CH146670A - Device for ventilation of induction motors. - Google Patents

Device for ventilation of induction motors.

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CH146670A
CH146670A CH146670DA CH146670A CH 146670 A CH146670 A CH 146670A CH 146670D A CH146670D A CH 146670DA CH 146670 A CH146670 A CH 146670A
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CH
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fan
stator
motor
rotor
ventilation
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German (de)
Inventor
Aktieng Siemens-Schuckertwerke
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Siemens Ag
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  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Description

  

  Einrichtung zur Belüftung von Induktionsmotoren.    Sollen     Drehstrom-Induktionsmotoren,    und  zwar insbesondere     Drehstromkurzschlussläu-          fermotoren    für     Vollastanlauf    verwendet wer  den, so ist eine gute Belüftung der Motoren       unerlässlich,    um die infolge des hohen An  laufstromes entstehende Stromwärme gut  abzuführen und die Wicklung vor Über  lastung zu schützen. Zur Belüftung der Mo  toren werden vielfach nur auf der Motor  welle sitzende Lüfter verwendet, die jedoch  erst dann einen zur Kühlung hinreichenden  Luftstrom hervorrufen können, wenn der     Läu-          f6i-    die volle Drehzahl hat.

   Dient aber der  Motor zum Antrieb von Arbeitsmaschinen  mit schwerem Anlauf und langer Anlaufzeit,  so kann die durch den hohen Anlaufstrom       entstehen-Je    starke Stromwärme durch die  auf der Motorwelle sitzenden Lüfter nicht  genügend abgeführt werden, da diese bei  der geringen, während der Anlaufzeit herr  schenden Drehzahl keinen genügend starken  Luftstrom erzeugen können. Infolgedessen    konnten bisher normale     Kurzschlussläufer-          motoren   <B>für</B> derartige schwierige Anlaufver  hältnisse nicht verwendet werden.  



  Die Erfindung ermöglicht     nuri    eine gute  Kühlung des Motors auch bei geringen       Läuferdrebzahleii,    so     dass    die durch den An  laufstrom hervorgerufene starke Stromwärme  ohne Schaden für den Motor gut abgeführt  werden kann.

   Dies wird gemäss der Erfin  dung dadurch erreicht,     dass    der Lüfter auf  der Motorwelle drehbar angeordnet und       zweckmässigerweise    so ausgebildet ist,     dass     ei, durch das     Ständerfeld    des Motors unab  hängig von der     Läuferdrehzplll    sofort eine  hohe Drehzahl     ei-hält.    Da der Lüfter  infolgedessen sofort beim Einschalten des;

    Motors annähernd seine synchrone Dreh  zahl erreicht, so vermag er sofort einen  starken Luftstrom zu erzeugen, der den Mo  tor gut kühlt,     und    die durch den hoben     Aii-          laufstrom    entwickelte Stromwärme gut ab  führt, Damit der Lüfter gegenüber     deni         Motorläufer bei schwächer     werdendeai        Stän-          derstreufeld    in der- Drehzahl nicht zurück  bleibt, wird ei-, zweckmässig durch eine  Rutschkupplung oder dergleichen, in solcher  Weise     init    der Läuferwelle des Motors ge  kuppelt,     dass    er sieh nur in einer bestimmten  Richtung relativ zum Läufer bewegen kann,

         und    bei grösserer     Läuferdrelizahl    von diesem  unmittelbar mitgenommen wird, während  er an einer Relativbewegung in umgekehrter  Richtung gehindert wird. Die hierzu ver  wendete Kupplung kann mit einem     Ge-          sperre    oder einer andern an sich bekannten  Einrichtung versehen sein,  In der Abbildung sind verschiedene Aus  führungsbeispiele der Erfindung im Schnitt  dargestellt. Bei der     in    Abbildung<B>1</B> darge  stellten Ausführungsform ist     auf    der Motor  welle<B>11</B> die Nabe 12 des Lüfters drehbar  gelagert.

