DE10257461A1 - Klemmkasten einer elektrischen Maschine - Google Patents

Klemmkasten einer elektrischen Maschine

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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/22Auxiliary parts of casings not covered by groups H02K5/06-H02K5/20, e.g. shaped to form connection boxes or terminal boxes
    • H02K5/225Terminal boxes or connection arrangements

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Connections Arranged To Contact A Plurality Of Conductors (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Klemmkasten (1, 30, 40) einer elektrischen Maschine, wobei dieser Mittel zum Anschluss für Maschinenleiter (4) und Mittel zum Anschluss für Netzleiter (5) aufweist. Klemmkästen bestehen bisher aus vielen Einzelteilen, wobei dies und insbesondere auch der Aufwand bei Verdrahtungen bzw. Umverdrahtungen montageunfreundlich ist. Unter anderem wird diese Problematik dadurch gelöst, dass einerseits der Klemmkasten (1, 30, 40) Mittel zum Anschluss zumindest einer Vielfachbrücke (6, 7, 8) aufweist, durch welche Maschinenleiter (4) elektrisch mit Netzleitern (5) verbindbar sind, wobei durch einen Wechsel von Anschlüssen der Vielfachbrücke (6, 7, 8) die Beschaltung zumindest einer elektrischen Maschine abänderbar ist und dass andererseits der Klemmkasten (1, 30, 40) zumindest ein zweiteiliges Gehäuse, Mittel zum Anschluss von Maschinenleitern (4) und Mittel zum Anschluss von Netzleitern (5) aufweist, wobei die Mittel zum Anschluss von Maschinen- und/oder Netzleitern einteilig mit einem Teil des Gehäuses (10) ausgeführt sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Klemmkasten einer elektrischen Maschine.
  • Ein Klemmkasten einer elektrischen Maschine dient dem elektrischen Anschluss elektrischer Leiter einer elektrische Maschine. Elektrische Maschinen sind beispielsweise elektrische Motoren wie Synchronmotoren, Asynchronmotoren oder Generatoren oder anderer gleichartiger elektrischer Maschinen. Zum Anschluss beispielsweise der Maschinenwicklungen, d. h. beispeilsweise der Motorwicklungen an eine Netzweite die als Einspeisung fungiert, weist der Klemmkasten ein Klemmbrett und/oder eine Klemmleiste jeweils mit verschiedenen Anschlussmöglichkeiten auf. Der Klemmkasten weist z. B. ein Klemmkastengehäuse, einen Klemmkastendeckel und ein Klemmbrett bzw. eine Klemmleiste auf. Dies sind verschiedene Einzelteile, welche einzeln zu montieren sind, was erheblichen Arbeitsaufwand erfordert. Weiterhin ist beispielsweise eine Änderung der Anschlüsse nur schwer durchführbar, da die Anschlüsse einzeln abzuändern sind. Diese Problematik tritt beispielsweise bei einem Wechsel der Betriebsarten eines elektrischen Motors von einer Dreieckschaltung zu einer Sternschaltung bzw. umgekehrt auf. Sowohl bei Montagearbeiten bei der Fertigung eines Klemmkastens als auch bei Anschlußarbeiten ergeben sich aus der Ausführungsart bekannter Klemmkästen Erschwernisse.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Klemmkasten anzugeben, bei welchem der Umgang mit diesem erleichtert ist.
  • Erfindungsgemäß wird dies zum einen bei einem Klemmkasten einer elektrischen Maschine, zum Zwecke des Anschlusses einer elektrischen Maschine an ein Netz, wobei der Klemmkasten einen Maschinenanschlussbereich mit Mitteln zum Anschluss für Maschinenleiter und einen Netzanschlussbereich mit Mitteln zum Anschluss für Netzleiter aufweist, dadurch erreicht, dass der Klemmkasten Mittel zum Anschluss zumindest einer Vielfachbrücke aufweist, durch welche die Mittel zum Anschluss der Maschinenleiter elektrisch mit den Mitteln zum Anschluss der Netzleiter verbindbar sind, wobei durch einen Wechsel der durch die Vielfachbrücke verwendeten Mittel zum Anschluss zumindest einer Vielfachbrücke die Beschaltung zumindest einer elektrischen Maschine abänderbar ist.
