DE574962C - Einrichtung zur Verbesserung der Kuehlung des Staenders elektrischer Maschinen mit starken Stirnraumstreufeldern - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

Bibiioiheek
Bur. Ind. Eigendom

17 MEI 1933

AUSGEGEBEN AIB
22. APRIL 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 2Id¹ GRUPPE 55

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 27. Mai 1930 ab

Bei ^elektrischen Maschinen großer Leistung entstehen durch die von den Wickelköpfen herrührenden Amperewindungen starke Stirnraumstreufelder, die in benachbarten Metallteilen 'erhebliche Wirbelströme induzieren und hierdurch diese Teile stark erwärmen. Diese zusätzliche Erwärmung zeigt sich.·besonders in den Stirnpaketen des wirksamen ■ Eisens, und es genügt daher nicht, letztere ίο iri der bisher üblichen "Weise mittels axialer Lüftungskanäle zu kühlen, die in der Nut oberhalb oder unterhalb der Nutenleiter angeordnet sind.

Es wurde nun bereits zwecks intensiver Durchlüftung des wirksamen Eisens und für eine wirksame Wärmeabfuhr von der Wick-,." lung die Anordnung von Axialkanälen unmittelbar -an den Flanken der Wicklung entlang und über die ganze Länge des wirkäo samen Eisens sich erstreckend vorgeschlagen. Solche Kühleinrichtungen haben jedoch den Nachteil, daß die Querschnitte sämtlicher Zähne über die ganze Eisenlänge durch die Lüftungskanäle erheblich geschwächt werden, so daß die Eisenverluste im Gebiet der Zähne zu groß ausfallen.

Da jedoch diese Art der Durchlüftung zufolge der breiten Berührungsfläche der Wicklung und der Nutenwandungen mit der Kühlluft die beste Wärmeabfuhr gewährleistet, soll erfindungsgemäß diese Wirkung nutzbar gemacht werden;, um damit nur wenige an den Stirnenden des wirksamen Eisieins liegende Blechpakete, welche der Erwärmung durch das Stirnraumstreufield ausgesetzt sind, zu kühlen, während die Kühlung der übrigen Ständerblechpakete in anderer an sich bekannter Weise, aber unter Vermeidung von Lüftungskanälen, an den Seitenflanken der Zähne bewirkt wird. Unter Umständen genügt es, nur das erste Paket mit der Flanken- belüftung der Wicklung auszuführen.

Dadurch erleidet der magnetische Gesamtquerschnitt der Zähne keine wesentliche Einbuße, während die Küblwirkung jener Endpakete um ein' Mehrfaches stärker ausfällt als" mit den bisher üblichen an der oberen oder unteren Schmalseite der Nutenwicklung angeordneten Kühlkanälen.

Nachdem die Kühlluft das oder die auf diese Weise gekühlten Stirnpakete des wirksamen Eisens axial durchströmt hat, gelangt sie in 'einen oder mehrere radiale Lüftungsschlitze zwischen den Blechpaketen und fließt durch diese in den Abluftraum ab. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß bei Maschinen, bei welchen die radialen Lüftungsschlitze zwischen den Ständerblechpaketen abwechselnd

*) Von dem Pat ent sucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Robert Pohl in Berlin-Charlottenburg.

als Ein- bzw. Ausströmluftschlitze benutzt werden, mindestens der erste benachbarte radiale Lüftungsschlitz zum Austritt, nicht aber zum Eintritt des Kühlmittels benutzt. Die Kühlung der übrigen Ständerblechpakete kann dagegen in beliebiger, an sich, bekannter Weise erfolgen.

In der Zeichnung sind 'einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Abb. ι ίο zeigt in Seitenansicht einen Ausschnitt aus dem Stirnblechpaket des Ständers einer elektrischen Maschine. Mit ι ist das wirksame Eisen, mit 2 die in den Nuten des wirksamen Eisens eingebettete Nutenwicklung und mit 3 die zwischen' je zwei Nuten stehenden Zähne des Ständereisens "bezeichnet. Wie die Abb. 1 zeigt, sind an den breiten Seitenflanken der Nutenleiter breite, flache Lüftungskanäle 4 ausgespart, die sich über die gesamte axiale Länge des dem Stirnraum benachbarten ersten Blechpaketes 14 oder auch noch benachbarter Blechpakete erstrecken. Mit S sind die die Nutenleiter in der Nut festhaltenden' Keile bezeichnet. Oberhalb der Wicklungsnuten sind durch die punktierten Kreise axiale Lüftungskanäle 6 der gebräuchlichen Art in den hinter den Stirnpaketen liegenden Blechpaketen des wirksamen Eisens angedeutet.

In Abb. 2 ist die in Abb. 1 dargestellte Anordnung in der Draufsicht, von der inneren Bohrung des wirksamen Eisens aus gesehen, dargestellt, wobei der den beiden Nutenleitern benachbarte Teil des wirksamen Eisens so weit herausgeschnitten gedacht ist, daß die axialen Lüftungskanäle an der Nutenilanke freigelegt sind.

