DE10054338C2 - Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschine - Google Patents

Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschine

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Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen, insbesondere für Drehstrommaschinen mit Fremd- oder Eigenkühlung.
Hochdynamische Antriebe benötigen trägheitsarme Elektromotoren. Trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen erfordern einen Läufer mit möglichst geringem Durchmesser. Die Realisierung einer solchen Maschinenausführung bedingt insbesondere eine intensive Kühlung des Läufers.
Eine intensive Luftkühlung des Läufers kann mit Hilfe von axialen Kühlkanälen oder auch mit axialen und radialen Kühlkanälen erreicht werden. Dabei sind die Ständer- und Läuferblechpakete aus Teilblechpaketen aufgebaut. Luftgekühlte Ausführungen sind in EP 0 522 210 A1, EP 0 118 802 A1 und DE 43 20 559 A1 dargestellt. Diese Ausführungen haben den Nachteil, dass die axialen Kühlkanäle innerhalb des Läufers axiale Strömungsquerschnitte benötigen, die einer Verkleinerung des Läuferdurchmessers entgegenstehen.
In der DE 38 08 986 C2 wird eine Asynchronmaschine mit Luftkühlung beschrieben wo sowohl das Ständer- als auch das Läuferblechpaket aus einzelnen Teilblechpaketen aufgebaut ist. Durch die axialen Kühlkanäle im Inneren des Läufers wird der maximal erreichbare kleinste Durchmesser des Läufers begrenzt. Zudem kommt es in der Maschine bei dieser Kühlungsausführung zu einer ungleichmäßigen Temperaturverteilung.
Eine weitere Lösung für eine intensive Kühlung des Läufers besteht in der Anwendung der Flüssigkeitskühlung entsprechend EP 0 824 287 A1. Diese Lösung ist sehr aufwendig und kostenintensiv, weil komplizierte Dichtungselemente für die Realisierung der Flüssigkeitskühlung im rotierenden Läufer eingesetzt werden müssen. Zudem ist jede Flüssigkeitskühlung konstruktiv aufwendiger und kostenintensiver als eine Luftkühlung.
In einer anderen Schrift, der DE 198 24 202 C1, wird eine weitere aus Teilblechpaketen im Ständer und Läufer bestehende Maschine mit Flüssigkeitskühlung vorgeschlagen. Der wesentlichste Nachteil dieser Lösung ist allerdings darin zusehen, dass diese Kühlungsart nur in der konventionellen Einbaulage geeignet ist ihre Wirkung zu entfalten. Zudem führt diese vorgeschlagene Lösung zu einer ungleichmäßigen Kühlung über den Umfang des Blechpaketes betrachtet. Problematisch ist insbesondere die Kühlung des sich drehenden Läufers, da die Flüssigkeit durch die Zentrifugalwirkung nach außen geschleudert wird. Zudem ist die hier beschriebene Ölkühlung weiter trägheitserhöhend.
