Anordnung flüssigkeitsdurchströmter Kühlrohre im Blechkörper einer elektrischen Maschine Zur Kühlung der Blechkörper elektrischer Ma schinen kann man in bekannter Weise eine radiale oder axiale Kühlmittelführung vorsehen. Vielfach ist es erwünscht, den Blechkörper ohne radiale Schlitze auszuführen, weil hierdurch die Maschinenlänge redu ziert wird. Der Nachteil einer axialen Luft- oder Gaskühlung besteht darin, dass relativ grosse Kanal querschnitte erforderlich werden, was eine Ver grösserung der radialen Blechpaketabmessungen be dingt.
Es ist deshalb bereits vorgeschlagen worden, flüssigkeitsdurchströmte Kühlrohre aus nichtmagne- tisierbarem Material mit möglichst grossem spezi fischen Widerstand in entsprechenden Löchern des Blechkörpers vorzusehen. Um das Aufschichten der Bleche nicht zu erschweren, werden die Kühlrohre erst nach dem Zusammenbau des Blechkörpers ein geschoben. Hierzu bedarf es eines Spiels von einigen Zehntelmillimetern, das sich nach dem Einbau der Rohre nicht mehr beseitigen lässt und zu einer Ver minderung der Kühlwirkung führt. Infolge des not wendigen Eintreibens der Rohre besteht darüber hinaus die Gefahr einer Verletzung der Blechisolation an der Schmalseite der Bleche, was unter Umständen zu Eisenbrand führen kann.
Die vorbeschriebenen Mängel lassen sich ver meiden, wenn erfindungsgemäss thermisch nichtiso lierte Kühlrohre im Wicklungsnutengrund des Blech körpers angeordnet sind.
In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt. Fig.l zeigt zwei nebeneinanderliegende Nuten eines Statorblechkörpers.
Fig.2 deutet die Flussverkettung der einzelnen Nutteile an.
Fig. 3 gibt den Induktionsverlauf in Richtung der Nuthöhe wieder. In Fig. 1 ist mit 1 das Nutkupfer, mit 2 eine Isolierhülse, mit 3 ein Nutenverschlussteil, mit 4 ein Kühlrohr und mit 5 ein Zahn eines Statorbleches bezeichnet.
Um einen guten Wärmeübergang vom Eisen auf die Kühlrohre zu gewährleisten, müssen diese dem Nutenprofil möglichst genau angepasst sein. Ferner ist es zweckmässig, den Nutengrund vor dem Ein bringen (Einlegen bei offenen Nuten) der Kühlrohre mit einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit, bei spielsweise einem aushärtbaren Kunstharz, zu be streichen. Auf solche Weise lassen sich Luftschich ten, die einen hohen Wärmewiderstand darstellen, beseitigen.
Die durch die Anordnung der Kühlrohre 4 im Nutengrund erzielbaren Vorteile ergeben sich aus folgendem: Ein grosser Teil der Eisenverluste tritt, insbe sondere bei hochpoligen Maschinen, in den Zähnen auf. Anderseits nehmen die spezifischen Jochverluste vom Blechpaketrücken her gegen den Nutengrund hin zu. In diesem liegt also gewissermassen der Schwerpunkt der Eisenverluste, und eine Kühlung im Nutgrund wird daher besonders wirkungsvoll.
Ferner treten in den Kühlrohren keine Wirbel ströme auf. Dies geht aus den Fig. 2 und 3 hervor. In Fig.2 sind gleiche Teile mit denselben Bezugs zeichen versehen wie in Fig. 1. Ausserdem wurden zwei Kraftlinien des Nutenquerfeldes eingezeichnet. Fig.3 zeigt nun den Verlauf der magnetischen Induktion Bin Richtung der Nuthöhe. Die Kühl rohre liegen danach in einem praktisch feldfreien Raum, so dass sich keine Wirbelströme ausbilden können.
