[发明专利]变流器电动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种带有一个变流器单元的电动机。从现有技术中已知各种各样的电动机，其中例如异步标准电动机是工业中最常用的驱动装置。这类电动机价格低、很耐用和运行平稳。但这类异步电动机也有诸多缺点，例如固定的转速和旋转方向，以及需要启动装置。此外，在部分负荷时效率很低，功率因数Cos也变坏。这类电动机也不可能有源制动。

背景技术

为了克服这些缺点，现有技术转向用变流器给电动机供电来开动性能可靠的异步电动机。借助于这种变流器原则上可消除全部缺点。所以用变流器工作的电动机有不断增加的趋势。

另一方面，配置变流器也有各种缺点，例如附加费用、在开关柜内增加占地面积、开关柜内附加的散热以及由于脉宽调制引起的干扰传播和由此引起需要抗干扰滤波器。

另一方面，使用变流器在理想情况中可取消标准电动机通常要用的全部(昂贵的)电网连接器件。例如不需要电动机保护开关或温度监控释放装置，不需要星形/三角形转换开关和不需要电动机启动机。此外，也不需要换极或旋转方向变换用的接触器组合，如果不需要根据运行切断电压时(在变流器配置有电子启动锁定装置时)，也不用功率接触器。最后，也不需要直流制动装置。

所以在现有技术中，不断增加变流器的使用，也常常提供电动机和变流器的组合(即所谓变流器电动机)。一种公知的解决方案由一个变流器组成，该变流器用螺丝拧在电动机上，代替一个接线盒。其中该电动机是一台未改动的标准电动机，而该变流器则构成一个独立的功能单元，该单元也可有选择地装在电动机旁边。这种组合可直接连接电源，因为电源滤波器是集成在变流器中的。

但在这种情况下要进行电动机和变流器之间的隔离和尤其是热隔离。其原因在于，在变流器发生故障时，电动机的应急运行可直接借助电源来进行。所以相应的电动机一般是为电源电压(400伏，50赫兹)绕制的。变流器直接布置在电动机上的优点是，一方面减少了开关柜内的占地面积，另一方面避免了散热。此外，电动机电缆无须屏蔽。

这类系统的缺点是，变流器单元往往象电动机本身那样大，特别是在低的额定功率时，变流器体积常常比电动机本身还大。其原因在于，变流器配有一个自己的冷却系统，其一：另一方面变流器通过一个配有接线柱的中间壳体与电动机连接。

在公知的解决方案中，原则上避免了变流器和电动机外壳之间的热交换，因为在电动机外壳中考虑了绝热问题，原则上也不用配置转速调节或位置调节的位置传感器，否则将付出很高的附加费用。

发明内容

所以本发明的目的在于提出一种比现有解决方案需要较小结构空间的变流器电动机。此外，本发明的变流器电动机比较经济，易于实现电连接，还可借助适当的传感器进行转速调节。这样就提供了一种变流器电动机来适时代替带变流器或不带变流器的IEC标准电动机。

根据本发明，这个目的是通过独立权利要求1和2的变流器电动机以及通过权利要求18的变流器单元来实现的。诸多有利的实施方案和改进可从各项从属权利要求中得知。

本发明的变流器电动机具有一根电动机轴和一个控制该电动机的变流器单元。该变流器单元具有多个控制组件并布置在电动机上。此外，该电动机具有一个后壁，根据本发明变流器单元或其外壳布置在该后壁上，且变流器单元具有一个贯通区，电动机轴的后端穿过该贯通区。这里所指的贯通区可能是一个通孔。但也可能是电动机轴只从边上通过变流器单元。在后一种情况中，该贯通区则指贯通轴穿过的变流器单元旁边的那个几何区域。

贯通区的另一或补充方案是，变流器单元与电动机热耦合。电动机优选具有一个电动机外壳，在该外壳上或其后壁上布置变流器单元。所以在下面也涉及该电动机外壳。原则上本发明也适用于无外壳的电动机。

本发明的两种解决方案都可减少结构空间，而且尤其还可相互组合。

控制元器件最好布置在一个外壳中，该外壳不必是一个完全封闭的外壳。

这样就可把变流器单元直接布置在该后壁上，并由此通过变流器单元及电动机外壳的合适的尺寸选择而可在总体上实现节省占地面积。用一台标准电动机与一个分离的变流器单元的上述组合是电动机发展过程中提出的一个中间阶段，那时电动机和变流器的发展是严格分开的。本发明则基于特别是通过把电动机和变流器那样的电子控制装置设形成机电一体化的单元，可构造更有利的变流器电动机。