Die Anwendung eines zentrifugalen Wärmerohrs zur Läuferkühlung entsprechend DE 39 09 253 A1 erlaubt eine intensive Kühlung des Läufers. Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass die Kühlkörper mitrotieren und damit einer wesentlichen Verkleinerung des Trägheitsmomentes entgegenstehen. Außerdem ist diese Lösung konstruktiv aufwendig und kostenintensiv und das Langzeitverhalten ist nicht ausreichend abgesichert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hoch intensives Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen, insbesondere für Drehstrommaschinen mit Fremd- und Eigenkühlung zu schaffen. Dabei soll die kostengünstige Luftkühlung angewendet werden. Die Temperaturunterschiede in den Ständer- und Läuferleitern sollen möglichst gering sein.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des 1. Patentanspruchs gelöst. Anspruch 1 beschreibt die allgemeine erfinderische Lösung. Dabei besteht das Läufer- 6 und Ständerblechpaket 1 jeweils aus mehren Teilblechpaketen. An der Außenkontur des Ständerblechpaketes 1 schließen sich nach außen über die gesamte Länge axial einseitig verschlossene Zu- 2 und Abströmkammern 3 über den Umfang verteilt mit etwa gleichem axialen Querschnitt an. Von der Zuströmkammer 2 führen radiale Kühlkanäle, die durch die Endbleche der Ständerteilblechpakete 5 axial und durch Leiteinrichtungs- und Abstandshaltesegmente 4 im Rückengebiet des Ständerblechpaketes 1 radial begrenzt sind. Im Nutgebiet des Ständerblechpaketes 1 stellt die Wicklung mit der Nutisolation die radiale Begrenzung dar. Zwischen den Läuferteilblechpaketen 14 sind Abstandselemente 7 angeordnet.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Zuströmkammern 2 wird über die gesamte Länge des Ständerblechpaketes 1 kalte Kühlluft zugeführt. Die axiale Strömung in den Zuströmkammern 2 wird in die radialen Kühlkanäle des Ständerblechpaketes 1 umgelenkt und strömt radial durch das Ständerblechpaket 1 hindurch. Die Kühlkanäle im Rücken des Standerblechpaketes 1 werden durch die Leiteinrichtungs- und Abstandshaltersegmente 4 und die Endbleche der Ständerteilblechpakete 5 gebildet. Im Nutbereich des Ständerblechpaketes 1 werden die radialen Kühlkanäle durch die Nutisolation und die Endbleche der Ständerteilblechpakete 5 begrenzt. Dabei sind die Leiteinrichtungs- und Abstandshaltersegmente 4 so dimensioniert, dass sie direkt auf der Nutisolation im Nutgrund aufsitzen. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung strömt die Kühlluft mit erhöhter Geschwindigkeit als Strahl in die radialen Kühlkanäle des Läuferblechpaketes 6. Das Läuferblechpaket 6 setzt sich wiederum aus einzelnen Läuferteilblechpaketen 14 zusammen. Die Länge der Läuferteilblechpakete 14 ist dabei auf die Länge der Ständerteilblechpakete 5 abgestimmt, so dass sich beide radialen Kühlkanäle in einer Ebene befinden. Zwischen den einzelnen Läuferteilblechpaketen 14 sind Abstandselement 7 angeordnet. Die in die radialen Kühlkanäle eingeströmte Kühlluft kühlt die in den radialen Kühlkanälen des Läuferblechpaketes 6 freiliegenden Leiter 13 direkt. Des weiteren werden die Endbleche der Läuferteilblechpakete 14 direkt gekühlt. Die Luft wird durch die Rotation zusätzlich verwirbelt, so dass eine intensive Kühlung erreicht wird. Nach dem Durchströmen der Läuferkühlkanäle wird die erwärmte Luft in die radialen Kühlkanäle des Ständerblechpaketes 1 gedrückt. Diese Kühlkanäle sind in gleicher Art und Weise wie die Kühlkanäle, durch die, die Luft einströmt, ausgebildet und sind mit den Abströmkammern 3 verbunden. Dabei kühlt diese Luft das Ständerblechpaket 1. In den Abströmkammern 3 wird sie umgelenkt und strömt durch Öffnungen im Pressrahmen 9 aus der rotierenden elektrischen Maschine.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind beim erfindungsgemäßen Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen jeweils eine Zuströmkammer 2 oder mehrere Zuströmkammern 2 nebeneinander in Umfangsrichtung und anschließend eine Abströmkammer 3 oder mehrere Abströmkammern 3 nebeneinander in Umfangsrichtung angeordnet. So ist der gesamte Ständer zum Beispiel geviertelt ausführbar, wobei ein Viertel mit Zuströmkammern 2 und das nächste Viertel mit Abströmkammern 3, das nächste wieder mit Zuströmkammern 2 und das letzte erneut mit Abströmkammern 3 versehen ist.
Vorteilhafterweise sind die Abstandselemente 7 zwischen den Läuferteilblechpaketen 14 so ausgebildet, dass sie sich bis zur Läuferwelle 8 erstrecken.
Auch eine Anordnung des erfindungsgemäßen Kühlsystems für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen bei dem die Zu- 2 und Abströmkammern 3 in einem Gehäuse angeordnet sind, kann ausgeführt werden.
