DE1763478U

DE1763478U - INTERNALLY COOLED ELECTRIC MACHINE.

Info

Publication number: DE1763478U
Application number: DES17589U
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1955-07-23
Filing date: 1955-07-23
Publication date: 1958-03-20

Description

Innengekühlte elektrische Großmaschine Die Bekämpfung des Betriebsgeräusches von geschlossenen elektrischen Maschinen ist bei schnellaufenden Großmaschinen größerer Leistung schwierig und hat bisher noch nicht zu allgemein befriedigenden Ergebnissen geführt. So hat man beispielsweise die Innenflächen der Gehäuse und der Maschinenschilde mit luftschalldämmenden Auskleidungen versehen, oder man hat diese Maschinenteile ganz oder teilweise aus schalldämmenden Stoffen hergestellt. Hierbei wirdjedoch der Körperschall von den als Schallquelle wirkenden aktiven Teilen im Innern der Maschine durch die feste mechanische Verbindung des Gehäuses und der Maschinenschilde mit diesen aktiven Teilen, also mit dem Ständer und mit dem Läufer, bis zu den Außenflächen des Gehäuses übertragen und von diesen wie große Membranen wirkenden Flächen in den Aufstellungsraum abgestrahlt.Large, internally cooled electrical machine Combating operating noise of closed electrical machines is larger in high-speed large machines Performance difficult and has not yet produced generally satisfactory results guided. So you have, for example, the inner surfaces of the housing and the machine shields provided with airborne sound-insulating linings, or you have these machine parts made entirely or partially from sound-absorbing materials. Here, however the structure-borne noise from the active parts inside the Machine through the fixed mechanical connection of the housing and the machine shields with these active parts, i.e. with the stand and the runner, up to the outer surfaces of the housing and from these surfaces acting like large membranes in blasted the installation room.

Abgesehen davon, daß die Heisbellung solcher schalldämmenden Auskleidungen des Maschinengehäuses allgemein schwierig ist, macht sich auch der Staub, der sich an diesen Auskleidungen absetzt. nachteilig bemerkbar. Eine andere bekannte Lösung zur Verminderung des Luftschalles geschlossener elektrischer Maschinen besteht darin, den Außenmantel einer geschlossenen elektrischen Maschine mit einem schalldämmenden zusätzlichen Gehäuse gegenüber dem Luftraum der Umgebung gänzlich abzudecken. Dieses Gehäuse besteht dabei aus Schichten schallharter und schallweicher Stoffe, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung vnn Luftschichten, also beispielsweise aus einem Blechmantel, der mit einem schallabsorbierenden Stoff ausgekleidet ist. Es wird also hierbei das Prinzip der schallisolierten Aufstellung der Maschine in einem eigens für die Maschine hergerichteten abschließenden Raum angewendet. Nachteilig ist bei dieser Lösung der zusätzliche Aufwand, der durch den zusätzlichen die geschlossene Maschine umgebenden schalldämmenden Mantel bringt ist. Ferner ist bei dieser Anordnung nachteilig, daß die Schwingungen der Maschine über das Fundament auf das schalldämmende Gehäuse übertragen werden, so daß dieses Gehäuse Schall in die Umgebung abstrahlt.Apart from the fact that heisbell such sound-absorbing linings the machine housing is generally difficult, the dust that builds up settles on these linings. disadvantageously noticeable. Another known solution to reduce airborne noise closed electrical machines consists in the outer jacket of a closed electrical machine with a sound-absorbing additional housing compared to the surrounding air space completely to cover. This housing consists of layers of reverberant and acoustically softer layers Substances, possibly with the interposition of layers of air, for example from a sheet metal jacket, which is lined with a sound-absorbing material. The principle of the soundproof installation of the machine in a locking room specially prepared for the machine. Disadvantageous With this solution, the additional effort caused by the additional closed Machine surrounding sound-absorbing jacket brings is. Furthermore, with this arrangement disadvantageous that the vibrations of the machine on the foundation on the sound-absorbing Housing are transmitted, so that this housing radiates sound into the environment.

Die Neuerung geht einen anderen Weg, um die von einer innengekühlten elektrischen Großmaschine abgestrahlten Geräusche zu mindern.The innovation takes a different approach to that of an internally cooled to reduce the noise emitted by large electrical machines.

Gemäß der Neuerung umgibt der das Kühlmittel führende, den Ständer und Läufer der in an sich offener Bauart ausgeführten Maschine allseitig umschließende Außenmantel die Maschine ohne unmittelbare Berührung und ist an den gegebenenfalls erforderlichen Verbindungsstellen mit dem Ständer bzw. Läufer der Maschine und mit den sie tragenden Konstruktionsteilen bzw. dem sie tragenden Fundament durch den Körperschall schlecht leitende Zwischenlagen oder Dichtungen, beispielsweise aus Gummi, gegenüber dem Ständer und dem Läufer der Maschine körperschallisoliert. Es besteht mithin für den in den aktiven Teilen der Maschine erzeugten Schall keine Möglichkeit, bis zum Außenmantel der Maschine vorzudringen, um von dort an die äußere Umgebung abgestrahlt zu werden.According to the innovation, the one that carries the coolant surrounds the stator and rotor of the machine, which is actually of an open design, encompassing all sides Outer jacket of the machine without direct contact and is to the if necessary required connection points with the stand or rotor of the machine and with the structural parts supporting them or the foundation supporting them through the Structure-borne sound poorly conducting intermediate layers or seals, for example from Rubber, structure-borne sound insulated from the stand and the rotor of the machine. It there is therefore no sound generated in the active parts of the machine Opportunity, to penetrate to the outer shell of the machine in order to get from there to be radiated to the external environment.

Es sind zwar Anordnungen für elektrische Maschinen bekannt, bei denen das Maschinengehäuse gegenüber den aktiven Teilen der Maschine durch schwingungsdämpfende Mittel, beispielsweise durch Gummi oder auch mit Federn, verbunden ist, bei diesen Anordnungen sollen aber mechanische Erschütterungen, die durch besonders stark wechselnde Drehzahlen oder auch durch besonders schnellen Lauf der Maschine hervorgerufen werden, von der Umgebung ferngehalten werden. Soweit solche Anordnungen für elektrische Großmaschinen bekannt geworden sind, hat man den Außenmantel mit Belüftungsöffnungen vorgesehen, durch die ein erheblicher Teil des im Innern der Maschine erzeugten Schalles nach außen gelangt.Although arrangements for electrical machines are known in which the machine housing with respect to the active parts of the machine by means of vibration-damping Means, for example by rubber or with springs, is connected to these Arrangements should, however, mechanical vibrations caused by particularly strong fluctuations Speeds or caused by particularly fast running of the machine, be kept away from the environment. So much for such arrangements for electrical Large machines have become known, one has the outer jacket with ventilation openings provided through which a significant part of the generated inside the machine Sound reaches the outside.

