AT234206B - Elektrischer Lüfterantrieb - Google Patents

Elektrischer Lüfterantrieb

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AT234206B
AT234206B AT514161A AT514161A AT234206B AT 234206 B AT234206 B AT 234206B AT 514161 A AT514161 A AT 514161A AT 514161 A AT514161 A AT 514161A AT 234206 B AT234206 B AT 234206B
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    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/004Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids by varying driving speed
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Description


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  Elektrischer Lüfterantrieb 
Bei elektrischen Maschinen, die einen ausgedehnten betriebsmässigen Drehzahlbereich aufweisen, ist die Eigenbelüftung, d. h. Lüftung durch einen am Läufer angebrachten oder von diesem mechanisch angetriebenen Lüfter, bekanntlich meist unzweckmässig. Die vom Lüfter verbrauchte Leistung ist verhält-   nisgleich   der 3. Potenz seiner Drehzahl, wodurch entweder die   Lüfterverluste   im oberen Drehzahlbereich zu gross, oder die geförderte Kühlmittelmenge und damit die Wärmeabfuhr im unteren Drehzahlbereich zu klein sind. Letzteres ist in manchen Fällen,   z. B.   bei Hauptschlussmotoren, insofern besonders nachteilig, als hier die abzuführenden Verluste mit sinkender Drehzahl ansteigen.

   Abgesehen davon wird der Wärmeübergang von der Maschine auf das Kühlmittel mit abnehmender Drehzahl bekanntlich schlechter. 



  Entsprechende Überlegung gilt auch für nicht elektrische Maschinen, die mit wechselnder Drehzahl betrieben werden, z. B. Verbrennungskraftmaschinen. 



   Die aus den vorstehenden Gründen vielfach angewendete Fremdbelüftung ist zwar von der Drehzahl der zu belüftenden Maschine unabhängig, weist jedoch einen bedeutenden Platzbedarf auf, erfordert oft eigene Stromkreise und ist auch sonst technisch aufwendig, insbesondere wenn zum Lüfterantrieb eine Kommutatormaschine mit ihren bekannten Nachteilen (hoher Preis und Platzbedarf, erforderliche Wartung) herangezogen werden muss. Will man nun eine selbsttätige Anpassung der Luftmenge an die jeweilige Beschaffenheit der Frischluft hinsichtlich Temperatur und Dichte sowie an den Drehzahl- und Belastungszustand der zu belüftenden Maschine erzielen, würde dies bei Fremdbelüftung einen derartigen Aufwand erfordern, dass eine solche an sich oft sehr erwünschte Massnahme im allgemeinen praktisch nicht in Frage kommt. 



   Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die angeführten Nachteile zu vermeiden und geht dabei von einem elektrischen Lüfterantrieb für vorzugsweise drehzahlveränderlich betriebene insbesondere elektrische Maschinen aus, bei dem als Lüftermotor eine frequenzveränderlich gespeiste, kollektorlose Drehfeldmaschine vorgesehen ist. Gemäss der Erfindung ist die Drehfeldmaschine so ausgebildet bzw. dimensioniert, dass zumindest in einem Teil des Betriebsbereiches bei steigender Synchrondrehzahl   des'Lüfters   die Lüfterdrehzahl praktisch konstant bleibt. Dieser Lüftermotor kann auch einphasig gespeist sein, wobei die Drehfeldwirkung in an sich bekannter Weise durch eine Hilfsphase, z.

   B. mittels Spaltpol, bereits im Stillstand hervorgerufen ist oder erst im Lauf durch das Überwiegen der Wirkung des mitläufigen Drehfeldes gegen die des gegenläufigen zustandekommt. 



