DE3306775A1

DE3306775A1 - Kuehleinrichtung fuer elektrische maschinen nach dem kreuzstromkuehlerprinzip

Info

Publication number: DE3306775A1
Application number: DE19833306775
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr.-Ing. 1000 Berlin Meister
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Lloyd Dynamowerke GmbH
Priority date: 1983-02-23
Filing date: 1983-02-23
Publication date: 1984-08-23
Also published as: DE3306775C2

Description

Kühleinrichtung für elektrische Maschinen
nach dem Kreuzstromkühlerprinzip Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühleinrichtung für eine elektrische Maschine entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Kühleinrichtung ist durch den Katalog MK 52 T, Teil B3, Ausgabe 2, Oktober 1981 der Firma ASEA bekannt.
Bei der bekannten Kühleinrichtung sind die rückkühlenden Rohre in einem Aufsatzkühler oberhalb der elektrischen Maschine angeordnet. In der Praxis hat sich gezeigt, daß damit keine optimald Kühlung erreichbar ist, weil der untere Teil der Maschine an den oberhalb der Maschine angeordneten Kreuzstromkühler weniger Wärme abgeben kann als der obere Teil.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühleinrichtung nach dem Kreuzstromkühlerprinzip vorzusehen, bei der die rückkühlenden Rohre insgesamt dicht an der Wärmequelle, d.h. am Blechpaket der Maschine angeordnet sind, wobei der Strömungswiderstand für die warme Luft im Bereich der Kühlrohre b.esonders günstig sein soll.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Dadurch, daß die Kühlrohre um den gesamten Umfang der Maschine angeordnet sind, steht zur Kühlung eine besonders große Fläche zur VerfUgung, wobei erst durch den Polygonzug der Teilbündel eine optimale Kühlung möglichst dicht an der Wärmequelle erreicht wird. Infolge der besonderen Anordnung der Kühlrohre zueinander wird darüber hinaus der Strömungswiderstand für die warme Luft besonders niedrig, so daß auch hierdurch die Wärmeabfuhr erleichtert wird. Zusätzlich ergibt sich mit der Kühleinrichtung nach der Erfindung der Vorteil eines schwingungsfest geschlossenen Kastens.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Kühleinrichtung nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung soll anhand eines in der Zeichnung dargestellten usführunbeispiels nachfolgend erläutert werden.
Es zeigen Fig. 1 das Prinzip der Luftführung im Innenkreis der Khleinrichtung bei einem Längsschnitt durch die elektrische Maschine, Fig. 2 die Anordnung der Kühlrohre im Gehäuse und Fig. 3 die gegenseitige Zuordnung der Kühlrohre im Teilbündel.
In dem in Fig. 1 dargestellten schnitt durch die obere ifälfte einer elektrischen Maschine ist deren geblechter Rotor mit 4 und deren qeblechter Stator mit 5 bezeichnet.
Der Rotor der Maschine wird von einer Welle 3 getragen.
Beim Betrieb der elektrischen Maschine wird durch den in den Wicklungen 9 fließenden elektrischen Strom Wärme erzeugt, die durch radial verlaufende Luftführungsschlitze 12 im Rotor 4 und Stator 5 abgeführt wird.
Dazu ist die durch Pfeile angedeutete beidseitige Belüftung (mit einem zusätzlichen By-Pass durch die Wickelköpfe der Wicklung 9) vorgesehen. Die Luft wird dabei im Kreislauf durch unterhalb der Wickel köpfe angeordnete Radiallüfter 6 bewegt.
Die warme Luft wird durch Kühlrohre 1, die sich längs der Maschine erstrecken, rückgekühlt. Die RückkUhlunc3 erfolgt nach dem Kreuzstromkühlerprinzip durch den Luftstrom seitlich begrenzende Trennwände 13. Die warme Luft strömt dabei in Zu- bzw. Abströmräume 8, die sich zwischen dem radial innersten Kühlrohr 16 und dem Maschinenmantel 15 befinden. Radial außerhalb der Kühlrohre 1 sind Umströmräume 7 zwischen dem radial äußersten Kühlrohr 14 und der Außengehäusewand 2 zur Rückführung der gekühlten Luft zu den Radiallüftern 6 vorgesehen.
Die spezielle Anordnung der Kühlrohre 1 erkennt man aus der Fig. 2. Danach sind die in Langsrichtung der Maschine sich erstreckenden Kühlrohre 1 in Teilbündeln 11 um den Maschinenumfang herum in einem im Querschnitt eckigen, durch die Außengehäusewand 2 gebildeten Gehäuse angeordnet. Die Teilbündel 11 bilden im Querschnitt zur Maschinenlängsachse einen jeweils durch massive Rippen 10 unterteilten Polygonzug. Innerhalb der Teilbündel sind die Kühlrohre 1 versetzt gegeneinander in Zeilen angeordnet.
Um den Strömungswiderstand der Kühlrohre 1 innerhalb der Teilbündel besonders günstig zu beeinflussen, ist - wie aus Fig. 3 im einzelnen zu erkennen - das Verhaltnis des abstands a senkrecht zur Durchströmungsrichtung zwischen zwei in einer Zeile benachbarten Kühlrohren 1 eines Teilbündels 11 und dem überhaupt keinsten Abstand a' zweier benachbarter Kühlrohre 1 zwischen 1,5 und 2,0 gewählt.
Die beste Rückkühlung durch Anordnung möglichst vieler Kühlrohre 1 im Teilbündel 11 läßt sich bei einem Win- kel γ erzielen, den eine Zeile der Kühlrohre 1 mit einer der benachbarten Rippen 10 einschließt, wenn t so bemessen ist, daß alle Kühlrohre 1 gleichen Abstand zu dieser Rippe 10 aufweisen. Es muß also sein: cos = a + d äußere + d) Dabei ist mit d der äußere Durchmesser der Kühlrohre 1 bezeichnet.

