CH333320A - Cooling device on an electrical machine by means of a cooling air flow directed through a filter - Google Patents

Cooling device on an electrical machine by means of a cooling air flow directed through a filter

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CH333320A
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CH
Switzerland
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fan
filter
motor
machine
cooling device
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Application number
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German (de)
Inventor
Eugen Dipl Ing Niederheiser
Original Assignee
Siemens Ag
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Description

  

  Kühleinrichtung an einer elektrischen Maschine     mittels    eines über einen Filter  geleiteten Kühlluftstromes    Es ist, bekannt, in vielen Fällen bei der  Kühlung von elektrischen Maschinen, insbe  sondere wenn diese in     staubhaltigen    Betrieben  Verwendung finden, die Kühlluft über ein  Filter zu leiten, bevor sie Blas Innere der     Ma          schine        durehströmt.    So ist beispielsweise eine  Anordnung bekannt, bei der ein von einen       Elektromotor    angetriebener Lüfter, der die       Kompressionsvorstufe    eines Kompressors bil  det, die     Luft    über ein an der Stirnseite des  Aggregates vorgesehenes Filter einsaugt.

   Bei  dieser Kühleinrichtung durchströmt ein Teil  der vom Lüfter durch das Filter eingesaugten  Kühlluft gleichzeitig den den Lüfter antrei  benden Elektromotor.  



  Für elektrische Maschinen mit sich ändern  der Drehzahl ist es ferner bekannt, zum     lIrr-          trieb    des Lüfters einen gesonderten, mit kon  stanter Drehzahl umlaufenden Motor vorzu  sehen, damit auch bei niedrigen Drehzahlen  der zu kühlenden elektrischen Maschine die       Zuführung    einer ausreichenden Menge     @!orr     Kühlluft gewährleistet ist.  



  Die Erfindung bezieht sich auf eine     Ver..          besserung    einer solchen Kühleinrichtung einer  elektrischen Maschine mit sich ändernder  Drehzahl. Gemäss der Erfindung bildet das       ausweehselbare    Filter die äussere Abschluss  wand an der einen Stirnseite der Maschine;  in     dein    Raum zwischen dem Filter und dem  Lagerschild der Maschine sind dann der Lüf-         ter    und der Motor für den Antrieb des     Lüf        ters          untergebracht.    Diese Anordnung gewähr  leistet einen leichten Ausbau des Filters     i:ür     Reinigungszwecke.

   Ausserdem ergibt sich durch  den Einbau des Filters praktisch keine zusätz  liche Vergrösserung der zu kühlenden elek  trischen Maschine, da der Raum für den an  der     Stirnseite    angebrachten Lüfter auf jeden  Fall vorhanden sein muss. Bei der     Küh;ein-          riehtung    gemäss der Erfindung bleibt     aueli    an  den Stirnseiten der Maschine ein vollständig  glattes Äusseres erhalten, das heisst trotz einer  wirksamen Kühlung der mit sich ändernder  Drehzahl umlaufenden elektrischen Maschine  mittels von aussen angesaugter, gefilterter  Kühlluft braucht die geschlossene Bauform  der Maschine nicht aufgegeben zu werden.

    Auch der Luftwiderstand des Filters ist klein,  da eine grosse, von der Luft quer     dureh-          strömte    Filterfläche zur Verfügung steht.  



  In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfin  dung wird der     Lüftermotor,    wie es an sich  bekannt ist, als Einbaumotor ohne Gehäuse  ausgebildet und von radialen Rippen, zwi  schen denen der Lüfter die Kühlluft     aus    denn  Filter ansaugt, getragen. Die     umlautenden     Tragscheiben für die     Lüfterflügel    können sich  zwischen dem Lagerschild der Maschine und  dem Einbaumotor befinden.  



  Sofern das Filter kreisringförmig ausge  bildet ist, kann in Weiterbildung der Erfin-           dang    auch die Welle des     Lüftermotors    als  Hohlwelle ausgeführt werden; sie     umschliesst     dann eine mit der zu kühlenden     elAtrischen          '.Maschine        gekuppelte    Welle, die zur Anzeige  der Drehzahl dieser Maschine oder auch zur  Auslösung eines Regeleffektes in Abhängig  keit von dieser Drehzahl dient.

