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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Kühlung einer elektrischen Maschine mit ausgeprägten Polen mit wenigstens einem Radialventilator, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlluftstrom zunächst radial nach aussen und nach Umlenkung ganz oder teilweise radial nach innen geleitet und dabei zuerst durch die Statorwickelköpfe (11) und erst danach durch den Rotorkörper und durch den Luftspalt geführt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlluftstrom durch den axial äusseren Teil der Statorwickelköpfe (11) zunächst radial nach aussen und nach Umlenkung ganz oder teilweise radial nach innen geleitet und dabei zuerst durch den dem Statorblechpaket (6) zugewandten Teil der Statorwickelköpfe 1) und erst danach durch den Rotorkörper und durch den Luftspalt geführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der radial nach aussen strömende Kühlluftstrom, in axialer Richtung betrachtet, seitlich entlang der Stirnseiten der Statorwickelköpfe 1) radial nach aussen und nach Umlenkung ganz oder teilweise radial nach innen geleitet wird und dabei zuerst durch die Durchtrittsflächen (12) der Statorwickelköpfe (11) über die gesamte axiale Länge der Statorwickelköpfe (11) und danach durch den Rotorkörper und durch den Luftspalt (23) geführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, mit einem Radialventilator auf nur einer Seite der Maschine, dadurch gekennzeichnet, dass der ganz oder teilweise radial nach innen geleitete Kühlluftstrom zuerst durch die ventilatorseitigen Statorwickelköpfe (11), anschliessend zumindest teilsweise durch den Rotorkörper und durch den Luftspalt (23) und danach zumindest teilweise durch die gegenüber der ventilatorseitigen Maschinenseite liegenden Statorwickelköpfe 1') geführt wird.
5. Luftkühlanordnung einer elektrischen Maschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Hintereinanderschaltung des Kühlluftweges der Statorwickelköpfe (11) mit dem Kühlluftweg von Rotorkörper und Luftspalt (23) und Mitteln zur Trennung des Ansaugraumes (19) des Radialventilators (13) vom Rotoreinströmraum (22).
6. Luftkühlanordnung einer elektrischen Maschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Radialventilator auf nur einer Seite der Maschine, gekennzeichnet durch die Hintereinanderschaltung des Kühlluftweges der ventilatorseitigen Statorwickelköpfe 1) mit dem Kühlluftweg von Rotorkörper und Luftspalt (23) sowie mit dem Kühl luftweg der gegenüber der ventilatorseitigen Maschinenseite liegenden Statorwickelköpfe 1').
7. Luftkühlanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Radialventilator (13) und dem Rotorkörper und dem Luftspalt (23), in Achsrichtung gesehen, der lizw. ein Rotoreinströmraum (22) vorgesehen ist und dass der Kühlluftstrom ganz oder teilweise aus einem äusseren Ausströmraum (20) zuerst radial nach innen durch die Statorwickelköpfe (11) in den Rotoreinströmraum (22), anschliessend in den Rotorkörper und in den Luftspalt (23) geführt ist.
8. Luftkühlanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Radialventilator (13) an jedem Rotorende, in axialer Richtung betrachtet, vollständig innerhalb des durch die Statorwickelköpfe (11) abgegrenzten Raumes befindet, und dass am inneren Umfang der Statorwickelköpfe (11) innerhalb derer axialen Länge eine ringförmige Scheibenblende (14) angeordnet ist, die sich bis zum äusseren Umfang des Radialventilators (13) erstreckt und die einen äusseren Ausströmraum (20) des Radialventilators (13) vom Rotoreinströmraum (22) trennt und eine Abschlusshaube (10) im wesentlichen bis an die Stirnfläche der Statorwickelköpfe (11) heranreicht (Fig. 1).
9. Luftkühlanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialventilator (13) an jedem Rotorende, in axialer Richtung betrachtet, ausserhalb der Statorwickel köpfe (11) angeordnet ist, und dass im axial äusseren Ende der Statorwickelköpfe (11) eine ringförmige Scheibenblende (14) angeordnet ist, die sich bis zum äusseren Umfang des Radialventilators (13) erstreckt und die einen äusseren Ausströmraum (20) des Radialventilators (13) vom Rotoreinströmraum (22) trennt (Fig. 2).
