CN116670946A - 用于驱动单元的连接器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种驱动系统(1)，具有：多个驱动单元(2)，其中，驱动单元(2)分别包括变流器(3)和优选马达(4)；能量供应系统(5)，能量供应系统设计用于向驱动单元(2)供应电能；以及控制系统(6)，控制系统包括控制计算机(8)和至少一个控制线(9)，其中，控制系统(8)设计用于向驱动单元(2)传输控制指令。驱动系统(1)的特征在于，能量供应系统(5)和驱动单元(2)分别经由第一连接器，优选经由插头连接以能拆除的方式相互连接，并且控制系统(6)和驱动单元(2)分别经由第二连接器，优选经由插头连接以能拆除的方式相互连接。

Description

用于驱动单元的连接器

技术领域

本发明涉及具有多个驱动单元的驱动系统，该驱动系统具有权利要求1的前序部分的特征。本发明还涉及一种用于驱动系统的连接器以及一种用于建立和断开驱动单元与能量供应系统和控制系统的连接的方法。

背景技术

在具有多个驱动单元的分散式驱动系统的情况下，例如传送带，以前在更换单个驱动单元时必须关闭整个驱动系统。这导致整个系统的停顿，这是要避免的。例如在DE 19716 908A1中公开了一种已知的驱动系统。

发明内容

本发明的目的是公开了一种具有多个驱动单元的驱动系统，其中，能够简单地更换单个驱动单元，而无需为此使整个驱动系统停止运行。

该目的通过具有多个驱动单元的驱动系统实现，该驱动系统具有权利要求1的特征。此外，该目的通过根据权利要求11的连接器实现。此外，该目的通过根据权利要求14的用于建立和断开驱动单元的连接的方法来实现。从属权利要求给出有利的改进方案。

根据本发明的驱动系统包括多个驱动单元，每个驱动单元包括至少一个变流器和一个电机。驱动系统还具有设计用于为驱动单元提供电能的能量供应系统和包括控制计算机和至少一个控制线的控制系统，该控制系统设计用于将控制指令传输至驱动单元。

驱动系统的特征在于，能量供应系统和驱动单元分别通过第一连接器、优选通过插头连接以能拆除的方式相互连接，并且控制系统和驱动单元分别通过第二连接器，优选地通过插头连接以能拆除的方式相互连接。

例如，连接到变流器的电机能够借助于变流器被控制和/或调节。在这种情况下，变流器能够指定例如施加到电机的电压幅值或电压频率。例如，马达能够是电动马达。

能量供应系统能够是任何电压源(固定的或市电驱动的)，其能够通过驱动单元的变流器为电机提供电能，以使电机能够按预期使用。电能供应系统被设计用于供应多个驱动单元并且相应地在其性能方面被设计尺寸。

控制计算机能够是任何算术单元，其被设计成生成控制指令到相应驱动单元的变流器和/或电机，并通过控制线(例如铜线或玻璃纤维)将这些控制指令传输到驱动单元。

带有集成变流器(和可能的电机)的驱动单元提供了将外部连接减少到最低限度的可能性，因为例如温度传感器或位置传感器能够在内部实现。驱动单元仅连接到能量供应系统和控制系统。与供电系统的连接能够是直流电压或交流电压连接(两相或三相)。与控制系统的连接能够是纯光学的，例如，没有电连接。

本发明基于这样的想法，即各个驱动单元与中央能源供应和控制系统之间的可拆除的连接使得各个(可能有缺陷或需要检修的)驱动单元能够在不必关闭整个驱动系统的情况下进行更换。通过这种方式，例如，多个驱动单元能够串联在驱动系统(例如，经常使用的传送带)中，而不必中断其他驱动单元的运行以更换驱动单元。第一连接器和第二连接器保留在驱动系统中并确保正常操作。

驱动单元也能够是变流器与光伏单元例如太阳能电池的组合。根据本发明的驱动系统的优点在这里在需要修理或更换的光伏单元(或变流器)的情况下发挥作用，因为其他驱动单元(例如在具有大量的光伏单元(包括变流器))不必为此目的而关闭。

第一连接器和第二连接器优选地形成为公共连接器，以便改进操作。

公共连接器优选地被设计成使得当公共连接器与驱动单元之间的连接拆除时，控制系统与驱动单元之间的连接的断开在时间上早于在能量供应系统与驱动单元之间的连接的断开。通过预先分离驱动单元和控制系统之间的连接，电机或变流器能够为即将到来的电压降做好准备，这与驱动单元和能量供应系统之间的连接的随后分离相关联。原则上，在单独的连接器(第一和第二连接器)的情况下，这也能够由维护技术人员手动执行。然而，(公共)连接器的相应配置还具有以下优点，即以电气有利的顺序自动执行断开连接的顺序(不会引起电弧等)。

