DE102017100478A1

DE102017100478A1 - Anordnung zur Wicklungsverschaltung

Info

Publication number: DE102017100478A1
Application number: DE102017100478.5A
Authority: DE
Inventors: Volker Hufnagel
Original assignee: Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Priority date: 2017-01-11
Filing date: 2017-01-11
Publication date: 2018-07-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung (1) zum Anschluss und zur Wicklungsverschaltung der Wicklungen (20) einer elektrischen Maschine umfassend eine nicht-leitende Schaltscheibe (10), die benachbart zu den Wicklungen (20) angeordnet ist und mit mehreren Kanälen (11) versehen ist, in denen jeweils ein Wicklungsdraht (21) der Wicklungen (20) zumindest abschnittsweise verläuft und wobei an der Oberseite (12) der Schaltscheibe (10) mehrere Schneidklemmkontakte (30) vorgesehen sind, in denen die Wicklungsdrähte (21) mittels einer Schneidklemmkontaktierung eingebracht sind, zur Herstellung einer bestimmungsgemäßen Verbindung der Wicklungen (20).

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Wicklungsverschaltung einer elektrischen Maschine, insbesondere betrifft die Erfindung eine Anordnung zum Anschluss der Wicklungen eines Elektromotors.
Im Stand der Technik sind unterschiedliche Lösungen bekannt, um die Wicklungen eines Motors oder einer elektrischen Maschine miteinander zu verbinden. So stellen z. B. die Dreieckschaltung und die Sternpunkt-Schaltung verbreitete Anschlusskonfigurationen dar. Bei der Dreieckschaltung werden die drei Phasenstränge eines Drehstromsystems in Reihe geschaltet. Das bedeutet, dass das Ende eines Phasenstrangs mit dem Anfang des nächsten Phasenstrangs verbunden ist. Die Dreieckschaltung wird unter anderem bei leistungsstarken elektrischen Maschinen eingesetzt. Zum Anlaufen dieser Maschinen wird beispielsweise die Stern-Dreieck-Anlaufschaltung verwendet. Eine Stern-Dreieck-Anlaufschaltung dient z. B. dazu, stärkere Drehstrommotoren mit Kurzschlussläufer mit reduzierter Leistungsaufnahme anlaufen zu lassen. Dies vermeidet das Auslösen von Überstromschutzeinrichtungen aufgrund des sonst hohen Anlaufstroms bei direktem Anlauf.
Derzeit werden die Wicklungsdrähte der Wicklungsstränge dabei mittels Schweißverfahren an z. B. Schweißkontakten, welche in einer entsprechenden Kontaktkammer montiert sind mit einem Anschlussende verbunden. Die derzeitigen Anschluss-Konstruktionen sind aufwendig und teuer in der Herstellung und lassen sich nicht wirtschaftlich in maschineller oder teilautomatisierter Fertigung herstellen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, vorbesagte Nachteile zu überwinden und eine verbesserte Anschluss- und Verbindungsmöglichkeit der Wicklungen einer elektrischen Maschine oder Motors zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Anspruch 1 gelöst.
Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, eine Schaltscheibe mit Kontaktelementen und Kanälen so zu gestalten, dass einerseits die Wicklungsdrähte gemäß einer bestimmungsgemäßen Verschaltung miteinander auf einfache Weise verbunden werden können und bevorzugt Kontaktelemente vorgesehen sind, um die Wicklungen mittels eines Steckverbinders kontaktieren zu können.
Besonders bevorzugt ist es, wenn zur Herstellung z. B. der Sternpunktschaltung Schneidklemmkontaktelemente an der Schaltscheibe vorgesehen werden, so dass ohne aufwendige Schweißarbeiten und ohne Spezialwerkzeug eine gewünschte Verschaltung herstellbar ist.
Erfindungsgemäß wird daher eine Anordnung zum Anschluss und zur Wicklungsverschaltung der Wicklungen einer elektrischen Maschine umfassend eine nicht-leitende Schaltscheibe vorgesehen, die benachbart zu den Wicklungen angeordnet ist und mit mehreren Kanälen versehen bzw. ausgebildet ist, in denen jeweils ein Wicklungsdraht der vorhandenen Wicklungen zumindest abschnittsweise verläuft und wobei an der Oberseite der Schaltscheibe mehrere Schneidklemmkontakte vorgesehen sind, in denen die Wicklungsdrähte mittels einer Schneidklemmkontaktierung eingebracht bzw. elektrisch verbunden sind, zur Herstellung einer bestimmungsgemäßen Verbindung der Wicklungen. So ist es von Vorteil, wenn die einen Enden der Wicklungsdrähte der Wicklungen in einer Sternpunktschaltung an den Schneidklemmkontakten miteinander verbunden sind.
Zur Ausbildung der Kanäle können auch aus der Oberfläche hervorstehende Stege dienen, mit welchen sich z. B. die erforderlichen Luft- und Kriechstrecken realisieren lassen.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schaltscheibe im Bereich der Kanäle entsprechende Durchbrüche für die Wicklungsdrähte aufweist und die Wicklungsdrähte durch die Durchbrüche (von der Seite der Wicklungen kommend) hindurch verlaufen.
Weiter vorteilhaft ist es, wenn eine Anzahl der Schneidklemmkontakte an einem peripher radial nach Außen über den Rand der Schaltscheibe überstehenden Außenabschnitt so angeordnet ist, dass die Wicklungsdrähte von oben in die Schneidklemmkontakte auf einfache Weise eingeführt werden können. So kann z. B. ein Teil der Schneidklemmkontakte entlang des Randes verlaufen und ein anderer Teil der Schneidklemmkontakte daneben (radial) nach innen versetzt, so dass das Einfädeln der Wicklungsdrähte vereinfacht wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Durchbrüche zum Rand der Schaltscheibe hin offen sind, was ebenfalls die Montage der Wicklungsdrähte durch die Kammern bzw. Kanäle hindurch erleichtert.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die elektrische Anbindung der Wicklungen an eine Stromversorgung. Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass sich an der Oberseite der Schaltscheibe Steckkontakte befinden, die ausgebildet sind, zum Herstellen einer Steckverbindung mit einem entsprechenden Gegenstecker. Hierzu ist weiter vorgesehen, dass Kanäle in der Schaltscheibe zu den Steckkontakten verlaufen, durch die die Wicklungsdrähte der Wicklungen verlaufen und mit den Steckkontakten elektrisch in Kontakt sind. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Steckkontakte an ihrem Halteabschnitt über einen Schneidklemmanschluss für die Wicklungsdrähte verfügen.
Auf diese Weise lässt sich auch die Verbindung zu einer Spannungs- oder Stromversorgung auf einfache Weise durch die erfindungsgemäße Anordnung realisieren.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.
Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung;
2 ein Detail der Anordnung aus der 1 und ,
3 ein weiteres Detail der Anordnung aus der 1.

Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die Figuren 1 bis 3 näher erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hinweisen.
In der 1 ist eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung 1 gezeigt.
Dargestellt sind die Wicklungsaufnahmen der Wicklungen 20 eines Elektromotors. Oberhalb der Wicklungen 20 befindet sich eine elektrisch isolierende d.h. nicht-leitende Schaltscheibe 10, die eine im Wesentlichen flache zylinderförmige Form aufweist. Die Schaltscheibe 10 weist mehrere Kanälen 11 für die Wicklungsdrähte 21 auf.
Ein Teil der Kanäle 11 verläuft zu den Schneidklemmkontakten 30, die der Verschaltung der Wicklungen 20 in einer Sternpunktschaltung dienen, wie dies im Detail in der Figur 2 näher dargestellt wird.
Die Wicklungsdrähte 21 der Wicklungen 20 verlaufen abschnittsweise in den gezeigten Kanälen 11 von der Unterseite der Schaltscheibe 10 kommend, durch die Durchbrüche 13 hindurch in die Kanäle 11 hinein und von dort in Richtung der Schneidklemmkontakte 30. Die Schneidklemmkontakte 30, sind in Kontaktkammern 32 der Schaltscheibe 10 eingesetzt und besitzen ein nach oben offene Kontaktzone 33. In diesen sind die Wicklungsdrähte 21 mittels einer Schneidklemmkontaktierung zur Herstellung einer bestimmungsgemäßen Sternpunktverbindung eingebracht. Die Wicklungsdrähte 21 sind in den Kanäle 11 um zylinderförmige Dome 17 herum geführt und verlaufend dann in die entsprechenden Kontaktzonen 33 der Schneidklemmkontakte 30.
Drei der Schneidklemmkontakte 30 mit jeweils zwei Kontaktzonen 33 sind an einem peripher radial nach Außen über den Rand 15 der Schaltscheibe 10 überstehenden Außenabschnitt 16 vorgesehen. Zwei weitere Schneidklemmkontakte 30 sind radial nach innen und in Umfangsrichtung versetzt zu den drei außenliegenden Schneidklemmkontakten 30 vorgesehen.
Wie in den 1 bis 3 weiter ersichtlich, sind die Durchbrüche 13 zum Rand 15 der Schaltscheibe 10 hin offen.
In der 3 ist ein weiteres Detail der Anordnung 1 gezeigt. An der Oberseite 12 der Schaltscheibe 10 sind Steckkontakte 40 vorgesehen, zum Herstellen einer Steckverbindung mit einem nicht gezeigten Gegenstecker. Hierzu führen Kanäle 11, von Durchbrüchen in der Schaltscheibe 10 zu den Steckkontakten 40, durch die die Wicklungsdrähte 21 der Wicklungen 20 verlaufen und mit den Steckkontakten 40 elektrisch in Kontakt sind.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel, es kann vielmehr vorgesehen sein, dass die Anordnung oder die Ausführung der Kanäle, der Durchbrüche und der Kontakte an die Erfordernisse einer bestimmten Applikation angepasst sind.

