DE1939184A1

DE1939184A1 - Anordnung zur Kuehlung der Rotoren elektrischer Maschinen,insbesondere elektrischer Kleinmotoren

Info

Publication number: DE1939184A1
Application number: DE19691939184
Authority: DE
Inventors: Nilsson Arne Lennart
Original assignee: Electrolux AB
Current assignee: Electrolux AB
Priority date: 1968-09-11
Filing date: 1969-08-01
Publication date: 1970-04-16
Also published as: GB1246353A; SE311039B; DK120806B; US3558943A; NL6912929A; FR2017760A1

Description

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Der Paten-tanwalt^ipWng/w.' Beyer frankfurt/main freiherr-vo:.j-stein-stras5e

In Sichern ,\z.:

Aktiebolaget

Electrolux

Stockholm /Schweden 1939184

Priorität der schwed. Patentanmeldung Ho. 12 190/63

vom 11. September 1968

Anordnung zur Kühlung der Rotoren elektrischer Maschinen, insbesondere^ elektrischer Kleinmotoren

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kühlung der Rotoren elektrischer Maschinen, insbesonderer elektrischer Kleinmotoren, bei denen der Eisenkern des Rotors von einem mit Nuten zur Aufnahme der Wicklung versehenen Blech paket gebildet ist und die Wickelkopfe von an den Paketenden angeordneten Stirnplatten aus Isoliermaterial ab-^ gestützt sind.

Es ist bekannt, zur Erzeugung eines Kühlluftstromes und somit zur Herabsetzung der Rotortemperatur auf- der Rotorwelle ein Lüfterrad anzuordnen. Ebenso ist es bekannt, unmittelbar an der Aussenseite wenigstens einer Rotorstirnplatte Lüfterschaufeln vorzusehen, die zusammen mit dem Rotor umlaufen. In beiden Fällen handelt es sich praktisch. um Lüfterräder, durch welche sowohl das Gewicht wie die Kosten des Rotors steigen. Ausserdem werden bei den bekannten Anordnungen V/irbelungen innerhalb des Kühlluftstromes erzeugt, die sich nachteilig auf den Gesamtwirkungsgrad der Maschine auswirken. ^v< ~

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Aufgabe der Erfindung ist es, diese Fachteile zu beseitigen, indem weder ein gesondertes Lüfterrad noch unmittelbar an der bzw. den Rotorstirnplatten angeordnete Lüfterschaufeln verwendet werden. Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass an den zum Ständerblechpaket und zur Rotorwelle weisenden Enden der Stirnplatten Kanäle gebildet sind, die so angeordnet sind, daß zwischen ihren Endabschnitten bei der Drehung des Rotors eine Druckdifferenz entsteht, die einen.Kühlluftstrom durch den Rotor zur Folge hat.

Die einlaßseitigen Abschnitte der Kühlkanäle befinden sich dabei in der Nähe der Rotorwelle und die auslaßseitigen Abschnitte sind an der Peripherie des Rotors angeordnet. Wenn der Rotor sich um seine Achse dreht, wird die Luft in denKanälen beschleunigt, was ein Absinken des statischen Druckes an den Kanalauslässen zur Folge hat. Es entsteht somit eine Druckdifferenz zwischen dem Einlaßabschnitt und dem Auslaßabschnitt eines jeden Kanals, wodurch ein Luftstrom durch den Rotor erzeugt wird. Auf diese Weise wird die Notwendigkeit eines getrennten Lüfterrades zur Erzeugung des Kühlluftstromes durch den Rotor vermieden, während gleichzeitig eine beträchtliche Materialeinsparung sowie" ein leichteres Rotorgewicht erreicht werden. Bei elektrischen Maschinen, die mit hohen Drehzahlen arbeiten, wie dies beispielsweise bei Kleinmotoren der Fall ist, ist eine Anordnung nach der Erfindung besonders vorteilhaft.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellt . ten Ausführungsbeispiels. Es zeigen :

Fig. 1 die vollständige Ansicht eines Rotors für elektrische Haschinen,'

Fig. 2 in Stirnansicht die Aussenseite einer Rotorstirnplatte, .

