DE8714498U1 - Antrieb für eine Pumpe oder einen Lüfter - Google Patents

Antrieb für eine Pumpe oder einen Lüfter

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Description

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It
Ull 11 Il
\ 1 Siemens Aktiengesellschaft
Antrieb für eine Pumpe oder einen Lüfter 5
Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für eine Pumpe oder einen Lüfter, bestehend aus einer Drehstromasynchronmaschine und einem Umrichter mit variabler Frequenz, der einen Gleichrichter mit nachgeschaltetem Wechselrichter enthält.
Aus dem Buch mit dem Titel "Halbleiter-Schaltungstechnik" von U. Tietze und Ch. Schenk, Seite 35, 1976, 3. Auflage, i<st eine doppelte Einwegschaltung bekannt. Diese doppelte Einwegschaltung wird auch als "Delon-Schaltung" bezeichnet. Diese Schaltung eignet sich zur Erzeugung relativ hoher Spannungen bei kleinem Stromverbrauch. Die beiden Kondensatoren dieser Delon-Schaltung werden während der positiven bzw. negativen Halbwelle der anliegenden Wechselspannung aufgeladen, so daß die Ausgangsspannung dieser Schaltung die Summe der Spannungen an den beiden Ladekondensatoren ist. Gegenüber einer Einweggleichrichterschaltung erhält man bei gleicher anliegender Wechselspannung die doppelte Gleichspannung.
Aus dem Applikationsbericht mit dem Titel "Power MOSFET Application Notes", published by International Rectifier, 233 Kansas Street, El Segundo, CA 90245.(213)772-2000, AN-934, Seite 3, Figur 6 mit zugehörigem Text auf den Seiten 4 und 5 ist eine hochohmig gespeiste Wechselrichterschaltung bekannt. Als HaIbleiterventiJe sind HEXFETs vorgesehen, die jeweils eine integrierte Freilaufdiode haben. Bei dieser hochohmig gespeisten Wechselrichterschaltung ist eine Last einerseits mit einem Verbindungspunkt der elektrisch in Reihe geschalteten Kondensatoren und andererseits mit einem Verbindungspunkt der elektrisch in Reihe geschalteten HEXFETs verbunden. Diese HEXFETs können jeweils einerseits mit einer Rechteckspannung und andererseits
Ur 2 Bim / 22.1Ö.1987
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mit einer pul^breitenmodullerten Spannung angesteuert werden, so daß tfssi Lastström jede beliebige Form annehmen kann.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb für ei-ne Pumpe oder einen Lüfter anzugeben, dessen Drehstromasynchrönmäschine einphasig am Umrichter angeschlossen ist, der besonders einfach aufgebaut ist und der die Drehstromasynchronmaschine mit variabler Frequenz speist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Gleichrichter eine doppelte Einwegschäitung und als wechselrichter zwei elektrisch in Reihe geschaltete Hälbleitefventile vorgesehen sind, denen jeweils eine Freilaufdiode elektrisch ( parallel geschaltet sind, und daß die Drehstromasynchronmaschine mit einem Phasenschieberkondensator derartig einphasig mit einem Umrichter verknüpft ist, daß eine erste Phase der Drehstromasynchronmaschine mit einem Verbindungspunkt der elektrisch in Reihe geschalteten Kondensatoren des Gleichrichters und eine zweite Phase der Drehstromasynchronmaschine mit einem Verbindungspunkt der elektrisch in Reihe geschalteten Halbleiterventile des Wechselrichters verbunden sind.
Dadurch, daß der Gleichrichter des Umrichters als doppelte Einwegschaltung anstatt aus zwei oder drei Brückenzweigen aufgebaut ist, verringert sich die Anzahl der Bauelemente des Umrichters erheblich bei gleichzeitiger Erhöhung der Ausgangsspannung des &ngr; Gleichrichters. Außerdem wird durch die Verringerung der Anzahl der Bauelemente des Umrichters sein Aufbau so kompakt, daß die-
I ser Umrichter direkt an eine Stirnseite der Drehstromasynchron- |
1 maschine anflanschbar ist.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der ein Ausführungsbeispiel eines Antriebes für eine Pumpe oder einen Lüfter nach der Erfindung schematisch veranschaulicht ist.
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) 1 in der FIG ist ein Antrieb für eine Pumpe öder einen Lüfter, bestehend aus einer Drehstromasynchrohmäschine 2 und einem Umrichter 4, dargestellt. Der Umrichter 4 enthält einen Peidhrichter 6 und einen Wechselrichter 8* Der Gleichrichter ist als doppelte Einwegschältuhg aufgebaut. Dabei ist eine Phase lö des anliegenden Einphasennetzes mit einem Verbindungspunkt zweier elektrisch in Reihe geschalteter Dioden 14 und 16 verknüpft. Eine zweite Phase 18 des anliegenden Netzes ist mit einem Verbindungspunkt 20 zweier elektrisch in Reihe liegender Kondensatoren 22 und 24 verbunden. Die elektrisch in Reihe geschalteten Dioden 14 und 16 und die elektrisch in Reihe geschalteten Kondensatoren 22 und 24 sind elektrisch parallel geschaltet, wobei die Verknüpfungspunkte die Ausgangsklemmen 26 und ^ des Gleichrichters 6 bilden.
Die Diode 14 und der Kondensator 22 arbeiten als Einweggleichrichter. Während der positivem Halbwelle der anliegenden Netz- » spannung lädt die Diode 14 den Kondensator 22 auf. Während der negativen Halbwelle der anliegenden Netzspannung wird die Diode 16 leitend und lädt den Kondensator 24 ebenfalls auf. Die Ausgangsspannung des Gleichrichters, die an den Ausgangsklemmen und 28 abnehmbar ist, ist gleich der Summe der Spannungen an den beiden Kondensatoren 22 und 24.
Der Wechselrichter 8 ist mit seinen Eingangsklemmen 30 und 32
O direkt elektrisch parallel mit den Ausgangsklemmen 26 und 28 des Gleichrichters 6 geschaltet. Der Wechselrichter 8 besteht aus zwei elektrisch in Reihe geschalteten Halbleiterventilen und 36, denen jeweils eine Freilaufdiode 38 und 40 zugeordnet sind. Als Halbleiterventile 34 und 36 können abschaltbare Leistungshalbleiter GTOs oder Transistoren vorgesehen sein. Dabei können als Transistoren MOS-FETs oder Bipolartransistoren verwendet werden. Im Ausführungsbeispiel sind als Halbleiterventile MOS-FETs dargestellt. Diesen Halbleiterventilen 34 und 36 werden aus einer Steuervorrichtung 42 Steuersignale zugeführt. Die Ansteuerung dieser Halbleiterventile 34 und 36 erfolgt so,
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/ &Lgr; 1 daß gegenüber dem Verbindungspunkt 20 der elektrisch in Reihe geschalteten Kondensatoren 22 und 24 eine Vorzugsweise sinus-; förmige Spannung entsteht. Die Verstellung der Amplitude dieser sinusförmigen Spannung erfolgt dureh Pulsbreitenmodulation* 5
Die Drehstromasynchronmaschine 2 ist mit Hilfe eines Phasenschieberkondensators 44 einphasig mit dem Umrichter 4 verbunden. Dabei ist eine erste Phase 46 der Drehstromasynchronmaschine mit dem Verbindungspunkt 20 des Gleichrichters 6 und eine zweite &Igr;&Ogr; Phase 48 mit einem Verbindungspunkt 50 der beiden elektrisch in Reihe geschalteten HälbleitefVentÜe 38 und 4Ö verbunden. Ais Antriebsmotoren können Drehstromasynchronmotoren vorzugsweise bis zu 3 kW vom Umrichter 4 gespeist werden. Somit erhalt man einen einfach und kompakt aufgebauten Umrichter 4, der auf eine Stirnseite der Drehstromasynchrohmaschine 2 anflanschbar ist.
1 Schutzanspruch
1 FIG
20
25
30
35

