DE3150724A1 - Vorrichtung zur fluessigkeitskuehlung von elektrischen maschinen - Google Patents

Vorrichtung zur fluessigkeitskuehlung von elektrischen maschinen

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DE3150724A1 DE19813150724 DE3150724A DE3150724A1 DE 3150724 A1 DE3150724 A1 DE 3150724A1 DE 19813150724 DE19813150724 DE 19813150724 DE 3150724 A DE3150724 A DE 3150724A DE 3150724 A1 DE3150724 A1 DE 3150724A1
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Hartmuth Dr.-Ing. 5653 Leichlingen Rausch
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • H02K9/197Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil in which the rotor or stator space is fluid-tight, e.g. to provide for different cooling media for rotor and stator

Description

  • Vorrichtung zur Flüssigk@itskühlung von elektrischen Maschinen
  • Dia erfindung batrifft das Gebiet des Elektromaschinenbaus und zwar Vorrichtungen zur Flüssigkeit@kühlung von elektrischen Maschinen mit rotierander Welle.
  • Aus dem Bestreben hersus, die Leistung bei elektrischen Maschinen unter Materialeinsparung weiter zu steigern, gibt @s inzwischen eine Reihe von Erfindungen auf dem Gebiet der direkten Flüssigk@it@kühlung von Aktivteilen, d h die Kühlung von Ständer und Läufereieenpaket.
  • Bakannt ist bisher in diesem Zusammenhang: a) die Abführung der Verlustwärme von Ständer und Läufer durch 'ihestpipe-efect@ (z BO P 23 30 172, P 20 52 839, P 19 39 221), wobei der Kühlaufwand mittels Wärmerohren als reletiv aufwendig sinzuschätzen ist; b) die Abführung der Anlaufwärme über ein im Läufertail abgeschlossenes Rohrsystem mit einem in der Welle befindlichen Flüssigkeitsspeicher (z. 8 P 16 13 402, P 15 38 720), wobei die D@uererwärmung hierdurch Jedoch nicht abgeführt werden kann; c) die Abführung der Verlustwärme von Ständer und Läufer durch eine din Aktivtmile im Maschineninnern umstrümenden Kühlflüssigk@it (z. 8 P 30 47 141), wobei eine externe Pump- und Kühleinrichtung erforderlich ist. AuBerdem ist hierbei besonders bei Maschinen mit größeren redialen Abmessungen der Widerstand durch Flüssigkeitsreibung von relativ zueinander bewegter Maschinenteile erheblich; d) die Abführung der Verlustwärms von Ständer und Läufer, indem die jeweiligen Aktivteile einer elektrischen Maschine als Hohlelsmente @usgeführt sind und von der Kühlflüssigkait durchströmt werden, wobei die erwärmte Kühlflüssigkeit außerhalb der Maschine abgekühlt werden muß. Für die Flüssigkeitezu- und -abfUhrung, insbesondere im Läufer, sind Vorrichtungen angegeben worden (z. 8.
  • P 29 42 811, P 29 32 097), die vom Aufwand her nur dem Großmaschinenbau vorbehalten sein können.
  • Die hier beschriebene, erfindungamäßige Vorrichtung zur Flüssigkeitskühlung von elektrischen Maschinen kann vorteilhaft in Induktionsmaschinen aus dem Normbereich sowie gleichermaßen in Induktionsmotoren der Großmaschinenkategorie angewendet werden. Dies betrifft besonders diejenigen Maschinen, bei denen eine Durchzugsinnenbelüftung durch Forderungen nach bestimmten Schutzarten nicht möglich ist. Derartige Schutzartenforderungen (z. 8. staub- oder wasserdicht nach außen abgeschirmte Aktivteile).werden heute an den weit größten Teil von elektrischen Maschinen gestellt, die damit an eine Auslegung gebunden sind, bei der die Wärme aus dem Maschineninneren Uber die Maschinenoberfläche, Uber einen Luft-Luft-Wärmetsuscher-ober über einen Luft-Wasser-Wärmetauscher abgeführt wird. Bei diesen gängigen Kühikonzepten mit unbeweglichem (raumfest) angeordnetem Wärmatauscher wird i, a. die Lùftstrßmung durch Ventiletoren aufrechterhalten. Da die Luft eine relativechlechte Wärmakapazität besitzt und dementsprechend die in den Aktivteilen anfallende Wärme Uber konstruktionsbedingte zusätzliche WärmeUbergangswiderstände relativ ungünstig Ubernimmt, muß dieser Nachteil durch entsprechend hohe LuftstrLImungsgeschwindigkeiten weitgehend ausgeglichen werden. Dies steht jedoch u. @. im direkten Konflikt mit den zunehmenden Forderungen nach Geräuschminderung.
