DE2423853B2 - Geschlossene elektrische maschine - Google Patents

Description

d.h. mit deren Nachteilen behaftet, wenngleich im Kühlwirkung würde auch eine Umkehrung der Ströletztgenannten Fall keine gesonder'en Ansatzrohre mungc-iehtung der Innenlufueilströme insgesamt nichts notwendig sind. ändern.

Aus der DT-PS 14 88 566 ist eine offene, durchzugsbe- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der

lüftete elektrische Maschine ohne Wärmetauscher 5 Zeichnung dargestellt und nachfolgend erläutert bekanntgeworden, bei der axiale Luftkanäle im Läufer F i g. 1 zeigt einen schematischen Längsschnitt nach

abwechselnd an der einen bzw. an der anderen der Linie 1-1 durch die obere Maschinenhälfte und Stirnseite abgedeckt sind und somit ir abwechselnder Fig.2 einen Querschnitt des Gegenstandes nach

Richtung auf ihrer gesamten Lance von der Kühlluft F i g. 1 ohne Läufer entlang der linie H-II. durchströmt werden. Die Kühlluft wird nach dem 10 Die Maschine 1 trägt auf der Welle 2 einen Läufer 3 Verlassen der axialen Luftkanäle durch jeweils stirnsei- (Kurzschlußläufer) mit radialen Läuferkühlschliizen 4, tige Lüfter über die Ständerwickelköpfe nach ai.3en ins die durch um die Welle konzentrisch angeordnete, an Freie geblasen. Die Ständer- und Läuferblechpakete einer Endseite verschlossene axiale Luftkanäle 5 weisen kc'.ne radialen Kühlschlitze auf, so daß eine mit abwechselnd auf der einen bzw. anderen Läuferstirnseiden vorgenannten Maschinenbelüftungen vergleichbare 15 te in den Druckraum des betreffenden stirnseitig vor Kühlung insbesondere des Ständerblechpaketes nicht dem Läufer 3 angeordneten Lüfters 6 bzw. 7 münden möglich ist. Die abwechselnd axial durchströmten und an dem jeweils anderen Ende durch eine Wand 8 Luftkanäle im Läufer vergleichmäßigen im Läufer abgeschlossen sind, die als Druckplatte für das lediglich die axiale Temperaturverteilung, wohingegen Läuferblechpaket mitbenutzt und vorzugsweise mit in radialer Richtung eine derartige Vergleichmäßigung 20 Zahnvorsprüngen zur Abdeckung der betreffenden nicht möglich ist. Im Ständer selbst ist weder in radialer Enden der Luftkanäle versehen ist. noch in axialer Richtung eine Vergleichmäßigung der Somit treibt jeder Lüfter 6, 7 über die halbe Anzahl

Temperatur erreichbar. Auch bei diesen Maschinen ist der jeweils parallelgeschalteten Luftkanäle 5 den einen tomit ein Temperaturanstieg zur Mitte des Ständer- und Teil seines lnnenluftteilstromes in sämtliche Läuferkühl-Läuferblechpaketes unvermeidlich, der wegen der 25 schlitze 4, von wo er in die Ständerkühlschlitze 9 fließt fehlenden radialen Kühlschlitze größer als bei Maschi- und radial in die axial erstreckten offenen Kammern 10 nen mit solchen Kühlschlitzen sein wird. des zwischen dem Ständerrücken und dem Gehäuse-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mantel liegenden Wärmetauschers 11 einströmt, und geschlossene elektrische Maschine der eingangs ge- den anderen Teil seines Innenluftstromes unmittelbar rannten Art zu schaffen, bei der ohne Trennwände, jo über die Ständerwickelköpfe 12 bzw. 13 und von dort Ansatzrohre u.dgl. Mehraufwand eine bessere und über endseitige Lufteinlässe 14, 15 in die Kammern 10. gleichmäßigere Kühlung der Läufer- und Ständerblech- Die endseitigen Lufteinlässe 14 jeder zweiten am pakete und der Ständerwickelköpfe erreicht wiru. Umfang nebeneinanderliegenden Kammer liegen auf

