DE1463786B2 - Vorrichtung zur Verminderung der Ventilationsverluste bei elektrischen Maschinen mit ausgeprägten Polen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung durch die Pollücken und auch durch die genannten

zur Verminderung der Ventilationsverluste bei elek- Kühllücken bezwecken. Es handelt sich also hier um

trischen Maschinen mit Schenkelpolläufern, bei eine kombinierte Wirkung von Leitschaufeln und

denen die in die Pollücken eintretende Kühlluft Platten, die die Kühllücke bilden, welche aber eine

von mit dem Läufer rotierenden Ventilatoren förder- 5 Verminderung der Ventilationsverluste nie bewirken

bar ist. kann. Es ist nämlich so, daß die Einströmung in die

Bei Maschinen mit ausgeprägten Polen kann die Pollücken bei dieser Lösung gleichzeitig durch zwei

Kühlluft zur Erzielung einer günstigen Kühlung Leitschaufeln beeinflußt wird. Die Umfangsgeschwin-

unterschiedliche Wege entlang durch die Maschine digkeit der Luft vor der Pollücke ist gewöhnlich viel

geleitet werden. Bei sämtlichen Kühlsystemen muß ίο größer als die Axialgeschwindigkeit der Luft in den

jedoch ein Teil der gesamten Kühlluftmenge in Axial- Pollücken, wodurch die Wirkung der Schaufel, die

richtung zwischen den Polen, d. h. in die sogenannten an der Vorderkante der Kühllücke angebracht ist,

Pollücken, geführt werden. Wenn die in Pollücken sehr verstärkt wird und eine gewisse Injektorwirkung

einströmende Luftmenge eine Tangentialgeschwindig- zwischen dieser Schaufel und der vorderen Polecke

keit hat, die wesentlich von derjenigen der Pole bzw. 15 entsteht, die die Einströmung in die Pollücke hemmt

Pollücken abweicht, wirkt sich dieser Geschwindig- bzw. die Luft aus der Pollücke zurücksaugt und die

keitsunterschied ungünstig aus. Erstens entsteht ein Wirbelbildung verstärkt. Diese Anordnung ist daher

ungünstiger Einströmungswinkel und ein großes bezüglich der Ventilationsverluste außerordentlich

Druckgefälle und zweitens muß die Luftmenge bei ungünstig.

einem ziemlich schlechten Wirkungsgrad von einer 20 Es ist somit eine Lösung anzustreben, die die Einniedrigen auf eine Jiö.here Tangentialgeschwindigkeit strömung in die Pollücken sowohl kühltechnisch als gebracht werden. Das bedeutet einen wesentlichen auch strömungstechnisch vorteilhaft beeinflussen Ventilationsverlust. kann, wobei aber gewisse konstruktive Bedingungen

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 085 606 ist die berücksichtigt werden müssen. Die Tangentialge-Anwendung von über die ganze Länge der Pollücken 35 schwindigkeit der in die Pollücken einströmenden erstreckenden Leitblechen bzw. Leitkörpern bekannt, Luft wird von den für die Maschine verwendeten um die Kühlung der Erregerspulen bei Maschinen Ventilationseinrichtungen und/oder den Zulaufkanämit ausgeprägten Polen zu verbessern. Diese Leit- len bestimmt. Die inneren Strömungsverhältnisse der bleche bzw. -körper können mit gegen die Umlaufs- Ventilatoren begrenzen nebst den Verlusten' in den richtung gebogenen Enden versehen werden. Bei die- 30 meisten Fällen die Größe der höchsten erzielbaren ser Kühleinrichtung ist aber nicht beachtet worden, Tangentialgeschwindigkeit der Luft. Der Tangentialdaß die Kühlung einer elektrischen Maschine mit geschwindigkeitsunterschied zwischen Luft und Polausgeprägten Polen hauptsächlich von der Umf angs- lücke verbleibt dabei von wesentlicher Größe,
geschwindigkeit und nur wenig von der Kühlluft- Gemäß der Erfindung wurden nunmehr die Ventimenge abhängig ist. Die Umfangsgeschwindigkeit der 35 lationsverluste bei elektrischen Maschinen mit ausLuft im Luftspalt zwischen Statorbohrung und Lau- geprägten Polen dadurch vermindert, daß an der dem feroberfläche ist infolge der Reibung wesentlich klei- Ventilator jeweils benachbarten Stirnseite der Pole ner als die Umfangsgeschwindigkeit des Läufers, so an jedem Pol mindestens eine Leitschaufel derart daß die Luft eine Relativgeschwindigkeit im Verhält- angeordnet ist, daß sie die von dem Ventilator genis zum Läufer gegen die Umlaufrichtung hat. Diese 40 förderte Kühlluft in die Pollücken unter gleichzeitiger relative Luftbewegung verursacht eine bestimmte Anpassung der Tangentialgeschwindigkeit der Kühl-Wirbelbildung in den Pollücken. Da diese Wirbel luft an die Tangentialgeschwindigkeit der Pole umsowohl eine große Geschwindigkeit als auch eine leiten.

