlt. Bei einer anderen Implementierung umfasst die Faradaykäfigschnittstelle auch einen Federbügel und eine Filterkarte. Der Federbügel umgibt zumindest einen Abschnitt des Verbinderkontaktstifts zumindest teilweise, und die Filterkarte kann zwischen dem Chassis und der Busschiene befestigt sein. Der Federbügel und die Filterkarte können zwischen der Busschiene und dem Chassis angeordnet sein, und die Busschiene kann mit zumindest einem Abschnitt des Chassis gekoppelt sein. Die Filterkarte kann eine Leiterplatte umfassen, die mehrere daran angebrachte Kondensatoren aufweist. In diesem Fall koppelt der Federbügel den Verbinderkontaktstift elektrisch mit den Kondensatoren.
Auf diese Weise kann ein kompaktes Umrichtermodul bereitgestellt werden, welches eine integrierte EMI-Filterbaugruppe umfasst, welche eine Faradaykäfigschnittstelle umfasst. Die Faradaykäfigschnittstelle ist ausgestaltet, um einen Durchgang elektromagnetischer Wellen zu verhindern und ein elektrisches oder EMI-Rauschen zu filtern. Dieses Modul kann beispielsweise bei Hochleistungs-, Starkstrom-Anwendungen nützlich sein.
Beispielhaftes System
2 ist ein Blockdiagramm eines Umrichtersystems, welches ein Verbindungssystem 85 mit niedrigem EMI-Rauschen zur Kopplung der Busschienen 32 mit einem Umrichtermodul 20 implementiert. Das Umrichtermodul 20 ist mit dem Verbindungssystem 85 mit niedrigem EMI-Rauschen über die Busschienen 32 gekoppelt.
Das Verbindungssystem 85 mit niedrigem EMI-Rauschen umfasst einen EMI-Kern 30 und eine integrierte EMI-Filterbaugruppe 90. Das Umrichtermodul 20 ist über die Busschienen 32 mit dem EMI-Kern 30 gekoppelt. Der EMI-Kern 30 ist an die Busschienen 32 oder um diese herum eingebaut und ist über die Busschienen 32 auch mit der EMI-Filterbaugruppe 90 gekoppelt. Der EMI-Kern 30 umfasst einen Induktor, welcher zum Absorbieren oder Filtern des elektrischen Schaltrauschens und damit zum Verringern der Anfälligkeit anderer Teile auf ein elektrisches Schaltrauschen verwendet werden kann. Der EMI-Kern 30 kann beispielsweise einen Ferrit oder ein anderes ähnliches Material umfassen.
Die integrierte EMI-Filterbaugruppe 90 kann einen DC-Eingang über die +- und –-Anschlüsse, beispielsweise DC-Drähte, von einer (nicht gezeigten) Batterie empfangen. Dieser DC-Eingang wird über die Busschienen 32 an das Umrichtermodul 20 geleitet. Das Umrichtermodul 20 wandelt den DC-Eingang in ein AC-Signal um. Wie nun beschrieben wird, kann die integrierte EMI-Filterbaugruppe 90 ein EMI-Rauschen an dem DC-Eingang von der Batterie an das Umrichtermodul 20 verringern.
3 ist eine Querschnittsansicht mit weggeschnittenen Teilen einer beispielhaften Implementierung der integrierten EMI-Filterbaugruppe 90 von 2. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Implementierung der integrierten EMI-Filterbaugruppe 90 von 3, bei der ähnliche Merkmale konsistent bezeichnet sind. Der Einfachheit halber zeigen 2 und 3 eine einzige Busschiene 32; es ist jedoch festzustellen, dass mehrere Busschienen 32 mit jedem Ende der integrierten EMI-Filterbaugruppe 90 gekoppelt werden können.
Das Verbindungssystem 85 mit niedrigem EMI-Rauschen ist über die Busschiene 32 mit dem Umrichtermodul 20 gekoppelt. Das Verbindungssystem 85 mit niedrigem EMI-Rauschen umfasst einen EMI-Kern 30 und eine integrierte EMI-Filterbaugruppe 90.
Der EMI-Kern 30 bildet über die Busschiene 32 eine Schnittstelle mit dem Einrastverbinderkontaktstift 62. Der EMI-Kern 30 umgibt zumindest einen Abschnitt der Busschienen 32 und die Busschiene 32 erstreckt sich durch zumindest einen Abschnitt des EMI-Kerns 30 hindurch. Die Busschiene 32 kann durch die integrierte EMI-Filterbaugruppe 90 beispielsweise mit einem Chassis 71 des Umrichtersystems gekoppelt sein.
