DE19963301C2 - Verwendung eines Motorkabels zur Verbindung eines Motors mit einem Umrichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Kabel, dessen elektrisch leitende Adern mit ferromagnetischem Material umhüllt sind, zur Verbindung eines Motors mit einem Umrichter oder für den Anschluss eines andersartigen umrichterbetriebenen Verbrauchers.

Mit aufgrund technologischen Fortschritts zunehmender Schaltgeschwindigkeit von IGBT- Umrichtern wird bei umrichterbetriebenen Motoren eine Begrenzung der Störabstrahlung der Motorkabel durch einen Schirm erforderlich, wodurch es zu hohen Ableitströmen in den Kabeln kommt, die schädlich für den Umrichter sind. Überdies fließen Ableitströme auch von der Motorwicklung zum Motorgehäuse, wobei Lagerströme induziert werden, die die Lager schädigen. Zur Reduzierung der Ableitströme ist es möglich, die Spannungssteilheit du/dt am Umrichterausgang mit Drosseln oder Filtern zu verringern, wobei jedoch wegen der erforderlichen Abstimmung auf die Kabellänge eine Standardisierung sehr schwierig realisierbar ist und die Filter einen großen Raumbedarf aufweisen. Dem Fachmann sind zur Lösung der Probleme ferner isolierte Lager mit beispielsweise Keramikkugeln oder isolierten Oxidschichten auf dem Außenring bekannt, die jedoch sehr teuer sind. Zur Reduzierung der Störemission werden Motorkabel mit besonders niedrigem Wellenwiderstand empfohlen.

Solche haben aber Höhere Lagerströme zur Folge.

Aus der Schrift DE 195 45 559 A1 ist ein elektromagnetisch entstörtes Kabel bekannt, dessen elektrisch leitende Adern mit ferromagnetischem Material umhüllt sind. Dieses Kabel dient als elektrische Zuführung für ein elektronisches Gerät in einem Kraftfahrzeug.

Aufgabe der Erfindung ist deshalb eine möglichst kostengünstige und effiziente Verringerung von Ableitströmen bei einem Kabel zur Verbindung eines Motors mit einem Umrichter oder für den Anschluß eines andersartigen umrichterbetriebenen Verbrauchers.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Unteransprüche betreffen zweckmäßige Ausgestaltungen der Merkmale des Anspruchs 1.

Durch die Verwendung eines Kabels mit ferromagnetischer Umhüllung (z. B. Ferrit-Polymer), in Form einer Zwischenlage zwischen den Adern und dem Außenmantel bzw. dem Schirm des Motorkabels wird die unsymmetrische Leitungsinduktivität und damit der Wellenwiderstand des Motorkabels erhöht. Durch die damit höhere unsymmetrische Impedanz wird der Ableitstrom sowohl im Kabel als folglich auch im Motor verringert, während der Nutzstrom prinzipiell nicht beeinflusst wird.

Die ferromagnetische Zwischenlage kann die einzelnen Adern (Stromkabel) des Motorkabels (bzw. deren Leiterisolationhülle) direkt umgeben oder alternativ ein Füllmaterial umgeben, das die Adern umgibt.

Die zweckmäßig flexibel ausgebildete ferromagnetische Zwischenlage kann insbesondere aus flexiblem Ferrit bestehen.

Da ein PE-Leiter (Schutzerdung) zur Erreichung des angestrebten Ziels nicht innerhalb der Ferritumhüllung angeordnet sein darf, kann der äußere Schirm auch als PE-Verbindung verwendet werden.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.

Dabei zeigt

Fig. 1 ein erfindungsgemäß verwendbares dreiadriges Motorkabel und

Fig. 2 ein weiteres erfindungsgemäß verwendbares dreiadriges Motorkabel mit dessen Adern umgebendem Füllmaterial.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäß verwendbares Motorkabel 1 mit drei elektrisch leitenden Adern 2, 3, 4, welche jeweils von einer Leiterisolation 5 umhüllt sind. Die Leiterisolationen der drei Adern 2, 3, 4 sind von einer ferromagnetischen Zwischenlage 6 aus ferromagnetischem Material, wie beispielsweise flexiblem Ferrit, umgeben. Die ferromagnetische Zwischenlage 6 ist von einem (elektrisch leitenden) Schirm 7 umgeben. Der Schirm 7 ist von einem elektrisch isolierenden Außenmantel 8 umgeben. Der Schirm 7 kann auch entfallen - in diesem Falle umgibt die Zwischenlage 6 die Adern bzw. ein diese umgebendes Füllmaterial, ohne dass die Zwischenlage vom Schirm umgeben wäre.

Das Motorkabel 9 gemäß Fig. 2 weist ebenfalls drei elektrisch leitende Adern 10, 11, 12 auf, welche jeweils von einer Leiterisolation 13 umhüllt sind. Hier ist jedoch zur Einsparung ferromagnetischen Materials (hier Ferrit) Füllmaterial 14 (welches nicht aus ferromagnetischem Material besteht, sondern herkömmliches Füllmaterial ist) vorgesehen.

Das Füllmaterial 14 umhüllt hier den gesamten Strang aus den drei Adern 10, 11, 12. Das Füllmaterial 14 ist von einer ferromagnetischen Zwischenlage 15 umgeben, welche von einem Schirm 17 umgeben ist. Der Schirm 17 ist auch hier von einem (isolierenden) Außenmantel 18 umgeben.

Durch die ferromagnetische Zwischenlage wird die Leitungsinduktivität und damit der Wellenwiderstand erhöht. Durch die höhere unsymmetrische Impedanz wird der Ableitstrom sowohl im Kabel als auch im Motor verringert.

Claims (6)

1. Verwendung eines Kabels, dessen elektrisch leitenden Adern (2, 3, 4; 10, 11, 12) mit ferromagnetischem Material (6; 15) umhüllt sind, zur Verbindung eines Motors mit einem Umrichter oder für den Anschluss eines andersartigen umrichterbetriebenen Verbrauchers.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel mehrere Adern, insbesondere drei Adern (2, 3, 4; 10, 11, 12) enthält.

3. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Kabel (9) enthaltene, jeweils von einer Leiterisolation umhüllte Adern von einer unmittelbar an der Leiterisolation anliegenden ferromagnetischen Zwischenlage (6) umgeben sind.

4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Kabel (9) enthaltene Adern (10,11, 12) von einer nicht-ferromagnetischen Fülllage (14) umgeben sind, welche von einer ferromagnetischen Zwischenlage (15) umgeben ist.

5. Verwendung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ferromagnetische Zwischenlage (6, 15) flexibel ist.

6. Verwendung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ferromagnetische Zwischenlage (6, 15) Ferrit enthält.