Elektrische Maschine gekapselter Bauart Bei gekapselten elektrischen Maschinen erfolgt die Abfuhr der Verlustwärme einerseits direkt durch Wärmeleitung über das Statorblech, dessen Mantel fläche mittels eines Aussenventilators belüftet wird, und anderseits indirekt durch Umwälzung der einge schlossenen Innenluft, welche dem aktiven Teil Wärme entzieht und diese an die belüfteten Kapsel wände wieder abgibt.
Um die direkte Wärmeübertragung durch das Statorblech zu verbessern, ist es bekannt, von der Aussenluft bestrichene Kühlrippen vorzusehen, die entweder am Statorgehäuse angebracht oder im Sta- torblech selbst ausgestanzt sind, wodurch eine Ober flächenvergrösserung erzielt wird.
Es ist ferner auch bekannt, die indirekte Wärmeableitung noch dadurch zu verbessern, dass die Innenluft durch nach aussen abgeschlossene, die beiden Wickelräume miteinander verbindende Kanäle geführt wird, die am Statorum- fang zwischen den Rippenpartien angeordnet sind und gleichzeitig von dem durch den Aussenventila tor erzeugten Luftstrom bespült werden.
Während bei kleineren Leistungen die nötige Oberfläche zur Ableitung der Verlustwärme noch mit den erwähnten Massnahmen erreicht werden kann, ist dies bei grösseren Leistungen technisch und wirtschaftlich nicht mehr möglich. Dies ergibt sich aus der Tatsache, dass die Leistung und damit die Grösse der abzuführenden Verluste mit der dritten Potenz der linearen Vergrösserung zunimmt, während die Oberflächen nur in der zweiten Potenz zunehmen.
Zweck der Erfindung ist nunmehr eine elektri sche Maschine gekapselter Bauart mit Oberflächen kühlung mittels nach aussen abgeschlossener axialer Kanäle, die innen von der umgewälzten Innenluft durchströmt und aussen von der durch einen Aussen ventilator entlang der Statoroberfläche beförderte Luft beblasen werden, zu schaffen, bei welcher auch die für grössere Leistungen erforderliche Abfuhr der Verlustwärme auf einfache Weise erreicht werden kann.
Gemäss der Erfindung wird dies dadurch er zielt, dass die Kühlluftkanäle aus gebogenen Blechen hergestellt werden, die unmittelbar auf der Ober fläche der Statorblechpakete aufgeschweisst werden, so dass die Kanäle gleichzeitig auch als Kühlrippen für die unmittelbare Wärmeableitung aus dem Sta- toreisen dienen.
Anhand der Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert, und zwar ist in der Fig. 1 und 2 als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine gekapselte Maschine im Längsschnitt bzw. Querschnitt darge stellt, wobei der Einfachheit halber nur die obere Hälfte der Maschine gezeigt ist. Die Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Kühlkanäle.
In den Fig. 1 und 2 ist für die direkte Oberflä chenkühlung der gekapselten Maschine ausserhalb der Kapsel auf dem einen Ende der Welle 1 ein Aussenventilator 2 befestigt, welcher Frischluft ent lang der Mantelfläche des Stators 3 treibt, und zwar zwischen den nach aussen abgeschlossenen Kühl kanälen 4, die auf dem Statoreisen aufgeschweisst sind und nachstehend noch näher beschrieben wer den. Die indirekte Kühlung durch Umwälzung der Innenluft erfolgt mittels des innerhalb der Kapsel angeordneten, ebenfalls auf der Welle 1 befestigten Innenventilators 5.
Diese Innenluft wird durch die im Rotor 6 vorgesehenen Bohrungen 7 und durch die Kühlkanäle 4 am Stator im geschlossenen Kreislauf umgewälzt.
Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, sind die Kühl kanäle 4 beispielsweise durch Wellbleche gebildet, die unmittelbar auf das Statorblechpaket aufge schweisst werden, wobei gleichzeitig mehrere Kanäle aus einem Stück Wellblech hergestellt werden. Auf der Mantelfläche des Stators sind gleichmässig über den Umfang verteilte Nuten 8 vorgesehen und die Schweissstellen für die Wellblechkanäle befinden sich auf den Zähnen 9 zwischen den Nuten B. Infolge dieser Nuten wird der Kraftschluss im Statorblech von den Schweissstellen weggehalten.
Der Querschnitt der aufgeschweissten Blechkanäle 4 wird hier um den Querschnitt der Statornuten 8 vergrössert.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der am Statorumfang vorgesehenen Kanäle gezeigt. In diesem Falle bestehen die Kanäle aus Röhren 10, die aus gebogenem Blech hergestellt sind und einzeln auf den zwischen den Statornuten 8 vorhandenen Zähnen 9 beidseitig aufgeschweisst werden. Die Schweissstellen sind mit 11 bezeichnet. Diese Kon struktion besitzt den Vorteil, dass das Statorblech- paket 3 teilweise über die Nuten 8 unmittelbar im äussern Luftstrom liegt, wodurch die Kühlung der Maschine begünstigt wird.
Die durch Rohre oder Wellbleche gebildeten Kühlkanäle 10 bzw. 4, können durch Längsrippen 12 unterbrochen werden, die das Statorblechpaket zusammenhalten und beidseitig Ringe 14 für den Anschluss der Lagerschilder 15 tragen. Zwecks besserer Luftführung und als mechanischer Schutz können die Kühlkanäle durch einen Blechmantel 16 verdeckt sein.