Der gemäß der Neuerung den Läufer und den Ständer umgebende, körperschallisolierende Außenmantel kann mehrwandig ausgebildet sein. Zur leichteren Reinigung und auch zum Freilegen von aktiven Teilen der Maschine für Überwachungszwecke empfiehlt es sich, den Außenmantel mehrteilig und abnehmbar auszubilden. Fernertann der Außenmantel, der den Kühlluftstrom führt und gegen die Außenluft am Aufstellungsort abschließt, in an sich bekannter Weise mit schallabsorbierenden Stoffen ausgekleidet oder mit Entdröhnungamitteln belegt sein. Solche absorbierenden Stoffe können Textil-oder Faserstoffe sein, wie Gewebe oder Stoffe mit Papierfasern. Als Entdröhnungsmittel sind Schichten bekannt, die aus einem Kunstharz, vermischt mit einem körnigen oder faserigen Stoff, wie Schlackenwolle, bestehen. Der Außenmantel wird am Maschinenfundament befestigt und hat keinerlei feste, den Körperschall leitende Verbindung mit den aktiven Teilen und den sie tragenden Konstruktionteilen der elektrischen Maschine. An den Stellen, wo es für die Kühlluftführung und für das Freimachen aktiver Teile der Maschine bei Kontrollen oder beim Reinigen vorteilhaft ist, werden die innerhalb des Mantels liegenden Abdeckungen und Luftführungen, die sonst zum Maschinengehäuse oder den Schilden gehören, an dem Außen- mantelbefestigt. y Im folgenden ist die Neuerung an Hand der Ausführnngsbeiapiele der Zeichnung näher erläutert. Die Figuren 1 und 2 stellen eine größere elektrische Maschine (z. B. einen asynchronmotor) geschlossener Bauart und mit einer Innenkühlung im radialen und im axialen Schnitt dar. ist die Welle der Maschine, auf der das Läuferblechpaket 2 sitzt. 3 ist das Ständerblechpaket. Wie aus den eingezeichneten Pfeilen zu ersehen ist, pressen die beiden auf der Welle sitzenden Lüfter 4 die Kühlluft in Kanäle unterhalb des Läuferblechpaketes, von wo sie in radialer Richtung über den Luftspalt in die Schlitze des Ständerblechpaketes gelangt. Am Rücken des Ständerblechpaketes verläßt die Kühlluft das Blechpaket und wird dann in axialer Richtung umgelenkt und durchströmt die beiden R1ckkühler 5 und 6, die aus die Maschine ringförmig umgebenden Kühlrohren bestehen, in denen eine Kühlflüssigkeit sich befindet, während die Kühlluft der Maschine die Rohre außen umspült. Von der Rückkühlanlage gelangt die Kühlluft über Hohlräume in den beiden Maschinenschilden 7 und 8 in radialer Ridtung nach innen zu den Lüftern 4, von wo der Kreislauf der Kühlluft von neuem beginnt. Der die Maschine umgebende, die Kühlluft führende Gehäueemantel 9 und die beiden Maschinenschilde 7 und 8 shd nun erfindungsgemäß von der Maschine durch den Körperschall dämpfende Zwischenschichten getrennt, so daß sie mit den aktiven Teilen der Maschine (insbesondere mit dem Ständerblechpaket) in keiner unmittelbaren körperschallübertragenden Berührung stehen. Die Anordnung ist, wie insbesondere aus Fig. 1 zu ersehen ist, derart, daß die eigentliche Maschine mit dem Ständerblechpaket 3 und den axialen Rippen 10, an welchen das Ständerblechpaket befestigt ist, über die Fußansätze 11 und 12 auf dem Maschinenfundament 13 aufliegt, wobei zur weiteren Schalldämpfung an den Auflagestelle--1 dämpfende Zwischenlagen 14 (insbesondere aus Gummi) vorgesehen sind. Auch der Gehäusemantel 9 und die an ihm befestigten Maschinenschilde 7 und 8 ruhen auf dem Fundament über die Tragfüße 15 und 16 und evtl. über Dämpfungsunterlagen auf. Die beiden Rückkühler 5 und 6 an den Stirnseiten der Maschine liegen zwischen der eigentlichen Maschine und dem Außenmantel ; sie sind für sich auf dem Maschinenfundament 13 befestigt, wie nicht besondes dargestellt.The structure-borne sound-insulating outer jacket surrounding the rotor and the stator according to the innovation can be multi-walled. For easier cleaning and also to expose active parts of the machine for monitoring purposes, it is advisable to design the outer jacket in several parts and to be removable. Furthermore, the outer jacket, which guides the flow of cooling air and closes it off from the outside air at the installation site, can be lined in a manner known per se with sound-absorbing materials or covered with anti-drumming agents. Such absorbent materials can be textile or fiber materials, such as fabrics or materials with paper fibers. Layers consisting of a synthetic resin mixed with a granular or fibrous material such as slag wool are known as anti-drumming agents. The outer jacket is attached to the machine foundation and has no fixed connection, which conducts structure-borne sound, to the active parts and the structural parts of the electrical machine that support them. At the points where it is advantageous for the cooling air duct and for clearing active parts of the machine during inspections or during cleaning, the covers and air ducts located inside the jacket, the otherwise belong to the machine housing or the shields on which the external jacket attached. y The following is the innovation on the basis of the execution examples the drawing explained in more detail. Figures 1 and 2 represent a larger electrical machine (e.g. an asynchronous motor) of closed design and with internal cooling in the radial and in the axial section. is the shaft of the machine on which the laminated rotor core 2 is seated. 3 is the stator core. As can be seen from the arrows shown, the two fans 4 sitting on the shaft press the cooling air into channels below the laminated rotor core, from where it reaches the slots of the laminated stator core in a radial direction via the air gap. At the back of the stator core, the cooling air leaves the core and is then deflected in the axial direction and flows through the two back coolers 5 and 6, which consist of cooling tubes surrounding the machine in a ring shape, in which there is a cooling liquid, while the cooling air from the machine washes the outside of the tubes . From the recooling system, the cooling air passes through cavities in the two machine shields 7 and 8 in a radial direction inward to the fans 4, from where the cooling air cycle begins again. The casing jacket 9 surrounding the machine and guiding the cooling air and the two machine shields 7 and 8 shd now according to the invention are separated from the machine by structure-borne sound-absorbing intermediate layers so that they do not have any direct structure-borne sound transferring contact with the active parts of the machine (in particular with the stator core) stand. The arrangement is, as can be seen in particular from Fig. 1, such that the actual machine with the stator core 3 and the axial ribs 10, to which the stator core is attached, rests on the foot extensions 11 and 12 on the machine foundation 13, wherein for further soundproofing at the support point - 1 damping intermediate layers 14 (in particular made of rubber) are provided. The housing jacket 9 and the machine shields 7 and 8 attached to it also rest on the foundation via the support feet 15 and 16 and possibly via damping pads. The two dry coolers 5 and 6 on the front sides of the machine are located between the actual machine and the outer shell; they are attached to the machine foundation 13 by themselves, as not specifically shown.