Claims

Anordnung (1) zum Anschluss und zur Wicklungsverschaltung der Wicklungen (20) einer elektrischen Maschine umfassend eine nicht-leitende Schaltscheibe (10), die benachbart zu den Wicklungen (20) angeordnet ist und mit mehreren Kanälen (11) versehen ist, in denen jeweils ein Wicklungsdraht (21) der Wicklungen (20) zumindest abschnittsweise verläuft und wobei an der Oberseite (12) der Schaltscheibe (10) mehrere Schneidklemmkontakte (30) vorgesehen sind, in denen die Wicklungsdrähte (21) mittels einer Schneidklemmkontaktierung eingebracht sind, zur Herstellung einer bestimmungsgemäßen Verbindung der Wicklungen (20).
Anordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltscheibe (10) im Bereich der Kanäle (11) Durchbrüche (13) für die Wicklungsdrähte (21) aufweist und die Wicklungsdrähte (21) durch die Durchbrüche (13) hindurch verlaufen.
Anordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl der Schneidklemmkontakte (30) an einem peripher radial nach Außen über den Rand (15) der Schaltscheibe (10) überstehenden Außenabschnitt (16) so angeordnet ist, dass die Wicklungsdrähte (21) von oben in die Schneidklemmkontakte (30) eingeführt werden können.
Anordnung (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einen Enden der Wicklungsdrähte (21) der Wicklungen (20) in einer Sternpunktschaltung an den Schneidklemmkontakten (30) miteinander verbunden sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche (13) zum Rand (15) der Schaltscheibe (10) hin offen sind.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich an der Oberseite (12) der Schaltscheibe (10) Steckkontakte (40) befinden, zum Herstellen einer Steckverbindung mit einem Gegenstecker.
Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Kanäle (11) in der Schaltscheibe (10) zu den Steckkontakten (40) verlaufen, durch die die Wicklungsdrähte (21) der Wicklungen (20) verlaufen und mit den Steckkontakten (40) elektrisch in Kontakt sind.
Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckkontakte (40) über einen Anschlussbereich mit einer Schneidklemmkontaktierung verfügen.