DE966721C - Belueftung von gekapselten Stromwendermaschinen - Google Patents

Belueftung von gekapselten Stromwendermaschinen

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DE966721C
DE966721C DES3652D DES0003652D DE966721C DE 966721 C DE966721 C DE 966721C DE S3652 D DES3652 D DE S3652D DE S0003652 D DES0003652 D DE S0003652D DE 966721 C DE966721 C DE 966721C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
commutator
ventilation according
flags
machine
cooling air
Prior art date
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Expired
Application number
DES3652D
Other languages
English (en)
Inventor
Dr-Ing Wilhelm Leukert
Dr-Ing Karl Ott
Dipl-Ing Franz Paufler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DES3652D priority Critical patent/DE966721C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE966721C publication Critical patent/DE966721C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/28Cooling of commutators, slip-rings or brushes e.g. by ventilating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Description

  • Belüftung von gekapselten Stromwendermaschinen Einerseits ist es bekannt, Bahnmotoren in der Weise zu belüften, daß die Kühlluft auf der vom Stromwender abgewandten Seite der Maschine eintritt, in axialer Richtung die Maschine durch= strömt, über den Stromwender geführt wird und schließlich auf der Seite des Stromwenders die Maschine verläßt. Diese Belüftung besitzt den Nachteil, daß der Stromwender und die Bürsten nur von bereits vorgewärmter Luft bestrichen werden. Andererseits ist es auch bereits bekanntgeworden, die Kühlluft auf der Seite des Stromwenders der Maschine zuzuführen, über den Stromwender weiterzuleiten und nach Kühlung des Läufers auf der vom Stromwender abgewandten Seite der Maschine austreten zu lassen. Hierbei wird Kohlebürstenstaub in das Maschineninnere geblasen, wo er sich an unzugänglichen bzw. nicht zu beobachtenden Stellen absetzen und zu Überschlägen führen kann.
  • Es ist weiterhin bekannt, die Stromwenderfahnen als Lüfterflügel auszubilden, wobei gleichzeitig der den Stromwender umgebende Raum durch die Stromwenderfahnen und durch die zwischen diesen liegende Isolierung gegenüber dem Läufer abgeschlossen wird. Unter Verwendung dieser an sich bekannten Ausbildung der Stromwenderfahnen sieht nun die Erfindung eine Kühlluftführung für gekapselte Stromwendermaschinen vor, die die eingangs erwähnten Nachteile vermeidet. Gemäß der Erfindung gelangt die Kühlluft mindestens teilweise auf der Seite des Stromwenders in die Maschine; die Kühlluft wird dann durch die als Lüfterflügel ausgebildeten Fahnen über den Stromwender hinweg und wieder radial aus der Maschine nach außen befördert. Auf diese Weise wird einerseits eine gute Kühlung des Stromwenders und der Fahnen erreicht und andererseits verhindert, daß Bürstenstaub in die Maschine gelangt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung tritt ein Teil der Kühlluft auf der vom Stromwender abliegenden Seite der Maschine in diese ein, strömt innerhalb des aktiven Teiles des Läufers bis zum Stromwender, wird hierauf um I8o° umgelenkt und durch den aktiven Teil des Läufers geführt. Damit gelingt es in besonderem Maße, den einzelnen Maschinenteilen kalte Luft zuzuführen. Äußerst wirksam kann die Belüftung dann werden, wenn zusätzlich Kühlluft dem Ständerrücken und hierauf den Ständerwickelköpfen zugeführt wird, wonach sie nach außen gelangt.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Gemäß Fig. I wird ein Teil der Kühlluft auf der vom Stromwender abliegenden Seite der Maschine eingeblasen, durchströmt den Läufer I zwischen der Innenfläche des Blechpaketes 2 und der Welle 3 bis zum Stromwender 4, an dessen dem Läufer zugewandter Stirnseite er um I8o° umgelenkt wird. Da die Luft innerhalb des aktiven Teiles des Läufers zuströmt, gelangt sie nunmehr noch verhältnismäßig kalt in die Kanäle im Blechpaket des Läufers. Dieser wird daher gut gekühlt. Nach Durchströmen der Läuferkanäle tritt die Kühlluft auf der vom Stromwender abliegenden Seite der Maschine aus. Ein zweiter Kühlluftstrom wird durch die Öffnungen 5 auf den Rücken des Ständers 6 geblasen. Von hier aus durchströmt die Kühlluft den Raum zwischen Ständer und Gehäuse 