DE202011004479U1 - Power electronic switching unit and system with such switching units - Google Patents
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- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
- H05K7/1422—Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
- H05K7/1427—Housings
- H05K7/1432—Housings specially adapted for power drive units or power converters
- H05K7/14329—Housings specially adapted for power drive units or power converters specially adapted for the configuration of power bus bars
Abstract
Leistungselektronische Schalteinheit (1) mit einem elektrischen Energiespeicher (2), welcher elektrische Energiespeicher (2) mit mindestens einem Schaltmodul (3) verbunden ist, und mit einem gemeinsamen Verbindungselement (4), welches gemeinsame Verbindungselement (4) Leistungsanschlüsse (5) des Schaltmoduls (3) und Kühlmittelanschlüsse (6) des Schaltmoduls (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Verbindungselement (4) Ansteueranschlüsse (7) des Schaltmoduls (3) aufweist.Power electronic switching unit (1) with an electrical energy store (2), which electrical energy store (2) is connected to at least one switching module (3), and with a common connecting element (4), which common connecting element (4), power connections (5) of the switching module (3) and coolant connections (6) of the switching module (2), characterized in that the common connecting element (4) has control connections (7) of the switching module (3).
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Leistungselektronik. Sie betrifft eine leistungselektronische Schalteinheit sowie ein System mit solchen Schalteinheiten gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs.The present invention relates to the field of power electronics. It relates to a power electronic switching unit and a system with such switching units according to the preamble of the independent claim.
Stand der TechnikState of the art
Leistungselektronische Schalteinheiten werden heute in einer grossen Anzahl in Umrichterschaltungen oder leistungselektronischen Systemen eingesetzt. Typischerweise umfasst eine solche Schalteinheit einen elektrischen Energiespeicher, beispielsweise einen Kondensator, der mit mindestens einem Schaltmodul verbunden ist, welches Schaltmodul wiederum einen oder mehrere ansteuerbare Leistungshalbleiterschalter umfasst. Im Falle mehrerer ansteuerbarer Leistungshalbleiterschalter sind diese beispielsweise zu einer Halbbrückenschaltung oder einer Vollbrückenschaltung verschaltet.Power electronic switching units are today used in large numbers in converter circuits or power electronic systems. Typically, such a switching unit comprises an electrical energy store, for example a capacitor, which is connected to at least one switching module, which switching module in turn comprises one or more controllable power semiconductor switches. In the case of a plurality of controllable power semiconductor switches, these are connected, for example, to a half-bridge circuit or a full-bridge circuit.
In der
Problematisch bei einer vorstehend beschriebenen leistungselektronischen Schalteinheit nach der
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine besonders einfache und platzsparend zu realisierende leistungselektronische Schalteinheit anzugeben, die zudem problemlos zu montieren ist. Desweiteren ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein System mit einer Vielzahl an leistungselektronischen Schalteinheiten nach der Erfindung anzugeben, welches sehr einfach aufgebaut ist. Diese Aufgaben werden durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Anspruch 5 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben.The object of the invention is therefore to provide a particularly simple and space-saving to realize power electronic switching unit, which is also easy to install. Furthermore, it is an object of the invention to provide a system with a plurality of power electronic switching units according to the invention, which is very simple. These objects are achieved by the features of
Die erfindungsgemässe leistungselektronische Schalteinheit umfasst einen elektrischen Energiespeicher, der mit mindestens einem Schaltmodul verbunden ist. Desweiteren umfasst die leistungselektronische Schalteinheit ein gemeinsames Verbindungselement, welches gemeinsame Verbindungselement Leistungsanschlüsse des Schaltmoduls und Kühlmittelanschlüsse des Schaltmoduls aufweist. Erfindungsgemäss weist das gemeinsame Verbindungselement zusätzlich Ansteueranschlüsse des Schaltmoduls auf. Gegenüber dem Stand der Technik ist durch diese Massnahme nur noch ein einziges gemeinsames Verbindungselement vorhanden. Die erfindungsgemässe leistungselektronische Schalteinheit ist damit denkbar einfach aufgebaut und lässt sich demzufolge einfach, schnell und kostengünstig fertigen. Darüber hinaus kann der Montageaufwand bei Anschluss von Kühlmittelleitungen, elektrischen Verbindungen, wie beispielsweise Stromverschienungen, sowie Ansteuerleitungen äusserst gering gehalten werden, da die Montage lediglich an dem einzigen gemeinsamen Verbindungselement erfolgen muss. Insgesamt ist die erfindungsgemässe leistungselektronische Schalteinheit aufgrund des nur einen vorhandenen gemeinsamen Verbindungselementes besonders platzsparend und sehr robust.The power electronic switching unit according to the invention comprises an electrical energy store which is connected to at least one switching module. Furthermore, the power electronic switching unit comprises a common connecting element, which common connection element has power connections of the switching module and coolant connections of the switching module. According to the invention, the common connecting element additionally has control terminals of the switching module. Compared to the prior art, this measure only a single common connection element is present. The power electronic switching unit according to the invention is thus very simply constructed and can therefore be manufactured simply, quickly and cost-effectively. In addition, the installation effort when connecting coolant lines, electrical connections, such as current busbars, and control lines can be kept extremely low, since the assembly must be made only on the single common connection element. Overall, the power electronic switching unit according to the invention is particularly space-saving and very robust due to the only one common connecting element.