  • Bekanntermaßen kann die Verlustsärme in den Aktivteilen durch FlUssigkeiten, insbesondere durch Wasser, aus dem Maschinsninneren wesentlich gUnstiger als mit Luft abtransportiert werden. Die zuvor erwähnten Erfindungen zur Flüssigkeitskühlung von elektrischen Meschinen sind jedoch fUr eine Anwendung vor allem im Klein- und Mittelmaschinenbaw i. e. zu aufwendig. Man gelangt zu gUnstigeren Verhältnissen bezüglich der Ausnutzung und der elektrischen Auslegung bei etwa gleichem Aufwand von sbmessungsgleichen luftgekühlten Maeinen , wenn die Uerlustwärme aus den Aktivteilen z. 8. durch Wasser in einem anstatt feststehenden, in einem sich bewegenden Wasser-Luft-bzw Wasser-Wasser-Wärmstscher geleitet wird. Als Wärmetauscher kann bereits ein ohnehin bei den meisten Maschinen erforderlicher Ventilator @der Propeller zur Aufrechterhaltung einer Kühlströmung verwendet werden. Durch einen Ventilator oder Propeller aus gut wärmeleitfähigem Material (z. P. Aluminium) können z. 8. gerippte Gehäuseoberflächen oder feststehende Kühlerkasseten ganz eingespart werdenD womit kompaktere Maschinenkonstruktionen müglich sind. Die auf diesem Grundkonzept basierende, hier dergelegte arfindungsmäßige Vorrichtung beschreibt ein innerhalb einer Maschine abgeschlossenes Kühlsystem für den Ständer und/oder Läufer, welches @lso nicht @n externe Pump- und Kühleinrichtungen gebunden ist.
  • Dazu wird ein von Aktivteilen unmittelbar erwärmtes ZwischenkUhlmittel (z. 8 Wasser) in einem die jeweiligen Aktivteile durchlaufendes Rohrsystem erfindungagemäß durch eine in die Läuferwelle integrierte7 mechanische Pumpvorrichtung in einen Hohlraum eines rotierenden Ventilators oder Propellere aus gut wärmeleitfähigem Materiel geleitet Die in dem Flüssigkühlmitttel gespeicherte Wärme kann dsnn über die Ventilator- oder Propelleroberfläche an das durch diese gef@rderte Primärkühlmittel be@nders günstig abgegeben warden. Das so @bgekülte ZwiachenkUhlmittel wird daraufhin wieder den Aktivteilen zur erneuten Wärmesufnahme zugeleitet.
  • Die mechanische Pumpvorrichtung bestsht in einer von der Antriebsgegenseit@ her entlang der Wellenechse ausgerichteten Bohrung, die unter dem antriebsseitigen Wellenlager hindurch bis in die Nähe des Läuferblechpaketes führt und in die eine zur Läuferwelle drehbar gelagerte Pumpenwelle mit einer Schraubenspindel hineinragt. Die Bohrung ist an der Stirnseite mit Gleitdichtringen derart abgeschlossen, daß keine Kühlflüssigkeit aus der Bohrung nach außen dringen kann.
  • Die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlflüssigkeit hängt im wesentlichen von der Relativdrehzahl zwischen Läuferwelle und der Schraubenspindel sowie von der Anzahl der Spindelgänge und deren Ganghöhe ab.
