DE1191475B

DE1191475B - Arrangement for guiding the cooling medium in the pole corners of Schenkelpollaeufern electrical machines

Info

Publication number: DE1191475B
Application number: DEL39697A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Slavko Juric
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1961-07-31
Filing date: 1961-07-31
Publication date: 1965-04-22
Also published as: CH396191A

Description

Anordnung zur Führung des Kühlmedlums in den Pollücken von Schenkelpolläufern elektrischer Maschinen Die Kühlung der Erregerwicklungen von Schenkelpolläufern elektrischer Maschinen bereitet besonders dann erhebliche Schwierigkeiten, wenn es sich um relativ lange Läufer handelt. Der stimseitig axial in die Pollücken eintretende Kühlmittelstrom wird durch die Rotation des Läufers schon vorzeitig vor Erreichen der Läufermitte in radiale Richtung umgelenkt und kann somit nicht mehr in genügender Weise die Wärme von der Läufermitte abführen. Sind die Erregerwicklungen in den Pollücken gegen die Fliehkraft durch Wicklungsstützen gesichert, so ist die Wärineabfuhr in der Läufermitte praktisch unmöglich geworden, da die Wicklungsstützen den axialen Kühlmitteldurchtritt unterbinden. Die radial innenliegenden Teile der Erregerwicklungen werden außerdem bei Rotation ebenfalls weniger als die radial außenliegenden gekühlt. Insgesamt tritt also eine ungleichmäßige Erwärmung im Läufer auf, wodurch die Leistung der Maschine zwangläufig sinkt.Arrangement for guiding the cooling medium in the pole gaps of salient pole rotors electrical machines The cooling of the excitation windings of salient pole rotors electrical machines are particularly difficult when the runners are relatively long. The one entering the pole gaps axially on the front side Coolant flow is prematurely due to the rotation of the rotor before it is reached the center of the rotor is deflected in the radial direction and can therefore no longer sufficiently Way to dissipate the heat from the middle of the runner. Are the excitation windings in the Pole gaps secured against centrifugal force by winding supports, so the heat dissipation is in the middle of the rotor has become practically impossible because the winding supports have the axial Prevent coolant penetration. The radially inner parts of the excitation windings are also cooled less than the radially outer ones during rotation. Overall, there is uneven heating in the runner, which reduces the performance the machine inevitably sinks.

Zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten sind eine Reihe von Vorschlägen gemacht worden, die aber insgesamt gesehen das Problem nur ungenügend lösen. Bei einer bekannten Anordnung werden z. B. Segmente mit Schlitzen zum Kühlmitteldurchtritt vorgeschlagen, die die Pollücken radial nach außen abdecken. Der hierbei axial eintretende Kühlmittelstrom kann jedoch nur bis zu den jeweiligen Wicklungsstützen durchtreten und muß dann durch die in den Segmenten vorhandenen Schlitze in radialer Richtung aus den Pollücken heraustreten. Auch werden bei dieser Anordnung selbst dann, wenn die Wicklungsstützen fehlen, die radial innenliegenden Teile der Erregerwicklungen, besonders zur axialen Läufermitte hin, wegen der auf das Kühlmittel wirkenden Zentrifugalkraft erheblich geringer gekühlt als die radial außenliegenden. Außerdem wird das Kühlmittel die in Drehrichtung vorwärts liegende Wicklung durch die Umfangskraft nicht mehr genügend bestreichen und somit diese zumindest weniger als die rückwärts liegende Wicklung kühlen.A number of suggestions are made to overcome these difficulties which, on the whole, only insufficiently solve the problem. at a known arrangement z. B. Segments with slots for coolant passage proposed that cover the pole gaps radially outward. The one entering axially However, the coolant flow can only pass through to the respective winding supports and then has to go through the slots in the segments in the radial direction step out of the pole gaps. Also with this arrangement, even if the winding supports are missing, the radially inner parts of the excitation windings, especially towards the axial center of the rotor because of the centrifugal force acting on the coolant Cooled considerably less than the radially outer ones. It also gets the coolant the winding that is forward in the direction of rotation is no longer due to the circumferential force coat enough and thus at least less than the one lying backwards Cool winding.

Bei einer anderen bekannten Anordnung werden V-förmige Bleche mit ihren Außenkanten an die Erregerwicklungen angelehnt und der offene Teil der V-Form ganz oder teilweise durch ein Abdeckblech mit Schlitzen versteift. Die so ausgeführte Anordnung bewirkt, daß einerseits die Erregerwicklungen gegen Zentrifugalkräfte nach Art der vorher erwähnten Wicklungsstützen gesichert sind, andererseits, daß das axial in die Pollücken eintretende Kühlmittel ungehindert bis zur Läufermitte hindurchtreten kann. Da aber aus Fertigungsgründen die V-förmigen Bleche niemals satt und auch nur indirekt über Isoliermaterial an den Erregerwicklungen anliegen können, insoweit also der Wärmeübergang relativ gering wird, ist die Kühlwirkung ebenfalls noch unbefriedigend. Außerdem besteht die Gefahr, daß das Kühlmittel schon vor Erreichen der Polmitte durch die Zentrifugalwirkung herausgeschleudert, die Wärmeabfuhr dort also ungenügend wird.In another known arrangement, V-shaped sheets are with their outer edges are based on the excitation windings and the open part of the V-shape fully or partially stiffened by a cover plate with slots. The one executed in this way Arrangement causes on the one hand the excitation windings against centrifugal forces are secured in the manner of the aforementioned winding supports, on the other hand that the coolant entering axially into the pole gaps unhindered up to the center of the rotor can pass through. But because of manufacturing reasons, the V-shaped sheets never fully and only indirectly on the excitation windings via insulating material can, insofar as the heat transfer is relatively low, is the cooling effect also still unsatisfactory. There is also the risk that the coolant is already before reaching the center of the pole thrown out by the centrifugal effect, the Heat dissipation there is therefore insufficient.

In einer der eben beschriebenen ähnlichen Anordnung sind die V-förmigen Bleche mit ihren Außenkanten nicht an die Erregerwicklungen angelehnt. Sie werden als Luftführungselemente mit Abstand zu den Erregerwicklungen angeordnet, um so einen Kanal zwischen sich und den Erregerwicklungen zu bilden. Dabei wird dieser Kanal so ausgebildet, daß er sich radial nach außen verengt. Der Nachteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, daß das stirnseitig eintretende Kühlmedium bereits in erheblichem Umfang vor Erreichen der Läufermitte wieder radial heraustritt, da es über die gesamte axiale Länge des Kühlkanals zwei durchgehende öffnungen vorfindet. Im übrigen haben bei dieser bekannten Anordnung Laborversuche bewiesen, daß die Verengung nach außen einen weiteren Nachteil hat, der sich insbesondere auf verrippte Erregerwicklungen bezieht: Der Strömungswiderstand wirkt, vorwiegend durch die Verrippung, als Labyrinth.In an arrangement similar to that just described, the V-shaped The outer edges of the sheet metal do not rest against the excitation windings. you will be arranged as air guiding elements at a distance from the excitation windings, so as to to form a channel between itself and the excitation windings. This will be Channel formed so that it narrows radially outward. The disadvantage of this Arrangement can be seen in the fact that the cooling medium entering the end face is already radially emerges again to a considerable extent before reaching the center of the rotor, since it finds two through openings over the entire axial length of the cooling channel. In addition, laboratory tests have shown in this known arrangement that the Constriction to the outside has another disadvantage, which particularly affects ribbed Excitation windings refer to: The flow resistance acts, mainly through the ribbing, as a maze.

Bei einer weiteren bekannten Anordnung werden Zwischenstücke zur Wicklungsabstützung beschrieben, die aber keinerlei axiale Kühlmittelführung bewirken. Es ist lediglich über die axiale Länge verteilt eine gewisse Anzahl von derartigen Abstützungen vorgesehen, wobei in ihnen zur radialen Kühlmittelführung Ventilationslöcher angeordnet sein können. Daraus folgt, daß zwischen den einzelnen Abstützungen auch das Kühlmittel in praktisch beliebiger Menge und demnach am besten vor Erreichen der Läufermitte wieder radial heraustreten kann.In a further known arrangement, spacers are used to support the winding described, but do not cause any axial coolant guidance. It is just A certain number of such supports are provided distributed over the axial length, ventilation holes being arranged in them for radial coolant guidance can. It follows that the coolant is also between the individual supports in practically any amount and therefore preferably before it is reached the Runner center can emerge again radially.

