DE1915638B2

DE1915638B2 - Dynamoelektrische maschine mit einem rotor aus massivem eisen

Info

Publication number: DE1915638B2
Application number: DE19691915638
Authority: DE
Inventors: George Mowry Elnora N.Y. Rosenberry jun. (V.StA.)
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1968-04-01
Filing date: 1969-03-27
Publication date: 1976-05-20
Also published as: DE1915638C3; GB1263803A; DE1915638A1; FR2005310A1; CH488311A; SE365912B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine dynamoelektrische Maschine mit einem Rotor aus massivem Eisen, in dem mehrere radial beabstandete Reihen axialer Kühlkanäle angeordnet sind, durch die ein von einer Kühlvorrichtung gefördertes Kühlgas strömt, wobei die Kanäle von benachbarten Reihen in Umfangsrichtung versetzt sind.

Eine derartige dynamoelektrische Maschine ist aus der DT-AS 1145715 bekannt. Weiterhin ist in der GB-PS 3 83 371 bereits eine dynamoelektrische Maschine beschrieben, bei der Kühlkanäle in axialer Richtung durch das Rotoreisen hindurchführen. Diese bekannten Anordnungen von Kühlkanälen im Rotor berücksichtigen jedoch im wesentlichen nur die wärmeabgebende Kühlfläche und für günstige Gestaltung der Magnetflußpfade zwischen den Kühlkanälen wird keinerlei Anregung gegeben. Schließlich ist es aus der US-PS 19 20 309 bekannt, bei aus lamellierten Eisenblechen bestehenden Rotoren elektrischer Maschinen Reihen von aus einzelnen Löchern bestehenden Lüftungskanälen vorzusehen, wobei die Löcher der radial benachbarten Reihen zueinander jeweils versetzt sind. Aber auch diese Lochreihen sind ohne Berücksichtigung einer optimalen Flußverteilung angeordnet.

Die Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine dynamoelektrische Maschine mit einem Rotor aus massivem Eisen zu schaffen, bei dem die-Magnetflußverteilung zwischen den Kühlkanalreihen verbessert und dadurch die Wärmeerzeugung im massiven Rotor gleichförmiger und die Wärmezufuhr erleichtert ist.

Diese Aufgabe wird bei einer dynamoelektrischen Maschine der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kühlkanalreihen derart dimensioniert und voneinander jeweils beabstandet sind, daß sich der Rotorfluß der Maschine jeweils in Teilflüssen auf mehrere radial beabstandete flußführende Bereiche aufteilt, wobei der radiale Abstand zwischen der äußersten Kühlkanalreihe und dem Außenumfang des Rotors kleiner ist als derjenige zwischen der innersten Kühlkanalreihe und der Rütorbohrung.

Gemäß einem vorteilhaften Ausfunrungsbeispiel sind die Kühlkanäle durch kreisrunde Löcher bis zu maximal 12,5 mm gebildet die bis zu maximal 25 mm voneinander beabstandet sind.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß sich der Magnetfluß im Massivrotor trotz der Kühikanäle an allen Stellen ohne ro Unterbrechung in radialer Richtung und in Umfangsrichtung ausbreiten kann. Dadurch wird eine gleichförmige Flußverteilung über den ganzen Rotor erreicht, so daß auch keine Stellen mit Wärmekonzentrationen innerhalb des massiven Rotoreisens entstehen. Die gleichförmige Magnetflußverteilung und die somit erreichte gleichförmig¹; Wärmeentwicklung in Verbindung mit der Wärmeabfuhr durch die Kühlkanalanordnung gemäß der Erfindung ist besonders vorteilhaft bei hochbelasteien Maschinen, da keine Wärmetransportwege für lokale Hitzestellen erforderlich sind. Schließlich sind die kreisrunden Kühlkanäle auch auf einfache Weise herstellbar.

Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung näher erläutert.

Fi p. 1 ^:st ein Teilquerschnitt einer dynamoelektrischen Maschine gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig.2 zeigt einen massiven Eisenrotor, der in der Maschine gemäß Fig. 1 verwendet ist.

In Fig. 1 ist eine dynamoelektrische Maschine

gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der

Erfindung mit einem Stator 13 in einem Motorgehäuse 11 gezeigt. Ein auf einer Welle 17 angebrachter Rotor 15

ist in dem Stator 13 drehbar befestigt. Der Rotor ist aus

einem geeigneten magnetisierbaren Material, wie z. B.

Eisen oder Stahl, hergestellt. Die Welle ist gleichfalls aus einem üblichen, für diesen Zweck verwendeten Material hergestellt. Vorzugsweise besteht sie aus Stahl, der sehr gute Eigenschaften bezüglich der Magnetisierbarkeit

aufweist. In dem Rotor 15 sind zahlreiche Löcher ausgebildet. Die genaue Gestalt und Bedeutung dieser Löcher in dem Rotor 15 wird später beschrieben. Die Welle 17 ist in einem Lager 19 drehba' gehaltert. In dem Motor ist ein Drehzahlmesser 22 mit entsprechenden

Leitern 23 angebracht. Verunreinigungen werden durch eine Schmutzkappe 25 von dem Lager 19 ferngehalten.

Zur Schmierung des Lagers 19 ist ein Schmiernippel 27 vorgesehen. Ferner sind Luftleitbleche 21 und 29 vorgesehen, so daß die Luft von einem Lüfter 31 zu dem Rotor 15 abgelenkt wird. Der Lüfter 31 ist auf einer Motorwelle 33 eines getrennten Gebläsemotors 35 befestigt. In F i g. 1 ist zwar nur ein Ende der dynamoelektrischen Maschine gezeigt, aber das andere Ende ist in üblicher Weise ähnlich aufgebaut.

Der Rotor selbst ist in F i g. 2 genauer gezeigt. In dem Rotor 15 ist eine große Anzahl axial verlaufender kreisrunder Löcher ausgebildet. Ein spezieller Rotor war aus einer Eisenlegierung gegossen, in den 152 in Längsrichtung hindurchführende Löcher eingegossen waren. Jedes Loch besaß einen Durchmesser von 12,5 mm und verlief über die ganze Rotorlänge von 210 mm. Der Durchmesser des Rotors 15 betrug 287 mm. in den Rotor 15 waren vier Lochreihen A bis D eingegossen. Die innere Reihe A wies 32 Löcher auf, deren Mittelpunkte auf einem Radius von 85 mm lagen. Die Löcher waren in gleichem Abstand um den Rotor herum eingegossen. Dia zweite Reihe S wies auf einem

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Radius von 103 mm 40 Löcher, die dritte Reihe C auf einem Radius von 118 mm 40 Löcher und die vierte Reihe D auf einem Radius von 133 mm ebenfalls 40 Lecher auf. Die Löcher in der dritten Reihe C waren gegenüber den Löchern in der zweiten und vierten Reihe B und D versetzt so daß sie nahe ancinanderliegend ausgebildet werden konnten.

Die Löcher können aber auch in anderer Art in einem Rotor ausgebildet werden. Beispielsweise könnten sie in einen massiven Rotor eingebohrt werden. Bei einem in dieser Weise ausgebildeten Rotor wurden 336 Löcher mit einem Durchmesser von 8 mm in einen massiven Rotor mit einem Durchmesser von 287 mm gebohrt. Es wurden 6 Lochreihen in den Rotor gebohrt, und zwar 60 Löcher in die vier äußeren Reihen und 48 Löcher in die zwei inneren Reihen.

Die zahlreichen Lochreihen in dem Rotor 15 unterteilen den Rotor in fünf Bereiche E bis /. Jeder Bereich besitzt eine Dicke v'on etwa 12,5 mm oder weniger. Somit isi kein Bereich oder die Summe der Bereiche ausreichend, um den gesamten Fluß in dem Rotor zu führen, bis der letzte Bereich E erreicht ist. Jeder Bereich £bis /führt einen Teii des Flusses. Da in dem Roior 15 auf dargestellte V.'eise eine Vielzahl von Bereichen geschaffen wird, muß der Fluß bis in die inneren Bereiche des Rotors eindringen. An jedem Bereich wird ein Teil des Flusses abgeführt, so daß die Wärmeabfuhr über den Rotor 15 verteilt wird.

Mit Hilfe des Lüfters 31 wird Luft mit hoher Geschwindigkeit durch die Löcher in dem Rotor 15 gesaugt. Diese mit hoher Geschwindigkeit strömende Luft kühlt den Rotor. Die Wärmeentwicklung vollzieht sich überall in dem Lochbereich, so daß die Wärme nicht über eine wesentliche Strecke durch das Eisen hindurchgeleitet werden muß.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dynamoelektrische Maschine mit einem Rotor aus massivem Eisen, in dem mehrere radial beabstandete Reihen axialer Kühlkanäle angeordnet sind, durch die ein von einer Kühlvorrichtung gefördertes Kühlgas strömt wobei die Kanäle von benachbarten Reihen in Umfangsrichtung versetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanalreihen (Lochreihen A bis D) derart dimensioniert und voneinander jeweils beabstandet sind, daß sich der Rotorfluß der Maschine jeweils in Teilflüssen auf mehrere radial beabstandete flußführende Bereiche (E bis I) aufteilt, wobei der radiale Abstand zwischen der äußersten Kühlkanulreihe (Locbreilie D) und dem Außenumfang des Rotors (15) kleiner ist als derjenige zwischen der innersten Kühlkanalreihe (Lochreihe A) und der Rotorbohrung.

2. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle durch kreisrunde Löcher bis zu maximal 12,5 mm gebildet sind, die bis zu maximal 25 mm voneinander beabstandes sind.