DES0037459MA - - Google Patents
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
Tag der Anmeldung: 4. Februar 1954 Bekanntgemacht am 19. April 1956Registration date: February 4, 1954. Advertised on April 19, 1956
DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE
Bei den bisher ausgeführten Belüftungsanordnungen für Stromwendermaschinen mit Fremdbelüftung, die keine radial verlaufenden Kühlschlitze im Ständer- und Läufereisen besitzen, werden grundsätzlich zwei Ausführungen unterschieden. Der Unterschied zwischen diesen beiden Ausführungen besteht darin, daß einmal die Kühlluft auf der dem Stromwender entgegengesetzten Seite der Maschine zugeführt wird und daß anderesmal ίο die Zuführung auf der Stromwenderseite erfolgt.In the case of the ventilation arrangements for commutator machines with external ventilation implemented so far, which do not have any radial cooling slots in the stator and rotor bars basically differentiated between two versions. The difference between these two versions is that once the cooling air on the opposite side of the commutator is fed to the machine and that at other times ίο the feed takes place on the commutator side.
Um die Be.lüftungsverhältnisse bei diesen Maschinen mit auf der Stromwenderseite vorgesehener Kühlluftzufuhr zu verbessern, wurde die Abluft des Stromwenders von der Kühlluft des Ständers abgezweigt und direkt nach außen geführt. Weiterhin sind bei dieser Ausführung Belüftungsanordnungen bekannt, bei denen die Abluft des Strom- ' wenders die Zuluft für das Läufereisen und die Läuferwicklung in besonderen Kanälen kreuzt.To the ventilation conditions in these machines with the one provided on the commutator side To improve the supply of cooling air, the exhaust air of the commutator was separated from the cooling air of the stand branched off and led directly to the outside. There are also ventilation arrangements in this design known, in which the exhaust air of the Strom- 'wender the supply air for the runner iron and the Rotor winding crosses in special channels.
Der wesentliche Nachteil einer Belüftungsanordnung mit einer der Stromwenderseite entgegengesetzt gelegenen Kühlluftzufuhr besteht darin, daß die dem Stromwender zugeführte Kühlluft, bevor sie denselben erreicht, bereits vorgewärmt ist. Die , Ausführung mit auf der Stromwenderseite gelegener Kühlluftzufuhr hat gleichfalls den Nachteil,The main disadvantage of a ventilation arrangement with one opposite to the commutator side located cooling air supply consists in the fact that the cooling air supplied to the commutator before it reaches the same, is already preheated. The, version with located on the commutator side The supply of cooling air also has the disadvantage
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daß die gleiche Kühlluft auf ihrem Weg nacheinander viele Verlustwärmequellen bestreichen und kühlen muß, so daß die Kühlluft die hinter dem Stromwender gelegenen Teile der Maschine erwärmt erreicht, wobei die .Gefahr besteht, daß diese Teile nicht genügend gekühlt werden. Ein weiterer Nachteil dieser Belüftungsanordnung besteht darin, daß der Bürstenstaub ganz oder teilweise in die Maschine gelangt, da eine einwandfreie Trennung der vom Stromwender abströmenden Kühlluft von der übrigen Kühlluft der Maschine nicht möglich ist, weil die Hauptströmungsrichtung der Kühlluft vom Stromwenderraum her in axialer Richtung durch die Maschine verläuft.that the same cooling air sweeps many heat loss sources one after the other on its way and must cool so that the cooling air heats the parts of the machine located behind the commutator reached, with the .Danger that these parts are not cooled enough. A Another disadvantage of this ventilation arrangement is that the brush dust wholly or partially gets into the machine, as there is a perfect separation of the flowing from the commutator Cooling air from the rest of the machine's cooling air is not possible because the main flow direction the cooling air from the commutator compartment runs in the axial direction through the machine.