Es entstehen in ihnen zwar EMKe durch das Hauptfeld, doch lässt sich deren Wirkung da durch aufheben, dass entweder die ausserhalb des Statorblechkörpers liegenden Kühlrohrverbindungen zumindest teilweise aus Isoliermaterial bestehen oder dass Rohre miteinander in Reihe geschaltet werden, deren EMKe ungefähr gleichgross, jedoch einander entgegengerichtet sind. Dies trifft beispielsweise für Rohre zu, welche etwa um eine Polpaar-Teilung von einander entfernt liegen.
Aus dem vorstehenden folgt, dass sich für die Kühlrohre sowohl nichtmagnetisierbares Material als auch Stahl eignet.
In der Zeichnung wurde nur auf einen Stator- blechkörper Bezug genommen. Der Erfindungsge danke ist jedoch mit gleichem Vorteil auch bei Rotorb'lechkörpern anwendbar.
Arrangement of cooling pipes through which liquid flows in the sheet metal body of an electrical machine To cool the sheet metal body of electrical Ma machines, a radial or axial coolant duct can be provided in a known manner. In many cases, it is desirable to run the sheet metal body without radial slots, because this reduces the machine length. The disadvantage of axial air or gas cooling is that relatively large channel cross-sections are required, which increases the radial laminated core dimensions.
It has therefore already been proposed to provide cooling tubes made of non-magnetizable material through which liquid flows and with the greatest possible specific resistance in corresponding holes in the sheet metal body. In order not to complicate the stacking of the sheets, the cooling tubes are only pushed in after the sheet metal body has been assembled. This requires a game of a few tenths of a millimeter, which can no longer be eliminated after the pipes have been installed and leads to a reduction in the cooling effect. As a result of the necessary driving in of the pipes, there is also the risk of damage to the sheet metal insulation on the narrow side of the sheet metal, which can lead to iron fire under certain circumstances.
The above-described shortcomings can be avoided if, according to the invention, thermally non-insulated cooling tubes are arranged in the base of the winding slots of the sheet metal body.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in simplified form in the drawing. Fig.l shows two adjacent grooves of a laminated stator body.
Fig. 2 indicates the flow linkage of the individual groove parts.
Fig. 3 shows the course of induction in the direction of the groove height. In Fig. 1, 1 denotes the groove copper, 2 denotes an insulating sleeve, 3 denotes a groove closure part, 4 denotes a cooling tube and 5 denotes a tooth of a stator lamination.
In order to ensure good heat transfer from the iron to the cooling tubes, these must be adapted as precisely as possible to the groove profile. It is also useful to bring the bottom of the groove before a (insert with open grooves) of the cooling tubes with a material of high thermal conductivity, for example a curable synthetic resin to be painted. In this way, layers of air that represent high thermal resistance can be eliminated.
The advantages that can be achieved by arranging the cooling tubes 4 in the bottom of the groove result from the following: A large part of the iron losses occurs in the teeth, especially in machines with a high number of poles. On the other hand, the specific yoke losses increase from the back of the laminated core towards the bottom of the groove. This is where the focus of the iron losses lies to a certain extent, and cooling in the groove base is therefore particularly effective.
Furthermore, there are no eddy currents in the cooling tubes. This can be seen from FIGS. 2 and 3. In Figure 2, the same parts are given the same reference characters as in Fig. 1. In addition, two lines of force of the groove transverse field have been drawn. 3 now shows the course of the magnetic induction Bin in the direction of the groove height. The cooling tubes are then in a practically field-free space so that no eddy currents can develop.
There are EMFs in them due to the main field, but their effect can be neutralized by either the cooling pipe connections located outside the laminated stator body at least partially made of insulating material or that pipes are connected in series, the EMFs of which are approximately the same size, but opposite to one another . This applies, for example, to tubes which are about one pole pair pitch apart from one another.
It follows from the above that both non-magnetizable material and steel are suitable for the cooling tubes.
In the drawing, reference was made to only one laminated stator body. However, the inventive concept can also be used with the same advantage in laminated rotor bodies.