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kühlung einer elektrischen Maschine mit ausgeprägten Polen mit wenigstens einem Radialventilator sowie eine Luftkühlanordnung für eine elektrische Maschine zur Durchführung des Verfahrens.
Zweck der Kühlung von elektrischen Maschinen ist es, die Wärmeverluste so abzuführen, dass beim Nennbetrieb die Erwärmung in den einzelnen Teilen der elektrischen Maschine, dem Stator, dem Rotor und den Wickelköpfen, die gegebenen Grenztemperaturen nicht überschreitet.
Schenkelpolmaschinen üblicher Bauweise sind mit Axialventilatoren ausgerüstet, die die Kühlluft in den Raum innerhalb des Wickelkopfes fördern, von wo sie zum Teil durch die Wickelköpfe strömt, zum grossen Teil aber durch die Pollükken des Rotors, den Luftspalt und durch Kühlkanäle im Ständerblechpaket abgeführt wird. Wegen der grossen Durchtrittsflächen im Statorwickelkopf sind bei einer derartigen Kühlluftführung die Strömungsgeschwindigkeiten beim Durchtritt durch den Wickelkopf und damit der Wärmeübergang von den Leitern zur Kühlluft relativ klein; daraus resultiert unter Umständen eine unzulässig grosse Erwärmung der Statorwickelköpfe.
Eine gasgekühlte elektrische Maschine, die mit Axialventilatoren ausgerüstet ist und die die vorstehend genannten Merkmale für die Kühlung aufweist, ist in Konstruktion elektrischer Maschinen von Wiedemann/Kellenberger, Springer Verlag 1907, Seite 548, Bild 473a, gezeigt.
In derselben Veröffentlichung ist ebenfalls auf Seite 548, Bild 473b, eine gasgekühlte elektrische Maschine mit Radialventilatoren dargestellt. Es ist ersichtlich, dass der Kühlluftstrom nur einmal, und zwar von radial innen nach aussen durch den Statorwickelkopf geleitet wird und über Statorrükkenschlitze ins Freie abgeführt wird. Weiterhin ist schematisch gezeigt, dass ein Teil der Ansaugluft der Radialventilatoren in den Rotorkörper und durch Radialschlitze im Rotorkörper und Statorkörper wiederum ins Freie gelangt.
Gemäss der GBA 509 359 wird eine Schenkelpolmaschine derart gekühlt, dass der Kühlluftstrom durch die Statorwikkelköpfe zunächst nach aussen und nach Umlenkung wieder nach innen geleitet und danach durch den Rotorkörper und durch den Luftspalt geführt ist.
Die GBA 29 203 zeigt die Kühlungsanordnung eines Wechselstromgenerators, wobei axiale Kühlkanäle in dessen Rotor angeordnet sind.
In der DEA 1 638 182 ist ein geräuscharmer Elektromotor mit einem schallisolierenden Material beschrieben, wobei der Sockel des Motors an dessen Mantel befestigt ist, der eine Montage- und Befestigungsschelle darstellt, die von den anderen Brennströme und Laufgeräusche erzeugenden und übertragenden Elementen des Motors getrennt ist.
Die DEC 305 266 beschreibt eine Kühleinrichtung für elektrische Maschinen, in die ein Fliehkraftventilator mit aixal gegen den Läufer hin gerichtetem Luftaustritt eingebaut ist, wobei der Ventilator, der gegen den Ständer abgeschlos
sen ist, ganz oder teilweise in aixaler Richtung verschoben werden kann, zum Zweck, die Luftverteilung auf Ständer und Läufer zu regeln und damit die Wärmeabfuhr von den einzelnen Maschinenteilen auszugleichen.
Die DE 7588 hat eine geschlossene Kreislaufkühlung einer elektrischen Maschine mit ausgeprägten Läuferpolen zum Gegenstand, wobei die Wickelköpfe der Ständerwicklung vollständig in den stirnseitigen Ansaugkanälen angeordnet sind und dass Trennwände derart angeordnet sind, dass sie gleichzeitig die die Wickelköpfe enthaltenden Ansaugkanäle von der Ausblasseite der Lüfter abtrennen und eine Umlenkung der radial angesaugten Luft in eine axiale Richtung ermöglichen.
In der USA 1 329 247 ist eine elektrische Maschine beschrieben und dargestellt, bei der sowohl im Stator- als auch im Rotorblechpaket axiale und radiale Kühlkanäle angeordnet sind.
Ausgehend vom vorstehend geschilderten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kühlung einer elektrischen Maschine mit ausgeprägten Polen zu schaffen, mit dem insbesondere die Statorwickelköpfe in optimaler Weise gekühlt werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss durch die im Patentanspruch 1 angeführten Merkmale.
Die Luftkühlanordnungen zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens sind Gegenstand der Patentansprüche 5 und 6.
Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 einen teilweisen Schnitt einer elektrischen
Maschine mit erfindungsgemässer Kühlanordnung,
Fig. 2 einen teilweisen Schnitt einer elektrischen
Maschine mit erfindungsgemässer Kühlanordnung in einer ersten Variante,
Fig. 3 einen teilweisen Schnitt einer elektrischen
Maschine mit erfindungsgemässer Kühlanordnung in einer zweiten Variante.
In allen drei Zeichnungen ist der Stator im Schnitt und der Rotor teilweise im Schnitt in vereinfachter Ansicht dargestellt.
Gemäss Fig. list eine Welle 1 mit ausgeprägten Polen 2 versehen.
Die Pol 2 weist eine Polspule 3 auf, die sich unterhalb eines Polschuhes 4 befindet. Der Stator ist im Schnitt darge stellt, er besteht aus einem Blechpaket 6, das beidseitig von je einer Statorpressplatte 8 zusammengehalten wird.
Weil in der Zeichnung nur ein Ende der elektrischen
Maschine dargestellt ist, ist auch nur eine Statorpressplatte 8 veranschaulicht. Mit dieser Statorpressplatte 8 ist eine
Gehäusewange 8' verbunden, die mit Durchtrittsöffnungen 9 versehen ist. An der Gehäusewange 8' ist eine Abschluss haube 10 befestigt, deren Stirnfläche unter Freilassung eines
Ringspaltes bis an die Deckscheibe 17 heranreicht und sowohl Statorwickelkopf 11 als auch Radialventilator 13 umfasst. Die Gesamtheit der Statorwicklungsleiter im Stirn raum des Stators bilden den mit 11 bezeichneten Wickelkopf.
Die zwischen benachbarten Leitern vorhandenen Durchtritts öffnungen sind durch die Bezugsziffern 12 gekennzeichnet.
Auf der Welle list ein Radialventilator 13 innerhalb des
Statorwickelkopfes 11 in axialer Richtung betrachtet angeord net. Dieser weist auf einer Tragscheibe 15 befestigte Ventila torschaufeln 18 auf.
Am inneren Umfang des Statorwickelkopfes 11 ist eine ringförmige Blende 14 angeordnet, die in radialer Richtung gesehen genau mit der Tragscheibe 15 des Radialventilators
13 fluchtet und die den Ansaugraum 19 des Radialventilators
13 von dem Rotoreinströmraum 22 trennt und die gleichfalls die Durchtrittsflächen des Statorwickelkopfes 12 in der Weise trennt, dass zuerst der Kühlluftstrom radial nach aussen und dann nach Umlenkung im äusseren Strömungsraum 20 wieder radial nach innen geführt wird.
Die Funktionsweise der Ausführungsform gemäss Fig. 1 ist wie folgt:
Mit dem rotierenden Radialventilator 13 wird die Kühlluft in den Ansaugraum 19 in der Nähe der Welle 1 angesaugt und in radialer Richtung zuerst in den durch die Abschlusshaube 10 und den Statorwickelkopf 11 begrenzten inneren Ausströmraum 21 gefördert, durchströmt durch die Durchtrittsflächen 12 den in axialer Richtung betrachtet äusseren Teil des Wickelkopfes und gelangt in den äusseren Ausströmraum 20. Dort wird der Grossteil des Kühlluftstromes in Richtung der mit Bezugsziffer 16 versehenen Pfeile umgelenkt und wird radial nach innen durch die dem Blechpaket 6 zugewandten Durchtrittsöffnungen 12 des Statorwickelkopfes geführt und gelangt in den Rotoreinströmraum 22.