  • Durch einen Klemmkasten einer elektrischen Maschine, wie Motoren oder Generatoren, werden elektrische Anschlüsse dieser elektrischen Maschine mit anderen externen elektrischen Anschlüssen, wie einem Netz aus welchem elektrische Energie gespeist wird oder in welches elektrische Energie zurückgespeist wird, verbunden. Mittel zum Anschluss sind beispielsweise Klemmverbindungen, Schraubverbindungen und/oder Steckverbindungen. Weist nun der Klemmkasten einen Maschinenanschlussbereich auf, an welchen die Maschinenleiter anschließbar sind und einen Netzanschlussbereich auf, an welchen die Neztleiter anschließbar sind, so sind diese beiden Anschlussbereiche mit Hilfe einer Vielfachbrücke elektrisch miteinander verbindbar. Durch die Verwendung einer Vielfachbrücke ist es möglich gleichzeitig mehr als eine Verbindung zwischen Maschinenanschlussbereich und Netzanschlussbereich herzustellen bzw. zu trennen. Dies reduziert den Zeitbedarf beim Anschließen der elektrischen Maschine an das Netz, bzw. beim Trennen der elektrischen Maschine vom Netz. Die Änderung der Beschaltung bezieht sich in einfachster Weise auf die Trennung bzw. Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen dem Maschinenanschlussbereich bzw. den dortigen Mitteln zum Anschluss und dem Netzanschlussbereich bzw. den dortigen Mitteln zum Anschluß. Diese Änderung der Beschaltung ist in vorteilhafter Weise alleine durch die Benutzung einer Vielfachbrücke erreichbar. Die Vielfachbrücke ist so ausbildbar, dass diese gleichzeitig mehrere Anschlüsse direkt elektrisch miteinander verbindet und/oder daß diese zumindest zwei Brücken, welche Anschlüsse miteinander verbinden, in sich integriert. Ist die Beschaltung eine komplexe Beschaltung so ist diese entweder in der Vielfachbrücke und/oder im Klemmkasten integriert. In einem Klemmkasten wird entweder nur eine Vielfachbrücke oder es werden mehrere Vielfachbrücken eingesetzt. Durch die Verwendung einer Vielfachbrücke werden die bei der Montage einer elektrischen Maschine eingesetzten Teile reduziert, da Einzelbrücken, welche nur einzelne Punkt zu Punkt Verbindungen von einem Anschluß zu einem anderen schaffen, in ihrer Anzahl reduziert sind. Dies führt zu einer Reduzierung der Montagezeit insbesondere dann, wenn im Gegensatz zur Erfindung die Einzelbrücken nicht vorgefertigt sind sondern die Verbindungen verdrahtet sind.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist bei dem Klemmkasten durch die abänderbare Beschaltung zumindest ein Wechsel zwischen einer Dreiecksbeschaltung und einer Sternbeschaltung einer elektrischen Maschine durchführbar. Eine derartige Beschaltungsänderung stellt ein Beispiel einer komplexen Beschaltung dar.
  • Die erfindungsgemäße Beschaltungsänderung ermöglicht eine schnelle Wahlmöglickeit zwischen den Betriebsarten Sternschaltung und Dreiecksschaltung der elektrischen Maschine.
