DE29717480U1 - System for cooling speed-controlled drives - Google Patents
System for cooling speed-controlled drivesInfo
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Description
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Beschreibung1
Description
Anlage zur Kühlung von drehzahlgeregelten AntriebenSystem for cooling speed-controlled drives
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Kühlung von drehzahlgeregelten Antrieben, die umrichtergespeiste Drehstrommotoren oder aber Gleichstromantriebe als über Thyristorgeräte eingespeiste Nebenschlußmaschinen aufweisen, wobei ein Regler- und Leistungselektronikteil vorhanden ist.The invention relates to a system for cooling speed-controlled drives, which have converter-fed three-phase motors or DC drives as shunt machines fed via thyristor devices, whereby a controller and power electronics part is present.
Moderne, hochwertige Antriebe werden heute durchweg drehzahlgeregelt ausgeführt. Entweder sind solche Antriebe als umrichtergespeiste Drehstrommotoren oder als mit Gleichstrom über Thyristorgeräte gespeiste Nebenschlußmaschinen aufgebaut. Solche Antriebe haben in der allgemeinen Technik, insbesondere der Grundstoffindustrie, ein weites Anwendungsfeld.Modern, high-quality drives are now all designed with speed control. Such drives are either constructed as converter-fed three-phase motors or as shunt-wound machines fed with direct current via thyristor devices. Such drives have a wide range of applications in general technology, particularly in the basic materials industry.
Letzteres gilt in besonderem Maße für dort verwendete Krananlagen. Beispielsweise sog. Chargierkräne werden in der Hüttenindustrie unter anderem zum Transport von Roheisen-Pfannen sowie auch für den eigentlichen Gießvorgang benötigt.The latter applies in particular to the crane systems used there. For example, so-called charging cranes are needed in the steel industry for transporting pig iron ladles, among other things as well as for the actual casting process.
Speziell in der Schwerindustrie herrscht in den Produktionshallen üblicherweise eine Atmosphäre mit starken Temperatur-Schwankungen, wobei Temperaturen bis zu 800C auftreten können. In Hütten- oder Stahlwerken kommt, eine lokal unter Umständen erhebliche Strahlungswärme, beispielsweise von Roheisenpfannen od. dgl., hinzu. Weiterhin ist in solchen Hallen viel Staub, der beispielsweise als Graphitstaub leitfähig sein kann. Daher müssen in solchen ggfs. auch chemisch aggressiven Atmosphären in den Produktionshallen insbesondere die elektrischen und elektronischen Versorgungsteile für die Antriebe geschützt sein. Dies gilt wie bereits erwähnt speziell für Hüttenwerke, aber auch in der chemischen Industrie.Especially in heavy industry, the atmosphere in the production halls is usually characterized by strong temperature fluctuations, with temperatures of up to 80 ° C being able to occur. In iron and steel works, there is also locally significant radiant heat, for example from pig iron pans or similar. There is also a lot of dust in such halls, which can be conductive, for example in the form of graphite dust. In such atmospheres, which may also be chemically aggressive, the electrical and electronic supply components for the drives in particular must therefore be protected in the production halls. As already mentioned, this applies especially to iron and steel works, but also in the chemical industry.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Anlage zur Kühlung von drehzahlgeregelten Antrieben, insbesondere zur Anwendung in der Grundstoffindustrie, mit geeigneten Mitteln für das Regler- und Leistungselektronikteil zu versehen, so daß ein Betrieb in der aggressiven Atmosphäre ermöglicht wird.The object of the invention is therefore to provide a system for cooling speed-controlled drives, in particular for use in the basic materials industry, with suitable means for the controller and power electronics part, so that operation in the aggressive atmosphere is possible.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Regler- und Leistungselektronikteil in einem geschlossenen Schrank untergebracht ist und in Umlaufkühlung betrieben wird. Vorzugsweise ist ein Luft-/Kältemittel-Wärmetauscher in einem eigenen Schrank untergebracht und wird mit einem Luftstrom beaufschlagt. Dabei wird der Luftstrom insbesondere durch einen in der Drehzahl verstellbaren Lüfter geregelt.The object is achieved according to the invention in that the controller and power electronics part is housed in a closed cabinet and is operated with circulating cooling. Preferably, an air/refrigerant heat exchanger is housed in a separate cabinet and is exposed to an air flow. The air flow is regulated in particular by a fan with an adjustable speed.
