WO1993020609A1 - Ständerblechpaket gehäuseloser drehstrommaschinen - Google Patents

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WO1993020609A1
WO1993020609A1 PCT/DE1993/000292 DE9300292W WO9320609A1 WO 1993020609 A1 WO1993020609 A1 WO 1993020609A1 DE 9300292 W DE9300292 W DE 9300292W WO 9320609 A1 WO9320609 A1 WO 9320609A1
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cooling
cooling air
stator core
section
cross
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PCT/DE1993/000292
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Inventor
Heinz-Dieter Eberhardt
Eberhard Schubert
Ralph Hahnel
Norbert Thomas
Joachim Pax
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Vem-Antriebstechnik Ag
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/20—Stationary parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium

Definitions

  • the invention relates to a square stator core package without housing three-phase machines with axial cooling channels.
  • fins are welded onto the stator core or already provided when the individual plates are punched, and the intermediate fin channels are ventilated.
  • the predominantly square sheets are provided with individual cooling channels in the corner areas.
  • the cooling air is sucked or pressed in the cooling channels.
  • closed axial cooling channels are known both for electrical machines with a housing in accordance with DE-OS 26 23 493 and for housingless three-phase machines in accordance with DE-OS 37 35 735.
  • Individual stator plates with large cooling air openings are described, which encompass the entire electromagnetic part.
  • instead of the large cooling air Openings arranged radial cooling air recesses so that a larger surface is available for the supply of heat.
  • This solution has the disadvantage that the side length of the square stator core is much larger than the necessary diameter for the magnetic circuit.
  • the object of the invention is to further improve the cooling of caseless three-phase machines, to use the cooling air flow effectively and to make the cross section of the stator core package as small as possible.
  • the object is achieved in that, in the case of three-phase motors without a square cross section, the stator core has axial cooling channels in the corner areas, their position and dimensions being predetermined by the openings arranged in the press frame and longitudinal and transverse cooling webs () in the cooling air windows (1). 2, 3) are arranged and the cooling air openings (4) formed thereby, with the exception of the production opening (6) in the outermost corner region, are continuously provided with ribs (5) on the inside on at least three sides.
  • REPLACEMENT LEAF The arrangement of many longitudinal cooling webs (2) and transverse cooling webs (3) in the cooling air window (1) creates a large number of cooling air openings (4).
  • the cooling surface of the stator plate package that is effectively available for transferring heat to the cooling air is greatly increased.
  • the production opening can also be provided in whole or in part with ribs (5).
  • the position of the cooling air openings is generally apparent from the prior art within the boundary formed by the opening of the press frame.
  • a further enlargement of the flow cross section for cooling is possible according to claim 3, in that the cross section of the cooling air window (1) of the stator core stack formed by the outer edge is equal to or larger than the cross section of the opening of the press frame (7).
  • the figure shows the symmetrical half of a stator core according to the invention of a three-phase main drive.
  • a cooling air window (1) the outer edge of which
  • Opening of the press frame (7) is formed, several longitudinal and transverse cooling webs (2, 3) are arranged.
  • the resulting cooling air openings (4) are continuously provided with ribs (5) on the inside on at least three sides.
  • the width of the longitudinal cooling webs (2) and transverse cooling webs (3) is chosen so that the heat conduction from the adjacent areas "of the magnetic circuit remains large enough so that the cooling air absorbs maximum heat.
  • the number, the position and the dimensioning of the longitudinal and transverse cooling webs (2, 3) and the individual ribs (5) result on the one hand from the requirement to create favorable heat transfer conditions and on the other hand from technological conditions in relation to the cost-effective Production of the individual stand sheets.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Abstract

Die Kühlung gehäuseloser Drehstrommaschinen mit quadratischem Ständerblechpaket erfolgt mit axialen Kühlkanälen. Sie soll weiter verbessert werden, wobei der Kühlluftstrom so effektiv wie möglich genutzt werden soll und der Querschnitt des Ständerblechpaketes so klein wie möglich zu gestalten ist. Dies wird erreicht, indem im Ständerblechpaket im Bereich eines Kühlluftfensters (1) Längs- und Querkühlstege (2, 3) angeordnet sind und die dadurch gebildeten Kühlluftöffnungen (4) außer der technologisch bedingten Fertigungsöffnung (6) im äußersten Eckbereich, durchgehend innen an mindestens drei Seiten mit Rippen (5) versehen sind. Das Ständerblechpaket eignet sich insbesondere für Drehstromhauptantriebe.

Description

nderblechpaket gehäuseloser Drehstroπ-maschinen
Die Erfindung betrifft ein guadratisches Ständerblechpaket gehäuseloser Drehstrommaschinen mit axialen Kühlkanälen.
Die Kühlung gehäuseloser Drehstrommaschinen erfolgt im wesentlichen durch drei Prinzipien:
1. Zur Vergrößerung der Kühlfläche werden auf das Ständer¬ blechpaket Rippen aufgeschweißt bzw. bereits beim Stanzen der einzelnen Bleche vorgesehen, und die Zwischenrippen- kanäle werden belüftet.
2. Bleche bzw. Teilblechpakete werden versetzt geschichtet. Die entstandenen Kühlkanäle werden durch einen Kühlluft¬ strom entsprechend DE-PS 30 26 892 umspült.
3. Die vorwiegend guadratischen Bleche werden mit einzelnen Kühlkanälen in den Eckbereichen versehen. Durch diese
Kühlkanäle wird die Kühlluft gesaugt bzw. gedrückt.
Die Anwendung von geschlossenen axialen Kühlkanälen ist so¬ wohl für elektrische Maschinen mit Gehäuse entsprechend DE-OS 26 23 493 als auch für gehäuselose Drehstrommaschinen nach DE-OS 37 35 735 bekannt. Dabei werden einzelne Ständer¬ bleche mit großen Kühlluftöffnungen beschrieben, die den ge¬ samten elektromagnetischen Teil umfassen. In einer speziel¬ len Ausführungsvariante sind anstelle der großen Kühlluft- Öffnungen radiale Kühlluftaussparungen angeordnet, damit eine größere Oberfläche zur Wärmezufuhr zur Verfügung steht. Dieser Lösung haftet der Nachteil an, daß die Seitenlänge des guadratischen Ständerblechpaketes wesentlich größer als der notwendige Durchmeser für den magnetischen Kreis ist.
In der DE-OS 33 39 094 sind kreisförmige axiale Kühlkanäle beschrieben, die in einer vorteilhaften Ausführungsform sternförmig ausgebildet sind. Dieser Lösung haftet der Nachteil an, daß die Kühlkanäle einen, hohen Strömungswiderstand besitzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühlung gehäuseloser Drehstrommaschinen weiter zu verbessern, da¬ bei den Kühlluftstrom effektiv zu nutzen und den Quer- schnitt des Ständerblechpaketes so klein wie möglich zu gestalten.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei gehäuselosen Drehstrommotoren mit guadratischem Querschnitt das Ständerblechpaket in den Eckbereichen axiale Kühlkanäle besitzt, wobei deren Lage und Abmessung durch die im Pre߬ rahmen angeordneten Öffnungen vorgegeben sind und in den Kühlluftfenstern (1) Längs- und Querkühlstege (2, 3) ange¬ ordnet sind und die dadurch gebildeten Kühlluftöffnungen (4), bis auf die Fertigungsöffnung (6) im äußersten Eckbereich, durchgehend innen an mindestens drei Seiten mit Rippen (5) versehen sind.
ERSATZBLATT Durch die Anordnung vieler Längskühlstege (2) und Querkühl¬ stege (3) im Kühlluftfenster (1) entstehen eine Vielzahl von Kühlluftöffnungen (4). Im Zusammenhang mit den erfindungsge¬ mäßen Rippen (5) wird die effektiv zur Wärmeübergabe an die Kühlluft zur Verfügung stehende Kühlfläche des Ständerblech¬ paketes stark vergrößert.
Durch Abstimmung des Kühlluftstromes auf die Kühlfläche, z. B. durch geeignete Ventilatoren und die erfindungsgemäßen Anordnungen der Längs- und Querkühlstege (2, 3) mit den Rip- pen (5), ist eine Minimierung der Seitenlänge des guadratischen Ständerblechpaketes bis auf den unbedingt zur elektromagne¬ tischen Dimensionierung notwendigen Durchmesser des magne¬ tischen Kreises möglich.
In der Regel sind in der Fertigungsöffnung (6) keine Rippen (5) angeordnet, da in diese technologisch bedingt Werkzeuge ein¬ greifen. Bei entsprechender konstruktiver Gestaltung dieser Werk zeuge kann auch die Fertigungsöffnung ganz oder teilweise mit Rippen (5) versehen sein.
Allgemein aus dem Stand der Technik ersichtlich ist die Lage der Kühlluftöffnungen stets innerhalb der Berandung, die durch die Öffnung des Preßrahmens gebildet wird.
Eine weitere Vergrößerung des Strömungsquerschnittes zur Küh¬ lung ist gemäß Anspruch 3 möglich, indem der durch die äußere Berandung gebildete Querschnitt des Kühlluftfensters (1) des Ständerblechpaketes gleich oder größer als der Querschnitt der Öffnung des Preßrahmens (7) ist.
ERSATZBLATT Die Erfindung soll nachstehend anhand der Figur 1 in einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden.
Die Figur zeigt die symmetrische Hälfte eines erfindungsge¬ mäßen Ständerblechpaketes eines Drehstromhauptantriebes. In einem Kühlluftfenster (1), dessen äußere Berandung durch die
Öffnung des Preßrahmens (7) gebildet wird, sind mehrere Längs¬ und Querkühlstege (2, 3) angeordnet. Die dabei entstehenden Kühlluftöffnungen (4) sind dabei durchgehend innen an mindestens drei Seiten mit Rippen (5) versehen. Die Breite der Längskühlstege (2) und Querkühlstege (3) wird dabei so gewählt, daß die Wärmeleitung aus den angrenzenden Bereichen" des magnetischen Kreises entsprechend groß bleibt, damit die Kühlluft maximal Wärme aufnimmt.
Die Anzahl, die Lage und die Dimensionierung der Längs- und Querkühlstege (2, 3) sowie der einzelen Rippen (5) ergibt sich zum einen aus der Forderung, günstige Wärmeübergangs- Verhältnisse zu schaffen und zum anderen aus technologischen Bedingungen in bezug auf die kostengünstige Herstellung der einzelnen Ständerbleche.
ERSATZBLATT