   Hierzu     kann     beispielsweise die mit der zu kühlenden elek  trischen Maschine gekuppelte Welle an ihrem  äussern Ende mit einer     Tachometeriiiasciiine     oder mit einem Bremswächter gekuppelt wer  den, ohne dass hierdurch die geschlossene Ball  form der Gesamtanordnung aufgegeben wer  den muss.  



  Die Zeichnung zeigt als     Ausführungsbei-          spiel    der Erfindung einen Schnitt     durch    die  neue Lüfter- und Filteranordnung an der  einen Stirnseite eines läufergespeisten Dreh  strom-Nebenschlussmotors sowie den     angren-          zenden    Teil des Motorinneren. 1 ist der     Kom-          mutator    des     Nebenschlussmotors,    auf dein die  Bürsten 2 schleifen; 3 ist das den     Kommu-          tator    umgebende Gehäuse; 4 ist eine innere  Stirnwand am Motor, die gleichzeitig das Lager  schild des Motors mit dem Wälzlager 5 bildet.

    Dieses Lagerschild 4 besitzt am     Umfan:;    Öff  nungen 6, durch die die Flügel 7 einer Lüfter  scheibe 8 Kühlluft im Sinne der     einge    zeich  neten Pfeile in das Maschineninnere drücken.  Diese     Lüfterseheibe    8 sitzt nun auf der Hohl  welle 9 eines besonderen     Lüftermotors    10. Der  Ständer dieses     Lüftermotors    ist als Einbau  motor, also ohne Gehäuse, ausgebildet, und er  wird durch den Ständer     umgebende    radiale  Rippen 11 in der vorgeschriebenen Lage ge  halten. Diese radialen Rippen gehen an ihrem  äussern     Umfang    in einen Ringschirm 12 über.

    Dieser Ringschirm ist dann an dem Ring 13  befestigt, der seinerseits in dem äussern Mantel  14 des Lagerschildes 4 gelagert ist. Die     Welle     9 des     Lüftermotors    trägt an ihrem linken  Ende, also zwischen dem Motor und     deri     Lagerschild 4, die     Lüfterscheibe    B. An die  Rippen 11 sind ringförmige Schilde 15     uiid     16 z. B. durch Anschweissen befestigt, in  denen die Welle 9 über Wälzlager gelagert ist..  



  Den äussern stirnseitigen Abschluss der zu  kühlenden Maschine bildet nun das kreisring-         förmige    Filter 17, das in dein     (lehäuseniantel     14 leicht auswechselbar gelagert ist. Zu die  sem Zweck sind am äussern Umfang des     Fil-.          ters    einerseits die beiden Griffe 18 vorgesehen,  anderseits auch Ansätze 19, mit denen das  Filter in der Art eines Bajonettverschlusses  in den Gehäusemantel, der dazu Gegenansätze  20 aufweist, eingesetzt werden kann. Das  Filter selbst. kann aus einer Anzahl     nebei@ein-          anderliegender    perforierter Bleche oder Siebe  bestehen.  



  Aus den eingezeichneten Pfeilen ist nur,-     zir     ersehen, dass die     Lüfterflügel    7 die     Kühlluft     über das Filter 17 von aussen ansaugen. fliese  Kühlluft strömt dann zwischen den radialen  Rippen 11 zu den     Lüfterflügeln,    wobei. ein  Teil der Kühlluft auch den     Lüftermotor    10  umstreicht. Um diese Wirkung zu     verstärken,     sind an dem Lagerschild 15 für das linke  Lager des     Lüftermotors    Öffnungen 21 ange  bracht, denen Öffnungen an der     Tragsehe-ibe    8  des Lüfters entsprechen.

   Da     ausserdem    die  Tragscheibe auch auf der linken Seite     Lüfter-          flügel    22 besitzt, so wird durch diese Lüfter  flügel und durch die genannten     Öffnungen     Kühlluft angesaugt, die in engere     Berührung     mit dem Ständereisen und mit den Wicklun  gen des     Lüftermotors    10     gelangt.    Durch die  Öffnungen 23 gelangt diese     Kühlluft        zii        (teil     Öffnungen 6 und damit in das Maschinen  innere.  