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Fig. 3 eine · Seitenansicht der Γ irnplatte nach.

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Fig· 4- in perspektivischer Darstellung eine Ansicht der gegen das Ständerblechpaket gerichteten Seite einer Rotorstirnplatte,

Pig. 5 ein einzelnes Blech des Ständerblechpakets . und

Fig. 6 in Prinzipdarstellung einen Längsschnitt durch das Rotorblechpaket zur Verdeutlichung der im Blechpaket gebildeten Kühlkanäle.

Gemäss der Darstellung in Fig. 1 befindet sich auf einer . Rotorwelle 1 ein Eisenkern in Form eines Blechpaketes 2. Die einzelnen Bleche 3 des Blechpakets sind mit Aussparungen zur Bildung von Nuten innerhalb des Ständerblechpaketes versehen, welche die Rotorwicklung aufnehmen. Die Wickelköpfe 5,6 werden an beiden Seiten des Blechpakets von Stirnplatten 7»8 aus elektrischem Isoliermaterial abgestützt. An den einen-Wickelkopf schließt sich ein Kommutator 9 auf der Rotorwelle 1 an, dessen Segmente in bekannter Weise mit den Drähten der Rotorwickiung verbunden sind· I

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, besteht eine jede Stimplatte 7»8 aus einem die' Rotorwelle 1 umschließenden zylindrischen Teil 10 und einem im wesentlichen radial an dieser: anschließenden Flanschteil 11. Der Flanschteil 11 hat vorzugsweise den gleichen Querschnitt wie die Bleche 3 £es Rötorbiechpaketes 2. Der EinlaSabschnitt 12 der Kühlkanäle wird von einer Vielzahl axialer Aussparungen an der j Innenseite des zylindrischen 'Heils 10" einer 3'eden Stirn- \ platte gebildet, und der Ausla3abschnitt 13 besteht aus einer Vielzahl radialer Ausnehmungen, die mit den axialen Ausnehmungen in Verbindung stehen und im Flanschteii 11 einer jeden Stirnpiatte vorgesehen sind.

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BAD ORIGINAL

Während der Drehung des Rotors um die Achse der Rotorwelle 1 wird Luft aus dem Auslaßabschnitt 13 der Kühlkanäle mit einer Geschwindigkeit herausgeschleudert, die grosser als die Einlassgeschwindigkeit ist, aber durch einen Unterdruck im Auslaßabschnitt 13 im Verhältnis zum Einlaßab* schnitt 12 erzeugt wird. Diese Druckdifferenz ruft einen Luftstrom durch die Kühlkanäle hervor. Bei ihrem Weg durch die Kühlkanäle kühlt die Luft die Rotorwicklung, insbesondere die Wickelköpfe und die Stirnseiten des Rotorblechpaketes

Eine wirksame Kühlung des Inneren des Rotorblechpakets 2 wird dadurch erhalten, dass in den Blechen 3 des Blechpakets 2 Durchlässe vorgesehen sind, die parallel zur Rotorwelle 1 verlaufen und die Kühlkanäle in den beiden Stirnplatten 7,8 miteinander verbinden. Die Paketbleche 3, die aus dünnen Blechzuschnitten bestehen, haben gemäss Fig. 5 an ihrem Aussenumfang eine Vielzahl radial gerichteter Zähne, zwischen denen Nuten 4 zur Aufnahme der Rotorwicklung gebildet sind. In der Mitte sind die Bleche 3 mit je einer runden Durchbrechung 15 zur Hontage auf der Rotorwelle 1 versehen. Die Zentraldurchbrechungen 15 sind an ihrem Umfang mit Erweiterungen 16 versehen, welche im zusammengesetzten Rotorblechpaket 2 Kanäle bilden, die parallel zur Rotorwelle 1 verlaufen.

