DE4108426A1 - SPEED SWITCHING DEVICE FOR ELECTRIC MOTORS - Google Patents

SPEED SWITCHING DEVICE FOR ELECTRIC MOTORS

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Hansjuergen Kech
Norbert Luetkenhaus
Stephan F Dr Ing Greitzke
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Wilo GmbH
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Wilo-Werk & Co Pumpen- und Apparatebau 4600 Dortmund De GmbH
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    • 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

Abstract

The invention relates to a device for changing over the rotation speed of an electric motor having a plug which can be connected in different positions to the plug holder of the electric motor and thereby produces different connections of the motor windings, and hence different motor rotation speed steps, depending on the insertion position, - at least one further plug position, with the associated winding circuit, being arranged on one of the two ends of the plug position row/winding circuit row, in addition to the two or more plug positions and the respectively produced winding connections which are present for the rotation speed steps of a first voltage level, - this further plug position being blocked during use of the first voltage level, - the further plug position being accessible, and the plug position existing at the opposite end of the plug position row/winding circuit row being blocked when using a second voltage level. <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.The invention relates to a device for switching the Speed of an electric motor with a plug that is in different positions with the connector of the Electric motor is connectable and depending on its Different positions of the circuits Engine developments and therefore different Engine speed levels generated.

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.In the case of electric motors, it is known to send them to different Adjust tensions by the fact that the Motor control box attachable plugs in two various plug-in positions can be attached in order to operate the electric motor with two different voltages to be able to. This makes a voltage switchable Pump series created.

Ferner ist es bekannt, für jede Spannung eine separate drehzahlumschaltbare 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.Furthermore, it is known to have a separate one for each voltage to create speed-switchable pump series. The The speed is switched by a plug generated, which can be inserted in different positions  is the result of different circuits Motor windings and therefore different motor speed levels to create. With this design, it is necessary that for each certain voltage level, a separate pump series is installed becomes.

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.It is also known to use a plug that is on opposite sides has contacts, so that, depending on whether the plug is inserted on one side or the other, one certain circuit is generated. Such a connector is in the Construction complex.

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.The object of the invention is to provide an engine series, in particular to create for pumps in which a Voltage and speed switching is made possible, for this the connector with only one connector side the required Creates connections.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,According to the invention, this object is achieved by

  • - 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,- That in addition to the two or more connector positions (A-C) and the each generated winding circuits for the speed levels a first voltage level is present, at least one more Plug position (D) with associated winding circuit on one the two ends of the connector position row / winding circuit row (A-C) is arranged,
  • - daß diese weitere Steckerstellung (D) während der Nutzung der ersten Spannungshöhe gesperrt ist,- That this further plug position (D) while using the the first voltage level is blocked,
  • - 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.- That when using a second voltage level, the further Plug position (D) accessible and at the opposite end of the connector position series / winding circuit series available Plug position (A) is blocked.

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.Such a construction makes it possible for one side of a single plug an electric motor both adaptable to two different voltages as well Speed is adjustable in different levels. It will So both a voltage switchover and one Speed switching in the simplest way possible. Here are the outer dimensions of the connector and Connector receptacle unusually small and the connector can can also be used correctly by laypeople.

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.The teaching according to the invention can be expanded as desired that more than one other connector position (D) with associated winding circuits outside the levels of first or second voltage level may be present.

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 sein. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn die mechanische Verriegelung durch ein Verstellwerkzeug ein- und ausschaltbar ist.A structurally particularly simple and safe solution then reached when locking the outside of the Voltage level of the connector position (A, D) by a mechanical locking in or on the connector receptacle and / or on the connector. Here, the permissible Plug positions (A-C, B-D) through positive guides be available. It is particularly advantageous here if the mechanical locking by an adjustment tool can be switched off.

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. It is special for production and dimensions Advantage if all contacts of the plug receptacle are in are on the same level, or that all contacts of the Connector are on the same level. This will also suggested that all contacts of the plug and / or the The connector receptacle is attached to the same board are.  

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown schematically in shown in the drawing and will be described in more detail below described.

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.In the drawing is a series of winding circuits A-D are shown, each with different speeds generate an electric motor. This is Star, delta, series and parallel connections, their Mode of operation for generating different speeds of an electric motor are known and therefore not closer to be discribed. From circuit A to circuit D the speed decreases.