Die integrierte EMI-Filterbaugruppe 90 umfasst ein Paar Einrasterverbinderkontaktstifte 62, 64, Bolzen (oder andere Befestigungselemente) 70, 72 und eine Faradaykäfigschnittstelle 73. Die integrierte EMI-Filterbaugruppe 90 koppelt die Busschiene 32 mit zumindest einem Abschnitt des Chassis 71 des Umrichtersystems. Die Faradaykäfigschnittstelle 73 wird von mindestens dem Chassis 71, den Federbügeln 75 und der EMI-Filterkarte 80 gebildet.
Die Bolzen 70, 72 dienen als positive und negative Anschlüsse, welche mit einer (nicht gezeigten) DC-Energiequelle, beispielsweise einer Batterie, verbunden sein können. Die Bolzen 70, 72 sind mit den Einrastverbinderkontaktstiften 62, 64 gekoppelt und können verwendet werden, um die Busschiene 32 an zumindest einem Abschnitt des Chassis 71 des Umrichtersystems zu befestigen. Die Bolzen 70, 72 stellen einen Pfad für DC-Energie von der Batterie an die Einrastverbinderkontaktstifte 62, 64 bereit. Die Bolzen 70, 72 befestigen auch die Einrastverbinderkontaktstifte 62, 64 in der integrierten EMI-Filterbaugruppe 90. Bei einer Ausführungs form können die Bolzen 70, 72 in die Einrastverbinderkontaktstifte 62, 64 geschraubt oder eingerastet sein.
Die Einrastverbinderkontaktstifte 62, 64 empfangen die DC-Eingangsenergie von den Bolzen 70, 72 und leiten die DC-Eingangsenergie an die Busschiene 32 weiter, welche mit dem EMI-Kern 30 und dem (nicht gezeigten) Umrichtermodul gekoppelt ist. Der Einrastverbinderkontaktstift 62 und der Bolzen 70 befestigen die Busschiene 72 an dem Chassis 71.
Der Federbügel 75 verbindet den Einrastverbinderkontaktstift 62 elektrisch mit Y-Kondensatoren 81 auf der EMI-Filterkarte 80 und verbindet die Busschiene 32 mit der EMI-Filterkarte 80 des Umrichtersystems. Der Federbügel 75 ist unterhalb der Busschiene 32 angeordnet und hält die EMI-Filterkarte 80 an dem Chassis 71 des Umrichtersystems fest.
Die EMI-Filterkarte 80 kann mehrere daran angebrachte Y-Kondensatoren 81 aufweisen. Bei einer Ausführungsform kann die EMI-Filterkarte 80 als eine Leiterplatte implementiert sein, welche darauf angebrachte Y-Kondensatoren 81 aufweist. Die Y-Kondensatoren 81 sind zwischen den Batterie-Ein-Anschluss und Masse gekoppelt. Die EMI-Filterkarte 80 kann über den Bolzen 70 (und möglicherweise andere Befestigungselemente) direkt an dem Chassis 71 befestigt sein. Durch das Einbauen der EMI-Filterkarte 80 an dem Chassis 71 können die Drähte 34 von 1 eliminiert werden, und es wird eine kurze Verbindung mit niederer Impedanz zwischen der EMI-Filterkarte 80 und dem Chassis 71 des Umrichters bereitgestellt.
Wie voranstehend beschrieben wurde, kann die EMI-Filterkarte 81 über den Bolzen 70 und möglicherweise andere Befestigungselemente direkt zwischen dem Chassis 71 und der Busschiene 32 befestigt werden. Zu mindest ein Abschnitt der Einrastverbinderkontaktstifte 62, 64 ist ebenfalls von dem Federbügel 75 eingeschlossen oder umgeben. Da der Federbügel 75 und die EMI-Filterkarte 81 zwischen der Busschiene 32 und dem Chassis 71 angeordnet sind, bilden das Chassis 71, der Federbügel 75 und die EMI-Filterkarte 81 eine "Faradaykäfigschnittstelle" 73 um den Einrastverbinderkontaktstift 62 herum. Ein integriertes EMI-Filter 90, das diese Faradaykäfigschnittstelle 73 (an dem Eingang einer schaltenden Versorgung) implementiert, kann dazu neigen, die Auswirkung eines EMI-Rauschens, welches dem Einrastverbinderkontaktstift 62, 64 zugeordnet ist, zu verringern und/oder zu verhindern und das EMI-Rauschen zu verringern, das von dem Verbinderkontaktstift ausstrahlt. Die Faradaykäfigschnittsstelle 73 kann ein EMI-Rauschen, das dem Einrastverbinderkontaktstift 62, 64 zugeordnet ist, direkt filtern und hilft damit, ein Ausstrahlen des EMI-Rauschens von dem Einrastverbinderkontaktstift 62, 64 an das Umrichtermodul 20 zu verringern oder zu verhindern.