Die Ablagerung des Bürstenstaubes auf den Wicklungsteilen ist aber besonders schädlich für die Maschine, da sie zur Bildung von Kriechwegen führt, die ihrerseits die Spannungsfestigkeit der Maschine wesentlich herabsetzen. Außerdem haben beide Belüftungsanordnungen noch den Nachteil, daß die in den Luftwegen vorhandenen Widerstände sehr groß sind, da die gesamte für die Kühlung des Ständers, und des Läufers erforderliche Kühlluft durch den engsten Querschnitt der Maschine gedrückt werden muß.The deposition of brush dust on the winding parts but is particularly harmful to the machine, since it leads to the formation of creepage distances leads, which in turn significantly reduce the dielectric strength of the machine. Also have Both ventilation arrangements still have the disadvantage that the resistances present in the airways are very large, since all of the cooling required for the stator and the rotor Cooling air must be forced through the narrowest cross-section of the machine.
Gemäß der Erfindung werden die Nachteile der bekannten Belüftungsanordnungen von Stromwendermaschinen mit Fremdbelüftung, die keine radial verlaufenden Kühlschlitze im Läufer und Ständer besitzen, dadurch vermieden, daß an mehreren in axialer Richtung verteilt liegenden Stellen der Maschine ringförmige Gehäuseräume vorge-. sehen sind, denen die Kühlluft zunächst zugeführt wird, und daß von den ringförmigen Gehäuseräumen aus die Kühlluftzufuhr zu den zu kühlenden Teilen der Maschine auf voneinander getrennten Kühlwegen erfolgt.According to the invention, the disadvantages of the known ventilation arrangements of commutator machines with external ventilation, which have no radially running cooling slots in the rotor and stator, thereby avoided that on several In front of the machine, annular housing spaces are distributed in the axial direction. can be seen to which the cooling air is initially supplied, and that of the annular housing spaces from the supply of cooling air to the parts of the machine to be cooled on separate ones Cooling paths takes place.
Die Zufuhr der von einem Lüfter gelieferten Kühlluft zu den einzelnen Ringräumen erfolgt vorzugsweise über einen gemeinsamen, am Gehäuse der Maschine vorgesehenen Lufteintrittskanal, der z. B. aus einem auf dem Ständerrücken der Maschine befestigten Teil, durch den die Kühlluft für den Ständer, die Wickelköpfe sowie den Stromwenderraum geführt wird, und aus einem an der Stirnseite der Maschine befestigten Teil, durch den die Kühlluft für den Läufer geleitet wird, besteht. Die Kühlluftzufuhr zu den zu kühlenden Teilen der Maschine erfolgt in an sich bekannter Weise zweckmäßig durch möglichst kurze, parallel zueinander verlaufende Und für sich abgeschlossene Kühlwege, wodurch eine genügende Kühlung aller Teile der Maschine sichergestellt ist. .Die Strömung der in nicht für sich abgeschlossenen Kanälen geführten Kühlluft wird in an sich bekannter Weise auf den Stromwender hin gerichtet.The cooling air supplied by a fan is preferably supplied to the individual annular spaces via a common air inlet duct provided on the machine housing, the z. B. from a fixed on the stand back of the machine part through which the cooling air for the stator, the winding heads and the commutator area is performed, and from one to the Front side of the machine attached part through which the cooling air for the runner is passed. The cooling air is supplied to the parts of the machine to be cooled in a manner known per se expedient by as short as possible, parallel and self-contained Cooling paths, which ensure sufficient cooling of all parts of the machine. .The current the cooling air conducted in not self-contained channels is in a manner known per se directed towards the commutator.
Um mit möglichst geringer Lüfterleistung auszukommen, werden die Kanäle in an sich bekannter Weise so ausgebildet, daß der Kühlluftwiderstand möglichst klein gehalten wird, was bekanntlich dadurch erreicht wird, daß der Querschnitt der einzelnen Kühlkanäle nach Möglichkeit über die ganze Länge konstant gehalten wird und die Verteilung der Kühlluft den Verlusten angepaßt ist. Zu diesem ' Zweck kann die Kühlluftzufuhr zu den Kanälen durch an sich bekannte Düsen und/oder Leitbleche, die insbesondere auswechselbar angeordnet sind, geregelt werden. Die Düsen bzw. Leitbleche werden in an sich bekannter Weise so ausgebildet, daß eine einwandfreie Kühlluftführung gewährleistet ist. Eine besonders günstige Ausnutzung der Kühlungsanordnung wird dadurch erreicht, daß durch eine entsprechende Kanalführung die Kühlluftführung der Selbstlüftung der Maschine angepaßt wird. Zur Verstärkung der Selbstlüftung der Maschine können dabei an verschiedenen Stellen des Läufers an sich bekannte Flügel vorgesehen werden.In order to get by with the lowest possible fan power, the channels are known per se Way designed so that the cooling air resistance is kept as small as possible, which is known as a result what is achieved is that the cross-section of the individual cooling channels as far as possible over the whole Length is kept constant and the distribution of the cooling air is adapted to the losses. To this' Purpose can be the supply of cooling air to the ducts through known nozzles and / or baffles, which are arranged in particular interchangeably, are regulated. The nozzles or baffles are designed in a manner known per se so that proper cooling air flow is guaranteed is. A particularly favorable utilization of the cooling arrangement is achieved in that by a corresponding ducting adapted the cooling air duct to the self-ventilation of the machine will. To increase the self-ventilation of the machine, the Runner known per se wings are provided.
