DE6930488U

DE6930488U - Anordnung zur kuehlung der rotoren elektrischer maschinen, insbesondere elektrischer kleinmotoren.

Info

Publication number: DE6930488U
Application number: DE6930488U
Authority: DE
Original assignee: Electrolux AB
Current assignee: Electrolux AB
Priority date: 1969-08-01
Filing date: 1969-08-01
Publication date: 1971-11-25

Description

Der PXte'ntanwAi;!⁵ EtfjPL-lNG. VY.;,Beyer

FRANKFURT/MAIN FREIHERR-VOM-STEIN-STRASSE 1«

In Sachen: A₇ .

Aktiebolaget
Electrol-ux
Stockholm /Schweden

Priorität der schwed. Patentanmeldung No.12 190/68 vom 11. September 1968

Anordnung zur Kühlung der Rotoren elektrischer Maschinen, insbesonderer elektrischer Kleinmotoren

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kühlung der Rotoren elektrischer Maschinen, insbesonderer elektrischer Kleinmotoren, bei denen der Eisenkern des Rotors von einem mit Nuten zur Aufnahme der Wicklung versehenen Blechpaket gebildet ist und die Wickelköpfe von an den Paketenden angeordneten Stirnplatten aus Isoliermaterial abgestützt sind.

Es ist bekannt, zur Erzeugung eines Kühlluftstromes und somit zur Herabsetzung der Rotortemperatur auf der Rotorwelle ein Lüfterrad anzuordnen. Ebenso ist es bekannt, unmittelbar an der Aussenseite wenigstens einer Rotorstirnplatte Lüfterschaufeln vorzusehen, die zusammen mit dem Rotor umlaufen. In beiden Fällen handelt es sich praktisch um Lüfterräder, durch welche sowohl das Gewicht wie die Kosten des Rotors steigen. Ausserdem werden bei den bekannten Anordnungen Wirbelungen innerhalb des Kühlluftstromes erzeugt, die sich nachteilig auf den Gesamtwirkungsgrad der Maschine auswirken.

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Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen, indem weder ein gesondertes Lüfterrad noch unmittelbar an der bzw« den RotorstirnpiLatten angeordnete Lüfterschaufeln verwendet werden. Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass an den zum Ständerblechpaket und zur Rotorwelle weisenden Enden der Stirnplatten Kanäle gebildet sind, die so angeordnet sind, daß zwischen ihren Endabschnitten bei der Drehung des Rotors eine Druckdifferenz entsteht;, die einei Kühlluft strom durch den Rotor zur Folge hat.

Die einlaßseitigen Abschnitte der Kühlkanäle befinden sich dabei in der Nähe der Rotorwelle und die auslaßseitigen Abschnitte sind an der Peripherie des Rotors angeordnet. Wenn der Rotor sich um seine Achse dreh^, wird die Luft in μ

denlKanälen beschleunigt, was ein Absinken des statischen ¥■ Druckes an den Kanalauslässen zur Folge hat. Es entsteht somit eine Druckdifferenz zwischen dem Einlaßabschnitt und dem Auslaßabschnitt eines jeden Kanals, wodurch ein Luftstrom durch den Rotor erzeugt wird. Auf diese Weise wird die Notwendigkeit eines getrennten Lüfterrades zur Erzeugung des Kühiluftstromes durch den Rotor vermieden, während gleichzeitig eine beträchtliche Materialeinsparung sowie ein leichteres Rotorgewicht erreicht werden. Bei elektrischen Maschinen, die mit hohen Drehzahlen arbeiten, wie dies bei- || spielsweise bei Kleinmotoren der Fall ist, ist eine Anord- f| nung nach der Erfindung besonders vorteilhaft. W.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nach- ·*? stehenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestell- |, ■ ten Ausführungsbeispiels. Es seigen :

Fig. 1 die vollständige Ansicht eines Rotors für elektrische Maschinen,

Fig. 2 in Stirnansicht die Aussenseite einer Rotorstirnplatte ,

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Fig. 3 eine Seitenansicht der Stirnplatte nach Fig. 2,

Fig. 4- in perspektivischer Darstellung eine Ansicht der gegen das Ständerblechpaket gerichteten Seite einer Rotorstirnplatte,

Fig= 5 ein einzelnes Blech des Ständerblechpakets und

Fig. 6 in Prinzipdarstellung einen Längsschnitt durch das Rotorblechpaket zur Verdeutlichung der im Blechpaket gebildeten Kühlkanäle.

Gemäss der Darstellung in Fig. 1 befindet sich auf einer Rotorwelle 1 ein Eisenkern in Form eines Blechpaketes 2. Die einzelnen Bleche 3 des Blechpakets sind mit Aussparungen zur Bildung von Nuten innerhalb des Ständerblechpaketes versehen, welche die Rotorwicklung aufnehmen«. Die Wickelköpfe 5»6 werden an beiden Seiten des Blechpakets von Stirnplatten 7»8 aus elektrischem Isoliermaterial abgestützt. An den einen Wickelkopf schließt sich ein Kommutator 9 auf der Rotorwelle 1 can, dessen Segmente in bekannter Weise mit den Drähten der Rotorwicklung verbunden sind.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, besteht eine Jede Stirnplatte 7»8 aus einem die Rotorwelle 1 umschließenden zylindrischen Teil 10 und einem im wesentlichen radial an diesem anschließenden Flanschteil 11. Der Flanschteil 11 hat verzugsweise den gleicher». Querschnitt wie die Bleche 3 des Rotorblechpaketes 2. Der Einlaßabschnitt 12 der Kühlkanäle wird von einer Vielzahl axialer Aussparungen an der Innenseite des zylindrischen Teils 10 einer jeden Stirnplatte gebildet, und der Auslaßabschnitt 13 besteht aus einer Vielzahl radialer Ausnehmungen, die mit den axialen Ausnehmungen in Verbindung stehen und im Flanschteil 11 einer Jeden Stirnplatte vorgesehen sind.

