DE19948145C1 - Vermeidung von umrichterbedingten Lagerschäden bei Drehstrommotoren - Google Patents
Vermeidung von umrichterbedingten Lagerschäden bei DrehstrommotorenInfo
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Abstract
Eine einfache effiziente und kostengünstige Vermeidung von lagerschädigenden Lagerströmen wird ermöglicht durch einen Drehstrommotor (1), der aus einem Umrichter speisbar ist und dessen Wicklung (7, 10) innerhalb jeder Nut (4) des Drehstrommotors (1) durch einen Schirm geschirmt ist, DOLLAR A wobei der Schirm eine elektrisch leitende Schicht (12) umfaßt, sie sowohl (11) gegen die Wicklung (7, 10) als auch (13) gegen das Stator-Blechpaket des Drehstrommotors isoliert ist DOLLAR A und die leitende Schicht (12) nur auf derjenigen Seite, auf welcher die Einspeisung (15, 16, 17) des Drehstroms in die Wicklung (7) des Motors erfolgt, geerdet ist oder leitend mit dem Stator-Blechpaket (3) des Drehstrommotors verbunden ist.
Description
Die Erfindung betrifft einen aus einem Umrichter speisbaren Drehstrommotor.
Bei hoher Schaltgeschwindigkeit von IGBT-Umrichtern treten vermehrt Lagerschäden
in umrichtergespeisten Drehstrommotoren auf. Ursache für diese Lagerschäden sind
hochfrequente durch Welle, Lager und Stator-Blechpaket fließende Lagerströme. Die
Lagerströme entstehen dadurch, daß bei hoher Spannungssteilheit der Speise
spannung gegenüber der Erdung eine Spannung in der Motorwelle induziert wird, die
Lagerströme durch die Lager und das Gehäuse bewirkt. Dem Fachmann sind als
Abhilfemaßnahmen zur Vermeidung dieser Lagerströme einerseits isolierte Lager aus
Keramikkugeln oder mit einer isolierenden Oxid-Schicht auf dem Außenring des
Lagers bekannt, welche jedoch relativ teuer sind. Ferner ist dem Fachmann bekannt,
daß mit Drosseln oder Filtern die Spannungssteilheit du/dt am Umrichterausgang
verringert werden kann, wobei jedoch eine Standardisierung schwierig ist, weil eine
Abstimmung auf den Typ und die Kabellänge des Motors erforderlich ist.
Aus der Schrift DE 33 26 395 A1 ist es für über einen durch Umrichter gespeiste elektrische
Machinen zur Begrenzung der durch hochfrequente Oberschwingungen verursachten
Verluste bekannt, außerhalb der Nuten liegende Teile der Ständerwicklung mit einer
elektrisch isolierenden magnetisierbaren Masse zu versehen. Durch die magnetisierbare
Masse wird die Streuinduktivität der Maschine erhöht und werden die von dem Umrichter
herrührenden hochfrequenten Ströme verringert.
Die Schrift US 3,409,788 zeigt eine elektrische Maschine, bei der durch Kommutierung
hochfrequente elektrische Spannungen erzeugt werden. Diese Spannungen werden
vermindert, indem die Wicklung in jeder Nut der Maschine geschirmt ist, wobei die
Schirmung gegen das Blechpaket elektrisch isoliert ist.