  • Die obig beschriebenen Aufgabe wird zum anderen bei einem Klemmkasten einer elektrischen Maschine, zum Zwecke des Anschlusses einer elektrischen Maschine an ein Netz, wobei der Klemmkasten einen Maschinenanschlussbereich mit Mitteln zum Anschluss für Maschinenleiter und einen Netzanschlussbereich mit Mitteln zum Anschluss für Netzleiter aufweist, dadurch erreicht, dass der Klemmkasten zumindest ein zweiteiliges Gehäuse, Mittel zum Anschluss von Maschinenleitern und Mittel zum Anschluss von Netzleitern aufweist, wobei die Mittel zum Anschluss von Maschinen- und/oder Netzleitern einteilig mit einem Teil des Gehäuses ausgeführt sind.
  • Vorteilhaft dabei ist die Reduzierung der Teile des Klemmkastens. Bei einer Montage der elektrischen Maschine ist Montagezeit reduzierbar, was wiederum Herstellungskosten reduziert.
  • Das Mittel zum Anschluss, welches einen Anschluß bildet ist beispielsweise als Klemmverbindung oder Steckverbindung oder Schraubverbindung ausführbar. Dabei sind innerhalb eines Klemmkastens auch unterschiedliche Verbindungsarten ausführbar.
  • Die Anschlüsse, seien es nun die Anschlüsse der Vielfachbrücke oder der Maschinenleiter oder der Netzleiter oder anderer elektrischer Leiter für beispielsweise Signale einer Temperaturerfassung von einem Temperatursensor, sind in der Art eines Klemmbretts und/oder in der Art einer Klemmleiste ausführbar.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Klemmkastens weist dieser Mittel zum Anschluss einer Vielfachbrücke, welche der elektrischen Verbindung eines Maschinenleiters mit einem Netzleiter dient, auf. Das Gehäuse des Klemmkastens weist dabei einen Gehäusedeckel aufweist, wobei der Gehäusedeckel als Vielfachbrücke ausgeführt ist.
  • Damit ist die Funktion der Vielfachbrücke in ein bereits existierendes Teil des Klemmkastens integriert. Dies führt zur Reduzierung der Teilezahl, was insbesondere Montagezeiten reduziert. Die zur Änderung einer Beschaltung notwendige Änderung von elektrischen Verbindungen ist in vorteilhafter Weise im Gehäusedeckel integrierbar. Ist die Integration der Beschaltungsänderung nicht im Gehäusedeckel integriert so weist dieser zumindest eine Vielfachbrücke auf, wobei die Beschaltung dann anderweitig im Klemmkasten integriert ist. Die Beschaltung ist auch aufteilbar. Als einteiliges mit dem Gehäusedeckel einteilig verbundenes Teil weist die Vielfachbrücke Brückenverbindungen auf, wobei diese auch untereinander elektrisch getrennt sein können.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Vielfachbrücke so ausgeführt das durch diese nicht nur elektrische Verbindungen schließbar sind, sondern elektrische Verbindungen auch trennbar sind. Dabei kann eine Vielfachbrücke eine beliebige Anzahl von Schließern von elektrischen Verbindungen und Öffnern von elektrischen Verbindungen aufweisen.
  • Ist durch die Vielfachbrücke zumindest eine Beschaltungsänderung der elektrischen Maschine zwischen einer Sternbeschaltung und einer Dreiecksbeschaltung durchführbar, so ist dies wegen einer geringen Umrüstzeit vorteilhaft.
  • Der Klemmkasten in einer der obig beschriebenen Ausführungen weist vorteilhaft Zusatzfunktionsanschlüsse auf, wobei die Zusatzfunktionsanschlüsse durch Brücken aktivierbar und/oder deaktivierbar sind. Zusatzfunktionsanschlüsse sind beispielsweise für Kaltleiter vorsehbar.
  • Um beispielsweise Montagearbeiten zu erleichtern und/oder zu verkürzen, bzw. im Reparaturfall einen Austausch defekter Teile zu beschleunigen ist der Zusatzfunktionsanschluss als zumindest ein Modul ausgeführt. Module sind in den Klemmkasten integrierbar. Ergänzend in den Klemmkasten einsetzbare Module sind für Überwachungsfunktionen und/oder Motormanagementfunktionen vorsehbar. Dabei sind die Module beispielsweise auch Relays.
  • Gegenüber dem bisherigen Stand der Technik, bei dem ein Anschlußteil, welches die Anschlüsse aufweist und das Klemmkastengehäuse voneinander getrennt ausgeführt sind ist erfindungsgemäß in einer Ausführungsform ein Teil des Klemmkastengehäuses, z. B. ein Klemmkastenoberteil oder ein Klemmkastenunterteil, und ein Anschlußteil, z. B. eine Klemmleiste, zu einem Kunststoffspritzteil verbunden. Anstelle einer Klemmleiste ist auch ein Klemmbrett einsetzbar und zumindest teilweise, wie auch die Klemmleiste, mit als Kunststoffspritzteil ausgeführt. Dadurch entfällt zusätzliche Montagearbeit für das Klemmbrett. Zum Verschluß des Klemmkastens mit einem Deckel ist dafür eine Labyrinthdichtung ausführbar.
  • Ausführungsbeispiele sowie erläuternde Zeichnungen sind in den Fig. 1 bis 7 schematisch dargestellt. Dabei zeigt:
  • Fig. 1 einen ersten Klemmkasten,
  • Fig. 2 eine Vielfachbrücke,
  • Fig. 3 einen zweiten Klemmkasten
  • Fig. 4 ein Klemmbrett
  • Fig. 5 eine Klemmleiste
  • Fig. 6 einen Modulaufbau und
  • Fig. 7 einen weiteren Klemmkasten.
  • Die Darstellung gemäß Fig. 1 zeigt einen Klemmkasten 1. Der Klemmkasten 1 weist einen Maschinenanschlussbereich 2 und einen Netzanschlussbereich 3 auf, wobei dem Netzanschlussbereich 3 Netzleiter S und dem Maschinenanschlussbereich 2 Motorleiter 4 zugeführt sind. Die Motorleiter 4 sind beispielsweise in einer Motoranschlusszuführung 18, welche als Kabelkanal ausgeführt ist. Die Motorleiter 4, welche auch als Maschinenleiter bezeichenbar sind, abhängig davon, ob ein Motor oder ein Generator angeschlossen ist, sind unterteilbar in die verschiedenen Phasen U, V, W und Anschlüsse der Wicklungen U1, U2, V1, V2, W1, W2. Ein einfacher Anschluss der Phasen U1 bis W2 erfolgt beispielsweise bei der Ausführung aus Kupferlackdraht über Schneidklemmen 17 oder über Crimptechnik, so daß die Wicklungsenden der Wicklungen direkt an der Klemmleiste, d. h. einem Anschlußteil 45, angeschlossen werden können. So entfallen zusätzliche Leitungen vom Wickelkopf zum Klemmkasten 1 bzw. dem Klemmbrett oder der Klemmleiste. Der Klemmkasten weist weiterhin einen Anschluss M für eine Verbindung mit einer Erdungsschraube der elektrischen Maschine auf. Die Netzleiter 5, welche in die drei Phasen L1, L2 und L3 unterteilbar sind, werden über eine Netzanschlusszuführung 14 in den Klemmkasten 1 geführt. Des weiteren weist der Klemmkasten 1 eine Zusatz-Anschlusszuführung 15, beispielsweise als Anschlussmöglichkeit für Kaltleiter, auf. Zwischen dem Maschinenanschlussbereich 2 und dem Netzanschlussbereich 3 ist die Klemmleistenvereinbindung 16 befindlich, welche eine Verbindung der beiden Bereiche derart ermöglicht, dass die elektrische Maschine in Stern- oder in Dreieck-Schaltung betreibbar ist. Eine Umschaltung dieser beiden Betriebsarten erfolgt durch das Umlegen bzw. Verschieben einer einteilig ausgeführten Vielfachbrücke 6. Die Vielfachbrücke 6 weist verschiedene Brückenglieder 9 auf. Durch ein Versetzen der Vielfachbrücke 6 um einen Kontakt erfolgt die Umschaltung von der Sternschaltung zur Dreieckschaltung.
