DE1834602U

DE1834602U - Geschlossene, mit verschiedenen drehzahlen zu betreibende, oberflaechengekuehlte elektrische maschine.

Info

Publication number: DE1834602U
Application number: DEB42897U
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1960-09-23
Filing date: 1960-09-23
Publication date: 1961-07-13

Description

Geschlossene, mit verschiedenen Drehzahlen zu betreibende, oberflächengekühlte elektrische Maschine.
Zum Antrieb von Hebezeugen, insbesondere Schiffsladewinden werden häufig mit verschiedenen Drehzahlen zu betreibende Drehstromasynchronmotoren mit Kurzschlussläufern verwendet.
Zur Erzielung der gewünschten Drehzahlen bei kleinem Schwungmoment werden in einem Gehäuse und auf einer Welle zwei Motorsysteme, von denen-falls mehr als zwei Drehzahlen gewünscht werden-eines oder beide polumschaltbar ausgeführt sein können, vereinigt. Die Belastungscharakteristik eines Hebezeugmotors ist meist so, dass er in einer kurzen Lastspielzeit bis zur Höchstdrehzahl beschleunigt und wieder abgebremst wird.
Ein stationärer Betrieb mit einer bestimmten Drehzahl dauert gewöhnlich nur kurze Zeit. Deshalb werden solche Maschinen meist mit Oberflächenkühlung durch einen fremd angetriebenen Aussenlüfter gebaut. Für die Aussenluftführung sind verschiedene Ausführungsformen bekannt, die den besonderen Erfordernissen z. B. an Bord eines Schiffes Rechnung tragen. Die Belastung der Maschine während eines Lastspiels setzt sich im Wesentlichen Aus Beschleunigen und Bremsen zusammen. Dabei entsteht der grösste Teil der elektrischen Verluste in den Läufern, wird in Wärme umgesetzt und muss von der Kühlluft abgeführt werden.
Bei kleineren elektrischen Maschinen bereitet die Abführung der Läuferverlustwärme durch den inneren Kühlluftkreislauf keine Schwieigkeiteno Da die Oberfläche einer elektrischen Maschine aber bei einer proportionalen Vergrösserung in allen Dimensionen nur mit dem Quadrat des Maßes der Vergrösserung ansteigt während die unterbringbare Leistung bei gleichbleibender elektrischer und magnetischer Beanspruchung mit der dritten Potenz des Maßes der Vergrösserung ansteigt, ergibt sich, wenn auch die Verluste etwas weniger als proportional der unterbringbaren Leistung ansteigen, doch bald eine Grenze bei der auch bei einer fremden Aussenbelüftung die Abführung der Verlustwärme bei Anwendung der bekannten Belüftungsmethoden nur schwer durchzuführen ist, insbesondere wenn die Maschine durch häufige Beschleunigungs-und Bremsvorgänge zusätzlich erwärmt wird.
Wird die elektrische Maschine mit der bekannten Axialbelüftung versehen, lässt es sich nicht vermeiden, dass der Läufer der Teilmaschine 1, die beispielsweise erregt sein möge, einen Teil ihrer Verluste durch den Kühlluftstrom auf den Läufer der Teilmaschine 2 überträgt und diesen erwärmt, so dass diese Teilmaschine 2, wenn sie erregt werden soll, in ihrer Wärmekapazität beschränkt ist.
Die nBMg sieht deshalb vor bei geschlossenen, mit verschiedenen Drehzahlen zu betreibenden, oberflächengekühlten elektrischen Maschinen, bestehend aus zwei in einem Gehäuse vereinigten auf einer Welle sitzenden'Teilmaschinen mit Kurzschlusslaufer und künstlicher innerer Luftumwälzung, insbesondere für Hebezeuge oder Schiffsladewinden zur inneren Luftumwälzung für jede Teilmaschine einen besonderen auf der gemeinsamen Welle sitzenden Lüfter vorzusehen, dessen Luftstrom im Wesentlichen nur die dem Lüfter zugeordnete Teilmaschine durchströmt, so dass die Verlustwärme des einen Läufers nicht auf den zweiten Läufer übertragen werden kann. 'Ein Ausführungsbeispiel ist in den Figuren 1 und 2 dargestellt.
In Fig. 1 bedeutet 1 den Ständer des ersten und 2 den Ständer des zweiten Teilmotors. Die Blechpakete der zugehörigen Läufer 3 und 4 sitzen nicht direkt auf der Welle 59 sondern auf Naben, bestehend aus zylinderförmigen Hohlkörpern 6 und 7p die durch leisten 8 und 9 mit der Welle verbunden sind. Die beiden zugehörigen Ständerblechpakete 1 und 2 liegen ebenfalls nicht direkt am Gehäuse an, sondern werden durch Rippen bzwo Vorsprünge 10 vom Gehäuse her gehalten. Das geschlossene Gehäuse besitzt nach innen und aussen Kühlrippen, die in Fig. 2 mit 12 und 12'bezeichnet sind.
Bei laufender elektrischer Maschine wird die innere Kühlluft durch die beiden Innenlüfter 13 und 14 aus den Hohlräumen innerhalb der Läufer angesaugt, nach aussen geschleudert und von links und rechts durch die Kanäle 15 nach der Mitte des Gehäuses der elektrischen Maschine befördert, wobei sie sich an den Rippen 12'des Gehäuses abkühlt. Die der Kühlluft entzogene Wärme gelangt durch Wärmeleitung in die Rippen 12, die durch den äusseren Luftstrom eines nicht dargestellten Lüfters gekühlt sein können. Das Maschinengehäuse kann durch einen besonderen Mantel 19, der den äusseren Kühlluftstrom führt, umgeben sein. Der Teil der Ständerverlustwärme, der nicht durch direkte Wärmeleitung durch die Rippen 10 an das Gehäuse abgegeben wird, wird durch die vorbeistreichende Kühlluft abgeführt. Die von den beiden Aussenseiten herbeiströmenden Kühlluftströme stossen in der Mitte des Gehäuses zusammen, nachdem sie sich an den Rippen 12'des Gehäuses abgekühlt haben und werden dann um 900 nach innen abgelenkte Die Strömung nach innen wird dabei durch den Sog der beiden Aussenlüfter 13 und 14, die die Kühlluft aus den Hohlräumen in den Läufern absaugen, unterstützte Der Kühlluftstrom strömt weiter nach innen bis er an der Welle 5 sich wieder in zwei Teilluftströme spaltet, umgelenkt wird und wieder, wie schon beschrieben, durch den Hohlraum zwischen der Welle und den Läufern, diese kühlend, zu den beiden Lüftern zurück. Für die Umlenkung der Kühlluftströme können zurVermeidung der Bildung von Luftwirbeln in der Mitte des Gehäuses und auf der Welle ringförmige Luftleitflächen 16 und 17 angeordnet werden. Zur Anpassung der Aufteilung der Kühlluftströme sind Blenden 18 vorgesehen, die es erlauben, den Luftwiderstand der beiden Luftkreise passend zu wählen und die Luftströme den anfallenden Verlusten anzupassen. Die Neaerungo ist nicht auf die dargestellte Ausführung beschränkt, so können z. B. die Rotorblechpakete 3 und 4 unter Weglassung der Naben 6 und 7 direkt auf den Leisten 8 und 9 angeordnet werden. Die Kühlrippen am Motorgehäuse können anders gestaltet sein. Unter Umständen können die inneren Rippen 12'wegfallen.
Die Lüfter 13 und 14 können auch zwischen den beiden Teilmaschinen angeordnet sein, wobei die Bewegung der beiden Luftströme entgegengesetzt gerichtet-2 wie im dargestellten Beispiel.