Aus der Schrift DE-GM 19 31 240 ist eine Nutauskleidung für elektrische Maschinen
bekannt, die aus einer Metallfolie besteht, die von der Nutwand und der Wicklung durch je
eine Isolierstoffschicht getrennt ist. In dieser Schrift geht es jedoch nicht um die
Verminderung der Wirkung induzierter hochfrequenter Spannungen, sondern ausschließlich
um eine Verbesserung der Wärmeableitung von der Wicklung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine möglichst einfache, kosten
günstige und effiziente Vermeidung der Lagerschäden. Die Aufgabe wird durch den
Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung löst das Problem unaufwendig im Motor. Somit haben Eigenschaften
des Umrichters oder stromzuführende Kabel keinen Einfluß auf die Lagerströme, so
daß einfach und effizient eine Standardisierung ermöglicht wird, unabhängig von
Kabellänge, Motortyp oder dergleichen. Erfindungsgemäß wird der kapazitive
Ableitstrom, der gemäß dem Stand der Technik von der Wicklung des Drehstrom
motors im Stator-Blechpaket des Drehstrommotors abfließt, durch eine leitende
Schirmung in jeder Statornut zwischen Wicklung und Stator zum Erdungsanschluß
abgeleitet; dabei ist dieser Schirm nur auf derjenigen Seite des Stators, auf der die
Drehstromeinspeisung in die Wicklung des Drehstrommotors erfolgt, mit dem Gehäuse
(also mit PE bzw. Masse) verbunden. Diese Verbindung kann derart ausgeführt sein,
daß der Schirm über einen Schirmanschluß am Klemmenkasten am Gehäuse (PE) zur
Erdung angeschlossen ist. Alternativ ist eine Verbindung des Schirms mit dem
Blechpaket auf der Seite des Stators, auf welcher die Einspeisung des Drehstroms
erfolgt, möglich. Besonders effizient realisierbar ist diese Verbindung des Schirms mit
dem Blechpaket dadurch, daß die Isolation zwischen dem Schirm und dem Blechpaket
auf dieser Seite entfernt wird, so daß auf dieser Seite der Schirm das Blechpaket
direkt leitend berührt.
Die erfindunsgemäße Vermeidung des Lagerstroms funktioniert derart, daß der in
seiner Größe durch die Erfindung nicht veränderte kapazitive Ableitstrom nicht gemäß
dem Stand der Technik im Stator-Blechpaket sondern im Schirm fließt und dort
innerhalb der Nut zum Einspeisepunkt zurückgeführt wird, wodurch sich der kapazitive
Strom in den Nuten aufhebt. Somit kommt es nicht mehr zu einem Zirkularfluß im
Statorblechpaket und damit auch nicht zu einer Induktion einer Spannung in die
Motorwelle, welche Spannung für die die Lager schädigenden Lagerströme
verantwortlich ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Dabei zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Drehstrommotor,
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine der Statornuten,
Fig. 3 eine Detailvergrößerung zur Veranschaulichung des Schirms in Fig. 2,
Fig. 4 einen Teil-Längsschnitt des Motors,
Fig. 5 den im Blechpaket eines Motors gemäß Fig. 4 gemäß dem Stand der
Technik induzierten Zirkularfluß,
Fig. 6 die erfindungsgemäße Aufhebung des Zirkularflusses bei einem Motor
gemäß Fig. 4 durch einen erfindungsgemäßen Schirm.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Drehstrommotor 1 mit einem
Gehäuse mit Kühlrippen 2, einem Statorblech 3 mit (in der Regel 36) Statornuten 4,
einem Rotorblech 5 und einer anzutreibenden Weile 6.
Fig. 2 zeigt für eine Statornut 4 Kupferwicklungen 7, eine Nutisolierung 8, ein
Statorblech 3 und eine Nutabdeckung 9. Fig. 3 zeigt eine Vergrößerung des im Kreis
in Fig. 2 dargestellten Ausschnittes mit Kupferdrähten 10 der Wicklung 7, einer
herkömmlichen Nutisolierung 11 und einem erfindungsgemäßen Schirm 12 zwischen
den Wicklungen 7, 10 und dem Ständerblech 3. Zwischen dem elektrisch leitenden
Schirm 12 und der Wicklung 7, 10 ist eine herkömmliche Nutisolierung 11 vorgesehen
und zwischen dem Schirm 12 und dem Ständerblech 3 eine weitere Isolierung durch
die Isolierschicht 13. Der Schirm 12 befindet sich also zwischen der Wicklung 7, 10
und dem Ständerblech, ist jedoch gegen beide isoliert.
Wie Fig. 4 in einem Teil-Längsschnitt zeigt, ist jeweils der Schirm 12 einer Nut über
einen Schirmanschluß 14 mit PE (Masse) am Klemmenkasten des Drehstrommotors
verbunden, wobei der Schirmanschluß 14 auf derjenigen (in Fig. 4 linken) Seite des
Schirms 12 angeschlossen ist, auf welcher auch die Anschlußleitungen 15, 16, 17 der
Wicklung 7 des Motors angeschlossen sind, um derart einen Zirkularfluß und folglich
eine Induktion von Motorwellenströmen und damit Lagerströme zu vermeiden.
Fig. 5 verdeutlicht durch einen Pfeil die Induktion eines Zirkularflusses beim Stand
der Technik. Dadurch, daß beim Stand der Technik ein kapazitiver Ableitstrom von der
Wicklung ins Stator-Blechpaket abfließt, entsteht ein Zirkularfluß im Stator-Blechpaket,
welcher eine Spannung in der Welle und damit Ströme durch die Lager bewirkt.
Wie Fig. 6 zeigt, wird erfindungsgemäß durch den Schirm zwischen der
Motorwicklung 7 und dem Stator-Blechpaket 3 bewirkt, daß ein Abfließen eines
kapazitiven Ableitstroms nicht mehr über das Statorblechpaket sondern (s. Pfeif) über
den Schirm erfolgt und dabei der Strom innerhalb der Nut zum Einspeisepunkt des
Drehstroms (linke Seite in Fig. 6) zurückgeführt wird, so daß sich der kapazitive Strom
in den Nuten aufhebt. Somit kommt es nicht mehr zu einem Zirkularfluß im Stator-
Blechpaket und auch nicht zu einer Spannung in der Motorwelle, wodurch
schädigende Lagerströme vermieden werden.
Claims (4)
1. Drehstrommotor (1), der aus einem Umrichter speisbar ist und dessen Wicklung
(7, 10) innerhalb jeder Nut (4) des Drehstrommotors (1) durch einen Schirm
geschirmt ist,
wobei der Schirm eine elektrisch leitende Schicht (12) umfaßt, die sowohl (11) gegen die Wicklung (7, 10) als auch (13) gegen das Stator-Blechpaket des Drehstrommotors isoliert ist
und die (12) nur auf derjenigen Seite, auf welcher die Einspeisung (15, 16, 17) des Drehstroms in die Wicklung (7, 10) des Motors erfolgt, geerdet ist oder leitend mit dem Blechpaket des Drehstrommotors verbunden ist.
wobei der Schirm eine elektrisch leitende Schicht (12) umfaßt, die sowohl (11) gegen die Wicklung (7, 10) als auch (13) gegen das Stator-Blechpaket des Drehstrommotors isoliert ist
und die (12) nur auf derjenigen Seite, auf welcher die Einspeisung (15, 16, 17) des Drehstroms in die Wicklung (7, 10) des Motors erfolgt, geerdet ist oder leitend mit dem Blechpaket des Drehstrommotors verbunden ist.
2. Drehstrommotor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die leitende Schicht (12) des Schirms mit dem Erdungsanschluß (19) des
Motors verbunden (14) ist.
3. Drehstrommotor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die leitende Schicht (12) des Schirms mit dem Stator-Blechpaket (3) des
Motors (1) verbunden ist.
4. Drehstrommotor nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Isolation zwischen der leitenden Schicht (12) des Schirms und dem
Stator-Blechpaket auf derjenigen Seite, auf welcher die Einspeisung erfolgt,
zumindest teilweise fehlt und dort die leitende Schicht (12) des Schirms das
Stator-Blechpaket (3) leitend berührt.
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US09/672,862 US6756712B1 (en) | 1999-09-28 | 2000-09-28 | Three phase converter fed motor having a shielding device to eliminate capacitive current in stator slots |
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---|---|---|---|
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---|---|
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DE (1) | DE19948145C1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004036721A1 (en) * | 2002-10-21 | 2004-04-29 | Abb Oy | Arrangement for protecting an electric machine |
EP2740558A1 (de) * | 2004-02-04 | 2014-06-11 | Fronius International GmbH | Antriebsmotor zur Schweißdrahtförderung |
DE102014220676A1 (de) * | 2014-10-13 | 2016-05-12 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Elektrische Maschine |
WO2019030181A1 (de) * | 2017-08-09 | 2019-02-14 | Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zur reduzierung von schädlichen lagerspannungen |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2849548B1 (fr) * | 2002-10-25 | 2007-09-28 | Valeo Equip Electr Moteur | Capot de protection destine a etre monte sur le palier arriere d'une machine electrique tournante, alternateur et alterno-demarreur comportant un tel capot |
US7952251B2 (en) * | 2008-07-11 | 2011-05-31 | Rbc Manufacturing Corporation | Systems and methods for shielding an electric machine |
US9343939B2 (en) * | 2010-12-23 | 2016-05-17 | General Electric Company | Electric motor structure to minimize electro-magnetic interference |
NO332201B1 (no) * | 2011-01-07 | 2012-07-23 | Smartmotor As | Energiomformingssystem |
JP5720715B2 (ja) * | 2013-03-29 | 2015-05-20 | 株式会社デンソー | 回転電機 |
US9812935B2 (en) | 2014-08-19 | 2017-11-07 | Regal Beloit America, Inc. | Electric machine, conductor guide and associated method |
GB2568252B (en) * | 2017-11-08 | 2020-07-01 | Ge Energy Power Conversion Technology Ltd | Power systems |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3409788A (en) * | 1964-05-26 | 1968-11-05 | Ass Elect Ind | Spark suppressor for commutating electrical machines |
DE1931240A1 (de) * | 1968-06-24 | 1970-01-02 | Ciba Geigy | Aminoalkancarbonsaeuren |
DE3326395A1 (de) * | 1983-07-22 | 1985-01-31 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Ueber einen umrichter gespeiste elektrische maschine |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5861689A (en) * | 1996-05-29 | 1999-01-19 | Emerson Electric Co. | Leadless motor construction |
JPH10257707A (ja) * | 1997-03-12 | 1998-09-25 | Mitsubishi Electric Corp | 回転電機の固定子 |
US6202285B1 (en) * | 1998-01-16 | 2001-03-20 | Reliance Electric Technologies, Llc | Electric motor having electrostatic shield arrangement |
-
1999
- 1999-09-28 DE DE19948145A patent/DE19948145C1/de not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-09-28 US US09/672,862 patent/US6756712B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3409788A (en) * | 1964-05-26 | 1968-11-05 | Ass Elect Ind | Spark suppressor for commutating electrical machines |
DE1931240A1 (de) * | 1968-06-24 | 1970-01-02 | Ciba Geigy | Aminoalkancarbonsaeuren |
DE3326395A1 (de) * | 1983-07-22 | 1985-01-31 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Ueber einen umrichter gespeiste elektrische maschine |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004036721A1 (en) * | 2002-10-21 | 2004-04-29 | Abb Oy | Arrangement for protecting an electric machine |
US7250700B2 (en) | 2002-10-21 | 2007-07-31 | Abb Oy | Arrangement for protecting an electric machine |
EP2740558A1 (de) * | 2004-02-04 | 2014-06-11 | Fronius International GmbH | Antriebsmotor zur Schweißdrahtförderung |
US9144857B2 (en) | 2004-02-04 | 2015-09-29 | Fronius International Gmbh | Welding torch with a torch housing and drive for welding rod transport |
DE102014220676A1 (de) * | 2014-10-13 | 2016-05-12 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Elektrische Maschine |
WO2019030181A1 (de) * | 2017-08-09 | 2019-02-14 | Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zur reduzierung von schädlichen lagerspannungen |
US11431229B2 (en) | 2017-08-09 | 2022-08-30 | Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg | Device for reducing harmful bearing voltages |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6756712B1 (en) | 2004-06-29 |
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