7 und bestreicht die Wicklungsköpfe 8 der Ständerwicklung, worauf sie an beiden Stirnseiten des Ständers durch Öffnungen 9 im Gehäuse nach außen gelangt. Ein dritter Kühlluftstrom tritt durch Öffnungen Io im dem Stromwender benachbarten Lagerschild II in den Raum um den Stromwender in die Maschine ein. Von dort wird sie von den als Lüfterflügel ausgebildeten Kommutatorfahnen I2 an den Wicklungsköpfen des Ständers vorbeibefördert und strömt durch die gleichen Öffnungen 9 ins Freie, durch die der vom Ständerrücken kommende Luftstrom nach Bestreichen der dem Stromwender benachbarten Wicklungsköpfe abströmt. Mit besonderem Vorteil werden kegelförmige Führungsbleche I3, 14 und I5 vorgesehen, durch die die gewünschte Luftführung erzwungen wird. Die Ausbildung der Stromwenderfahnen als Lüfterflügel kann beispielsweise folgendermaßen geschehen: Gemäß Fig.2 sind in vorzugsweise regelmäßigen Abständen Fahnen I6 in axialer Richtung gegenüber den Nachbarfahnen verbreitert. Auch die zwischen, z. B. auf die doppelte Breite, vergrößerten Fahnen liegenden Fahnen I7 und I8 können zur Vergrößerung der Kühlfläche unterschiedliche Breiten erhalten. Ferner ist es auch möglich, zur Herstellung der Lüfterflügel die Fahnen I9 nach Fig. 3 mit U-förmigem Querschnitt auszuführen, indem z. B. in die zunächst rechteckig hergestellten Fahnen Schlitze :2o, beispielsweise durch Einfräsen, eingearbeitet werden. Wie vor allem- die Fig. 2 und 3 erkennen lassen, bilden die Fahnen mit ihren nicht als Lüfterflügel wirkenden Teilen gemeinsam mit der dazwischenliegenden Isolation eine volle ringförmige Wand, die den den Stromwender umgebenden Raum gegenüber dem Läufer abschließt und demnach verhindert, daß die vom Stromwender und den Bürsten kommende Luft und damit Bürstenstaub ins Maschineninnere gelangt.
  • Da bei Bahnmotoren der Lufteintritt auf der Seite des Stromwenders nicht am ganzen Umfang gleichmäßig, sondern nur vorwiegend oben und auf der der Treibradachse gegenüberliegenden Seite geschehen kann, ergibt sich ohne besondere Vorkehrungen eine ungleichmäßige Verteilung des Kühlluftstromes über den Stromwender. Das kann weitestgehend vermieden werden, wenn am Lagerschild ein Ringraum 2I geschaffen wird, der durch den Lagerschild selbst, ein zylindrisches Blech 22, ein ringförmiges Blech 23 durch den Bürstenhalterträger 24 und durch den Stromwenderkörper 25 gebildet wird. Der Spalt 26, durch den die Luft aus dem Ringraum in den den Stromwender umgebenden Raum gelangt, ist -exzentrisch gestaltet. Er hat seine geringste Breite auf- der diametral gegenüberliegenden Maschinenseite. Zwischen diesen beiden Stellen nimmt die Größe des Spaltes vorteilhaft stetig zu. Im vorliegenden. Fall ist die Größe des Spaltes an den Öffnungen Io mit S1 angegeben. Außerdem ist die Größe des Spaltes S2, wie sie sich auf der in der Zeichnung nicht dargestellten diametral gegenüberliegenden Seite ergeben würde, mit S2 eingetragen.
  • Zur Verbesserung der Luftführung über die Stromwen deroberfläche können zwischen den Bürstenhaltern Abschlußwände 27 oder Wandteile angeordnet werden, mit deren Hilfe Kanäle gebildet werden, die außerdem durch die Bürstenhalter und die Stromwenderoberfläche begrenzt werden.
  • In Fig. I sind die Luftwege durch Pfeile angedeutet.
  • Die Fig. 4 bis 6 lassen weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung teilweise erkennen. Hierbei zeigt die Fig. 5 einen Schnitt entlang der Ebene A-B der Fi,g. q. und die Fig. 6 und 7 einen entsprechenden Schnitt durch abgewandelte Formen. In allen Fällen sind alle Fahnen auf einem Teil ihrer Dicke in axialer Richtung verbreitert. Bei der Ausführung nach Fig. 5 sind die Fahnen 28 im mittleren Teil, bei dem in Fig. 6 dargestellten Beispiel die Fahnen 29 nur auf einer Seite in axialer Richtung verbreitert. Der Übergang von der Lamelle zurr Fahne erfolgt dabei vorzugsweise allmählich:, z. B. durch eine Ausrundung 3o. Damit wird ein Festsetzen von Verunreinigungen, z. B. Kohlenstaub, vermieden. Die verbreiterten, als Lüfterflügel wirkenden Teile 31 bzw. 32 der Fahnen. können mit diesen aus -einem Stück bestehen. In diesem Fall werden die Fahnen zur Bildung der Lüfterflügel vor oder nach dem Zusammenbau, z. B. durch . Fräsen, teilweise dünner gemacht. Die Teile 3I bzw. 32 können jedoch auch nachträglich an den normal ausgeführten Fahnen, insbesondere durch Hartlötung oder Schweißung, befestigt sein. Gemäß Fig. 7 sind einseitig verbreiterte Fahnen 33 spiegelbildlich zueinander angeordnet.