Zum Reinigen und Überprüfen der Maschine können die betreffenden Teile des Außenmantels 9 und der Maschinenschilde 7 und 8 abgenommen werden. Dieses Abnehmen ist einfach, weil es sich um leichte Teile handelt, die außerdem so unterteilt und abgedichtet sind, daß sie sich ohne Gefahr der Beschädigung aktiver Teile der Maschine entfernen lassen. Der Teil 17 des Außenmantels, der sich unterhalb der Maschine befindet, ist ebenfalls abnehmbar und am Fundament mittels der Verschraubung 18 befestigt (linker Teil der Querschnitts- zeichnung der Fig. 1). Im rechten Teil der Fig. 1 übernimmt bei einer C> Alternativausführung die Fundamentgrube die Kühlluftführung zu den Schilden hin. Wenn die angegebenen schalldämpfenden Zwischenlagen 14 an den Auflagestelle der Maschine auf dem Fundament zur Schallabsorbierung nicht ausreichen, kann man den Fundamentboden mit schallschluckenden Stoffen auskleiden. Die schildförmigen Außenmantelteile 7 und 8 der Figur 2 an den beiden Enden der Maschine sind ebenfalls unterteilt und werden an dem das Gehäuse umschließenden Außenmantel S bzw. 17 oder an der Decke der Fundamentgrube befestigt.To clean and check the machine, the relevant parts of the outer casing 9 and the machine shields 7 and 8 can be removed. This removal is easy because the parts are lightweight and also partitioned and sealed so that they can be removed without risk of damaging active parts of the machine. The part 17 of the outer casing, which is located below the machine, is also removable and fastened to the foundation by means of the screw connection 18 (left part of the cross-sectional drawing of Fig. 1). In the right part of Fig. 1 takes over at one C> Alternatively, the foundation pit, the cooling air duct to the shields. If the specified sound-absorbing intermediate layers 14 at the point where the machine rests on the foundation are not sufficient for sound absorption, the foundation floor can be clad with sound-absorbing materials. The shield-shaped outer casing parts 7 and 8 of Figure 2 at the two ends of the machine are also subdivided and are attached to the outer casing S or 17 surrounding the housing or to the ceiling of the foundation pit.

