变频器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种变频器，其包括带有运动调节器的调节部件和具有功率半导体开关的功率部件。
【背景技术】
[0002]工业机组通常具有多个旋转电机，借助这些旋转电机例如来驱动工具或传送带。为此所需的电能借助变频器来提供，这些变频器分别具有调节部件和功率部件。调节部件在信号技术上与过程控制器联接并且具有转速调节器。各个电机向调节部件输送的转速信号被评估，并且电能的提供匹配于要获得的特定的额定转速。调节部件在此具有电子器件，该电子器件以比较小的电功率来运行。
[0003]借助功率部件来实现，提供用于电机的电能，该功率部件通常具有功率半导体开关。借助半导体开关来调整从供电网向电机流动的电流。借助调节部件以如下方式实现对半导体开关的驱控，即，电机的转速相当于由控制器预给定的额定转速。借助半导体开关接通的电压通常为超过800伏。接通的电流具有大于I安培或10安培的电流强度，这提高了对功率部件的电绝缘的需求。
[0004]为了避免对电机的操作人员的伤害或减小这样的影响，例如公知有所谓的“紧急停止”开关。在人员擅自或无意地接近电机时，手动地操纵该开关，以便基本上无延迟地结束电机的运行。为此，开关往往在信号技术上与过程处理器联接。借助过程控制器，在操纵开关时将信号发送到调节部件，并且因此中断了对电机的通电。为此，功率半导体开关往往处于不导电状态。因此需要的是，以相应的功率半导体开关来调整发送到调节部件的信号或调节部件本身。因此，在更换变频器或其任何组件(像例如功率半导体开关或整个功率部件)时，始终必须对调节部件的信号或由此实现的功能进行匹配。
【发明内容】
[0005]本发明的任务在于，给出一种特别合适的变频器，在该变频器中，有目的性地提升了安全性并且有利地简化了更换。
[0006]根据本发明，该任务通过权利要求1的特征来解决。有利的改进方案和设计方案是从属权利要求的主题。
[0007]变频器具有调节部件和功率部件，它们例如定位在相同的壳体内部。但是特别优选地，调节部件具有第一壳体，并且功率壳体具有第二壳体，在这些壳体内部定位有相应部件的各自的其他组成部件。换而言之，相应的壳体形成调节部件或功率部件的界限，其中，两个壳体彼此分开。换而言之，变频器具有两个壳体，并且第一壳体不同于第二壳体。第一壳体例如贴靠在第二壳体上并且尤其固定在其上。换而言之，第一壳体与第二壳体直接地机械接触。与此替选地，第一壳体与第二壳体间隔开。换而言之，调节部件与功率部件间隔开。优选地，不仅第一壳体接地而且第二壳体也接地，这一方面降低了变频器由于电磁波而对环境的污染。以这种方式，也减小了调节部件和功率部件的工作模式对环境的影响。
[0008]调节部件具有运动调节器。运动调节器例如借助电路或电子电路来实现。适宜地，用于电路所需的电流小于或等于1A、0.5A、0.2A、0.1A、50mA、20mA、1mA或5mA。用于运行所需的电流尤其大于lmA、5mA或50mA。例如，在运动调节器内部施加的最大的电压小于或等于100V、50V、25V、10V或5V。电压尤其大于1V、2V或8V。例如，调节部件为此具有变压器，借助该变压器，电能与所需的值相匹配。特别是，如果存在变压器，那么该变压器定位在第一壳体内部。适宜地，如果存在第一壳体，那么运动调节器相对于该第一壳体的电势差最大为400V、200V、100V、50V、24V、12V、6V、5V或2V。以这种方式，可以比较低成本地实现运动调节器相对于第一壳体的电绝缘。
