DE305266C

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Publication number: DE305266C
Application number: DENDAT305266D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bekanntlich ist eine elektrische Maschine dann am besten ausgenutzt, wenn bei ihrer betriebsmäßigen Höchstbeanspruchung in allen ihren Teilen die zulässigen Höchsttemperaturen gerade erreicht werden. Es ist nun ausgeschlossen, die Erwärmung der einzelnen Teile einer elektrischen Maschine einigermaßen genau vorauszuberechnen, da die Abkühlungsverhältnisse allzusehr von der Form und Be- schaffenheit der Oberflächen, von der Art und Menge der verschiedenen Baustoffe und von der gegenseitigen Beeinflussung der Maschinenteile abhängen, um rechnerisch einwandfrei erfaßt werden zu können. Man ist daher der Hauptsache nach auf Erfahrungszahlen und auf Versuche angewiesen. Die beste Ausnutzung der Maschine wird daher bei der Vorausberechnung zwar erstrebt, aber fast nie erreicht. Meist tritt die die Leistung der Maschine begrenzende zulässige Höchsttemperatur in einem Teil der Maschine bereits bei einer Belastung auf, bei der die übrigen Teile noch nicht bis zu ihrer Leistungsgrenze ausgenutzt sind. ₍

Besonders bei schnellaufenden Maschinen ist es schwierig, die einzelnen Teile der Maschine so zu kühlen, daß die Temperatur des Läufers und des Ständers gleichmäßig ihrem zulässigen Höchstwerte zustrebt. Die ursprünglich übliche Bauart zeigt Fig. 1, in der ein normaler Fliehkraftventilator ν mit nach außen offenen Laufkanälen angeordnet ist.

Man erkennt, daß die Kühlluft für den Läufer I diesen nicht unmittelbar trifft, sondern in ihrer Richtung umgekehrt werden muß, so daß sie entgegengesetzt der Fliehkraft gegen die Welle w hin zurückströmen muß. Die Kühlluft muß daher den bedeutenden Gegendruck überwinden, der von der Fliehkraft der mit dem Läufer rotierenden Luft herrührt. Der nötige Druck zur Überwindung dieses Gegendruckes muß vom Ventilator ν erzeugt werden; bei der in Fig. 1 dargestellten üblichen Anordnung entsteht der Höchstdruck nicht innerhalb des Ventilators selbst, sondern in den weiter außen liegenden Buchten und Wulsten des Gehäuses, in denen auch die Umkehr der Richtung des für den Läufer bestimmten Luftstromes erfolgt. Bisweilen ist der Strömungswiderstand, den die Luft im Luftspalt zwischen Ständer- und Läufereisen vorfindet, so klein, daß ein Teil der Luft in den Luftspalt eintritt und dadurch die Läufer-■ ventilation erheblich schwächt, indem sie für die durch die senkrecht zur Achse liegenden Läuferluftschlitze gebildeten Ventilatoren einen Gegendruck darstellt. Um dennoch genügend Luft zur Kühlung des Läufers zur Verfügung zu haben, müßte man die Kanalquerschnitte im Läuferquerschnitt vergrößern; eine Grenze für diese Vergrößerung ist aber dadurch gegeben, daß man aus magnetischen Gründen das Läufereisen und aus mechanischen Gründen den Wellenquerschnitt nicht ver-

kleinern darf. Dieser bedeutende Platzbedarf für die Luftkanäle ist auch bei der an sich einwandfreien Lösung der Aufgabe vorhanden, wenn man dem Ständer und Läufer die Kühlluft durch getrennte Kanäle zuführt.

Die genannten Nachteile werden vermieden bei Verwendung eines Fliehkraftventilätors mit achsial gerichtetem Luftaustritt, bei dem der größte Druck im Innern des Ventilators

ίο selbst auftritt. Der Luftaustritt findet an der dem Läufer der Maschine zugekehrten Seite des Ventilators statt (Fig. 2). Auf den ersten Blick scheint ein solcher Ventilator zum Durchtreiben der Kühlluft durch den Läufer ungeeignet, weil er an den seiner Nabe benachbarten Teilen nur geringen Druck erzeugt. Das ist aber auch nicht nötig, denn die Läuferventilation kommt durch den Läufer selbst zustande, dessen senkrecht zur Achse liegende Luftschlitze als Ventilatoren wirken und die Luft durch die Längskanäle des Läufers hindurchsaugen. Da die Luft zwischen Ventilator und Läufer mitrotiert, bietet dieser Raum der Läuferkühlluft keinen Widerstand.

Derjenige Teil der Luft, der zur Kühlung des Ständers verwendet werden soll, tritt durch einen Spalt aus, der zwischen dem Ventilatorrand und dem Läufer frei gelassen wird, und je nach der Größe dieses Spaltes, stellt sich zwischen Ventilator und Läufer der Gegen^k druck ein.· Aus diesem Spalt tritt die Kühlluft nicht stoßweise, wie bei den Ventilatoren mit radialer öffnung, sondern in einer zusammenhängenden Scheibe aus. Daher ^äuft der Ventilator nach Fig. 2 geräuschloser als derjenige nach Fig. 1. '

Erfindungsgemäß ist der Abstand zwischen der offenen Austrittsseite des Ventilators und dem Läufer der Maschine regelbar, demnach kann der Spalt zwischen Ventilatorrand und Läufer so eingestellt werden, daß sich die Kühlluft im gewünschten, d. h. im günstigsten Verhältnis auf Ständer und Läufer verteilt.

Dies ist aus Fig. 2 zu ersehen. Die bei a in den Ventilator υ eintretende Luft strömt je nach der Größe des im Spalt s sich ihm bietenden Widerstandes zum Teil durch die Kanäle k des Läufers I, während der andere Teil die Wickelköpfe des Läufers I und des Ständers si bestreicht. Die Größe des Spaltes s kann dadurch geändert werden, daß man den Ventilator ν auf dem Gewindeteil g der Welle w verstellt. Die Art der achsialen Verschiebung des Ventilators ist für die Erfindung natürlich gleichgültig. Die Flügel des Ventilators können radial oder schräg stehen, gerade oder gekrümmt sein.

Statt den ganzen Ventilator kann man auch einen Teil desselben verschieben. Auch kann man die die Flügel des Ventilators umschließende äußere Leitwand stillstehen lassen und für sich im Gehäuse verschiebbar machen, während die Nabe mit den Flügeln auf der Welle starr befestigt ist.

Claims

Patent-An Sprüche:

1. Kühleinrichtung für elektrische Maschinen, in die ein Fliehkraftvetitilator mit achsial gegen den Läufer hin gerichtetem Luftaustritt eingebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilator, der gegen den Ständer abgeschlossen ist, ganz oder teilweise in achsialer Richtung verschoben werden kann, zum Zweck, die Luftverteilung auf Ständer und¹ Läufer zu regeln und damit die Wärmeabfuhr von den einzelnen Maschinenteilen auszugleichen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ganze Ventilator achsial verschiebbar auf der Welle befestigt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Ventilator umfassende stillstehende Leitwand achsial verschiebbar im Gehäuse befestigt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.