Die eigentliche Kältemaschine ist dagegen außerhalb des Raumes für den Regler- und Leistungselektronikteil untergebracht .The actual refrigeration machine, however, is located outside the room for the controller and power electronics part.
Die Erfindung findet vorzugsweise Anwendung bei Chargier- und/oder Gießkränen im Hüttenwerk, wobei der geschlossene Schrank als Kühlschrank vorteilhafterweise im Kranträger des Chargier- und/oder Gießkranes untergebracht ist. Solche Kräne haben durchweg Antriebe, die mit Asynchronmotoren betrieben werden, sowie zusätzlich Hauptantriebe, die in vollständiger Redundanz ausgelegt sind. Die Fahrwerksantriebe sind dabei üblicherweise so konzipiert, daß einzelne Gruppen den Betrieb mit reduzierten Beschleunigungs- und Bremszeiten komplett aufrechterhalten können.The invention is preferably used in charging and/or casting cranes in steelworks, with the closed cabinet serving as a refrigerator being advantageously housed in the crane girder of the charging and/or casting crane. Such cranes always have drives that are operated with asynchronous motors, as well as additional main drives that are designed to be fully redundant. The undercarriage drives are usually designed in such a way that individual groups can maintain operation completely with reduced acceleration and braking times.
Die Einspeisung der dabei verwendeten Drehstrommotoren erfolgt bekanntermaßen durch Umrichter. Dabei sind die Antriebe mit Spannungszwischenkreisumrichtern in voll digitaler Technik ausgerüstet. Dadurch wird eine mit einem Gleichstromantrieb vergleichbare Dynamik erreicht. Dies ermöglicht ein sanftes Beschleunigen und Verzögern, höchste Positionier-The three-phase motors used are fed by converters. The drives are equipped with voltage intermediate circuit converters using fully digital technology. This achieves a dynamic comparable to that of a direct current drive. This enables smooth acceleration and deceleration, maximum positioning
GR 96 G 8607 DE 01 ^ ,GR 96 G 8607 EN 01 ^ ,
genauigkeit für alle Antriebe, so daß der Kran die wichtig- · sten Positionen, wie Aufnahmen der Pfannen, Roheisenaufnähme aus den Mischern und Entleeren in den Konverter, zeitoptimal erreicht. Um dies zu gewährleisten, sind erfindungsgemäß alle Elektronikteile an geeigneter Stelle des Kranes vor unerwünschten Betriebseinflüssen geschützt angeordnet.accuracy for all drives, so that the crane reaches the most important positions, such as picking up the ladles, taking pig iron from the mixers and emptying it into the converter, in the shortest possible time. To ensure this, according to the invention, all electronic components are arranged at a suitable location on the crane, protected from undesirable operating influences.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung in Verbindung mit weiteren Unteransprüchen. Es zeigenFurther details and advantages of the invention emerge from the following description of embodiments based on the drawing in conjunction with further subclaims.
FIG 1 in schematischer Darstellung einen Hütten-Portalkran, bei dem der Leistungs- und Elektronikteil für die Antriebe im Kranträger untergebracht ist, undFIG 1 shows a schematic representation of a steelworks gantry crane in which the power and electronics part for the drives is housed in the crane girder, and
FIG 2 das Prinzipschaubild der dabei verwendeten umlaufgekühlten Umrichter-/Gleichstromeinspeisungen.FIG 2 shows the principle diagram of the circulating-cooled converter/DC feeds used.
In Figur 1 ist ein Gießkran dargestellt, wie er üblicherweise in Hüttenwerken zum Chargieren von Gießpfannen od. dgl. zu finden ist. Auf Stahlstützen 1 bzw. 1' mit Querträgern 10 bzw. 10' ist in der Gießhalle längs ein verfahrbarer Kranträger 2 aufgelegt, an dem eine Steuerkabine 3 einerseits und eine verfahrbare Laufkatze mit Hubzeug 4 andererseits angebracht ist. Am Hubzeug 4 ist zur Verdeutlichung eine Gießpfanne 5 aufgehängt.Figure 1 shows a casting crane, as is usually found in steelworks for charging casting ladles or the like. A movable crane girder 2 is placed lengthways in the casting hall on steel supports 1 or 1' with cross beams 10 or 10', to which a control cabin 3 is attached on one side and a movable trolley with lifting gear 4 on the other. A casting ladle 5 is suspended from the lifting gear 4 for clarity.
Häufig sind auch andere Lasten zu heben und innerhalb der Gießhalle zu transportieren. Dazu ist üblicherweise eine in Figur 1 nicht dargestellte Laufkatze mit zweitem Hubzeug vorhanden.Other loads often have to be lifted and transported within the casting hall. For this purpose, a trolley (not shown in Figure 1) with a second lifting device is usually available.
In der Prinzipdarstellung gemäß Figur 2 ist der Kranträger aus Figur 1 verdeutlicht. Innerhalb des Kranträgers 2 sind geschlossene Einheiten 20 und 30 als Schranke dargestellt,The principle diagram according to Figure 2 shows the crane girder from Figure 1. Within the crane girder 2, closed units 20 and 30 are shown as barriers,
GR 96 G 8607 DE 01GR 96 G 8607 EN 01
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welche die empfindlichen Regler- und Leistungselektronikteile aufnehmen und vor der aggressiven Atmosphäre des Hüttenwerkes schützen.which accommodate the sensitive controller and power electronics components and protect them from the aggressive atmosphere of the steelworks.
Im einzelnen ist ein Regler- und Leistungselektronikteil als Umrichter 23 vorhanden, dem ein Wechselrichter 22 einerseits und eine Einspeise-ZRückspeiseeinheit 21 andererseits zugeordnet sind. Der gesamte Regler- und Leistungselektronikteil ist im Schrank 20 untergebracht und wird in Umlaufkühlung betrieben. In einem weiteren Teil, dem sogenannten Kühlschrank 26, ist ein Luft-ZKältemittel-Wärmetauscher untergebracht. Der Luftstrom wird durch einen in der Drehzahl verstellbaren Lüfter 25 geregelt. Damit wird der Elektronik- und Leistungsteil 21 auf einer optimalen Betriebstemperatur gehalten.In detail, a controller and power electronics part is present as a converter 23, to which an inverter 22 on the one hand and a feed-in/feedback unit 21 on the other hand are assigned. The entire controller and power electronics part is housed in the cabinet 20 and is operated using circulating cooling. An air/refrigerant heat exchanger is housed in another part, the so-called refrigerator 26. The air flow is regulated by a fan 25 with adjustable speed. This keeps the electronics and power part 21 at an optimal operating temperature.
Zum Betrieb der Anlage muß eine Kältemaschine 40 vorhanden sein. Im zum Schrank 20 parallelgeschalteten Schrank 3 0 ist ebenfalls ein Lüfter 27 und ein Luft-Kältemittel-Wärmetau-0 scher 28 untergebracht. Von hier wird die Umlaufluft in die Halle geblasen. Die gesamte Einheit 31 ist außerhalb des Raumes für die elektronischen Einheiten untergebracht, um die Verlustwärme vom Elektrobereich fernzuhalten. Die Kältemaschine 40 ist dabei für eine Umgebungstemperatur von bis zu 900C ausgelegt, wobei die Kondensationstemperatur des verwendeten Niederdruck-Kältemittels bei 105 bis 1100C liegt.A refrigeration machine 40 must be present to operate the system. A fan 27 and an air-refrigerant heat exchanger 28 are also housed in the cabinet 30 connected in parallel to the cabinet 20. The circulating air is blown into the hall from here. The entire unit 31 is housed outside the room for the electronic units in order to keep the waste heat away from the electrical area. The refrigeration machine 40 is designed for an ambient temperature of up to 90 0 C, with the condensation temperature of the low-pressure refrigerant used being 105 to 110 0 C.
Durch die Trennung des inneren Kreislaufes von der äußeren Atmosphäre wird die in der Elektrotechnik verlangte und im einzelnen definierte Schutzart IP65 gewährleistet. Damit ist insbesondere in Hüttenwerken ein wichtiger Beitrag für die Sicherheit erreicht.By separating the internal circuit from the external atmosphere, the IP65 protection class required in electrical engineering and defined in detail is guaranteed. This makes an important contribution to safety, especially in steelworks.
Claims (6)
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