In einer bevorzugten Bauweise sind die Zu- 2 und Abströmkammern 3 im Ständerblechpaket 1 einer gehäuselosen Maschine ausgebildet, wobei das Ständerblechpaket 1 durch Pressrahmen 9 seitlich abgeschlossen ist.
Um auch die Wickelköpfe 11 mit dem Kühlsystem kühlen zu können, erstrecken sich die Zu- 2 und Abströmkammern 3 über die Blechpaketlänge hinaus bis zum Ende der Pressrahmen 9. In den Kammerberandungen in Richtung der Wicklungsköpfe 11 sind zusätzlich radiale Öffnungen 10 angeordnet. Diese radialen Öffnungen 10 im Pressrahmen 9 in Richtung der Wicklungsköpfe 11 befinden sich auf der verschlossenen Seite der Zu- 2 und Abströmkammern 3.
Aus fertigungstechnischen Gründen ist es vorteilhaft, dass die Leiteinrichtungs- und Abstandshaltersegmente 4 und die Berandung der Zu- 2 und Abströmkammern 3 in den Zwischenräumen zwischen den Teilblechpaketen aus ein oder mehreren gestanzten und hintereinander gesetzten gleichartigen Distanzblechen bestehen.
Vorteilhafte Wirkungen erreicht das Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen auch dann, wenn die Leiter 13, die im Läuferblechpaket 6 eingebracht sind, gegossen sind oder als Einfach- oder Doppelkäfig mit Rundstäben oder mit isolierten Drähten ausgeführt sind und dass im Fall des Doppelkäfigs ein radialer Abstand zwischen den doppelt angeordneten Leitern besteht. Bei gegossenem Kurzschlussring der Läuferwicklung können zusätzlich Wirbler ausgeführt sein. Besteht der Kurzschlussring aus ringförmigen flachen Elementen, so ist ein geringer axialer Abstand von ca. 1 mm zwischen diesen Elementen auszuführen.
Vorzugsweise ist beim erfindungsgemäßen Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen es so, dass die Fremdkühlung durch einen Lüfterbaustein erfolgt, der axial oder radial seitlich oder oben angeordnet ist.
Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Leiteinrichtungs- und Abstandshaltersegmente 4 im Raum zwischen den Ständerteilblechpaketen 5 im Rückengebiet des Ständerblechpaketes 1 so ausgeführt sind, dass sich ihr radialer Querschnitt nach innen verkleinert. Weiterhin verbessert sich die Wirksamkeit des Kühlsystems für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen, wenn im Bereich des Kopfes der Ständernuten zusätzliche düsenförmige Leitelemente für die radialen Kühlkanäle, die mit den Zuströmkammern 2 verbunden sind, ausgebildet sind. Auch eine Ausbildung von trichterförmigen Leitelementen im Bereich des Kopfes der Ständernuten für die radialen Kühlkanäle, die mit den Ausströmkammern 3 verbunden sind, bringt kühlungstechnische Vorteile. Beide Leitelemente sind vorteilhafterweise so angeordnet, dass sie den Kühlluftstrom gegen die Drehrichtung des Läufers führen.
Um den Wärmeübergang zwischen der Ständer- und Läuferwicklung im Nutbereich und den Teilblechpaketen zu erhöhen und die mechanische Festigkeit der gesamten trägheitsarmen rotierenden elektrischen Maschine zu verbessern, sind vorteilhafterweise gut wärmeleitende Vergussmassen eingebracht. Bei der Verwendung von blanken Leitern 13 im Läufer ist eine metallische Verbindung zwischen den Leitern 13 und den Läuferteilblechpaketen 5 von Vorteil. Die Breite der radialen Kühlkanäle im Läuferblechpaket 6 kann auch wahlweise kleiner oder größer sein als die Breite der radialen Kühlkanäle des Ständerblechpaketes 1.
In einer anderen speziellen Variante ist der axiale Querschnitt der Zu- 2 und Abströmkammern 3 unterschiedlich ausgebildet.
Das erfindungsgemäße Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen kann für besondere Anwendungsfälle auch mit mehreren Lüftern ausgebildet sein, wobei z. B. an den Zuströmkammern 2 axial beidseitig Lüfter angeordnet sind und die Abströmkammern 3 dann axial verschlossen sind und radiale Abströmöffnungen an der vom Ständerblechpaket 1 abgewandten Seite aufweisen. Auch die Anordnung eines zusätzlichen saugenden Lüfters an den Abströmkammern 3 bei drückender Belüftung als zweiter Lüfter ist möglich.
Die Anordnung von zusätzlichen radiale Abströmöffnungen aus den Abströmkammern 3 im Mantel der trägheitsarmen rotierenden elektrischen Maschine an der vom Ständerblechpaket 1 abgewandten Seite hin ist, um die Kühlung zu verbessern, ausführbar.
In einer besonderen Ausführung sind die Zu- 2 und Abströmkammern 3 und die zugehörigen Leiteinrichtungs- und Abstandshaltersegmente 4 so ausgebildet, dass sich jeweils ein entstandener radialer Kühlkanal über mehrere Nutteilungen der trägheitsarmen rotierenden elektrischen Maschine erstreckt (z. B. über 2, 3, oder 4 Nutteilungen).
Bei einer weiteren speziellen Ausführung unterscheiden sich die Zuströmkammern 2 und die Abströmkammern 3 im Querschnitt und die zugehörigen Leiteinrichtungs- und Abstandshaltersegmente 4 sind so ausgebildet, dass sich die radialen Kühlkanäle, durch die die Luft zuströmt, über eine andere Zahl von mehreren Nutteilungen erstrecken als die radialen Kühlkanäle durch die Luft abströmt.
Das erfindungsgemäße Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen kann auch so qualifiziert werden, dass die Zu- 2 und Abströmkanäle 3 mit einem zusätzlichen außen angeordneten Wärmetauscher verbunden sind. Dadurch wird ein geschlossener innerer Kühlkreislauf realisierbar.
Bei speziellen Anwendungsfällen sind, um den Kühlluftdurchsatz im Läufer zu erhöhen, in den radialen Kühlkanälen des Läuferblechpaketes (6) zusätzliche druckfördernde Leit- und Abstandselemente angeordnet.
Die Erfindung soll nachstehend an Hand der Fig. 1-3 in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dabei zeigt
Fig. 1 einen Teilschnitt im Bereich der radialen Kühlkanäle bei einer gehäuselosen Ausführung,
Fig. 2 einen Längsschnitt in einer Ebene mit einer Zuströmkammer 2 und
Fig. 3 einen Längsschnitt in einer Ebene mit einer Abströmkammer 3.
Eine erfindungsgemäße trägheitsarme rotierende elektrische Maschine besitzt ein Kühlsystem, bei dem die Kühlluft axial zugeführt wird, dann die radialen Kühlkanäle zwischen den Ständerteilblechpaketen 5 und den Läuferteilblechpaketen 14 nach Innen bis nahezu zur Läuferwelle 8 durchströmt. Dabei werden insbesondere auch die Leiter 13 der Läuferwicklung umströmt. Die Kühlluft wird nunmehr wieder radial nach außen in die Abströmkammern 3 geführt und verlässt die Maschine axial. Dabei wechseln sich, wie aus Fig. 1 ersichtlich, im Bereich der Zu- 2 und Abströmkammern 3 außerhalb des magnetisch aktiven Rückens des Ständerblechpaketes 1 einer gehäuselosen Maschine in Umfangrichtung betrachtet, die Zu- 2 und die Abströmkammern 3 ab. Die trägheitsarme rotierende elektrische Maschine besteht aus einer Reihe von einzelnen Teilblechpaketen. Die Länge der Ständerteilblechpakete 5 und Läuferteilblechpakete 14 ist so ausgeführt, dass jeweils ein radialer Kühlkanal des Ständers einem radialen Kühlkanal des Läufers gegenübersteht. Zwischen den Ständerteilblechpaketen 6 ist ein Leiteinrichtungs- und Abstandhaltersegment 4 angeordnet. Vorzugsweise ist dieses Leiteinrichtungs- und Abstandshaltesegment 4 aus den gleichen gestanzten Ständerblechen, (sogenannten Distanzblechen) durch heraus trennen der Zahnsegmente 15 hergestellt.
