DE20022965U1 - Spannungswandelnder Frequenzumrichter mit breitem Spannungseingang - Google Patents
Spannungswandelnder Frequenzumrichter mit breitem SpannungseingangInfo
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Description
AllgeieR & SartoriuS
Patentanwälte - European Patent Attorneys
99 615 P DE Leitklasse: 25.05.2000
Spannungwandelnder Frequenzumrichter mit breitem Spannungseingang
Die Erfindung bezieht sich auf die Stromversorgung eines transportablen Lufterhitzers, der mit einem eigenen Brennstofftank, einem Brenner und einem Lüftersystem ausgestattet ist. Der Brenner verfügt über eine Zündvorrichtung und eine Kraftstoffpumpe und wird zusammen mit dem Lüftersystem über eine Regelungseinheit gesteuert. Die Stromversorgung des Lüftersystems, des Brenners und der Regelungseinheit erfolgt über ein Netzteil. Das Netzteil kann an verschiedene Stromquellen bzw. Spannungsquellen angeschlossen werden. Hierzu ist im Netzteil ein Spannungswandler bzw. ein Frequenzumrichter vorgesehen, der die zur Verfügung stehende Spannung der Energiequelle entsprechend wandelt. Demnach handelt es sich um einen spannungwandelnden Frequenzumrichter (FU) für einen Lufterhitzer mit einem den Spannungseingang aufweisenden FU-Netzeingang, einem FU-Regler und einem Spannungsausgang für einen Lüftermotor.
Es ist bereits ein transportabler Lufterhitzer bekannt, der einen Spannungswandler bzw. einen Frequenzumrichter aufweist. Der Spannungswandler ist derart ausgelegt, daß der Lufterhitzer mit 110 V bei 50 Hz, 120 V bei 60 Hz oder 222 V bei 50 Hz versorgt werden kann. Da eine
KURT ALLGEIER PETER SARTORIUS
SCHILLERSTRASSE 8-1 O 7961 8 RHEINFELDEN ELISABETHENSTRASSE 24 68535 NECKARHAUSEN TEL: 07623/85 61(62) FAX: 07623/6 28 94 TEL: 06203/50 81 FAX: 06203/1 73 32
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IN KOOPERATION MIT Pf;T,EljlT^NW^79B^R^A?J K^hT^U-GEJE^Cjl^S.·!^ RfflQNFfiLDEN TEL: 0041 /61 /831 3234 MÜNDLICHE VEREINBARUNGEN BEDÜRFEN ZU IHRER WIRKSAMKEIT EINER SCHRIFTLICHEN BESTÄTIGUNG.
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Leistungsversorgung in diesem Rahmen nicht immer zur Verfügung steht, kann die Funktionsfähigkeit eines solchen Lufterhitzers im Feldeinsatz nicht immer gewährleistet werden bzw. erfordert im Einzelfall einen erheblichen technischen Aufwand für die Bereitstellung entsprechender Netzgeräte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen transportablen Lufterhitzer derart auszubilden und anzuordnen, daß eine Stromversorgung mit jeder beliebigen Stromquelle möglich ist.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß der FU-Netzeingang einen breiten Spannungseingang zwischen 70 V und 300 V bei 50 Hz bis 60 Hz oder zwischen 11 V und 100 V Gleichstrom aufweist, wobei ein Regelkreis für den Weitspannungseingang mit dem FU-Netzeingang in Wirkverbindung steht. Hierdurch wird erreicht, daß der Lufterhitzer an Stromquellen in dem oben bezeichneten Bereich angeschlossen werden kann und somit die Funktionsfähigkeit nahezu flächendeckend auf der Erde gewährleistet ist.
Vorteilhaft ist es hierzu, daß dem FU-Netzeingang ein Gleichrichter und der Regelkreis mit mindestens einem Detektor wie ein PFC-Modul zugeordnet sind und diese einen FU-Regler bilden, wobei dem Regelkreis ein Zwischenkreis zugeordnet ist, der eine Ausgangsspannung zwischen 300 V und 400 V Gleichstrom aufweist. Der so ausgebildete FU-Regler stellt über den Gleichrichter und den Regelkreis eine Gleichspannung bereit, die über der erforderlichen, ausgangsseitig vorgesehenen Verbraucherspannung liegt. Über das PFC-Modul kann eine Abweichung des Regelkreises
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schnellstmöglich korrigiert werden, so daß eine stabile Verbraucher- bzw. Ausgangsspannung gewährleistet ist.
Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, daß der Lüftermotor, eine Zündeinrichtung, Opto-Kopler, der Regelkreis und der Zwischenkreis über den FU-Regler mit Spannung versorgt werden, wobei dem Regelkreis ein PFC-Modul zugeordnet ist.
Ferner ist es vorteilhaft, daß der aus FU-Netzeingang, Gleichrichter, Regelkreis und Zwischenkreis gebildete FU-Regler einen konstanten, festen, von der Eingangsspannung unabhängigen, ein- oder mehrphasigen Spannungsausgang wie 110 V und 60 Hz aufweist. Somit ist die Stromversorgung für die verschiedensten Verbraucher bzw. Motoren gewährleistet.
Vorteilhaft ist es auch, daß über den FU-Regler ein
Anlauf strom des Lüftermotors auf 2 A begrenzt ist. Somit
kann der Einsatz auch in labilen bzw. schwachen Stromnetzen
erfolgen, ohne daß beim Anlaufen des Motors die
Höchstgrenze des Netzstroms überschritten wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, daß neben dem FU-Netzeingang und dem Zwischenkreis ein Gleichrichter, ein einen Transistor und einen ICl 3854 aufweisender Regelkreis und ein PFC-Modul vorgesehen sind und das PFC-Modul mindestens einen Inverter aufweist, wobei der IC ein ICl 3854 oder eine dazu äguivalente Ausführungsform ist. Hierbei ist zu beachten, daß der Regelkreis auch auf äquivalente Art und Weise gestaltet werden kann, um dieselbe Funktion zu erreichen. Das PFC-Modul, das hier als Detektor eingesetzt wird, kann ebenso einen äquivalenten Aufbau besitzen.
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Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, daß ein breiter Spannungseingang zwischen 80 V und 280 V bei 50 Hz bis 60 Hz oder zwischen 11,5 V und 80 V Gleichstrom und ein fester, konstanter Spannungsausgang für den Lüftermotor und den Regelkreis vorgesehen ist. Dieser konstante Spannungsausgang muß für die Betriebsbereitschaft des Lufterhitzers oder eines anderen Aggregats gewährleistet sein.
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, daß der FU-Regler für andere Motoren oder Verbraucher wie Klimageräte einsetzbar ist.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:
Figur 1 eine Prinzipskizze über den Aufbau des spannungwandelnden Frequenzumrichters,
Figur 2 eine Prinzipskizze der Einordnung des Regelkreises mit PFC-Modul,
Figur 3 einen Schaltplan des Regelkreises mit Gleichrichter und Detektor.
In Figur 1 ist mit 9 ein FU-Regler 9 bezeichnet, der einen Spannungseingang 2 zwischen 85 V und 264 V bei 50 Hz bis 60 Hz oder zwischen 11,5 V und 80 V Gleichspannung aufweist . Der FU-Regler 9 gewährleistet zum einen die Stromversorgung für einen Motor 4. Der Motor 4 kann hierbei als ein- oder dreiphasiger Wechselstrommotor ausgebildet sein. Zum anderen stellt der FU-Regler 9 einen weiteren Spannungsausgang 18 zwischen 12 V und 24 V Gleichspannung
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und 120 mA für die Stromversorgung der Steuerelektronik zur Verfügung. Zudem ist am Spannungseingang 2 ein Spartrafo 19 angekoppelt, der die Stromversorgung anderer Verbraucher 20, die Störungen bzw. Rückkopplungen erzeugen, gewährleistet.
Der FU-Regler 9 stellt eine Anlauframpe 21 für den Motor 4 zur Verfügung, so daß der Anlaufstrom des Motors auf 2 A begrenzt ist. Hierbei erhöht der FU-Regler 9 die Frequenz von 0 Hz auf Nennfrequenz und die Spannung von 0 V auf Nennspannung des Motors.