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.Of these four winding circuits A-D, the first three winding circuits A-C for a first voltage level e.g. B. 230 volts and the last three winding circuits B-D for a second voltage level e.g. B. 400 volts used. The winding circuits form the first voltage level A-C the first, second and third speed level, the Winding circuit A the first speed level with maximum Speed, the second winding circuit B the second Speed level with a medium speed and the Winding circuit C the third speed level with the generated the lowest speed.

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 veränderte 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.The three winding circuits are through a connector generated in the connector receptacle in four different positions can be inserted, in which first connector position the winding circuit A, in the second insertion position the winding circuit B etc. be generated. Plug and plug receptacle or socket are designed so that when using the first Voltage level the connector position D and thus the Winding circuit D is locked, so that only the Positions A-C can be reached. On the other hand, the Electric motor in another and therefore second  Voltage level, particularly at 400 volts, so the plug and / or the socket is mechanically in the Way changed that the connector only the positions B-D can reach, but not position A, so that only the Winding circuits B-D through the plug with the same Page can be generated.

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.While at the first voltage level the first and therefore Maximum speed level through connector position A and Circuit A is generated is now at the second Voltage level locked the first connector position A and the first speed level with the maximum speed is at the connector position B generated with the winding circuit B. At the second voltage level is now the third stage winding circuit D can be reached at minimum speed, so that the winding circuit at the second voltage level D has the same effect as the winding circuit C at the first voltage level.

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.In this embodiment there are four Winding circuits A-D available, the first of which three A-C through the first three connector circuits inside a first voltage level and the last three Winding circuits through the three plug positions B-D for a second voltage level, this always with reached the same plug and with the same side becomes. Here the first stage A gives the first Voltage level about the same power or speed as the first stage B of the second voltage level.

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.So only the first three at the first voltage level Plug positions A-C can be reached, there is one triple forced operation (forced positioning), which in the second triple positive control of the second voltage level is changeable by an adjusting tool. This can happen in particular that the triple guidance  the plug holder (socket) by the tool by one Rotational position is adjustable.

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.All contacts of the plug as well as the plug receptacle are on the same level and are on the same PCB attached. Instead of one more Connector position D or A can also have several, in particular two be present, so that, for. B. at a Row of A-E at the first voltage level Winding circuits A-C and at the second voltage level the winding circuits C-E can be reached.

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.
1. Device for switching the speed of an electric motor with a plug which can be connected in different positions to the plug receptacle of the electric motor and which, depending on its insertion position, generates different circuits of the motor windings and thus different motor speed levels, characterized in that
  • - That, in addition to the two or more connector positions (AC) and the winding circuits generated in each case, which are available for the speed levels of a first voltage level, at least one further connector position (D) with associated winding circuit is arranged at one of the two ends of the connector position row / winding circuit row (AC) is
  • - That this further plug position (D) is blocked while the first voltage level is being used,
  • - That when using a second voltage level, the further connector position (D) can be reached and the existing connector position (A) at the opposite end of the connector position row / winding circuit row is blocked.
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.2. Device according to claim 1, characterized characterized that more than one more  Plug position (D) with associated winding circuits outside the steps of the first or second voltage level is available. 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.3. Device according to claim 1 or 2, characterized characterized that locking the connector position outside the voltage level (A, D) by a mechanical lock in or on the Plug receptacle and / or on the plug. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zulässigen Steckerstellungen (A-C, B-D) durch Zwangsführungen erreichbar sind.4. The device according to claim 3, characterized characterized that the permissible Plug positions (A-C, B-D) through positive guides are reachable. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verriegelung durch ein Verstellwerkzeug ein- und ausschaltbar ist.5. The device according to claim 3 or 4, characterized characterized that the mechanical Locking in and out using an adjustment tool can be switched off. 6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß alle Kontakte der Steckeraufnahme sich in derselben Ebene befinden.6. Device according to one of the preceding claims characterized in that all Contacts of the connector receptacle are on the same level are located. 7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kontakte des Steckers sich in derselben Ebene befinden.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that all Contacts of the connector are on the same level. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kontakte des Steckers und/oder der Steckeraufnahme jeweils auf derselben Platine befestigt sind.8. The device according to claim 6 or 7, characterized characterized that all contacts of the Plug and / or the connector receptacle on the same Board are attached.
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