DE1488566C3 - Symmetrisch innenbelüfteter Elektromotor mit Kurzschlußkäfig - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen symmetrisch innenbelüfteten Elektromotor mit Kurzschlußkäfig mit axial gerichteten achsnahen Lufteintrittsöffnungen in den Lagerschilden und radial gerichteten Luftaustrittsöffnungen in der Mitte des Motorgehäuses, mit axialen Kühlbohrungen im Läuferblechpaket, das durch Druckscheiben zusammengehalten ist, welche Kühlbohrungen an ihren beiden Enden jeweils abwechselnd frei oder über jeweils einen mit der zugehörigen Druckscheibe in Verbindung stehenden ersten Radiallüfter in die stirnseitigen Wickelkopfräume münden, ferner mit je einem zweiten Radiallüfter in jedem stirnseitigen Wickelkopfraum, der saugseitig mit den Lufteintrittsöffnungn und druckseitig unmittelbar mit den Wickelköpfen der Ständerwicklung in Verbindung steht.

Ein derartiges Kühlluft-Führungsprinzip ist aus der französischen Patentschrift 1 250 660 bekannt. Bei diesem Elektromotor wird die Kühlluft durch axiale Kühlkanäle des Rotors geführt, deren eines Ende frei in den Raum vor der Stirnseite des Rotors mündet, während vor dem anderen Ende jeweils eine Hohlschaufel sitzt, die gekrümmt ist und sich zuerst axial und dann radial bis über den Rotordurchmesser hinaus erstreckt. Durch die während der Rotation aufrecht erhaltene Zentrifugalwirkung in diesen Hohlschaufeln wird die Kühlluft durch die Kühlkanäle gesaugt. Die Hohlschaufeln sind miteinander durch einen Ring verbunden, auf dem ergänzende Schaufeln befestigt sind. Durch diese zusätzlichen Schaufeln soll die durch den danebenliegenden Lagerschild eintretende Kühlluft über die Statorwickelköpfe geleitet werden. Obwohl bei diesem bekannten Motor durch die Gegenstromführung von unmittelbar durch die Lagerschilde angesaugter Kühlluft in axialen Kühlkanälen des Läufers eine gute Kühlung dieses Läufers zu erwarten ist, weist die konstruktive Verwirklichung dieses Prinzips bei dem bekannten Motor folgende Nachteile auf: Die Hohlschaufeln des Sauglüfters verlängern die axiale Baulänge des Rotors ganz erheblich, da sie sich mit ihrer ganzen Breite vor den Statorwickelköpfen befinden, wo sie münden. Da die Hohlschaufeln außerdem sich in radialer Richtung bis nahezu zum halben Durchmesser der Statorwicklung erstrecken, ist bei diesem bekannten Motor auch mit einer ganz erheblichen Geräuschentwicklung zu rechnen. Darüber hinaus bleibt durch die radial relativ weit außen liegende Mündung der Hohlschaufeln die Stabringverbindung des Rotors von Kühlluft nahezu unberührt. Die Kühlung der Stabringverbindung ist jedoch bei Kurzschlußläufern von ganz erheblicher Bedeutung, da hier relativ große Verluste abgeführt werden müssen.

Aus der französischen Patentschrift 940 311 ist es bekannt, Radiallüfter innerhalb des von den Wickelköpfen der Ständerwicklung radial und axial begrenzten Raumes unterzubringen. Aus der USA-Patentschrift 2 011 116 ist es bekannt, die Lüflerflügel eines Radiallüfters an axial vorspringenden Ansätzen der Druckscheiben zu befestigten. Aus der schweizerischen Patentschrift 91 227 ist es bekannt, die Flügel eines Radiallüfters durch sich auf dem Läuferblechpaket abstützende Rippen zu bilden. Damit die durch diese Rippen geförderte Kühlluft auch radial nach außen gefördert werden kann, ist es erforderlich, daß die Stäbe des Kurzschlußkäfigs zumindest im Bereich ihrer Austrittsstelle aus den Nuten beabstandet sind. Schließlich ist es aus der britischen Patentschrift 180 530 bekannt, auch an den Druckscheiben Lüfterflügel anzusetzen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Elektromotor der eingangs geschilderten Art zu schaffen, bei welchem eine intensive Bespülung der Ständerwickelköpfe und des Kurzschlußkäfigs mit separaten Kühlluftströmen verwirklicht ist, ohne daß durch die Ventilationseinrichtungen eine Verlängerung der Maschine erforderlich ist.

Diese Aufgabe ist bei einem symmetrischen innenbelüfteten Elektromotor mit Kurzschlußkäfig der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch die Kombination folgender an sich bekannter Merkmale gelöst:

a) Die Flügel des ersten Radiallüfters sind durch sich auf dem Läuferblechpaket abstützende Rippen gebildet, und die Stäbe des Kurzschlußkäfigs sind im Bereich ihrer Austrittsstelle aus den Nuten unter Bildung freier Durchtrittsquerschnitte für die Kühlluft beabstandet;

b) die zweiten Lüfter sind an axial vorspringenden Ansätzen der Druckscheiben befestigt und

c) die zweiten Lüfter liegen innerhalb des von den Wickelköpfen der Ständerwicklung radial und axial begrenzten Raumes.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist nur unter gleichzeitiger Anwendung aller Kombinationsmerkmale erreichbar.

Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung in einer Ausführungsform beispielhaft erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt eines innengekühlten Drehstromaufzugmotors, S

Fig. 2 einen Schnitt durch den Läufer entlang der Linie B-M in F i g. 3 und

F i g. 3 einen Schnitt durch das Läuferblechpaket entlang der Linie A-M in Fig. 1.

Als Ausführungsbeispiel ist ein innengekühlter Drehstromaufzugmotor mit zwei getrennten Wicklungen für Drehzahlverhältnisse von 1:4 bis 1:9 (4/16- bis 4/36polig) gewählt worden. Das auf der Welle aufgeschichtete Läuferblechpaket 1 wird durch zwei beispielsweise aus Grauguß bestehende Druckscheiben 2 unter einem bestimmten Preßdruck zusammengehalten. Das Läuferblechpaket besitzt ausgestanzte, trapezförmige, zum Wellendurchmesser ausgerundete, axiale Kühlbohrungen 4 für den Durchtritt der Kühlluft. Die Läuferdruckscheibe 2 ist auf der Seite gegen das Läuferblechpaket als saugender Radiallüfter mit den Flügeln 5 ausgebildet. Die Öffnungen dieses Lüfters sind wechselseitig jeweiligen Kühlbohrungen 4 des Läuferblechpaketes 1 zugeordnet. Dadurch erhält der Läufer über die halbe Anzahl von Kühlbohrungen 4 die Kühlluft von der Antriebs- (Darstellung in F i g. 2) und über die andere Hälfte der Kühlbohrungen von der Nichtantriebsseite (Darstellung in Fig. 1). Die Läuferdruckscheiben besitzen in fortlaufender Folge radial am Umfang gleichmäßig verteilt angegossene Flügel 5 bzw. entsprechend dem Durchtrittsquerschnitt der Kühlbohrungen des Läuferblechpakets angepaßte Öffnungen 6. Die Kühlluft selbst wird über die Öffnungen der Lagerschilde 7 durch die an drei um 120° versetzten Angüsse 3 der Läuferdruckscheiben befestigten Lüfter 8 angesaugt und über die Wickelköpfe der Ständerwicklung 9 aus den am Umfang des Ständermantels angeordneten Luftaustrittsöffnungen 10 geleitet. Ein Teil der angesaugten Kühlluft wird zur Kühlung des Lüfters und der Stabringverbindungen des Kurzschlußkäfigs 11 von der jeweils gegenüber dem Lüfter liegenden Druckscheibe über die Kühlbohrungen des Läuferblechpaketes 1 angesaugt und über die Stabringverbindungen und dem zwischen dem Blechpaket liegenden Teil der Ständerwickelköpfe zu den Luftaustrittsöffnungen geleitet.

Diese besondere Anordnung der Läuferkühlung ermöglicht eine wesentlich intensivere, direkte Abfuhr der Verlustwärme aus dem Läuferblechpaket und aus dem Kurzschlußkäfig. Weiterhin wird der Läufer grundsätzlich mit nicht vorgewärmter Kühlluft beaufschlagt. Die aus dem Blechpaket tretenden Stäbe des Kurzschlußkäfigs unterstützen die Ventilationswirkung der besonders ausgebildeten Läuferdruckscheiben. Weiterhin besteht die Möglichkeit der Befestigung der Lüfter an entsprechenden Angüssen der Läuferdruckscheiben. Damit kann weitgehend eine optimale Verteilung und Führung der angesaugten Kühlluft erzielt werden. Es wird außerdem eine Verbesserung der Ansaugverhältnisse der beiden Lüfter erreicht. Weitere Vorteile dieser Anordnung sind die Verkleinerung der axialen Länge des Ständergehäuses oder bei vorgegebenen Abmessungen des Ständergehäuses die Unterbringungsmöglichkeit eines längeren Blechpaketes. Gegenüber der normalen Belüftungsanordnung von innengekühlten Elektromotoren mit einem Radiallüfter wird bei der doppelseitigen Belüftung nach dem Erfindungsgedanken eine intensivere und gleichmäßigere Kühlung des Ständers und des Läufers bei wesentlich herabgesetzter Geräuschbildung erreicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Symmetrisch innenbelüfteter Elektromotor mit Kurzschlußkäfig mit axial gerichteten achsnahen Lufteintrittsöffnungen in den Lagerschilden und S radial gerichteten Luftaustrittsöffnungen in der Mitte des Motorgehäuses, mit axialen Kühlbohrungen im Läuferblechpaket, das durch Druckscheiben zusammengehalten ist, welche Kühlbohrungen an ihren beiden Enden jeweils abwechselnd frei oder über jeweils einen mit der zugehörigen Druckscheibe in Verbindung stehenden ersten Radiallüfter in die stirnseitigen Wickelkopfräume münden, ferner mit je einem zweiten Radiallüfter in jedem stirnseitigen Wickelkopfraum, der saugseitig mit den Lufteintrittsöffnungen und druckseitig unmittelbar mit den Wickelköpfen der Ständerwicklung in Verbindung steht, gekennzeichnet durch die Kombination folgender an sich bekannter Merkmale:

   a) Die Flügel (5) des ersten Radiallüfters sind durch sich auf dem Läuferblechpaket (1) abstützende Rippen gebildet, und die Stäbe des Kurzschlußkäfigs sind im Bereich ihrer Austrittsstelle aus den Nuten unter Bildung freier Durchtrittsquerschnitte für die Kühlluft beabstandet;

   b) die zweiten Lüfter sind an axial vorspringenden Ansätzen der Druckscheiben (2) befestigt und

   c) die zweiten Lüfter (8) liegen innerhalb des von den Wickelköpfen der Ständerwicklung (9) radial und axial begrenzten Raumes.

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