[发明专利]用于向电负载供给能量和数据的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种系统。

背景技术

从DE 199 21 654中已知一种系统，在该系统中可由一供给模块给驱 动装置提供直流电压。

发明内容

因此本发明的目的是，改进一种用于给驱动装置分散供电的系统，其 中应当可以设置尽可能低成本的电缆敷设。

同样已知并可经济地制造用于以三相电压系统、即三相交流电压系统 给负载供电的三相电缆。

根据本发明，上述目的由按照在权利要求1中给出的特征的系统来实 现。

本发明在系统方面的重要特征是，所述系统包含一供给模块，通过该 供给模块可给负载提供能量和数据，其中所述负载借助于至少三条线路与 所述供给模块相连接，其中所述线路中的两条形成负载的电压供给装置而 第三线路设置成用于数据传输。

对此优点是，对于一个自动化单元来说需要一个唯一的供给模块。也 就是说，由这种模块通过敷设电缆可给驱动装置提供能量和信息，该电缆 敷设仅包含商业上通用的并因此经济的三相电缆。24V的控制电压供给装 置和/或现场总线连接是多余的。令人惊讶的是，数据可通过三相电缆的线 路进行交换。因此在设备中敷设唯一的电缆就足够了。不必为了数据传输 而敷设单独/分离的电缆。能量和信息仍彼此分离并且不在同一物理载体 上，特别是用以避免在信息传输时的干扰。

另外有利的是，由逆变器在相应驱动装置的发电机的运行方式下、特 别是在应用能反馈的逆变器或矩阵逆变器(Matrix-Umrichter)的情况下、 必要时在三相电缆的电缆敷设中反馈的能量能提供给另外的驱动装置。有 利地可实现在供给模块中设置一制动电阻以消除多余的能量。该电阻也可 以集中设置，由此负载可较紧凑并且较经济地制造。此外其密封难点得以 简化。

驱动装置可不配备这种外部制动电阻。因此可以省去密封性问题并节 省较高的安装费用以及材料成本。

在需要时驱动装置可附加地配备集成的/一体的制动电阻。

另外有利的是，在供给模块中可以集中设置电网干扰抑制装置和过电 压保护装置。因此，相应的驱动装置不需要这些装置并因此可以较紧凑、 较简单并较经济地制造。

因此，本发明可特别有利地用于自动化单元的简单而快速的电缆敷设， 其中在数据传输时干扰电压较低。

有利的还有，在设备或机器中已经存在的电缆敷设结构可用于本发明。 仅需在该设备中安装相应的驱动装置和供给模块。

在一种优选设计方案中，负载是电驱动装置。对此优点是，负载是可 控的并可以高效运行。

在一种优选设计方案中，单相交流电压或单极电压如直流电压等设置 成经由两个线路的电压供给。对此优点是，本发明可选地能以两种类型的 供电电压实施。

在一种优选设计方案中，负载借助于包含三条线路的三相电缆与供给 模块相连接。对此优点是，可应用已知的商业上通用的三相电缆。

在一种优选设计方案中，供给模块包含用于产生单极电压特别是中间 电路电压的装置。对此优点是，该电压可提供给驱动装置。

在一种优选设计方案中，第三线路可由供给模块或相应的驱动装置引 到两个不同的电位上，特别用于数字式的数据传输。对此优点是，中间电 路电压的正电位或负电位可连接到数据传输线上并因此可传输数字信息。

在一种优选设计方案中，供给模块和/或驱动装置包含至少一个发送电 路和/或接收电路，所述发送电路和/或接收电路设置成用于经由第三线路传 输数据。对此优点是，第三线路电隔离并且基本上不受在能量传输线上可 能出现的干扰电压干扰。

在一种优选设计方案中，供给模块包含一个制动电阻。对此优点是， 唯一的制动电阻对于整个系统就足够了。因此，即使驱动装置以发电机的 方式运行，也可避免在被供电的驱动装置中的密封性问题。

在一种优选设计方案中，驱动装置包含逆变器和能由该逆变器供电的 电动机。对此优点是，设置有被调节的并因此可很好控制的驱动装置，特 别是高效率的驱动装置。

在一种优选设计方案中，供给模块包含整流器和平滑滤波电容器特别 是中间电路电容器，以便建立单极电压。对此优点是，可以集中提供用于 给驱动装置的变流器输出级供电的直流电压。

在一种优选设计方案中，可由单极电压给包含电子大功率半导体开关 的输出级供电。对此优点是，可以使用IGBT或类似的损耗很小的开关。