Durch die beschriebenen Kühlkanäle, die längs des Statoreisens mit den Dynamoblechen durch Schweissen metallisch verbunden sind, ergibt sich eine sehr günstige Kühlung der Maschine. Nicht nur die indirekte Kühlung, das heisst der Wärmeaus tausch zwischen der innerhalb der Kanäle zirkulie renden warmen Innenluft und der kalten Aussenluft, sondern auch die direkte Wärmeableitung der Sta- torverluste an die Aussenluft,. wird gegenüber der Kühlwirkung bei den bisherigen Konstruktionen wesentlich besser.
Dies ist eine Folge der sehr gro ssen - zur indirekten Ableitung der Wärme zur Ver fügung stehenden durch die Kanäle gebildeten Flächen und der Tatsache, dass die Kanäle gleich- zeitig als Kühlrippen für die direkte Wärmeablei tung dienen. Es ist nunmehr ohne weiteres möglich, auf diese Weise die Leistung von geschlossenen Maschinen wesentlich zu steigern, oder bei gleich bleibender Leistung die Maschine kleiner zu bauen, 4 und zwar ohne erheblichen Mehraufwand.
Encapsulated electrical machine In encapsulated electrical machines, the dissipated heat is dissipated on the one hand directly through heat conduction via the stator plate, whose outer surface is ventilated by an external fan, and on the other hand indirectly through circulation of the enclosed internal air, which extracts heat from the active part and transfers it to the ventilated capsule walls.
In order to improve the direct heat transfer through the stator lamination, it is known to provide cooling ribs which are swept by the outside air and which are either attached to the stator housing or punched out in the stator lamination itself, thereby increasing the surface area.
It is also known to improve the indirect heat dissipation even further by guiding the inside air through channels that are closed to the outside and connect the two winding spaces, which are arranged on the stator circumference between the rib parts and at the same time generated by the external fan Be flushed with air flow.
While the necessary surface for dissipating the heat loss can still be achieved with the measures mentioned for smaller outputs, this is no longer technically and economically possible for larger outputs. This results from the fact that the power and thus the size of the losses to be dissipated increases with the third power of the linear magnification, while the surfaces only increase with the second power.
The purpose of the invention is now to create an electrical-specific machine of encapsulated design with surface cooling by means of axially closed channels on the outside, through which the circulated internal air flows on the inside and which are blown on the outside by the air conveyed by an external fan along the stator surface, in which also the dissipation of the lost heat required for greater power can be achieved in a simple manner.
According to the invention, this is achieved in that the cooling air ducts are made from bent metal sheets that are welded directly onto the surface of the stator lamination stacks, so that the ducts also serve as cooling fins for direct heat dissipation from the stator iron.
The invention is explained in more detail with reference to the drawing, namely in FIGS. 1 and 2 as an embodiment of the invention, an encapsulated machine in longitudinal section or cross section is Darge, with the sake of simplicity only the upper half of the machine is shown. 3 shows a further embodiment of the cooling channels.
1 and 2, an external fan 2 is attached for direct Oberflä chenkühlung the encapsulated machine outside the capsule on one end of the shaft 1, which drives fresh air ent long the outer surface of the stator 3, between the outwardly closed cooling channels 4, which are welded on the stator iron and described in more detail below who the. The indirect cooling by circulating the internal air takes place by means of the internal fan 5 which is arranged inside the capsule and is also fastened on the shaft 1.
This internal air is circulated through the bores 7 provided in the rotor 6 and through the cooling channels 4 on the stator in a closed circuit.
As can be seen from Fig. 2, the cooling channels 4 are formed, for example, by corrugated sheets that are welded directly onto the stator core, with several channels being made from one piece of corrugated sheet. Grooves 8 distributed evenly over the circumference are provided on the outer surface of the stator and the weld points for the corrugated iron ducts are on the teeth 9 between the grooves B. As a result of these grooves, the frictional connection in the stator plate is kept away from the weld points.
The cross section of the welded-on sheet metal ducts 4 is here enlarged by the cross section of the stator slots 8.
In Fig. 3 a further embodiment of the channels provided on the stator circumference is shown. In this case, the channels consist of tubes 10 which are made of bent sheet metal and which are individually welded on both sides of the teeth 9 present between the stator slots 8. The welding points are denoted by 11. This construction has the advantage that the stator lamination stack 3 is partially located directly in the external air flow over the grooves 8, which promotes cooling of the machine.
The cooling channels 10 or 4 formed by tubes or corrugated sheet metal can be interrupted by longitudinal ribs 12 which hold the stator lamination packet together and carry rings 14 on both sides for connecting the end shields 15. The cooling channels can be covered by a sheet metal jacket 16 for better air guidance and mechanical protection.
The cooling channels described, which are metallically connected to the dynamo sheets along the stator iron by welding, result in very favorable cooling of the machine. Not only the indirect cooling, that means the heat exchange between the warm indoor air circulating within the ducts and the cold outdoor air, but also the direct heat dissipation of the stator losses to the outdoor air. is much better than the cooling effect in the previous designs.
This is a consequence of the very large areas formed by the channels for indirect heat dissipation and the fact that the channels also serve as cooling fins for direct heat dissipation. It is now easily possible in this way to significantly increase the performance of closed machines, or to build the machine smaller while maintaining the same performance, 4 and that without considerable additional expenditure.