   Als erfindungsgemässer Lüfterantrieb kann beispielsweise der an sich bekannte Hysteresemotor verwendet werden. Diese Maschine entwickelt, Konstanz ihres Polflusses vorausgesetzt (erzielbar, indem die speisende Spannung proportional ihrer Frequenz gehalten oder der Motor mit Übersättigung gefahren wird), ein frequenzunabhängiges Maximalmoment. Solange das vom Lüfter herrührende Belastungsmoment kleiner als dieses maximale Moment bleibt, arbeitet die Maschine synchron. Bei jener Drehzahl, bei der das   Lüfterdrehmoment   die Grösse des maximalen Momentes erreicht, kippt der Motor aus dem Synchronismus und verbleibt bei weiter steigender Synchronfrequenz auf dieser Kippdrehzahl.

   Vom genannten Kipp-Punkt an steigt bei Vernachlässigung der primären Eisen- und Kupferverluste des Lüftermotors die von diesem aufgenommene Leistung entsprechend der Konstanz des an den Lüfter abgegebenen Drehmomentes nur linear mit der Synchrondrehzahl, während sie bei synchronem Lüfterantrieb mit der 3. Potenz dieser Drehzahl zunehmen würde. Diese Einsparung an Lüftungsleistung ist ein durch die Drehzahl- 

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   konstanz bzw. -begrenzung bedingter wesentlicher Vorteil des erfindungsgemässen Lüfterantriebes, den dieser mit einer der üblichen Fremdlüftungen gegenüber einer Belüftung mit unbegrenzt veränderlicher Drehzahl gemeinsam hat.

   Die Differenz zwischen aufgenommener und abgegebener-hier konstanter-- Leistung des Lüftermotors wird in dessen Sekundärkreis in Wärme, im vorliegenden Beispiel in Ummaj gnetisierungswärme, verwandelt. 



  Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Antriebes, der ihn auch von den bisher bekannten Fremdlüftungsantrieben unterscheidet, liegt darin, dass die Drehzahlgrenze nicht starr, sondern durch das Lüftermoment bedingt ist. Es wird daher, wenn unter sonst gleichbleibenden Verhältnissen das Lüftermoment abnimmt, z. B. infolge Verschmutzung der Luftwege oder Verringerung des spezifischen Gewichtes der Luft (etwa infolge zunehmender Seehöhe und bzw. oder Frischlufttemperatur), das Drehzahlniveau steigen, womit der von den genannten Umständen herrührenden Verschlechterung der Wärmeabfuhr entgegengewirkt wird.. 



  Der erfindungsgemässe Antrieb kann auch für andere Kühlmittel als Luft, ebenso bei geschlossenem Kühlmittelkreislauf Verwendung finden. 



  Für den erfindungsgemässen Lüfterantrieb kann ferner eine Induktionsmaschine, bei der also das Dreh- moment durch vom Drehfeld induzierte Sekundärströme entsteht, herangezogen werden. Eine solche Maschine läuft wohl niemals genau, jedoch bis zu einer gewissen Belastung angenähert synchron, und es wird daher der Lüfter bis zu der dieser Belastung entsprechenden Drehzahl mit dem antreibenden Drehfeld praktisch synchron laufen, um von da an infolge der steilen (quadratischen) Drehzahlabhängigkeit seines Lastmomentes immer mehr hinter dem Drehfeld zurückzubleiben.

   Je nach dem Momentverlauf des Lüftermotors über dem Schlupf, der von der Motorauslegung, dem Frequenzgang der speisenden Spannung und dem Sättigungszustand abhängt, steigt dann die Lüfterdrehzahl mit weiterer Zunahme der Synchrondrehzahl immer weniger, bleibt schliesslich praktisch konstant oder sinkt sogar wieder. Letzteres kann unter Umständen eine erwünschte Zuordnung der Luftmenge zur Drehzahl und damit zum Belastungszustand einer zu belüftenden Maschine ergeben. 



  In den Fig. 1 und 2 ist die Wirkungsweise des erfindungsgemässen Lüfterantriebes bei Verwendung einer Induktionsmaschine als Lüftermotor graphisch dargestellt. 