  • An Stelle aller Fahnen kann auch nur ein Teil hiervon in der an Hand der Fig. 4 bis 7 beschriebenen Weise ausgeführt sein. In entsprechender Weise können auch bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführung alle oder nur ein Teil der Fahnen einen U-förmigen Querschnitt besitzen, also als Lüfterflügel ausgeführt sein. Ist nur ein Teil .der Fahnen als Lüfterflügel ausgebildet, dann sind diese vorzugsweise in regelmäßigen Abständen über den Umfang verteilt.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Belüftung von gekapselten Stromwendermaschinen, insbesondere für Bahnbetrieb, bei denen der den Stromwender umgebende Raum gegen den Läufer durch die als Lüfterflügel ausgebildeten Stromwenderfahnen und die zwischen diesen liegende Isolierung abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluft mindestens teilweise auf der Seite des Stromwenders in die Maschine gelangt und durch die als Lüfterflügel ausgebildeten Fahnen über den Stromwender hinweg und wieder radial aus der Maschine nach außen befördert wird. z. Belüftung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in vorzugsweise regelmäßigen Abständen Fahnen in. axialer Richtung gegenüber Nachbarfahnen verbreitert sind. 3. Belüftung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise alle Fahnen über einen Teil ihrer Dicke in axialer Richtung verbreitert sind. 4. Belüftung nach Anspruch I bis 3, gekennzeiehnet durch Fahnen mit U-förmigem Querschnitt. 5. Belüftung nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Seite des Stromwenders in die Maschine gelangende Luft über einen Ringraum zugeführt wird. 6. Belüftung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum innerhalb des Gehäuses im wesentlichen durch den Lagerschild, den Stromwenderkörper, den Bürstenhalter und durch zylindrische sowie kegelige Bleche gebildet ist. 7. Belüftung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum auf der Seite des Stromwenders einen ringförmigen Spalt besitzt, der bei exzentrischer Luftzufuhr zum Ringraum zu der von der Luftzufuhrseite entfernten Seite hin größer wird. B. Belüftung nach Anspruch I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluft durch Kanäle geführt wird, die durch Abdeckungen zwischen den Bürstenhaltern, diesen selbst und die Stromwenderoberfläche begrenzt sind. 9. Belüftung nach Anspruch I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die als Lüfterflügel ausgebildeten Fahnen die Luft zu den Wickelköpfen des Ständers befördern. Io. Belüftung nach Anspruch I bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Kühlluft auf der vom Stromwender abliegenden Seite der Maschine in diese eintritt, innerhalb des aktiven Teiles des Läufers bis zum Stromwender strömt, hierauf um I8o° umgelenkt und durch den aktiven Teil des Läufers geführt wird. II. Belüftung nach Anspruch I bis Io, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Kühlluft dem Ständerrücken und hierauf den Ständerwi.ckelköpfen zugeführt wird, wonach sie nach außen gelangt. 12. Belüftung nach Anspruch io oder i i, dadurch gekennzeichnet, daß kegelige Führungsteile am Stromwender zur Umlenkung dpr Läuferluft und gegebenenfalls in der Nähe der Ständerstirnflächen vorgesehen sind, um die Kühlluft den Ständerwickelköpfen zuzuleiten. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 203 722, 217 663, 723524-
DES3652D 1943-09-16 1943-09-16 Belueftung von gekapselten Stromwendermaschinen Expired DE966721C (de)

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DE966721C true DE966721C (de) 1957-09-05

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ID=7470287

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE203722C (de) * 1907-10-15
DE217663C (de) *
DE723524C (de) * 1940-05-26 1942-08-06 Garbe Elektrische Maschine mit als Luefterfluegel wirkenden Stromwenderfahnen

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE217663C (de) *
DE203722C (de) * 1907-10-15
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