Die Neuerung ist selbstverständlich nicht auf eine Kühleranordnung oder Luftführung gemäß den Figuren 1 und 2 beschränkt, sondern kann auf beliebige Kühleranordnungen angewendet werden./: Beispielsweise zeigen die Figuren 3 und 4 eine Anordnung, bei der unterhalb des Gehäusemantels 18 vier Rückkühler 19, 20, 21 und 22 vorgesehen sind, die die Form von senkrechten prismatischen Körpern besitzen und an den beiden Stirnseiten der Maschine zu beiden Seiten der Welle senkrecht auf dem Fundament befestigt sind. (Die Kühler 19 bis 22 befinden sich dabei wiederum innerhalb des von der eigentlichen Maschine gemäß der Erfindung isolierten Gehäueemantels 18. Die Kühler der Außenmantel und die Maschine selbst stehen in keiner unmittelbaren, den Körperschall leitenden Verbindung ; zwischen ihnen liegen nur, soweit das nötig ist, lose elastische Gummidichtungen, wie beispielsweise die Teile 23 in Fig. 4. Die Kühlluftführung entspricht im übri- gen der in Fig. 1 und 2. '/Die Figuren 5 nnd 6 zeigen einen Maschinenumformer mit vertikaler Welle, der aus den beiden übereinander angeordneten Maschinen 24 und 25 besteht. Der Maschinenumformer ruht auf dem Fundament 26 über die Schwingungsdämpfer 27 auf, die aus federnden Teilen aufgebaut sind. fFür die Kühlung des Umformers ahd die beiden Lüfter 28 und 29 vorgesehen, die zwischen dem aktiven Läuferteil unter Welle und im Luftspalt je einen nach der Umformermitte zu gerichteten Kühlluftstrom treiben, der dann gemäß den eingezeichneten Pfeilen zwischen den beiden Maschinen des Umformers radial nach außen strömt und über die Kühler 30 und 31 in axialer Richtung zu den Ansaugestellen der Lüfter zurückfließt. Dabei werden die Kühlluftströme über die beiden Kühler 30 und 31 geleitet, die den Umformer ähnlich wie bei der Anordnung der Fig. 2 ringförmig umfassen. Die beiden Kühler 30 und 31 sind an ein den eigentlichen Umformer umgebendes Gestell 32 angebaut, dessen Innenmantel am mittleren Teil Öffnungen 34 aufweist, so daß die Kühlluft in ihrer Strömung durch das Gestell nicht behindert wird. Das Gestell 32 ist auf dem Fundament befestigt, es kann außerdem stellenweise durch passende Ein-oder Anbauten die Führung der Kühlluft übernehmen. Ebenso wie der äußere Gehäusemantel 33 des Umformers it auch das Gestell 32 mit dem eigentlichen Umformer bezüglich der Weiterleitung des Körperschalls nicht verbunden. Außerdem kann das Kühlergestell 32 für sich und genauso wie der äußere Mantel 33 nach oben abgehoben werden.The innovation is of course not limited to a cooler arrangement or air duct according to FIGS. 1 and 2, but can be applied to any cooler arrangements. /: For example, FIGS. 3 and 4 show an arrangement in which four dry coolers 19, 20, 21 and 22 are provided, which have the shape of vertical prismatic bodies and are attached to the two end faces of the machine on both sides of the shaft perpendicular to the foundation. (The coolers 19 to 22 are in turn located within the housing jacket 18, which is isolated from the actual machine according to the invention , loosely elastic rubber seals, such as parts 23 in Fig. 4. The cooling air routing corresponds to the rest of the gene in Figs. 1 and 2. '/ Figures 5 and 6 show a machine converter with vertical Shaft made of the two machines 24 arranged one above the other and 25 consists. The machine converter rests on the foundation 26 on the vibration damper 27, which are made up of resilient parts. For the cooling of the converter ahd the two fans 28 and 29 are provided, which each drive a cooling air flow between the active rotor part under the shaft and in the air gap, which is directed towards the center of the converter and then flows radially outward between the two machines of the converter according to the arrows drawn and the fan flows back via the coolers 30 and 31 in the axial direction to the intake points. In this case, the cooling air flows are passed over the two coolers 30 and 31, which surround the converter in an annular manner, similar to the arrangement in FIG. 2. The two coolers 30 and 31 are attached to a frame 32 surrounding the actual converter, the inner jacket of which has openings 34 in the middle part, so that the flow of cooling air through the frame is not hindered. The frame 32 is fastened to the foundation; it can also take over the guidance of the cooling air in places by means of suitable built-in or add-ons. Like the outer housing jacket 33 of the converter, the frame 32 is not connected to the actual converter with regard to the transmission of structure-borne noise. In addition, the cooler frame 32 can be lifted up on its own and just like the outer jacket 33.

Claims

. Protection claims 1. Internally cooled large electrical machine, characterized in that

that the coolant leading, the stator and rotor of the machine, which is designed in an open design, surrounds the machine on all sides without direct contact and at the possibly required connection points with the stand or rotor of the machine and with the structural parts that support it it supporting foundation is insulated against structure-borne sound by intermediate layers or seals, for example made of rubber, which are poorly conductive to structure-borne noise.

2. Large electrical machine according to claim 1, characterized in that the outer jacket is multi-walled.

3. Electric Large machine according to Claim 1, characterized in that the outer casing is in several parts and is designed to be removable.

4. Large electrical machine according to claim 1, characterized in that that the outer jacket is made of metal, on the sound-absorbing in a manner known per se Means or anti-drumming layers are applied.

5. Large electrical machine according to claim 1, characterized in that that the outer jacket consists of a non-metallic, sound-absorbing material.

6. Large electrical machine with internal cooling according to claim 1, at the recoolers are provided within the cooling circuit, characterized by that located between the outer shell and the active parts of the machine Dry coolers have no direct connection with the structure-borne noise active parts.

7. Large electrical machine according to claim 6, characterized in that the dry cooler on the foundation of the machine, preferably are attached via the structure-borne sound dampening intermediate layers.

8. Large vertical electrical machine according to claim 7, characterized in that that the dry coolers are attached to the foundation by means of a frame (32).

9. Large electrical machine according to claim 1 or one of the preceding Claims, characterized in that the active parts of the machine via the structure-borne noise Poorly conductive, damping intermediate layers are attached to the foundation.

10. Large electrical machine according to claim 1 with a horizontal machine shaft, characterized in that the removable part of the outer shell located below the active parts of the machine on Machine foundation is attached. CD

11. Large electrical machine according to claim 1 or one of the preceding, characterized marked that the foundation floor of the machine with sound-absorbing materials is lined.