   Die Flügel<B>13</B> des Lüfters bestehen  aus Eisen oder einem andern magnetischen       Baustoff    und sind dein Streufeld der     Stäri-          derwicklung   <B>15</B> ausgesetzt. Auf der     111otor-          welle   <B>11</B> ist ein Ring<B>16</B> angeordnet, der  auf der dem Lüfter     1.23   <B>13</B> zugewendeten  Seite mit einer als     Gesperre    dienenden Ver  zahnung versehen ist, während die Nabe 12  des Lüfters 12,<B>13</B> ebenfalls mit einer ent  sprechenden Verzahnung versehen ist.

   Das  hierdurch gebildete     Gesperre    wirkt hierbei  in solcher Weise,     dass    der Lüfter 12,<B>13</B>  relativ zum Läufer<B>17</B> sich nur in einer be  stimmten Richtung bewegen kann, so     dass     er, falls der Motor nach Durchlaufen der  Anlaufzeit seine normale Drehzahl erreicht  hat, von der Läuferwelle<B>11</B> mitgenommen  wird. Beim Einschalten des Motors wirkt  das Streufeld infolgedessen unmittelbar auf  die     Lüfterflügel   <B>13</B> ein, so     dass    diese     iofort     eine hohe Drehzahl erhalten.  



  Genügt     d:e    Ausbildung der<B>Flügel</B> nicht.  um eine sichere Mitnahme des Lüfters zu  erreichen, so können, wie Abbildung 2 zeigt,  die     Lüftei-flügel   <B>13</B> an ihrer der     Ständerwick-          lung    zugewendeten Seite mit einem Ring 20       a-us    Eisen oder einem andern magnetischen       Baustoff    versehen sein, wodurch die Einwir  kung des     Ständerstreufeldes    auf dem Lüfter    wesentlich verstärkt wird.

   In beiden Fällen  ist der Ständer 14 und Läufer<B>15</B> des Mo  tors hierbei in an sieh bekannter Weise  ausgebildet, wobei letzterer mit einem ein  fachen oder doppelten Käfig versehen, ein       sogenannter        Wirbelstromläufer    oder     atieli     ein     Schleifringläufer    sein kann.  



  Um die Einwirkung des     Ständerstreu-          foldes    auf den Lüfter zu verstärken, kann  wie die Abbildung<B>3</B> zeigt, auf der Nabe  des Lüfters<B>30</B> ein besonderes, mit     Wirbel-          stromstäben   <B>31</B>     versellenes    Blechpaket<B>32</B>  befestigt werden, während das     Ständerblech-          paket   <B>33</B> an seinen Stirnseiten mit einem  zusätzlichen     Bleobpael,-et    34 versehen ist,  das einen     achsialen    Abstand von dem     Haupt-          ständerblechpaket   <B>33</B> aufweist,

   aber ebenfalls  von der     Ständerwicklung   <B>35</B> durchsetzt ist.  Das auf der     Lüfternabe    sitzende Blechpaket  <B>32</B> wirkt in Verbindung mit dem ihm ent  sprechenden Teil des     Ständerblechpaketes     34 als selbständiger Motor, so     dass    der Lüfter  <B>30</B> beim Einschalten des Motors infolgedes  sen sofort auf die normale synchrone Dreh  zahl hochfährt, unabhängig von der Dreh  zahl des Läufers<B>36.</B>     Um    die Relativbewe  gung des Lüfters<B>30</B> gegen den Läufer<B>36</B>       nur    in einer einzigen Richtung zu ermög  lichen und in der entgegengesetzten Richtung  zu sperren, ist auf der Motorwelle ein mit  einer Sperrung versehener Ring<B>37</B> ange  ordnet,

   der in eine entsprechende Ausbildung  der Nabe des Lüfters<B>30</B> eingreift.  



  Ausser für     Drelistroni-Kurzschlussläufer-          inotoren    eignet sieh die Erfindung besonders  auch für     Schleifringläufermotoren,    da bei  diesen besonders bei längeren Anlaufzeiten  ebenfalls hohe Anlaufströme auftreten, die  die Wicklung ohne eine     zusätzlicheKühlung     gefährden würden. Auch hat die Erfindung  Bedeutung für Motoren mit Drehzahlregelung,  da die drehbar auf der Motorwelle sitzenden  Lüfter bei Verringerung der Motordrehzahlen  stets ihre normale, durch das     Ständerdreh-          feld    bedingte, annähernd synchrone Drehzahl  behalten.  



