DE1087686B - Anordnung zur Kuehlluftfuehrung fuer mehrpolige elektrische Maschinen mit ausgepraegten Innenpolen - Google Patents

Description

• Anordnung zur Kühlluftführung für mehrpolige elektrische Maschinen mit ausgeprägten Innenpolen Während die Belüftung der ausgeprägten Innenpole einer zwei- oder auch einer vierpoligen Schenkelpolmaschine im allgemeinen keine besonderen Schwierigkeiten bereitet, ergeben sich bei Schenkelpolmaschinen höherer Polzahl Schwierigkeiten, die Polwicklungen ausreichend zu kühlen, da der Raum in den Pollücken verhältnismäßig schmal ist. Diese Schwierigkeiten steigen mit der relativen und absoluten Länge der Pole. Je größer jedoch das Verhältnis der Kühlmitteldurchtrittsflächen zwischen den Polen zur gesamten Eintrittsfläche des Kühlmittels innerhalb der Bohrung ist, um so geringer werden diese Schwierigkeiten, d. h., mit geringer werdendem Luftspalt, wie es im allgemeinen bei Maschinen mit sehr vielen Polen der Fall ist, nehmen die Schwierigkeiten, den Raum zwischen den Polen ausreichend zu belüften, wieder ab. Im allgemeinen sind daher die Schwierigkeiten einer ausreichenden Belüftung der Polwicklungen für Schenkelpolmaschinen am größten für Maschinen mit etwa sechs bis zwölf Polen.
• Besonders stark treten die erwähnten Schwierigkeiten, die Polwicklungen ausreichend zu kühlen, bei solchen Maschinen auf, bei denen mit Rücksicht auf die elektrischen Forderungen die Synchronreaktanz verkleinert werden muß, so daß der Luftspalt über das normale Maß hinaus vergrößert werden muß. Dies gilt um so mehr, wenn es sich um hochausgenutzte Maschinen mit hohem Strombelag handelt. Hat eine solche Maschine nun verhältnismäßig lange Pole, so wird häufig der Fall eintreten, daß bei einer beidseitigen Belüftung infolge der Rotation der Pole das Kühlmittel nicht mehr in ausreichendem Maße bis zur axialen Polmitte vordringt. Für eine ausreichende Kühlung ist aber nicht nur anzustreben, daß die mittlere Übertemperatur in den zulässigen Grenzen bleibt, sondern es muß auch erreicht werden, daß diese mittlere Temperatur möglichst weitgehend an allen Stellen der Polwicklung vorhanden ist, so daß extreme Heißpunkte vermieden werden.
• Die Erfindung schafft Abhilfe für mehrpolige elektrische Maschinen mit ausgeprägten Innenpolen, bei denen der schmale Raum in den Pollücken zumindest teilweise nach außen abgeschlossen ist und bei denen die durch diesen Raum geführte Kühlluft anschließend zur Belüftung von radialen Ständerkühlschlitzen dient. Gemäß der Erfindung wird der Raum in den Pollücken mindestens in den den Lüftern zugekehrten Bereichen der Maschine gegenüber dem Luftspalt durch lediglich zur Führung der Kühlluft dienende Abdeckbleche aus unmagnetischemMaterial abgeschlossen, die mit Durchbrüchen für die Umlenkung des die Spulen der ausgeprägten Pole kühlenden Kühlmittels in Richtung auf die Ständerkühlschlitze versehen sind. Hierdurch wird erreicht, daß die Kühlluft auch bei einem verhältnismäßig großen Luftspalt und bei einer verhältnismäßig großen Länge der Pole im Raume zwischen den Pollen und den Flanken der Polwicklungen entlanggeführt und aus diesem Raum gleichmäßig verteilt in die Ständerkühlschlitze umgelenkt wird.
• An sich ist es bekannt, bei Schenkelpolmaschinen im Raum zwischen den Polen Zwischenstücke aus unmagnetischem Material anzuordnen, welche die Polwicklungen abstützen und halten. Damit in den Raum zwischen den Polen überhaupt Luft eintreten kann, müssen solche Polabstützungen mit Ventilationsöffnungen versehen werden. Abweichend von diesen bekannten Anordnungen dienen jedoch die gemäß der Erfindung vorgesehenen Abdeckbleche nicht zur Abstützung der Pole oder der Polspulen, sondern lediglich der zwangsweisen Zuführung der Kühlluft in den schmalen Raum zwischen den Pollücken mehrpoliger Schenkelpolmaschinen. Durch diese Abdeckblechewird also auch bei den Maschinen, bei denen die Belüftung der Polwicklungen Schwierigkeiten bereitet, wie insbesondere bei sechs- bis zwölfpoligen Maschinen mit großem Luftspalt, eine ausreichende Belüftung der Pollücken und eine gleichmäßige Verteilung der zum Ständer hin umgelenkten Kühlluft erzwungen.
• Es empfiehlt sich, die Abdeckbleche muldenförmig auszubilden und gegebenenfalls mit Versteifungsrippen zu versehen. Die gewölbte Form der Abdeckbleche ergibt dann eine genügende mechanische Eigenfestigkeit. Zur Befestigung der Abdeckbleche können in den Polschuhen seitliche Nuten vorgesehen werden, die bei lamellierten Polschuhen beim Stanzen der Bleche eingestanzt werden. Da im allgemeinen Schenkelpolmaschinen mitDämpferringen oder entsprechenden Segmenten ausgerüstet sind, ist ein Anbringen der Abdeckbleche nach der Montage der Pole von den Stirnseiten her nicht mehr möglich. In Weiterbildung der Erfindung wird daher vorgesehen, die Abdeckbleche mehrteilig auszubilden und die die Abdeckbleche aufnehmenden Nuten der Polschuhe etwa in der Mitte der Pole mit Ausnehmungen zum Einlegen der mehrteiligen Abdeckbleche zu versehen. Die einzelnen Segmente der Abdeckbleche können dann von der Mitte her leicht eingebracht werden. Gegen axiale Verschiebungen werden sie durch Schrauben, Splinte oder andere geeignete Mittel gesichert.
• Damit eine möglichst wirbelfreie Umlenkung der Kühlluft in die Ständerkühlschlitze erzielt wird, empfiehlt es sich, den vorzugsweise mehrteilig ausgebildeten Abdeckblechen eine die Umlenkung der Kühlluft begünstigende Form zu geben, indem man sie beispielsweise mit angebogenen An- und Ablaufkanten versieht.
• Durch die gemäß der Erfindung vorgesehenen Abdeckbleche kann in axialer Richtung die Menge der in den Ständer umgelenkten Kühlluft verteilt werden. Durch eine entsprechende Konstruktion der Lüfter muß dafür gesorgt werden, daß dem Raum in den Pollücken unterhalb der Abdeckbleche von den Stirnseiten her Kühlmittel in ausreichender Menge zugeführt wird.
• Zur Erläuterung der Erfindung sind in den Fig. 1 bis 3 Ausführungsbeispiele von gemäß der Erfindung belüfteten Maschinen angedeutet.
• In Fig. 1 ist der Raum in den Pollücken zwischen zwei ausgeprägten Innenpolen einer Schenkelpolmaschine schematisch dargestellt; Fig. 2 gibt die eine Hälfte einer Pollücke in Draufsicht wieder.
• In den Polschuhen 1 und 2 der beiden Pole 3 und 4 einer beidseitig belüfteten Schenkelpolsynchronmaschine sind Nuten 5 und 6 vorgesehen, in denen die aus einzelnen Segmenten 7 bestehenden Abdeckbleche aus unmagnetischem Material gehalten sind. Die Segmente 7 der Abdeckbleche sind muldenförmig zur Maschinenachse hin durchgebogen und weisen die Versteifungsrippen 8 auf. Da der Raum zwischen den Polen in den den nicht dargestelltenLüftern zugekehrten Bereichen der Maschine durch Segmente 7 abgedeckt ist, wird die stirnseitig zugeführte Kühlluft durch die Abdeckbleche 7 gezwungen, im Raum unterhalb der Abdeckbleche zu fließen, so daß sie unmittelbar an den Kühlfahnen 9 der Polwicklungen 10 und 11 entlangstreicht.
• Da die Segmente 7 der Abdeckbleche wegen des vorgesehenen Kappenringes 12 nicht von der Seite her eingelegt werden können, sind etwa in der Mitte der Pole 3 und 4, die von beiden Stirnseiten her belüftet werden, die Ausnehmungen 13 und 14 vorgesehen, mit deren Hilfe die Segmente 7 der Abdeckbleche beim Einsetzen in die Nuten 5 und 6 der Polschuhe 1 und 2 eingelegt werden. Gegen Verschieben werden die Segmente 7 durch nicht dargestellte Splinte gesichert.
• Die Segmente 7 der Abdeckbleche sind mit öffnunrien 15 versehen, durch die die Kühlluft zur Ständerbohrung hin austreten kann. Die vom nicht dargestellteil Lüfter axial geförderte Kühlluft tritt also unterhalb des Kappenringes 12 durch die Eintrittsöffnung 16 in den Raum zwischen den Polen 3 und 4 ein. Durch die Größe der vorgesehenen Öffnungen 15 sowie durch die Zahl der eingesetzten Segmente 7 kann die Menge der zur Bohrung und damit zum Ständer hin umgelenkten Kühlluft in axialer Richtung variiert werden.
• In der Fig.3 ist an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert, wie mit Hilfe der hier perspektivisch gezeichneten angebogenen An- und Ablaufkanten der Segmente 7 die Umlenkung des Kühlmittels in die Ständerkühlschlitze begünstigt werden kann.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Anordnung zur Kühlluftführung für mehrpolige elektrische Maschinen mit ausgeprägten Innenpolen, bei denen der schmalz Raum in den Pollücken zumindest teilweise nach außen hin abgeschlossen ist und bei denen die durch diesen Raum geführte Kühlluft anschließend zur Belüftung von. radialen Ständerkühlschlitzen dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum in den Pollücken mindestens. in den den Lüftern zugekehrten Bereichen, der Maschine gegenüber dem Luftspalt durch lediglich zur Führung der Kühlluft dienende Abdeckbleche aus unmabnetischem Material abgeschlossen ist, die mit Durchbrüchen für die Umlenkung des die Spulen der ausgeprägten Pole kühlenden Kühlmittels in Richtung auf die Ständerkühlschlitze versehen sind.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckbleche muldenförmig ausgebildet sind.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da,ß die Abdeckbleche mit Versteifungsrippen versehen sind.
4. 4. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckbleche in seitlichen Nuten der Polschuhe gehalten sind.
5. 5. Anordnung für beidseitig belüftete Maschinen nach. Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab-deckbleche mehrteilig ausgebildet sind und daß die die Abdeckbleche aufnehmenden Nuten der Polschuhe etwa in der Mitte der Pole mit Ausnehmungen zum Einlegen der mehrteiligen Abdeckbleche versehen sind.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise mehrteilig ausgebildete. Abdeckbleche eine die Umlenkung des Kühlmittels in die Ständerkühlschlitze begünstigende Formgebung haben.
7. 7. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Pol getragene Spule mit in die Pollücken hineinragenden Kühlfahnen versehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 155 539, 172 336, 867884; deutsche Auslegeschrift Nr. 1050 887 schweizerische Patentschrift Nr. 209 436.