Claims (1)

87 G 3 4 2 9 DE " I Schutzanspruch
1. Antrieb für eine Pumpe oder einen Lüfter, bestehend aus einer Drehstromasynchronmaschine (2) und einem Umrichter (4) mit variabler Frequenz, der einen Gleichrichter (6) mit nachgeschaltetem Wechselrichter (8) enthält, dadurch gekennzeichnet , daß als Gleichrichter (6) eine doppelte Einwegschaltung und als Wechselrichter (8) zwei elektrisch in Reihe geschaltete Halbleiterventile (34, 36) vorgesehen sind, denen jeweils eine Freilaufdiode (38, 40) elektrisch parallel geschaltet sind, und daß die Drehstromasynchronmaschine (2) mit einem Phasenschieberkondensator (44) derartig einphasig mit einem Umrichter (4) verknüpft ist, daß eine erste Phase (46) ( ) der Drehstromasynchronmaschine (2) mit einem Verbindungspunkt
(20) der elektrisch in Reihe geschalteten Kondensatoren (22, 24) des Gleichrichters (6) und eine zweite Phase (48) der Drehstromasynchronmaschine (2) mit einem Verbindungspunkt (50) der elektrisch in Reihe geschalteten Halbleiterventile (34, 36) des Wechselrichters (8, verbunden sind.
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