  Bei der dargestellten Anordnung besitzt  das Filter     7.7    in der Mitte eine Öffnung,     dureit     die ein Anbauflansch 24     hindurehtritt.    Dieser  Anbauflansch trägt ein Lager 25 für eine  Welle 26, die durch die Hohlwelle 9 des       Lüftermotors    hindurchgeht und die     finit    der  Welle 27 des     Drehstrom-Nebensclilussmotors     gekuppelt ist. Diese Anordnung ist. v     orgesehen.     um mit der Welle des     Drehstrom-Nebensehlul)-          motors    eine     Taehometermasehine    oder einen  Bremswächter kuppeln zu können.

   Um     zli    ver  meiden, dass die Kühlluft unter Umgehung des  Filters 17 an der innern     Öffnung    des Filters  oder am äussern Umfang angesaugt wird und  zur Vermeidung von Rüttelgeräuschen, sind  noch Gummidichtungen 28 und 29 in der  Nähe dieser Teile angeordnet..



  Cooling device on an electrical machine by means of a flow of cooling air passed through a filter It is known in many cases for the cooling of electrical machines, especially when they are used in dusty operations, to pass the cooling air through a filter before they blow inside the The machine flows through it. For example, an arrangement is known in which a fan driven by an electric motor, which bil det the compression preliminary stage of a compressor, sucks in the air through a filter provided on the front side of the unit.

   In this cooling device, part of the cooling air sucked in by the fan through the filter simultaneously flows through the electric motor driving the fan.



  For electrical machines with changing speeds, it is also known to provide a separate motor rotating at constant speed for the fan drive so that a sufficient amount of cooling air can be supplied even at low speeds of the electrical machine to be cooled is guaranteed.



  The invention relates to an improvement in such a cooling device of an electrical machine with changing speed. According to the invention, the replaceable filter forms the outer end wall on one end of the machine; The space between the filter and the end shield of the machine houses the fan and the motor for driving the fan. This arrangement ensures that the filter can be easily removed for cleaning purposes.

   In addition, the installation of the filter results in practically no additional enlargement of the electrical machine to be cooled, since the space for the fan attached to the front must be available in any case. With the cooling device according to the invention, a completely smooth exterior is retained on the front sides of the machine, that is, despite effective cooling of the electrical machine rotating at changing speed by means of filtered cooling air sucked in from the outside, the machine needs the closed design not to be given up.

    The air resistance of the filter is also small, as there is a large filter surface available through which the air flows across.



  In an advantageous embodiment of the inven tion, the fan motor, as it is known per se, is designed as a built-in motor without a housing and carried by radial ribs, between which the fan sucks in the cooling air from the filter. The surrounding support disks for the fan blades can be located between the end shield of the machine and the built-in motor.



  If the filter is designed in the shape of a circular ring, in a further development of the invention the shaft of the fan motor can also be designed as a hollow shaft; it then encloses a shaft which is coupled to the electrical machine to be cooled and which serves to display the speed of this machine or to trigger a control effect as a function of this speed.

   For this purpose, for example, the shaft coupled to the electric machine to be cooled can be coupled at its outer end with a tachometer or a brake monitor without having to give up the closed ball shape of the overall arrangement.



  As an embodiment of the invention, the drawing shows a section through the new fan and filter arrangement on one end of a rotor-fed three-phase shunt motor and the adjacent part of the interior of the motor. 1 is the commutator of the shunt motor on which brushes 2 slide; 3 is the housing surrounding the commutator; 4 is an inner end wall on the motor, which at the same time forms the bearing shield of the motor with the roller bearing 5.

    This end shield 4 has on the scope :; Publ openings 6 through which the blades 7 of a fan disc 8 press cooling air in the sense of the arrows drawn into the inside of the machine. This fan disc 8 is now sitting on the hollow shaft 9 of a special fan motor 10. The stator of this fan motor is designed as a built-in motor, so without a housing, and it will keep ge by the stator surrounding radial ribs 11 in the prescribed position. These radial ribs merge into an annular screen 12 on their outer circumference.

    This ring shield is then attached to the ring 13, which in turn is mounted in the outer jacket 14 of the end shield 4. The shaft 9 of the fan motor carries at its left end, that is between the motor and the bearing plate 4, the fan disk B. On the ribs 11 are annular shields 15 and 16 z. B. fastened by welding, in which the shaft 9 is supported by roller bearings ..