  • Die Darstellung gemäß Fig. 2 zeigt eine Vielfachbrücke 7, wobei diese bereits die unterschiedlichen Verbindungen für eine Umschaltung zwischen Sternschaltung und Dreiecksschaltung aufweist. Die Umschaltung erfolgt dadurch, dass die Vielfachbrücke 7 zu den Anschlüssen des Netzanschlussbereiches 3 bzw. des Maschinenanschlussbereiches 2 versetzt wird. Ein Wechsel der Betriebsart Stern/Dreieck erfolgt so ohne ein Umverdrahten, wie es bislang Stand der Technik ist.
  • Die Darstellung gemäß Fig. 3 zeigt einen Klemmkasten 30, welcher einen Deckel 19, ein Gehäuseteil 10 und eine Anschlussplatte 20 aufweist. In vorteilhafter Weise weist der Deckel 19 zusätzliche Anschlussmöglichkeiten bzw. Brückenelemente auf, welche Verbindungen auf einem Anschlussmittel 11, d. h. einem Anschlußteil schaffen. Das Anschlussmittel 11 ist mit dem Gehäuseteil 10 verbunden, welches die Grundplatte darstellt, wobei das Gehäuseteil 10 mit dem Anschlussmittel 11 einteilig ausgeführt ist. Der Klemmkasten 30 für eine elektrische Maschine ist beispielsweise aus Metall oder metallisiertem Kunststoff ausgeführt. Das Gehäuseteil 10 weist als Grundplatte integrierte Kontakte für die Maschinenwicklungseinspeisung und/oder Zusatzbauteile wie Zusatzfunktionsanschlüsse 12 auf. Die Anschlussplatte 20 ist mit einem Gewinde für Verschraubungen ausgeführt. Zuführungen zum Anschlussmittel 11 erfolgen beispielsweise durch vorgeformte Kabelführungen im Deckel 19 oder auch über die Motoranschlussführung 8. Zusatzfunktionsanschlüsse 12 ermöglichen die flexible Erweiterung des Klemmkastens 20, so dass dieser unterschiedliche Funktionen bereitstellen kann, wie: einen Stern-/Dreieckbetrieb für eine elektrische Maschine, einen Anschluss für einen Frequenzumrichter/-steller, einen Anschluss für ein Anlaufmodul, für ein Motormanagement oder für Sensoren.
  • Die Darstellung gemäß Fig. 4 zeigt ein Klemmbrett 22, welches nach dem Stand der Technik ausgeführt ist. Das Klemmbrett weist Schrauben 21 zum Anschluss von Kabelschuhen 32 auf. Durch Einfachbrücken 23 sind die Anschlüsse des Klemmbretts 22 miteinander verbindbar.
  • Die Darstellung gemäß Fig. 5 zeigt eine Klemmleiste 24. Die Klemmleiste 24 weist einen Brückenanschlussbereich 33 auf, welcher zur Aufnahme einer Vierfachbrücke 8 geeignet ausgeführt ist.
  • Die Darstellung gemäß Fig. 6 zeigt Module 13 zur Aufnahme elektrischer Leiter wie der Wicklungen U1, U2, W1, W2, V1, V2 bzw. der Neztleiter L1, L2, L3. Über Brückenanschlüsse 27 und Einfachbrückenstecker 25 bzw. Mehrfachbrückenstecker 26 sind der Netzanschlussbereich 3 und der Maschinenanschlussbereich 2 miteinander verbindbar. Über Zusatzfunktionsanschlüsse 12 ist eine derartige Klemmenkombination erweiterbar, um beispielsweise einen Kaltleiter anzuschliessen.