  In den in den Abbildungen dargestellten  Ausführungsbeispielen ist auf den beiden      Stirnseiten des Ständers<B>je</B> ein Lüfter an  geordnet, wie dies bei den normalen Motoren  üblich ist. Man kann aber auch, falls der       Alotor    eine geringere Anlaufzeit hat, mit nur  einem einzigen Lüfter auskommen.  



  In     inanchen    Fällen kann es zweckmässig  sein, den mit den     Lüfterflügeln    verbundenen  Eisenring, statt wie in den Abbildungen  dargestellt, ungeteilt auszubilden, diesen mit  Polzacken zu versehen, um die Einwirkung  des     Ständerdrehfeldes    zu verstärken. Dies  ist besonders bei grösserer Streuung des       Ständerfeldes    zweckmässig.



  Device for ventilation of induction motors. If three-phase induction motors, especially three-phase short-circuit motors, are to be used for full-load starting, the motors must be well ventilated in order to dissipate the heat generated by the high starting current and to protect the winding from overload. To ventilate the motors, only fans located on the motor shaft are often used, but these can only generate an air flow sufficient for cooling when the rotor is at full speed.

   If, however, the motor is used to drive machines with a difficult start-up and long start-up time, the high current heat generated by the high start-up current may not be sufficiently dissipated by the fans on the motor shaft, as these are prevalent during the start-up time Speed cannot generate a sufficiently strong air flow. As a result, normal squirrel cage motors <B> for </B> such difficult starting conditions could not be used up to now.



  The invention only enables good cooling of the motor even with a low number of rotors, so that the strong current heat caused by the starting current can be dissipated well without damage to the motor.

   According to the invention, this is achieved in that the fan is rotatably arranged on the motor shaft and is expediently designed in such a way that the stator field of the motor immediately maintains a high speed regardless of the rotor speed. Since the fan as a result immediately when switching on the;

    When the motor has almost reached its synchronous speed, it is able to immediately generate a strong air flow that cools the motor well and dissipates the heat generated by the increased oil flow, so that the fan compared to the motor rotor when the stator becomes weaker. the stray field in which the speed is not left behind is coupled to the rotor shaft of the motor in such a way that it can only move in a certain direction relative to the rotor, expediently by a slip clutch or the like,

         and if there is a larger number of runners, it is immediately carried along by the latter, while it is prevented from moving in the opposite direction. The coupling used for this purpose can be provided with a lock or some other device known per se. In the figure, various exemplary embodiments of the invention are shown in section. In the embodiment shown in Figure 1, the hub 12 of the fan is rotatably mounted on the motor shaft 11.

   The blades <B> 13 </B> of the fan are made of iron or another magnetic building material and are exposed to the stray field of the strength winding <B> 15 </B>. A ring <B> 16 </B> is arranged on the 111otor shaft <B> 11 </B>, which is provided with a toothing serving as a locking mechanism on the side facing the fan 1.23 <B> 13 </B> is, while the hub 12 of the fan 12, <B> 13 </B> is also provided with a corresponding toothing.

   The lock formed in this way acts in such a way that the fan 12, <B> 13 </B> can only move in a certain direction relative to the rotor <B> 17 </B>, so that if the The motor has reached its normal speed after the run-up time has elapsed, is carried along by the rotor shaft <B> 11 </B>. When the motor is switched on, the stray field consequently acts directly on the fan blades <B> 13 </B>, so that they immediately get a high speed.



  The formation of the <B> wings </B> is not enough. In order to ensure that the fan can be carried along safely, the fan blades 13 can, as shown in Figure 2, on their side facing the stator winding with a ring 20 made of iron or another magnetic building material be provided, whereby the effect of the stator stray field on the fan is significantly increased.

   In both cases, the stator 14 and rotor <B> 15 </B> of the motor is designed in a manner known per se, the latter being provided with a simple or double cage, a so-called eddy current rotor or atieli a slip ring rotor.