Claims

Kühleinrichtung für elektrische Maschinen nach dem Kreuzstromkühlerprinzip Patentansprüche Kühleinrichtung filr eine elektrische Maschine, bei der die warme Luft aus einem Zu- und Abströmraum im Innern der Maschine nach dem Kreuzstromkühlerprinzip mittels führender Trennwände zunächst zwischen rückkühlende Kühlrohre, dann zu einem durch eine Außengehäusewand begrenzten Umströmraum und anschließend wieder zurück zu dem Zu- und Abströmraum im geschlossenen Kreislauf geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß - die in Längsrichtung der Maschine sich erstreckenden Kühlrohre (1) in Teilbündeln (11) um den Maschinenumfang herum in einem im Querschnitt eckigen Gehåuse angeordnet sind, - dabei die Teilbündel (11) im Querschnitt zur Maschinenlängsachse einen jeweils durch massive Rippen (10) unterteilten Polygonzug bilden, - die Kühlrohre (1) versetzt gegeneinander in Zeilen in den Teilbündeln (11) angeordnet sind und - der Umströmraum (7) sich zwischen der radial äußersten Kühlrohrzeile (14) und der Außengehäusewand (2) sowie der Zu- und Abströmraum (8) sich zwischen der radial innersten Kiihlrohrzeile (16) und dem:Maschinenmantel (15) befinden.
2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des lichten Abstands (a) senkrecht zur Durchströmungsrichtung zwischen zwei in einer Zeile le benachbarten Kühlrohren (1) eines Teilbündels (11) und dem überhaupt kleinsten Abstand (a') zweier benachbarter KUhlrohre (t) zwischen 1,5 und 2,0 liegt.
3. Kühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (V), den eine Zeile der Kühlrohre (1) mit einer der benachbarten Rippen (10) einschließt, so bemessen ist, daß alle Kühlrohre (1) gleichen Abstand zu dieser Rippe (10) aufweisen.