在本发明的优选改进方案的范畴中，第一连接器、第二连接器或公共连接器和驱动单元分别具有用于经由直流电压电源向驱动单元供应能量的补充连接并且另外分别具有用于对驱动单元的变流器进行预充电的补充连接。以本身已知的方式对变流器进行预充电能够在变流器连接到能量供应系统时导致电流峰值的降低并且因此防止变流器的部件被损坏或过度退化。

特别优选地，第一连接器和/或第二连接器或公共连接器具有与能量供应系统和/或控制系统的可拆除的连接。结果，驱动单元连同关联的连接器能够容易地从现有的驱动系统移除或添加到现有的驱动系统。上述可拆除的连接优选地是插头连接，即包括插头和相关联的对应插槽的连接。

驱动系统能够这样设计，使得必须以预定的顺序采取多个步骤，以便能够拆除可拆除的一个或多个连接。这具有能够防止连接的意外拆除的优点。

在此，变流器和/或第一连接器和/或第二连接器和/或公共连接器能够具有基于杠杆的锁定装置和/或引导接触部和/或磁锁定装置，使得必须以预定的顺序采取多个步骤，以便能够拆除可拆除的一个或多个连接。以这种方式，能够以特别简单和有效的方式指定要执行的步骤的所需顺序。

在本发明的有利改进方案中，驱动单元和/或第一连接器和/或第二连接器和/或公共连接器具有光学元件，特别是发光二极管，通过发光二极管能够发出有关变流器的预充电过程已经终止或驱动单元已经达到预定的状态的信号。驱动系统的安装人员由此接收有关例如变流器是否准备好在预充电过程之后连接主(能量)电源的信息。或者他收到关于驱动单元和能量供应系统之间的连接是否能够断开的声明。

第一连接器和/或第二连接器或公共连接器能够具有滤波元件，特别是电容器，和/或屏蔽部，以便增加连接器的电磁兼容性。这些措施对于变流器和/或电机也是可能的。此外，能够在连接器(第一、第二和/或公共)的连接上提供措施，这些措施能够保护连接器的电接触部免受电弧(例如以永磁体(爆裂)的形式)或通过接触部的适当接线)。

该目的还通过根据前述权利要求之一的用于驱动系统的连接器来实现，其中连接器被设计成使得当公共连接器与驱动单元的连接拆除时，控制系统与驱动单元之间的连接的断开在时间上早于能量供应系统与驱动单元之间的连接的断开。

连接器不仅能够用于一种驱动系统。它还能够用于变流器与发电单元的组合，例如光伏单元。

在此，连接器有利地具有到能量供应系统和/或到控制系统的连接。

连接器特别优选地具有至驱动单元的补充连接，以用于经由直流电压电源向驱动单元供应能量，并且还具有补充连接，用于对驱动单元的变流器进行预充电。

该目的还通过一种用于连接和断开驱动单元与能量供应系统和控制系统的连接的方法，驱动单元包括变流器(优选地包括电机)，能量供应系统设计用于为驱动单元提供电能，并且控制系统包括控制计算机和至少一个控制线，其中，控制系统被设计成将控制指令传输到驱动单元，该方法包括以下步骤：

a)通过公共连接器建立驱动单元与能量供应系统和控制系统的连接；

b)向驱动单元发送即将与能量供应系统断开的信号，该信号优选通过断开驱动单元和控制系统之间的连接来实现；

c)随后通过将驱动单元与连接器的连接拆除，将驱动单元与能量供应系统的连接拆除。

在此，在方法步骤a中，首先通过连接器建立能量供应系统到驱动单元的预充电连接的连接，以便防止过高的电流峰值和相关的驱动单元的磨损/破坏，如已经描述的。

附图说明

结合以下结合附图所解释的对实施例的描述，本发明的上述特性、特征和优点以及实现它们的方式将变得更清楚和更容易理解。图中示出：

图1示意性地示出根据本发明的具有驱动单元和连接器的驱动系统；

图2示意性地示出根据本发明的连接器的第一实施例；

图3示意性地示出根据本发明的连接器的第二实施例；和

图4示意性地示出根据本发明的连接器的第三实施例。

具体实施方式

图1示出了具有多个驱动单元的驱动系统1，其中，为了清楚起见仅示出了一个单个的驱动单元2。驱动系统1的至少一个另外的(未示出的)驱动单元具有与图1中所示的驱动单元2基本相同的设计。驱动单元2具有变流器3和马达4。

驱动系统1还包括能量供应系统5和控制系统6。能量供应系统5被设计用于经由能量导线7a，7b(这里经由直流电压电源)为驱动单元2供应电能。控制系统6具有控制计算机8和控制线9。

能量供应系统5和驱动单元2经由连接器10以能拆除的方式相互连接。为此，连接器10具有第一连接部11和第二连接部13，它们分别设计成插头或销的形式。

连接器10的第一连接部11被设计用于，使得第一连接部能够插入到驱动单元2的被设计成插座形式的第一连接部12中。用于驱动马达4的电能(主能量供应)能够经由第一连接部11，12从能量供应系统5传输到驱动单元2。

连接器10的第二连接部13设计用于，使得第二连接部能够插入驱动单元2的设计成插座形式的第二连接部14中。用于对驱动单元2的变流器3进行预充电的电能(预充电能量供应)能够经由第二连接部13，14从能量供应系统5传输到驱动单元2。通常，用于预充电的连接部13，14的尺寸较小，即用于主能量供应的连接部11，12的尺寸较小。

连接器10还具有第三连接部15，该第三连接部设计成插头或销的形式并且能够插入驱动单元2的以插座形式的相应的连接部16中。控制系统6能够经由该连接部15，16以能拆除的方式连接到驱动单元2。本实例中，连接是经由作为控制线9的光学纤维实现的。

用于建立和断开驱动单元2与能量供应系统5和与控制系统6的连接的方法能够如下执行。连接到能量供应系统5和控制系统6的连接器10与驱动单元2连接。为此，第二连接部13的插头设计得比第一连接部11的插头长，这在图1中可见。当连接器10插入驱动单元2时(或更准确地说：连接部11，13，15的插头插入到驱动单元2的相应连接部12，14，16中)，由于插头13的这种设计，用于对驱动单元2的预充电的连接比到马达4的主能量供应的连接更早地建立(这也涉及所谓的“引导接触”)。因此，变流器3的预充电能够自动地执行，无需装配工对此特别注意，这带来了前面已经描述的与驱动单元2的耐用性和磨损有关的优点。驱动单元3能够经由作为光学元件的发光二极管17(或光学操作元件)发出预充电过程已终止的信号。

在随后的步骤中，驱动单元2发出信号通知再次断开连接(例如在计划更换驱动单元2的情况下)。为此，控制计算机8能够将信号传输到驱动单元2，该信号使马达4或变流器3切换到安全状态。然而，替代地，也能够将驱动单元2与控制系统6的连接拆除，例如通过连接器10或驱动单元2的连接部15，16的相应设计。这些能够以这样的方式设计，使得当连接器10从驱动单元2拔下/拆除时，首先断开控制连接(特别是在主能量供应的连接部11，12之前)。换句话说，在此连接器2设计用于，使得当连接器10与驱动单元2的连接拆除时，控制系统6与驱动单元2之间的连接的断开在时间上早于能量供应系统5与驱动单元2之间的连接的断开。

然后，通过断开驱动单元2与连接器10的连接(通过将连接器10从驱动单元2拉出)来断开驱动单元2与能量供应系统5的连接。准备驱动单元2的替代方式也是可行的，其中一种方式将参考图3进行解释。

图2示出连接器10和关联的驱动单元2。该图与图1相比被简化并且仅表示为了能够使连接器10与驱动单元2之间的连接拆除而必须以预定顺序执行特定操作步骤的方面。为此，驱动单元2具有(电)磁锁定装置18，其能够使销19沿轴线移动。连接器10具有螺栓20，当连接器10连接到驱动单元2时，螺栓插入到驱动单元2的凹部21中。在螺栓20中存在凹部22，当连接器10连接到驱动单元2时，销19能够通过锁定装置18插入到该凹部中。因此，螺栓20不能再向下移动(在图的平面中)，从而连接器10和驱动单元2相对彼此固定。如果打算拆除连接，则锁定装置18接收相应的控制命令(经由控制系统6或通过驱动单元2上的手动操作)并将销19移出凹部22，使得连接器10随后能够被移除。由此，驱动单元2具有足够的时间来准备与能量供应系统5的分离。

图3示出了连接器10的替代实施例。在此，用于将控制系统6与驱动单元2连接的连接部15被设计用于，使得它能够相对于用于能量供应的连接部11，13移动。为此，能够使用基于杠杆23的锁定装置。由于连接器10的这种设计，能够确保：为了向驱动单元2发出有关到能量供应系统5的连接即将断开的信号，首先中断驱动单元2与控制系统6的连接。

在图4中，驱动单元2具有内部控制器24，内部控制器能够直接寻址(经由按钮等)或经由控制系统6寻址。控制器24能够触发磁性作用的装置25，该装置能够经由磁性拉力在锁定位置与拆除位置之间移动连接器10的锁定杆26。因此，能够确保驱动单元2与连接器10的连接不会意外地拆除。

Claims (15)

