DE3303148A1 - Fremdbeluefteter durchzugsbeluefteter elektromotorischer antrieb - Google Patents

Description

• Fremdbelüfteter durchzugsbelüfteter
• elektromotorischer Antrieb Die Erfindung betrifft einen fremdbelüfteten durchzugsbelüfteten elektromotorischen Antrieb mit einem Hauptmotor und einem Fremdlüftermotor für das Antreiben eines Radiallüfters zum Ausbilden eines eine Lüfterhaubenöffnung und eine Lagerschildöffnung durchlaufenden und die aktiven Hauptmotorenteile beim Durchfließen von Strömungsnutenkanälen bestreichenden Kühlluftstroms.
• Bei elektromotorischen Antrieben, beispielsweise Drehmomentmotoren und Asynchron-Widerstandskurzschlußläufermotoren, ist es notwendig, die bei der Drehzahlregelung anfallende.
• Verlustwärme abzuführen. Bislang eingesetzte Möglichkeiten durch eingebaute Fremdlüfter, welche den Kühlluftstrom durch den Hauptmotor saugten oder drückten, genügen in vielen praktischen Anwendungsfällen nicht den gestellten Forderungen.
• Der Erfindun.g liegt die Aufgabe zugrunde, einen fremdbelüfteten durchzugsbelüfteten elektromotorischen Antrieb zu schaffen, der bei einfachem und dementsprechend zuverlässigem und kostengünstigem Gesamtaufbau für eine besonders wirkungsvolle Abführung der anfallenden Verlustwärme sorgt.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß auf überraschend einfache Weise durch eine zwei- oder mehrstufige Lüfterausbildung gelöst.
• Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, daß bei gleicher Leistungsgröße des Fremdlüftermotors das Kühlsystem in einer zwei- oder mehrstufigen Ausführung einen wesentlich höheren Wirkungsgrad erzielt.
• Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Fremdlüftermotor mit zwei Radiallüfterflügen bestückt, und der Kühlluftstrom ist zwischen den beiden Radiallüfterflügeln mittels eines Leitblechs radial nach innen gezwungen. Die beiden Radiallüfterflügel bilden einen besonders effektiven Kühlluftstrom aus. Das Leitblech sorgt für günstige Anströmverhältnisse des zweiten Radiallüfters. Dabei kann der Fremdlüftermotor zweckmäßig mittels des Leitbleches über Streben mit Bezug auf die Lüfterhaube fixiert und gehalten sein. Das Leitblech erfüllt damit eine Doppelfunktion.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist auf der gegenüberliegenden.Seite des Fremdlüfters auf der Welle des Hauptmotors ein Lüfterflügel befestigt, welcher den Kühlluftstrom aus den Nutenkanälen kommend um ein weiteres Leitblech ansaugt und über Lagerschildöffnungen austreten läßt. Der auf der Hauptmotorwelle sitzende Lüfterflügel kann den zweiten Lüfterflügel des Fremdlüftermotors ersetzen oder zusätzlich zu diesem vorgesehen sein. Besonders vorteilhaft ist die Ausnutzung der saugenden Funktion des vom Hauptmotor angetriebenen Lüfterflügels, welche erfahrungsgemäß noch wirkungsvoller als die drükkende Funktion ist.
• Vorzugsweise ist- ferner ein Bypass vorgesehen, der einen Teil des von dem Radiallüfter angesaugten Kühlluftstroms so ablenkt, daß er die Oberfläche des Hauptmotors bestreicht.
• Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn der Fremdlüftermotor in der kalten Ansaugseite liegt. Er läßt sich dabei mit einer geringeren Isolierstoffklasse bauen, als wenn er auf der warmen Abtriebsseite des Hauptmotors angeordnet wäre.
• Die Erfindung ist im folgenden -anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeig-en: Fig. 1 einen Teilschnitt durch einen Antrieb mit Hauptmotor und Bremslüftermotor, wobei im oberen Teil der Fig. 1 eine einstufige und im unteren Teil dieser Figur eine zweistufige Ausbildung desm Fremdlüfters dargestellt ist, und Fig. 2 in größerem Maßstab einen Teilschnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1.
• Bei der im oberen Teil der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform sitzt der Fremdlüfter auf der B-Seite eines Hauptmotors 20. Der Fremdlüfter weist einen Fremdlüftermotor 13 und einen Radiallüfter 12 auf. Der Radiallüfter 12 saugt einen Kühlluftstrom 10 über eine Lüfterhaubenöffnung 11 an. Dieser Luftstrom wird vom Lüfter 12 radial nach außen getrieben. Er wird sowohl durch eine Lagerschildöffnung 14 als auch durch einen Bypass 15 gedrückt. Der die Lagerschildöffnung 14 durchströmende Teil des Kühlluftstroms 10 durchfließt Strömungsnutenkanäle 23. Diese werden, wie in Fig.2 im einzelnen veranschaulicht ist, von radial innenliegenden Teilen der die Statorwicklung 21 aufnehmenden Statornuten gebildet. Er entzieht dabei nicht nur der Statorwicklung 21, sondern auch der Läuferkurzschlußwicklung 22 die anfallende Verlustwärme. Der durch die Strömungsnutenkanäle 23 hindurchgeführte Teil des Kühlluftstroms 10 wird von einem Lüfter flügel 24 um ein Leitblech 25 herum angesaugt und durch eine Lagerschildöffnung 26 hindurch abgeführt. Glei-chzeitig bestreicht der vom Bypass 15 abgeleitete Teil des Kühlluftstroms 10 die gerippte Oberfläche 27 des Hauptmotors 20. Die Hauptmotoroberfläche 27 ist zur Verbesserung der Wärmeabstrahlung zweckmäßig mattschwarz gehalten.
• Bei einer Vielzahl von geregelten Antrieben, beispielsweise bei Antrieben für Ventilatoren und Pumpen, ist der mit der Drehzahl quadratisch ansteigende Drehmomentbedarf mit einem Stelltrafo oder einem Phasenarschnittsteuergerät-zu decken.
• Eine sinnvolle Regelung überstreicht dabei einen Drehzahlbereich von 0,4 bis n, wobei n die Nenndrehzahl ist. Zweipolige Ausführungen zeigen die größte Verlustleistung. Unabhängig von der Polzahl ist die Verlustleistung im Bereich von ca. 0,75 n am größten. Der auf der Hauptwelle befestigte Lüfterflügel 24 ist in seiner Anordnung und Dimensionierung so ausgelegt, daß er die von dem Fremdlüfter erzeugte Druckkühlluft aus den Kühlkanälen 23 saugt und somit die anfallende Verlustwärme durch die Lagerschildöffnungen 26 abführt. Aufgrund des zweistufigen Kühlsystems (Lüfterflügel 12 und Lüfterflügel 24) ist die Saugleistung bei der drehzahlgeregelten Anordnung extrem hoch. Bei gleichem Kühlkanalquerschnitt werden wesentlich größere Kühlluftdurchflußmengen als bei einer einstufigen Ausführung erzielt. Es versteht sich, daß die Motoranordnung mit guten Wärmeleitmaterialien aufgebaut ist.
• Die abgewandelte Ausführungsform gemäß dem unteren Teil der Fig. 1 unterscheidet sich von der zuvor erörterten Lösung dadurch, daß der Fremdlüfter selbst zweistufig aufgebaut ist. Auf der von dem Radiallüfter 12 abgewendeten Seite des Fremdlüftermotors 13 sitzt ein weiterer vom Motor 13 angetriebener Radiallüfterflügel 16. Dieser saugt die vom Radiallüfter 12 kommende Kühlluft an, wobei die Kühlluft zwischen den beiden Radiallüfterflügeln 12, 16 mittels eines Leitblechs 17 radial nach innen gezwungen wird. Das Leitblech 17 ist mit der Innenseite der Lüfterhaube dicht verbunden und weist zweckmäßig Streben (z.B. drei in Winkelabständen von 120V angeordnete Streben) zum Fixieren und Halten des Motors 13 auf.
• Durch die Verwendung des zusätzlichen Radiallüfters 16 wird der Wirkungsgrad der Kühlung weiter verbessert, ohne daß es einer Erhöhung der Leistungsgröße des Fremdlüftermotors 13 bedarf. Wegen der erhöhten Kühlleistung kann in diesem Fall unter Umständen auch auf das Sauggebläse 24 verzichtet werden.
• Falls erwünscht und im Einzelfall notwendig, kann die Stufenzahl der Lüfter weiter erhöht werden. Insbesondere kann auch das vom Hauptmotor 20 angetriebene Sauggebläse zusätzlich zweistufig ausgelegt werden.