  • Außerdem ist der Spalt zwischen den Spindel stegen und der Bohrungsoberfläche im Sinne niedriger Druckverluste möglichst klein gehalten.
  • Durch eine Drehrichtungsumkehr der Maschine ändert sich durch die Schraubenspindelpumpe auch die StrOmungsrichtung des Kühlmittels, womit der Kühlmechanismus für beide Drehrichtungen gleichermaßen wirksam ist, wenn in Förderrichtung innerhalb der Bohrung vor der Schraubenspindel eine Einströmkammer und nach dieser eine entsprechende Ausströmkammer angeordnet ist. Bei einem Drehrichtungawecheel vertauschen diese Kammern ihre Funktion.
  • Zur Versorgung von mit der Läuferwelle umlaufende Läuferaktivteile mit KühlflüssigkEit wird ein die Aktivteile hierzu durchsetzendes Rohrsystem bei entsprechender Drehrichtung unmittelbar aus der Ausströmk@mmer gespeist. Der RUcklauf aus diesem Rohrsystem erfolgt durch eine Rohr- und Schlauchverbindung zu einer auf der Maschinenwelle angeordneten Rohrspirale. Durch eine Zuführung von dieser Rohrspirale zur Einströmksmmer der Schraubenepindelpumpe ist der Kreisleuf geschlossen. Bei entgegengesetzter Drehrichtung der Maschine kehrt sich, wie bereits erwähnt, auch die Strdmungsrichtung innerhalb dieses Kühlflüssigkeitskreises-in der zuvor beschriebenen Reihenfolge um. Die Rohrspirale ist Bestandteil eines Ventilators oder Propellere, wobei diese Einheit so konstruiert ist, daß deren Drehträgheit oezüglich der Maschinenachse und der Wärmeabergangswiderstand zwischen Spiralrohrwandung und Ventilator- bzw. Propelleroberfläche möglichst klein ist. Für einen genügend kleinen Wärmeübergangswiderstand eignet eich z. 8 eine Rohrspirale aus Kupfer, die in einer Ventilator- bzw.
  • Propellerkontur aus Aluminium eingegossen ist. Oft ist anstelle der Rohrspirale ein in den Ventilator bzw. Propeller integrierter Hohlraum bereits ausreichend Dabei kann insbesondere für Maschinen mit nur einer Drehrichtung eine durch Fliehkräfte hervorgerufene Trennung zwischen kalter und erwärmter Kühiflüssigkeit in diesem Hohlraum ausgenutzt werden - kalte Flüssigkeit hat ein größeres spezifisches Gewicht als eine warme Flüsaigkeit -, indem die erwärmte Flüssigkeit in den Hohlraum im Bereich kleiner Radien einströmt und im Bereich grb-Barer Radien aus dem Hohlraum Auströmt.
  • Für Käfigläufsrmaschine kann das die Läufsraktivteile durchsetzende Rohrsystem bereits sehr wirkungsvoll aus einem in dem antrisbagegenesitigen Kurzechlußring angeordneten Hohlkanal bestehen. Der Eingang des Hohlkanals ist direkt mit der Ausströmkammer der Schraubenspindelpumpe und der Ausgang mit der zur Bohrung der Schraubenspindel parallel verlaufenden wellendurchführunf verbunden. Jedoch können auch beide Kurz@chlußringe bzw. bei "staffelläufer" mehr als zwei Kurzachlußringe. wenn sie mit derartigen Hohlkenälen vereehen sind, bezüglich sines Flüssigkeitskreislaufs im Sinne siner gleichmäßigen Temperaturvertsilung im Maschineninneren "parallelgeschaltat" werder.
  • Sind die @@ flüssigkeitsdurchströmten, an den Stirnaußeseiten das Läuferblechpaketas liegended Kurzschlußringe mit flügelähnlichen Ausladungen versehen, kann aufgrund eines Temperaturgefälles vom Ständer zum Läufer ein großer Teil der Ständerwärme aus den Ständerwick@lköp fen zu den Kurzschlußringen gelangen und von einem zuvor baschriebenen Flüssigkeitskreislauf im Läufer aus dem Maschineninneren abgeführt werden Bereits dadurch ist im Klein- und Mittelmaschinenbereich bei Käfigläufern, deren Aktivteile nach außen hin staub- bzw.