Das Eindringen von Bürstenstaub in die Maschine kann dadurch vermieden werden, daß vor den Stromwender fahnen ein Ringkanal vorgesehen wird, der in an sich bekannter Weise als Überdruckdichtung ausgebildet wird.The penetration of brush dust into the machine can be avoided by the fact that before the commutator flags an annular channel is provided, which in a known manner as an overpressure seal is trained.
Die Kühlluft, die zur Kühlung des Stromwenders und der Wickelköpfe dient, kann vorzugsweise so geführt werden, daß sie auf der gleichen Seite wieder austritt, auf der sie zugeführt wird. Den Kühlkanälen des Läufers wird über den an der Stirnseite der Maschine vorgesehenen Teil des Lufteintrittskanals die Kühlluft so zugeführt, daß die Kühlluftzufuhr getrennt von der für den Stander und den Stromwender erfolgt. Die Kühlkanäle im Läufereisen können so angeordnet werden, daß der Kühlluftein- und -austritt auf der gleichen Seite liegen.The cooling air, which is used to cool the commutator and the winding heads, can preferably be so be guided that it exits again on the same side on which it is fed. The The rotor's cooling ducts are connected to the part of the machine provided on the face of the machine Air inlet duct the cooling air is supplied in such a way that the cooling air supply is separate from that for the stand and the commutator takes place. The cooling channels in the rotor iron can be arranged so that the cooling air inlet and outlet are on the same side.
Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt eine Wechselstromkommutatormaschine im Längsschnitt. Das Gehäuse der Maschine ist mit 1 bezeichnet und trägt den Lufteintrittskanal 2, der aus einem über den Ständerrücken geführten Kanalteil 3 und einem an der Stirnseite der Maschine angebrachten Kanalteil 4 besteht. Die Kühlluftzufuhr zum Läufer erfolgt also getrennt von der zum Ständer und zum Stromwender. Der Lufteintrittskanal 2 ist mit einer Öffnung 5 versehen, durch die die Kühlluft zügeführt wird. Mit 6 ist der Ständer bezeichnet, der die Erregerwicklung 7, die Wendepolwicklung 8 und die Kompensationswicklung 9 aufnimmt. Auf der Welle 10 ist der Läufern befestigt. Die Läuferwicklung 12 ist über die Stromwenderfahnen 13 mit dem Stromwender 14 elektrisch verbunden. Auf dem Stromwender 14 befinden sich die Bürsten 15, die vom Bürstenjoch 16 gehalten werden.The embodiment of the invention shown in the drawing shows an AC commutator machine in longitudinal section. The housing of the machine is denoted by 1 and carries the Air inlet duct 2, which consists of a duct part 3 guided over the back of the stand and one on the End face of the machine attached channel part 4 consists. The cooling air is supplied to the rotor so separate from the stand and commutator. The air inlet duct 2 is with a Provided opening 5 through which the cooling air is supplied. With 6 the stand is referred to, the the excitation winding 7, the reversing pole winding 8 and the compensation winding 9 takes up. on the shaft 10 is attached to the rotor. the The rotor winding 12 is electrically connected to the commutator 14 via the commutator flags 13. The brushes 15, which are held by the brush yoke 16, are located on the commutator 14 will.