  Fig. 1 bezieht sich auf den Betrieb des Lüftermotors mit praktisch konstantem magnetischem Fluss. 



  Dies kann entweder durch ausreichende Übersättigung erzielt werden, wobei es meist zweckmässig ist, dem Motor einen Widerstand vorzuschalten, oder durch Speisung mit einer frequenzproportionalen Spannung. Die Kurve a stellt den Verlauf der Quadratwurzel aus der Masszahl des Motormomentes MM über der Schlupfdrehzahl ns dar, die Geraden b die Quadratwurzeln aus der Masszahl des Lüfterdrehmomentes ML über der Lüfterdrehzahl n. Schlupf-und Lüfterdrehzahl ergeben als Summe die jeweilige Synchrondrehzahl n des antreibenden Drehfeldes. Daraus, sowie aus der Bedingung ML = MM folgt unmittelbar die aus Fig. 1 hervorgehende graphische Ermittlung der zu verschiedenen Synchrondrehzahlen n, n, n...... gehörenden Lüfterdrehzahlen n, n , n g....... die sich bei genügend flachem Verlauf der Kurve a nur wenig voneinander unterscheiden.

   Durch Stromverdrängungsläufer kann der flache Verlauf von a gefördert und in einem gewissen Bereich sogar vollkommen abszissenparallel gestaltet werden. 



  Fig. 2 stellt die Verhältnisse bei Speisung mit veränderlicher Frequenz (entspricht wieder veränderlicher Synchrondrehzahl n), jedoch konstanter Spannung dar. Da sich nun der Fluss etwa reziprok zur Synchrondrehzahl ändert, tritt an die Stelle der Kurve a in Fig. 1 eine Kurvenschar al, a2, a3 ....... von der jede Kurve einer Synchrondrehzahl n, n, n...... zugeordnet ist. Bei genügend hohem Widerstand des Sekundärkreises ergibt sich in dem hier in Betracht kommenden Bereich der dargestellte Verlauf der Kurven a. Werden für die verschiedenen Synchrondrehzahlen n, n,.... die die VML über nL darstellenden Geraden b, b...... gelegt und mit der der jeweiligen Synchrondrehzahl zugeordneten Kurve a, a...... zum Schnitt gebracht, so ergibt sich auch hier ein weiterer Bereich der Synchrondrehzahlen, innerhalb dessen die Lüfterdrehzahl nL nur geringe Änderungen erfährt. 



  Ein bis zu einer gewissen Drehzahl zwecks Vermeidung von Schlupfverlusten erwünschter vollkommener Synchronismus kann erfindungsgemäss auch dadurch erzielt werden, dass der Lüftermotor hiefür als Reluktanzmaschine ausgebildet ist und bzw. oder in seinem sekundären Teil ein vorzugsweise von permanenten Magneten erzeugtes Gleichfeld führt. 



  Die vorstehend genannten Arten der Lüftermotor-Ausbildung können sinngemäss kombiniert werden. 



  Es kann eine Vereinfachung und Verbilligung des erfindungsgemässen Antriebs ergeben, wenn der Lüfterkörper selbst, vorzugsweise dessen Nabe, als aktiver Teil des Lüftermotors, insbesondere als dessen nicht elektrisch gespeister Teil, ausgebildet ist. Im letztgenannten Fall kann er z. B. als Wirbelstrom-    

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 und bzw. oder Hysterese-Anker ausgebildet sein bzw. zur Erzielung eines synchronen Betriebsbereiches ausgeprägte Pole (Reluktanzanker) und bzw. oder Permanentmagnete erhalten. Unter Umständen ist es auch zweckmässig, nur einen Teil des mit dem Lüfter gekuppelten Motorteiles für die angegebene Aus- bildung heranzuziehen, z.

   B. dadurch, dass die Lüfternabe wohl im synchronen Betrieb, etwa als Reluk-   ! tanzanker,   wirkt, hingegen nach dem Kippen aus dem Synchronismus der asynchrone Betrieb durch einen 
 EMI3.1 
 teil des Motors umfasst ist, erzielt wird. 