ι bedeutet auch- hier wieder das wirksame Eisen, 2 die Nutenleiter, 3 die zwischen den Nuten' stehenden Zähne des wirksamen Eisens. Mit 4 sind die an den Flanken der Nutenleiter entlang laufenden Lüftungskanäle, mit 7 die bogenförmigen Teile der Wickelköpfe bezeichnet. Wie die in die Lüftungskanäle eingezeichneten Pfeile andeuten, strömt die Kühlluft vom Stimraum her in die Axialkanäle 4 ein, bespült sowohl die Flanken der Wicklung als auch des benachbarten Zahnes im Stirnpaket und strömt durch den ersten Radialschlitz 11 in' den Abluftraum ab.

Abb. 3 zeigt dieAnordnung im Längsschnitt. Sie läßt besonders deutlich erkennen, daß die Kühlluft vom Stimraum her durch den Kanal 4 in den ersten Radialschlitz r 1 des wirksamen Eisens strömt und sich, dort mit der Kühlluft vereinigt, die, von dem zweiten Radialschlitz 12 kommend, durch den Axialkanal 6 des zweiten Ständerblechpaketes in den ersten Radialschlitz abfließt. Wie die Abb. 3 ferner zeigt, ist dort der Fall angenommen, daß die Radialschlitze i 1, 12, 13 des wirksamen Eisens abwechselnd dem Eintritt und dem Austritt der Kühlluft dienen, wobei der erste Radialschlitz 11 hinter dem Stirnpaket 14 ein Austrittsluftschlitz ist. Wo es zweckmäßig erscheint, können aber auch mehrere der auf das Stirnpaket folgenden Radialschlitze für den' Austritt des Kühlmittels benutzt werden. Wie bereits erwähnt, ist aber, abgesehen von den Stirnpaketen, auch jede beliebige andere Art der Kühlluftführung möglich.

Abb. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für radial hohe Nutenleiter. Um hier den Flanken des Leiters 2 eine seitliche Abstützung zu geben, tritt das Eisen der. Zähne 3 etwa in der Mitte mit Vorsprüngen 8, die sich zweckmäßig über die ganze axiale Länge des Blechpaketes erstrecken, dicht an die Isolation 9 des Leiters heran, so daß hier zwei in radialer Richtung überieinanderliegende Axialkanäle 4 entstehen. 5 ist wieder der Nutenverschlußkeil. In Abb. S ist eine Änderung des in Abb. 4 dargestellten Ausführungsbeispieles, welches besonders für Wick- · hingen mit zwei Stäben pro Nut gedacht ist, wiedergegeben'. Die Nut selbst ist Her rund um den Nutenleiter herum um so viel weiter gestanzt, als die Weite des axialen Kühlkanals im Stirnpaket erfordert. Die Nutenwicklung 2 ist in dieser erweiterten Nut durch Zwischenstücke 10, deren Dicke so gewählt ist, daß sie den Raum zwischen Wicklung und wirksamem Eisen ausfüllen, fest gelagert. Dadurch entstehen auch hier wieder an den Flanken der Wicklung und des wirksamen Eisens entlang- führende Kühlkanäle 4.

Zusätzlich zu den' an den Spulen- und Zahnflanken entlang laufenden axialen Kühlkanälen können auch die bisher gebrauchliehen Axiälkanäle am Nutengrunde und an der Nutenöffnung zur Anwendung kommen. Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die in den Zeichnungen des Beispiels halber , dargestellten' Flachkupferwicklungen, sondern isf mit gleichem Vorteil auch bei Drahtwicklungen oder bei Massivstäben anwendbar. Sinngemäß kann sie auch bei Maschinen verwendet werden, die statt mit Luft mit einem anderen Gas, z.B. Wasserstoff o. dgl., gekühlt sind.

Claims (2)

1. Patentansprüche:.

   i. Einrichtung zur Verbesserung der Kühlung des Ständers elektrischer Maschinen mit starken Stirnraumstreufeldern, dadurch gekennzeichnet, daß nur wenige an den Stirnenden des wirksamen Eisens liegende Blechpakete, mindestens jedoch das erste (14) mit axial an den Nutenleitern, vorzugsweise an ihren Seitenflanken, gegebenenfalls aber auch zusätzlich am

   Nutengrund oder an der Nutenöffnung entlang führenden Lüftungskanäleii (4) versehen ist, durch welche das Kühlmittel (z.B. Kühlluft) von der Stirnseite her zwischen den Flanken der Nuten und der Leiter (2) entlang- streicht und von dort durch den benachbarten Radialschlitz (11) in den Abluftraum geleitet wird, während die Kühlung der 'übrigen Ständerblechpakete in' anderer an sich bekannter Weise, aber unter Vermeidung von Lüftungskanälen, an den Scitenilankcn der Zähne bewirkt wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß bei Maschinen, bei welchen die radialen Lüftungsschlitze (11, .12, 13) zwischen den Ständerblechpaketen abwechselnd als Ein- bzw. Ausströmluftschlitze benutzt werden, wenige an' den Stirnenden aufeinanderfolgiende Radialschlitze, mindestens jedoch der erste (11) dem Austritt des Kühlmittels dient.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen