Schleifringe an einer elektrischen Maschine mit Kühleinrichtung Bekanntlich entstehen an den Schleifringen elek trischer Maschinen an der Schleifringoberfläche und in den anliegenden Bürsten grössere Verluste (Strom wärmeverluste, Übergangsverluste und Reibungsver luste). Hierdurch können Bürsten wie Schleifringe beträchtlich erwärmt werden. Es ist bereits bekannt, durch die Schleifringkörper Kühlkanäle hindurchzu- führen, wobei ein gasförmiges Kühlmittel, insbeson dere Kühlluft, durch den Schleifringkörper ganz oder teilweise hindurchgeblasen wird.
Diese bekannten Anordnungen ermöglichen zwar eine Wärmeabfuhr von dem Schleifring, sie weisen jedoch den Mangel auf, dass eine direkte und intensive Kühlung der ge samten Schleiffläche nicht möglich ist, so dass die Temperaturen unter Umständen unerwünscht hoch bleiben.
Gegenstand der Erfindung ist eine wesentlich verbesserte Ausführung von Schleifringen an einer elektrischen Maschine mit einer Einrichtung zur Küh lung mittels eines durch Kanäle des Schleifringkör- pers geblasenen gasförmigen Kühlmittels, die sich dadurch auszeichnet, dass in der Schleifringoberfläche vorhandene Nuten oder Rillen mit einem innerhalb des Schleifringkörpers angeordneten Kühlmittelzu- führungskanalsystem in Verbindung stehen und in genanntem Kanalsystem Mittel angeordnet sind,
um aus diesem System an über die Länge und den Um fang der Schleifringe verteilten Punkten ein gasför miges Kühlmittel in die Nuten oder Rillen in der Schleifringoberfläche auszublasen.
In besonders einfacher Weiterausbildung der Er findung können in den Schleifringkörper wenigstens von einer Seite achsparallele Kanäle oder Bohrun gen eingeführt werden, welche die Rillen oder Nuten in der Schleifringfläche anschneiden und denen durch radial oder geneigt angeordnete nach innen geführte Kanäle das gasförmige Kühlmittel unter dem Ein- fluss der Gebläsewirkung der erwähnten Kanäle zu geleitet wird.
Die offenen Enden der achsparallelen, die Kühlmittelverteilung ermöglichenden Kanäle kön nen in einfachster Weise durch Stromanschlussstücke abgeschlossen werden, über welche der Strom den Schleifringkörpern zugeleitet oder abgenommen wird und die auf der den Schleifringen abgewandten Seite mit in der Welle angeordneten Stromzuführungsbol- zen für die in der Welle liegenden Erregerstromzu- leitungen der Wicklung verbunden sind.
Im folgenden soll die Erfindung näher anhand der Zeichnung erläutert werden, die ein Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung wiedergibt. 1 bedeutet einen Wellenabschnitt einer elektrischen Maschine, beispielsweise eines Turbogenerators. Auf den Wel lenbüchsen 2 sitzen unter Einschaltung einer Zwi schenisolierung 3 Schleifringkörper 4. Die Zeichnung gibt die Anordnung von zwei Schleifringkörpern für die positive und negative Stromzuleitung zu den Er regerstromleitungen 5 und 6 wieder, über die der Strom der Erregerwicklung des Induktors zugeleitet wird.
Zur Stromübertragung sind die radial in der Welle angeordneten Bolzen 7 vorgesehen, die mit den Erregerstromzuleitungen 5 und 6 bei 8 in ge eigneter Weise verbunden sind. Die Bolzen 7 sind unter Einschaltung von Isolierbeilage 9 gegenüber der Welle 1 isoliert. 10 sind Anschlussstücke, von denen der Strom über die Leitungen 11 den Kontakt ringen 12 der Schleifringe zugeleitet werden.
Die Schleifringkörper 4 sind nun in üblicher Weise mit schraubenförmig eingedrehten Nuten oder Rillen 13 versehen. Erfindungsgemäss sind nun über den Umfang der Schleifringkörper verteilt achspar- allele Bohrungen 14 vorgesehen, welche, wie bei 14a angedeutet ist, die Schraubennuten 13 der Schleifringe anschneiden.
15 bedeuten um einen ge ringen Winkel gegenüber der Radialen geneigte Ka- näle in dem gegenüber der Schleifringoberfläche ver jüngten inneren Stützflansch 4a der Schleifringkör- per. Die Bohrungen 14 sind vorzugsweise als Sack bohrungen ausgeführt und auf ihrer offenen Seite durch die Kontaktringe 12 verschlossen.
Bei der be schriebenen Anordnung ergibt sich nun, dass insbe sondere durch die Gebläsewirkung der Kanäle 15 in den die Schraubennuten 13 anschneidenden axia len Verteilerkanälen 14 ein Überdruck erzeugt wird, der zur Folge hat, dass an den infolge des An schneidens der Nuten 13 durch die Axialbohrungen 14 erzielten Öffnungen ein Kühlmittel durch die schraubenförmigen Nuten oder Zwischenkanäle der Schleifringoberfiäche hindurchgeblasen wird.
Wie er sichtlich, ergibt sich hierdurch eine wirksame Küh lung sowohl der gesamten Schleifringoberfläche wie auch der an der Schleifringoberfläche anliegenden Bürsten (nicht dargestellt). Durch die erfindungsge mässe Anordnung kann eine äusserst wirksame Be lüftung der gesamten Schleifringoberfläche wie der Bürsten erreicht werden. Hierbei ist wesentlich, dass die Verlustwärme unmittelbar von den stromführen- den Kontaktflächen abgeleitet wird.
Die erfindungs gemässe Anordnung ermöglicht es, wegen der ver besserten Kühlung sowohl der Schleiffläche wie der Bürsten die Belastung der Bürsten zu steigern und die Schleifringfiäche zu vermindern, wodurch sich praktisch eine Wellenverkürzung ergibt. Die Erhö hung der Bürstenbelastung ermöglicht es gleichzeitig auch, die Gesamtverluste an den Schleifringen herab zusetzen.
Schliesslich können durch die aus den Nuten aus tretenden Teilgasströme abgeschliffenen Teilchen, insbesondere der Kohle, weggeblasen werden.
Slip rings on an electrical machine with a cooling device It is well known that the slip rings of electrical machines on the slip ring surface and in the adjacent brushes cause major losses (electricity heat losses, transition losses and Reibungsver losses). As a result, brushes such as slip rings can be heated considerably. It is already known to lead cooling channels through the slip ring bodies, a gaseous coolant, in particular cooling air, being blown through the slip ring body in whole or in part.
Although these known arrangements allow heat to be dissipated from the slip ring, they have the shortcoming that direct and intensive cooling of the entire grinding surface is not possible, so that the temperatures may remain undesirably high.
The subject of the invention is a significantly improved design of slip rings on an electrical machine with a device for cooling by means of a gaseous coolant blown through channels of the slip ring body, which is characterized in that grooves or grooves present in the slip ring surface with an inside the slip ring body arranged coolant supply channel system are connected and means are arranged in said channel system,
in order to blow out a gaseous coolant from this system at points distributed over the length and circumference of the slip rings into the grooves or grooves in the slip ring surface.
In a particularly simple further development of the invention, axially parallel channels or holes can be introduced into the slip ring body from at least one side, which cut the grooves or grooves in the slip ring surface and which the gaseous coolant under the inlet channel through radially or inclined inwardly guided channels flow of the fan action of the channels mentioned is directed to.
The open ends of the axially parallel channels, which enable coolant distribution, can be closed in the simplest way by power connectors, via which the power is fed to or removed from the slip ring bodies and the power supply bolts arranged in the shaft on the side facing away from the slip rings for the power supply bolts Excitation current leads of the winding are connected to the shaft.
In the following the invention will be explained in more detail with reference to the drawing, which reproduces an exemplary embodiment of the invention. 1 denotes a shaft section of an electrical machine, for example a turbo generator. On the Wel lenbüchsen 2 sit with the interposition of an inter mediate insulation 3 slip ring bodies 4. The drawing shows the arrangement of two slip ring bodies for the positive and negative power supply to the He excitation current lines 5 and 6 again, through which the current is fed to the excitation winding of the inductor.
For power transmission, the bolts 7 arranged radially in the shaft are provided, which are connected to the excitation current supply lines 5 and 6 at 8 in a suitable manner. The bolts 7 are isolated from the shaft 1 with the inclusion of insulating shims 9. 10 are connecting pieces from which the current is fed to the contact rings 12 of the slip rings via the lines 11.
The slip ring bodies 4 are now provided with grooves or grooves 13 screwed in in the usual manner. According to the invention, axially parallel bores 14 are now provided, distributed over the circumference of the slip ring bodies, which, as indicated at 14a, cut the screw grooves 13 of the slip rings.
15 denote channels inclined at a small angle with respect to the radial in the inner support flange 4a of the slip ring bodies, which is tapered with respect to the slip ring surface. The bores 14 are preferably designed as blind bores and closed on their open side by the contact rings 12.
In the described arrangement, it now follows that in particular special by the blower action of the channels 15 in the axial distribution channels 14 intersecting the screw grooves 13, an overpressure is generated, which has the consequence that the grooves 13 through the cut due to the Axial bores 14 achieved openings a coolant is blown through the helical grooves or intermediate channels of the slip ring surface.
As he can see, this results in an effective cooling of both the entire slip ring surface and the brushes (not shown) resting on the slip ring surface. With the arrangement according to the invention, extremely effective ventilation of the entire slip ring surface such as the brushes can be achieved. It is essential that the heat loss is dissipated directly from the current-carrying contact surfaces.
The arrangement according to the invention makes it possible, because of the improved cooling of both the grinding surface and the brushes, to increase the load on the brushes and to reduce the slip ring surface, which practically results in a shaft shortening. The increase in the brush load also makes it possible at the same time to reduce the overall losses at the slip rings.
Finally, particles, in particular the coal, which are ground off from the partial gas flows emerging from the grooves can be blown away.