DE1085606B - Kuehleinrichtung fuer Erregerspulen auf ausgepraegten Polen von Laeufern elektrischer Maschinen - Google Patents

Kuehleinrichtung fuer Erregerspulen auf ausgepraegten Polen von Laeufern elektrischer Maschinen

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Publication number
DE1085606B
DE1085606B DEZ6799A DEZ0006799A DE1085606B DE 1085606 B DE1085606 B DE 1085606B DE Z6799 A DEZ6799 A DE Z6799A DE Z0006799 A DEZ0006799 A DE Z0006799A DE 1085606 B DE1085606 B DE 1085606B
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DE
Germany
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coils
cooling device
webs
spacers
blades
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Pending
Application number
DEZ6799A
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English (en)
Inventor
Karel Havelka
Vladimir Koran
Jaroslav Vanicet
Miloslav Ziegler
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ZD Y V I PLAZEN NARODNI PODNIK
Original Assignee
ZD Y V I PLAZEN NARODNI PODNIK
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Publication date
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/24Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors with channels or ducts for cooling medium between the conductors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Description

  • Kühleinrichtung für Erregerspulen auf ausgeprägten Polen von Läufern elektrischer Maschinen Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung für Erregerspulen, die an ausgeprägten Polen von Läufern elektrischer Maschinen angeordnet sind. Sie ist insbesondere für Hochleistungsmaschinen mit hoher Drehgeschwindigkeit bestimmt, die am Läufer eine größere Zahl, etwa zwölf bis zweiunddreißig Pole bes itzen. Bei dieser großen Polzahl ist die Länge der Pole bzw. der auf ihnen sitzenden Spulen wesentlich ,größer als ihre Breite und der Zwischenraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Polen verhältnismäßig ge- ring. Bei diesen elektrischen Maschinen werden besondere Maßnahmen getroffen, um die in den Spulen entstehende Wärme abzuführen.
  • Vorrichtungen zum Kühlen elektrischer Maschinen sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Nach dem einen Vorschlag wird an der einen Stirnseite des Motors ein sich über dessen ganzen Umfang erstreckender Ventilator angebracht, welcher die Luft axial durch die Maschine hindurchzieht. Dieser axiale Luftstrom kühlt sowohl den Stator als auch den Rotor; zur Erhöhung der Kühlwirkung werden mitunter Einsätze zwischen den Spulen des Stators vorgesehen, die so profiliert sind, daß sie bei den Polen des Stators schmale Luftkanäle bilden. Weiter ist vorgeschlagen worden, die Polschuhe des Rotors mit Blechhülsen unter Belassung eines gewissen Zwischenraumes zu umgeben, die bei der Bewegung des Rotors als Schaufel dienen und größere Lufttnengen zwingen sollen, die Polbewicklung zu bestreichen. Schließlich ist es auch bekannt, ein besonderes gasförmiges Kühlmittel zu verwenden, das axial oder radial zu den Spulen des Rotors geführt wird. Für die radiale Zuführung des Kühlmittels sind in dem Ankerkörper radiale Kanäle vorgesehen. Sofern der Anker aus versetzt zueinander aneinandergereichten und durch Schrauben fest miteinander verbundenen Blechsegmenten hergestellt ist, entstehen solche radiale Kanäle zwischen den einzelnen Paketen solcher Segmente von selbst in größerer Zahl. Da der Zwischenraum zwischen zwei Magnetspulen sich von der Wurzel der Spulen nach dem Umfang des Ankers hin nicht unbeträchtlich verbreitert, kommt die in den Radialkanälen des Ankers zugeführte Kühlluft mit den zu kühlendeii Seiten der Spulen nur zu einem Bruchteil in Berührung. Der Wirkungsgrad des so zugeführten gasförmigen Kühlmittels ist infolgedessen sehr ungünstig.
  • Die Erfindung bezweckt, diesen Mangel zu beheben. Sie macht sich den Unistand zunutze, daß bei elektrischen Hochleistungsmaschinen mit zahlreichen in kurzen Abständen aufeinanderfolgenden ausgeprägten Polen des Läufers die Pole mit den auf ihnen sitzenden Spulen durch Distanzkörper gegeneinander abgestützt sind.
