DE3306775C2 - - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/10—Arrangements for cooling or ventilating by gaseous cooling medium flowing in closed circuit, a part of which is external to the machine casing
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- Power Engineering (AREA)
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühleinrichtung für eine elektrische
Maschine entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Eine derartige
Kühleinrichtung ist durch DE-PS 9 76 293 bekannt.
Die Teilbündel der rückkühlenden Kühlrohre sind dabei um das Ständerblechpaket
der Maschine herum in einem in Skelettbauart aufgebauten
Gehäuse angeordnet. Das Gehäuse bildet also ein aus Stäben und Ringen
bestehendes Gerüst, und eine zur Stabilität notwendige zusätzliche Ringscheibe,
durch die die Kühlrohre hindurchgeführt sind, befindet sich in
der Mitte der Maschine. Eine derartige Anordnung ist zum einen konstruktiv
aufwendig und damit nicht kostengünstig und zum anderen nicht verwindungssteif
und damit nicht schwingungsfest. Der Polygonzug der Teilbündel wird
zudem durch aus dünnen Blechen gebildete, keilförmig geschlossene Räume
unterteilt, die dadurch der Kühlluftführung verlorengehen. Die Kühlrohre
in den einzelnen Teilbündeln sind gleichartig angeordnet, ohne daß etwas
über einen strömungstechnisch günstigen Abstand zueinander ausgesagt ist.
Durch die DE-OS 24 23 853 ist es bekannt, Teilbündel von Kühlrohren
kastenförmig durch massive Rippen zu unterteilen. Dieses erfolgt jedoch
bei einer prinzipiell konstruktiv anders zu gestaltenden Gleichstrom-Gegenstromkühlung,
die weder Umströmräume zwischen der radial äußersten
Kühlrohrzeile und der Außengehäusewand noch Zu- und Abströmräume
zwischen der radial innersten Kühlrohrzeile und dem Maschinenmantel kennt.
Bei dieser Gleichstrom-Gegenstromkühlung tritt die Luft durch schlitzartige
Öffnungen am Ende der Maschinen zwischen die rückkühlenden Kühlrohre,
wobei die Luft effektiv nur an wenigen Kühlrohren entlangströmt, so daß
die Wärmeabfuhr unabhängig von der ohnehin nicht angesprochenen geometrischen
Anordnung der Kühlrohre sehr ungleichmäßig ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühleinrichtung der
gattungsgemäßen Art anzugeben, die bei geringem Materialaufwand
verwindungssteif ist und dabei der querströmenden Luft in den Teilbündeln
nur geringe Strömungswiderstände entgegensetzt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch
gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Es ergibt sich mit der Kühleinrichtung nach der Erfindung der Vorteil
eines schwingungsfest geschlossenen Kastens. Trotzdem ist infolge der
besonderen geometrischen Anordnung der Kühlrohre zueinander
der Strömungswiderstand für die warme Luft besonders niedrig, so daß
hierdurch die Wärmeabfuhr erleichtert wird. Das bedeutet, daß weniger
Kühlrohre als üblich gebraucht werden, so daß bei möglichst kleinem Gehäusevolumen
Platz für die Zu- und Abström- sowie die Umströmräume
bleibt. Da sich die Strömungswiderstände der querströmenden Luft in den
Teilbündeln im Vergleich zu den übrigen Strömungswiderständen des Kühlkreises
klein halten lassen, ist eine nahezu gleichmäßige Verteilung der
Kühlluft über dem Ständerumfang gewährleistet, auch wenn die Teilbündel
unterschiedliche Rohrzahlen enthalten. Auf diese Weise ist es möglich,
elektrische Maschinen der Bauform IM 1001 nach DIN IEC 34 (Aufstellung
auf dem Unterbau) mit Kreuzstrom-Gehäusekühlern zu bauen: die unteren
Teilbündel können dann wesentlich weniger Kühlrohre als die übrigen Teilbündel
enthalten und benötigen daher weniger Raum, so daß sich möglichst
kleine Achshöhen für gegebene Maschinenleistungen erzielen lassen.
Die Erfindung soll anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
nachfolgend erläutert werden.
Es zeigt
Fig. 1 das Prinzip der Luftführung im Innenkreis der Kühleinrichtung
bei einem Längsschnitt durch die elektrische Maschine,
Fig. 2 die Anordnung der Kühlrohre im Gehäuse und
Fig. 3 die gegenseitige Zuordnung der Kühlrohre im Teilbündel.
In dem in Fig. 1 dargestellten Schnitt durch die obere Hälfte einer
elektrischen Maschine ist deren geblechter Rotor mit 4 und deren
geblechter Stator mit 5 bezeichnet. Der Rotor der Maschine wird von
einer Welle 3 getragen. Beim Betrieb der elektrischen Maschine wird
durch den in den Wicklungen 9 fließenden elektrischen Strom Wärme
erzeugt, die durch radial verlaufende Luftführungsschlitze 12 im Rotor 4
und Stator 5 abgeführt wird.
Dazu ist die durch Pfeile angedeutete beidseitige Belüftung
(mit einem zusätzlichen Bypass durch die Wickelköpfe
der Wicklung 9) vorgesehen. Die Luft wird dabei im
Kreislauf durch unterhalb der Wickelköpfe angeordnete
Radiallüfter 6 bewegt.
Die warme Luft wird durch Kühlrohre 1, die sich längs
der Maschine erstrecken, rückgekühlt. Die Rückkühlung
erfolgt nach dem Kreuzstromkühlerprinzip durch den Luftstrom
seitlich begrenzende Trennwände 13. Die warme Luft
strömt dabei in Zu- bzw. Abströmräume 8, die sich zwischen
dem radial innersten Kühlrohr 16 und dem Maschinenmantel
15 befinden. Radial außerhalb der Kühlrohre 1 sind
Umströmräume 7 zwischen dem radial äußersten Kühlrohr 14
und der Außengehäusewand 2 zur Rückführung der gekühlten
Luft zu den Radiallüftern 6 vorgesehen.
Die spezielle Anordnung der Kühlrohre 1 erkennt man aus
der Fig. 2. Danach sind die in Längsrichtung der Maschine
sich erstreckenden Kühlrohre 1 in Teilbündeln 11 um den
Maschinenumfang herum in einem im Querschnitt eckigen,
durch die Außengehäusewand 2 gebildeten Gehäuse angeordnet.
Die Teilbündel 11 bilden im Querschnitt zur Maschinenlängsachse
einen jeweils durch massive Rippen 10 unterteilten
Polygonzug. Innerhalb der Teilbündel sind die
Kühlrohre 1 versetzt gegeneinander in Zeilen angeordnet.
Um den Strömungswiderstand der Kühlrohre 1 innerhalb der
Teilbündel besonders günstig zu beeinflussen, ist - wie
aus Fig. 3 im einzelnen zu erkennen - das Verhältnis des
Abstands a senkrecht zur Durchströmungsrichtung zwischen
zwei in einer Zeile benachbarten Kühlrohren 1 eines Teilbündels
11 und dem überhaupt kleinsten Abstand a′ zweier
benachbarter Kühlrohre 1 zwischen 1,5 und 2,0 gewählt.
Die beste Rückkühlung durch Anordnung möglichst vieler
Kühlrohre 1 im Teilbündel 11 läßt sich bei einem Winkel
γ erzielen, den eine Zeile der Kühlrohre 1 mit einer der benachbarten
Rippen 10 einschließt, wenn γ so bemessen ist, daß die dieser Rippe 10
unmittelbar benachbarten Kühlrohre 1 jeder Zeile gleichen Abstand zur
Rippe 10 haben. Es muß also sein:
Dabei ist mit d der äußere Durchmesser der Kühlrohre 1 bezeichnet.
Bei der anderen, das Teilbündel 11 begrenzenden Rippe 10 ergeben sich dann
im allgemeinen unterschiedliche Abstände.
Zwischen den Teilbündeln 11 können zwei im Querschnitt keilförmige Kabelkanäle
17 untergebracht werden.
Claims (2)
- Kühleinrichtung für eine elektrische Maschine, bei der
- - die warme Luft aus einem Zu- und Abströmraum im Innern der Maschine nach dem Kreuzstromkühlerprinzip mittels führender Trennwände zunächst zwischen rückkühlende Kühlrohre, dann zu einem durch eine Außengehäusewand begrenzten Umströmraum und anschließend wieder zurück zu dem Zu- und Abströmraum im geschlossenen Kreislauf geführt ist,
- - die in Längsrichtung der Maschine sich erstreckenden Kühlrohre in Teilbündeln um den Maschinenumfang herum angeordnet sind,
- - dabei die Teilbündel im Querschnitt zur Maschinenlängsachse einen Polygonzug bilden,
- - die Kühlrohre versetzt gegeneinander in Zeilen in den Teilbündeln angeordnet sind und
- - der Umströmraum sich zwischen der radial äußersten Kühlrohrzeile und der Außengehäusewand sowie der Zu- und Abströmraum sich zwischen der radial innersten Kühlrohrzeile und dem Maschinenmantel befinden,
- dadurch gekennzeichnet,
- - daß das im Querschnitt eckige Gehäuse von der Gehäuseaußenwand (2) nach innen ragende massive Längsrippen (10) aufweist, durch die der Polygonzug der Teilbündel (11) unterteilt ist,
- - daß das Verhältnis des lichten Abstands (a) senkrecht zur Durchströmungsrichtung zwischen zwei in einer Zeile benachbarten Kühlrohren (1) eines Teilbündels (11) und dem überhaupt kleinsten Abstand (a′) zweier benachbarter Kühlrohre (1) zwischen 1,5 und 2,0 liegt und
- - daß der Winkel (γ), den eine Zeile der Kühlrohre (1) mit einer der benachbarten Rippen (10) einschließt, so bemessen ist, daß die dieser Rippe (10) unmittelbar benachbarten Kühlrohre (1) jeder Zeile gleichen Abstand zur Rippe (10) haben.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833306775 DE3306775A1 (de) | 1983-02-23 | 1983-02-23 | Kuehleinrichtung fuer elektrische maschinen nach dem kreuzstromkuehlerprinzip |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833306775 DE3306775A1 (de) | 1983-02-23 | 1983-02-23 | Kuehleinrichtung fuer elektrische maschinen nach dem kreuzstromkuehlerprinzip |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3306775A1 DE3306775A1 (de) | 1984-08-23 |
DE3306775C2 true DE3306775C2 (de) | 1990-05-03 |
Family
ID=6191899
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19833306775 Granted DE3306775A1 (de) | 1983-02-23 | 1983-02-23 | Kuehleinrichtung fuer elektrische maschinen nach dem kreuzstromkuehlerprinzip |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3306775A1 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4918343A (en) * | 1988-10-13 | 1990-04-17 | Kohler Co. | Brushless alternator |
EP1447899A1 (de) * | 2003-02-13 | 2004-08-18 | Loher GmbH | Dynamoelektrische Maschine |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2196408A (en) * | 1938-04-21 | 1940-04-09 | Westinghouse Electric & Mfg Co | Explosion-resisting motor |
DE2423853B2 (de) * | 1974-05-16 | 1976-12-23 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Geschlossene elektrische maschine |
-
1983
- 1983-02-23 DE DE19833306775 patent/DE3306775A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3306775A1 (de) | 1984-08-23 |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
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