<Desc/Clms Page number 1>
Einrichtung zur Kühlung elektrischer Maschinen.
EMI1.1
Dieses Mittel wirkt auch bei geringen Geschwindigkeiten sehr gut, bei grossen Umfangsgeschwindigkeiten treten jedoch Störungen zweierlei Art auf. Einmal sind die radialen Sehlitze in der Umfangsrichtung nicht kontinuierlich, sondern entsprechend den in den Noten liegenden Roter- und Statorleitern absatzweise geöffnet6, so dass die Luft nur an den den Zähnen entsprechenden freien Stellen durchtreten kann. Hiedurch wirkt die Maschine bei grossen Geschwindigkeiten als Sirenen und es tritt ein intensives Heulen auf.
Andererseits tritt auch infolge der plötzlichen Geschwindigkeits- und Richtungsanderung beim Übergang der Kühluft von den Rotorkanäien bis in die Statorkanäle ein starker Stossverlust auf. der die Luft beträchtlich erwärmen kann - es sind beispielsweise an
EMI1.2
anderweitiger Warmeaufnahme hindert und ausserdem einen unnötigen Energieverlust fur die Maschine bedeutet. Ausserdem wird die Menge der durchtretenden Kuhliuft abgedrosselt und so die Kühlwirkung nach verschiedenen Richtungen hin vermindert.
Man hat zwar schon diese Übelstände dadurch zu vermeiden gesucht, dass man die r- ; tege in den Luftschlitzen zwischen den Leitern des Ständers so formte, dass die aus dem Rotor austretende Luft in die Ständerschlitze umgelenkt wurde. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, dass diese Leitschaufeln den an und für sich schon engen Durchgang
EMI1.3
zogerungen und Luftbewegung und somit grössere Verluste auftreten und dass sie schliesslich d) ss Ständerleiter zum Teil vor der Kühlwirkung der Luft schirmen.
Diese Nachteile werden nun vermieden, indem der Erfindung gemäss Leitschaufclu fur die Luft im Ständer vor den Nuten leitern angeordnet werden. Die Verhältnisse selen an Hand der Fig. 1, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, erläutert. Die Kühlluft tritt im luftschlitze relativ zum Rotor radial aus und habe die radiale Geschwindigkeit r,. Die tangentiale Geschwindigkeitskomponente des Luftstromes ergibt sich aus der Umgangs- geschwindigkeit @t. Die resultierende Geschwindigkeit ergibt sich also zu 1'. die schräg zu en Statorleitern geriehtet ist.
Im Stator werden nun Leitvorrichtungen a angeordnet, die den Kühlluftstrom in der durch die Geschwindigkeit LI gegebenen Richtung aufnehmen und in die Zwischenräume zwischen die Nutenleiter b allmählich und geordnet umlenken.
Die Anordnung der Leitschaufeln a kann auf verschiedene Weise erfolgen. An und für sich steht nichts im Wege, sie vor den Statorleitern im Luftspalte anzuordnen, der grossen Maschinen schon mit Rücksicht auf die elektrischen Verhältnisse reichlich ge- wählt wird. Bei den in den Figuren veranschaulichten Beispielen sind die Nutenleiter radial zurückgesetzt, um den Konstruktionsraum für die Leitschaufeln im Ständer selbst zu gewinnen. Hiedurch wird zwar die radiale Abmessung des Stators etwas vergrössert Dieser Nachteil steht jedoch in keinem Verhältnis zu den weiteren Vorteilen, die sich durch diese Anordnung erzielen lassen.
Der von Leitern freie Nutenraum der Fig. 1 kann cntwpdpr offen bleiben oder durch magnetisches oder unmagnetisches Material verschlossen werden.
<Desc/Clms Page number 2>
Bleibt der von Leitern freie Raum offen, so kann er zur Führung eines achsialen Kühlluftstromes verwendet werden. Beide Luftströme überlage ! n neb. ohne sich gegen. seitig zu stören. Die Wärmeabgabe der Statorleiter kann auf diese Weise in ganz erheblichem Masse gesteigert werden. Man kann auch den von der Wicklung nicht aus. gefüllten Raum einfach offen lassen und ihn an den Seiten durch die Endbleche ab. schliessen, wie dies in Fig. 2 veranschaulicht ist, während die Zwischenblech mit des in Fig. 2 gestrichelt dargestellten Nutform hergestellt werden Andelenelts kann man auch die Nuten bis auf einen schmalen Schlitz durch Eisen schliessen (Fig. 2b), um so die von den Rotorleitern herrührenden Feldpulsationen zu vermindern.
Man kann natürlich den magnetischen Verschluss mit einer achsialen Kühläffnung vereinigen und hat es dutch die Wahl der Abmessungen völlig in der Hand, Kühlung und Abschirmung von Pulsationen beliebig einzustellen.
Man kann die Luftführung weiter vervollkommnen, wenn man, wie es in Fig. 3 veranschaulicht ist, Leitbleche nach beiden Kanten der Wicklungen führt. Die Leitbleche e mit ihren Begrenzungswänden f, g können aus einem Stück bestehen oder aus mehreren Teilen zweckmässig mit Punktschweissungen zusammengesetzt und in geeigneter Weise mit den Endblechen der Eisenpakete verbunden werden. Den Raum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Leitkanälen kann man verwenden, um einen etwa angeordneten achsialen Luftstrom von dem radialen Kühlluftstrom zu trennen. Der nach den achsialen Nutenkanälen hin offene Teil dieses Zwischenraumes ist mit h bezeichnet, während i den durch den Leitkanal verdeckten Teil des Nutkanales bedeutet.
Die Wicklungen können in den Nuten entweder durch flache Keile k auf die Länge der Eisenpakete gesichert werde, wie es Fig. 4 zeigt, oder sie werden in den Nuten durch Vorsprünge m gehalten (Fig. 5).
Die Leitbleche können ähnlich den sonst vorhandenen Stegblechen zwischen den Blechpaketen ausgebildet werden. Sie nehmen die Luft im richtigen Einfallwinkel auf und lenken sie in radialer Richtung um, so dass sie nunmehr stossfrei zwischen den Statorleitern hindurch treten kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Kühlung elektrischer Maschinen, bei denen die vom Läufer bewegte Kühluft durch Leitschaufeln in die radialen Ständerwege geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Ständerwicklung (b) um die radiale Tiefe der Leitschaufeln (a.g.f) in ihren Nuten radial nach aussen versetzt ist.
<Desc / Clms Page number 1>
Device for cooling electrical machines.
EMI1.1
This means works very well even at low speeds, but two types of disturbance occur at high peripheral speeds. On the one hand, the radial seat braids are not continuous in the circumferential direction, but rather open at intervals in accordance with the red and stator conductors in the notes6, so that the air can only pass through the free places corresponding to the teeth. As a result, the machine acts as a siren at high speeds and an intense howling occurs.
On the other hand, as a result of the sudden change in speed and direction when the cooling air passes from the rotor ducts to the stator ducts, there is a strong shock loss. which can heat the air considerably - for example, they are on
EMI1.2
prevents other heat absorption and also means an unnecessary loss of energy for the machine. In addition, the amount of cooling air that passes through is throttled, thus reducing the cooling effect in various directions.
It is true that one has tried to avoid these evils by using the r-; tege in the air slots between the conductors of the stator so that the air exiting the rotor was diverted into the stator slots. However, this arrangement has the disadvantage that these guide vanes have the inherently narrow passage
EMI1.3
Reluctance and air movement and thus greater losses occur and that they finally shield the stator ladder from the cooling effect of the air.
These disadvantages are now avoided in that the invention according to Leitschaufclu for the air in the stator in front of the grooves conductors are arranged. The relationships selenium with reference to Fig. 1, which represents an embodiment, explained. The cooling air emerges radially in the air slot relative to the rotor and has the radial velocity r ,. The tangential speed component of the air flow results from the handling speed @t. The resulting speed is thus 1 '. which is inclined to en stator conductors.
Guide devices a are now arranged in the stator, which take up the cooling air flow in the direction given by the speed LI and divert it gradually and orderly into the spaces between the slot conductors b.
The guide vanes a can be arranged in various ways. In and of itself nothing stands in the way of arranging them in front of the stator conductors in the air gap, which large machines are well chosen with regard to the electrical conditions. In the examples illustrated in the figures, the slot conductors are set back radially in order to gain the construction space for the guide vanes in the stator itself. This increases the radial dimensions of the stator somewhat. However, this disadvantage is out of proportion to the other advantages that can be achieved by this arrangement.
The slot space of FIG. 1 free of conductors can remain open or can be closed by magnetic or non-magnetic material.
<Desc / Clms Page number 2>
If the space free from ladders remains open, it can be used to guide an axial flow of cooling air. Both air currents overlap! n neb. without opposing. to disturb both sides. The heat dissipation of the stator conductors can be increased to a very considerable extent in this way. You can't even see it from the winding. Simply leave the filled space open and cut it off on the sides through the end plates. close, as illustrated in Fig. 2, while the intermediate sheet is made with the groove shape shown in dashed lines in Fig. 2 Andelenelts you can also close the grooves except for a narrow slot through iron (Fig. 2b), so that the To reduce field pulsations caused by rotor conductors.
Of course, you can combine the magnetic closure with an axial cooling opening and thus you have the choice of dimensions completely in your hand, cooling and shielding of pulsations can be adjusted as required.
The air flow can be improved further if, as illustrated in FIG. 3, guide plates are guided along both edges of the windings. The guide plates e with their boundary walls f, g can consist of one piece or can be composed of several parts expediently with spot welds and connected in a suitable manner to the end plates of the iron stacks. The space between two successive guide channels can be used to separate an approximately arranged axial air flow from the radial cooling air flow. The part of this space which is open towards the axial groove channels is designated by h, while i denotes the part of the groove channel covered by the guide channel.
The windings can either be secured in the slots by flat wedges k over the length of the iron stacks, as shown in FIG. 4, or they are held in the slots by projections m (FIG. 5).
The guide plates can be designed in a manner similar to the web plates otherwise present between the laminated cores. They absorb the air at the correct angle of incidence and deflect it in a radial direction so that it can now pass between the stator conductors without bumps.
PATENT CLAIMS:
1. Device for cooling electrical machines, in which the cooling air moved by the rotor is passed through guide vanes into the radial stator paths, characterized in that the stator winding (b) is offset radially outward in its grooves by the radial depth of the guide vanes (agf) .