DE2318090A1

DE2318090A1 - Kuehlsystem fuer eine gasgekuehlte elektrische maschine

Info

Publication number: DE2318090A1
Application number: DE19732318090
Authority: DE
Inventors: Manfred Barthelmes; Gerhard Paul
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1973-04-07
Filing date: 1973-04-07
Publication date: 1974-10-24
Also published as: DE2318090B2; DE2318090C3

Description

Kühl system für eine gasgekühlte elektrische Maschine Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem für eine gasgekuhlte elektrische Maschine mit guhlgas eintrittsöffnungen am Läufer und Ständer jeweils an mindestens einer Stirnseite und Abfuhr des erwärmten Kühlgases Über den Ständerblechpaketrücken mit radialen Kühlschlitzen im Ständerblechpaket und axial verlaufenden Kühlkanälen im Läufer, die über im wesentlichen sich radial nach außen erstreckende Querkanäle Verbindungen zum Luftspalt aufweisen und -it außerhalb des Statorblechpakets in axialer Richtung über die gesamte Blechpaketlange verlaufenden Zufuhrkanälen.
Eine derartige Anordnung ist durch die DT-AS 1 031 414 bekanntgeworden. Bei einem derartigen Kühlsystem strömt das Kühlgas von den axialen Zufuhrkanälen des Stators in den Radialschlitzen des.3lechpakets zum Luftspalt, wird dort in Umfangsrichtung= abgelenkt und strömt dann wieder zu den zwischen den axialen Zufuhrkanälen befindlichen Abschnitten der radial äußeren Oberfläche des Statorblechpakets, wo es dieses verläßt. Das den Läufer aus dessen axialen Kühikanälen über die damit in Verbindung stehenden Querkanäle verlassende Kühlgas muß ebenfalls durch die radialen Kühlschlitza des Statorblechpakets abgeführt werden, wenn auch aus Gründen der gleichmäßigeren und wirkungsvolleren Kühlung des Läufers diesem das Kühlgas von beiden axialen Stirnseiten desselben zugeführt wird. Dabei tritt aber eine mit der Läuferdrehzahl pulsierende Behinderung des Läuferkühigases beim Austritt desselben' in den Luftspalt, jeweils an den Stellen auf, wo das Kühlgas des Stators in den Luftspalt eintritt. Bei jener bekannten Einrichtung hat man aus diesem Grunde für die Läuferkühlung noch je einen gesonderten Lüfter an beiden Stirnseiten für eine zusätzliche Druckerhöhung im Läufer vorgesehen. Um nun aber wieder die Kühlung des Ständerblechpakets wegen des höheren Gasdrucks im Läufer nicht zu behindern, hat man Abdeckungen im mittleren Läuferbereich vorgesehen, die aus zwischen den in den Luftspalt uberstehenden Nutkeilen des Ständers sich erstreckenden und an denselben befestigten Blechen bestehen, welche das aus den radialen Schlitzen des Ständers austretende Kühlgas zwingen, in axialer Richtung zu strömen. Damit nun diese axialen Strömungswege nicht zu lang werden, hat man die in den radialen Schlitzen befindlichen Abstandsstege von Schlitz zu Schlitz abwechselnd nach links oder rechts zur radialen Rettung geneigt, angeordnet, so daß sich in axialer Richtung gesehen Zufuhr- und Abfuhrstellen des Statorblechpatets aufeinanderfolgend am Luftspalt ergeben.
Hierbei ist aber noch nachteilig, daß abgesehen von dem größeren Matcrialb und Arbeitsaufwand wegen der Abdeckbleche Druckverluste des KEhlgases aufgrund der engen Kanäle hinter den ibdeckblechen und der damit verbundenen scharfen Umlenkung, sowie aufgrund der schräg angeordneten Abstandsstege auftreten.
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, mit einfachen Mitteln für eine möglichst gleichbleibende und gleichmäßige Kühlung von Ständer wid Läufer zu sorgen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die axialen Zufuhrkanäle abschnittweise in Umfangsrichtung zusammengefaßt und ebenfalls in axialer Richtung abschnittweise in nach außerhalb des Blechpakets abgeschlossenen Kammern für wie Zuführung des Xzhlgases in die radialen Schlitze des Statorblechpakets verlaufen, daß die Zufuhrkanäle sich nur in die geschlossenen Rammern öffnen, so daß jeweils zwischen den Kammern in axialer und in Umfangsrichtung Abschnitte des Blechpaketrückens zur Abführung des erwärmten Kühlgases bestehen und sowohl in axialer als auch in Umfangsrichtung jeweils Abschnitte für die Zufuhr und solche für die Abfuhr des Kühlgases aufeinanderfolgen.
Hierbei ist es auch noch zweckmäßig vorzusehen, daß die Zahl der in axialer Richtung aufeinanderfolgenden Abschnitte gerade ist. Man hat hierbei den Vorteil, daß man nur mit einer einzigen Ausführung der axialen Zufuhrkanäle auskommt.
Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert, daß mit den Figuren 1, 2 und 3 dargestellt ist.
Dabei zeigen im einzelnen: Figur 1 einen Längsschnitt durch eine elektrische Maschine u n d Figur 2 und 3 jeweils Querschnitte dazu.
Dabei besteht der Stator der elektrischen Maschine im wesentl Mhtn aus dem die Wicklung 3 tragenden Blechpaket 5 mit den radialen Kühlschlitzen 12. Der Läufer 20 trägt die Wicklung 4 und weist axiale Kühlkanäle 6 und an jeder Maschinenseite Lüfter 9 und 10 auf, die das Kühlgas sowohl zu den Kühlkanälen 6 des Läufers als auch zu den Zufuhrkanälen 8 des Stators fördern. In den Figuren ist die Kühigasführung durch Pfeile angedeutet, wobei die weißen Pfeile das eintretende und die schwarzen Pfeile das austretende Kühlgas kennzeichnen. Die Zufuhrkanäle 8 bestehen hier aus Rohren mit kreisförmigem Querschnitt, welche ohne weiteres im Handel erhältlich sind.
Abschnittweise sind in diese Zufuhrkanäle Offnungen 13 eingearbeitet, die jeweils in solchen Abschnitten der Zufuhrkanäle liegen, die von Kammern 11 umschlossen sind, die aus Seitenblechen 14, Endblechen 15 und Deckblechen 16 gebildet sind.
Dabei sind jeweils mehrere Rohre bezüglich einer Kammer z"i- -sammengefaßt. In Umfangsrichtung betrachtet, also wie aus den Schnitten gemäß Figur 2 und 3 ersichtlich, erkennt man, daß sich -solche Abschnitte am äußeren Umfang des Statorblechpakets, die eine Kammer aufweisen, und solche die keine Kammer aufweisen, abwechseln. Gleicherweise aber wechseln sich, in axialer Richtung gesehen, Abschnitte 17, die Esmmrn aufweisen una solche, 18, die keine Kammern aufweisen, ab.
Insgesamt gesehen, ergibt s;h also, wenn man sich den Statorumfang abgewickelt denkt, eine schachbrettartige V.erteilung von Zufuhrabschnitten 17, also solchen, die eine Kammer 11 aufweisen und Abfuhrabschnitten 18 der Statoroberfläche. Hierdurch ergibt sich eine größtmögliche Gleichmäßigkeit der Kühlung des Stators, da auf diese Welse den relativ wärmeren Teilen des Blechpakets, also den Teilen, in denen das relativ wärmere Kühlgas strömt, die größtmögliche Oberfläche derjenigen Teile des Blechpakets gegenübersteht, welche das relativ kühlere Kühlgas aufweisen.
Aber auch die Kühlung des Läufers wird durch die erfindungsgemäß Anordnung vergleichmäßigt. Es ist nämlich der Widerstand aufgrund der mit der Drehzahl pulsierenden Anströmung des LäuZers zu jeder Zeit in jedem der Sanälefder gleiche, nur in den kurzen Querkanälen kann sich dieser pulsierende Widerstand auswirken, spielt aber insgesamt gesehen keine größere Rolle mehr, so daß die Druckverluste im Läufer hervorgerufen durch pulsierende Strömung durch diese Anordnung besonders gering gehalten werden können.
Sieht man wie im Ausführungsgeispiel eine gerade Zahl, in axialer Richtung gesehen, von Zufuhr- und Abfuhrschnitten 17 und 18 vor, so kommt man mit einer einzigen Ausführung von Zufuhrkanälen 8 aus, da sich die,in Umfangsrichtung gesehen, an sich verschiedenen Ausführungen der Zufuhrkanäle spiegelbildlich gleichen und man also nur die gleiche Ausführung teilweise entgegengesetzt anzuordnen, z.B. also in die verlängerte Druckplatte 19 des Ständers einzuschweißen braucht.
Dies ergibt noch eine gewisse Ersparnis an Arbeitsaufwand.
3ei dem Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine durchzugsbelüftete Maschine. Es ist aber auch möglich, das erfindungsgemäße Kühlsystem bei einer geschlossenen Maschine anzuwenden und die guhlluft jeweils in IZuhlern wieder zuruckzukühlen.
7 Seiten Beschreibung 2 Patentansprüche

Claims

Pat entansprüche Kühl system für eine gasgekühlte elektrische Maschine mit Kühlgaseintrittsöffnungen am Läufer und Ständer jeweils an mindestens einer Stirnseite und Abfiflir des erwärmten Kühlgases über den Ständerblechpaketrücken, mit radialen Kühlschlitzen im Ständerblechpaket und axial verlaufenden Kühlkanälen im Läufer, die über im wesentlicher sich radial nach außen erstreckende Querkanäle Verbindungen zum Luftspalt aufweisen und mit außerhalb des Statorblechpaketes in axialer Richtung über die gesamte Blechpaketlänge verlaufenden Zufuhrkanälen, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Zufuhrkanäle (8) abschnittweise in U:nfangsrichtung zusammengefaßt und ebenfalls in axialer Richtung abschnittweise in nach außerhalb des Blechpakets (5) abgeschlossenen Kammern (11) für die Zuführung des Kühl- Las es in die radialen Schlitze (12) des Statorblechpakets (5) verlaufen, daß die Zufuhrkanäle ich nur in die geschlossenen Kammern (11) öffnen, so daß jeweils zwischen den Kammern (11) in axialer und in Umfangsrichtung Abschnitte (18) des Bleohpaketrückens zur Abführung des erwärmten Kühlgases bestehen und sowohl in axialer als auch in Umfangsrichtunng jeweils Abschnitte (17) für die Zufuhr und solche (ins) für die Abfuhr des Kühlgases aufeinanderfolgen.
2. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der in axialer Richtung aufeinanderfolgenden Abschnitte (17, 18) gerade ist.

L e e r s e i t e