   Der erfindungsgemässe Lüfterantrieb ist vorteilhaft ganz allgemein dort anwendbar, wo einerseits eine
Stromquelle veränderlicher Frequenz verfügbar ist und anderseits das technische Bedürfnis besteht, einen
Lüfter mit wenig oder praktisch gar nicht veränderlicher, zumindest jedoch begrenzter Drehzahl zu be- treiben. 



   Bei Anwendung des Lüfterantriebes zur Belüftung drehzahlveränderlich betriebener Maschinen wird der Lüftermotor vorzugsweise derart betrieben, dass sich seine Synchrondrehzahl gleichsinnig, insbeson- dere verhältnisgleich mit der Drehzahl einer zu belüftenden Maschine ändert. Dies lässt sich immer, d. h. unabhängig von der Maschinenart, dadurch erzielen, dass der Lüftermotor von einem durch eine zu be- lüftende Maschine angetriebenen Stromerzeuger gespeist ist, der eine mit der Drehzahl wachsende Fre- quenz abgibt. Unter Umständen kann ein bereits für andere Zwecke vorgesehener Stromerzeuger hiefür herangezogen bzw. zusätzlich ausgebildet werden.

   Beispielsweise kann die Lichtmaschine eines Kraft- fahrzeuges dazu verwendet werden, um mit drehzahlproportionaler Frequenz einen erfindungsgemässen
Lüftermotor zu speisen und auf diese Weise die Verbrennungskraftmaschine drehzahlbegrenzt zu be- lüften. 



   Bei einer drehzahlveränderlichen elektrischen Maschine ist ein besonderer Stromerzeuger zur Speisung des erfindungsgemässen Lüfterantriebes meist entbehrlich, da dann gewöhnlich eine in Zuordnung zur Drehzahl veränderliche Frequenz bereits zur Verfügung steht. Wird   z. B.   ein Asynchronmotor mit ver- änderlicher Frequenz gespeist oder eine Synchronmaschine drehzahlveränderlich betrieben, so kann erfindungsgemäss der Lüftermotor für diese Maschine mit der sie speisenden bzw. von ihr erzeugten Frequenz arbeiten. Der Lüftermotor kann dabei sowohl im Nebenschluss als auch im Hauptschluss zu der zu belüftenden Maschine geschaltet sein.

   Letztere Massnahme bringt eine vielfach erwünschte Lastabhängigkeit der Lüfterdrehzahl mit sich, da dann mit steigender Belastung entsprechend der Feldverstärkung im Lüftermotor auch die Drehzahlbegrenzung des Lüfters in einen höheren Bereich verlegt wird. Es kann auch   Nebenschluss- mit Hauptschlussspeisung   kombiniert werden, etwa durch Anordnung der betreffenden Teilwicklungen im Lüftermotor selbst oder durch Anschluss dieses Motors an die Sekundärwicklung eines Compoundierungs-Transformators, der in an sich bekannter Weise mittels zweier Primärwicklungen eine strom- und eine spannungsabhängige Durchflutung addiert. 



   Der Lüftermotor und eine mit ihm gleichfrequent arbeitende, zu belüftende Maschine können erfindungsgemäss mit verschiedenen Polzahlen ausgeführt sein. Ist die Polzahl des Lüftermotors kleiner, also seine Synchrondrehzahl grösser als die der Maschine, so ist dadurch der sehr vorteilhafte Effekt erzielbar, den Lüfter mit einer Drehzahl zu betreiben, die ganz oder teilweise über der Maschinendrehzahl liegt, was für den Platzbedarf von Lüfter und Lüfterantrieb, fallweise für die Erreichbarkeit der nötigen   Luftförderung überhaupt,   ausschlaggebend sein kann. Das nachstehende Beispiel möge dies verdeutlichen :
Eine 10polige Synchronmaschine arbeite im Drehzahlbereich von 1000 bis 2000 Umdr/min. Um die erforderliche Kühlluftmenge bei tragbarem Platzbedarf des Lüfters zu fördern, benötige dieser eine Drehzahl von mindestens 5000 Umdr/min.

   Würde der Lüfter in bekannter Weise mit der Übersetzung 1 : 5 von der Maschine mechanisch angetrieben, so erhielte er bei deren unterster Drehzahl wohl die erforderlichen 5000   Umdr/min,   jedoch würde diese Drehzahl im angegebenen Betriebsbereich bis   20000   Umdr/min steigen können, was ausser mechanischen und akustischen Problemen noch die untragbare Folge ergäbe, dass die Lüftung hiebei das   (20000/5000) 3 = 64fache   der nötigen Leistung verbrauchen würde.

   Wird jedoch der Lüfter erfindungsgemäss durch einen 2-poligen, von der Synchronmaschine gespeisten Drehfeldmotor angetrieben, dessen Schlupf bei einer Synchrondrehzahl von 5000 Umdr/min noch sehr klein ist, aber von da an drehzahlbegrenzend wächst, so ergibt sich im ganzen Drehzahlbereich der zu belüftenden Maschine nur die erforderliche Lüfterdrehzahl von etwa 5000 Umdr/min. Die Luftspaltleistung des Lüftermotors beträgt dabei höchstens das 4fache der Lüfterleistung   (entsprechend 75'10   Schlupf bei   20 000 Umdr/min   Synchrondrehzahl), also bloss 1/16 der sich bei mechanischem Antrieb an der oberen Drehzahlgrenze ergebenden Lüfterverluste. 

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   Umgekehrt kann es bei sehr hochtourigen Maschinen unter   Umständen - vor   allem in Hinblick auf   Geräuschentwicklung - zweckmässig sein,   den Lüfter mit einer Drehzahl zu betreiben, die unterhalb der   kleinsten-betriebsmässigen Maschinendrehzahl liegt, was   durch entsprechendes Polzahlverhältnis erreicht werden kann. 



   Eine erfindungsgemäss belüftete Maschine kann auch mit einer zusätzlichen Lüftung anderer Art, insbesondere mit einem an sich bekannten, mit der Maschinenwelle starr verbundenen Lüfter, versehen sein, wodurch eine weitere Einflussmöglichkeit auf die Drehzahlabhängigkeit der Gesamtlüftung gegeben ist. 



   Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass der Lüfter und sein Antrieb mit einer zu belüftenden Maschine, vorzugsweise koaxial, zusammengebaut und insbesondere der Lüfter auf der Maschinenwelle gegen diese drehbar angeordnet ist. Dadurch lässt sich einerseits beträchtliche Raumersparnis erzielen, anderseits können bequem   Sicherheitsmassnahmen   für den Fall eines Versagens des Lüftermotors getroffen werden. Soll z. B. der Lüfter im ordnungsgemässen Betrieb stets rascher als die zu belüftende Maschine laufen und ist für beide der gleiche und gleichbleibende Drehsinn vorgesehen, so wird durch Anordnung einer Überholungskupplung zwischen Maschinenwelle und Lüfter erreicht, dass bei gestörtem Lüftermotor der Lüfter nicht stillgesetzt, sondern wenigstens mit der Maschinendrehzahl betrieben wird.

   Für einen einphasig ohne Hilfsphase betriebenen Lüftermotor liefert eine solche Überholungskupplung ausserdem die erforderliche Anlaufhilfe. Der letztgenannte Effekt kann, u. zw. unabhängig vom absoluten und relativen Drehsinn von Maschine und Lüfter, auch durch eine Fliehkraftkupplung,   vorzugsweiseReibungskupplung, die sich'während desAnlaufes   bei Überschreitung einer bestimmten Drehzahl selbsttätig löst, erzielt werden. Da es sich hier nur um kleine zu übertragende Drehmomente handelt, genügt für die Fliehkraftkupplung eine einfache und billige Ausführung,   z. B.   mit radial arbeitenden vorgespannten Blattfedern, die an einem der zu kuppelnden Teile befestigt und im Ruhezustand mit dem andern Teil kraftschlüssig verbunden sind und sich im Lauf durch Fliehkraftwirkung von ihm abheben.

   Wird   dieFliehkraftkupplung mit einer z. B. elektromagnetischwirkendenLösungssperre   versehen, die bei Stromausfall am Lüftermotor wirksam ist, so dass bei genannter Störung Lüfter und Maschine drehzahlunabhängig gekuppelt bleiben, so ergibt sich wieder eine Sicherheit bei Ausfall des elektrischen Lüfterantriebes. 



   Die Lagerung des Lüfters auf der Maschinenwelle kann, insbesondere im Hinblick auf die meist geringe Lagerbeanspruchung, oft mit selbstschmierenden Lagern erfolgen, womit die betreffende Wartung des Lüfterantriebes   entfällt.   



   Bei koaxialem Zusammenbau von Lüftermotor und zu belüftender Maschine kann eine Primärwicklung des Lüftermotors zumindest teilweise mit einer Wicklung der genannten Maschine vereinigt sein. 



  Es wird weiter als Variante der Erfindung vorgeschlagen, den relativ zum Lüfter drehbaren Teil des Lüftermotors mit dem Läufer einer zu   belüftenden Maschine   starr zu verbinden. Hinsichtlich des Lüfters werden dann Maschinendrehzahl und Lüftermotordrehzahl addiert bzw. subtrahiert, d. h. die Synchrondrehzahl des den Lüfterantrieb bewirkenden Drehfeldes enthält in diesem Fall auch die Maschinendrehzahl als Komponente. Es ist bei dieser Anordnung bequem möglich, den Lüftermotor durch direkten Anschluss an eine Läuferwicklung der zu belüftenden Maschine zu speisen bzw. mit einer solchen Wicklung zumindest teilweise zu vereinigen. 



   Dafür zeigt Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel :
Ein für frequenzveränderliche Speisung bestimmter Asynchronmotor ist mit einem erfindungsgemässen   Lüfterantrieb- ausgestattet.   Gehäuse und Lagerschild sind der Einfachheit halber nicht gezeichnet. Das wie üblich ausgebildete Ständerpaket 1 mit der Ständerwicklung 2 umfasst das Läuferblechpaket 3 mit' einem Kurzschlusskäfig. Dieser erhält auf der dem Lüfter abgewendeten Seite den Stirnring   4,   während auf der andern Seite die Käfigstäbe 5 über das Paket hinaus verlängert, radial nach innen gekröpft, durch das von ihnen getragene Blechpaket 6 des Lüftermotors geführt und dann durch   denStimring   7 miteinander verbunden sind.

   Die Läuferströme der zu belüftenden Maschine erzeugen im Paket 6 ein Drehfeld, das gegenüber diesem Paket mit Schlupfdrehzahl, also gegenüber dem Ständer mit der jeweiligen Synchrondrehzahl der Hauptmaschine umläuft und sich über dem auf der Nabe 8 des Lüfters 9 sitzenden Sekundärteil des Lüftermotors   schliesst.   Dieser Teil ist z.   B.   als Hysterese-Anker ausgebildet und besteht aus dem aus hochhysteretischem Werkstoff auf keramischer Basis gebildeten Ring 10 und dem als magnetischer Rückschluss dienenden Blechpaket 11. Die   Lüftemabe   8 ist mittels der Wälzlager 12 und 13 auf der Welle 14 frei drehbar gelagert.