  • wasserdicht abgeschlossen sind, ohne zusätzliche Ständerkühlung eine nennenswerte Au@nutzungssteigerung der Maschinen nech heutigen Maßstäben müglich.
  • Zur Versorgung feststehender Ständeraktivteile mit Kühlflüssigkeit wird ein diese Aktivteile hierzu durchsetzendes Rohrsystem über eine ähnliche, wie zuvor beschriebene Pumpeinrichtung gespeist. Hierfür ist jedoch die Pumpenwelle als Hohlwelle ausgebildet. Diese Pumpenhohlwelle ist im Abschnitt zwischen der Stirnseite der Läuferwelle und der von hier aus gesehenen nächstgelegenen Pumpenkammer so gestaltet, daß um den zentralen Hohlkanal herum zu diesem parallel verlaufende Kanäle angeordnet sind, die bis in die nächetgelegene Pumpenkammer hineinreichen. Diese Pumpenkammer ist, da die Pumpenhohlwelle zur umlaufenden Läuferwelle feststeht, durch eine Gleitringanordnung in zwei Teilkammern geteilt, von der die sinne mit dem Pumpförderraum der Schraubenspindel und die sndere mit den um den zentralen Hohlkanal der Pumpenwelle angeordneten Kanäle in Verbindung steht. Der zentrale Hohlkanal bzw. die um diesen angeordneten Kanäle dienen dem Zu- bzw. Abfluß der Kühl flüssigkeit zwischen der Läuferwelle und dem feststehenden Rohrsystem -der Ständeraktivteile. Der Kühlungemechanismus für feststehende Ständeraktivteile funktioniert ansonsten für beide Drehrichtungen genauso über einen Ventilator oder Propeller, wie bereits zuvor beschrieben.
  • Die hier dargelegte erfindungsgemäße Vorrichtung zur Flüssigkeitskühlung feststehender Ständersktivteile kann auch gleichzeitig für eine zusätzliche Läuferkühlung mitverwendet werden, wenn die beiden Enden eines durch die Läuferaktivteile verlaufenden Rohrsystems mit jeweils einer Pumpenkammer verbunden werden. Dabei steht die eine Kammer in Verbindung mit dem Pumpförderraum der Schraubenspindel und die andere Kammer in Verbindung mit dem Kühler.
  • Die Schraubenspindel zur Förderung der Kühlflüssigkeit kann auch so angeordnet werden, daß eie nicht an die in die Bohrung der Läuferwelle hineinragenden Pumpenwelle gebunden ist, sondern mit der Läuferwelle innerhalb der Bohrung relativ zur Pumpenwelle umläuft. Im Bereich der Ein- und Pusströmkammer sind dann fest mit der Pumpenwelle verbundene Drossel flügel derart angebracht, daß die radial durch eine Öffnung der umlaufenden Läuferwelle in die Einströmkammer gelangende Flüssigkeit zur mitumleufenden Schraubenspindel abgebremst wird, damit eine Flüssigkeitsförderung durch die Spindel begünstigt wird.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbelapielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig 1 eine Vorrichtung zur Kühlung von Käfigläufarmaschinen im Längeschnitt über einen Ventilator als Wasser-Luft-Wärmstau schar gemäß der Erfindung Fig 2 Schnitt A - B aus Fig. 3 zeigt Hohlkanal im Kurzechlußring Fig 3 eine mechanische Pumpvorrichtung gemäß der Erfindung für den der Fig 1 zugrundeliegenden Anwendungsfall mit einer relativ zur Läuferwelle beweglichen Schraubenepindel Fig 4 eine mechanische Pumpvorrichtung gemäß der Erfindung für den der Fig. 1 zugrundeliegenden Anwendungsfall mit einer mit der Läuferwalle umlaufenden Schraubenspindel Fig 5 Schnitt C - D aus Fig. 3 mit rechteckförmigem Wendelquerschnitt Fig. 6 Schnitt G - D aus Fig. 3 mit trapezförmigen Wendelquerschnitt Fig. 7 Schnitt E - F aus Fig. 4, , welcher die Anordnung der mit der Pumpenwelle fest verbundenen Drossel flügel verdeutlicht.