Bei einer weiteren bekannten Anordnung wird die Läuferwelle hohl ausgebildet und der axial gerichtete Kühlmittelstrom stirnseitig in den Hohlraum hineingeführt. Von diesem Hohlraum tritt der Kühlmittelstrom durch radiale Bohrungen in die Pollücken über und kann dann so direkt - an den Erregerwicklungen vorbeistreichend - die Wärme abführen. Jedoch bedeutet diese Ausbildung einen erheblichen Bauaufwand für die gesamte Maschine, da durch die Hohlwelle der Läufer ja mechanisch zunächst einmal erheblich geschwächt wird.In a further known arrangement, the rotor shaft is made hollow and the axially directed coolant flow is guided into the cavity at the end. From this cavity, the coolant flow passes through radial bores in the pole gaps above and can then as directly - by stroking of the excitation windings - dissipate the heat. However, this design means a considerable construction effort for the entire machine, since the rotor is initially mechanically weakened considerably by the hollow shaft.

Bei einer anderen bekannten Anordnung sind die Polschenkel der Schenkelpole, soweit sie sich gegenüberstehen, parallel zueinander ausgerichtet, ebenso die daran befestigten Wicklungen. Zwischen den radial innenliegenden Teilen dieser Wicklungen und der Wellen ist ün Joch Platz gelassen zur Bildung eines axial durchgehenden ]Kühlkanals. Da in diesem Falle das Kühlmittel nur an dem radial innenliegenden, also der Welle zugewandten Bereich der Wicklungen vorbeistreichen kann, wird die Wärme nur in ungenügendem Maße abgeführt werden können. Man kann wohl zur Verbesserung der Wärmeabfuhr den axial durchgehenden Kühlkanal vergrößern; dadurch wird aber die Festigkeit der Welle und des Jochs zwangläufig vermindert und außerdem der Platz für den magnetischen Fluß erheblich eingeengt. Würde man bei dieser Anordnung die aneinanderliegenden Längsseiten der Wicklung, welche in radialer Richtung divergieren,.etwas auseinanderziehen, so würde wohl das Kühlmittel auch in dem Bereich der nunmehr so entstandenen Pollücken entlangstreichen können. Durch die Fliehkraft würde jedoch das Kühlmittel bereits vor Erreichen der, in axialer Richtung gesehen, Mitte des Polrades heraustreten und so am kritischsten Punkt der Wicklungen die Wärme überhaupt nicht abführen können.In another known arrangement, the pole legs are the salient poles, as far as they are facing each other, aligned parallel to each other, as are those on them attached windings. Between the radially inner parts of these windings and space is left for the shafts in the yoke to form an axially continuous one ] Cooling duct. Since in this case the coolant is only applied to the radially inner, so the area of the windings facing the shaft can sweep past, the Heat can only be dissipated to an inadequate extent. One can probably improve the heat dissipation enlarge the axially continuous cooling channel; but this becomes the strength of the shaft and the yoke is inevitably reduced, and also the space considerably narrowed for the magnetic flux. If you were to use this arrangement adjacent longitudinal sides of the winding, which diverge in the radial direction, .something pull apart, so the coolant would probably also in the area of the now can brush along the resulting pole gaps. The centrifugal force would, however the coolant before it reaches the center of the, viewed in the axial direction Pole wheel step out and so the heat at the most critical point of the windings can not dissipate.

Bei den meisten dieser bekannten Anordnungen ist es außerdem nicht möglich, die Oberfläche der Erregerwicklung zur besseren Wärmeabfuhr durch beispielsweise Verrippung zu vergrößern und an der so verrippten Oberfläche dann das Kühlmittel direkt vorbeizuführen.In addition, most of these known arrangements do not possible, the surface of the excitation winding for better heat dissipation through, for example To increase the ribbing and then the coolant on the ribbed surface to pass right by.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zur Führung des Kühlmittels bei Schenkelpolläufern so zu treffen, daß, auch bei langen Läufern, die elektrische Maschine symmetrisch gekühlt wird, wobei der konstruktive Aufwand hierfür in engen Grenzen gehalten werden soll. Insbesondere soll auch die mechanische Festigkeit des Läufers und die Halterung der an diesem angeordneten Erregerwicklungen durch einfache konstruktive Merkmale ausreichend sein.The object of the invention is to provide an arrangement for guiding the coolant to be met with thigh pole runners so that, even with long runners, the electrical Machine is cooled symmetrically, with the structural effort for this in tight Limits should be kept. In particular, the mechanical strength should also of the rotor and the mounting of the field windings arranged on it simple design features are sufficient.

. Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zur Führung des Kühlmediums an Schenkelpolläufern elektrischer Maschinen, bei denen die achsparallelen Längsseiten der Pole radial nach innen konvergieren, bei denen außerdem das in axialer Richtung in die Pollücken eintretende Kühlmedium anschließend unter Umlenkung seiner Strömungsrichtung radial nach außen in den Ständer übertritt, wobei die mit Abstand zueinander in den Pollücken angeordneten Erregerwicklungen gegen Fliehkraftbeanspruchung durch Wicklungsstützen gesichert sind und wobei in den Pollücken zwischen den beiden jeweils in ihnen angeordneten Teilen der Erregerwicklung und der Läuferwelle je ein aidal durchgehender Kühlkanal angeordnet ist, welcher mit einem zur Läufermitte hin stetig geringer werdenden Querschnitt ausgebildet ist. Erfindungsgemäß sind zwischen den beiden radial nach innen gerichteten und einander zugekehrten Teilen der Erregerwicklungen den durchgehenden Kühlkanal abdeckende Kühlmittelführungssegmente mit Schlitzen angeordnet. . The invention relates to an arrangement for guiding the cooling medium on salient pole rotors of electrical machines, in which the axially parallel longitudinal sides of the poles converge radially inward, in which the cooling medium entering the pole gaps in the axial direction is then deflected radially outward into the stator, deflecting its flow direction passes, whereby the exciter windings arranged at a distance from one another in the pole gaps are secured against centrifugal force by winding supports and wherein in the pole gaps between the two parts of the exciter winding arranged in them and the rotor shaft each a continuous cooling channel is arranged, which with one to the rotor center is formed steadily decreasing cross-section. According to the invention, between the two radially inwardly directed and mutually facing parts of the excitation windings, coolant guide segments with slots covering the continuous cooling duct are arranged.

Ein so ausgebildeter Läufer wirkt, zusammen mit dem stirnseitig angebrachten Axiallüfter, wie zwei in Serie geschaltete Lüfter, wobei das Kühlmittel wegen der vorwiegend glatten Führung einen nur relativ kleinen Strömungswiderstand zu überwinden hat. Dadurch gelangt es noch in genügender Menge bis zur Läufermitte, kann also auch hier die Wärme ausreichend abführen.A runner designed in this way works together with the one attached to the front Axial fan, like two fans connected in series, with the coolant because of the predominantly smooth guidance to overcome only a relatively small flow resistance Has. As a result, there is still enough of it to reach the middle of the runner, so it can here too dissipate the heat sufficiently.

Da durch die Schlitze in den Kühlmittelführungssegmenten das Kühlmittel am radial innenliegenden Teil der Erregerwicklungen zuerst vorbeistreicht, wird die hier auftretende Erwärmung einwandfrei abgeführt. In einer Weiterbildung des Gegenstandes der Erfindung werden die Kühlmittelführungssegmente radial nach außen aufgewölbt, die Schlitze verbleiben jedoch nahe am inneren Teil der Erregerwicklungen. Hierdurch wird erreicht, daß das Kühlmedium auch an den außenliegenden Teilen der Erregerwicklung innig vorbeistreicht, die Wärme dementsprechend auch hier gut abführen kann.Because the coolant passes through the slots in the coolant guide segments first sweeps past the radially inner part of the excitation windings the heating that occurs here is dissipated properly. In a further training of the The invention relates to the coolant guide segments radially outwards arched, but the slots remain close to the inner part of the excitation windings. This ensures that the cooling medium also on the outer parts of the The excitation winding sweeps past it, and accordingly also dissipates the heat well here can.