Durch den zweimaligen Durchtritt der Kühlluft durch den Wickelkopf 11 wird dieser in seiner ganzen axialen Länge wirksam gekühlt.
Ein kleiner Teil der Kühlluftmenge kann im äusseren Ausströmraum 20 in der mit Bezugsziffer 16' bezeichneten Pfeilrichtung, durch die Durchtrittsöffnungen 9 der Gehäusewangen 8' zum Statorrücken 5 entweichen.
Der grössere Teil der Kühlluft strömt nun axial entsprechend mit Bezugsziffer 16 bezeichneten Pfeilen aus dem Rotoreinströmraum 22 in die auf der Zeichnung nicht dargestellten Pollücken an den Polspulen 3 entlang und kühlt diese ebenfalls und durchströmt gleichfalls den Luftspalt 23 und kühlt die innere Oberfläche des Stators. Danach wird die Kühlluft durch die auf der Zeichnung nicht dargestellten Radialschlitze im Statorblechpaket 6 geführt.
Durch diese Kühlungsanordnung erreicht man eine intensive Kühlung der Statorwickelköpfe 11 und der Pole 2, insbesondere der Polspulen 3 sowie der inneren Oberfläche des Statorblechpaketes 6 im Luftspalt 21 und des Stators selbst.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2 - hier gelten die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 - ist jedoch der Radialventilator 13 in axialer Richtung betrachtet am äusseren Ende des Statorwickelkopfes 11 angeordnet. Der Radialventilator 13 ist gegenüber dem Statorwickelkopf 11 mit einer ringförmigen Blende 14 abgedichtet, die zur Führung der Kühlluft dient und am äusseren Ende des Statorwickelkopfes 11 befestigt ist. Die Tragscheibe 15 des Radialventilators 13 liegt in etwa in der durch die Wickelkopfstirnseite bestimmten Ebene.
Die Funktionsweise ist ähnlich der in Fig. 1 geschilderten, nur dass bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2 die gesamte vom Ventilator geförderte Kühlluft seitlich entlang der Stirnseiten der Statorwickelköpfe radial nach aussen und nach Umlenkung im äusseren Ausströmraum 20 radial nach innen geleitet wird und dabei zuerst durch die Durchtrittsflächen 12 der Statorwickelköpfe 11 über die gesamte axiale Länge der Statorwickelköpfe 11 geführt wird und diese intensiv gekühlt werden. Danach wird die Kühlluft axial in die Pole 2 und Luftspalt 23 geleitet entsprechend der unter Fig. 1 geschilderten Art.
Auf Fig. 3 - hier gelten die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 und 2 - ist ein teilweiser Schnitt einer elektrischen Maschine mit der erfindungsgemässen Kühlanordnung in einer weiteren Variante dargestellt. Wegen besserer Übersichtlichkeit sind jedoch lediglich die beiden Maschinenenden und ein Teil des Stators und der Pole 2 sowie der Welle 1 gezeigt.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, befindet sich ein Radialventilator nur an einer Stirnseite der elektrischen Maschine, in Fig. 3 auf der linken Stirnseite.
Die Anordnung der einzelnen Maschinenelemente der lin ken Maschinenseite entspricht genau derjenigen wie in Fig. 2 beschrieben.
Der Kühlluftstrom wird gemäss den Pfeilen mit Bezugsziffer 16 zuerst zum Grossteil durch den linken Statorwickelkopf 11, anschliessend zumindest teilweise durch den Rotorkörper und den Luftspalt 23 und danach in den Rotorausströmraum 22' und durch den Statorwickelkopf 11' auf der rechten Maschinenseite geführt.
Nach Durchtritt der Kühlluft durch die Durchtrittsflächen 12 des rechten Statorwickelkopfes 11' gelangt sie in den äusseren Ausströmraum 20'.
Im äusseren Ausströmraum 20 wird ein Teil des Kühlluftstromes durch Durchtrittsöffnungen 9 der Gehäusewangen 8' in Statorrückenschlitze 25 geleitet, die am Statorrücken angeordnet und durch ein Abschlussblech 24 verschlossen sind.
Dieser Teil der Kühlluft durchströmt die Statorrückenschlitze 25 in der gesamten axialen Länge des Statorblechpakets 6, gelangt in den äusseren Ausströmraum 20' und vereinigt sich dort mit dem Hauptteil der Kühlluft. Mit dieser Kühlanordnung erreicht man durch Hintereinanderschaltung der Kühlluftwege des einen Statorwickelkopfes 11, des Rotorkörpers bzw. des Luftspaltes 23 sowie des gegenüberliegenden Statorwickelkopfes 11' eine optimale Kühlung aller zu kühlenden Teile der Maschine mit nur einem Radialventialtor an einer Stirnseite der Maschine.
Die Kühlungsart, gemäss Fig. 3, ist für weniger hochausgenutzte Schenkelpolmaschinen mit Statorblechpaketen 6 mit vergleichsweise geringem radialem Durchmesser vorgesehen.
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PATENT CLAIMS
1. A method for cooling an electrical machine with pronounced poles with at least one radial fan, characterized in that the cooling air flow is initially directed radially outward and after deflection wholly or partially radially inward and first through the stator winding heads (11) and only then through the Rotor body and is guided through the air gap.
2. The method according to claim 1, characterized in that the cooling air flow through the axially outer part of the stator winding heads (11) initially radially outwards and after deflection wholly or partly radially inwards and thereby first through the part of the stator core (6) facing Stator winding heads 1) and only then through the rotor body and through the air gap.
3. The method according to claim 1, characterized in that the radially outwardly flowing cooling air flow, viewed in the axial direction, is guided laterally along the end faces of the stator winding heads 1) radially outwards and after deflection wholly or partially radially inwards and thereby first through the Passage surfaces (12) of the stator winding heads (11) over the entire axial length of the stator winding heads (11) and then through the rotor body and through the air gap (23).
4. The method according to claim 1, with a radial fan on only one side of the machine, characterized in that the completely or partially radially inwardly directed cooling air flow first through the fan-side stator winding heads (11), then at least partially through the rotor body and through the air gap ( 23) and then at least partially through the stator winding heads 1 ') opposite the machine side on the fan side.
5. Air cooling arrangement of an electrical machine for performing the method according to claim 1, characterized by the series connection of the cooling air path of the stator winding heads (11) with the cooling air path of the rotor body and air gap (23) and means for separating the suction chamber (19) of the radial fan (13) from Rotor inflow space (22).
6. Air cooling arrangement of an electrical machine for performing the method according to claim 1, with a radial fan on only one side of the machine, characterized by the series connection of the cooling air path of the fan-side stator winding heads 1) with the cooling air path of the rotor body and air gap (23) and with the cooling air path the stator winding heads 1 ') located opposite the machine side on the fan side.
7. Air cooling arrangement according to claim 5 or 6, characterized in that between the radial fan (13) and the rotor body and the air gap (23), seen in the axial direction, the lizw. a rotor inflow space (22) is provided and that the cooling air flow is wholly or partly from an outer outflow space (20) first radially inward through the stator winding heads (11) into the rotor inflow space (22), then into the rotor body and into the air gap (23) is.
8. Air cooling arrangement according to claim 5, characterized in that the radial fan (13) at each rotor end, viewed in the axial direction, is completely within the space delimited by the stator winding heads (11), and that on the inner circumference of the stator winding heads (11) inside whose axial length is arranged an annular disk diaphragm (14) which extends to the outer circumference of the radial fan (13) and which separates an outer outflow space (20) of the radial fan (13) from the rotor inflow space (22) and an end cap (10) in the substantially up to the end face of the stator winding heads (11) (Fig. 1).
9. Air cooling arrangement according to claim 5, characterized in that the radial fan (13) at each rotor end, viewed in the axial direction, is arranged outside the stator winding heads (11), and in that in the axially outer end of the stator winding heads (11) an annular disk aperture ( 14) which extends to the outer circumference of the radial fan (13) and which separates an outer outflow space (20) of the radial fan (13) from the rotor inflow space (22) (FIG. 2).
The invention relates to a method for cooling an electrical machine with pronounced poles with at least one radial fan and an air cooling arrangement for an electrical machine for performing the method.
The purpose of cooling electrical machines is to dissipate the heat losses in such a way that the heating in the individual parts of the electrical machine, the stator, the rotor and the winding heads does not exceed the given limit temperatures during rated operation.
