DE10323010A1

DE10323010A1 - Air-cooled electrical machine with ventilation fan fitted to rotor shaft and separate cooling paths for stator and rotor

Info

Publication number: DE10323010A1
Application number: DE2003123010
Authority: DE
Inventors: Mahmoud Adel El Falaki; Günter Zwarg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2003-05-21
Filing date: 2003-05-21
Publication date: 2004-12-23

Abstract

The electrical machine has a stator (3) enclosing a coaxial rotor (2), mounted on a rotor shaft (1), fitted with an axial ventilation fan (9) for cooling the stator. The hub (10) of the ventilation fan has one or more axial openings (13) for feeding cooling air to the rotor. An independent claim for a method for cooling an electrical machine is also included.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem Ständer, einem in dem Ständer koaxial angeordneten Läufer, einer Welle, auf die der Läufer drehfest montiert ist, und einem Axialwellenlüfter, der mittels einer Nabe auf der Welle drehfest angeordnet ist, zum Kühlen des Ständers. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Kühlen einer elektrischen Maschine.The The present invention relates to an electrical machine with a stand, one in the stand coaxial rotor a wave on which the runner is mounted in a rotationally fixed manner, and an axial shaft fan which is operated by means of a hub is rotatably arranged on the shaft for cooling the stand. In addition, the present concerns Invention a corresponding method for cooling an electrical machine.

Elektrische Maschinen in Turbobauform mit Gaskühlung sind wegen der hohen Drehzahlen üblicherweise mit Axialwellenlüftern ausgerüstet. Derartige Maschinen und Belüftungssysteme sind beispielsweise aus dem Dokument EP-A-0 279 064 bekannt. Dieses gattungsgemäße, zweiseitige oder mehrseitige Belüftungssystem sieht die Luftzuführung zum Luftspalt der Maschine, zu der oder den Ständerzuluftkammern und den axialen Läufereintrittskanälen mit Axialwellenlüftern vor. Dabei entsteht das Problem, dass die Läuferförderung mittels der axialen Nutgrundkanäle und der radialen Kanäle im Erregerkupfer des Läufers bei Rotation des Läufers durch den in Reihe vorgeschalteten Axialwellenlüfter behindert wird. Dieser Effekt wird durch die über die axiale Lüfterflügelhöhe unterschiedliche Lüfterdruckerzeugung des Axialwellenlüfter in Verbindung mit der radialen Lage des Lufteintritts in den Läufer unter der Läuferkappe hervorgerufen. Zwischen den Hinterkanten der Flügel des Axialwellenlüfters, der rotierenden Stirnseite der Läuferkappe und der Wellenoberfläche zwischen Lüfter und Läuferkappe entsteht auf Grund der Rotation ein Potentialwirbel, welcher zumindest unterhalb des Lüfterinnendurchmessers einen hohen Unterdruck hervorruft, der die Läuferförderung behindert, weil der angesprochene Unterdruck vom Läufer überwunden werden muss. Durch diese Behinderung tritt ein verminderter Läuferkühlmittelstrom auf, der zwangsläufig nur eine geringe re Ausnutzung der Lüfterleistung beziehungsweise eine höhere Erwärmung des Läuferkupfers bewirkt.electrical Machines in turbo design with gas cooling are because of the high Speeds usually with axial shaft fans equipped. Such machines and ventilation systems are known for example from document EP-A-0 279 064. This generic, two-sided or multi-sided ventilation system sees the air supply the air gap of the machine, the stator supply air chamber (s) and the axial Runner entry channels with Axialwellenlüftern in front. The problem arises that the rotor is conveyed by means of the axial Nutgrundkanäle and the radial channels in the Exciter copper of the runner when the rotor rotates is hindered by the axial shaft fan upstream. This Effect is through the over the axial fan blade height different Fan pressurization of the axial shaft fan in connection with the radial position of the air inlet in the rotor the runner cap caused. Between the trailing edges of the blades of the axial shaft fan, the rotating face of the rotor cap and the wave surface between fans and rotor cap Due to the rotation, a potential vortex arises, which at least below the inner diameter of the fan creates a high negative pressure, which hinders the promotion of runners because of the Negative pressure overcome by the runner must become. A reduced rotor coolant flow occurs due to this hindrance on that inevitably only a low re utilization of the fan power or a higher one warming of the rotor copper causes.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine elektrische Maschine mit einer wirksameren Belüftung und ein entsprechendes Belüftungsverfahren vorzuschlagen.The The object of the present invention is therefore an electrical Machine with more effective ventilation and a corresponding one aeration process propose.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine elektrische Maschine mit einem Ständer, einem in dem Ständer koaxial angeordneten Läufer, einer Welle, auf die der Läufer drehfest montiert ist, und einem Axialwellenlüfter, der mittels einer Nabe auf der Welle drehfest angeordnet ist, zum Kühlen des Ständers, wobei die Nabe des Axialwellenlüfters einen oder mehrere axiale Durchbrüche aufweist, durch den/die ein Kühlmittel zu dem Läufer leitbar ist.According to the invention Task solved by an electrical machine with a stand, one in the stand coaxial arranged runners, one Wave on which the runner is non-rotatably mounted, and an axial shaft fan, which is attached by means of a hub the shaft is rotatably arranged for cooling the stator, the hub of the axial shaft fan one or several axial openings through which a coolant to the runner is conductive.

Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen ein Verfahren zum Kühlen einer elektrischen Maschine, die einen Ständer, einen in dem Ständer koaxial angeordneten Läufer, eine Welle, auf die der Läufer drehfest montiert ist, und einen Axialwellenlüfter, der mittels einer Nabe auf der Welle drehfest angeordnet ist, aufweist, mit den Schritten des Kühlens des Ständers mit dem Axialwellenlüfter und des Kühlens des Läufers mit einem Kühlmittelstrom, der durch einen oder mehrere axiale Durchbrüche in der Nabe des Axialwellenlüfters geleitet wird.Further is provided according to the invention a method of cooling an electrical machine that has a stator, one in the stator coaxial arranged runners, a shaft on which the rotor rotates is mounted, and an axial shaft fan, which by means of a hub is arranged on the shaft in a rotationally fixed manner, with the steps of cooling of the stand with the axial shaft fan and cooling of the runner with a coolant flow, which is passed through one or more axial openings in the hub of the axial shaft fan becomes.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung liegen in der vergrößerten Läuferkühlmittelförderung und damit verbundenen geringeren Läufererwärmung. Ferner ergeben sich dadurch in etwa um 10% reduzierte Lüfterantriebsverluste, weil die Axialwellenlüfter nur noch den Ständerkühlmittelstrom fördern müssen. Im Gesamtergebnis bedeutet dies eine Maschine mit geringerer Läufererwärmung und besserem Wirkungsgrad.The essential advantages of the invention are the increased rotor coolant delivery and associated lower rotor warming. Further this results in approximately 10% reduced fan drive losses because the axial shaft fans only the stator coolant flow promote have to. Overall, this means a machine with less rotor heating and better efficiency.

Die Nabe, auf der der Axialwellenlüfter angeordnet ist, kann einteilig mit der Welle verbunden sein. Vorteilhafterweise besteht die Nabe und die Welle aus einem einzigen Schmiede teil. Damit ist die notwendige Festigkeit für sehr hohe Drehzahlen gegeben.The Hub on which the axial shaft fan is arranged, can be integrally connected to the shaft. advantageously, the hub and the shaft consist of a single forge. This provides the necessary strength for very high speeds.

Vorzugsweise weist der Läufer axiale und radiale Kühlkanäle auf und wirkt somit als Radiallüfter. Der Läufer saugt somit das für ihn notwendige Kühlmittel durch die Durchbrüche in der Nabe selbst an.Preferably the runner points axial and radial cooling channels on and thus acts as a radial fan. The runner so it sucks for necessary coolant through the breakthroughs in the hub itself.

Eine Läuferkappe kann an der dem Axialwellenlüfter zugeordnete Seite des Läufers angebracht und eine Dichtung zwischen der Läuferkappe und der Nabe angeordnet sein. Damit sind die Kühlmittelwege für den Läufer und den Ständer in Strömungsrichtung nach dem Axialwellenlüfter getrennt, so dass vor den Läufergrundkanälen keine zu hohen Unterdrücke entstehen können. So kann verhindert werden, dass die Ansaugwirkung des Läufers reduziert wird. Die Dichtung zwischen der Läuferkappe und der Nabe beziehungsweise dem Axialwellenlüfter kann einteilig mit der Nabe ausgestaltet sein. Dies ist aus Stabilitätsgründen von Vorteil.A rotorcap can on the axial shaft fan assigned side of the runner attached and a seal between the rotor cap and the hub his. So that are the coolant paths for the runner and the stand in the direction of flow after the axial shaft fan separated so that none in front of the rotor base channels too high negative pressure can arise. This can prevent the runner's suction effect from being reduced becomes. The seal between the rotor cap and the hub respectively the axial shaft fan can be designed in one piece with the hub. For reasons of stability, this is from Advantage.

In Strömungsrichtung vor dem Axialwellenlüfter kann eine Einlaufdüse koaxial mit diesem angeordnet sein, so dass ein Kühlmittelstrom für den Läufer durch die Einlaufdüse und für den Ständer außerhalb der Einlaufdüse verläuft. Damit sind nicht nur die Strömungswege des Kühlmittels nach dem Axialwellenlüfter sondern auch vor ihm für den Läufer und den Ständer getrennt. Das von dem Axialwellenlüfter abgewandte Ende der Einlaufdüse kann im Wesentlichen parallel zu einer Maschinenwand der elektrischen Maschine und/oder senkrecht zu der Welle verlaufen. Damit können geringe Lagerabstände der Welle zur Reduzierung von Schwingungen realisiert werden, da geringe Einströmquerschnitte und somit hohe Strömungsgeschwindigkeiten ermöglicht werden.In the flow direction in front of the axial shaft fan, an inlet nozzle can be arranged coaxially with the latter, so that a coolant flow for the rotor runs through the inlet nozzle and for the stator outside the inlet nozzle. This not only separates the coolant flow paths after the axial shaft fan but also in front of it for the rotor and the stator. The end of the inlet nozzle facing away from the axial shaft fan can run essentially parallel to a machine wall of the electrical machine and / or perpendicular to the shaft. This allows small bearing distances Shaft to reduce vibrations can be realized, since small inflow cross sections and thus high flow velocities are made possible.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen zeigen:The present invention will now be explained with reference to the accompanying drawings, in show them:

1 eine Querschnittsskizze durch einen Teil einer elektrischen Maschine nach dem Stand der Technik; 1 a cross-sectional sketch through part of an electrical machine according to the prior art;

2 eine Querschnittsansicht durch einen Teil einer elektrischen Maschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 2 a cross-sectional view through part of an electrical machine according to a first embodiment of the present invention;

3 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform; 3 a cross section through a second embodiment;

4 einen Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform; 4 a cross section through a third embodiment;

5 einen Querschnitt durch eine vierte Ausführungsform; und 5 a cross section through a fourth embodiment; and

6 einen Querschnitt durch eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 6 a cross section through a fifth embodiment of the present invention.