Claims

Patentansprüche
1. Ständerblechpaket gehäuseloser Drehstrommaschinen, ins¬ besondere mit quadratischem Querschnitt, in dessen Eck¬ bereichen axiale Kühlkanäle angeordnet sind, deren Lage und Abmessungen durch die im Preßrahmen angeordneten Öff¬ nungen vorgegeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Ständerblechpaket jeweils im Bereich eines Kühlluftfen¬ sters (1) Längs- und Querkühlstege (2, 3) angeordnet sind und die dadurch gebildeten Kühlluftöffnungen (4) außer der Fertigungsöffnung (6) im äußersten Eckbereich, durchgehend innen an mindestens drei Seiten mit Rippen (5) versehen sind.
2. Ständerblechpaket gehäuseloser Drehstrommaschinen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß auch die sich im äußersten Eckbereich befindliche Fertigungsöffnung (6) ganz oder teilweise mit Rippen (5) versehen ist.
3. Ständerblechpaket gehäuseloser Drehstrommaschinen nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß der durch die äußere Berandung gebildete Querschnitt des Kühlluft- fensters (1) des Ständerblechpaketes gleich oder größer als der Querschnitt der Öffnung des Preßrahmens (7) ist.
Ersat
PCT/DE1993/000292 1992-03-28 1993-03-25 Ständerblechpaket gehäuseloser drehstrommaschinen WO1993020609A1 (de)

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DEP4210219.7 1992-03-28

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CZ71694A3 (en) 1994-11-16
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