DE1151595B

DE1151595B - External fan arrangement for the purpose of speed-independent ventilation in electrical machines with slip rings

Info

Publication number: DE1151595B
Application number: DEV18611A
Authority: DE
Inventors: Werner Siegert
Original assignee: GRUNHAIN ELEKTROMOTORENWERK
Current assignee: GRUNHAIN ELEKTROMOTORENWERK
Priority date: 1960-05-13
Filing date: 1960-05-13
Publication date: 1963-07-18

Description

Fremdlüfteranordnung zum Zwecke der drehzahlunabhängigen Belüftung bei elektrischen Maschinen mit Schleifringen Die Erfindung betrifft eine Fremdlüfteranordnung zum Zwecke der drehzahlunabhängigen Belüftung bei elektrischen Maschinen mit Schleifringen.External fan arrangement for the purpose of speed-independent ventilation in electrical machines with slip rings The invention relates to an external fan arrangement for the purpose of speed-independent ventilation in electrical machines with slip rings.

Es ist bekannt, die zur Fremdlüfteranordnung gehörenden Teile, die aus mindestens einem Lüftermotor und einem damit angetriebenen Lüfter bestehen, auf der Antriebsgegenseite anzuordnen, wobei die Achsen der elektrischen Maschine und des Lüftermotors übereinstimmen.It is known that the parts belonging to the external fan assembly consist of at least one fan motor and one fan driven by it, to be arranged on the opposite side of the drive, with the axes of the electrical machine and the fan motor match.

Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die Ausnutzung des zweiten Wellenendes der elektrischen Maschine und damit der Anbau von direkt gekuppelten Drehzahlgebern oder anderen ähnlichen Hilfsgeräten nicht möglich ist.This arrangement has the disadvantage that the utilization of the second shaft end of the electrical machine and thus the attachment of directly coupled speed sensors or other similar auxiliary devices is not possible.

Auch Anordnungen, bei denen die Achse der elektrischen Maschine und die Achse des Lüftermotors parallel zueinander liegen, sind bekannt.Also arrangements in which the axis of the electrical machine and the axis of the fan motor are parallel to each other are known.

Bei einigen dieser Anordnungen ist der Lüftermotor außerhalb der elektrischen Maschine angeordnet, und der Lüfter sitzt innerhalb der elektrischen Maschine.In some of these arrangements, the fan motor is external to the electrical Machine arranged, and the fan sits inside the electrical machine.

Hier ist die Ausnutzung des zweiten Wellenendes der elektrischen Maschine und der Anbau eines Drehzahlgebers zwar möglich, jedoch sind die Platzverhältnisse infolge des geringen Abstandes der beiden Achsen außerordentlich beengt.Here is the utilization of the second shaft end of the electrical machine and the attachment of a speed sensor is possible, but the space is limited extremely narrow due to the small distance between the two axes.

Es gibt auch Anordnungen, bei denen Lüfterinotor und Lüfter im Gehäuse bzw. im Raum zwischen Lagerschild und dem aktiven Teil der elektrischen Maschine exzentrisch neben der Welle der elektrischen Maschine angebrachtsind, wobei auch der Lüftermotor beiderseitig mit Lüftem versehen ist.There are also arrangements in which the fan rotor and fan are in the housing or in the space between the end shield and the active part of the electrical machine are mounted eccentrically next to the shaft of the electrical machine, where also the fan motor is provided with fans on both sides.

Bei den bisher genannten Fremdlüfteranordnungen wird die Baulänge der elektrischen Maschine zumindest um die Länge des Lüftermotors einschließlich die des Lüfters vergrößert, was bei der Aufstellung der elektrischen Maschine zu Platzschwierigkeiten führen kann.With the previously mentioned external fan arrangements, the overall length the electrical machine at least by the length of the fan motor including that of the fan is increased, which is when the electrical machine is set up Can lead to space problems.

Sämtliche exzentrische Anordnungen haben außerdem den Nachteil, daß der Durchmesser des Lüfters nicht größer gemacht werden kann als der Abstand zwischen der Welle der elektrischen Maschine und Gehäuse- bzw. Lagerschild-Innenwand. Weiterhin kann günstigstenfalls bei einem Lüftermotor mit zwei Lüftern nur ein Lüfter die Luft unbehindert von außen ansaugen.All eccentric arrangements also have the disadvantage that the diameter of the fan can not be made larger than the distance between the shaft of the electric machine and housing or end shield inner wall. Furthermore, in the case of a fan motor with two fans, only one fan can suck in the air unhindered from the outside at best.