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Während der Drehung des Rotors um die Achse der Rotorwelle 1 wird Luft aus dem Auslaßabschnitt 13 der Kühlkanäle mit einer Geschwindigkeit herausgeschleudert, die grosser als die Einlassgeschwindigkeit ist, aber durch einen Unterdruck im Auslaßabschnitt 13 im Verhältnis zum Einlaßab* schnitt 12 erzeugt wird. Diese Druckdifferenz ruft einen Luftstrom durch die Kühlkanäle hervor,, Bei ihrem Weg durch die Kühlkanäle kühlt die Luft die Rotorwicklung, insbesondere r -χ die Wickelköpfe und die Stirnseiten des Rotorblechpaketes

Eine wirksame Kühlung des Inneren des Rotorblechpakets 2 wird dadurch erhalten, dass in den Blechen 3 des Blechpakets 2 durchlässe vorgesehen sind, die parallel zur Rotorwelle 1 verlaufen und die Kühlkanäle in den beiden Stirnplatten 7,8 miteinander verbinden. Die Paketbleche 3» ä-ie aus dünnen Blechzuschnitten bestehen, haben gemäss Fig. 5 an ihrem Aussenumfang eine Vielzahl radial gerichteter Zähne, zwischen denen Nuten 4 zur Aufnahme der Rotorwicklung gebildet sind. In der Mitte sind die Bleche 3 mit je einer runden Durchbrechung 15 zur Montage auf der Rotorwelle 1 versehen. Die Zentraldurchbrechungen 15 sind an O ihrem Umfang mit Erweiterungen 16 versehen, welche im zusammengesetzten Rotorblechpaket 2 Kanäle bilden, die parallel zur Rotorwelle 1 verlaufen.

Durch Anordnung der Kühlluftkanäle teilweise in den Stirnplatten 7,8, teilweise im Rotorblechpaket 2 selbst wird eine wirksame Kühlung sowohl der Eotox"wicklung wie auch des Blechpsketes bei der Drehung des Rotors erhalten. Diese Kühlung wird allein durch geeignete Formgebung vorhandener Rotorteile ohne zusätzliche Benutzung kostensteigander sonstiger Teile in der Form eines Lüfterrades od.dgl. erreicht. Da die Stirnplatten 7,8 die Wickelköpfe tragen, sind sie vorzugsweise aus einem Kunststoff hergestellt, der sich bei seiner Formgebung leicht mit den für die Kühlluftkanäle erforderlichen Aussparungen versehen läßt.

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Es ist ebenso einfach, die Pakefbleche 3 beim Stanzen der Zähne 14 und der Zentraldurchbrechungen 15 mit den Erweiterungen 16 zmr Bildung der Axialkanäle 17 zu versehen. Durch Verwendung vorhandener Rotorteile, die bei der Drehung des Rotors einen Luftstrom erzeugen und leiten, wird eine einfache, leichte und billige Rotorkonstruktion erhalten.

Die vorbeschriebene und dargestellte Ausführungsform dient nur zur beispielsweisen Erläuterung der Erfindung, ohne diese zu beschränken. Es sind folglich verschiedene Abwandlungen innerhalb des Erfindungsgedankens denkbar. So können beispielsweise bei einer anderen Äusführungsform_t wenn die dortigen Bedingungen ein Ansaugen von Kühlluft über beide Stirnplatten des Rotors nicht erlauben, Axialkanäle 12 für den Lufteintritt nur in einer der beiden Stirnplatten vorgesehen sein, und der Kühllufttransport zu der anderen Stirnplatte wird dann über axiale Kanäle 17 i^i Ständerblechpaket geführt.

Patentansprüche / EIL 234 hg/ 31.7.1969

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Claims

Anm.s Aktiebolaget Electirolux ' AzVs G 69\$o 488.7 Stockholm/Schweden \^ Ansprüche

1. Anordnung zur Kühlung des mit einer Drahtwicklung ver-' sehenen Läufers eines elektrischen Kleinmotors, "bei

• welchem die Vickelköpfe des Läufers durch Stirnplatten aus Isoliermaterial abgestützt sind, an deren gegen die Stirnenden eines genuteten Bleehpakets mit gleichem Querschnitt wie dieses anliegenden Flanschteilen die Läuferwelle umfassende zylindrische Nabenteile ansetzen_? dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnplatten (7,8) in der Nabenbohrung axial gerichtete Aussparungen (12) und an den gegen das Blechpaket (2) weisenden Flanschseiten radial zwischen den Nuten ver™ laufende Aussparungen (13) aufweisen, die am Übergang vom Nabenteil (1o) zum Flanschteil (11) miteinander verbunden und an ihren freien Enden offen sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Läuferwelle 1 Durchlässe (17) in dem Läuferblechpaket (2) angeordnet sind, welche die Aussparungen (12, 13) in den beiden Stirnplatten (7, 8) miteinander verbinden.

3. Anorndung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe (17) im Läuferblechpaket (2) durch eine Anzahl radiale Erweiterungen (16) der die Läuferwelle (1) aufnehmenden Zentraldurchbrechung (15) eines jeden Paketbleches (3) gebildet sind.

EL 234 HG/14.4.197-1

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