  • Das angestrebte Ziel einer Verbesserung des Wirkungsgrades des radial zugeführtengasförmigenKühlmittels wird dadurch erreicht, daß die jeweils zwischen zwei benachbarten Spulen in Abständen voneinander eingesetzten Distanzkörper durch schmälere sich über ihre ganze Höhe erstreckende Stege derart miteinander verbunden sind, daß zwischen den Steg seitenflächen Kanäle zur Führung eines gasförrnigen Kühlmittels im wesentlichen in radialer Richtung zum Läufer gebildet werden. Die Kanäle sind zweckmäßig so gestaltet, daß ihre Breite gegen den äußeren Umfang der Spulen hin abnimmt. Dadurch wird eine erhöhte Saugwirkung beim Rotieren des Läufers erzielt. Liegen von den jeweils in einem Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Spulen untergebrachten Distanzkörpern die beiden außenliegenden Distanzkörper in einer gewissen Entfernung vom Ende der Spulen, ,so empfiehlt es sich, an den beiden axial außenliegenden Distanzkörpern in Verlängerung der Stege je einen Flügel anzubringen, um auch an den Enden der Spulen die radial zuströmende Kühlluft dicht an die Spulenaußenseite heranzuleiten. LäßtmandieseFlügel die Spulen in axialer Richtung überragen und biegt sie in der Drehrichtung nach vorn, so werden Schaufeln gebildet, welche Luft auch in axialer Richtung den Spulen zuführen. Dabei werden die die Spulen in axialer Richtung überragenden Enden der Flügel zweckmäßig durch Ringe verbunden, die mit den in der Drehrichtung nach vorn gebogenen Enden der Flügel Lüfter bilden. In der Zeichnung ist die Kühlanordnung der Erregerspulen gemäß der Erfindung in einer beispielsweisen Ausführung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine Stirnansicht auf einem Teil des Läufers mit zwei ausgeprägten Polen, die durch Distanzstücke abgestützt sind, Fig.. 2 einen Schnitt nach Linie A-A der Fig. 1, Fig. 3 eine abgeänderte Ausführung zu Fig. 2 und Fig. 4 eine Draufsicht zu Fig. 3.
  • Der Läufer 1 der elektrischen Maschine ist mit einer größeren Zahl ausgeprägter Pole 2 versehen, auf denen je eine Spule 3 sitzt. Der Läufer 1 weist eine Anzahl radialer Kanäle 4 auf. Da die Läufer von Hochleistungsmaschinen mit großer Geschwindigkeit aus versetzt aneinandergereihten und durch Schrauben fest miteinander verbundenen Blechsegmenten hergestellt werden, lassen sich solche Kanäle 4 im Läufer in großerZahl durch einfachesBelassen kleinerZwischenräume zwischen zwei aneinanderstoßenden Blechsegmenten leicht bilden.
  • Die in verhältnismäßig kurzen Abständen aufeinanderfolgenden Pole 2 mit Spulen 3 werden gegenseitig durch Distanzhalter 5 abgestützt. Zwischen zwei benachbarten Polen 2 sind jeweils mehrere Distanz-. halter in gewisser Entfernung voneinander vorgesehen, die in geeigneter Weise am Läufer 1 verankert sind. Gemäß der Erfindung sind die jeweils zwischen zwei benachbartenSpulen eingesetztenDistanzstücke5 durch schmälere, sich über ihre ganze Höhe erstreckende Stege 6 derart miteinander verbunden, daß zwischen den Seitenflächen der Stege 6 und den Flanken der Spulen 3 Kanäle 7 verbleiben, deren Breite gegen den äußeren Umfang der Spulen hin abnimmt.
  • Die durch die radialen Kanäle 4 des Läufers 1 zugeführte Luft wird in den keilförmigen Zwischenräumen zwischen den Stegen 6 und den Spulen 3 gefangen und streicht an den Seitenwänden der Spulen 3 radial nach außen. Durch die Drehung des Läufers 1 und die Verengung des Zwischenraumes zwischen den Stegen 6 und Spulen 3 nach dem Außenumfang der Spule hin, tritt eine Saugwirkung ein, die eine kräftige Luftströmung längs der zu kühlenden Seiten der Spule 3 zur Folge hat. Die Richtung des Luftstromes ist in den Zeichnungen durch Pfeile angedeutet.
  • Da die die Distanzstücke 5 miteinander verbindenden Stege 6 nur dazu dienen sollen, schmale Kanäle bei den Spulen zu bilden, durch welche die Kühlluft zu strömen gezwungen wird, können die Stege 6 aus Bleche bestehen, das zweckmäßig, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, in V-Form gebogen ist.
  • An den beiden jeweils in einem Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Spulen 3, in axialer Richtung gesehen, außenliegenden Distanzkörpern 5 ist in Verlängerung der Stege 6 je ein Flügel 6' angebracht. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ragen diese Flügel 6' über die beiden Enden der Spulen 3 vor und sind in der Drehrichtung des Läufers nach vorn gebogen. Die Flügel 6' bilden somit Schaufeln, die Luft einfangen und axial zum Läufer, d. h. in Längsrichtung der Spulen 3 fördern. Diese axial bewegte Luft gelangt unter den Distanzhaltern5 hindurch auch nach der Mitte der Spulen 3. Die Saugwirkung der abgebogenen Flügel kann wesentlich verstärkt werden, wenn ihre Enden auf jeder Seite durch einen Ring 8 verbunden werden und damit einLüfter gebildet wird.
  • Die die Distanzkörper 5 verbindenden Stege 6 können aus Metall, aus einem Isolierstoff oder nichtmagnetischem Material bzw. aus Metall mit einer Isolierschicht hergestellt werden. Zur Verhütung von unerwünschten elektrischen Strömen werden bei Verwendung eines leitfähigen Materials für die Herstellung der Stege 6 auf jeden Fall Isoliereinlagen vorgesehen.