Durch .Anordnung der Kühlluftkanäle teilweise in den Stirnplatten 7,8, teilweise im Rotorblechpaket 2 selbst wird eine wirksame Kühlung sowohl der Rotorwicklung wie auch. des Blechpaketes bei der Drehung des Rotors erhalten. Diese Kühlung wird allein durch geeignete Formgebung vorhandener Rotorteile ohne zusätzliche Benutzung, kostensteigender sonstiger Teile in der Fors eines Lüfterrades od.dgl* erreicht. Da die Stirnplatten 7',8 die Wickelköpfe tragen, sind sie vorzugsweise aus einem Kunststoff hergestellt, der sich bei seiner Formgebung leicht mit den für die Kühlluftkanale erforderlichen Aussparungen versehen läßt.

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Es ist ebenso einfach., die Paketbleche 3 beim Stanzen der Zähne 14· und der Zentraldurchbrechungen 15 mit den Erweiterungen 16 zur Bildung der Axialkanäle 17 zu versehen. Durch Verwendung vorhandener Rotorteile, die bei der Drehung des Rotors einen Luftstrom erzeugen und leiten, wird eine einfache, leichte und billige Rotorkonstruktion erhalten.

Die vorbeschriebene und dargestellte Ausführungsfοrm dient nur zur beispielsweisen Erläuterung der Erfindung, ohne diese zu beschränken. Es sind folglich verschiedene Abwandlungen innerhalb des Erfindungsgedankens denkbar. So können beispielsweise bei einer anderen Ausführungsform, wenn die dortigen Bedingungen ein Ansaugen von Kühlluft über beide Stirnplatten des Rotors nicht erlauben, Axialkanäle 12 für den Lufteintritt nur in einer der beiden Stirnplatten vorgesehen sein, und der Kühllufttransport zu.der anderen Stirnplatte wird dann über axiale Kanäle 17 im Ständerblechpaket geführt.

ORlQiNAL INSPECTED

Patentansprüche / ElL 234- hg/ 31.7.1969

Q09816/1-21S

Claims

Patentansprüche

ordnung zur Kühlung der Rotoren elektrischer Maschinen, instesonderer elektrischer Kleinmotoren, bei denen der Eisenkern des Rotors von einem mit Nuten zur Aufnahme der Wicklung ^ versehenen Blechpaket gebildet ist und die Wickelköpfe von an den Paketenden angeordneten Stirnplatten aus Isoliermaterial abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, dass an den zum Ständerblechpaket (2) und zur Rotorwelle (1) v/eisenden Enden der Stirnplatten (7^8) Kanäle gebildet sind, die so angeordnet sind, daß zwischen ihren Endabschnitten (10,11) bei der Drehung des Rotors eine Druckdifferenz entsteht, die einen Kühlluftstrom durch den Rotor zur Folge hat.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Stirnplatte (7,8) aus einem die Rotorwelle (1) umfassenden zylindrischen Teil (10) und einem sich radial zu diesem erstreckenden Flanschteil (11) besteht.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e-nnzeichnet, dass die einlaßseitigen Endabschnitte (12) der Kühlkanäle von einer Vielzahl von axial gerichteten Aussparungen innerhalb des zylindrischen Teils (10) einer jeden Stirnplatte (7,8) gebildet sind.

4·. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass die auslaßseitigen Endabschnitte (13) der Kühlksnäle von einer Vielzahl radial gerichteter Aussparungen innerhalb des Planschteils (11) einer jeden Stirnplatte (7,8) gebildet sind, wobei diese Aussparungen zur Rotorwelle (1) hin offen sind.

EIL 234- hg/ 51.7.69

009816/1215

ORIGINAL INSPECTED

Γ ff

9 a

«j 5· Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, d a d u r cn ■■ gekennzeichnet, dasb parallel zur Rotor-% welle (1_) Durchlässe (17) in dem Rotorblechpaket (2) ■\ angeordnet sind, welche die Aussparungen in den beiden "^: Stirnplatten (7,8) miteinander verbinden·

6· Anordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe (17) im Ständerblechpaket (2) durch eine Anzahl radialer Erweiterungen (16) der die Rotorwelle (1) aufnehmenden Zentraldurchbrechung (15) eines jeden Paketbleches (3) gebildet sind.

EIL 25& hg/ 31.7.69

Z 009816/1216

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