Von dem Lufteintrittskanal 2 wird die Kühlluft zu den Ringräumen 17, 18, 19, 20, 21 und 22 geleitet. Die den Ringräumen 17, 18, 19, 20 und 21 zugeführte Kühlluftmenge kann mit Hilfe der auswechselbar an den Eintrittsöffnungen der Ringräume vorgesehenen bekannten Blenden, Leitbleche oder Düsen 23, 24, 25, 26 und 27 eingestellt werden. Die Düsen 28, 29 dienen zur Einstellung der Kühlluftmenge für den Läufer und sind am Eingang der Luftkanäle in an sich bekannter Weise auswechselbar angebracht. Die Düsen werden so ausgebildet, daß eine einwandfreie Kühlluftströ-The cooling air is conducted from the air inlet duct 2 to the annular spaces 17, 18, 19, 20, 21 and 22. The annular spaces 17, 18, 19, 20 and 21 The amount of cooling air supplied can be exchanged at the inlet openings of the annular spaces with the aid of the provided known diaphragms, baffles or nozzles 23, 24, 25, 26 and 27 can be set. The nozzles 28, 29 are used to adjust the amount of cooling air for the runner and are at the entrance the air ducts mounted exchangeably in a manner known per se. The nozzles will be like this designed that a proper cooling air flow
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mung gewährleistet wird, d. h. daß beim Eintreten der Kühlluft in die Ringräume bzw. Kanäle ein Eintrittsstoß vermieden wird.mation is guaranteed, d. H. that when the cooling air enters the annular spaces or channels Entry impact is avoided.
Die in der Zeichnung vorgesehenen Pfeile geben die Richtung der einzelnen Kühlluftströme an.The arrows provided in the drawing indicate the direction of the individual cooling air flows.
Die dem Ringraum 17 zugeführte Kühlluft wird in an sich bekannter Weise durch ein Leitblech 30 in den Kühlluftstrom 31 und 32 aufgeteilt. DerThe cooling air supplied to the annular space 17 is guided in a manner known per se through a guide plate 30 divided into the cooling air flow 31 and 32. the
·■■ Kühlluftstrom 31 dient zur Kühlung der auf der Stirnseite des Ständers befindlichen Wickelköpfe und wird an der Stirnseite des Gehäuses der Maschine durch die Öffnung 33 abgeführt. Der Kühl-, luftstrom 32 wird durch den Luftspalt 34 der Maschine zu den auf der Stromwenderseite der Maschine gelegenen Wickelköpfen geführt und verläßt durch den Kanal 35 und einer am Rücken der . Maschine befindlichen Öffnung 36 das Gehäuse der Maschine.· ■■ Cooling air flow 31 is used to cool the on the End face of the stator located winding heads and is on the face of the housing of the machine discharged through the opening 33. The cooling, air flow 32 is through the air gap 34 of the machine led to the winding heads located on the commutator side of the machine and left through the channel 35 and one on the back of the. Machine located opening 36 the housing of the Machine.
Die Kühlluft des Ringraumes 18 wird durch den Kanal 37 über den Ständerrücken der Maschine geleitet und tritt aus der Öffnung 38 des Gehäuses aus. Der Kühlluftstrom 39, der für die Kühlung der Wickelköpfe auf der Stromwenderseite der Maschine vorgesehen ist, geht vom Ringraum 19 aus und wird durch den Kanal 35 und die Öffnung 36 abgeführt.The cooling air of the annular space 18 is through the channel 37 over the back of the machine stand passed and exits through opening 38 of the housing. The cooling air flow 39, which is used for cooling the end winding is provided on the commutator side of the machine, starts from the annular space 19 and is discharged through the channel 35 and the opening 36.
