Bei geschlossenen elektrischen Maschinen mit Außenkühlung und Käfigläufer
in der gebräuchlichen konstruktiven Durchbildung muß die gesamte im Läufer entwickelte
Wärme mittelbar, teils durch die Innenluft, teils durch das Ständereisen an den
Außenmantel des Ständers abgeführt werden. Infolge des hohen Wärmogefälles und der
zu# sätzlichen Erwärmung des Ständers wird, narnentlich bei höherem Schlupf, die
Ausnutzungsmöglichkeit gegenüber einer offenen belüfteten Maschine stark herabgesetzt.
Es sind Konstruktionen bekanntgeworden, bei denen die Kühlluft durch den Eisen.körper
des Läufers und weiterhin über den Außenmantel geführt wurde. Diese Art der Läuferkühlung
ist jedoch bei Drehstrommotoren mit Käfigläufer sehr wenig wirksam, da die Läuferverluste
ausschließlich in der Käfigwicklung liegen und diese mit der den Läufer durchströmenden
Kühlluft nicht in Berührung kommt. Die Kühlwirkung ist daher auch hier nur eine
mittelbare, d. h. die erzeugte Wärme muß durch das Eisenpaket nach innen
zu den Kühlluftöffnungen abfließen. Außerdem ist die zur Verfügung stehende Kühlfläche
relativ gering, so daß wiederum ein hohes Wärmegefälle auftritt.In the case of closed electrical machines with external cooling and squirrel cage in the usual structural design, all of the heat developed in the rotor must be dissipated indirectly, partly through the internal air and partly through the stator iron, to the outer casing of the stator. As a result of the high heat gradient and the additional heating of the stator, the possibility of utilization is greatly reduced compared to an open, ventilated machine, especially with higher slip. Constructions have become known in which the cooling air was passed through the iron body of the rotor and continued over the outer jacket. However, this type of rotor cooling is very little effective in three-phase motors with squirrel cage, since the rotor losses are exclusively in the cage winding and this does not come into contact with the cooling air flowing through the rotor. The cooling effect is therefore only an indirect one, i.e. H. the heat generated must flow through the iron package inwards to the cooling air openings. In addition, the available cooling surface is relatively small, so that again a high heat gradient occurs.
Aufgabe der Erfindung ist, die Abführung der Läuferwärme dadurch besonders
zu erhöhen, daß nicht nur das Läuferblechpaket zur Wärmeabfuhr dient, sondern daß
die Kühlluft direkt an die Käfigwicklung, d. h. an den Entstehungsort der
Läuferwärme berangeführt wird und daß damit auch gleichzeitig die wärmeabführende
Oberfläche vergrößert wird. Bei Kurzschlußläufer-Maschinen in geschlossener Ausführung
mit Außenbelüftung und zusätzlicher Belüftung des Läuferinneren werden hierzu erfindungsgemäß
die Kurzschlußringe derart ausgeführt, daß sie konzentrisch zur Achse liegende Hohlzylinder
bilden, durch die der zusätzliche Innenkühlluftstrom geführt wird.The object of the invention is to increase the dissipation of the rotor heat in particular that not only the laminated core serves to dissipate heat, but that the cooling air is sent directly to the cage winding, ie. H. is transferred to the place of origin of the rotor heat and that the heat-dissipating surface is increased at the same time. For squirrel cage machines in a closed design with external ventilation and additional ventilation of the rotor interior, the short circuit rings are designed according to the invention in such a way that they form hollow cylinders concentric to the axis through which the additional internal cooling air flow is passed.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist aus der Zeichnung ersichtlich,
deren Abb. i einen Längsschnitt der geschlossenen elektrischen Maschine mit Käfigläufer
und deren Abb. 2 einen Schnitt durch den Läufer zeigt.An embodiment of the invention can be seen from the drawing,
Fig. i a longitudinal section of the closed electrical machine with squirrel cage
and Fig. 2 shows a section through the rotor.
In Abb. i ist mit i das Gehäuse der Maschine mit den anschließenden
Lagerschildern, mit 2 der Ständerkörper, mit 4 der auf der Welle 3 sitzende
Läufer bezeichnet. Die Lagerschilder haben für denZutritt undAustritt derKühlluft
entsprechende Öffnungen 5 und 6. Der Lüfter 7 trägt auf der
einen Seite die Flügel 8 für die Innenbelüftung, auf der anderen Seite die
Flügel 9 für die Außenbelüftung der Maschine. Das auf der Welle
3
sitzende Läuferblechpaket,4 besitzt nierenförmige Kanäle 14, durch die die
Kühlluft strömt. Die beiden Kurzschlußringe sind so ausgebildet, daß sie hohlzylindrische,
mit der Welle konzentrische Kränze io, i i bilden. Zwischen ihnen und den Lagerschildöffnungen
5 und 6 sind kegelmantelförmige Leitflächen 12 und 13 vorgesehen.
Der durch die Lüfterflügel 8 bewirkte Luftstrom tritt durch die
Öffnung 5 und den Leitzylinder 12 in den hohlzylindrischen Kurzschlußring
io ein, verläuft dann durch die nierenförmigen Öffnungen 14 im Blechpaket, durch
den zweiten Kurzschlußring i i, den Leitzylinder 13 und die Öffnung 6 nach
den Lüfterflügeln 8. Durch diese wird die Luft mit dem durch die Flügel
9 bewirkten Luftstrom in den Mantelraum 15 gedrückt. Die besondere Ausbildung
der Kurzschlußringe bewirkt somit eine direkte Abführung der Läuferverlustwärme
an der Erzeugungsstelle und eine wesentliche Vergrößerung der Kühloberfläche. Die
Kühlwirkung kann noch durch an der Innenseite der Kurzschlußringe angeordnete, im
wesentlichen axial verlaufende Kühlrippen erhöht werden.In Fig. I, i denotes the housing of the machine with the adjoining end shields, 2 denotes the stator body, and 4 denotes the rotor sitting on the shaft 3. The end shields have corresponding openings 5 and 6 for the entry and exit of the cooling air. The fan 7 carries on one side the blades 8 for the internal ventilation, on the other side the blades 9 for the external ventilation of the machine. The laminated rotor core 4, which is seated on the shaft 3 , has kidney-shaped channels 14 through which the cooling air flows. The two short-circuit rings are designed so that they form hollow cylindrical rings concentric with the shaft io, ii. Between them and the end shield openings 5 and 6 , cone-shaped guide surfaces 12 and 13 are provided. The caused by the fan blade 8 air stream passes through the Publ voltage 5 and the guide cylinder 12 in the hollow cylindrical short-circuit ring io, then passes through the kidney shaped openings 14 in the laminated core, ii by the second short-circuiting ring, the guide cylinder 13 and the opening 6 by the fan blades 8. Through this, the air with the air flow caused by the wings 9 is pressed into the shell space 15. The special design of the short-circuit rings thus causes a direct dissipation of the rotor heat loss at the point of generation and a significant increase in the cooling surface. The cooling effect can be increased by essentially axially extending cooling ribs arranged on the inside of the short-circuit rings.