Die vorhandenen Wicklungsstützen bilden insoweit kein Hindernis für den Kühlmittelstrom, da die axial durchgehenden Kühlkanäle radial unterhalb derselben angeordnet sind. Eine noch bessere Führung des Kühlmediums wird - in Weiterbildung des Gegenstandes der Erfindung - erreicht, wenn man den genannten Kühlkanal zur Läufermitte hin mit stetig geringer werdendem Querschnitt, entsprechend der nach hier geringer werdenden Menge des Kühlmediums, ausbildet. Handelt es sich um einen Rillenläufer, also einen solchen, bei welchem die Pole kammartig in Rillen befestigt sind, so wird man - ebenfalls nach einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes - die an den Rillen auftretende Verwirbelung des Kühlmittels durch Abdeckbleche verhindern.The existing winding supports do not form an obstacle to the coolant flow, since the axially continuous cooling channels are arranged radially below the same. Even better guidance of the cooling medium is achieved - in a further development of the subject matter of the invention - if the said cooling channel is designed with a continuously decreasing cross-section towards the center of the rotor, corresponding to the amount of cooling medium which decreases here. If it is a grooved rotor, that is, one in which the poles are fastened in a comb-like manner in grooves, then - likewise according to a further development of the subject matter of the invention - the turbulence of the coolant occurring at the grooves is prevented by cover plates.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen beschrieben, in welchen Fig. 1 einen radialen Schnitt durch einen Teil eines Schenkelpolläufers, F i g. 2 einen achsparallelen Schnitt durch einen ebensolchen, F i g. 3 eine Draufsicht auf ein Kühlmittelführungsseginent, F i g. 4 und 5 verschiedene Querschnitte durch aufgewölbte Kühlmittelführungssegmente und F i g. 6 - als Weiterbildung des Gegenstandes der Erfindung - eine indirekte Halterung der Wicklungsstütze am Läufer darstellt.The invention is described with reference to the drawings, in which FIG. 1 shows a radial section through part of a salient pole rotor, FIG. 2 shows an axially parallel section through a similar one, FIG. 3 shows a plan view of a coolant guide segment, FIG. 4 and 5 different cross-sections through arched coolant guide segments and FIG. 6 - as a further development of the subject matter of the invention - represents an indirect mounting of the winding support on the rotor.

In den F i g. 1 und 2 ist radial innerhalb des Ständers 1 der Schenkelpolläufer 10 mit den Polen 11 angeordnet. An den Polen 11 befinden sich die Erregerwicklungen 3, wobei zwischen diesen in der Pollücke 2 die Wicklungsstützen 4 die Halterung gegen Fliehkraftbeanspruchung bewirken. Zwischen den beiden jeweiligen in der Pollücke angeordneten Teilen der Erregerwicklungen 3 und der Läuferwelle 12 befindet sich der axial durchgehende Kühlkanal 13, welcher radial nach außen durch die beiden genannten Teile der Erregerwicklungen 3 und durch ein Kühlmittelführungssegment 14 begrenzt ist. Letzteres ist mit Schlitzen 15 ausgebildet, durch welche das Kühlmittel hindurchtritt und, an den Erregerwicklungen 3 vorbeistreichend, von diesen die Wärme abführt. Ein Teil des Kühlmittels tritt in an sich bekannter Weise durch die zwischen den Erregerwicklungen 3 und den Schenkeln der Pole 11 angeordneten Kanäle 8 hindurch.In the F i g. 1 and 2, the salient pole rotor 10 with the poles 11 is arranged radially inside the stator 1. The excitation windings 3 are located at the poles 11 , the winding supports 4 in the pole gap 2 between these effect the retention against centrifugal force. Between the two parts of the exciter windings 3 and the rotor shaft 12 arranged in the pole gap is the axially continuous cooling channel 13, which is delimited radially outward by the two mentioned parts of the exciter windings 3 and by a coolant guide segment 14. The latter is formed with slots 15 through which the coolant passes and, by sweeping past the excitation windings 3 , dissipates the heat therefrom. Part of the coolant passes in a manner known per se through the channels 8 arranged between the excitation windings 3 and the legs of the poles 11 .

Da es sich bei dem Ausführungsbeispiel um einen Rillenläufer handelt, sind die Rillen 16 durch ein Abdeckblech 5 abgedeckt, wobei dieses (in F i g. 2) von rechts nach links ansteigend angeordnet ist und so eine stetige Verengung des Querschnitts des Kühlkanals 13 zur Läufermitte hin bewirkt. Hierdurch wird erreicht, daß im Gegensatz zu einer Ausbildung mit gleichbleibendem Querschnitt im Bereich der Läufermitte für das Kühlmittel keine Ablösungserscheinungen und damit Verwirbelungen durch dessen hier sonst auftretenden Druckverlust hervorgerufen werden.Since the embodiment is a grooved rotor, the grooves 16 are covered by a cover plate 5 , this rising from right to left (in FIG. 2) and thus a constant narrowing of the cross section of the cooling channel 13 towards the center of the rotor brought about. This ensures that, in contrast to a design with a constant cross-section in the area of the rotor center for the coolant, no separation phenomena and thus turbulence are caused by its pressure loss that otherwise occurs here.

