DE20308901U1

DE20308901U1 - Bremswiderstand für Elektromotoren

Info

Publication number: DE20308901U1
Application number: DE20308901U
Authority: DE
Original assignee: Tuerk and Hillinger GmbH
Current assignee: Tuerk and Hillinger GmbH
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2003-08-14
Anticipated expiration: 2013-06-07

Description

Anmelder-Nr.: 1522213

Bezeichnung: Bremswiderstand für Elektromotoren

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Widerstand zur Umwandlung elektrischer Energie in Wärme beim Abbremsen von Elektromotoren durch Umschalten von Motorbetrieb auf Generatorbetrieb.

An die Regelbarkeit und Steuerbarkeit von Elektromotoren, die für Spezialantriebe eingesetzt werden, werden zunehmend höhere Ansprüche gestellt. Die Drehzahl ist mit Frequenzumformern nach Bedarf regelbar. Häufig besteht aber auch die Notwendigkeit, so eingesetzte Motoren sehr schnell, d.h. innerhalb kürzester Zeit, von einer hohen Arbeitsdrehzahl auf die Drehzahl Null abzubremsen. Dazu werden die Motoren vom normalen Motorbetrieb auf Generatorbetrieb umgeschaltet und abgebremst. Die dabei entstehende elektrische Energie muß schnell abgeführt werden, was durch ihre Umwandlung in Wärme mittels Bremswider-

Neymeyer & Partner GbR, Patentanwälte

• »8052 Villingen-Schwenningen (DE) &Ggr; ; *· Ne - 05. Juni 2003

ständen erfolgt. Diese sollen bei möglichst kleiner Bauweise hohe Wärmemengen schnell aufnehmen können und zudem hochspannungsfest sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Wiederstand der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei kompakter und einfacher Bauweise sowie einer Hochspannungsfestigkeit von wenigstens 4000 V in der Lage ist, schnell hohe Wärmemengen aufzunehmen und wieder abzugeben .

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß der Widerstand aus einem Widerstandsdraht besteht, der in einem Metallrohr von einer durch radiales Verpressen hochverdichteten Isolierstoffmasse umschlossen ist und daß das Metallrohr selbst innerhalb eines aus einem Metall mit einer hohen spezifischen Wärmekapazität bestehenden Gehäuse in eine das Gehäuse ausfüllende Isoliermasse eingebettet ist.

Ein so ausgebildeter Bremswiderstand erfüllt in vorzüglicher Weise alle an ihn gestellten Anforderungen, die sich aus der vorgenannten Aufgabe ergeben.

Neymeyer & PARTNER GbR, Patentanwälte ; JJ.. J JJ., J J8052 k'illingen-Schwenningen (DE)

. .: .: :: :·: ;. ? Ne-05.Juni2003

Abgesehen davon, daß schon durch die Verwendung geeigneter
Isolierstoffe als Isolierstoffmasse bzw. als Isoliermasse, die das Gehäuse ausfüllt, eine hohe Wärmekapazität bei minimaler Baugröße erreicht werden kann, wird dieser
Vorteil noch durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 erhöht, da Aluminium unter den für diesen Zweck in Frage
kommenden Metallen die höchste spezifische Wärmekapazität aufweist.

Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 3 kann in bekannter Weise eine erhöhte Wärmeabgabe an die Umgebung und somit
eine schnellere Abkühlung erzielt werden.

Besondere herstellungstechnische Vorteile werden durch
die Ausgestaltung nach Anspruch 4 erzielt.

Die Verwendung von MgO oder SiO₂ als Isoliermasse gemäß
Anspruch 5 erhöht nicht nur die Wärmekapazität, sondern
gewährleistet auf Grund der guten Wärmeleitfähigkeit dieser Isoliermassen eine schnelle Wärmeableitung vom Widerstandsdraht zum Aluminiumgehäuse.

Neymeyer & Partner GbR, Patentanwälte , ««·· I JJ., J J8052 Cillingen-Schwenningen (DE)

' * Ne - 05. Juni 2003

Mit dem gemäß Anspruch 6 vorgesehenen Thermoschalter kann eine Überlastung des Widerstands vermieden werden.

Die gemäß Anspruch 7 vorgesehene Wendelform des Widerstandsdrahtes kann zur Verminderung der Baugröße beitragen.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen elektrischen Bremswiderstand;

Fig. 2 einen Schnitt II-II aus Fig. 1;

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung im Querschnitt eine als Wendel ausgebildeten Widerstandsdraht in einem Metallrohr;

Fig. 4 einen gerade verlaufenden Widerstandsdraht in einem Metallrohr.