günstige Richtung bezüglich der Rotorspulen auf- Es ist aus der Strömungslehre bekannt, daß eine weisen, übertrifft ihre Kühlwirkung diejenige der 45 Schaufel bzw. ein Flügel mit einem gewöhnlich geaxialen luftmengenabhängigen Strömungskompo- bogenen Profil (d. h. Schnitt einer Schaufel) die Luftnente. Mit dieser bekannten Einrichtung wird aber strömung mit einem Winkel ablenkt. Der größten gerade diese Wirbelbildung und deren vorteilhafte erreichbaren Ablenkung ist durch die Ablösung der Kühlwirkung unterbunden, und gleichzeitig besteht Strömung am Rücken der Schaufel eine Grenze gedie Gefahr, daß infolge der Überlagerung des Wirbels 50 setzt. Wenn man zwei Schaufeln nimmt, können diese mit der angestrebten radialen Luftausströmung, die so kombiniert werden, daß die erreichbare Ablen-Luftgeschwindigkeit zwischen den Leitstegen und der kung vergrößert wird. Die Wirkung dieser Kombi-Spulenoberfläche vermindert und die Kühlwirkung nation beruht auf der Erscheinung, daß die Grenzverschlechtert wird. Es ergibt sich daher mit der an schicht am Rücken der zweiten, hinteren Schaufel sich recht komplizierten Luftführung eine sehr man- 55 vom direkten Anblasen hinter der ersten, vorderen gelhafte und unwirtschaftliche Kühlung der Pol- Schaufel beschleunigt wird. Die beschleunigte Grenzspulen, schicht verhindert die Ablösung der Hauptströmung,

Die USA^Patentschrift 2 271 981 beschreibt eine so daß eine größere Ablenkung mit sehr gutem Wir-

Einrichtung zur Verbesserung der Kühlung der Pol- kungsgrad erreicht wird. Diese Wirkung wird bei der

spulen bei Maschinen mit ausgeprägten Polen, wo 60 vorliegenden Erfindung benutzt, wobei die hintere

in der Nähe von jedem Polende eine Platte vor- Polecke die Rolle der zweiten, hinteren Schaufel

gesehen ist, die so angeordnet ist, daß eine Kühllücke übernimmt.

zwischen Stirnfläche der Polspule und der Platte Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf gebildet wird. An der Innenseite jeder Platte ist an ein paar Ausführungsbeispiele verwiesen, die in der der Vorder- und Hinterkante je eine Leitschaufel 65 Zeichnung perspektivisch und rein schematisch geangebracht, so daß am Anfang und Ende jeder Pol- zeigt und nachstehend näher beschrieben sind,
lücke je zwei Leitschaufeln vorhanden sind, die eine F i g. 1 zeigt einen Teil des Endes einer elektribestimmte Führung der Kühlluft in axialer Richtung sehen Maschine mit ausgeprägten Polen, wo ein

Axialventilator und Schaufehl laut der Erfindung vorgesehen sind;

F i g. 2 zeigt eine ähnliche Maschine mit Radialventilator.

In der Zeichnung bezeichnet 1 die Leitschaufeln, die erfindungsgemäß am Ende der Pole 2 vorgesehen sind und mit ihnen umlaufen, da sie am Polrad befestigt sind. In F i g. 1 sind die Flügel des Axialventilators mit 3 bezeichnet, und 4 ist der Ventilatorring. In F i g. 2 sind die Flügel des Radialventilators mit 5 bezeichnet, und 6 ist die Seitenwand des Ventilators. Der Pfeil DR gibt die Umlaufrichtung an.

In den gezeigten Beispielen ist nur eine Leitschaufel an jedem Pol eingezeichnet. Es dürfte indes unmittelbar hervorgehen, daß zwei oder mehrere solcher Schaufehl je nach dem Aufbau der Maschine und der zur Erzielung des erfindungsgemäß angestrebten Zwecks erforderlichen Führung des Luftstroms vorgesehen werden können. Es ist auc** möglich, die Leitschaufeln an den Polschuhen und Preßplatten der Pole zu befestigen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zur Verminderung der Ventilationsverluste bei elektrischen Maschinen mit Schenkelpolläufern, bei denen die in die Pollücken eintretende Kühlluft von mit dem Läufer rotierenden Ventilatoren förderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Ventilator (3,5) jeweils benachbarten Stirnseite der Pole (2) an jedem Pol mindestens eine Leitschaufel (1) derart angeordnet ist, daß sie die von dem Ventilator geförderte Kühlluft in die Pollücken unter gleichzeitiger Anpassung der Tangentialgeschwindigkeit der Kühlluft an die Tangentialgeschwindigkeit der Pole umleitet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen