DE19963301A1 - Motorkabel mit ferromagnetischer Umhüllung - Google Patents

Abstract

Bei IGBT-Umrichtern mit hoher Schaltgeschwindigkeit werden Ableitströme im Spannungsversorgungs-Kabel des Motors und im Motor verringert durch ein Motorkabel, bei welchem die elektrisch leitenden Adern (2, 3, 4; 10, 11, 12) des Kabels (1; 9) mit ferromagnetischem Material (6; 15), z. B. Ferrit-Polymer-Zubereitung, umhüllt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Motorkabel für den Anschluss eines umrichterbetriebenen Motors an eine Spannungsversorgung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Mit aufgrund technologischen Fortschritts zunehmender Schaltgeschwindigkeit von IGBT-Umrichtern wird bei umrichterbetriebenen Motoren eine Begrenzung der Störab­ strahlung der Motorkabel durch einen Schirm erforderlich, wodurch es zu hohen Ableit­ strömen in den Kabeln kommt, die schädlich für den Umrichter sind. Überdies fließen Ableitströme auch von der Motorwicklung zum Motorgehäuse, wobei Lagerströme induziert werden, die die Lager schädigen. Zur Reduzierung der Ableitströme ist es möglich, die Spannungssteilheit du/dt am Umrichterausgang mit Drosseln oder Filtern zu verringern, wobei jedoch wegen der erforderlichen Abstimmung auf die Kabellänge eine Standardisierung sehr schwierig realisierbar ist und die Filter einen großen Raum­ bedarf aufweisen. Dem Fachmann sind zur Lösung der Probleme ferner isolierte Lager mit beispielsweise Keramikkugeln oder isolierten Oxidschichten auf dem Außenring bekannt, die jedoch sehr teuer sind. Zur Reduzierung der Störemission werden Motor­ kabel mit besonders niedrigem Wellenwiderstand empfohlen. Solche haben aber höhere Lagerströme zur Folge.

Aufgabe der Erfindung ist deshalb eine möglichst kostengünstige und effiziente Verringerung von Ableitströmen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch eine ferromagnetische Umhüllung (z. B. Ferrit-Polymer), in Form einer Zwischen­ lage zwischen den Adern und dem Außenmantel bzw. dem Schirm des Motorkabels wird die unsymmetrische Leitungsinduktivität und damit der Wellenwiderstand des Motorkabels erhöht. Durch die damit höhere unsymmetrische Impedanz wird der Ableitstrom sowohl im Kabel als folglich auch im Motor verringert, während der Nutz­ strom prinzipiell nicht beeinflusst wird.

Die ferromagnetische Zwischenlage kann die einzelnen Adern (Stromkabel) des Motorkabels (bzw. deren Leiterisolationshülle) direkt umgeben oder alternativ ein Füll­ material umgeben, das die Adern umgibt.

Die zweckmäßig flexibel ausgebildete ferromagnetische Zwischenlage kann insbeson­ dere aus flexiblem Ferrit bestehen.

Da ein PE-Leiter (Schutzerdung) zur Erreichung des angestrebten Ziels nicht innerhalb der Ferritumhüllung angeordnet sein darf, kann der äußere Schirm auch als PE-Ver­ bindung verwendet werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.

Dabei zeigt

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes dreiadriges Motorkabel und

Fig. 2 ein weiteres erfindungsgemäßes dreiadriges Motorkabel mit dessen Adern umgebendem Füllmaterial.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Motorkabel 1 mit drei elektrisch leitenden Adern 2, 3, 4, welche jeweils von einer Leiterisolation 5 umhüllt sind. Die Leiterisolationen der drei Adern 2, 3, 4 sind von einer ferromagnetischen Zwischenlage 6 aus ferromagneti­ schem Material, wie beispielsweise flexiblem Ferrit, umgeben. Die ferromagnetische Zwischenlage 6 ist von einem (elektrisch leitenden) Schirm 7 umgeben. Der Schirm 7 ist von einem elektrisch isolierenden Außenmantel 8 umgeben. Der Schirm 7 kann auch entfallen - in diesem Falle umgibt die Zwischenlage 6 die Adern bzw. ein diese umgebendes Füllmaterial, ohne dass die Zwischenlage vom Schirm umgeben wäre.

Das Motorkabel 9 gemäß Fig. 2 weist ebenfalls drei elektrisch leitende Adern 10, 11, 12 auf, welche jeweils von einer Leiterisolation 13 umhüllt sind. Hier ist jedoch zur Ein­ sparung ferromagnetischen Materials (hier Ferrit) Füllmaterial 14 (welches nicht aus ferromagnetischem Material besteht, sondern herkömmliches Füllmaterial ist) vorgese­ hen. Das Füllmaterial 14 umhüllt hier den gesamten Strang aus den drei Adern 10, 11, 12. Das Füllmaterial 14 ist von einer ferromagnetischen Zwischenlage 15 umgeben, welche von einem Schirm 17 umgeben ist. Der Schirm 17 ist auch hier von einem (iso­ lierenden) Außenmantel 18 umgeben.

Durch die ferromagnetische Zwischenlage wird die Leitungsinduktivität und damit der Wellenwiderstand erhöht. Durch die höhere unsymmetrische Impedanz wird der Ableit­ strom sowohl im Kabel als auch im Motor verringert.

Claims (7)

1. Motorkabel für den Anschluss eines umrichterbetriebenen Motors oder andersartigen Verbrauchers, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitenden Adern (2, 34; 10, 11, 12) des Kabels (1; 9) mit ferromagnetischem Material (6; 15) umhüllt sind.

2. Motorkabel nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass es mehrere Adern, insbesondere drei Adern (2, 3, 4; 10, 11, 12) enthält.

3. Motorkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Motorkabel enthaltene, jeweils von einer Leiterisolation umhüllte Adern von einer unmittelbar an der Leiterisolation anliegenden ferromagnetischen Zwischenlage (6) umgeben sind.

4. Motorkabel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Motorkabel (9) enthaltene Adern (10, 11, 12) von einer nicht-ferro­ magnetischen Fülllage (14) umgeben sind, welche von einer ferromagnetischen Zwischenlage (15) umgeben ist.

5. Motorkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ferromagnetische Zwischenlage (6, 15) flexibel ist.

6. Motorkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ferromagnetische Zwischenlage (6, 15) Ferrit enthält.

7. Motorkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorkabel (1; 6) zur Verbindung eines Motors mit einem Umrichter vorgesehen ist.