EP0507103A2 - Drehzahlumschaltvorrichtung für Elektromotoren - Google Patents

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EP0507103A2 EP92103853A EP92103853A EP0507103A2 EP 0507103 A2 EP0507103 A2 EP 0507103A2 EP 92103853 A EP92103853 A EP 92103853A EP 92103853 A EP92103853 A EP 92103853A EP 0507103 A2 EP0507103 A2 EP 0507103A2
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Hansjürgen Kech
Norbert Lütkenhaus
Stephan F. Dr.-Ing. Greitzke
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Wilo GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R29/00—Coupling parts for selective co-operation with a counterpart in different ways to establish different circuits, e.g. for voltage selection, for series-parallel selection, programmable connectors

Definitions

  • the invention relates to a device for switching the speed of an electric motor with a plug that can be connected in different positions to the plug receptacle of the electric motor and, depending on its insertion position, generates different circuits of the motor developments and thus different motor speed levels.
  • the object of the invention is to provide a motor series, in particular for pumps, in which a voltage and speed changeover is made possible by a single plug, the plug providing the necessary connections for this purpose with only one plug side.
  • the teaching according to the invention can be expanded as desired, so that more than one further plug position (D) with associated winding circuits can be present outside the steps of the first or second voltage level.
  • a structurally particularly simple and safe solution is achieved when the connector position (A, D) located outside the voltage level is blocked by a mechanical lock in or on the connector receptacle and / or on the connector.
  • the permissible connector positions (A-C, B-D) can be reached by means of positive guides. It is particularly advantageous here if the mechanical lock can be switched on and off by an adjusting tool.
  • all contacts of the plug receptacle are in the same plane, or that all contacts of the plug are in the same plane.
  • all contacts of the plug and / or the plug receptacle are each attached to the same board.
  • the first three winding circuits A-C are used for a first voltage level e.g. 230 volts and the last three winding circuits B-D for a second voltage level e.g. 400 volts used.
  • the winding circuits AC form the first, second and third speed stage, with the winding circuit A generating the first speed stage with maximum speed, the second winding circuit B with the second speed stage with medium speed and the winding circuit C with the third speed stage with the lowest speed .
  • the three winding circuits are generated by a plug which can be inserted into four different positions in the plug receptacle, the winding circuit A being generated in the first plug position, the winding circuit B etc. being generated in the second plug-in position.
  • the plug and plug receptacle or socket are designed so that when the first voltage level is used, the plug position D and thus the winding circuit D are blocked, so that only the positions AC can be reached.
  • the plug and / or the socket is changed mechanically in such a way that the plug can only reach positions BD, but not position A, so that only the winding circuits BD through with the connector same page can be generated.
  • the first and thus maximum speed level is generated by the connector position A and the circuit A
  • the first connector position A is now blocked at the second voltage level and the first speed level with the maximum speed is at the connector position B with the winding circuit B. generated.
  • the winding circuit D can now be reached as the third stage with a minimal speed, so that at the second voltage level the winding circuit D has the same effect as the winding circuit C at the first voltage level.
  • the first three AC can be reached by the first three plug circuits within a first voltage level and the last three winding circuits by the three plug positions BD for a second voltage level, this always with the same plug and with its same side is reached.
  • the first stage A of the first voltage level produces approximately the same power or speed as the first stage B of the second voltage level.
  • All contacts of the plug as well as the plug receptacle are on the same level and are attached to the same board.
  • a single further connector position D or A there may also be several, in particular two, positions, so that, for example in the case of a row of AE, the winding circuits AC can be reached at the first voltage level and the winding circuits CE can be reached at the second voltage level.