  • Fig. 8 eine Vorrichtung zur kombinierten Kühlung des Ständers und Läufers von Käfigläufermaschinen im Längeschnitt gemäß der Erfindung Fig. 9 eine mechanische Pumpvorrichtung gemäß der Erfindung für den der Fig. 8 zugrundeliegenden Anwendungsfall mit einer mit der Läuferwelle umlaufenden Schraubenspindel nach Fig. 4 Fig. 10 Schnitt G - H aus Fig. -9 Fig. 11 Schnitt K - L aus Fig. 9 Bei dem Ausführungebeispiel nach Fig. 1 handelt es sich um einen Käfigläufermotor, bei dem alle Aktivteile vor Staub und-Schwallwasser geschützt sein sollen. Damit ist eine ausreichende direkte Belüftung der Aktivteile ausgeschlossen. Ublicherweise werden derartige Maschinen dadurch gekühlt, daß ein mit der Motorwelle umlaufendes Lüfterrad einen Luftstrom über eine gerippte Gehäuseoberfläche des Motors bläst. Im Vergleich mit einer konventionell oberflächenluftgekühlten Motorauslegung ist bereits bei gleicher Motorleistung eine herstellungegünstigere Motorausführung ähnlich Fig. 1 aufgrund einer ermBglichten höheren Ausnutzung (Materialeinsparung) erreichbar, ohne daß die Betriebszuverlässigkeit durch den Flüssigkeitskreislauf gefährdet wird.
  • In Fig. 1 ist die antriebegegenseitige Hälfte eines Käfigläufermotore im Längsschnitt dargestellt. In ein oberflächenglattes, rohrehnliches GuBgehäuee (1) ist das Ständerblechpaket (2) eingepreßt. Die Läuferwelle (3), die das Läuferblechpaket (4) trägt, ist über die Lagerschilde (5) und die Lager (6) drehbar zum Ständer angeordnet. In dem Läuferblechpaket (4) ist eine Häfigwicklung untergebracht. Die Kurzschlußringe (7) dieser Käfigwicklung sind dabei mit Hohlkenälen (8) nach Fig. 2 versehen, deren Enden (9) und (10) jeweils mit der Läuferwelle (3) über die Anschlüsse (11) und (12) aus Fig. 3 verbunden sind. Der Anschluß (11) führt dabei in die Pumpenkammer (13). Nach Fig. 3 sind die Pumpenkammer (13) und (14) über den Pumpenförderraum (15) miteinander verbunden. Der Pumpenföderraum (15) ist durch die axial verlaufende Bohrungswandung (16) und der Oberfläche siner auf siner Pumpenwelle (17) festeintzenden Schraubenspindel (18) b@grenzt.
  • Die Pumpenwelle (17) ist gegenüber der Läuferwelle (3) durch die Lager (19) und (20) drehbar angeordnet, jedoch gegen eigene Drehbewegungen durch (34) in Fig. 1 gesichert. Die Pumpenkammer (14) ist über Gleitdichtringe (21) nach außen abgeschottet. Von der Pumpenkemmer (14) in Fig 3 führt ein Anschluß zu einer in Fig. 1 dargestellten Kühlspirale (22) als Hohlraum. Die Kühlspirale (22) ist in der Rükkenschsibe (24) eines Aluminiumlüfters mit singegüssen. Der Lüfterkörper ist mittels einer Eieengußnabe (23) auf der Läuferwelle befestigt. Nach Durchlaufen der Kühlrohrapirale (22) führt ein Anschluß (25) nach Fig. 3 in einen Kenal (26), der in der Wandung der LBuferwelle (3) parallel zur Bohrung (16) zu dem Anschluß (12) verläuft und von hier zurück zu den Hohlkanälen (3) der Kurzechlußringe (7) führt.