Claims

Schutzansprüche : Geschlossene mit verschiedenen Drehzahlen zu betreibende, oberflächengekühlte elektrische Maschine, bestehend aus zwei in einem Gehäuse vereinigten auf einer Welle sitzenden Teilmaschinen mit Kurzschlussläufer und künstlicher innerer Luftumwälzung, insbesondere für Hebezeuge oder Schiffsladewinden, dadurch gekennzeichnet, dass zur inneren Luftumwälzung für jede Teilmaschine ein besonderer auf der gemeinsamen Welle sitzender Lüfter (13, 14) vorgesehen ist, dessen Luftstrom im Wesentlichen nur dde dem Lüfter zugeordneten Teilmaschine durchströmt. 20 Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfter als Radiallüfter ausgebildet und an den Stirnseiten der Maschine angeordnet sind. 3. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die das Läuferblechpaket einer jeden Teilmaschine tragende Nabe axiale Kühlkanäle (8, 9) aufweist, durch welche der Eühlluftstrom für den betreffenden Teilmotor angesaugt wird. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinengehäuse innere Vorsprünge (10) aufweist, an denen die Ständerblechpakete der beiden Teilmotoren der beiden Teilmaschinen abgestützt sind, so dass längs des Ständerblechpaketes jeder Teilmaschine zwischen dem Ständerblechpaket und dem Gehäuse Kanäle (15) gebildet sind, in welche die Kühlluft gedrückt und durch den Raum zwischen den Teilmaschinen nach innen zu den Öffnungen der axialen Kühlkanäle (8, 9) den Läufernaben geleitet wird. 5. Elektrische Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinengehäuse innere (12) und äussere (12') Rippen aufweist.

6. Elektrische Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinengehäuse von einem Mantel umgeben ist zwischen dem und den äusseren Rippen des Gehäuses Kanäle für einen äusseren Kühlluftstrom gebildet sind.

70 Elektrische Maschine nach Anspruch 4,5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite des Maschinengehäuses und/oder an der Welle ringförmige Luftumlenkflächen (16,17) angeordnet sind.

8. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Amsprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Wege mindestens eines der durch die beiden Lüfter erzeugten Luftströme Blenden oder Drosselstellen angeordnet sind.