DE949755C - Gekapselte elektrische Maschine mit Kuehlrohren und im Kreislauf gefuehrtem Innenkuehlluftstrom - Google Patents

Description

• Gekapselte elektrische Maschine mit Kühlrohren und im Kreislauf geführtem Innenkühlluftstrom Die gebräuchlichen Kühlanordnungen von gekapselten elektrischen Maschinen sind in der Regel so geschaffen, daß die in der Maschine erzeugte Verlustwärme von einer Seite der Maschine zur anderen Seite gefördert wird, so daß ein und dieselben Teile der Maschine, z. B. die Wicklungen, beträchtliche Temperaturunterschiede aufweisen können. Diese ungleichmäßige Wärmeverteilung kann es mit sich bringen, daß die Maschine oder zumindest Teile der Maschine auf der einen Seite genügend gekühlt, auf der anderen Seite aber die zulässige Temperatur überschritten wird. Außerdem begünstigt sie die Bildung von Kondenswasser. Es sind ferner gekapselte elektrische Maschinen mit getrennter Innen- und Außenkühlung bekannt, bei welchem der Innenkühlluftstrom zwischen Blechpaketrücken, Wickelköpfen und Gehäuse mehrfach umgelenkt wird.
• Die Erfindung betrifft nun eine gekapselte elektrische Maschine der zuletzt genannten Art, bei der erfindungsgemäß ein die Frischluft über das eine Lager durch die- Kühlrohre saugender, vom Innenluftstrom durch eine Zwischenwand abgeschlossener Lüfter vorgesehen ist, der zusätzlich Außenluft zur Kühlung des anderen Lagers. durch zweckmäßig in der Nähe des Lagers im Lagerschild angebrachte Öffnungen ansaugt. Die durch eine solche Kombination erreichten Vorteile bestehen einerseits in der Vermeidung der den erstgenannten Kühlanordnungen anhaftenden Nachteile und andererseits in der gleichzeitigen und gleichmäßigen Kühlung beider Lager durch zwei getrennte Kühlluftströme sowie in der sehr wirksamen Kühlung des Blechpaketes durch einfachste Mittel.
• Vorteilhaft sind die Kühlrohre, über dem Umfang verteilt, zwischen Blechpaketrücken und der im Abstand dazu stehenden Gehäusewandung angeordnet, wobei die Rohre, in der Längsrichtung verlaufend, beide Wickelkopfräume durchsetzen. Diese Anordnung gestattet es, den Wärmeaustauschvorgang innerhalb des Kühlluftkreislaufes zu unterteilen, d. h., nach jeder Erwärmung der Kühlluft an einem Teil der Maschine erfolgt unmittelbar darauf eine entsprechende Abkühlung, so daß die Kühlluft keine hohen Temperaturen annehmen kann. An Hand des Ausführungsbeispiels, das weitere Merkmale der Erfindung erkennen läßt, soll dies des näheren erläutert werden.
• Die Zeichnung zeigt in zwei Abbildungen eine gemäß der Erfindung ausgeführte Maschine im Längs- und im Querschnitt. Das Ständerblechpaketa ist in ein geschweißtes Gehäuse b eingesetzt, und zwar liegt es an den Längsrippen c an, die über den Innenumfang des Gehäusemantels b verteilt sind. Das Blechpaket a wird durch zwei Preßringe d, die in den Längsrippen c durch Spannringe verankert sind, zusammengehalten. Der Läufer e besitzt axiale Kanäle f für den Innenluftstrom, der durch den Innenventilator g in Umlauf versetzt wird. Zur Erzielung einer besseren Saugwirkung schließt sich an die axialen Läuferkanäle f ein weiterer Kanal h an, der sich bis zum Lüfter g erstreckt. Der Innenraum der Maschine wird auf der einen Seite durch das Lagerschild k1 auf der anderen Seite durch die Trennwand m und dem Gehäuseflansch p2 begrenzt. Zwischen diesen Trennwänden und dem anderen Lagerschild k2 befindet sich ein weiterer Lüfter n, der zum Ansaugen der Frischluft durch die Kühlrohre o dient. Diese Kühlrohre sind an beiden Enden in den Gehäuseflanschen p1 und p2, z. B. durch Einwalzen, befestigt. Sie münden in einen durch die Zwischenwand m, den Gehäuseflansch p2 und eine weitere Zwischenwand q gebildeten Raum, aus dem der Lüfter n die Luft absaugt und sie durch am Außenumfang des Gehäuses angebrachte Öffnungen ins Freie befördert. Die Förderung der Frischluft mittels eines Saugventilators ist gegenüber der Luftförderung durch einen Druckventilator erheblich günstiger, da die Luft in die Kühlrohre einströmen kann, ohne daß es zu starken Wirbelbildungen kommt. Diese Förderungsart arbeitet daher erheblich verlustfreier. Dazu kommt, daß die Ventilatorverlustwärme den Kühlluftstrom nicht vorwärmt. Der Lüfter n kann gleichzeitig zur Kühlung des Lagers l2 mit herangezogen werden, indem mittels zusätzlicher kleiner Lüfterflügel v Luft durch die in der Nähe des Lagers angebrachten Öffnungen des Lagerschildes k2 angesaugt wird. Das Leitblech r, das an dem linken Gehäuseflansch p1 befestigt ist, sorgt dafür, daß auch das andere Lager der Welle i eine genügende Kühlung erfährt. Dieses Leitblech r ist so geformt, daß der Frischluftstrom gezwungen ist, über das Lager l1 und über die sich bis zum Lager erstreckenden radial verlaufenden Kühlrippen s zu streichen, die an der Außenseite des Lagerschildes k1 angebracht sind. Beide Lager erhalten auf diese Weise eine kräftige Kühlung.
• Der Wärmeaustauschvorgang innerhalb eines Kreislaufs des Innenluftstroms geht folgendermaßen vor sich: Während des Betriebes wird von dem Lüfter n dauernd Frischluft durch die Kühlrohre o gefördert. Der Innenlüfter g schleudert die aus den axialen Läuferkanälen f und dem sich daran anschließenden Kanal h angesaugte Luft radial gegen die Enden der Kühlrohre o. Die vom Läufer aufgenommene Verlustwärme wird somit sofort wieder an die Kühlrohre abgegeben. Die so abgekühlte Kühlluft trifft nun, geleitet von der an der Gehäusewandung angebrachten Leitfläche u, auf die Wickelköpfe und den Läuferumfang auf. Bevor nun die Kühlluft in weiterem Kreislauf in den Raum zwischen Blechpaketrücken und Gehäusewandung eintritt, wird der Kühlluft durch den vor dem Blechpaket liegenden Teil der Kühlrohre erneut die aufgenommene Wärme entzogen. Die eingezeichneten Pfeile lassen die Strömungsrichtung der Kühlluft erkennen. Mit Hilfe einer weiteren Leitfläche e, die etwa in der Mitte des Blechpaketes angeordnet ist, wird die zwischen Blechpaket und Gehäuse hindurchströmende Kühlluft nach dem Blechpaketrücken geführt, so daß dieser intensiv gekühlt wird. Die mitgeführte Wärme wird wiederum sofort an den den linken Wickelkopfraum durchquerenden Anfangsteil der Kühlrohre o abgegeben, so daß die Wickelköpfe von einem erneut gekühlten Luftstrom umspült werden. Die durch die Wickelköpfe erwärmte Luft kann sich an dem durch die Rippen s gekühlten Lagerschild k1 und vor allem an den der Lagerschildinnenseite sitzenden zusätzlichen Rippen z so weit wieder abkühlen, daß eine ausreichende Kühlung des Läufers gesichert ist. Damit ist der Kreislauf der Kühlluft geschlossen.
• Diese wechselweise Erwärmung und Abkühlung der Kühlluft während eines Kreislaufs bietet erhebliche Vorteile. Es wird dadurch verhindert, daß Wicklungsteile hohe Temperaturen annehmen und daß insbesondere ein hohes Temperaturgefälle auftritt. Da die Temperaturunterschiede nur gering sind, ist auch nicht mit der Bildung von Kondenswasser zu rechnen. Die Wärmeabfuhr aus dem Ständerblechpaket wird dadurch noch gefördert, daß die Rohre in möglichster Nähe des Blechpaketrückens liegen. Ferner ist es noch als Vorteil anzusehen, daß durch die Kühlrohre unmittelbar die Abfuhr der strahlenden Wärme wesentlich gesteigert wird. Außer durch die Kühlrohre o wird die Wärme noch durch die Innenrippen c und das Gehäuse b nach außen abgeführt. Zur Verstärkung dieser Wirkung können besonders bei Maschinen für Aussetzbetrieb noch die in der Zeichnung punktiert angedeuteten Außenrippen w vorgesehen sein. Die Rohre o lassen sich ohne weiteres während des Betriebes nach Abnahme des Leitbleches r reinigen.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Gekapselte elektrische Maschine mit Kühlrohren und im Kreislauf geführtem, mehrfach zwischen Blechpaketrücken, Wickelköpfen und Gehäuse umgelenktem Innenkühlluftstrom, gekennzeichnet durch einen die Frischluft über das eine Lager durch die Kühlrohre saugenden, vom Innenluftstrom durch eine Zwischenwand abgeschlossenen Lüfter, der zusätzlich Außenluft zur Kühlung des anderen Lagers durch zweckmäßig in der Nähe des Lagers im Lagerschild angebrachte Öffnungen ansaugt.
2. 2. Elektrische Maschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflächen zur Umlenkung des Innenkühlluftstroms Teil des Gehäuses, vorzugsweise angegossene Rippen sind.
3. 3. Elektrische Maschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Lüfter für Frischluft mit zusätzlichen Lüfterflügeln zum Ansaugen der für die Lagerkühlung bestimmten Außenluft versehen ist.
4. 4. Elektrische Maschine nach Anspruch I und 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse so geformte Leitbleche angeordnet sind, daß die angesaugte Frischluft über das Lager und den Lagerschild hinwegstreicht.
5. 5. Elektrische Maschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschilde außen und innen mit Kühlrippen versehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 33I 4o8, 59I 736, 6o7 55I, 6I6 9o2, 7o2 994, 7o4 9Io; schweizerische Patentschriften Nr. 98 653, I75 I3I; französische Patentschrift Nr. 789 o9o; britische Patentschriften Nr. 9 I33 vom Jahre I9o9, I28 33o, 546 76o; USA.-Patentschrift Nr. 2 196 4o8.