1.一种驱动系统(1)，具有：多个驱动单元(2)，其中，所述驱动单元(2)分别包括变流器(3)和马达(4)；能量供应系统(5)，所述能量供应系统设计用于向所述驱动单元(2)提供电能；以及控制系统(6)，所述控制系统包括控制计算机(8)和至少一个控制线(9)，其中，所述控制系统(8)设计用于将控制指令传输到所述驱动单元(2)，

其特征在于，

所述能量供应系统(5)和所述驱动单元(2)分别经由第一连接器、优选经由插头连接以能拆除的方式相互连接，并且所述控制系统(6)和所述驱动单元(2)分别经由第二连接器、优选经由插头连接以能拆除的方式相互连接。

2.根据权利要求1所述的驱动系统(1)，其中，所述第一连接器和所述第二连接器分别设计为公共连接器(10)。

3.根据权利要求2所述的驱动系统(1)，其中，所述公共连接器(10)设计用于，使得在所述公共连接器(10)与所述驱动单元(2)的连接被拆除的情况下，所述控制系统(6)与所述驱动单元(2)之间的连接的断开在时间上早于所述能量供应系统(5)与所述驱动单元(2)之间的连接的断开。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的驱动系统(1)，其中，所述第一连接器、所述第二连接器或公共连接器(10)和所述驱动单元(2)分别具有用于经由直流电压电源向所述驱动单元供应能量的补充连接(11，12)，并且附加地分别具有用于为所述驱动单元(2)的所述变流器(3)预充电的补充连接(13，14)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的驱动系统(1)，其中，所述第一连接器和/或所述第二连接器或公共连接器(10)具有与所述能量供应系统(5)和/或所述控制系统(6)相连的能拆除的连接。

6.根据前述权利要求中任一项所述的驱动系统(1)，其中，能拆除的连接是插头连接。

7.根据前述权利要求中任一项所述的驱动系统(1)，其中，为了能够将一个或多个能拆除的连接拆除，必须以预定顺序执行多个操作步骤。

8.根据权利要求7所述的驱动系统(1)，其中，所述变流器(3)和/或所述第一连接器和/或所述第二连接器和/或公共连接器(10)能够具有基于杠杆的锁定装置和/或主导接触部和/或磁锁定装置，使得为了能够将一个或多个能拆除的连接拆除必须以预定顺序执行多个操作步骤。

9.根据前述权利要求中任一项所述的驱动系统(1)，其中，所述驱动单元(2)和/或所述第一连接器和/或所述第二连接器和/或公共连接器(10)具有光学元件(17)、特别是发光二极管，并且能够由所述发光二极管发出有关所述变流器(3)的预充电过程已经终止或所述驱动单元(2)已经达到限定状态的信号。

10.根据前述权利要求中任一项所述的驱动系统(1)，其中，所述第一连接器和/或所述第二连接器或公共连接器(10)为了改善电磁兼容性而具有滤波器元件、特别是电容器，和/或具有屏蔽部。

11.一种用于根据前述权利要求中任一项所述的驱动系统的连接器(10)，其中，所述连接器(10)设计用于，使得在所述公共连接器(10)与所述驱动单元(2)的连接被拆除的情况下，所述控制系统(6)与所述驱动单元(2)之间的连接的断开在时间上早于所述能量供应系统(5)与所述驱动单元(2)之间的连接的断开。

12.根据权利要求11所述的连接器(10)，具有与所述能量供应系统(5)和/或到所述控制系统(6)相连的能拆除的连接。

13.根据权利要求11或12中任一项所述的连接器(10)，具有用于补充所述驱动单元(2)的连接(11)，以用于经由直流电压电源向所述驱动单元(2)供应能量，并且所述连接器附加地具有用于为所述驱动单元(2)的所述变流器(3)预充电的补充连接(14)。

14.一种用于建立和断开驱动单元(2)与能量供应系统(5)和控制系统(6)的连接的方法，所述驱动单元包括变流器(3)并且优选包括马达(4)，所述能量供应系统设计用于为所述驱动单元(2)提供电能，所述控制系统包括控制计算机(8)和至少一个控制线(9)，其中，所述控制系统(6)设计用于将控制指令传输到所述驱动单元(2)，所述方法包括：

a)经由公共连接器(10)建立所述驱动单元(2)与所述能量供应系统(5)和所述控制系统(6)的连接；

b)向所述驱动单元(2)发送即将与所述能量供应系统(5)断开的信号，其中，优选通过断开所述驱动单元(10)与所述控制系统(6)的连接来实现信号发送；

c)随后通过将所述驱动单元(2)与所述连接器(10)的连接拆除，将所述驱动单元(2)与所述能量供应系统(5)的连接拆除。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，在根据权利要求14所述的方法的步骤a中，首先经由所述连接器(10)建立所述能量供应系统(5)与所述驱动单元(2)的预充电连接(14)的连接。