  • Die Darstellung gemäß Fig. 7 zeigt einen Klemmkasten 40 mit einem Brückenbereich 31, welcher Netzanschlüsse 29 und Maschinenanschlüsse 30 aufweist, wobei durch einen Umschaltschieber 28 von der Betriebsart Sternschaltung in die Betriebsart Dreiecksschaltung und umgekehrt umgeschaltet werden kann. In dem Umschaltschieber 28 ist eine Vielfachbrücke integriert.

Claims (8)

1. Klemmkasten (1, 30, 40) einer elektrischen Maschine, zum Zwecke des Anschlusses einer elektrischen Maschine an ein Netz, wobei der Klemmkasten (1, 30, 40) einen Maschinenanschlussbereich (2) mit Mitteln zum Anschluss für Maschinenleiter (4) und einen Netzanschlussbereich (3) mit Mitteln zum Anschluss für Netzleiter (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmkasten (1, 30, 40) Mittel zum Anschluss zumindest einer Vielfachbrücke (6, 7, 8) aufweist, durch welche die Mittel zum Anschluss der Maschinenleiter (4) elektrisch mit den Mitteln zum Anschluss der Netzleiter (5) verbindbar sind, wobei durch einen Wechsel der durch die Vielfachbrücke (6, 7, 8) verwendeten Mittel zum Anschluss zumindest einer Vielfachbrücke die Beschaltung zumindest einer elektrischen Maschine abänderbar ist.
2. Klemmkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die abänderbare Beschaltung zumindest ein Wechsel zwischen einer Dreiecksbeschaltung und einer Sternbeschaltung einer elektrischen Maschine durchführbar ist.
3. Klemmkasten (1, 30, 40) einer elektrischen Maschine, zum Zwecke des Anschlusses einer elektrischen Maschine an ein Netz, wobei der Klemmkasten (1, 30, 40) einen Maschinenanschlussbereich (2) mit Mitteln zum Anschluss für Maschinenleiter (4) und einen Netzanschlussbereich (3) mit Mitteln zum Anschluss für Netzleiter (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmkasten (1, 30, 40) zumindest ein zweiteiliges Gehäuse, Mittel zum Anschluss von Maschinenleitern (4) und Mittel zum Anschluss von Netzleitern (5) aufweist, wobei die Mittel zum Anschluss von Maschinen- und/oder Netzleitern einteilig mit einem Teil des Gehäuses ( ) ausgeführt sind.
4. Klemmkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Anschluss als Klemmverbindung oder Steckverbindung oder Schraubverbindung ausführbar ist, wobei innerhalb eines Klemmkastens unterschiedliche Verbindungsmittel ausführbar sind.
5. Klemmkasten (1, 30, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmkasten (1, 30, 40) Mittel zum Anschluss einer Vielfachbrücke (6, 7, 8), welche der elektrischen Verbindung eines Maschinenleiters (4) mit einem Netzleiter (5) dient, aufweist und der Klemmkasten (1, 30, 40) einen Gehäusedeckel (19) aufweist, wobei der Gehäusedeckel (19) als Vielfachbrücke ausgeführt ist.
6. Klemmkasten (1, 30, 40) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Vielfachbrücke (6, 7, 8) zumindest eine Beschaltungsänderung der elektrischen Maschine zwischen einer Sternbeschaltung und einer Dreiecksbeschaltung durchführbar ist.
7. Klemmkasten (1, 30, 40) nach einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmkasten (1, 30, 40) Zusatzfunktionsanschlüsse (12) aufweist, wobei die Zusatzfunktionsanschlüsse (12) durch Brücken aktivierbar und/oder deaktivierbar sind.
8. Klemmkasten (1, 30, 40) nach einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmkasten (1, 30, 40) Zusatzfunktionsanschlüsse (12) aufweist, wobei die Zusatzfunktionsanschlüsse (12) als zumindest ein Modul (13) ausgeführt sind und das Modul in den Klemmkasten (1, 30, 40) integrierbar ist.
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