Vom Ringraum 20 geht der Kühlluftstrom 40 ■ aus, der durch den Ringkanal 41, der als Überdruckdichtung ausgebildet ist, um das EindringenThe cooling air flow 40 starts from the annular space 20 and passes through the annular channel 41, which acts as an overpressure seal is designed to penetrate
3.0 des Bürstenstaubes in die Maschine zu vermeiden, geführt wird. Ein Teil dieses Kühlluftstromes verläßt, nachdem er die Verlustwärme der Stromwenderfahnen aufgenommen hat, durch den Kanal 35 und die Öffnung 36 die Maschine, während der andere Teil sich mit dem Kühlstrom 42 des Ringraumes 21 vereinigt und zur Kühlung der Bürsten sowie der Stromwenderlamellen dient. Beide verlassen die Maschine durch eine an der Stirnseite vorgesehene Öffnung 43, die auf der Stromwenderseite vorgesehen ist.3.0 of the brush dust into the machine is avoided. Part of this cooling air flow leaves after it has absorbed the heat loss from the commutator flags, through the duct 35 and the opening 36 the machine, while the other part deals with the cooling flow 42 of the annulus 21 is combined and is used to cool the brushes and the commutator blades. Both leave the machine through an opening 43 provided on the front side, which is on the commutator side is provided.
Der von dem Ringraum 22 ausgehende Kühlluftstrom des Läufers und der Stromwendernabe ist in die drei voneinander unabhängigen Teilströme 44, . 45 und 46 aufgeteilt. Der Teilstrom 44 wird an der Stirnseite des Läufereisens sowie an dem nicht im Eisen eingebetteten Teil der Läuferwicklung entlang geführt und durch die Öffnung 33 abgeleitet. AVährend die Kühlluft des Teilstromes 45 in axialer Richtung am Läufer sowie an der Stromwendernabe 48 entlang geführt und durch eine Öffnung 47, die auf der Stromwenderseite stirnseitig vorgesehen ist, austritt. Der Teilstrom 46 wird durch die am Umfang des Läufers verteilten Kanäle 49 zu den im Läufe'reisen 11 vorgesehenen axialen Kühlschlitzen 50 geführt, so daß er die im Läufereisen befindliche Wärme abführt. Der Querschnitt, der Kanäle 49 ist so bemessen, daß er dem Querschnitt der Kühlschlitze 50 entspricht. Der Austritt der Kühlluft erfolgt gleichfalls durch die Öffnung 33.The cooling air flow of the rotor and the commutator hub emanating from the annular space 22 is shown in FIG the three mutually independent substreams 44,. 45 and 46 split. The substream 44 is at the Face of the rotor and along the part of the rotor winding that is not embedded in the iron guided and diverted through the opening 33. A while the cooling air of the partial flow 45 in axial Direction along the rotor and the commutator hub 48 and through an opening 47, which is provided on the front side of the commutator, exits. The partial flow 46 is through the channels 49 distributed on the circumference of the rotor to the axial channels provided in the rotor 11 Out cooling slots 50 so that it dissipates the heat in the rotor iron. The cross section, the channels 49 are dimensioned so that they correspond to the cross section of the cooling slots 50. The exit the cooling air also takes place through the opening 33.
Durch die Drehung des Läufers erfolgt außer der Fremdbelüftung noch eine Selbstlüftung der Maschine. Die Kühlluftführung ist durch eine entsprechende Kanalführung so ausgebildet, daß sie der Selbstlüftung angepaßt ist. Außerdem sind noch zur Verstärkung der Selbstkühlung die Flügel 51 und 52 vorgesehen. Die Kanäle 49 wirken infolge ihrer Schrägstellung auch als Lüfter.The rotation of the rotor results in self-ventilation in addition to external ventilation Machine. The cooling air duct is designed by a corresponding duct guide so that it adapted to self-ventilation. In addition, the Wings 51 and 52 are provided. The channels 49 work also as a fan due to their inclination.
Die Erfindung ist nicht auf das in der Zeichnung dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr kann die Anzahl der Ringräume sowie die der Kühlkanäle und der Flügel je nach der Größe der Maschine erhöht oder vermin- ■ ; dert werden und die Kanalführung sowie die Anordnung der Ringräume der jeweiligen Konstruktion der Maschine angepaßt werden.The invention is not limited to the embodiment shown and described in the drawing. Rather, the number of annular spaces and that of the cooling channels and the blades can be increased or decreased depending on the size of the machine . be changed and the ducting and the arrangement of the annular spaces of the respective construction of the machine are adapted.
Claims (1)
Deutsche Patentschriften Nr. 313 823, 568024,Referred publications:
German patent specifications No. 313 823, 568024,
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