DE602005002181T2

DE602005002181T2 - Modulare Anordnung einer verstellbaren Geschwindigkeitssteuerung

Info

Publication number: DE602005002181T2
Application number: DE602005002181T
Authority: DE
Inventors: Jerôme 95800 Barreau; Thierry 27780 Huin
Original assignee: Schneider Toshiba Inverter Europe SAS
Current assignee: Schneider Toshiba Inverter Europe SAS
Priority date: 2004-05-04
Filing date: 2005-04-21
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2025-04-22
Also published as: FR2870084A1; EP1594218B1; JP2005323495A; US20050251270A1; ATE371983T1; US7599172B2; JP4584017B2; FR2870084B1; DE602005002181D1; EP1594218A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektronischen Drehzahlregler mit modularem Aufbau, umfassend, in einem Kasten, einen Wechselrichter, der mehrphasigen elektrischen Strom ausgibt und mit statischen Schaltern versehen ist, die von einer elektronischen Steueranlage gesteuert werden, die mit einem auf der Vorderseite angeordneten Anzeige- und Dialogmodul verbunden ist, das der Überwachung, Steuerung und Sichtanzeige dient.
Ein elektronischer Drehzahlregler wie der in 1 schematisch dargestellte erlaubt es, einem Asynchronmotor einen regelbaren Mehrphasenstrom zuzuführen, um seine Drehzahl zu variieren. Er umfasst einen Wechselrichter mit elektronischen Leistungsschaltern, der von einem Gleichrichter mit einer gefilterten Gleichspannung versorgt wird. Dieser Wechselrichter gibt einen Wechselstrom aus, der auf die Phasen des Motors abgestimmt ist.
Die Steuerungstechnik der elektronischen Leistungsschalter ist unter dem Namen Pulsbreitenmodulation (abgekürzt PWM und auf Englisch "Pulse Width Modulation") bekannt, wobei angestrebt wird, eine Spannung zu erzeugen, die einer Sinuskurve möglichst nahe kommt.
Eine Anzeige- und Dialogeinheit, die vom Bediener benutzt werden kann, ist auf der Vorderseite angeordnet. Sie weist allgemein einen Bildschirm oder Sichtanzeigen, Betätigungstasten oder mindestens einen Kommunikationsanschluss auf, der es erlaubt, den Regler mit anderen Automatisierungsgeräten in Verbindung zu setzen.
Aus dem Dokument EP 0660 652 ist ein Regler des obigen Typs bekannt. Die Kompaktheit solch eines Reglers ist nicht optimiert und erlaubt es nicht, mehrere optionale Karten gleichzeitig einzubauen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines elektronischen Drehzahlreglers, der auch dann eine optimale Kompaktheit aufweist, wenn die Zahl der optionalen Karten variiert. Der Kasten kompakter Größe enthält die wesentlichen Bauteile, während die optionalen Karten, die weniger gängig sind, auf stapelbare Weise auf der Vorderseite eingebaut werden, hinter der Anzeige- und Dialog-Vorderseite. Die Vorderseite ist um so dicker, je größer die Zahl der Optionen ist. Die Elektronik erlaubt die Erkennung der Zahl der Optionen sowie ihrer Positionen.
Der erfindungsgemäße elektronische Drehzahlregler ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kasten vorne eine Steuerungsplatte aufweist, die mit einem Steuerbus-Steckverbinder versehen ist, der mit der elektronischen Schaltung der dahinter angeordneten Steuerung verbunden ist und geeignet ist, entweder das Anzeige- und Dialogmodul zu tragen, das durch einen hinteren Steckverbinder mit diesem vorderen Steckverbinder verbunden wird, oder mindestens ein Optionsmodul, das mit einem durchlaufenden Steckverbinder versehen ist, von dem ein Hinterteil mit dem vorderen Steckverbinder der Platte oder eines Optionsmoduls verbunden werden kann und von dem ein Vorderteil mit dem hinteren Steckverbinder des Anzeige- und Dialogmoduls oder einem benachbarten Optionsmodul verbunden werden kann, um auf diese Weise mehrere Optionsmodule zu erhalten, die in Reihe geschaltet sind und eine variable Dicke aufweisen.
Einem Merkmal entsprechend umfasst das Optionsmodul elektronische Mittel, damit die interne Elektronik des Reglers die Optionsmodule erkennt, die auf der Vorderseite der Steuerungsplatte hinzugefügt wurden.
Weitere Merkmale und Vorteile gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung hervor, Bezug nehmend auf ein Ausführungsbeispiel, das beispielhaft ist und durch die beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht wird, wobei:
1 ein Funktionsschaltplan des elektronischen Reglers ist;
2 eine auseinandergezogene Ansicht des Reglers, eines eingefügten Optionsmoduls und des vorderen Anzeige- und Dialogmoduls ist;
3 eine Ansicht ist, in der sich das abnehmbare Anzeige- und Dialogmodul in der Einbau/Ausbau-Position befindet (ohne eingefügtes Optionsmodul);
4 eine Ansicht ist, in der das abnehmbare Anzeige- und Dialogmodul in der normalen Gebrauchsposition dargestellt ist (ohne eingefügtes Optionsmodul);
5 eine Ansicht des Reglers ist, der mit dem Anzeige- und Dialogmodul sowie mit einem eingefügten Optionsmodul ausgestattet ist;
6 eine Ansicht des Reglers ist, der mit dem abnehmbaren Anzeige- und Dialogmodul sowie mit zwei eingefügten Optionsmodulen ausgestattet ist;
7 ein Schaltbild der Elektronik und des Steuerbusses ist, die die Erkennung der verwendeten Optionen erlauben;
8 eine Wahrheitstabelle der Signale des Schaltbilds von 7 ist.
Der erfindungsgemäße elektronische Regler umfasst, in einem Kasten oder Gehäuse 1, einen Spannungswechselrichter OND, der die Ausgangsspannung eines Gleichrichters RED empfängt, der mit einem kapazitiven Filter C verbunden ist und durch L1, L2, L3 gespeist wird.
Dieser Spannungswechselrichter ist mit elektronischen Schaltern T1 bis T6 versehen, die mit Spardioden D1 bis D6 verbunden sind. Jeder Zweig des Wechselrichters ist mit zwei statischen Leistungsschaltern verbunden, die jeder mit einer Spardiode verbunden sind. Die Mittelpunkte der Schalterpaare sind mit den Phasenleitungen U, V, W verbunden, die den Elektromotor MAS versorgen. Die elektronischen Schalter T1 bis T6 werden von einer Steuerschaltung CC so gesteuert, dass sie an den Motor MAS auf den Phasenleitungen U, V, W eine Folge von breitenmodulierten Impulsen (Pulsmodulation oder PWM) ausgeben.
Die Eingangsklemmen, die die Verbindung mit den Phasenleitungen L1, L2, L3 herstellen, sowie die Klemmen, die der Verbindung mit den Phasen des Motors dienen, bilden eine Klemmenleiste, die mit einer Leistungskarte verbunden ist, welche mit verschiedenen elektronischen Schaltern und Dioden versehen ist. Die Leistungskarte ist mit einem Kühler und mit Lüftern versehen, die der Kühlung der elektronischen Leistungsschalter dienen.
Der Regler kann durch ein Anzeige- und Dialogmodul 2 grafischen Typs, das mit der Steuerschaltung CC verbunden ist, parametriert werden. Dieses Anzeige- und Dialogmodul ist dazu bestimmt, auf der Vorderseite des Kastens oder Gehäuses 1 aufgenommen zu werden und umfasst vorne ein Anzeigegerät 24, Tasten 25 zum Durchblättern von Menüs oder zum Ändern der Werte, eine Taste 26 zum Schließen der Menüs und eine Freigabetaste 27, um ein Menü aufzurufen oder den gewählten neuen Wert zu bestätigen. Es weist auch einen Kommunikationsanschluss 29 auf, der es erlaubt, den Regler an ein Automatisierungsnetz oder an eine Dialog- oder Datenverarbeitungsstation anzuschließen. Auf der Rückseite ist ein Steuerbus-Steckverbinder 21 vorgesehen, dessen Funktion im Folgenden erläutert wird. Es weist im Ober teil Verrastungselemente 22 auf und im Unterteil und auf der Rückseite Befestigungselemente.
Die Vorderseite des Kastens 1 wird von einer Steuerungsplatte 3 eingenommen, die relativ zu dieser Vorderseite leicht ausgehöhlt ist. Diese Platte trägt im Oberteil Verrastungshaken 32 und im Unterteil Kopplungszapfen 33, die es erlauben, entweder ein Anzeige- und Dialogmodul 2 (3 und 4) oder ein Optionsmodul 4A (5 und 6) auf abnehmbare Weise zu befestigen. Diese Kopplungszapfen 33 wirken mit zugehörigen Kopplungsmitteln zusammen, die auf der Rückseite des Anzeige- und Dialogmoduls 2 oder jedes Optionsmoduls 4 vorgesehen sind. Die Verrastungshaken 32 wirken mit zugehörigen Verrastungselementen, jeweils 22 und 42, des Anzeige- und Dialogmoduls 2 oder jedes Optionsmoduls 4 zusammen.
Falls ein Optionsmodul 4A direkt auf der Platte 3 befestigt ist, kann dieses Modul 4A vorne entweder das Anzeige- und Dialogmodul 2 (5) oder ein zusätzliches Optionsmodul 4B (6) tragen, das seinerseits das Anzeige- und Dialogmodul 2 trägt.
Die sichtbare oder vordere Seite der Steuerungsplatte 3 weist einen Steuerbus-Steckverbinder 31 auf, der mit der Steuerschaltung CC verbunden ist.
Auf die Platte 3 kann ein elektronisches Zusatzmodul 6 angesetzt werden, das durch eine abnehmbare Halterung 5 geschützt wird und durch einen Steckverbinder auf der Vorderseite der Platte angeschlossen wird. Solch ein Zusatzmodul kann die Verbindung mit einem Terminal oder Automaten gewährleisten.
Ein abnehmbarer Deckel 28, der auf dem Anzeige- und Dialogmodul vorgesehen ist, erlaubt den Zugang zum elektronischen Zusatzmodul 6 und zu den Verdrahtungsverbindungen.
Jedes zusätzliche Optionsmodul 4A, 4B, das zwischen der Steuerungsplatte 3 und dem Anzeige- und Dialogmodul 2 aufgenommen wird, weist hinten einen Steckverbinder 41Ar auf, der mit dem Steuerbus-Steckverbinder 31 der Platte oder 41Av eines benachbarten Moduls verbunden werden kann, und vorne einen Steckverbinder 41Av, der mit dem Steuerbus-Steckverbinder 41Ar eines benachbarten Moduls oder 21 des Anzeige- und Dialogmoduls 2 verbunden werden kann.
Die Schaltung, die in 7 dargestellt ist, erlaubt die Erkennung, durch den Steuerbus, der Zahl der Optionsmodule und ihrer Positionen.
Die Schaltung, die in 7 dargestellt ist, erlaubt die Erkennung, durch den Steuerbus, der Zahl der Optionsmodule und ihrer Positionen.
Wenn das Optionsmodul 4A eingebaut ist, öffnet die Verbindung 7F den Kontakt 7D. Ein positiver Impuls auf der Busleitung 7A wird auf der Leitung 7C vom Mikrosteuergerät der Schaltung CC erkannt.
Wenn das Optionsmodul 4B eingebaut ist, bleibt der Kontakt 7E geschlossen. Ein positiver Impuls auf der Leitung 7B wird auf der Leitung 7C vom Mikrosteuergerät der Schaltung CC erkannt. Die Wahrheitstabelle und das Ablaufdiagramm ci von 8 veranschaulichen diesen Fall.
Die auf 0 gesetzten Signale 7A und 7B haben auch die Funktion, die Mikrosteuergeräte der Optionskarten (signal_Reset auf 0) zu deaktivieren, wodurch sie eine nach der anderen ausgelöst werden können.
Dieses Prinzip erlaubt mit Optionssteckverbindern, die mechanisch identisch sind, die Erkennung des Vorhandenseins und der Position von Optionen. Der Optionstyp wird dann durch die seriellen Übertragungen zwischen dem Mikrosteuergerät (CC) und den Optionen erkannt.
Der Bus weist Verbindungen und Anschlüsse auf, die in 7 nicht dargestellt sind.
Es versteht sich, dass andere Varianten und Detailverbesserungen möglich sind, und selbst die Verwendung von äquivalenten Mitteln in Betracht gezogen werden kann, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Elektronischer Drehzahlregler, umfassend, in einem Kasten (1), einen Wechselrichter, der mehrphasigen elektrischen Strom ausgibt und mit statischen Schaltern versehen ist, die von einer elektronischen Steueranlage (CC) gesteuert werden, die mit einem auf der Vorderseite angeordneten Anzeige- und Dialogmodul (2) verbunden ist, das der Überwachung, Steuerung und Sichtanzeige dient, dadurch gekennzeichnet, dass der Kasten (1) vorne eine Steuerungsplatte (3) aufweist, die vorne mit einem Steuerbus-Steckverbinder (31) versehen ist, der hinten mit der elektronischen Steueranlage (CC) verbunden ist und geeignet ist, entweder das Anzeige- und Dialogmodul (2) zu tragen, das durch einen hinteren Steckverbinder mit dem Bus-Steckverbinder (31) verbunden ist, oder mindestens ein Optionsmodul (4A, 4B), das mit einem durchlaufenden Steckverbinder (41) versehen ist, von dem ein Hinterteil (41Ar) mit dem vorderen Steckverbinder (31 oder 41Av) der Platte oder eines Optionsmoduls verbunden werden kann, und von dem ein Vorderteil (41Av) mit dem hinteren Steckverbinder (21 oder 41Ar) des Anzeige- und Dialogmoduls (2) oder eines benachbarten Optionsmoduls (4B) verbunden werden kann, um eine Einheit variabler Dicke zu ergeben, die aus mehreren Optionsmodulen besteht, die in Reihe geschaltet sind und zwischen der Steuerungsplatte und dem Anzeige- und Dialogmodul aufgenommen werden.
Drehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Optionsmodul (4A, 4B) elektronische Mittel (7D, 7E) aufweist, damit die interne Elektronik des Reglers die Optionsmodule (4A, 4B), die auf der Vorderseite der Steuerungsplatte hinzugefügt werden, erkennt.