DE259034C

DE259034C -

Info

Publication number: DE259034C
Application number: DENDAT259034D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

IPiI

PATENTAMT,

Bei Maschinen, die mit stark veränderlicher Tourenzahl laufen müssen, ist es oft schwer beziehungsweise in vielen Fällen direkt unmöglich, durch den rotierenden Teil der Maschine, auch wenn an demselben, noch besondere Ventilationsflügel angebracht sind, für die niedrigen Tourenzahlen eine die Erwärmung, der Maschine günstig beeinflussende Kühlwirkung zu erhalten. Besonders bei Maschinen,

ίο bei denen für niedrige Geschwindigkeiten die Verluste höher ausfallen als für hohe Tourenzahlen, oder bei solchen, bei denen die Leistung bei stark veränderlicher Tourenzahl konstant bleibt oder sogar mit abnehmender Geschwindigkeit noch zunehmen soll, werden ohne Anwendung besonderer Mittel oder ungewöhnlich großer Bemessung der Maschine die Ventilationsverhältnisse für die kleinen Tourenzahlen schwierige sein. Dagegen wird dann für die hohen Tourenzahlen die Eigenventilation des Rotors zur Kühlung der Maschine gegebenenfalls genügen.

Oft ist es aber auch nicht möglich, selbst für die höheren Tourenzahlen einer Maschine eine genügende Eigenventilationswirkung zu erzielen, z. B. bei langsam laufenden Maschinen mit verhältnismäßig kleinem Rotordurchmesser. Man hilft sich in solchen Fällen gewöhnlich damit, daß man der Maschine von außen künstlich Kühlluft zuführt, oder indem man die Oberfläche derselben stark vergrößert usw. Die vorliegende Erfindung bezweckt nun jeweils eine der Arbeitsweise der Maschine entsprechende Ventilation herzustellen. Es wird zu dem Zwecke ein besonderer Ventilator in die Maschine eingebaut und durch einen Einbzw. Mehrphasenasynchronmotor besonderer, jedoch an sich bekannter Bauart und Schaltung angetrieben. Mit diesem Ventilatormotor ist es möglich, für Maschinen, die mit abnehmender Geschwindigkeit eine erhöhte Kühlwirkung verlangen, die Tourenzahl des Ventilators zunehmen zu lassen. Für Maschinen, für welche auch auf den oberen Tourenzahlen eine erhöhte Ventilationswirkung verlangt wird, gestattet die im folgenden beschriebene Anordnung, den Ventilator mit einer vielfachen der Maschinentourenzahl laufen lassen zu können.

Eine derartige Einrichtung wird mit Vorteil hauptsächlich für mit veränderlicher Tou- renzahl arbeitende Ein- bzw. Mehrphasenkommutatormotoren, ferner für sogenannte Stufenmotoren und Motoren in Kaskadenschaltung Verwendung finden. Es wird dieselbe aber auch für alle übrigen Motorgattungen, für welche ein Bedürfnis nach erhöhter Ventilation bei hohen oder niedrigen Geschwindigkeiten vorliegt, gleichgültig, ob diese Maschinen in der Tourenzahl regulierbar oder dieselben nur für eine Geschwindigkeit gebaut sind, angewendet werden können. Notwendig ist nur, daß am Standorte der zu ventilierenden Maschine Ein- bzw. Mehrphasenstrom zum Betriebe des Ventilatormotors zur Verfügung steht.

Gemäß der Erfindung wird auf die Welle der zu kühlenden Maschine der Anker eines Meinen Asynchronmotors (Kurzschlußanker), zunächst z.B. eines Dreiphasenmotors, aufgekeilt. Der zu diesem Anker gehörige Stator ist in an sich bekannter Weise um die Achse der Hauptmaschine ebenfalls drehbar angeordnet ■

und trägt gleichzeitig den eigentlichen Ventilator. Über Schleifringe wird diesem Stator Strom von der Netzperiodenzahl zugeführt.

Bezeichnet man mit co die Periodenzahl des Netzes, mit n_x die Tourenzahl der Hauptmaschine, mit n„ die Tourenzahl des Ventilators bzw. des Stators des Ventilatormotors

• und endlich mit fi₂ die Polpaarzahl des letzteren, so wird, wenn das Drehfeld des

ίο Ventilatormotors im Sinne der Drehrichtung der Hauptmaschine umläuft, der Ventilator, abgesehen von einigen Prozenten Schlüpfung,

cvd ·6ο

= M,

Touren machen.

Hat der Ventilatormotor beispielsweise 6 Pole und wird derselbe mit Strom von 50 Perioden betrieben, so ist die Tourenzahl des Ventilators bei Stillstand der Hauptmaschine 1000 pro Minute, und wenn die Hauptmaschine mit 1000 Touren umläuft, wird der Ventilator stillstehen. Wünscht man auch für die oberen Geschwindigkeiten der zu kühlenden Maschine eine zusätzliche Ventilation zu haben, so wird man in diesem Falle den Ventilatormotor zweckmäßig vierpolig ausführen, wodurch der Ventilator dann bei 1000 Touren der Hauptmaschine noch 500 Touren machen wird.

Es ist ohne weiteres klar, daß diese Schaltung sich ebenso leicht mit einem Ein- bzw. Zweiphasenmotor ausführen läßt statt, wie oben angenommen, mit einem Drehstrommotor.

Soll für die oberen Tourenzahlen der Hauptmaschine eine sehr kräftige Kühlwirkung ermöglicht werden, die dann mit abnehmender Tourenzahl der Hauptmaschine ebenfalls abnimmt, so kann man dem Stator des Ventilatormotors den Strom derart zuführen, daß sich das Drehfeld der Drehrichtung der Maschine entgegengesetzt umdreht. Mit den Bezeichnungen von oben wird also dann die Tourenzahl des Ventilators

CVD· 60

werden.

Auch diese Schaltung läßt sich für Ein- und Mehrphasenventilatormotoren anwenden, nur muß, wenn ein Einphasenmotor zur Verwendung kommt, derselbe mit einer Hilfsphase versehen sein, die in bekannter Weise gegenüber der Haupt wicklung phasen verschobenen Strom erhält, um dessen Drehfeld in einer ganz bestimmten Richtung auszubilden.

Statt den Stator des Vcntilatormotors drehbar anzuordnen, könnte auch der Rotor desselben auf der Achse der Hauptmaschine dreh-

6p bar ■ sein und der eigentliche Ventilator mit ! demselben gekuppelt werden. Ferner kann j der Ventilatormotor mit drehbarem Rotor und Stator außerhalb der zu kühlenden Maschine, z. B. auf eine an dieselbe angebaute Konsole, aufgestellt und der Rotor bzw. Stator desselben z. B. mittels Riemen von der Achse der Hauptmaschine angetrieben werden. Der um die Achse der Hauptmaschine drehbare Ventilator ist dann vom Stator bzw. Rotor des Ventilatormotors ebenfalls mittels Riemen oder einer anderen mechanischen Übersetzung anzutreiben. Die Tourenzahl des Ventilators wird dann außer von den bereits angegebenen Größen auch noch von dem Übersetzungsverhältnis dieser mechanischen Antriebe abhängig sein.

Die vorliegende Erfindung ist also dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung von elektrischen Maschinen ein Ventilator in dieselben eingebaut ist, welcher von einem besonderen Ein- bzw. Mehrphaseninduktionsmotor angetrieben wird, dessen Stator und Rotor in an sich bekannter Weise drehbar angeordnet sind, und dessen Rotor bzw. Stator von der Achse der zu ventilierenden Maschine angetrieben wird, während dem Stator bzw. Rotor, welcher den Ventilator trägt oder antreibt, Strom von konstanter oder veränderlicher Periodenzahl zugeführt wird, zum Zwecke, die Tourenzahl, mit welcher der Ventilator umläuft, gleich der Differenz bzw. der Summe aus der Rotor- bzw. Statorgeschwindigkeit und der Geschwindigkeit, mit der das Drehfeld umläuft, zu machen, wobei dieselbe noch durch Zwischenschaltung von mechanischen Über-Setzungen beliebig beeinflußt werden kann.

Die Figur zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

ι ist der Rotor des asynchronen Ventilatormotors, welcher mit dem Keile 13 auf die Welle 6 der Hauptmaschine aufgekeilt ist. Mit 2 und 4 ist der Stator des Ventilatormotors bezeichnet, welcher um die Welle 6 im Kugellager 5 drehbar angeordnet ist und über die Bolzen 11 und die Schleifringe 12 Strom zugeführt erhält. Der Ventilatorflügel 3 wird auf den Stator 2, 4 aufgeschraubt. Mit 7 ist der Rotor, mit 8 der Stator der zu ventilierenden Maschine bezeichnet; 9 ist deren Gehäuse und endlich 10 das eine Lager derselben.

Es ist ohne weiteres klar, daß die konstruktive Anordnung dieser Ventilationseinrichtung eine mannigfaltige sein kann. So könnte z. B. der Ventilatormotor außerhalb des Lagers. 10 auf die Welle 6 aufmontiert werden. Auch die Stellung der Ventilatorflügel kann, je nachdem die Hauptmaschine nur für eine oder zwei Drehrichtungen gebaut ist, eine verschiedene sein. Ferner könnte »20 statt eines Kurzschlußankers auch ein Phasenanker verwendet werden, um auch mittels

Schlupf widerständen die Ventilatortourenzahl beeinflussen zu können usw.

Bei Anwendung dieser Ventilationseinrichtung bei Gleichstrommaschinen könnte der Strom zum Betriebe des Ventüatorinduktionsmotors der Gleichstromarmatur selbst entnommen werden, indem dieselbe noch mit besonderen Schleifringen versehen würde.'

Claims

¹⁽? Patent-Ansprüche:

i. Einrichtung zur Kühlung von elek-. irischen Maschinen, besonders solchen mit konstanter Leistung bei stark veränderlicher Tourenzahl oder mit zunehmender , Leistung bei abnehmender Tourenzahl mittels eines besonderen Ventilators, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilator von einem Ein- bzw. Mehrphasen-Induktionsmotor angetrieben wird, dessen Stator und Rotor in an sich bekannter Weise drehbar angeordnet sind, wobei der Rotor (bzw. Stator) von der Achse der zu ventilierenden Maschine angetrieben wird, während dem Stator (bzw. Rotor), welcher den Ventilator trägt oder antreibt, Einbzw. Mehrphasenstrom von konstanter oder ' veränderlicher Periodenzahl zugeführt wird, zum Zwecke, die Tourenzahl des Ventilators gleich der Differenz bzw. der Summe aus der Rotor- bzw. Statorgeschwindigkeit und dei Geschwindigkeit, mit welcher das Drehfeld umläuft, zu machen.

2. Einrichtung zur Kühlung von elektrischen Maschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tourenzahl durch Zwischenschaltung von mechanischen Übersetzungen beliebig beeinflußt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.