Die nachfolgenden näher beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.The subsequent closer described embodiments represent preferred embodiments of the present invention.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst nochmals ein Belüftungssystem einer elektrischen Maschine nach dem Stand der Technik anhand von 1 erläutert. Eine drehbar gelagerte Welle 1 trägt einen Läufer 2, von dem in 1 nur ein Abschnitt wiedergegeben ist. Radial oberhalb des Läufers 2 befindet sich der Stator 3 mit seinem Wickelkopf 4. Der Läufer besitzt am Umfang verteilt angrenzend an die Welle 1 zur Kühlung Grundkanäle 5. Diese münden in Radialkanäle 6, die durch das Erregerkupfer 7 verlaufen. An der Stirnseite des Läufers 2 ist eine Läuferkappe 8 angeordnet.For a better understanding of the invention, a ventilation system of an electrical machine according to the prior art is first of all described with reference to 1 explained. A rotatable shaft 1 carries a runner 2 from which in 1 only one section is reproduced. Radially above the rotor 2 is the stator 3 with its winding head 4 , The rotor has a circumference adjacent to the shaft 1 for cooling basic ducts 5 , These open into radial channels 6 caused by the excitation copper 7 run. At the front of the runner 2 is a runner cap 8th arranged.

Auf der Welle 1 befindet sich in Reihe zum Läufer 2 ein Axialwellenlüfter 9, der auf eine Nabe 10 montiert ist. Die Nabe 10 ist üblicherweise als Ballen direkt an die Welle 1 angeschmiedet.On the wave 1 is in line with the runner 2 an axial shaft fan 9 that on a hub 10 is mounted. The hub 10 is usually a bale directly on the shaft 1 chained.

Die Welle 1 ist in einer Stirnseitenwand 11 gelagert, wobei das Lager selbst in 1 nicht dargestellt ist. Radial über dem Axialwellenlüfter 9, zur Stirnseitenwand 11 hingeformt, befindet sich eine Einlaufdüse 12. Sie dient dazu, den radial verlaufenden Einlaufkanal für das Kühlmittel festzulegen.The wave 1 is in an end wall 11 stored, the camp itself in 1 is not shown. Radially above the axial shaft fan 9 , to the front wall 11 molded, there is an inlet nozzle 12 , It serves to fix the radially running inlet channel for the coolant.

Das Kühlmittel strömt nun entlang der Pfeile von 1 zwischen der Einlaufdüse 12 und der Stirnseitenwand 11 auf den Axialwellenlüfter zu. In diesem Bereich ergibt sich auf Grund der Ansaugwirkung des Axialwellenlüfters 9 ein Unterdruck, der mit einem „-" in der Figur gekennzeichnet ist. Hinter dem Lüfterrad 9 auf der dem Läufer zugewandten Seite der Schaufelräder kommt es zu einem Potenzialwirbel. Dies bedeutet, dass auf Grund der Zentrifugalkräfte in der Nähe der Welle 1 ein sehr starker Unterdruck (gekennzeichnet durch ein fett gedrucktes „-") und radial nach außen hin ein sehr starker Überdruck (gekennzeichnet durch ein „+") entsteht.The coolant now flows along the arrows from 1 between the inlet nozzle 12 and the front wall 11 towards the axial shaft fan. This area results from the suction effect of the axial shaft fan 9 a negative pressure, which is marked with a "-" in the figure. Behind the fan wheel 9 A potential vortex occurs on the side of the paddle wheels facing the rotor. This means that due to the centrifugal forces near the shaft 1 a very strong negative pressure (marked by a bold "-") and radially outward a very strong positive pressure (marked by a "+") arises.

Durch den Überdruck wird der Ständer 3 entsprechend den dargestellten Pfeilen intensiv mit Kühlmittel umströmt. Der Läufer hingegen saugt nach Art eines Radiallüfters mittels der Radialkanäle 6 durch die Zentrifugalkraft das Kühlmittel über die Grundkanäle an. Da jedoch zwischen dem Läufer und der Nabe 10 ein sehr starker Unterdruck herrscht, wird die Sogwirkung des Läufers mehr oder weniger aufgehoben. Dadurch wird der Läufer 2 nur ungenügend gekühlt.Due to the overpressure, the stand 3 flows around with coolant according to the arrows shown. The rotor, on the other hand, sucks in the manner of a radial fan using the radial channels 6 by the centrifugal force on the coolant through the base channels. However, since between the runner and the hub 10 If there is a very strong negative pressure, the runner's suction effect is more or less eliminated. This will make the runner 2 insufficiently chilled.

Zur Lösung dieses Problems wird erfindungsgemäß der Kühlmittelstrom für den Ständer und für den Läufer beim Axialwellenlüfter 9 aufgetrennt. Die in 2 dargestellte erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entspricht hinsichtlich des Aufbaus im Wesentlichen dem von 1. Daher sei bezüglich der Beschreibung der einzelnen Komponenten auf 1 verwiesen. Der gravierende Unterschied zu der elektrischen Maschine von 1 besteht darin, dass die Nabe 10 des Axialwellenlüfter 9 axial verlaufende Durchbrüche 13 aufweist, durch die das Kühlmittel unterhalb des Axialwellenlüfters 9 in die Läufergrundkanäle 5 einströmen kann. Die Durchbrüche 13 können ebenso gut durch die Welle 1 verlaufen. Die Nabe 10 reicht fast unmittelbar an die Läuferkappe 8. Damit ist der Raum radial über der Nabe 10 von dem Raum axial zwischen dem Läufer 2 und der Nabe 10 voneinander getrennt. Zur gegenseitigen Abdichtung dieser beiden Räume kann eine spezielle Dichtung 14 an die Läuferkappe 8 oder die Nabe 10 angeordnet sein.According to the invention, the coolant flow for the stator and for the rotor in the axial shaft fan is used to solve this problem 9 separated. In the 2 illustrated first embodiment of the present invention corresponds essentially to that of 1 , Therefore, with regard to the description of the individual components 1 directed. The major difference to the electrical machine from 1 is that the hub 10 of the axial shaft fan 9 axially extending openings 13 through which the coolant below the axial shaft fan 9 into the basic runner channels 5 can flow in. The breakthroughs 13 can just as easily get through the wave 1 run. The hub 10 reaches the runner cap almost immediately 8th , This means that the space is radially above the hub 10 of the space axially between the runner 2 and the hub 10 separated from each other. A special seal can be used to seal these two spaces 14 to the rotor cap 8th or the hub 10 be arranged.

Die Druckverhältnisse vor dem Lüfter und in dem Raum radial über der Nabe 10 sind die gleichen wie bei der elektrischen Maschine nach 1. Zwischen der Nabe 10 und den Grundkanälen 5 des Läufers 2 herrscht nun aber kein erhöhter Unterdruck, so dass der Läufer 2 das Kühlmittel entsprechend der Pfeilführung ungehindert ansaugen kann. Der Läufer 2 wird damit hinreichend gekühlt, da der Unterdruck vor dem Axialwellenlüfter 9 wesentlich geringer ist als der Unterdruck unterhalb und hinter dem Axialwellenlüfter 9. Der Axialwellenlüfter fördert damit nur noch den Ständerkühlmittelstrom und ist von dem Kühlmittelstrom des Läufers entlastet. Die Kühlmittelanteile für den Ständer und den Läufer sind in 2 in dem Raum vor dem Axialwellenlüfter 9 mit entsprechenden Pfeilen gekennzeichnet.The pressure conditions in front of the fan and in the space radially above the hub 10 are the same as with the electrical machine 1 , Between the hub 10 and the basic channels 5 of the runner 2 there is no increased negative pressure, so that the runner 2 the coolant can suck in unhindered according to the arrow. The runner 2 is therefore adequately cooled because the negative pressure in front of the axial shaft fan 9 is significantly less than the negative pressure below and behind the axial shaft fan 9 , The axial shaft fan thus only conveys the stator coolant flow and is relieved of the rotor coolant flow. The coolant proportions for the stator and the rotor are in 2 in the room in front of the axial shaft fan 9 With marked with corresponding arrows.

3 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Im Gegensatz zu 2 ist die Nabe 10 hier derart ausgebildet, dass sie sich unmittelbar bis zu der Läuferkappe 8 erstreckt. An der Berührungsstelle 15 der beiden Komponenten ergibt sich damit automatisch eine hohe Dichtwirkung, so dass auf eine spezielle Rohrdichtung 14, wie sie in dem Ausführungsbeispiel von 2 dargestellt ist, verzichtet werden kann. 3 shows a second embodiment of the present invention. In contrast to 2 is the hub 10 here designed in such a way that they are directly up to the rotor cap 8th extends. At the point of contact 15 The two components automatically have a high sealing effect, so that a special pipe seal is used 14 as in the embodiment of 2 is shown, can be dispensed with.

Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 4 dargestellt. Hier wie auch in den folgenden Darstellungen sei hinsichtlich der Beschreibung der Einzelkomponenten auf die vorhergehenden Figuren verwiesen. Das wesentliche Merkmal dieser Ausführungsform ist, dass die Nabe 10 hier aus radial abstehenden Rippen 16 und einem diese umgebenden Rohr 17 besteht. Das Rohr 17 reicht wiederum bis in die Nähe der Läuferwicklung 7 beziehungsweise der Läuferkappe 8. Damit ist die geforderte Dichtung gewährleistet. Der Kühlmittelstrom für den Läufer führt innerhalb des Rohrs 17 durch die Rippen 16 zu den Grundkanälen 5 des Läufers. Die Kühlmittelanteile für den Ständer und den Läufer sind auch hier durch die Pfeile gekennzeichnet.A third embodiment of the present invention is in 4 shown. Here, as in the following illustrations, reference is made to the previous figures with regard to the description of the individual components. The essential feature of this embodiment is that the hub 10 here from radially protruding ribs 16 and a pipe surrounding it 17 consists. The pipe 17 again extends to the vicinity of the rotor winding 7 or the rotor cap 8th , This ensures the required seal. The coolant flow for the rotor runs inside the pipe 17 through the ribs 16 to the basic channels 5 of the runner. The coolant components for the stator and the rotor are also identified by the arrows.

Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 5 wiedergegeben. Die Konstruktion entspricht im Wesentlichen der von 3. Die Nabe 10 ist hier jedoch deutlich schmäler ausgeführt, so dass es einer zusätzlichen Dichtung 18 bedarf, die von der Nabe 10 zur Läuferkappe 8 ragt.A fourth embodiment of the present invention is in 5 played. The construction corresponds essentially to that of 3 , The hub 10 However, here is made significantly narrower, so that there is an additional seal 18 needed by the hub 10 to the runner cap 8th protrudes.

6 zeigt eine gegenüber der ersten Ausführungsform von 2 verbesserte fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Zusätzlich ist hier zwischen der Stirnseitenwand 11 der Maschinenhaube und der Einlaufdüse 12 eine innere Einlaufdüse 19 vorgesehen. Sie verläuft radial außen in etwa parallel zu diesen Komponenten und ist radial innen an die Nabe 10 angeformt. Damit ist der Kühlmittelstrom für Ständer und Läufer bereits vor dem Lüftereinlauf getrennt, wie dies durch die Pfeile angedeutet ist. Die innere Einlaufdüse 19 ist damit beidseitig umströmt. Um Strömungswirbel einzuschränken ist die Außenkante 20 der inneren Einlaufdüse 19 abgerundet, wie dies durch einen Kreis in 6 angedeutet ist. 6 shows a compared to the first embodiment of FIG 2 improved fifth embodiment of the present invention. In addition, here is between the front wall 11 the machine hood and the inlet nozzle 12 an inner inlet nozzle 19 intended. It runs radially on the outside approximately parallel to these components and is radially on the inside of the hub 10 formed. This means that the coolant flow for the stator and rotor is separated before the fan runs in, as indicated by the arrows. The inner inlet nozzle 19 is thus flowed around on both sides. The outer edge is to limit flow eddies 20 the inner inlet nozzle 19 rounded off like this by a circle in 6 is indicated.

Der Vorteil der inneren Einlaufdüse 19 besteht darin, dass der vor dem Axialwellenlüfter 9 entstehende Unterdruck „-" vom axialen Eintritt des Läufergasstroms unterhalb des Axialwellenlüfter 9 ferngehalten wird. Damit kann der Läufer ungehindert ansaugen und fördert seine Maximalkühlmittelmenge. Da der Unterdruck vor der Nabe 10 und damit auch an dem Lager zwischen der Welle 1 und der Stirnseitenwand 11 nahe Null „0" liegt, kann aus dem Lager kein Öl abgesaugt werden. Dadurch kann an den Lagern auf spezielle Sperrkammern mit Atmosphärenanschluss verzichtet werden.The advantage of the inner inlet nozzle 19 is that in front of the axial shaft fan 9 resulting negative pressure "-" from the axial entry of the rotor gas flow below the axial shaft fan 9 is kept away. This allows the rotor to draw in unhindered and promotes its maximum coolant quantity. Because the negative pressure in front of the hub 10 and therefore also on the bearing between the shaft 1 and the front wall 11 no oil can be extracted from the bearing. This means that special barrier chambers with an atmosphere connection can be dispensed with.

Claims

Electrical machine with - a stand ( 3 ), - one in the stand ( 3 ) coaxial rotor ( 2 ), - a wave ( 1 ) to which the runner ( 2 ) is mounted rotatably, and - an axial shaft fan ( 9 ) by means of a hub ( 16 ) is non-rotatably arranged on the shaft for cooling the stand, characterized in that - the hub ( 10 ) of the axial shaft fan ( 9 ) one or more axial openings ( 13 ) through which a coolant to the rotor ( 2 ) is conductive.

Electrical machine according to claim 1, wherein the hub ( 10 ) in one piece with the shaft ( 1 ) designed, especially forged.

Electrical machine according to claim 1 or 2, wherein the rotor ( 2 ) axial and radial cooling channels ( 5 . 6 ) and thus acts as a radial fan.

Electrical machine according to one of the preceding claims, wherein a rotor cap ( 8th ) on the axial shaft fan ( 9 ) assigned side of the runner ( 2 ) attached and a seal ( 14 . 18 ) between the rotor cap ( 8th ) and the hub ( 10 ) is arranged.

Electrical machine according to claim 4, wherein the seal ( 14 . 18 ) with the hub ( 10 ) is designed in one piece.

Electrical machine according to one of the preceding claims, wherein an inlet nozzle ( 19 ) in the direction of flow in front of the axial shaft fan ( 9 ) is arranged coaxially with this, so that a coolant flow for the rotor ( 2 ) through the inlet nozzle ( 19 ) and for the stand ( 3 ) outside the inlet nozzle ( 19 ) can run.

The electric machine according to claim 6, wherein the axial shaft fan ( 9 ) opposite end of the inlet nozzle ( 19 ) essentially parallel to a machine wall ( 11 ) of the electrical machine and / or perpendicular to the shaft ( 1 ) runs.

Method for cooling an electrical machine that uses a stand ( 3 ), one in the stand ( 3 ) coaxial rotor ( 2 ), a wave ( 1 ) to which the runner ( 2 ) is non-rotatably mounted, and an axial shaft fan ( 9 ) by means of a hub ( 10 ) on the wave ( 1 ) is arranged in a rotationally fixed manner, with the steps - cooling the stand ( 3 ) with the axial shaft fan ( 9 ), characterized by - cooling the rotor ( 2 ) with a coolant flow passing through one or more axial openings ( 13 ) in the hub ( 10 ) of the axial shaft fan ( 9 ) is conducted.

The method of claim 8, wherein the runner ( 2 ) is flowed through axially and radially and acts as a radial fan.

A method according to claim 8 or 9, wherein an inlet nozzle ( 19 ) in the direction of flow in front of the axial shaft fan ( 9 ) is provided coaxially with this, so that a coolant flow for the rotor ( 2 ) through the inlet nozzle ( 19 ) and for the stand ( 3 ) runs outside the inlet nozzle.

The method of claim 10, wherein the coolant is substantially perpendicular to the shaft ( 1 ) is fed to the electrical machine with the inlet nozzle.