[0009]功率部件具有功率半导体开关，该功率半导体开关尤其是功率电路的组成部件。借助功率电路，在运行中提供电能，用以驱动电机。尤其借助功率半导体开关(半导体开关)来调整借助变频器给出的电能。例如变频器包括输出端，该输出端以合适的方式借助联接端子形成。在装配状态中，借助联接端子，例如借助如线缆那样的线路与电机(电动马达)电连接。在此，经由联接端子和线路，电能从变频器流向电机。例如，功率开关与联接端子串联联接，从而借助功率半导体开关对电流进行调整。合适地，功率半导体开关包括续流二极管，或者续流二极管与功率半导体开关并联联接。变频器尤其包括两个或三个输出端以及四个或六个功率半导体开关。适宜地，功率半导体开关以桥式电路彼此电接触并且与输出端电接触。换而言之，功率部件包括B4电路或B6电路。借助功率半导体开关，尤其实现了变频器的逆变器侧(Wechselrichterseite)。但至少功率半导体开关是功率部件的逆变器侧的组成部件。合适地，功率部件包括具有优选中间回路电容器的中间回路。适宜地，借助功率部件的整流器侧向中间回路供电，该整流器侧尤其借助二极管或其他半导体开关来实现。变频器例如根据2级变频器或3级变频器的类型来设计。换而言之，中间回路包括2个或3个不同的电势级。
[0010]功率半导体开关例如是场效应晶体管，尤其是MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT (绝缘栅双极型晶体管)、GT0(可关断晶闸管)或晶闸管，例如是IGCT (集成门极换流晶闸管)。适宜地，功率部件具有功率半导体开关的散热装置。散热装置例如是无源的结构元件，像例如具有多个散热片的散热器。功率半导体开关例如借助液体，像例如油或水来冷却，其中，功率半导体开关例如布置在油之中或与引导冷却液的管路热接触。
[0011 ] 功率部件还具有安全监控装置，该安全监控装置包括安全功能。借助安全监控装置，在运行时尤其监控对安全起关键作用的信号的存在性。这种类型的信号例如由控制器在信号技术上发送到变频器。安全监控装置例如在信号技术上与“紧急停止”开关联接。替选或与之组合地，设立且设置，也就是增设安全监控装置，以用于检测变频器的运行数据，然而至少是对该运行数据进行评估。为此，尤其考虑所有的在功率部件之中已知的，也就是在功率部部件中检测到和/或处理的运行数据。换而言之，安全监控装置在信号技术上与功率部件的传感器联接。以这种方式可以实现相对节省时间的运行数据处理。换而言之，在对运行数据的检测与借助安全监控装置进行的处理之间的时间间隔比较小。例如考虑所有的运行数据，或者仅考虑特定部分的运行数据。替选地，将另外的例如借助运动调节器检测到的运行数据输送给安全监控装置。运行数据例如是借助传感器检测到的测量数据和/或由这些测量数据推导出的数据。
[0012]如果借助安全监控装置检测到对安全起关键作用的信号，或根据运行数据检测到变频器的对安全起关键作用的状态，也就是对安全起关键作用的信号本身根据运行数据来产生，那么就实施安全功能。适宜地，借助安全功能来控制功率半导体开关，或对功率半导体开关的控制产生影响。在此，影响或控制是如下方式，即，将可能的与变频器连接的电机转换到安全状态中。尤其是，借助安全功能叠加对功率半导体开关的另外的控制。适宜地，借助安全功能禁止对功率半导体开关的另外的控制。
[0013]以这种方式可以实现的是，以模块化的方式构建变频器，其中，可以基本上彼此不相关地实现更换调节部件和更换功率部件。为此，无需为了更换的部件(也就是所安设的功率部件)或更换的调节部件而对各自的其他部件进行比较复杂的调整。尤其，调节部件和功率部件借助标准化的接口在信号技术上彼此联接，这进一步方便了更换。因此可以实现的是，在现有的变频器中，以具有改变的功率半导体开关的功率部件来更换当前功率部件，其中，变频器的安全功能已经与改变的功率半导体开关相匹配。因此，无需比较复杂地调整调节部件。
[0014]例如变频器的全部对安全起关键作用的功能集成到功率部件的安全监控装置中。换而言之，调节部件不具有另外的安全功能。以这种方式可以实现的是，获得了相对低成本的调节部件，其中，在更换功率部件时不必对调节部件在其安全功能方面进行重新评估，这会由于为此所需的认证而导致成本升高。尤其调节部件不具有硬件功能，也就是与功率部件的具体的硬件技术上的设计方案不相关，这促成变频器进一步模块化。
[0015]例如将功率半导体开关接合在引线框架上并且与其电接触。例如引线框架以塑料来包覆，这避免了电短路。以这种方式，实现了相对低成本的功率部件，其中，能借助引线框架导引的最大电流是比较大的，从而也可以以变频器来运行相对大功率的电机。与此替选地，功率部件包括第一集成电路板(Flachbaugrup