DE925596C

DE925596C - Luefteranordnung fuer elektrische Maschinen

Info

Publication number: DE925596C
Application number: DES9397D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr Scheuring
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1942-09-10
Filing date: 1942-09-10
Publication date: 1955-03-24

Description

Lüfteranordnung für elektrische Maschinen Bei der Kühlung elektrischer Maschinen wird durch einen oder mehrere Lüfter statischer Druck erzeugt, mit Hilfe dessen Luft durch die Maschine gesaugt oder gedrückt wird. Die Raum- und Bauverhältnisse von elektrischen Maschinen zwingen dazu, Lüfterformen zu verwenden, die möglichst unmittelbar den erforderlichen statischen Druck erzeugen. Man hat sich deshalb bisher auf Lüfter mit radial angeordneten oder rückwärts gekrümmten Schaufeln beschränkt. Obwohl ein Lüfter mit vorwärts gekrümmten Schaufeln bei gleichem Platzbedarf einen erheblich höheren Gesamtdruck erzeugt als die zuerst genannten Lüfterformen, schied dieser für die Kühlung elektrischer Maschinen aus, da ein erheblicher Anteil seines Gesamtdruckes als dynamischer Druck auftritt und die Raumverhältnisse in den elektrischen Maschinen es nicht gestatten, wie bei Ventilatoren den dynamischen Druckanteil durch Leitvorrichtungen in statischen Druck überzuführen.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß der große Anteil an dynamischem Druck, d. h. die hohe Luftaustrittsgeschwindigkeit mit vorwärts gekrümmten Schaufeln kühltechnisch für elektrische Maschinen günstig ist, wenn der Luftstrom hoher Geschwindigkeit unmittelbar gegen zu kühlende Wicklungsköpfe od. dgl. geblasen wird, weil die Wärmeabgabe oder Wärmeabfuhr durch Steigerung der Luftgeschwindigkeit und die dadurch bedingte stärkere Luftdurchwirbelung begünstigt wird.
Erfindungsgemäß wird deshalb bei der Lüfteranordnung ein Lüfter mit vorwärts gekrümmten Schaufeln verwendet, der die radial nach außen geförderte Luft gegen die zu kühlenden Teile bläst. Es ist wohl eine elektrische Maschine bekannt, bei der bereits vorwärts gekrümmte Schaufeln verwendet werden. Diese sind jedoch zwischen Wicklungshaltern gegenüber den radialen Schlitzen des Ständers angeordnet, also nicht innerhalb gitterartig aufgelöster Teile. Sie bilden mit anderen, zwischen ihnen angeordneten Leitwänden Kanäle mit nach innen sich verengendem Querschnitt und haben gegenüber dem der Erfindung zugrunde liegenden Problem die völlig andere Aufgabe, das Kühlgas vom äußeren Umfang her aus den radialen Ständerschlitzen in an der Läuferwicklung axial entlang laufende Kanäle zu drücken.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
In Fig. I sind an den Stirnseiten des Läufers I, Lüfter 2, 3 mit vorwärts gekrümmten Schaufeln angeordnet, die mit hoher Geschwindigkeit Luft gegen die Wicklungsköpfe 4 und über den Ständerrücken 5 blasen. Die Luft tritt bei 6 etwa in der Mitte des Ständers aus. 7 sind die Eintrittsöffnungen der Kühlluft. Die Erfindung bietet den Vorteil, daß die Lüfter in radialer Richtung verhältnismäßig schmal gehalten werden können, also in radialer Richtung nicht viel Platz beanspruchen und in der gleichen Richtung genügend große Eintrittsquerschnitte für die Kühlluft frei lassen. Man kann infolgedessen solche Lüfter auch dort verwenden, wo an sich wegen Platzmangel die Anbringung anderer Lüfter mit radialen oder rückwärts gekrümmten Schaufeln nicht möglich wäre.
Während Fig. I die Anwendung eines solchen Lüfters bei einer offenen Maschine zeigt, ist in Fig. 2 eine geschlossene Maschine dargestellt. Hier wälzen Lüfter 2, 3 einen Kühlluftstrom in den Stirnkammern 8 der Maschine um. Zur Umleitung des Kühlluftstromes dienen die Leitflächen 9. Der im Kreislauf in den Stirnkammern umgewälzte Kühlluftstrom wird an dem gerippten Ständergehäuse rückgekühlt, über das in bekannter Weise ein Außenlüfter IO einen Kühlluftstrom bläst. Zwecks Verbesserung der Rückkühlung kann das Ständergehäuse im Bereich der Wickelköpfe auch mit Innenrippen versehen sein.
In Fig. 3 sind zwecks Verbesserung der Rückkühlung die Lagerschilde II mit Rippen versehen Von außen werden die Lagerschilde mit Hilfe von Lüftern IO gekühlt, die einen Kühlluftstrom I2 erzeugen. Der Luftstrom wird außen noch durch das mit Hohlrippen 13 im Bereich der Wickelköpfe versehene Ständergehäüse rückgekühlt. Natürlich können auch die Lagerschilde entsprechend mit Hohlrippen versehen sein.
In Fig.4 wird von dem Außenlüfter IO der Außenkühlluftstrom durch über dem Ständerrücken angeordnete Rohre innerhalb des Gehäuses hindurchgeblasen. Der Innenkühlluftstrom, der durch Kanäle 15 des Läufers und Ständers und durch die Wicklungsköpfe 4 hindurchtritt, wird zwecks Rückkühlung auch zwischen den Rohren 14 hindurchgeblasen. Er wird durch einen Doppellüfter 21, 22 mit vorwärts gekrümmten Schaufeln erzeugt, von denen der eine, 21, innerhalb der Wicklungsköpfe 4, der andere, 22, zwischen den Wicklungsköpfen und den Rohren 14 umläuft. Die hohe Austrittsgeschwindigkeit des Lüfters 21 ergibt eine wirksame Kühlung der Wicklungsköpfe. Die hohe Luftaustrittsgeschwindigkeit des Lüfters ä2 steigert den Wärmeaustausch zwischen Innen-und Außenkühlluftstrom durch die Rohrwandungen.
Fig. 5 zeigt eine ähnliche Ausführungsform, bei der jedoch der eine Lüfter 2i weggelassen und der andere Lüfter 22 etwas weiter von den Wickelköpfen 4 abgerückt und radial verbreitert ist.

Claims

PATENTANSPRUCH: Lüfteranordnung für elektrische Maschinen, bei der der Lüfter radial innerhalb von insbesondere gitterartig aufgelösten zu kühlenden Teilen (Wicklungsköpfen) der Maschine umläuft, gekennzeichnet durch die Anwendung eines Lüfters mit vorwärts gekrümmten Schaufeln, der die radial nach außen geförderte Luft gegen die zu kühlenden Teile bläst. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 612 236, 495 266, 493 699, 74 713; britische Patentschriften Nr. 496 467, 490 o62, 431 947, 413 835, 379 6316, 37 0 244.