In Figur 2 ist der Aufbau des FU-Reglers im Prinzip dargestellt. Der FU-Netzeingang liegt am Gleichrichter 6 an. Der resultierende Gleichstrom wird im folgenden Regelkreis 5 auf den entsprechenden Wert, hier 385 V, geregelt und dem Zwischenkreis 8 zur Verfügung gestellt. Mit dem Zwischenkreis 8 steht ein PFC-Modul in Verbindung, welches den Wert der Spannung überprüft und bei Abweichungen die Konfiguration des Regelkreises beeinflußt. Der Zwischenkreis steht mit einem FU-Generator 22 in Wirkverbindung, der die bestehende Gleichspannung in den gewünschten Wechselspannungswert umformt.
In Figur 3 ist der Schaltplan im Detail dargestellt. Dem am FU-Netzeingang 2 anliegenden Gleichrichter 6 ist der Regelkreis 5 mit ICl 3854 16 und Transistor 15 zugeordnet. Im rechten Teil der Schaltung ist das PFC-Modul 7 bzw. der Detektor mit Invertern 17 angeordnet.
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1 Spannungwandelnder Frequenzumrichter
2 FU-Netzeingang
4 Motor, Lüftermotor
5 Regelkreis
6 Gleichrichter
7 PFC-Modul, Detektor
8 Zwischenkreis
9 FU-Regler
10 Schaltkreis
15 Transistor
16 IC
17 Inverter
18 Spannungsausgang 12-24 V
19 Spartrafo
20 Verbraucher
21 Anlauframpe
22 FU-Generator
Claims (12)
1. Spannungwandelnder Frequenzumrichter (FU) (1) für einen Lufterhitzer mit einem den Spannungseingang aufweisenden FU-Netzeingang (2), einem FU- Regler (9) und einem Spannungsausgang für einen Lüftermotor (4), dadurch gekennzeichnet, daß der FU-Netzeingang (2) einen breiten Spannungseingang zwischen 70 V und 300 V bei 50 Hz bis 60 Hz oder zwischen 11 V und 100 V Gleichstrom aufweist, wobei ein Regelkreis (5) für den Weitspannungseingang mit dem FU-Netzeingang (2) in Wirkverbindung steht.
2. Umrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem FU-Netzeingang (2) ein Gleichrichter (6) und der Regelkreis (5) mit mindestens einem Detektor (7) wie ein PFC-Modul zugeordnet sind und diese einen FU-Regler bilden.
3. Umrichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Regelkreis (5) ein Zwischenkreis (8) zugeordnet ist, der eine Ausgangsspannung zwischen 300 V und 400 V Gleichstrom aufweist.
4. Umrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lüftermotor (4), eine Zündeinrichtung, Opto-Kopler, der Zwischenkreis (8) und der Regelkreis (5) über den FU-Regler (9) mit Spannung versorgt werden.
5. Umrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der aus FU- Netzeingang (2), Gleichrichter (6), Regelkreis (5) und Zwischenkreis (8) gebildete FU-Regler (9) einen konstanten, festen, von der Eingangsspannung unabhängigen, ein- oder mehrphasigen Spannungsausgang wie 110 V und 60 Hz aufweist.
6. Umrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Regelkreis (5) ein PFC-Modul (7) zugeordnet ist.
7. Umrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über den FU-Regler ein Anlaufstrom des Lüftermotors (4) auf 2 A begrenzt ist.
8. Umrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem FU- Netzeingang (2) und dem Zwischenkreis (8) ein Gleichrichter (6), ein einen Transistor (15) und einen ICl 3854 (16) aufweisender Regelkreis (5) und ein PFC-Modul (7) vorgesehen sind.
9. Umrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das PFC-Modul (7) mindestens einen Inverter (17) aufweist.
10. Umrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein breiter Spannungseingang zwischen 80 V und 280 V bei 50 Hz bis 60 Hz oder zwischen 11,5 V und 80 V Gleichstrom und ein fester, konstanter Spannungsausgang für den Lüftermotor (4) und den Regelkreis (5) vorgesehen ist.
11. Umrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der IC ein IC1 3854 oder eine dazu äquivalente Ausführungsform ist.
12. Umrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der FU-Regler (9) für andere Motoren oder Verbraucher wie Klimageräte einsetzbar ist.
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| R086 | Non-binding declaration of licensing interest | ||
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Effective date: 20021002 |
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| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
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| R071 | Expiry of right |