Das erfindungsgemässe Umrichtersystem umfasst eine Vielzahl der erfindungsgemässen leistungselektronischen Schalteinheiten. Nach der Erfindung ist eine Montageeinheit vorgesehen, die Einschubzellen aufweist, wobei jede Einschubzelle der Aufnahme eines Montagerahmens der zugehörigen leistungselektronischen Schalteinheit dient. Die Einschubzellen der Montageeinheit sind durch einfaches Einschieben der leistungselektronischen Schalteinheiten schnell und problemlos bestückbar, so dass der Aufbau des erfindungsgemässen Umrichtersystems einfach und schnell erfolgen kann. Die Einschubzellen erlauben zudem auch eine einfache und schnelle Entnahme für Austausch- und/oder Wartungszwecke. Durch den einfachen Aufbau des erfindungsgemässen Umrichtersystems ist dieses entsprechend robust.The converter system according to the invention comprises a plurality of power electronic switching units according to the invention. According to the invention, an assembly unit is provided which has plug-in cells, each plug-in cell serving to receive a mounting frame of the associated power electronic switching unit. The plug-in cells of the mounting unit can be quickly and easily equipped by simply inserting the power electronic switching units, so that the structure of the inventive inverter system can be done easily and quickly. The plug-in cells also allow easy and fast removal for replacement and / or maintenance purposes. Due to the simple structure of the inventive converter system this is correspondingly robust.
Diese und weitere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung offensichtlich. These and other objects, advantages and features of the present invention will become more apparent from the following detailed description of preferred embodiments of the invention taken in conjunction with the accompanying drawings.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Es zeigen:Show it:
Die in der Zeichnung verwendeten Bezugszeichen und deren Bedeutung sind in der Bezugszeichenliste zusammengefasst aufgelistet. Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die beschriebenen Ausführungsformen stehen beispielhaft für den Erfindungsgegenstand und haben keine beschränkende Wirkung.The reference numerals used in the drawings and their meaning are listed in the list of reference numerals. Basically, the same parts are provided with the same reference numerals in the figures. The described embodiments are exemplary of the subject invention and have no limiting effect.
Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention
Die leistungselektronische Schalteinheit
Vorzugsweise sind die Ansteueranschlüsse
Gemäss
Weiterhin sind der elektrische Energiespeicher
Erfindungsgemäss ist bei der Umrichtereinheit
Gemäss
Jede Einschubzelle
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- leistungselektronische Schalteinheitpower electronic switching unit
- 22
- elektrischer Energiespeicherelectrical energy storage
- 33
- Schaltmodulswitching module
- 44
- gemeinsames Verbindungselementcommon connection element
- 55
- Leistungsanschlüssepower connections
- 66
- KühlmittelanschlüsseCoolant connections
- 77
- Ansteueranschlüssedrive terminals
- 88th
- Montagerahmenmounting frame
- 99
- Führungselemente des MontagerahmensGuide elements of the mounting frame
- 1010
- Montageeinheitassembly unit
- 1111
- Einschubzelleslot cell
- 1212
- Führungselemente der EinschubzelleGuide elements of the plug-in cell
- 1313
- Gegenstückcounterpart
- 1414
- Umrichtersysteminverter system
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 7450388 B2 [0003, 0003, 0003, 0004] US 7450388 B2 [0003, 0003, 0003, 0004]
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CN202145617U (en) | 2012-02-15 |
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R207 | Utility model specification |
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
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|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: ABB SCHWEIZ AG, CH Free format text: FORMER OWNER: ABB TECHNOLOGY AG, ZUERICH, CH |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: ZIMMERMANN & PARTNER PATENTANWAELTE MBB, DE |
|
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
R071 | Expiry of right |