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  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)
  • Induction Machinery (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umschalten der Drehzahl eines Elektromotors mit einem Stecker, der in unterschiedlichen Stellungen mit der Steckeraufnahme des Elektromotors verbindbar ist und hierbei je nach seiner Einsteckstellung unterschiedliche Schaltungen der Motorenwicklungen und damit unterschiedliche Motorendrehzahlstufen erzeugt, wobei neben den zwei oder mehr Steckerstellungen und den jeweils erzeugten Wicklungsschaltungen, die für die Drehzahlstufen einer ersten Spannungshöhe vorhanden sind, mindestens eine weitere Steckerstellung mit dazugehöriger Wicklungsschaltung an einem der beiden Enden der Steckerstellungsreihe/Wicklungsschaltungsreihe angeordnet ist, diese weitere Steckerstellung während der Nutzung der ersten Spannungshöhe gesperrt ist, bei der Nutzung einer zweiten Spannungshöhe die weitere Steckerstellung erreichbar und die am gegenüberliegenden Ende der Steckerstellungsreihe/Wicklungsschaltungsreihe vorhandene Steckerstellung gesperrt ist. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umschalten der Drehzahl eines Elektromotors mit einem Stecker, der in unterschiedlichen Stellungen mit der Steckeraufnahme des Elektromotors verbindbar ist und hierbei je nach seiner Einsteckstellung unterschiedliche Schaltungen der Motorentwicklungen und damit unterschiedliche Motorendrehzahlstufen erzeugt.
  • Bei Elektromotoren ist es bekannt, diese an verschiedene Spannungen dadurch anzupassen, daß der am Motorenschaltkasten befestigbare Stecker in zwei verschiedenen Einsteckstellungen befestigbar ist, um mit zwei unterschiedlichen Spannungen den Elektromotor betreiben zu können. Hierdurch wird eine spannungsumschaltbare Pumpenbaureihe geschaffen.
  • Ferner ist es bekannt, für jede Spannung eine separate drehzahlumschaltsbare Pumpenbaureihe zu schaffen. Die Drehzahlumschaltung wird hierbei durch einen Stecker erzeugt, der in unterschiedlichen Stellungen einsteckbar ist, um hierdurch unterschiedliche Schaltungen der Motorenwicklungen und damit unterschiedliche Motorendrehzahlstufen zu erzeugen. Bei dieser Bauweise ist es erforderlich, daß für jede bestimmte Spannungshöhe eine separate Pumpenbaureihe aufgelegt wird.
  • Auch ist es bekannt, einen Stecker zu verwenden, der auf gegenüberliegenden Seiten Kontakte besitzt, so daß, je nachdem ob der Stecker auf der einen oder anderen Seite eingesteckt wird, eine bestimmte Schaltung erzeugt wird. Ein solcher Stecker ist in der Konstruktion aufwendig.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Motorenbaureihe, insbesondere für Pumpen zu schaffen, bei der durch einen einzigen Stecker eine Spannungs- und Drehzahlumschaltung ermöglicht wird, wobei hierfür der Stecker nur mit einer Steckerseite die erforderlichen Verbindungen schafft.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
    • daß neben den zwei oder mehr Steckerstellungen (A-C) und den jeweils erzeugten Wicklungsschaltungen, die für die Drehzahlstufen einer ersten Spannungshöhe vorhanden sind, mindestens eine weitere Steckerstellung (D) mit dazugehöriger Wicklungsschaltung an einem der beiden Enden der Steckerstellungsreihe/Wicklungsschaltungsreihe (A-C) angeordnet ist,
    • daß diese weitere Steckerstellung (D) während der Nutzung der ersten Spannungshöhe gesperrt ist,
    • daß bei der Nutzung einer zweiten Spannungshöhe die weitere Steckerstellung (D) erreichbar und die am gegenüberliegenden Ende der Steckerstellungsreihe/Wicklungsschaltungsreihe vorhandene Steckerstellung (A) gesperrt ist.
  • Durch eine solche Konstruktion wird es ermöglicht, daß mit einer Seite eines einzigen Steckers ein Elektromotor sowohl an zwei unterschiedliche Spannungen anpaßbar als auch seine Drehzahl in verschiedene Stufen verstellbar ist. Es wird also sowohl eine Spannungsumschaltung als auch eine Drehzahlumschaltung auf einfachste Weise ermöglicht. Hierbei sind die Außenabmessungen von Stecker und Steckeraufnahme ungewöhnlich klein und der Stecker kann auch von Laien fehlerfrei verwendet werden.
  • Die erfindungsgemäße Lehre ist beliebig erweiterbar, so daß mehr als eine weitere Steckerstellung (D) mit dazugehörigen Wicklungsschaltungen außerhalb der Stufen der ersten bzw. zweiten Spannungshöhe vorhanden sein kann.
  • Eine konstruktiv besonders einfache und sichere Lösung wird dann erreicht, wenn das Sperren der außerhalb der Spannungshöhe befindlichen Steckerstellung (A,D) durch eine mechanische Verriegelung in oder an der Steckeraufnahme und/oder am Stecker erfolgt. Hierbei können die zulässigen Steckerstellungen (A-C, B-D) durch Zwangsführungen erreichbar sind. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn die mechanische Verriegelung durch ein Verstellwerkzeug ein- und ausschaltbar ist.
  • Für Herstellung und Abmessungen ist es von besonderem Vorteil, wenn alle Kontakte der Steckeraufnahme sich in derselben Ebene befinden, bzw. daß alle Kontakte des Steckers sich in derselben Ebene befinden. Hierzu wird auch vorgeschlagen, daß alle Kontakte des Steckers und/oder der Steckeraufnahme jeweils auf derselben Platine befestigt sind.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
  • In der Zeichnung ist eine Reihe von Wicklungsschaltungen A-D dargestellt, die jeweils unterschiedliche Drehzahlen eines Elektromotors erzeugen. Es handelt sich hier um Stern-, Dreieck-, Reihen- und Parallelschaltungen, deren Wirkungsweise zum Erzeugen unterschiedlicher Drehzahlen eines Elektromotors bekannt sind und deshalb nicht näher beschrieben werden. Von der Schaltung A zur Schaltung D nimmt die Drehzahl ab.
  • Von diesen vier Wicklungsschaltungen A-D werden die ersten drei Wicklungsschaltungen A-C für eine erste Spannungshöhe z.B. 230 Volt und die letzten drei Wicklungsschaltungen B-D für eine zweite Spannungshöhe z.B. 400 Volt verwendet. Für die erste Spannungshöhe bilden die Wicklungsschaltungen A-C die erste, zweite und dritte Drehzahlstufe, wobei die Wicklungsschaltung A die erste Drehzahlstufe mit maximaler Drehzahl, die zweite Wicklungsschaltung B die zweite Drehzahlstufe mit einer mittleren Drehzahl und die Wicklungsschaltung C die dritte Drehzahlstufe mit der kleinsten Drehzahl erzeugt.
  • Die drei Wicklungsschaltungen werden durch einen Stecker erzeugt, der in der Steckeraufnahme in vier unterschiedliche Stellungen einsteckbar ist, wobei in der ersten Steckerstellung die Wicklungsschaltung A, in der zweiten Einsteckstellung die Wicklungsschaltung B usw. erzeugt werden. Stecker und Steckeraufnahme bzw. Buchse sind so konstruiert, daß bei Nutzung der ersten Spannungshöhe die Steckerstellung D und damit die Wicklungsschaltung D gesperrt ist, so daß nur die Stellungen A-C erreicht werden können. Soll dagegen der Elektromotor bei einer anderen und damit zweiten Spannungshöhe, insbesondere bei 400 Volt eingesetzt werden, so wird der Stecker und/oder die Buchse mechanisch in der Weise verändert, daß der Stecker nur die Stellungen B-D erreichen kann, nicht aber die Stellung A, so daß nur die Wicklungsschaltungen B-D durch den Stecker mit derselben Seite erzeugbar sind.
  • Während bei der ersten Spannungshöhe die erste und damit maximale Drehzahlstufe durch die Steckerstellung A und die Schaltung A erzeugt wird, ist nunmehr bei der zweiten Spannungshöhe die erste Steckerstellung A gesperrt und die erste Drehzahlstufe mit der maximalen Drehzahl wird bei der Steckerstellung B mit der Wicklungsschaltung B erzeugt. Bei der zweiten Spannungshöhe ist nunmehr als dritte Stufe mit minimaler Drehzahl die Wicklungsschaltung D erreichbar, so daß bei der zweiten Spannungshöhe die Wicklungsschaltung D dieselbe Wirkung hat, wie die Wicklungsschaltung C bei der ersten Spannungshöhe.
  • In diesem Ausführungsbeispiel sind somit vier Wicklungsschaltungen A-D vorhanden, von denen die ersten drei A-C durch die ersten drei Steckerschaltungen innerhalb einer ersten Spannungshöhe erreichbar und die letzten drei Wicklungsschaltungen durch die drei Steckerstellungen B-D für eine zweite Spannungshöhe, wobei dies stets mit demselben Stecker und mit seiner selben Seite erreicht wird. Hierbei erbringt die erste Stufe A der ersten Spannungshöhe etwa dieselbe Leistung bzw. Drehzahl, wie die erste Stufe B der zweiten Spannungshöhe.
  • Damit bei der ersten Spannungshöhe nur die ersten drei Steckerstellungen A-C erreichbar sind, besteht eine dreifache Zwangsführung (Zwangspositionierung), die in die zweite dreifache Zwangsführung der zweiten Spannungshöhe durch ein Verstellwerkzeug veränderbar ist. Dies kann insbesondere dadurch geschehen, daß die Dreifachführung der Steckeraufnahme (Buchse) durch das Werkzeug um eine Drehstellung drehverstellbar ist.
  • Alle Kontakte des Steckers als auch der Steckeraufnahme befinden sich in derselben Ebene und sind auf derselben Platine befestigt. Statt einer einzigen weiteren Steckerstellung D bzw. A können auch deren mehrere, insbesondere zwei vorhanden sein, so daß z.B. bei einer Reihe von A-E bei der ersten Spannungshöhe die Wicklungsschaltungen A-C und bei der zweiten Spannungshöhe die Wicklungsschaltungen C-E erreichbar sind.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zum Umschalten der Drehzahl eines Elektromotors mit einem Stecker, der in unterschiedlichen Stellungen mit der Steckeraufnahme des Elektromotors verbindbar ist und hierbei je nach seiner Einsteckstellung unterschiedliche Schaltungen der Motorenwicklungen und damit unterschiedliche Motorendrehzahlstufen erzeugt, dadurch gekennzeichnet,
    - daß neben den zwei oder mehr Steckerstellungen (A-C) und den jeweils erzeugten Wicklungsschaltungen, die für die Drehzahlstufen einer ersten Spannungshöhe vorhanden sind, mindestens eine weitere Steckerstellung (D) mit dazugehöriger Wicklungsschaltung an einem der beiden Enden der Steckerstellungsreihe/Wicklungsschaltungsreihe (A-C) angeordnet ist,
    - daß diese weitere Steckerstellung (D) während der Nutzung der ersten Spannungshöhe gesperrt ist,
    - daß bei der Nutzung einer zweiten Spannungshöhe die weitere Steckerstellung (D) erreichbar und die am gegenüberliegenden Ende der Steckerstellungsreihe/Wicklungsschaltungsreihe vorhandene Steckerstellung (A) gesperrt ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als eine weitere Steckerstellung (D) mit dazugehörigen Wicklungsschaltungen außerhalb der Stufen der ersten bzw. zweiten Spannungshöhe vorhanden ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperren der außerhalb der Spannungshöhe befindlichen Steckerstellung (A,D) durch eine mechanische Verriegelung in oder an der Steckeraufnahme und/oder am Stecker erfolgt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zulässigen Steckerstellungen (A-C, B-D) durch Zwangsführungen erreichbar sind.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verriegelung durch ein Verstellwerkzeug ein- und ausschaltbar ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kontakte der Steckeraufnahme sich in derselben Ebene befinden.
  7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kontakte des Steckers sich in derselben Ebene befinden.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kontakte des Steckers und/oder der Steckeraufnahme jeweils auf derselben Platine befestigt sind.
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