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach der der AS-Seite, die endseitigen Lufteinlässe 15 der Erfindung dadurch, daß die axialen Luftkanäle des ₃₅ dazwischenliegenden Kammern auf der BS-Seite. Läufers jeweils an abwechselnden Stirnseiten abge- Entsprechendes gilt für die endseitigen Luftauslässe 16, schlossen sind, daß die Innenluftdurchlässe der Kam- 17, so daß in den Kammern 10 von den Innenluftteilströmern sich über den ganzen Ständerbereich erstrecken, men über die Ständerwickelköpfe bestimmte abwechdaß die radialen Ständerschlitze unmittelbar in die selnde Strömungsrichtungen vorliegen. Die die radialen Innenluftdurchlässe münden und daß jeder Ständerwik- ₄₀ Läufer- und Ständerkühlschlitze 4, 9 durchströmenden kelkopf jeweils zwischen der Druckseite eines Lüfters anderen lnnenluftteilströme mischen sich bereits zum und den betreffenden endseitigen Lufteinlässen liegt. Teil in den radialen Läufer- und Ständerkühlschhtzen

Durch diese Maßnahmen wird in jedem radialen selbst und teilen sich wegen ihrer Umfangsbewegung Läufer- und Ständerkühlschlitz eine Mischung aus von am Austritt der Ständerkühlschlitze 9 auf samtliche beiden Sirnseiten her zuströmenden Innenluftteilmen- ₄₅ Kammern 10 auf und vermischen sich dort mit den über gen mit unterschiedlichen Weglängen und Temperatu- die Ständerwickelköpfe 12, 13 fließenden Innenluftteilren gebildet, welche Mischung in allen radialen strömen. In Fig. 1 ist auf der AS-Seite die geschnittene Schlitzen praktisch gleiche Temperatur hat, zumal Kammer 10 nur auslaßseitig und auf der BS-Seite nur keinerlei partielle Stauungen der in die Kammern einlaßseitig geöffnet, bei den benachbarten Kammern eintretenden Teilmengen der lnnenluftteilströme wegen 50 ist umgekehrt die AS-Seite einlaßseitig und die BS-Seite der unmittelbaren Zuordnung der Ständerkühlschlitze auslaßseitig mit den Lüftern 6 bzw. 7 in Verbindung, zu den freien Kammern auftreten. Die gleichmäßige In Fig.2 ist für die AS-Seite gezeigt, daß jedem

Kühlung der Läufer- und Ständerblechpakete geht offenen Lufteinlaß 15 einer Kammer 10 ein durch eine einher mit einer davon unbeeinflußten intensiven Abdeckung; 18 verschlossener Lufteinlaß benachbart ist. Kühlung der Wickelköpfe, da die über diese geführten ₅₅ Gleiches gilt für die Luftauslässe 17 auf der ^A^^lte Teilmengen der lnnenluftteilströme parallel zu den die und Entsprechendes für die BS-Seite. Von den beiden Blechpakete kühlenden Teilmengen der Innenluftteil- Stirnseiten des Kurzschlußläufers 3 wird somit Innen utt ströme vorher abgezweigt und erst in Gen Kammern mit durch jeweils die halbe Anzahl der axialen Luttkanale letzteren zusammengeführt werden. Damit ist auch bei zugeführt. An den Läufer- und Standerkuhlschlitzen 4,9 der Rückkühlung in den Kammern eine völlig 60 strömt die Summe der lnnenluftteilströme radial zu den gleichmäßige Kühlung für alle lnnenluftteilströme offenen Kammern 10 und wird in diesen zur AS- bzw_ insgesamt erreicht, da jeweils in der einen Kammer eine BS-Seite zu den dortigen Luftauslassen 16 Gleichstromkühlung und jeweils in der benachbarten umgelenkt. Die über die Ständerwickelkopfe 12, anderen Kammer eine Gegenstromkühlung der in den strömenden Innenluftteilströme gelangen durcn die Kammern sich jeweils in gleicher Weise vermischenden 65 Lufteinlässe 14,15 in die benachbarten Kammern 10 und Innenluftteilmengen aus den beiden Innenluftteilströ- werden zusammen mit den besagten von den Lau ermen für die Wickelkopf- und die Blechpaketkühlung und Ständerkühlschlitzen kommenden Innenluftteilstroerfolet. An dieser vorteilhaften Vergleichmäßigung der men den Luftauslässen zugeführt.

