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Elektrische Asynchronmaschine mit Kurzschlußläufer Elektrische Maschinen
können beanntlil höher beansprucht und besser ausgenutzt werden, wenn die in ihnen
während des Betriebes eiitstehende Wärme durch eine Kühlflüssigkeit abgeführt wird.
Dic dazu benötigte Kühlflüssigkeit, meist aufbereitetes Wasser, wird in einem geschlossenen
Kreislauf im Ständer und/oder Läufer der Maschine geführt.
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Bei einer elektrischen Asynchronmaschine mit Kurzschlußläufer ergibt
sich nun das Problem, daß innerhalb der Kurzschlußwicklung hauptsächlich während
des Anlaufens der Maschine sehr hohe Temperaturen auftreten, welche die Siedetemperatur
der Kühlflüssigkeit bei normalem Atmosphärendruck überschreiten können.
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Dies kann insbesondere der Fall sein, wenn die Asynchronmaschine mehrmals
in kurzen Abständen hintereinander angelassen wird. Das Verdampfen bzw. Sieden der
Kühlflüssigkeit in einem geschlossenen Kreislauf hat aber die Bildung von Gasblasen
zur Folge, die insbesondere den Betrieb der fr den Umlauf der Kühlflüssigkeit sorgenden
Pumpe empfindlich stören können. Mithin kann gerade in den Augenblicken, wo die
Abfuhr der entstehenden Wärme durch das umlaufende Kühlmittel besonders wichtig
ist, der Kühlkreislauf unterbrochen werden.
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Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten ist bei einer elektrischen Asynchronmaschine
mit Kurzschlußläufer, deren Ständer und Läufer durch in geschlossenem Kreislauf
umlaufende Kühlflüssigkeit gekühlt werden, gemaß der Erfindung der Druck im KUhikreislauf
des Läufers zumindest während des Anfahrens der Maschine gegellüber dem Normaldruck
so erhöht ist, daß an der Stelle des geringsten Druckes innerhalb des geschlossenen
Kühlkreislaufes kein Sieden bzw. Verdampfen der Kühlflüssigkeit auftritt Dadurch
wird ein einwandfreies Funktionieren des KUhlkreislaufes gerade während der kritischen
Phasen des Betriebes, insbesondere während des Anfahrens der Maschine, garantiert,
auch wenn in den Stäben der Kurzschlußwicklung Temperaturen auftreten, die meist
Uber der Siedetemperatur der Ktihlflussigkeit bei Normaldruck liegen. Letzteres
ist aber erwünscht, uni an Werkstoff fUr die Wicklung sparen zu können.
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Es ist zweckmäßig, die Druckerhöhung im Läuferkühlkreis dadurch
hervorzurufen,
daß dieser mit einem Druckübertrager verbunden wird. Auf diese Weise kann der gewünschte
Druck einfach und genau eingestellt werden.
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Da die Ausbildung von zwei vollkommen getrennten Kieisläufen fUr die
Ständer und die Läuferwicklung der Maschine sehr aufwenig ist, und da außerdem im
Läuferkühlkreislauf der erhöhte Druck nur während des Anfahrens aufrecht gehalten
werden muß, empfiehlt es sich, den Läuferkreislauf vom Ständerkreislauf abtrennbar
auszubilden. Im Läuferkreislauf und im Ständerkreislauf sind daher Schaltventilc
vorzusehen, die es ermöglichen, daß während des Anlaufens der Läuferkreislauf zusammen
mit dem Druckübertrager einen eigenen, in sich geschlossenen Kreislauf mit höherem
Druckniveau bildet als der davon getrennt verlaufende Ständerkreislauf. Während
des normalen Betriebes der Maschine kann dagegen durch entsprechende Umschaltung
der Schaltventile der Läuferkreislauf mit dem Ständerkreislauf susammengeschaltet
werden, wobei der Druckübertrager vom Läuferkreislauf abgetrennt ist. Beide Kreisläufe,
d.h. der Ständer- und der Läuferkreislauf haben jetzt das gleiche Druckniveau.
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Ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren 1 und 2 der
Zeichnung schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt die beiden KUhlkreisläufe der elektrischen
Asynchronmaschine während des Anlassens der Maschine, während Pig. 2 die Kühlkreisläufe
während des normalen Betriebes der Maschine darstellt.
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Die Ständerwicklung 1 und die Läuferwicklung 2 der elektrischen Asynchronmaschine
mit einem Kurzschlußläufer werden durch in einem geschlossenen Kreislauf geführtes
Wasser gekühlt.
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Die Pfeile in der Zeichnung geben den jeweiligen Strömungsverlauf
des Kühlwassers wieder. Während des Anfahrens der Asynchronmaschine sind die Kühlkreisläufe
fUr die Ständerwicklung 1 und die Läuferwicklung 2 voneinander getrennt. Das fUr
die Kühlung der Stinderwicklung 1 erforderliche Kühlwasser wird von der Pumpe 9
gefördert und über ein mechanisches Filter 4 der Ständerwicklung 1 zugeführt. Nachdem
es aus der Ständerwicklung 1 Wärme aufgenommen hat, wird es über den Rückkühler
5 und dem Schaltventil 6 wieder von der Pumpe 3 angesaugt. Das für die Kühlung der
Läuferwicklung 2 dienende Kühlwasser wird dageSrelL von der Pumpe 7 über das Schaltventil
8 direkt der Läuferwiclclung 2 zugeführt, und dann über ein weiteres Schaltventil
9 und dem Rückkühler 10 wieder von der Pumpe 7 angesaugte Mit diesem Läuferkühlkreislauf
ist über das Schaltventil 11 der Druckübertrager 12 verbunden. Dieser Druckübertrager
kann als Hydrospeicher ausgebildet sein und mit Hilfe von Druckluft, die dem Hydrospeicher
zugeführt wird, wird der gesamte Läuferkühlkreislauf auf ein hohe Druckniveau gebracht,
das so benissen ist, daß im gesamten Kreislauf keinerlei Sieden oder Verdampfen
des Kühlwassers auftreten kann.
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Während deo normalen Betriebes der Maschine ist dagegen ein derartiges
hohes Druckniveu innerhalb des Läuferkühlkreislaufes nicht mehr erforderlich. Daher
ist der Druckübertrager 1 2
durch das Schaltventil ii vom LäuferkUhlkreislauf
abgeschaltet (siehe lvig. 2). Im Ständer und im Läuferkühlkreis herrscht mitilin
der gleiche Druck, so daß beide Kühlkreisläufe teilweise zusammengeschaltet werden
können. Dazu wird mit Hilfe des Schaltventils 6 die Pumpe 3 abgeschaltet, ebenso
mit Hilfe des Schaltventils 9 der Rllckkühler 10. Das aus der Ständerwicklung 1
und der Läuferwicklung 2 austretende Kühlwasser wird gemeinsam über den Rückkühler
5 geleitet und von der Pumpe 7 gefördert.
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Nach Austritt aus der Pumpe 7 läuft das gesamte Kühlwasser über den
mechanischen filter 4 und wird dann den beiden in kühlungstechnischer Hinsicht parallel
geschalteten Wicklungen 1 und 2 wisierum zugeführt.
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2 Figuren 4 Ansprüche