Thigh-pole machines of conventional design are equipped with axial fans, which convey the cooling air into the space inside the winding head, from where it partly flows through the winding heads, but is largely discharged through the rotor poppets, the air gap and through cooling channels in the stator core. Because of the large passage areas in the stator winding head, the flow velocities when passing through the winding head and thus the heat transfer from the conductors to the cooling air are relatively small in such a cooling air guide; this may result in excessive heating of the stator winding heads.
A gas-cooled electrical machine which is equipped with axial fans and has the above-mentioned features for cooling is shown in the construction of electrical machines by Wiedemann / Kellenberger, Springer Verlag 1907, page 548, picture 473a.
The same publication also shows on page 548, Figure 473b, a gas-cooled electrical machine with radial fans. It can be seen that the cooling air flow is conducted only once, namely from the radial inside to the outside, through the stator winding head and is discharged to the outside via stator back slots. Furthermore, it is shown schematically that part of the intake air of the radial fans gets into the rotor body and through the radial slots in the rotor body and stator body in turn.
According to GBA 509 359, a salient pole machine is cooled in such a way that the cooling air flow through the stator winding heads is initially directed outwards and after deflection back inwards and then guided through the rotor body and through the air gap.
GBA 29 203 shows the cooling arrangement of an AC generator, axial cooling channels being arranged in its rotor.
DEA 1 638 182 describes a low-noise electric motor with a sound-insulating material, the base of the motor being fastened to its casing, which is an assembly and fastening clamp which is separate from the other elements of the motor which generate and transmit operating noise and running noise .
DEC 305 266 describes a cooling device for electrical machines, in which a centrifugal fan with aixal air outlet directed towards the rotor is installed, the fan being closed off from the stator
sen, can be shifted in whole or in part in the aixal direction, for the purpose of regulating the air distribution on the stator and rotor and thus compensating for the heat dissipation from the individual machine parts.
DE 7588 is concerned with closed circuit cooling of an electrical machine with pronounced rotor poles, the winding heads of the stator winding being arranged entirely in the end-side intake ducts and partition walls being arranged in such a way that they simultaneously separate the intake ducts containing the end windings from the outlet side of the fans and allow a deflection of the radially sucked air in an axial direction.
An electrical machine is described and illustrated in US Pat. No. 1,329,247, in which axial and radial cooling channels are arranged both in the stator and in the rotor laminated core.
Starting from the prior art described above, the invention has for its object to provide a method for cooling an electrical machine with pronounced poles, with which in particular the stator winding heads are optimally cooled.
According to the invention, this object is achieved by the features specified in patent claim 1.
The air cooling arrangements for carrying out the method according to the invention are the subject of claims 5 and 6.
The invention is explained below with reference to exemplary embodiments illustrated in the drawing.
The drawing shows:
Fig. 1 shows a partial section of an electrical
Machine with cooling arrangement according to the invention,
Fig. 2 shows a partial section of an electrical
A machine with a cooling arrangement according to the invention in a first variant,
Fig. 3 shows a partial section of an electrical
Machine with cooling arrangement according to the invention in a second variant.
In all three drawings, the stator is shown in section and the rotor partially in section in a simplified view.
According to FIG. 1, a shaft 1 is provided with pronounced poles 2.
The pole 2 has a pole coil 3, which is located below a pole shoe 4. The stator is Darge in section, it consists of a laminated core 6, which is held together on both sides by a stator press plate 8.
Because in the drawing only one end of the electrical
Machine is shown, only one stator press plate 8 is illustrated. With this stator press plate 8 is one
Housing cheek 8 'connected, which is provided with through openings 9. On the housing cheek 8 'an end hood 10 is attached, the end face of which is released
Annular gap reaches up to the cover plate 17 and includes both the stator winding head 11 and the radial fan 13. The entirety of the stator winding conductors in the end space of the stator form the winding head designated 11.
The passage openings present between adjacent conductors are identified by reference numerals 12.
On the shaft, a radial fan 13 inside the
Stator winding head 11 viewed in the axial direction angeord net. This has on a support plate 15 attached Ventila gate blades 18.
