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Kühleinrichtung für Hochfrequenzwechselstrommaschinen der Indu1rtortype.
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besonders auf die Kühlung der Ankerleiter einer Hochfrequenzwechselstrommaschine der Induktortype.
Um die mechanischen Kräfte bei den Rotoren von Hochfrequenzwechselstrommaschinen so niedrig wie möglich zu halten, ist es erwünscht, den sich drehenden Teil einen möglichst geringen Durchmesser zu geben. Eine Verringerung im Durchmesser des Induktors bedeutet aber, dass der für die Ankerwicklungen verfügbare Raum ebenfalls verringert wird. Zwecks Schaffung einer Maschine von hoher Leistung ist es daher erwünscht, Ankerwicklungen zu schaffen, welche mit höherer Stromdichte als bisher üblich arbeiten können, statt den Durchmesser des Rotors zu vergrössern und durch dieses letztere Mittel den für die Ankerwicklungen verfügbaren Raum zu vermehren.
Vorliegende Erfindung besteht in einer Anordnung durch die eine wirksame Kühlung für die Ankerleiter geschaffen wird, so dass sie mit höheren Stromdichten als bisher üblich arbeiten können.
Erfindungsgemäss sind die Ankerleiter in Sehlitze eines lamellierten Kernes in der an sich üblichen Art gewickelt. Wenn der Leiter in den Kern derart eingebettet wird, dass er in guter Wärmeübertragung mit ihm steht, so kann die Wärme aus dem Leiter in solchem Masse abgeführt werden, dass der Leiter ohne bedenkliehe Erhitzung einen Strom führen kann, der den Leiter bei freier Lage desselben augenblicklich zur Rotglut erhitzen und verbrennen würde. Beim Betriebe der Ankerleiter mit derart hoher Stromdichte besteht aber eine Schwierigkeit darin, wie man den Strom aus der Wicklung abführen kann, ohne dass der Leiter an dem Punkt wegbrennt, wo er den Schlitz im Ankerkern verlässt und frei in der Luft liegt.
Diese Schwierigkeit wird nach der Erfindung durch Anordnung von Anschlussstücken für die Leiter in Form von schweren Metallblöcken überwunden, deren Masse im Verhältnis zu derjenigen des Leiters beträchtlich ist, und die eine gute Wärmeleitung haben. Die Blöcke werden so dicht an den Enden der Schlitze angebracht, dass die Ankerleiter nur auf ein sehr kurzes Stück freiliegen. Vermöge der guten Wärmeleitung des Anschlussstückes und des Kernes wird die Wärme aus dem kurzen freiliegenden Stück des Ankerleiters ebenso rasch abgeführt, wie sie entsteht. Es ist ferner ein System von Röhren vorgesehen, durch welche Wasser oder ein sonstiges Kühlmittel im Kleislauf geführt wird um den Kern besser zu kühlen, als dies mit irgend einer Luftkühlung geschehen könnte.
Dadurch vermag der Kern die Wärme aus den Ankerleitern weit rascher abzuführen, als dies ohne besondere Kühlung möglich wäre.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt :
Fig. 1 ist ein senkrechter Querschnitt durch eine Hochfrequenzmaschine nach der ErfindungFig. 2 ist eine bruchstückweise Darstellung eines Teiles der Maschine unter Veranschaulichung der Ankerwicklung. Fig. 3 ist ein nahe der wagrechten Mittellinie der Maschine geführter wagrechter Schnitt, der einen Teil der Flüssigkeitskühlung zeigt. Fig. 4 ist eine Ansicht eines Teiles der Flüssigkeitskühlung, die hier von der Maschine abgenommen dargestellt ist. Fig. 5 ist ein Querschnitt nach Linie x-x der Fig. 4.
Fig. 6 zeigt die Anordnung der Induktionswicklung in vergrössertem Massstab.
An dem Masehinengestell- 1 sind die Gestellköpfe 2 mit Bolzen 3 befestigt. Die Köpfe 2 tragen Endringe 4, welche die in der Umfangsrichtung lamellierten Kernringe 5 tragen. Die Lamellen werden durch die Klemmrings 6 und 7 in ihrer Lage gehalten. Das Gestell J, die Köpfe 2 und Ringe 4. 5, 6,7 sind sämtlich längs der wagrechten Mittdebene der Maschine zwecks bequemen Zusammenbaues geteilt.
Ein massiver magnetischer Leiter 8 ist auf der Welle 9 angebracht, so dass sein Umfang zwischen die
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weist beiderseits annähernd radiale Schlitze auf, wie in Fig. 1 und 2 angedeutet, so dass Magnetpole entstehen, welche den Flächen der lamellierten Kernringe 5 gegenüberstehen. Um eine überstarke Luftbewegung bei der hohen Arbeitsgeschwindigkeit des Induktors zu vermeiden, werden die Schlitze am Umfange des Induktors mit unmagnetischen Teilen 11 ausgefüllt, die sicher befestigt sind.
Die Luftzwischenräume zwischen dem Induktor und den lamellierten Kernringen 5 liegen in radialen Ebenen und können durch Bewegung der Endringe 4 relativ zu den Gesteliköpfen 2 mittels der Stellbolzen 12 eingestellt werden.
Die Feldwicklung 10 ist vorzugsweise so bemessen, dass sie dauernd imstande ist, die gesamte Felderregung bei Vollast zu liefern. Um aber unbedingte Verlässlichkeit und Stetigkeit des Betriebes zu gewährleisten, sind zwei weitere Feldwicklungen vorgesehen, deren jede für sich genügt, um die gesamte Felderregung zu liefern. Jede dieser Wicklungen besteht aus zwei halbkreisförmigen Spulen-M Jede der Spulen 13 bedeckt den halben Umfang des Gestells auf der Innenseite, während die Rückkehrteile der Spulen auf der Aussenseite des Gestells liegen. Diese Spulen sind am Gestell durch die innere Klemme 14 und die äusseren Klemmen 15 befestigt.
Die Klemmringe 6 und 7 besitzen beide radial vorragende Flanschen 16. Die Klemnmnge sowohl wie die lamellierten Kernringe 5 sind geschlitzt, wie dies Fig. 2 zeigt. Infolge der geflanschten Ausbildung der Klenmnringe hängen die Zähne, welche durch die Schlitze in den Flachen der Klemmringe gebildet
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laufenden Leiter bestehen, der im Zickzack durch die Schlitze in den lamellierten Ringen und Klemmringen gewickelt ist und unter den überhängenden Enden der Klemmringzähne verläuft, welche ihn sicher in seiner Lage halten (Fig. 6).
Um die Spannung, welcher die Isolierung der Ankerleiter standhalten muss, auf ein möglichst geringes Mass zn verringern, ist die Ankerwicklung in mehrere getrennte Stromkreise unterteilt. Fig. 2 zeigt einen vollständigen Stromkreis mit Klemmen 18 und 19. Die Wicklung besteht aus zwei Vielfachschichten und ist in der Mitte ihrer Länge umgewendet, so dass der innere Leiter in den Schlitzen eines halben Stromkreises zum Aussenleiter in den Schlitzen der andern Hälfte desselben Stromkreises wird.
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Diese Blöcke sind an den Klemmringen 6 so befestigt, dass die Schlitze in den Klemmböcken sich mit den entsprechenden Schlitzen im Klemmring decken und so nahe als möglich herankommen, so weit dies mit der Forderung guter Isolierung zwischen Klemmring und Anschlussbloek verträglich ist.
Die Enden des Ankerleiters sind an den Klemmblöcken festgelötet, so dass die gesamte Wicklung mit Ausnahme der sehr kurzen Teile zwischen den Klemm. ringen 6 und Klemmblöcken 18 und 19 in gut wärmeleitender, metallischer Berührung steht. Die in diesen kurzen Teilen erzeugte Wärme wird rasch an die Klemmringe und Klemmblöcke abgegeben, die beide eine grosse Masse im Vergleich zur Masse des damit verbundenen Ankerleiters besitzen. Von den Klemmblöcken 18 und 19 wird der Strom durch starke Leiter 20 und 21 zu Klemmen 22 und 23 der Gestellköpfe 2 geführt.
Die Kühlung für die lamellierten Kernringe besteht aus einem System von Röhren 24, die in entsprechenden Umfangschlitzen in den Ringen 5 und Endringen 4 liegen. Die Kühlflüssigkeit wird diesen Röhren aus den Hauben 25 von der Aussenseite des Gestelles her zugeführt. Die Kühlung besteht aus zwei Teilen (Fig. 4 und 5), je einem für jede Maschinenhälfte. Die Hauben 25 sind mit Röhren 26 verbunden, durch welche die Kühlflüssigkeit durch Pumpen oder Sehwerkraftswirkung in Kreislauf getrieben werden kann. Die Röhren 24 werden in ihren Schlitzen durch einen die Wärme gut leitenden Zement od. dgl. festgehalten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kühleinrichtung für Hochfrequenzwechselstrommasehinen der Induktortype, mit zu beiden Seiten eines rotierenden Induktors angeordneten, in der Umfangsrichtung lamellierten und mit radialen Wickiungsschlitzen versehenen Armaturringen, dadurch gekennzeichnet, dass in halbkreisförmigen Umfangsschlitzen, die zwischen den Armaturringen (5) und den diese mittels Klemmringen (6, 7) tragenden Endringen (4) vorgesehen sind, Kühlrohre (24) eingebettet sind, wobei die als Wicklungsklemmen dienenden Endblöcke (18, 19) zwecks guter Wärmeabführung von den AnkelTingen (5)
nur durch eine dünne Isolationsschichte getrennt sind und ihre Schlitze mit den Schlitzen der Ankerringe und der Klemmrings (6, 7) zusammenfallen.