Es sind auch Fremdlüfteranordnungen bekanntgeworden, bei denen der Lüftermotor mit Lüfter entweder auf der elektrischen Maschine bzw. neben oder unter der elektrischen Maschine angeordnet ist, oder der Fremdlüfter ist auf der Welle der elektrischen Maschine direkt gelagert und wird mittels Riementrieb, Reibradgetriebe oder ähnliche Antriebsmittel angetrieben. Diese Anordnungen sind insgesamt je- doch aufwendig und kompliziert und infolge der hochbeansprachten Lagerung störanfällig. Außerdem wird der Lagerabstand und die Baulänge der elektrischen Maschine wesentlich vergrößert. Bei einer anderen bekannten Anordnung ist die Achse des Lüfteraggregates etwa senkrecht zur Welle der elektrischen Maschine gerichtet, wobei das Lüfteraggregat mit dem Lüfterteil in den Stromabnehmerraum der elektrischen Maschine -hineinragt., Der übrige Teil des Lüfteraggregates ist mit den Anschlußklemmen der elektrischen Maschine in einem gemeinsamen Kasten auf dem Gehäuserücken angeordnet. Bei dieser Anordnung wird für einen Teil des Lüfteraggregates der sonst freie Raum rings um den Stromabnehmer vorteilhaft ausgenutzt. Der übrige Teil des Lüfteraggregates vergrößert zwar nicht die durch den Klemmenkasten gegebene größte Höhe bzw. Breite, jedoch das Volumen der elektrischen Maschine.External fan arrangements have also become known in which the fan motor with fan is arranged either on the electrical machine or next to or under the electrical machine, or the external fan is mounted directly on the shaft of the electrical machine and is driven by means of a belt drive, friction gear or similar drive means . Overall, however, these arrangements are expensive and complicated and, as a result of the highly stressed storage, are prone to failure. In addition, the bearing spacing and the overall length of the electrical machine are significantly increased. In another known arrangement, the axis of the fan unit is directed approximately perpendicular to the shaft of the electric machine, the fan unit with the fan part protruding into the current collector compartment of the electric machine Box arranged on the case back. With this arrangement, the otherwise free space around the current collector is advantageously used for part of the fan assembly. The remaining part of the fan assembly does not increase the greatest height or width given by the terminal box, but it does increase the volume of the electrical machine.

Diese Mängel der bekannten Fremdlüfteranordnungen werden dadurch behoben, daß der Lüftermotor vollständig innerhalb des Schleifringraumes untergebracht ist, daß die Achse des Lüftermotors mit der Achse der elektrischen Maschine keinen gemeinsamen Schnittpunkt hat und innerhalb des Schleifringraumes unter, über oder neben den Schleifringen gelegt ist und mindestens ein Lüfter im Schleifringraum angeordnet ist.These deficiencies in the known external fan arrangements are eliminated by that the fan motor is completely housed within the slip ring space, that the axis of the fan motor is not in common with the axis of the electrical machine Intersection and within the slip ring space below, above or next to the Slip rings is placed and at least one fan is arranged in the slip ring space is.

Durch diese Anordnung wird erreicht, daß unter Ausnutzung des zweiten Wellenendes und der Anbaumöglichkeit eines Drehzahlgebers oder ähnlichen Hilfsgerätes, die Baulänge und die durch die Gehäuseabmessungen ohne Klemmenkasten bestimmte Bauhöhe bzw. Baubreite der elektrischen Maschine nicht vergrößert werden und der Durchmesser des bzw. der Lüfter größer sein kann als der Abstand zwischen der Welle der elektrischen Maschine und Gehäuse- bzw. Lagerschild-Innenwand. Außerdem können bei entsprechender Anordnung die von einem Lüftermotor angetriebenen zwei Lüfter die Luft direkt und ohne Behinderung von außen ansaugen.This arrangement ensures that taking advantage of the second Shaft end and the possibility of attachment a speed sensor or similar auxiliary device, the overall length and the housing dimensions without the terminal box certain height or width of the electrical machine are not increased and the diameter of the fan (s) can be larger than the distance between the shaft of the electrical machine and the inner wall of the housing or end shield. aside from that can, with the appropriate arrangement, the two driven by a fan motor Fans suck in the air directly and without hindrance from the outside.

Die Erfindung wird an Hand der Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigt Fig. 1 eine Ansicht der elektrischen Maschine mit Durchzugsbelüftung und Schleifringen, teilweise im Schnitt, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A -B der Fig. 1, Fig. 3 eine Ansicht einer geschlossenen elektrischen Maschine, teilweise im Schnitt, Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie C-D der Fig. 3. The invention is described on the basis of the exemplary embodiments. 1 shows a view of the electrical machine with through ventilation and slip rings, partly in section, FIG. 2 shows a section along the line A- B in FIG. 1, FIG. 3 shows a view of a closed electrical machine, partly in section, FIG 4 shows a section along the line CD in FIG .