Der Ständer der erfindungsgemäßen trägheitsarmen rotierenden elektrischen Maschine wird durch Pressrahmen 9 begrenzt und zusammengehalten. Die Pressrahmen 9 sind dabei so ausgebildet, dass auf einer Seite alle Abströmkammern 3 und auf der anderen Seite alle Zuströmkammern 2 axial verschlossen sind.
Zwischen den Läuferteilblechpaketen 14 sind Abstandselemente 7 angeordnet. Diese reichen direkt bis auf die Läuferwelle 8. Dabei sind die Abstandselemente 7 so ausgebildet, dass die Kühlluft sowohl die Leiter 13 umspült und kühlt, als auch die Wärme aus den Läuferteilblechpaketen 14 des Läuferblechpaketes 6 abführt, da die Kühlluft die Oberflächen der jeweils außen liegenden Bleche der Läuferteilblechpakete 14 überströmt.
In den Fig. 2 und 3 ist eine erfindungsgemäße Ausführung mit drückender Belüftung und axial angeordneten Lüfterbaustein beschrieben. Fig. 1 zeigt dabei wie die Kühlluft auf der Lüfterseite axial in den Wicklungskopfraum eintritt, die Wicklungsköpfe 11 der Ständer- und Läuferwicklung kühlt und dann durch speziell angeordnete radiale Öffnungen 10 des Pressrahmens 9 in die Abströmkammern 3 strömt. Die dem Lüfter entgegengesetzten Wicklungsköpfe 11 werden über speziell angeordnete radiale Öffnungen 10, die mit den Zuströmkammern 2 verbunden sind, gekühlt. Im Lagerschild 12 auf der vom Lüfter abgewandten Seite befinden sich Ausströmgitter, durch die die Kühlluft, die die Wicklungsköpfe 11 gekühlt hat, die erfindungsgemäße Maschine verlässt. Anstelle einer drückenden Belüftung kann die erfindungsgemäße trägheitsarme rotierende elektrische Maschine auch in saugender Belüftung ausgeführt werden.
Die erfindungsgemäße Lösung lässt sich ohne große Änderungen auch für andere elektrische Maschinen insbesondere für Synchronmaschinen z. B. mit Permanentmagneten im Läufer anwenden.
Bezugszeichenliste
1
Ständerblechpaket
2
Zuströmkammer
3
Abströmkammer
4
Leiteinrichtungs- und Abstandshaltersegment
5
Ständerteilblechpaket
6
Läuferblechpaket
7
Abstandselement
8
Läuferwelle
9
Pressrahmen
10
Radiale Öffnungen
11
Wicklungskopf
12
Lagerschild
13
Leiter
14
Läuferteilblechpaket
15
Zahnsegment

Claims (25)

1. Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen mit Fremd- oder Eigenkühlung, insbesondere für Drehstrommaschinen mit einem Ständer- und Läuferblechpaket bestehend aus Teilblechpaketen,
wobei am Außendurchmesser des Ständerblechpaketes (1) über seine gesamte Länge axial einseitig verschlossene Zu- (2) und Abströmkammern (3) über den Umfang verteilt mit etwa gleichem axialen Querschnitt angeordnet sind,
im Bereich des Rückens des Ständerblechpaketes (1) zwischen den Ständerteilblechpaketen (5) in radialer Richtung Leiteinrichtungs- und Abstandshaltersegmente (4) entsprechend der Anzahl der Zu- (2) und Abströmkammern (3) ausgebildet sind und
zwischen den Läuferteilblechpaketen (14) Abstandselemente (7) angeordnet sind.
2. Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen nach Anspruch 1, wobei jeweils eine Zuströmkammer (2) oder mehrere Zuströmkammern (2) nebeneinander in Umfangsrichtung und anschließend eine Abströmkammer (3) oder mehrere Abströmkammern (3) nebeneinander in Umfangsrichtung angeordnet sind.
3. Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen nach Anspruch 1 und 2, wobei die Abstandselemente (7) zwischen den Läuferteilblechpaketen (14) sich bis zur Läuferwelle (8) erstrecken.
4. Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen nach Anspruch 1 bis 3, wobei die Zu- (2) und Abströmkammern (3) in einem Gehäuse angeordnet sind.
5. Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen nach Anspruch 1 und 2, wobei die Zu- (2) und Abströmkammern (3) im Ständerblechpaket (1) einer gehäuselosen Maschine ausgebildet sind und dass das Ständerblechpaket (1) durch Pressrahmen (9) seitlich abgeschlossen ist.
6. Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen nach Anspruch 5, wobei die Zu-(2) und Abströmkammern (3) über die Blechpaketlänge hinaus bis zum Ende der Pressrahmen (9) ausgebildet sind und sich radiale Öffnungen (10) in den Kammerberandungen in Richtung der Wicklungsköpfe (11) befinden.
7. Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen nach Anspruch 5 und 6, wobei sich die radialen Öffnungen (10) im Pressrahmen (9) in Richtung der Wicklungsköpfe (11) auf der verschlossenen Seite der Zu- (2) und Abströmkammern (3) befinden.
8. Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen nach Anspruch 1, 2, 5, 6, und 7, wobei die Leiteinrichtungs- und Abstandshaltersegmente (4) und die Berandung der Zu- (2) und Abströmkammern (3) in den. Zwischenräumen zwischen den Ständerteilblechpaketen (5) aus ein oder mehreren gestanzten Distanzblechen bestehen.
9. Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen nach Anspruch 1, wobei die Leiter (13) des Läufers gegossen sind oder als Einfach- oder Doppelkäfig mit Rundstäben oder mit isolierten Drähten ausgeführt sind und im Fall des Doppelkäfigs ein radialer Abstand zwischen den doppelt angeordneten Leitern (13) besteht.
10. Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Fremdkühlung durch einen Lüfterbaustein erfolgt, der axial oder radial seitlich oder radial oben angeordnet ist.
11. Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen nach Anspruch 1 und 9, wobei zur Eigenkühlung der gegossene Kurzschlussring der Läuferwicklung mit Wirbler ausgeführt ist.
12. Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen nach Anspruch 1 und 9, wobei der Kurzschlussring der Läuferwicklung aus ringförmigen flachen Elementen ausgeführt ist und zwischen diesen ein geringer axialer Abstand von ca. 1 mm besteht.
13. Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen nach Anspruch 1, 2 und 5 bis 8, wobei die Leiteinrichtungs- und Abstandshaltersegmente (4) im Raum zwischen den Ständerteilblechpaketen (5) im Rückengebiet des Ständerblechpaketes (1) so ausgeführt sind, dass sich der radiale Querschnitt nach innen verkleinert.
14. Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen nach Anspruch 1, 2, 5 bis 8 und 13, wobei im Bereich des Kopfes der Ständernuten düsenförmige Leitelemente für die radialen Kühlkanäle, die mit den Zuströmkammern (2) verbunden sind, ausgebildet sind.
15. Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen nach Anspruch 1, 2, 5 bis 8, und 13, wobei im Bereich des Kopfes der Ständernuten trichterförmige Leitelemente für die radialen Kühlkanäle, die mit den Ausströmkammern (3) verbunden sind, ausgebildet sind.
16. Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zwischen den Teilblechpaketen und der Ständer- und Läuferwicklung im Nutbereich gut wärmeleitende Vergussmassen eingebracht sind oder im Läuferblechpaket (6) bei Verwendung von blanken Leitern (13) eine metallische Verbindung zwischen den Leitern (13) und den Läuferteilblechpaketen (14) besteht.
17. Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Breite der radialen Kühlkanäle im Läuferblechpaket (6) kleiner oder größer als die Breite der radialen Kühlkanäle des Ständerblechpaketes (1) ist.
18. Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen nach Anspruch 1, 2, 4 bis 8, 13 bis 15 und 17, wobei der axiale Querschnitt der Zu- (2) und Abströmkammern (3) unterschiedlich ausgebildet ist.
19. Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen nach Anspruch 1, 2, 4 bis 8, 13 bis 15, 17 und 18, wobei an den Zuströmkammern (2) axial beidseitig Lüfter angeordnet sind und die Abströmkammern (3) axial verschlossen sind und radiale Abströmöffnungen in ihrem Mantel an der von dem Ständerblechpaket (1) abgewandten Seite aufweisen.
20. Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen nach Anspruch 1, 2, 4 bis 8, 13 bis 15, 17 und 18, wobei bei drückender Belüftung an den Abströmkammern (3) ein zusätzlich saugender Lüfter angeordnet ist.
21. Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen nach Anspruch 1, 2, 4 bis 8, 13 bis 15, 17 und 18, wobei die Abströmkammern (3) an der vom Ständerblechpaket (1) abgewandten Seite hin zusätzliche radiale Abströmöffnungen besitzen.
22. Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen nach den Ansprüchen 1, 2, 4 bis 8, 17 bis 21, wobei die Zu- (2) und Abströmkammern (3) und die zugehörigen Leiteinrichtungs- und Abstandshaltersegmente (4) so ausgebildet sind, dass sich jeweils ein entstandener radialer Kühlkanal über mehrere Nutteilungen erstreckt.
23. Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen nach Anspruch 1, 2, 4 bis 8, 13 bis 15, 17 bis 21, wobei sich die Zuströmkammern (2) und die Abströmkammern (3) im Querschnitt unterscheiden und die zugehörigen Leiteinrichtungs- und Abstandshaltersegmente (4) so ausgebildet sind, dass die radialen Kühlkanäle, durch die die Luft zuströmt sich über eine andere Zahl von mehreren Nutteilungen erstrecken, als die radialen Kühlkanäle durch die Luft abströmt.
24. Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Zu- (2) und Abströmkanäle (3) mit einem zusätzlichen außen angeordneten Wärmetauscher verbunden sind.
25. Kühlsystem für trägheitsarme rotierende elektrische Maschinen nach Anspruch 1, 9, 11 und 12, wobei in den radialen Kühlkanälen des Läuferblechpaketes (6) zusätzliche druckfördernde Leit- und Abstandselemente angeordnet sind.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004013133A1 (de) * 2004-03-17 2005-10-13 Siemens Ag Elektrische Maschine mit verbesserter Kühlung und entsprechendes Kühlverfahren
DE102006049188B3 (de) * 2006-10-14 2008-03-27 Antriebstechnik Katt Hessen Gmbh Kühlsystem für hochausgenutzte elektrische Maschinen
DE102009043959A1 (de) 2008-11-10 2010-05-20 Antriebstechnik Katt Hessen Gmbh Ständerkühlsystem für eine gehäuselose rotierende elektrische Maschine
DE102011053299A1 (de) 2011-09-06 2013-03-07 Antriebstechnik Katt Hessen Gmbh Kühlsystem für eine hochausgenutzte hochtourige rotierende elektrische Synchronmaschine

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10317593A1 (de) 2003-04-16 2004-11-18 Siemens Ag Elektrische Maschine mit gekühlten Ständer- und Läuferblechpaketen und Wicklungen
US7252703B2 (en) 2003-06-30 2007-08-07 Honeywell International, Inc. Direct contact liquid air contaminant control system
DE102004018758A1 (de) * 2004-04-16 2005-11-03 Klinger, Friedrich, Prof. Dr.-Ing. Turmkopf einer Windenergieanlage

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0118802A1 (de) * 1983-03-10 1984-09-19 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. Gasgekühlte Wechselstrommaschine
DE3408986C2 (de) * 1984-03-12 1988-06-09 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De
DE3808986C2 (de) * 1988-03-17 1990-01-04 Bernhard Dr.-Ing. 4782 Erwitte De Juergenhake
DE3909253A1 (de) * 1989-03-14 1990-09-27 Vni Pk I T I Vzryvozasciscenno Elektrische maschine mit einem zentrifugalen waermerohr zur laeuferkuehlung