Die Kühlrohre des Wärmetauschers 11 in den Kammern 10 sind in bekannter Weise gleichsinnig von Außenluft durchströmt, so daß für die Innenluft in den Kammern durch den Wärmetauscher eine gemischte, ausgeglichene Gleichstrom-Gegenstromkühlung eintritt. Da sich beide Innenluftteilströme in der besagten Weise in den Läufer- und Ständerkühlschlitzen 4, 9 sowie in den Kammern 10 miteinander mischen, gleichen sich die Temperaturunterschiede der Innenluft praktisch aus.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Paientanspruch:

   Geschlossene elektrische Maschine mit einem radiale Ständerkühlschlitze aufweisenden Ständer, mit einem radiale Läuferkühlschlitze sowie mit diesen verbundene einseitig abgeschlossene axiale Luftkanäle aufweisendem Läufer und mit einem zwischen dem Ständerrücken und dem Gehäusemantel liegenden. Kühlrohre für die Außenluft enthaltenden und in umfangsseitig nebeneinanderliegende, sich axial erstreckende Kammern unterteilten Wärmetauscher, wobei die Kammern jeweils in halber Anzahl strömungsmäßig parallelgeschaltet sind und zum Ständerrücken hin Innenluftdurchlässe haben, sowie mit an beiden Stirnseiten angeordneten Lüftern, die die Innenluft im Kreislauf über die Siänderwickelköpfe, die axialen Luftkanäle sowie die Läufer- und Ständerkühlschlilze und ferner durch einseitige Luftein- und -auslasse der Kammern durch diese treiben, welche Lufteinlässe und Luftauslässe abwechselnd vertauscht angeordnet sind und sämtliche Lufteinlässe auf der AS-Seite mit dem einen Lüfter und sämtliche Lufteinlässe auf der BS-Seite mit dem anderen Lüfter in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Luftkanäle (5) des Läufers jeweils an abwechselnden Stirnseiten abgeschlossen sind, daß die Innenluftdurchlässe der Kammern (10) sich über den ganzen Ständerbereich erstrecken, daß die radialen Ständerschlitze (9) unmittelbar in die Innenluftdurchlässe münden und daß jeder Ständerwickelkopf (12, 13) jeweils zwischen der Druckseite eines Lüfters und den betreffenden endseitigen Lufteinlässen(14,15) liegt.

   Die Erfindung bezieht sich auf eine geschlossene elektrische Maschine mit einem radiale Ständerkühlschlitze aufweisender Ständer, mit einem radiale Läuferkühlschlitze sowie mit diesen verbundene, einsei tig abgeschlossene axiale Luftkanäle aufweisendem Läufer und mit einem zwischen dem Ständerrücken und dem Gehäusemantel liegenden, Kühlrohre für die Außenluft enthaltenden und in umfangsseitig nebeneinanderliegende, sich axial erstreckende Kammern unterteilten Wärmetauscher, wobei die Kammern jeweils in halber Anzahl strömungsmäßig parallelgeschaltet sind und zum Ständerrücken hin Innenluftdurchlässe haben, sowie mit an beiden Stirnseiten angeordneten Lüftern, die die Innenluft im Kreislauf über die Ständerwickelköpfe, die axialen Luftkanäle sowie die Läufer- und Ständerkühlschlitze und ferner durch einseitige Luftein- und -auslasse der Kammern durch diese treiben, welche Lufteinlässe und Luftauslässe abwechselnd vertauscht angeordnet sind und sämtliche Lufteinlässe auf der AS-Seite mit dem einen Lufter und sämtliche Lufteinlässe auf der BS-Seite mit dem anderen Lüfter in Verbindung stehen.