Auf diese Weise wird ein kompaktes, kostengünstiges Verbindungssystem mit niedrigem EMI-Rauschen zum Koppeln der Busschienen 32 mit einem Umrichtermodul 20 mit einer verringerten Teilezahl und einer verbesserten Zuverlässigkeit bereitgestellt. Dieses neigt dazu, sowohl die Kosten als auch die Größe des Umrichtermoduls 20 zu verringern und/oder zu minimieren. Zusätzlich besteht die Tendenz, dass ein EMI-Rauschen an den Hochspannungs-, Starkstrom-DC-Verbindungen verringert wird, welche das Umrichtermodul 20 speisen und es verringert ein EMI-Rauschen, welches von dem Verbinderkontaktstift ausstrahlt.
Die voranstehende Beschreibung der offenbarten Ausführungsformen ist bereitgestellt, um es einem Fachmann zu ermöglichen, die vorliegende Erfindung auszuführen oder zu verwenden. Fachleuten werden verschiedene Modifikationen dieser Ausführungsformen leicht offenbar werden, und die in diesem Kontext definierten allgemeinen Prinzipien können auf andere Ausführungsformen angewandt werden, ohne von dem Geist oder dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Obwohl mindestens eine beispielhafte Ausführungsform in der voranstehenden genauen Beschreibung dargestellt wurde, ist festzustellen, dass eine riesige Anzahl an Variationen existiert. Es ist auch festzustellen, dass die beispielhafte Ausführungsform oder beispielhafte Ausführungsformen nur Beispiele sind und nicht dazu gedacht sind, den Schutzumfang, die Anwendbarkeit oder die Ausgestaltung der Erfindung auf irgendeine Weise zu beschränken. Stattdessen wird die voranstehende genaue Beschreibung Fachleute mit einer brauchbaren Anleitung versorgen, um die beispielhafte Ausführungsform oder beispielhafte Ausführungsformen zu implementieren.
Es sollte auch verstanden sein, dass verschiedene Änderungen bei der Funktion und der Anordnung von Elementen durchgeführt werden können, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen und deren juristischen Äquivalenten offengelegt ist. Daher ist es nicht beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung auf die in diesem Kontext gezeigten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass ihr der weiteste Schutzumfang bewilligt wird, der mit den Prinzipien und den neuen Merkmalen übereinstimmt, die in diesem Kontext offenbart sind. Numerische Ordnungszahlen wie zum Beispiel "erster", "zweiter", "dritter", etc. bezeichnen einfach verschiedene Einzelne aus einer Vielzahl und implizieren keinerlei Ordnung oder Reihenfolge, sofern dies nicht speziell durch die Sprache der Ansprüche definiert ist.
Zusammenfassung
Es ist eine Filterbaugruppe bereitgestellt, welche eine Faradaykäfigschnittstelle umfasst. Ein elektrisches Rauschen wird durch die Faradaykäfigschnittstelle gefiltert. Die Faradaykäfigschnittstelle ist ausgestaltet, um einen Durchgang elektromagnetischer Wellen zu verhindern.

Claims

Umrichtersystem mit niedrigem Rauschen, das umfasst: einen Verbinder zur Kopplung der Busschiene mit dem Umrichtermodul, wobei der Verbinder umfasst: eine Filterbaugruppe, die zum Empfang eines Eingangs mit einer Rauschkomponente und zur Filterung der Rauschkomponente des Eingangs ausgestaltet ist, um einen gefilterten Eingang zu erzeugen; eine Busschiene, die mit dem Verbinder gekoppelt ist und ausgestaltet ist, um den gefilterten Eingang zu empfangen; und ein Umrichtermodul, das über die Busschiene mit dem Verbinder gekoppelt ist, wobei das Umrichtermodul ausgestaltet ist, um das gefilterte Eingangssignal von der Busschiene zu empfangen und ein AC-Ausgangssignal zu erzeugen.
System nach Anspruch 1, wobei die Filterbaugruppe umfasst: einen Verbinderkontaktstift, der mit der Busschiene gekoppelt ist, wobei der Verbinderkontaktstift ausgestaltet ist, um den Eingang mit der Rauschkomponente zu empfangen; und eine Faradaykäfigschnittstelle, die zumindest teilweise um den Verbinderkontaktstift herum angeordnet ist, um die dem Eingang zugeordnete Rauschkomponente zu verringern.
System nach Anspruch 2, wobei die Faradaykäfigschnittstelle zumindest teilweise um den Verbinderkontaktstift herum angeordnet ist, um die dem Eingang zugeordnete Rauschkomponente zu verringern.
System nach Anspruch 3, wobei das Umrichtermodul ein Chassis umfasst, und wobei die Busschiene über die Filterbaugruppe mit dem Chassis gekoppelt ist.
System nach Anspruch 4, wobei die Faradaykäfigschnittstelle umfasst: einen Federbügel, der zumindest einen Abschnitt des Verbinderkontaktstifts zumindest teilweise umgibt; und eine Filterkarte, die zwischen dem Chassis und der Busschiene befestigt ist.
System nach Anspruch 5, wobei der Federbügel und die Filterkarte zwischen der Busschiene und dem Chassis angeordnet sind, und wobei die Busschiene mit zumindest einem Abschnitt des Chassis gekoppelt ist.
System nach Anspruch 6, wobei die Filterkarte umfasst: eine Leiterplatte mit mehreren daran angebrachten Kondensatoren, wobei der Federbügel den Verbinderkontaktstift mit der Leiterplatte elektrisch koppelt.
System nach Anspruch 5, wobei die Filterbaugruppe ferner umfasst: einen Bolzen, der ausgestaltet ist, um den Eingang mit dem Verbinderkontaktstift zu koppeln und um die Busschiene an zumindest einem Abschnitt des Chassis zu befestigen.
System nach Anspruch 8, wobei der Federbügel und der Bolzen die Filterkarte an dem Chassis befestigen.
System nach Anspruch 1, wobei der Eingang ein DC-Eingang von einer DC-Energiequelle ist, die eine EMI-Rauschkomponente aufweist.
System nach Anspruch 1, wobei der Verbinder ferner umfasst: einen induktiven Kern, der über die Busschiene mit dem Umrichtermodul gekoppelt ist, wobei der induktive Kern um zumindest einen Abschnitt der Busschiene herum angeordnet ist, und wobei der induktive Kern über die Busschiene mit der Filterbaugruppe gekoppelt ist.
Filterbaugruppe, die umfasst: einen Verbinderkontaktstift, der ausgestaltet ist, um einen Eingang mit einer Rauschkomponente zu empfangen; und eine Faradaykäfigschnittstelle, die zumindest teilweise um den Verbinderkontaktstift herum angeordnet ist, um die dem Eingang zugeordnete Rauschkomponente zu verringern, und die ausgestaltet ist, um einen gefilterten Eingang zu erzeugen.
Filterbaugruppe nach Anspruch 12, wobei die Faradaykäfigschnittstelle zumindest teilweise um den Verbinderkontaktstift herum angeordnet ist, um die dem Eingang zugeordnete Rauschkomponente zu verringern.
Filterbaugruppe nach Anspruch 13, wobei die Faradaykäfigschnittstelle umfasst: einen Federbügel, welcher zumindest einen Abschnitt des Verbinderkontaktstifts zumindest teilweise umgibt; und eine Filterkarte.
Filterbaugruppe nach Anspruch 14, wobei die Filterkarte umfasst: eine Leiterplatte mit mehreren daran angebrachten Kondensatoren, wobei der Federbügel den Verbinderkontaktstift mit der Leiterplatte elektrisch koppelt.
Filterbaugruppe nach Anspruch 14, die ferner umfasst: einen Bolzen, der ausgestaltet ist, um den Eingang mit dem Verbinderkontaktstift zu koppeln.
Filterbaugruppe nach Anspruch 12, wobei der Eingang ein DC-Eingang von einer DC-Energiequelle ist, die eine EMI-Rauschkomponente aufweist.
Filterbaugruppe nach Anspruch 16, wobei die Filterbaugruppe angepasst ist, um eine Busschiene mit zumindest einem Abschnitt eines Chassis eines Umrichtermoduls zu koppeln.
Filterbaugruppe nach Anspruch 18, wobei die Filterkarte zwischen dem Chassis und der Busschiene angeordnet ist, und wobei die Filterkarte durch den Federbügel und den Bolzen an dem Chassis befestigt ist.
Filterbaugruppe nach Anspruch 19, wobei der Bolzen ausgestaltet ist, um die Busschiene an zumindest einem Abschnitt des Chassis zu befestigen.