EP0522210A1 (de) * 1991-07-12 1993-01-13 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Kühlen einer umlaufenden elektrischen Maschine und elektrische Maschine zur Durchführung des Verfahrens
DE4320559A1 (de) * 1993-06-21 1994-12-22 Siemens Ag Elektrische Maschine mit einem innengekühlten Läufer
EP0824287A1 (de) * 1996-08-12 1998-02-18 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Maschine mit einem flüssigkeitsgekühlten Innenläufer
DE19824202C1 (de) * 1998-05-29 1999-09-30 Siemens Ag Flüssigkeitsgekühlte elektrische Innenläufermaschine

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE737104C (de) * 1938-04-15 1943-07-06 Bbc Brown Boveri & Cie Einrichtung zur Kuehlung des Staenders von selbstlueftenden elektrischen Maschinen, insbesondere Turbogeneratoren
DE841774C (de) * 1947-04-10 1952-06-19 Brown Ag Kuehleinrichtung fuer Elektromotoren
US4163163A (en) * 1976-04-06 1979-07-31 Filippov Iosif F Non-salient pole synchronous electric generator
JPS58193768U (ja) * 1982-06-14 1983-12-23 三菱電機株式会社 低慣性誘動電動機
DE3460122D1 (en) * 1983-03-10 1986-06-12 Bbc Brown Boveri & Cie Alternating current machine
JPS59175353A (ja) * 1983-03-23 1984-10-04 Yaskawa Electric Mfg Co Ltd 回転電機の冷却装置
US5633543A (en) * 1994-12-12 1997-05-27 General Electric Co. Pressure equalizer and method for reverse flow ventilated armature in power generator
DE10152151A1 (de) * 2001-10-25 2003-05-15 Buhler Motor Gmbh Permanentmagnetrotor

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0118802A1 (de) * 1983-03-10 1984-09-19 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. Gasgekühlte Wechselstrommaschine
DE3408986C2 (de) * 1984-03-12 1988-06-09 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De
DE3808986C2 (de) * 1988-03-17 1990-01-04 Bernhard Dr.-Ing. 4782 Erwitte De Juergenhake
DE3909253A1 (de) * 1989-03-14 1990-09-27 Vni Pk I T I Vzryvozasciscenno Elektrische maschine mit einem zentrifugalen waermerohr zur laeuferkuehlung
EP0522210A1 (de) * 1991-07-12 1993-01-13 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Kühlen einer umlaufenden elektrischen Maschine und elektrische Maschine zur Durchführung des Verfahrens
DE4320559A1 (de) * 1993-06-21 1994-12-22 Siemens Ag Elektrische Maschine mit einem innengekühlten Läufer
EP0824287A1 (de) * 1996-08-12 1998-02-18 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Maschine mit einem flüssigkeitsgekühlten Innenläufer
DE19824202C1 (de) * 1998-05-29 1999-09-30 Siemens Ag Flüssigkeitsgekühlte elektrische Innenläufermaschine

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004013133A1 (de) * 2004-03-17 2005-10-13 Siemens Ag Elektrische Maschine mit verbesserter Kühlung und entsprechendes Kühlverfahren
DE102006049188B3 (de) * 2006-10-14 2008-03-27 Antriebstechnik Katt Hessen Gmbh Kühlsystem für hochausgenutzte elektrische Maschinen
WO2008043354A2 (de) 2006-10-14 2008-04-17 Antriebstechnik Katt Hessen Gmbh Kühlsystem für hochausgenutzte rotierende elektrische maschinen
DE102009043959A1 (de) 2008-11-10 2010-05-20 Antriebstechnik Katt Hessen Gmbh Ständerkühlsystem für eine gehäuselose rotierende elektrische Maschine
EP2230746A2 (de) 2008-11-10 2010-09-22 Antriebstechnik Katt Hessen GmbH Ständerkühlsystem für eine gehäuselose rotierende elektrische Maschine
DE102011053299A1 (de) 2011-09-06 2013-03-07 Antriebstechnik Katt Hessen Gmbh Kühlsystem für eine hochausgenutzte hochtourige rotierende elektrische Synchronmaschine
EP2568576A2 (de) 2011-09-06 2013-03-13 Antriebstechnik Katt Hessen GmbH Kühlsystem für eine hochausgenutzte hochtourige rotierende elketrische Synchronmaschine

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