   Eine geschlossene Maschine der genannten Art ist aus der CH-PS 2 29 946, Fig.5, bekanntgeworden. Bei dieser Maschine sind im Läufer und Ständer konstruktiv aufwendige mittige Trennwände für die Innenluft vorgesehen. Die Trennwand im Läufer zwingt die von den Lüftern über besondere Ansatzrohre stirnseitig in die axialen Luftkanäle des Läufers geförderten beiden Innenluftteilströme in die radialen Läufer- und Ständerkühlschlitze und von dort durch eine vom Ständerrükken her durch eine Öffnung im Ständermantel ragende mittige Trennwand in einen Zwischenraum zwischen Ständermantel und Ständerrücken axial nach außen zu den über die Ständerwickelköpfe ansaugenden Lüftern hin. Von dort wird die Innenluft über die Lufteinlässe in die Kammern gedrückt und strömt zum Teil nach relativ geringem Wärmeaustausch über nur einen Teil des Wärmeaustauschweges durch die Innenluftdurchlässe ίο und die Öffnung im Ständermantel wieder dem Zwischenraum zu, während der andere Teil weiter durch die Kammern und deren am äußeren Ende befindliche Luftauslässe den Ansatzrohren der Luftkanäle im Läufer zugeführt wird. Die Innenluftdurchlässe der Kammern erstrecken sich hierbei axial nur über den äußeren Teil des Ständerbereiches, wogegen die Öffnung im Ständermantel sich nur über den mittleren Teil des Ständerbereiches erstreckt, so daß eine Umlenkung der aus den Kammern durch die Innenluftdurchlässe austretenden Innenluft erfolgt und die aus den radialen Ständerkühlschlitzen austretende Innenluft nicht über die Öffnung und die Innenluftdurchlässe in die Kammern direkt gelangen kann. Die aufwendige Konstruktion mit Trennwänden, Zwischenräumen und Ansatzrohren beeinträchtigt wegen der geschilderten Innenluftführung die Luftströmung und damit die Kühlung insgesamt. Darüber hinaus ist durch die bekannte Innenluftführung eine ungleichmäßige Kühlung des Läufers und Ständers sowie der Ständerwickelköpfe unvermeidlich, da durch unterschiedlich lange Innenluftwege Läufer und Ständer zur Mitte hin zunehmend schlechter gekühlt werden und die Ständerwickelköpfe von einer Mischung der ungekühlt aus den Ständerkühlschlitzen tretenden Innenluftteilmenge und der aus den Kammern zugeführten, nur unvollkommen rückgekühlten Innenluftteilmenge belüftet werden. Jeder Ständerwickelkopf liegt dabei zwischen der Saugseite des betreffenden Lüfters und dem Zwischenraum zwischen Ständerrücken und Ständermantel. Eine Umkehrung der Strömungsrichtung der Innenluftteilströnie durch Vertauschen von Druck- und Saugseite des Lüfters kann die Kühlverhältnisse nicht verbessern, da die Strömungsrichtung ohne Einfluß auf die Kühlung ist.

   Aus den CONTI ELEKTRO-Berichten von juli/Dezember 1967, insbesondere Bild 1 auf Seite 93, ist eine vergleichbare geschlossene Maschine bekanntgeworden, die ebenfalls mittige Trennwände aufweist. Zwar liegt hier jeder Ständerwickelkopf zwischen der Druckseite des zugeordneten Lüfters und einem Lufteinlaß zu den Kammern, jedoch sind die Lufteinlässe den Stirnseiten des Ständerblechpaketes benachbart, so daß sich die über Ständerwickelköpfe geführten Innenluftteilmengen der beiden zur Maschinenmitte symmetrischen Innenluftteilströme in den Kammern mit den in diese durch die sich über den Ständerbereich erstreckende Innenluftdurchlässe gelangenden Innenluftteilmengen gleichsinnig von der Mitte nach außen hin strömend vermischen. Zwar wird hier jedem Ständerwickelkopf rückgekühlte Innenluft von den endseitigen Luftauslässen der Kammern zugeführt, jedoch ist die Rückkühlung nur auf höchstens der halben Kammerlänge wirksam, da die zusammengehörigen Luftein- und -auslasse der beiden Innenluftteilströme auf jeweils der gleichen Seite der Maschine angeordnet sind. Die Kühlung der Blechpakete von Läufer und Ständer ist dagegen mit der vorbeschriebenen bekannten Maschine nach der CH-PS 2 29 946 vergleichbar.