DE1965543C - Kurzschlußläufermotor mit angebautem, flüssigkeitsdicht gekapseltem Transformator - Google Patents

Description

wicklung (21; 47) enthaltender Raum (31) des Transformators mit Rohrstutzen (33, 34) zum Anschluß an einen als Wärmesperrzone dienenden Kühlmittelkreislauf v. sehen ist.

5. Kurzschliißläu'ermotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, d;- 1 zwischen Transformator und Motor eine wärmeisolierende Trennwand (64) angeordnet ist.

läufermotor der eingangs erwähnten Art die Primärwicklung des Transformators auswechselbar in einer flüssigkeitsdicht gekapselten Patrone angeordnet, und

6. Kurzschlußläufermotor nach Anspruch 5, 35 die Sekundärwicklung des Transformators und die dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeisolie- Oberfläche der Patrone sind cjr:h ein und denselben rende Trennwand (64) zwischen Motor und War- Kühlflüssigkeitsstrom gekühlt.

mesperrzone angeordnet ist. Die Anordnung der Ständerwicklung eines Kurz-

7. Kurzschlußläufermotor nach Anspruch 5, schlußläufermotors in einer flüssigkeitsdicht gekapdadurch gekennzeichnet, daß die wärmeisolie- 40 selten Patrone, die zum Anschluß an Netze mit unterrende Trennwand (64) zwischen Wärmesperrzone schiediichen Spannungen oder Frequenzen auswech- und Transformator angeordnet ist. seibar ist, ist für eine elektromotorisch angetriebene

8. Kurzschlußläufermotor nach einem der An- Tauchpumpe an sich aus der deutschen Auslegesprüche 1 oder 5 bis 7, gekennzeichnet durch die schrift 1 190 794 bekannt. Durch Kühlung dieser die Ausbildung als Außenläufermotor (52, 67). 45 Primärwicklung des Transformators enthaltende Patrone sowie von dessen Sekundärwicklung wird die im Transformator erzeugte Wärme besonders wirksam abgeführt.

Eine besonders einfache Bauweise ergibt sich,

50 wenn ein die Sekundärwicklung enthaltender Raum

des Transformators in offener Verbindung mit einem mit Flüssigkeit gefüllten Innenraum des Motors steht. Eine solche Bauweise empfiehlt sich bei unter Flüssigkeit betriebenen Tauchmotoren, z. B. zum Antrieb

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kurzschluß- 55 von Bohrlochpumpen od. dgl.

läufermotor mit angebautem, flüssigkeitsdicht gekap- Mit Flüssigkeit gefüllte Kurzschlußläufermotoren

seitem Transformator, dessen Sekundärwicklung als mit Naßläufer werden in zunehmendem Maße nicht Stabwicklung ausgebildet und als Ständerwicklung nur als Pumpenantriebsmotoren zum Antrieb von des Motors venvendet ist. Schöpfwerken oder im Schiffsbau zum Antrieb von

Ein solcher Motor hat nur in sich geschlossene Kä- 60 Manövrierhilfen verwendet, sondern auch zum Anfigwicklungen, zwischen deren Stäben sehr kleine trieb von Reaktor- und Hochdruckumwälzpumpen, Spannungen auftreten, so daß die Ständerwicklung die in einem Hochdruckheißwasserkreislauf eingecbenso wie der Käfig des Kurzschlußläufers keine baut sind. Um hierbei den Transformator gegen Wär-Isolalion erfordert. Durch Einsparung der Isolation meeintritt zu schützen, ist nach einem weiteren Merkin der Ständerwicklung werden ein günstiger Füllfak- 65 mal der Erfindung zwischen ihm und dem Motor eine tor und optimale Ausinitzungswertc erhalten. Diese Wärmespcrrzonc angeordnet. Diese kann an einen bekannte Bauweise ist besonders für Unterwasserbc- getrennten Kühlkreislauf angeschlossen sein, oder der trieb mil Prehslrom geeignet, da der Sekundärstroin den Sekundärteil des Transformators

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Raum ist als Wärmesperrzone ausgeführt und an seit. Ein Stromzuführungskabel 29 zum Anschluß der

einen getrennten Kühlkreislauf angeschlossen. Die Primärwicklung 24 an ein Drehstromnetz durchsetzt

Stäbe der als Ständerwicklung für den Motor dienen- den Gehtusedeckel 28.

den Sekundärwicklung des Transformators brauchen Die den lameliierten Primärteil 23 mit der Primär-

hierbei nicht druckfest abgedichtet zu sein, da sie nur S wicklung 24 enthaltende Patrone kann nach Lösen

zur Trennung der beiden Kühlkreisläufe dienen. des Gehäusedeckels 28 ausgebaut und gegen eine Pa-

Der im Ständer und im Läufer nur Kurzschluß- trone mit anderer Primärwicklung ausgewechselt stäbe ohne Isolation aufweisende Motor kann bei ent- werden, um einen Anschluß an Netze mit untersprechender Ausbildung der Lager, z. B. Kohlelager schiedlicher Spannung und/oder Frequenz zu ermögsowie bei Isolation der der Blechpakete mit einer io liehen.

hochwärmebeständigen Bonderschicht auch unter ho- Das von der Förderflüssigkeit umspülte Motor-

hen Temperaturen sicher betrieben werden, wie sie transformatoraggregat ist mit einer Flüssigkeitsküh-

bei Reaktoren- oder Hochdruckumwälzpumpen auf- lung ausgerüstet, und zwar ist der Innenraum 30 des

treten. Motors mit Flüssigkeit, z. B. reinem Wasser angefüllt.

Die flüssigkeitsdicht gekapselte Patrone kann auch 15 Der Innenraum 31 des Transformators hat einen ge-

die Sekundärwicklung des Transformators umschlie- trennten Kühlflüssigkeitskreislauf, dessen Kühlflüs-

Rcn, in welchem Fall der Motor einen Außenläufer sigktit durch einen am unteren Ende des Transforma-

erhält. Die in der Patrone angeordnete Primärwick- torgehäuses 20 angeordnete.» Rohrstutzen 34 abge-

'ung des Transformators kann mit Gießharz vergos- führt wird. Um den Durchtritt der Kühlflüssigkeit aus

sen und mit einem dünnen Rohr aus elektrisch ao dem Transformatorraum 31 in den Motorraum 30 zu

schlecht leitendem Material nach außen abgeschlos- verhindern, sind alle DurchführungsstelL-n der Stab-

scn sein, das ähnlich wie ein Spaltrohr bei den be- wicklung 3, 21 in der Zwischenwand !9 mit einer iso-

kannten Spaltrohrm itoren ausgebildet ist. Hörenden Dichtung 35 versehen, die nur die beiden

Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand Kühlflüssigkeiten voneinander trennen soll und daher

der Zeichnung erläutert werden, in der zwei Ausfüh- 95 nicht druckfest ausgebildet zu sein braucht,

rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes im Schnitt Durch die von der Motorkühlung getrennte Küh-

veranschaulicht sind. Es zeigt lung des Transformators wird die in seiner Primär-

Fig. I den Längsschnitt eines Transformatormo- wicklung 24 erzeugte Wärme wirksam abgeführt. Da

lors mit Innenläufer und andererseits die Stabwicklungen 3 des Ständers und

Fig. 2 den Längsschnitt eines Transformatormo- 30 die Käfigwicklung6 des Läufers wegen der geringen

tors mit Außenläufer. Spannung nicht isoliert sind und die Motorlagerun-

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 um- gen 11, 16, 18 gegen hohe Temperaturen widerschlieOt das langgestreckte, rohrförmige Gehäuse 1 standsfähig sind, ist der Motor bei Temperaturen beeines Drehstiomkurzs« hlußläufermotors ein Ständer- triebssicher, für welche die üblichen, mit isolierten blechpaket 2 mit als Stabwicklung 3 ausgebildeter 35 Ständerwicklungen versehenen Motore nicht geeignet Standerwicklung und Kurzschlußring 4. Der Läuter 5 wären. Wenn das Motortransformatoraggregat nicht hat ein r'ngförmiges Blechpaket mit Käfigwicklung 6 für solche Sonderfälle bestimmt ist, z. B. zum Antrieb und zwei Kurzschlußringen 7 sowie an beiden Stun- von als Manövrierhilfe von Schiffen dienenden Proseiten angebrachten Auswuchtringen S und sitzt auf pellern verwendet wird, kann der besondere Kühlmiteinem im Durchmesser vergrößerten Teil 9 der Welle 40 telkreislauf für den Transformator entfallen. Es genü-10. die an ihrem oberen freien Ende mittels eines Ra- gen dann die gestrichelt eingezeichneten Durchtrittsdiallagers 11 in einem glockenförmigen Lagerschild öftnungen36 in der Zwischenwand 19, während die 12 selagert ist, das an das rohrförmige Gehäuse 1 an- Rohrstutzen 33 und 34 für die Zu- und Ableitung der geflanscht ist. Der Wellenstumpf der Motorwelle 10 Kühlflüssigkeit entfallen können,
trägt das Laufrad 13 einer Flüssigkeitspumpe, z. B. 45 Die Abführung der in der Primärwicklung 24 ereiner Kreiselpumpe. Der Motor ist von der Förder- zeugten Wärme wird noch verbessert durch die ringflüssigkeit umspült, gegen welche die Motorwelle 10 förmige Ausbildung des Primärteils 23 und der Prian ihrer Austrittstelle aus dem Lagerschild 12 durch märwicklung 24, die auf einen rohrförmigen Fortsatz eine Dichtung 14 abgedichtet ist. Auf der Nabe des 37 der Scheibe 26 geschoben sind.
Laufrades 13 ist eine Abschlußhaube 15 befestigt. b° Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist an

Das der Antriebseite abgewendete, in der Zeich- Stelle des üblichen Innenläufermnlors ein Außcn-

nung untere Ende der Motorwelle 10 ist mittels eines läufermotor mit einem Transformator zusammenge-

Gleitlagers 16 in einem Zwischengehäuse 17 gelagert, baut. Hierbei ist die Motorwelle 10 der ersten Aus-

das ein Axiallager 18 zur Aufnahme des Axialschu- führungsform durch eine feststehende Achse 40 er-

bes des Motors enthält und mit einem eine Zwischen- 55 setzt, die in Leiden kappenförmigen Gehäuscteilen 41

wand 19 bildenden scheibenförmigen Ansatz in dem und 42 mittels axialer Schrauben 43 und 44 gehalten

Motorgehäuse 1 gehalten ist. ist.

Die die Ständerwicklung des Motors bildende Auf der Achse 40 ist ein Ständerblechpaket 45 be-

Stabwicklung 3 ist durch die Zwischenwand 19 in das festigt, dessen Ständerwicklung aus einer Stahwick-

Gehäuse 20 eines Transformators geführt und bildet 60 lung 46 besteht, deren Verlängerung die Sekundär·

dcssen Sekundärwicklung 21, die einen ringförmigen wicklung 47 des Sekundärtcils 48 des Transformators

Sekundärteil 22 des Transformators durchsetzt. Sein bildet. Die beiden Enden der Stabwicklung 46, 47

Primärteil 23 mit dor dreiphasigen Primärwicklung sind wiederum durch Kurzschlußringc 49 mitcinan-

24 ist von dem Sekundärteil 22 unischlossen und als der verbunden. Ein den Ständer 45 umschließender

Patrone ausgebildet. Diese ist durch ein Spaltrohr 25, 65 Läufer 67 trägt eine Käfigwicklung 50 mit den beiden

dessen oberes Ende an einer Scheibe 26 und dessen Kurzschlußringcn 51 und ist an der Innenseite eines

unteres Ende an einem inneren Ansatz 27 eines Ge- Mantels 52 befestigt, der mittels zweier Rudiulglcilln-

hüuscdcckcls 28 befesligi und flüssigkeitsdicht gekap- ger 53 und eines Axiallager 54 drehbar ;iuf der fest-

stehenden Achse 40 gelagert ist und in diesem Falle einen Propeller 66 trägt, an dessen Stelle auch ein Pumpcnlaufrad, ein Axial- oder Halbaxialrad, ein Schraubenrad oder ein als Bohrer verwendbares Schraubenrad treten können.

Der Motorinnenraum 55 ist mit Flüssigkeit gefüllt, die gleichzeitig auch die Lager 53 und 54 schmiert. Um den Austritt der Flüssigkeil an den Radiallagern 53 zu verhindern, sind hier Dichtungen 56 vorgesehen.

Der die Sekundärwicklung 47 tragende Sekundärteil 48 des Transformators ist von dessen Primärleil 57 umschlossen, der zusammen mit der dreiphasigen Primärwicklung 58 und einem Gehäuseteil 59 als auswechselbare Patrone ausgebildet ist, die durch ein Spaltrohr 60 flUssigkeits- und gasdicht gegen den Innenraum 61 des Transformators abgedichtet ist. Zur Stromzuführung zur Primärwicklung 58 ist ein Stromzuführungskabel 62 vorgesehen, das von einem Schutzrohr 63 umschlossen ist.

Die Stäbe 46 der Ständerwicklung des Motors und 47 der Sekundärwicklung des Transformators sind durch eine Zwischenwand 64 isoliert geführt, die mi Ausnehmungen 65 für den Durchtritt der den Motor raum 55 anfüllenden Flüssigkeit zum Innenraum 61 des Transformators versehen sein kann, wenn beid<

S Teile eine gemeinsame Kühlflüssigkeit haben. Ei kann aber der Transformatorteil in gleicher Weis« wie beim ersten Ausführungsbeispiel mit einem ge trennten Kühlflüssigkeitskreislauf versehen sein.

Es kann auch zwischen Motor- und Transforma

ίο torteil eine Wärmesperre in Form einer wärmeisolie renden Trennwand vorgesehen sein, zu weichen Zweck z. B. die Zwischenwand 19 der F i g. 1 oder 64 der F i g. 2 mit einer wärmeisolierenden Auflage ver· sehen oder aus einem wärmeisoliercndeti Wcrkslofl

is hergestellt sein kann.

In allen Fällen wird lediglich durch flüssigkeitsdichte Kapselung des an der Netzspannung liegender Primärteils des Transformators und dessen Kühlung eine wesentlich höhere Betriebstemperatur des Mo-

ao tors ermöglicht als es bisher bei den üblichen, mit isolierten Ständerwicklungen versehenen Motoren erreicht werden konnte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (3)

1. Patentansprüche:

   I. Kurzschlußläufermotor mit angebautem, flüssigkeitsdicht gekapseltem Transformator, dessen Sekundärwicklung als Stabwicklung ausgebildet und als Ständerwicklung des Motors verwendet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung (24; 58) des Transformators aus-

   des Transformators auch unmittelbar zur Erzeugung des Motordrehfeldes dient

   Hierbei sind die Stäbe der Sekundärwicklung des Transformators wasserdicht aus dessen Gehäuse her-S ausgeführt, was zahlreiche Dichtstellen am Gehäuse des Transformators erfordert, der vielfach mit Isoüennasse vergossen ist, wodurch die m ihm erzeugte Wärme nur ungenügend abgeführt wird. Die Vorteile der niedrigen Betriebsspannung des Motors und die

   wechselbar in einer flüssigkeitsdicht gekapselten io hierdurch mögliche Ersparung der Isolation der Patrone angeordnet ist und daß die Sekundär- Ständerwicklung werden durch die zahlreichen Dichtstellen der Stabwicklung und die unzureichende Wärmeabführung des Transformators wieder aufgehoben

   Infolgedessen hat sich diese Bauweise in der Praxis

   wicklung (21; 47) des Transformators und die. Oberfläche der Patrone durch ein und denselben Kühlflüssigkeitsstrom gekühlt sind.
2. 2. Kurzschlußläufermotor nach Anspruch 1, 15 nicht durchsetzen können, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Sekundär- Es ist ferner bei Kurzschlußläufermotoren bewicklung (21; 47) enthaltender Raum (31; 61) des kannt, die Ständerwicklung flüssigkeitsdicht zu kap Transit, Tiators in offener Verbindung mit einem sein und die Läuferwicklung unmittelbar durch ein

   Kühlmittel zu beaufschlagen. Man hat auch für die ao Primär- und Sekundärwicklungen eines Transformators getrennte Kühlflüssigkeitssysteme vorgesehen.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kurzschlußläufermotor mit angebautem, flüssigkeitsdicht gekapseltem Transformator, dessen Sekundar-

   4. Kurzschlußläufermotor nach Anspruch 3, as wicklung aus einer Stabwicklung besteht und als dadurch gekennzeichnet, daß ein die Sekundär- Ständerwicklung des Motors verwendet wird, so auszubilden, daß die Primärwicklung des Transformators zur Erreichung einer universellen Einsatzmöglichkeit des Motors leicht austauschbar ist und die in ihr cr-30 zeugte Wärme ungehindert abgeführt werden kanr. Gemäß der Erfindung ist bei einem Kurzschluß-

   mit Flüssigkeit gefüllten Raum (30; 55) des Motors steht.
3. 3. Kurzschlußläufennotor nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Motor und Transformator eine Wärmesperrzone mit getrenntem Kühlsystem angeordnet ist.