Claims (6)

1. Ansprüche 1. Fremdbelüfteter durchzugsbelüfteter elektromotorischer Antrieb mit einem Hauptmotor (20) und einem Fremdlüftermotor (13) für das Antreiben eines Radiallüfters (12) zum Ausbilden eines eine Lüfterhaubenöffnung (11) und eine Lagerschildöffnung (14) durchlaufenden und die aktiven Hauptmotorenteile (21, 22.) beim Durchfließen von Strömungsnutenkanälen (23) bestreichenden Kühlluftstroms (10), gekennzeichnet durch eine zwei- oder mehrstufige Lüfterausbildung (12, 16, 24).
2. 2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Femdlüftermotor (13) mit zwei Radiallüfterflügeln (12, 16) bestückt ist und der Kühlluftstrom (10) zwischen den'beiden Radiallüfterflügeln mittels eines Leitblechs (17) radial nach innen gezwungen ist.
3. 3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fremdlüftermotor (13) mittels des Leitblechs (17) über Streben mit Bezug auf die Lüfterhaube fixiert und gehalten ist.
4. 4. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Fremdlüfter (12) gegenüberliegenden Seite auf der Welle des Hauptmotors (20) ein Lüfterflügel (24) befestigt ist, welcher den Kühlluftstrom (10) aus den Strömungsnutenkanälen (23) kommend um ein Leitblech (25) ansaugt und über Lagerschildöffnungen (26) austreten läßt.
5. 5. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Bypass (15) zum Ablenken eines Teils des von dem Radiallüfter (12; 12, 16) angesaugten Kühlluftstroms zwecks Bestreichens der Hauptmotorenoberfläche (27).
6. 6. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fremdlüfte-rmo-tor (13) in der kalten Ansaugseite liegt und mit einer vergleichsweise geringen Isolierstoffklasse gebaut ist.