   Oberhalb einer gewissen Drehzahl des den Lüfter treibenden Drehfeldes wächst der Schlupf, mit dem der Lüfter hinter diesem Drehfeld zurückbleibt, steil an und es ergibt sich die erfindungsgemässeDrehzahlbegrenzung des Lüfters. Da hier entsprechend der Erregung durch die Käfigwicklung der Hauptmaschine der Lüftermotor in reinem Hauptschlussbetrieb arbeitet, wird, wie schon früher erörtert, die Stärke des Drehfeldes und damit die Drehzahlgrenze des Lüfters mit den Käfigströmen, also 

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 der Belastung der zu   belüftenden.   Maschine, zunehmen. Dies ergibt eine erwünschte selbsttätige Belastungsanpassung der Lüftung. 



   Die Ankerwicklung einer Gleichstrommaschine führt bekanntlich eine drehzahlproportionale Frequenz. Wird der Primärteil eines erfindungsgemässen Lüftermotors mit dem Anker einer solchen Maschine starr verbunden und über Anzapfungen der   Ankerwicklung - zweckmässig mehrphasig - gespeist,   so ergibt sich, wie leicht nachweisbar, eine Drehzahl des den Lüfter antreibenden Drehfeldes, die 
 EMI5.1 
 
 EMI5.2 
 paarzahl des Lüftermotors. Das Pluszeichen in vorstehender Formel entspricht einer Phasenvertauschung im Anschluss des Lüftermotors an den Gleichstromanker,   d. h.   gegensinniger Drehrichtung der beiden Dreh- felder realtiv zu den sie er7eugenden Wicklungen.

   Wie die Formel zeigt, kann durch passende Wahl des   Polzahlverhältnisses PG,pL, vorzugsweise   mit Hilfe der genannten Phasenvertauschung, die synchrone
Lüfterdrehzahl n auf ein Vielfaches der Maschinendrehzahl   nG   gesteigert werden, was insbesondere bei drehzahlveränderlich betriebenen Gleichstrommaschinen mit zumindest im unteren Bereich kleinen Dreh- zahlen sehr vorteilhaft ist. Oberhalb eines Grenzwertes von n verändert sich erfindungsgemäss die Lüfter- drehzahl nL je nach Art und Auslegung des Antriebsmotors nur wenig oder gar nicht. Durch Compoundie- rung bzw. Sättigung des Lüftermotors ist es auch hier möglich, die Drehzahl des Lüfters lastabhängig bzw. last-und ankerspannungsunabhängig zu machen.

   Ebenso ist eine zumindest teilweise Vereinigung der
Gleichstrom-Ankerwicklung mit der (Hauptschluss-) Wicklung des Lüftermotors nach dem in Fig. 3 ge- zeigten Prinzip möglich. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Elektrischer Lüfterantrieb, vorzugsweise für drehzahlveränderlich betriebene, insbesondere elektrische Maschinen, mit einer frequenzveränderlich gespeisten, kollektrolosen Drehfeldmaschine als Lüftermotor, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehfeldmaschine so ausgebildet bzw. dimensioniert ist, dass zumindest in einem Teil des Betriebsbereiches bei steigender Synchrondrehzahl des Lüfters die Lüfterdrehzahl praktisch konstant bleibt.

Claims (1)