  • Der Hohlkanal des nicht in Fig. 1 dargestellten antieb@@@itigen Kurzechlußringes ist über zwei ebenfalls nicht dargestellte Schlauchverbindungen2 die im Läuferblechpaket (4) entlang der Läuferwelle (3) verlegt sind, an die Anschlüsse (11) und (12) aus Fig. 3 angeschlossen und liegen damit parallel zum Hohlkanal (8) aus Fig. 1. Der Kanal (26) ist mit Hilfe einer Stopfbuchse (27) nach außen hin wasserdicht verschlossen In das zuvor beschriebene Kanslayetem kenn Wasser mit Korrosioneschutzzusatz eingefüllt werden. Ein dazu erforderlicher Einfüll- und Entlüftungsetutzen mit Ausgleichshohlraum ist in den Zeichnungen nicht dargestellt Diese Flüssigkeit bildet nach Fig. 3 bei der dort angedeuteten Drehrichtung der Läuferwelle (3) in der Pumpenkammer (14) einen sog. mitumlaufenden "Wasserring". der durch die feststehende Schraubenspindel zur Pumpenkammer (13) transportiert wird und von hier aus über dan Anschluß (11) in die Hohlkanäls (8) galangt.
  • Beim Durchströmen dieser Hohlkanäle (8) zieht die Kühl flüssigkeit die Wärme sus den die Kurzschlußringe (7) miteinander verbindenden Läuferstäbe heraus. Außerdem kann sie einen bedeutenden Teil der Ständer wärme dadurch übernehmen, daß die an den Kurzschlußringen (7) angebrachten Aluminiumflügel (28) die erwärmte Luft um die Ständerwickelköpfe (29) verwirbelt. Aufgrund des erhöhten Temperaturgefälles von den Ständerwickelköpfen (29) zu den Kurzschlußringen (7) ist auch eine Kühlung der Ständeraktivteile gewährleistet. Die in den Hohikanälen (8) erwärmte Flüssigkeit wird schließlich durch den Kanal (26) in Fig. 3 in eine Kühlspirale (22) nach Fig. 1 gedrückt, um hier ihre Wärme über die Oberfläche von Lüfterrückenscheibe (24) und Lüfterflügel (30) an die Luft abzugeben. Der mit der Läuferwelle (3) umlaufende Lüfter wirkt hierbei als Wasser-Luft-Wärmetauscher und saugt die Umgebungsluft durch das Ansauggitter (31) in der Lüfterhaube (32) an und bläst diese erwärmt aus den Abluftrippen (33) aus. Die so abgekühlte Kühlflüssigkeit wird nach Durchlaufen der Kühlspirale (22) von der in der Läuferwelle (3) untergebrachten Schraubenspindel (18) wieder angesaugt, um von dieser erneut in die Hohlkanäle (8) der hurzechlußringe (7) gedrückt zu werden. Bei Drehrichtungeänderung ändert sich auch die Strßmungsrichtung im Flüssigkeitskreislauf.
  • In Fig. 4 ist ein anderes Ausführungsheispiel der Pumpeinrichtung angegeben. Hier ist in die Läuferwelle (3) eine Schraubenspindelbuchse (18) als Hubteil eingepreßt. Diese Schraubenspindel läuft mit der Läuferwelle um, wobei die Pumpenwelle (17) still steht. Die Flüssigkeit in der Pumpenkammer (14) bildet bei Drehung der Läuferwelle (3) aufgrund der Haftreibung an der Bohrungsoberfläche (16) im gleichen Drehsinn um die Pumpenwelle (17) einen Strömungsring. Für eine ausreichende axiale Förderung muß dieser umlaufende Flüssigkeitsring relativ zur Schraubenspindeldrehung gedrosselt werden. Dazu dient ein fest mit der Pumpenwelle (17) verbundener Drosselflügelring (35) mit einem Aueführungsbeispiel nach Fig. 7. In der Pumpenkemmer (13) ist ein Drosselflügelring (36) angeordnet, womit die Pumpeinrichtung wieder für beide Drehrichtungen geeignet ist.