  The outer end-face of the machine to be cooled is now formed by the annular filter 17, which is easily exchangeable in the housing. For this purpose, the two handles 18 are provided on the outer circumference of the filter, on the one hand, and also on the other Lugs 19 with which the filter can be inserted in the manner of a bayonet lock into the housing jacket, which has counter-lugs 20. The filter itself can consist of a number of adjacent perforated plates or sieves.



  From the drawn arrows it can only be seen that the fan blades 7 suck in the cooling air from the outside via the filter 17. Tile cooling air then flows between the radial ribs 11 to the fan blades, wherein. some of the cooling air also sweeps around the fan motor 10. To increase this effect, openings 21 are placed on the end plate 15 for the left bearing of the fan motor, which correspond to openings on the support plate 8 of the fan.

   Since the support disk also has fan blades 22 on the left side, cooling air is sucked in through these fan blades and through the openings mentioned, which comes into closer contact with the stator iron and with the windings of the fan motor 10. This cooling air passes through the openings 23 (partly openings 6 and thus into the inside of the machine.



  In the arrangement shown, the filter 7.7 has an opening in the middle through which a mounting flange 24 protrudes. This mounting flange carries a bearing 25 for a shaft 26, which passes through the hollow shaft 9 of the fan motor and which is finitely coupled to the shaft 27 of the three-phase auxiliary motor. This arrangement is. intended. in order to be able to couple a Taehometermasehine or a brake monitor to the shaft of the three-phase auxiliary motor.

   In order to avoid that the cooling air is sucked in by bypassing the filter 17 at the inner opening of the filter or at the outer circumference and to avoid shaking noises, rubber seals 28 and 29 are arranged in the vicinity of these parts ..

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Kühleinrichtung an einer elektrischen Maschine, bei der ein über ein. Filter ange saugter Kühlluftstrom von einem Lüfter er zeugt wird, der von einem gesonderten, mit konstanter Drehzahl umlaufenden Motor an getrieben ist, dadurch gekennzeichnet, dass das auswechselbare Filter die äussere Ab- sehlusswand an der einen Stirnseite der Ma schine bildet und dass in dem Raum zwischen dem Filter und dem Lagerschild der Maschine der Lüfter und der Motor für den Antrieb des Lüfters untergebracht sind. UNTERANSPRÜCHE 1. PATENT CLAIM Cooling device on an electrical machine in which one has a. Filter sucked in cooling air flow is generated by a fan, which is driven by a separate motor rotating at constant speed, characterized in that the replaceable filter forms the outer Ab- sehlusswand on one end of the machine and that in the room The fan and the motor for driving the fan are housed between the filter and the end shield of the machine. SUBCLAIMS 1. Kühleinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüftermotor die Bauart eines Einbaumotors ohne Gehäuse besitzt und von radialen Rippen, zwischen denen der Lüfter die Kühllift aus dem Filter ansaugt, getragen wird. 2. Kühleinrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die umlau fende Tragscheibe für die Lüfterflügel zwi schen dem Lagerschild der Maschine und dem Einbaumotor befindet. 3. Cooling device according to patent claim, characterized in that the fan motor has the design of a built-in motor without a housing and is carried by radial ribs between which the fan sucks the cooling lift out of the filter. 2. Cooling device according to dependent claim 1, characterized in that the umlau Fende support disc for the fan blades between tween the end shield of the machine and the built-in motor is. 3. Kühleinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle des Lüftermotors als Hohlwelle ausgeführt ist und eine mit der zu kühlenden elektrischen Maschine gekuppelte Welle umschliesst, die zur Anzeige der Drahzahl der Maschine dient. Kühleinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle des Lüfters als Hohlwelle ausgeführt ist und eine mit der zu kühlenden elektrischen Ma schine gekuppelte Welle umschliesst, die zur Auslösung eines Steuereffektes in Abhängig keit von der Drehzahl der Maschine dient. Cooling device according to patent claim, characterized in that the shaft of the fan motor is designed as a hollow shaft and encloses a shaft which is coupled to the electrical machine to be cooled and which serves to display the number of wires in the machine. Cooling device according to claim, characterized in that the shaft of the fan is designed as a hollow shaft and encloses a shaft which is coupled to the electrical machine to be cooled and which is used to trigger a control effect depending on the speed of the machine.
CH333320D 1954-06-04 1955-05-28 Cooling device on an electrical machine by means of a cooling air flow directed through a filter CH333320A (en)

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CH333320A true CH333320A (en) 1958-10-15

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