Der Bremswiderstand besteht aus einem Widerstandsdraht 1, der gemäß Fig. 4 als gerader Draht oder gemäß Fig. 3 als

Neymeyer & Partner GbR, Patentanwälte

• · &diams;

• <78O55Villingen-Schwenningen (DE)

• ·.": Ne-05.

Wendel ausgebildet, konzentrisch mit radialem Abstand in einem Metallrohr 2 in eine durch radiales Verpressen hochverdichtete Isolierstoffmasse 3 eingebettet ist. Dieses Metallrohr besteht vorzugsweise aus dünnwandigem Edelstahl.

Die so gebildete Widerstandseinheit 4 bzw. das Metallrohr 2 selbst ist meanderförmig verlaufend innerhalb eines, vorzugsweise aus Aluminium bestehenden Gehäuses 5, in eine dieses Gehäuse 5 ausfüllende Isoliermasse 6 eingebettet. Diese Isoliermasse 6 besteht ebenfalls aus MgO oder SiO₂, also aus einem Metalloxyd, das eine relativ gute Wärmeleitfähigkeit und auch eine relativ hohe spezifische Wärmekapazität aufweist.

Auch Aluminium als Gehäusewerkstoff weist unter den für einen solchen Zweck in Frage kommenden Metallen die höchste spezifische Wärmekapazität auf, jedenfalls eine höhere spezifische Wärmekapazität als beispielsweise Kupfer, Messing oder Eisen bzw. Stahl.

Herstellungsmäßig von Vorteil ist es, das Gehäuse 5 aus einem stranggepressten Rohrprofil herzustellen, das, wie Fig. 2 zeigt, vorzugsweise eine rechteckige Querschnittsform aufweist und zumindest auf einer Seite mit einer Anzahl von Kühlrippen 7 versehen ist.

Neymeyer & Partner GbR, Patentanwälte

·- eT-

• * * J"805i l'illingen-Schwenningen (DE) .'· Ne - 05. Juni 2003

Selbstverständlich können auch andere Querschnittsformen, beispielsweise eine zylindrische Querschnittsform mit radialen Kühlrippen oder eine halbkreisförmige Querschnittsform gewählt werden, wenn dies für den besonderen Anwendungsfall von Vorteil sein kann.

Die jeweils aus den mit Verschlußstopfen 8 versehenen Enden des Metallrohres 2 herausgeführten Enden 9 und 10 des Widerstandsdrahtes 1 sind an Anschlußdrähte oder -litzen 11 bzw. 12 angelötet oder angeschweißt, die durch eine Öffnung 13 einer stirnseitigen Abschlußplatte 14 des Gehäuses 5 nach außen geführt sind.

Auch das gegenüberliegende Ende des Gehäuses 5 ist mit einer Abschlußplatte 15 verschlossen, die jedoch keine Durchlaßöffnungen aufzuweisen braucht.

Aus Sicherheitsgründen ist es zweckmäßig, in die Isoliermasse 6 des Gehäuses 5 einen Thermoschalter 16 einzubetten, dessen Anschlußdrähte 17 und 18 durch eine weitere Öffnung 19 der Abschlußplatte 14 nach außen geführt sind, um an eine Motorsteuerung angeschlossen zu werden.

Claims

1. Elektrischer Widerstand zur Umwandlung elektrischer Energie in Wärme beim Abbremsen von Elektromotoren durch Umschalten von Motorbetrieb auf Generatorbetrieb, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand aus einem Widerstandsdraht (1) besteht, der in einem Metallrohr (2) von einer durch radiales Verpressen hochverdichteten Isolierstoffmasse (3) umschlossen ist und daß das Metallrohr (2) selbst innerhalb eines aus einem Metall mit einer hohen spezifischen Wärmekapazität bestehenden Gehäuse (5) in eine das Gehäuse ausfüllende Isoliermasse (6) eingebettet ist.

2. Elektrischer Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (5) aus Aluminium besteht.

3. Elektrischer Widerstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (5) außenseitig Kühlrippen (7) aufweist.

4. Elektrischer Widerstand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (5) aus einem stranggepreßten Rohrprofil besteht, das an beiden Stirnseiten mit Abschlußplatten (14, 15) versehen ist.

5. Elektrischer Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isoliermasse (3, 6) aus einem Metalloxyd, insbesondere MgO oder SiO₂, besteht.

6. Elektrischer Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem in die Isoliermassen (6) eingebetteten Thermoschalter (16) versehen ist.

7. Elektrischer Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsdraht (1) innerhalb der Isolierstoffmasse (3) die Form einer Wendel aufweist.