On the inner circumference of the stator winding head 11, an annular diaphragm 14 is arranged, which, seen in the radial direction, matches the supporting disc 15 of the radial fan
13 is aligned and the suction space 19 of the radial fan
13 separates from the rotor inflow space 22 and also separates the passage surfaces of the stator winding head 12 in such a way that first the cooling air flow is guided radially outward and then after deflection in the outer flow space 20 again radially inward.
The functioning of the embodiment according to FIG. 1 is as follows:
With the rotating radial fan 13, the cooling air is sucked into the suction space 19 in the vicinity of the shaft 1 and first conveyed in the radial direction into the inner outflow space 21 delimited by the end cap 10 and the stator winding head 11, through which flow flows through the passage surfaces 12, viewed in the axial direction outer part of the winding head and reaches the outer outflow space 20. There, the majority of the cooling air flow is deflected in the direction of the arrows provided with reference number 16 and is guided radially inward through the through openings 12 of the stator winding head facing the laminated core 6 and reaches the rotor inflow space 22.
The double passage of the cooling air through the winding head 11 effectively cools it over its entire axial length.
A small part of the amount of cooling air can escape in the outer outflow space 20 in the direction of the arrow designated by reference number 16 ′, through the openings 9 in the housing cheeks 8 ′ to the stator back 5.
The greater part of the cooling air now flows axially from the rotor inflow space 22 in accordance with the arrows denoted by reference numeral 16 into the pole gaps (not shown) along the pole coils 3 and also cools them and likewise flows through the air gap 23 and cools the inner surface of the stator. Thereafter, the cooling air is guided through the radial slots, not shown in the drawing, in the stator laminated core 6.
This cooling arrangement achieves intensive cooling of the stator winding heads 11 and the poles 2, in particular the pole coils 3 and the inner surface of the stator laminated core 6 in the air gap 21 and the stator itself.
In the embodiment according to FIG. 2 — here the same reference numbers apply as in FIG. 1 — however, the radial fan 13, viewed in the axial direction, is arranged on the outer end of the stator winding head 11. The radial fan 13 is sealed off from the stator winding head 11 with an annular diaphragm 14, which serves to guide the cooling air and is fastened to the outer end of the stator winding head 11. The support disk 15 of the radial fan 13 lies approximately in the plane determined by the end face of the end winding.
The mode of operation is similar to that described in FIG. 1, except that in the embodiment according to FIG. 2, all of the cooling air conveyed by the fan is directed radially outwards laterally along the end faces of the stator winding heads and radially inwards after deflection in the outer outflow space 20, and thereby first is guided through the passage surfaces 12 of the stator winding heads 11 over the entire axial length of the stator winding heads 11 and these are intensively cooled. Then the cooling air is guided axially into the poles 2 and the air gap 23 in accordance with the type described under FIG. 1.
3 - here the same reference numbers apply as in FIGS. 1 and 2 - shows a partial section of an electrical machine with the cooling arrangement according to the invention in a further variant. For better clarity, however, only the two machine ends and part of the stator and the poles 2 and the shaft 1 are shown.
As can be seen from FIG. 3, a radial fan is only on one end face of the electrical machine, in FIG. 3 on the left end face.
The arrangement of the individual machine elements of the left machine side corresponds exactly to that as described in FIG. 2.
According to the arrows with reference number 16, the cooling air flow is first passed largely through the left stator winding head 11, then at least partly through the rotor body and the air gap 23 and then into the rotor outflow space 22 'and through the stator winding head 11' on the right machine side.
After the cooling air has passed through the passage areas 12 of the right stator winding head 11 ', it reaches the outer outflow space 20'.
In the outer outflow space 20, part of the cooling air flow is passed through through openings 9 of the housing cheeks 8 'into stator back slots 25 which are arranged on the back of the stator and are closed by an end plate 24.
This part of the cooling air flows through the stator back slots 25 over the entire axial length of the stator laminated core 6, reaches the outer outflow space 20 'and combines there with the main part of the cooling air. With this cooling arrangement, an optimal cooling of all parts of the machine to be cooled with only one radial gate on one end of the machine is achieved by connecting the cooling air paths of the one stator winding head 11, the rotor body or the air gap 23 and the opposite stator winding head 11 'in series.
The type of cooling, according to FIG. 3, is intended for less highly utilized salient pole machines with laminated stator laminations 6 with a comparatively small radial diameter.