  1. 2. Elektrischer Lüfterantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüftermotor einphasig gespeist ist.
    3. Elektrischer Lüfterantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentbildung des Lüftermotors zumindest teilweise durch magnetische Hysterese erfolgt.
    4. Elektrischer Lüfterantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentbildung des Lüftermotors in seinem asynchronen Betriebsbereich zumindest teilweise durch vom Drehfeld induzierte Sekundärströme zustande kommt.
    5. Elektrischer Lüfterantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhandensein eines synchronen Betriebsbereiches die Drehmomentbildung des Lüftermotors in diesem Bereich zumindest teilweise durch Ausbildung des Motors als Reluktanzmaschine zustande kommt.
    6. Elektrischer Lüfterantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhandensein eines synchronen Betriebsbereiches die Drehmomentbildung des Lüftermotors in diesem Bereich zumindest teilweise durch ein vorzugsweise von permanenten Magneten erzeugtes Gleichfeld erfolgt.
    7. Elektrischer Lüfterantrieb nach Anspruch l. dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Lüfters, vorzugsweise dessen Nabe, als aktiver, insbesondere als nicht elektrisch gespeister Teil des Lüftermotors ausgebildet ist.
    8. Elektrischer Lüfterantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Synchrondrehzahl des Lüfters gleichsinnig, vorzugsweise im gleichen Verhältnis, mit der Drehzahl einer zu belüftenden Maschine ändert.
    9. Elektrischer Lüfterantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüftermotor von einem durch eine zu belüftende Maschine angetriebenen Stromerzeuger gespeist ist, der eine mit der Drehzahl wachsende Frequenz abgibt.
    10. Elektrischer Lüfterantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüftermotor mit der gleichen Frequenz gespeist ist, wie eine zu belüftende elektrische Maschine. <Desc/Clms Page number 6>
    11. Elektrischer Lüfterantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüftermotor von einer zu belüftenden elektrischen Maschine gespeist ist.
    12. Elektrischer Lüfterantrieb nach einem der Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Wicklung des Lüftermotors mit den zu seiner Speisung herangezogenen Stromkreisen einer zu belüftenden Maschine im Hauptschluss liegt.
    13. Elektrischer Lüfterantrieb nach einem der Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüftermotor mit einer zu belüftenden Maschine über einen an sich bekannten Compoundierungs-Trans- formator, der spannung-un stromproportionale Komponenten sekundär addiert, verbunden ist.
    14. Elektrischer Lüfterantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüftermotor und eine von ihm belüftete, mit ihm gleichfrequent arbeitende Maschine mit verschiedenen Polzahlen ausgeführt sind.
    15. Elektrischer Lüfterantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine zu belüftende Maschine noch eine zusätzliche Lüftung, insbesondere durch einen an sich bekannten mit ihrer Welle starr verbundenen Lüfter aufweist.
    16. Elektrischer Lüfterantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter und sein Antrieb mit einer zu belüftenden Maschine vorzugsweise koaxial zusammengebaut und insbesondere der Lüfter auf der Maschinenwelle, gegen diese drehbar, angeordnet ist.
    17. Elektrischer Lüfterantrieb nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Lüfter und Welle der zu belüftenden Maschine eine Überholungskupplung vorgesehen ist.
    18. Elektrischer Lüfterantrieb nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Lüfter und Welle der zu belüftenden Maschine eine von einer bestimmten Drehzahl aufwärts gelöste Fliehkraftkupplung, vorzugsweise Reibungskupplung, vorgesehen ist.
    19. Elektrischer Lüfterantrieb nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Fliehkraftkupplung mit einer Lösungssperre versehen ist, die durch den Strom des Lüftermotors aufgehoben wird.
    20. Elektrischer Lüfterantrieb nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wicklung des Lüftermotors zumindest teilweise mit einer Wicklung einer zu belüftenden elektrischen Maschine vereinigt ist.
    21. Elektrischer Lüfterantrieb nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der relativ zum Lüfter drehbare Teil des Lüftermotors mit dem Läufer ener zu belüftenden elektrischen Maschine starr verbunden ist.
    22. Elektrischer Lüfterantrieb für frequenzveränderlich gespeiste Asynchronmotoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüftermotor von der Sekundärwicklung des Asynchronmotors gespeist ist, wobei vorzugsweise die zusammenarbeitenden Wicklungen beider Maschinen zumindest teilweise vereinigt sind.
    23. Elektrischer Lüfterantrieb für drehzahlveränderlich betriebene Gleichstrommaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüftermotor über Anzapfungen der Gleichstromankerwicklung, vorzugsweise mit Phasenvertauschung, gespeist ist.
AT514161A 1960-07-27 1961-07-04 Elektrischer Lüfterantrieb AT234206B (de)

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