  • Für eine nicht mit der Läuferwelle (3) umlaufende Schraubenspindel in Fig 3 erweist sich ein Querschnitt der Schraubenspindelwendeln ähnlich der in Fig. 6 bezüglich der Pumpverluste vorteilhafter als ein rechteckförminger Querschnitt in Fig. 5. Für eine mit der LBuferwelle umlaufende Schraubenspindel ist ein rechteckförmiger Wendel querschnitt günstiger als ein trapezförminger.
  • Die Lüftersnordnung in Fig. 1 ist nur als Waseer-Luft-Wärmetsuscher vorgssehen. Sie kenn natürlich auch @o gestaltet werden, daß eine aus der Lüfterheube ausstrdmende, nicht zu sehr erwärmte Abluft zusStzlich über die Gehäuseoberfläche des Motors geleitet wird, um eine zusätzliche Kühlung des Ständers zu erreichen. Bei Großmaschinen reicht iO So das Kühlkonzept nach Fig. 1 zur AbfUhrung der Ständerwärme nicht aus Die Abführung der Ständerwärme kann dann von einem zusätzlichen Flüssigkeitskühlkreie im Ständer übernommen werden. In Fig. 8 ist ein Ausführungebeispiel dargestellt, nach dem das Ständereisen von einem Rohrsystem durchzogen ist, welches die Ständerwärme ebfUhren soll Anstelle dieses Rohrsysteme kann die Flüssigkeit auch durch Hohlräume von einem das Ständerblechpaket umschließenden, doppelwandigen Gehäuse in Form einer Wassermantelkühlung geleitet werden. Der Einfachheit halber sind in Fig, 8 zeichnerisch die gleichen Maschinenkonturen einschließlich der Teilebezeichnung nach Fig. 1 übernommen worden und lediglich durch die Ständerkühlkreiseinrichtung ergänzt In dem Ausführung@beispiel nach Fig. 8 bilden zwei Ringrohrleitungen (37) und die im Ständerjoch axial verlaufenden Rohre (38) das Ständerkühlrohrsystem. Die Rohre (38) sind gleichmäßig am Umfang verteilt und stehen mit den Ständerblechen (2) in gutem Berührungskontskt. Die Rohre (38) und die beiden um die Ständerwickelköpfe (29) angeordneten Ringrohrleitungen (37) sind miteinander verbunden und bilden im Ständereisen (2) eine Art "Rohrkäfig". Der Rohrkäfig muß s@ angaordnet oder ausgeführt werden1 daß in dem Rohrsystem keine nennenswerten Ströme induziert.erden können. Von jeder Ringleitung (37) führt eine Sammelleitung (39) bzw. (40) auf der Antriebsgegenseite in den Sammelkopfanschluß (41). Von hier aus führt die Pumpenwelle (17), als Hohlwelle oder Rohr ausgeführt, in die Läuferwelle (3) nach Fig. 9.
  • Die in die Läuferwelle integrierte Pumpvorrichtung nach Fig. 9 unterscheidet sich von der in Fig. 4 dadurch, daß zu dem Flüssigkeitskreislauf im Läufer noch ein Flüssigkeitskreislauf im Ständer hinzukommt. Die vom Ständer erwärmte Flüssigkeit gelangt durch die hohle Pumpenwelle (17) über die bffnungen (42) in die Pumpenkammer (13), von der aus sie zusammen mit der erwärmten, über den Anschluß (11) zuströmenden Flüssigkeit aus dem Läufer durch die umlaufende Schraubenspindel (18) in die Pumpenkammer (14) gedrückt wird, um von hier aus über den Anschluß (43) in die Kühlkammer (44) des Lüfters (30) nach Fig. 8 zu gelangen. Die abgekühlte Flüssigkeit strömt dann über den Anschluß (25) in die Pumpenkammer (45) und von dort durch die Kanalöffnungen (46) zurück in den Ständer und durch den Kanal (26) zurück in den Läufer. Die Pumpenkammer (45) und die Pumpenkammer (14) sind durch einen Gleitdichtring (47) voneinander getrennt.

Claims (2)

  1. Patentansprüche /½Ein im Ständer und/oder Läufer einer elektrischen Maschine angeordnetes9 mit Flüssigkeit gefülltes in sich geschlossenes RohraV-atem mit einem mit der Läuferwelle umlaufenden Wärmetauscher und einer an die Läufsrwelle gebundene mechanische Pumpeinrichtung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Ständer oder ein Läufsrrohrsystem oder such beide Rohreysteme gemeinsam uber die Pumpeinrichtung an einen Hohlraum eines ventilator- oder propellerähnlich ausgeführten Wärmetauschers angeschlossen ist.
  2. 2. Pumpeinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Läuferwelle (3) einer elektrischen Meachine von einer Stirnseite her mit einer zentrischen Bohrung 516) versehen ist, in der eine Schraubenspindel (18) eo angeordnet ist, daß entweder die Schraubenspindel selbst drehbar zur Läuferwelle (3) gelagert ist, oder die Schraubenspindel (18) fest an die Läuferwelle (3) gebunden und mit dieser relativ zu einem in die Bohrung (16) zentrisch axial hineinragenden Rundteil (17) drehbar gelagert ist, wobei in einer vor und oder nach dem PumpenfErderraum (15) angeordneten Pumpenkammer (13) bzw. (14) auf der Pumpenwelle (17) mindestans sin Drosselfügel (35) angebracht ist Pumpeinrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e e 1 c h n e t, daß die schraubenepindel (18) entweder eine oder mehrere Wendeln mit rechteckigem oder trapezähnlichem Querschnitt besitzt, wobei die Ganghöhe der Schraubenspindel (18) entsprechend dem Einsatzfall festgelegt ist.
    4. Pumpeinrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Pumpenwelle (17) ganz oder teilweise hohl ist und dieser Hohlkanal entweder mit einer Pumpenkammer (13) bzw. (14) oder dem Pumpfbrderraum (15) in Verbindung steht.
    5. Pumpeinrichtung nach den Ansprüchen 2, 3 und 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t. daß eine Pumpenkammer (13) bzw. (14) durch mindestens einen Gleitring zwischen der Pumpenwelle (17) und der Bohrungsuandung (16) geteilt ist, wobei die eine Teilksmmer mit dem Pumpfdrderrsum (15) sowie mit einem Ende (43) des Kühlhohlraumes (44) eines Wärmetsuschers nach Anspruch 1 in Verbindung steht und die andere Teilkammer mit einem anderen Ende (25) des Kühlhohlraumes (44) sowie Uber jeweils einen Anschluß (46) bzw. (40) und (26) bzw. (12) mit dem Ständer und Läuferrohrsystem in Verbindung steht.
    6. Wärmetauscher nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c,h n e t, daß an bzw. in einem Rückenkörper (24), an dem flügelähnliche Ausladungen (30) angebracht sind, mindestens ein Hohlraum (44) - auch in Form mindestens einer Rohrepirale (22), einer Rohrschlange, einer Kanalspirale (22) oder Kanalachlange -mit mindestens zwei Anschlußöffnungen angeordnet ist.
    7. Läuferrohrsystem nach Ar 1, d B d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß mindestens ein Kurzschlußring (7) einer Käfigläufermaschine mit jeweils mindestens einem Hohikanal (8) mit zwei AnschluBöffnungen ausgestattet ist, wobei an einem derartigen Kurzachlußring (7) im Bereich des jeweiligen Ständerwickelkopfes (29) Luftflügel (28) rotationssymmetrisch angeordnet sind oder wobei im Bereich des betreffenden Ständerwickelkopfes (29) ein mit dem Kurzschlußring (7) umlaufender Ventilatorkörper engebracht ist.
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