In dem Raum unter der Welle des schleifringseitigen Lagerschildes 1 der durchzugsbelüfteten elektrischen Maschine nach Fig. 1 und 2 ist ein Lüftermotor2 mit zwei Wellenenden3, 4 so angeordnet, daß die Achse des Lüftermotors 2 senkrecht auf einer durch die Achse der elektrischen Maschine gelegten Ebene steht und beide Achsen keinen gemeinsamen Schnittpunkt haben. Auf den Wellenenden des Lüftermotors 2 sitzen Zentrifugallüfter 5, 6, die die Luft durch die beiden seitlichen im Lagerschild 1 angeordneten und durch gelochte Schutzbleche 11, 12 abgedeckten Öffnungen 7, 8 ansaugen und in das Maschineninnere drücken. Nach Aufnahme der Verlustwärme tritt die Luft aus den im Lagerschild 9 der der Schleifringgegenseite angebrachten öffnungen 10 aus.In the space under the shaft of the slip ring-side bearing plate 1 of the ventilated electrical machine according to FIGS. 1 and 2, a fan motor 2 with two shaft ends 3, 4 is arranged so that the axis of the fan motor 2 is perpendicular to a plane laid through the axis of the electrical machine and both axes do not have a common point of intersection. On the shaft ends of the fan motor 2 sit centrifugal fans 5, 6, which suck the air through the two openings 7, 8 arranged on the sides in the bearing plate 1 and covered by perforated protective plates 11, 12 and press it into the interior of the machine. After absorbing the heat loss, the air emerges from the openings 10 made in the bearing plate 9 on the opposite side of the slip ring.

Bei der geschlossenen elektrischen Maschine nach Fig. 3 und 4 ist im Raum des schleifringseitigen Lagerschildes 13 ein Lüftermotor 14 mit seiner Welle 15 ebenfalls nach den erfindungsgemäßen. obengenannten Merkmalen so angeordnet, daß die Welle des Lüftermotors senkrecht zur Grundfläche der elektrischen Maschine steht. Die Welle 15 ist in dem am Lagerschild 13 angeordneten Lagern 16, 17 gelagert. Auf der Welle 15 des Lüftermotors 14 sitzen ein Innen-Zentrifugallüfter 18 und ein Außen-Zentrifugallüfter 19. Außerdem ist auf der elektrischen Maschine ein Wärmeaustauscher 20 mit den Außenkühlkanälen 21, den Innenkühlkanälen 22 und den Kühlrippen 23 angebracht.In the closed electrical machine according to FIGS. 3 and 4, a fan motor 14 with its shaft 15 is likewise according to the invention in the space of the bearing plate 13 on the slip ring side. Above features arranged so that the shaft of the fan motor is perpendicular to the base of the electrical machine. The shaft 15 is mounted in the bearings 16, 17 arranged on the end shield 13 . An internal centrifugal fan 18 and an external centrifugal fan 19 are seated on the shaft 15 of the fan motor 14. In addition, a heat exchanger 20 with the external cooling ducts 21, the internal cooling ducts 22 and the cooling fins 23 is attached to the electrical machine.

Der Innenlüfter 18 saugt die Kühlluft aus den Innenkühlkanälen 22 an und drückt sie in die elektrische Maschine hinein. Nach Aufnahme der Verlustwärme tritt die Kühlluft wieder in die Innenkühlkanäle 22 auf der anderen Seite des Wärineaustauschers 20 ein und gibt die Wärme an die Kühlrippen 23 ab. Der Außen-Zentrifugallüfter 19 zieht die Außenluft durch die am Wärmeaustauscher 20 angeordnete öffnung 24 an und drückt sie durch die Außenkühlkanäle 21 des Wärmeaustauschers 20. Die Außenluft nimmt die Verlustwärme von den Kühlrippen 23 ab und tritt an der anderen Seite des Wärmeaustauschers 20 wieder ins Freie.The internal fan 18 sucks in the cooling air from the internal cooling ducts 22 and presses it into the electrical machine. After absorbing the heat loss, the cooling air re-enters the internal cooling channels 22 on the other side of the heat exchanger 20 and transfers the heat to the cooling fins 23 . The external centrifugal fan 19 draws the outside air through the opening 24 on the heat exchanger 20 and pushes it through the outside cooling channels 21 of the heat exchanger 20. The outside air takes the heat lost from the cooling fins 23 and re-emerges on the other side of the heat exchanger 20 .

Claims

PATENT CLAIMS: 1. External fan arrangement in electrical machines with slip rings, in which the fan motor and fan are arranged in the space around the slip rings and the axis of the external fan is inclined relative to the axis of the electrical machine or the axes are preferably perpendicular to one another, characterized in that the fan motor is completely housed within the slip ring space that the fan axis has no common point of intersection with the main axis of the electrical machine and is placed inside the slip ring space under, above or next to the slip rings, and at least one fan is arranged in the slip ring space.

2. External fan arrangement according to claim 1, characterized in that the fan motor carries a fan on each side. 3. External fan arrangement according to claim 1, characterized in that the fan shaft is guided through the end shield wall and one or more additional fans are placed outside.

Considered publications: Deutsche Auslegesehrift No. 1063 264; Swiss patents No. 279 071, 324044.