  In order to increase the effect of the stator stray folds on the fan, a special one with eddy current rods <B> can be placed on the hub of the fan <B> 30 </B>, as shown in Figure <B> 3 </B> 31 </B> Versellenes sheet metal package <B> 32 </B> can be attached, while the stator sheet metal package <B> 33 </B> is provided on its end faces with an additional Bleobpael, -et 34, which has an axial distance of the main stator core <B> 33 </B>,

   but is also penetrated by the stator winding <B> 35 </B>. The laminated core <B> 32 </B> sitting on the fan hub acts in conjunction with the corresponding part of the stator core 34 as an independent motor, so that the fan <B> 30 </B> as a result of this immediately when the motor is switched on the normal synchronous speed increases, regardless of the speed of the rotor <B> 36 </B>. </B> In order to determine the relative movement of the fan <B> 30 </B> against the rotor <B> 36 </B> only in to enable a single direction and to block in the opposite direction, a ring <B> 37 </B> provided with a blocking is arranged on the motor shaft,

   which engages in a corresponding design of the hub of the fan <B> 30 </B>.



  In addition to Drelistroni squirrel cage motors, the invention is also particularly suitable for slip ring motors, since in these, especially with longer start-up times, high starting currents occur which would endanger the winding without additional cooling. The invention is also important for motors with speed control, since the fans that are rotatably seated on the motor shaft always retain their normal, approximately synchronous speed caused by the stator rotating field when the motor speeds are reduced.



  In the exemplary embodiments shown in the figures, a fan is arranged on the two end faces of the stator, as is usual with normal motors. But if the Alotor has a shorter start-up time, you can get by with just a single fan.



  In some cases it can be useful to design the iron ring connected to the fan blades as undivided instead of as shown in the figures, and to provide it with pole teeth in order to increase the effect of the stator rotating field. This is particularly useful if the stator field has a large spread.

 

Claims (1)

<B>PATENTANSPRUCH:</B> Einrichtung zur Belüftung von Induktions motoren, mittelst von deren Ständerfeld un abhängig vom Läufer antreibbaren Lüfter, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Lüfter auf der Motorwelle drehbar gelagert und in solcher Weise mit dieser verbunden sind, dass ihre Relativbewegung zu dieser nur in einer Richtung möglich ist, während sie in der andern Richtung gesperrt ist. <B> PATENT CLAIM: </B> Device for ventilation of induction motors, by means of their stator field independently of the rotor-driven fan, characterized in that one or more fans are rotatably mounted on the motor shaft and connected to it in such a way that its relative movement to this is only possible in one direction, while it is blocked in the other direction. UNTERANSPRüCHE: <B>1.</B> Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeicbnet, dass die Lüfterflügel aus einem magnetisierbaren Baustoff bestehen. 2. Einrichtung nach Patentanspruch, dadureb gekennzeichnet, dass auf der Nabe des Lüfters ein mit Kurzschlussstäben verse- heries Blechpaket angeordnet ist, während das Ständerblecbpaket mit einern ent sprechenden zusätzlichen Blechpaket ver sehen ist. SUBClaims: <B> 1. </B> Device according to patent claim, characterized in that the fan blades are made of a magnetizable building material. 2. Device according to claim, dadureb characterized in that a laminated core with short-circuit rods is arranged on the hub of the fan, while the stator core is seen with a corresponding additional laminated core. <B>3.</B> Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der mit einein Lüfter verbundene Eisenring mit Polzacken ver sehen ist. <B> 3. </B> Device according to claim, characterized in that the iron ring connected to a fan is seen with pole teeth.
CH146670D 1929-06-28 1930-05-05 Device for ventilation of induction motors. CH146670A (en)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE749997C (en) * 1941-07-08 1944-12-09 Machine set, especially for underwater power plants
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DE1116804B (en) * 1956-10-24 1961-11-09 Licentia Gmbh Arrangement for the gradual adjustment of the speed of a pole-changing asynchronous motor
DE1134453B (en) * 1960-07-16 1962-08-09 Siemens Ag Fan drive for DC machines by a brushless induction machine

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