Claims (2)

  1. PATENTANSPROCHE-. 1. Kühleinrichtung für- Erregerspulen, die an in kurzen Abständen aufeinanderfolgenden ausgeprägten Polen von Läufern elektrischer Maschinen angeordnet und durch Distanzkörper gegeneinander abgestützt sind, dadurch gekennzeidmet, daß die. jeweils zwischen zwei benachbarten Spulen (3) in Abständen voneinander eingesetztenDistanzkörper (5) durch schmälere sich über ihre ganze Höhe erstreckende Stege (6) derart miteinander verbunden sind, daß zwischen den Stegseitenflächen und den Flanken der Spulen (3) flache Kanäle (7) zur Führung eines gasförmigen Kühlmittels im wesentlichen in radialer Richtung zum Läufer (1) gebildet werden.
  2. 2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der durch die Stege (6) an den Spulenflanken gebildeten Kanäle (7) gegen den äußeren Umfang der Spulen (3) hin abnimmt. 3. Kühleinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet ' daß an den beiden jeweils in einem Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Spulen (3) axial außenliegenden Distanzkörpern (5) in Verlängerung der Stege (6) je ein Flügel (6') angebracht ist daß die die Spulen (3) in axialer Richtung überragenden Enden der Flügel (5) in der Drehrichtung nach vorn gebogen sind zur Bildung von Schaufeln mit axialer Schöpfwirkung. 4. Kühleinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Spulen (3) in axialer Richtung überragenden Enden der Flügel (6') durch Ringe (8) verbunden sind, die mit den in der Drehrichtung nach vorn gebogenen Enden der Flügel Lüfter bilden. 5. Kühleinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Distanzkörper (5) verbindenden Stege (6) aus elektrisch isolierendem Material hergestellt bzw. mit einer elektrisch isolierenden Schicht überzogen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 105 544; schweizerische Patentschrift Nr. 70 335; französische Patentschrift Nr. 441329.
DEZ6799A 1957-08-14 1958-08-12 Kuehleinrichtung fuer Erregerspulen auf ausgepraegten Polen von Laeufern elektrischer Maschinen Pending DE1085606B (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19515260A1 (de) * 1995-04-26 1996-10-31 Abb Management Ag Vertikalachsige elektrische Wasserkraftmaschine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR441329A (fr) * 1912-03-13 1912-08-03 Westinghouse Electric Corp Perfectionnements au refroidissement par l'air des machines dynamos-électriques
CH70335A (de) * 1915-02-26 1915-09-16 Siemens Schuckertwerke Gmbh Anordnung zur Kühlung von Magneträdern elektrischer Maschinen

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