Um einen einwandfreien und nicht verwirbelten stirnseitigen Eintritt des vom Lüfter 6 erzeugten Kühlmittels zu erreichen, ist am Anfang des Kühlkanals 13 ein radial nach außen abgebogenes Führungsstück 9 angeordnet. Bei relativ (in axialer Richtung) langen Wicklungsstützen 4 werden in einer Weiterbildune, des Geaenstandes der Erfindung diese mit an sich bekannten radialen Schlitzen 7 ausgebildet, durch welche ebenfalls das Kühlmedium hindurchtreten kann.In order to achieve a flawless and non-turbulent entry of the coolant generated by the fan 6 on the face side, a guide piece 9 bent radially outward is arranged at the beginning of the cooling channel 13 . In the case of winding supports 4 which are relatively long (in the axial direction), in a further development of the subject matter of the invention, these are formed with radial slots 7 , known per se, through which the cooling medium can also pass.

In F i g. 3 sind die Schlitze 15 so angeordnet, daß sie bei eingebautem Kühlmittelführungssegment 14 nahe dem inneren Teil der (in den F i g. 1 bis 2 dargestellten) Erregerwicklungen 3 liegen. Nach einem weiteren Erfindungsvorschlag wird man das Kühlmittelführungssegment 14 im Bereich zwischen den Linien 18, 19 aufwölben. Hierdurch wird der Kühlmittelstrom gezwungen, nicht im mittleren Teil der Pollücke radial nach außen zu treten, sondern im äußeren Teil und innig an den Erregerwicklungen 3 vorbeistreichend. Die hierdurch auftretende Querschnittserhöhung bedingt gleichzeitig eine erwünschte Geschwindigkeitserhöhung für den Kühlmittelstrom.In Fig. 3 , the slots 15 are arranged in such a way that, when the coolant guide segment 14 is installed, they lie close to the inner part of the excitation windings 3 (shown in FIGS. 1 to 2). According to a further proposal of the invention, the coolant guide segment 14 will bulge in the area between the lines 18, 19 . As a result, the coolant flow is forced not to emerge radially outward in the central part of the pole gap, but rather to sweep past the excitation windings 3 in the outer part. The increase in cross section that occurs as a result simultaneously causes a desired increase in the speed of the coolant flow.

Beispiele für derartige Aufwölbungen sind in F i g. 4 und 5 angegeben. Die durch diese Aufwölbungen erzwungene Führung des Luftstromes ergibt sich aus den eingezeichneten Pfeilen.Examples of such bulges are shown in FIG. 4 and 5 indicated. The guidance of the air flow forced by these bulges results from the drawn arrows.

Ist die Pollücke sehr breit, so wird man - wie in F i g. 5 gezeigt - mehrere Aufwölbungen des Kühlmittelführungssegmentes 14 (in diesem Falle zwei) anordnen, wobei zweckmäßigerweise zusätzlich Versteifungsrippen 17 vorgesehen sind.If the pole gap is very wide, then - as in FIG. 5 - arrange several bulges of the coolant guide segment 14 (in this case two), with additional stiffening ribs 17 being expediently provided.

Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Anordnung zur Führung des Kühlmittels bewirkt eine gleichmäßige Wärmeabfuhr von den Erregerwicklungen 3, wodurch eine höhere Ausnutzung und damit zusammenhängend eine Einsparung an Leitermaterial ermöglicht wird. Darüber hinaus wird durch den über die ganze Läuferlänge gleichmäßig auftretenden und in den Ständer 1 übertretenden Kühlmittelstrom auch eine gute und gleichmäßige Kühlung des letzteren erreicht.An arrangement designed according to the invention for guiding the coolant brings about a uniform dissipation of heat from the excitation windings 3, which enables greater utilization and, associated therewith, a saving in conductor material. In addition, the coolant flow occurring uniformly over the entire length of the rotor and overflowing into the stator 1 also achieves good and uniform cooling of the latter.

Da die gegenüber den bekannten Anordnungen verminderte Verwirbelung des Kühlmediums bei gleicher Lüfterleistung dessen höhere Strömungsgeschwindigkeit zur Folge hat, außerdem durch die Aufwölbung des Kühlmittelführungssegmentes 14 eine im wesentlichen quer, also in Umfangsrichtung, gerichtete Anströmung der Erregerwicklungen3 erreicht wird, erhöht sich die Wärmeübergangszahl wesentlich. Die Befestigung der Kühlmittelführungssegmente 14 ist in sehr einfacher Weise durchführbar, zumal sie durch eine relativ weit innerhalb des Läufers liegende Anordnung durch Zentrifugalkräfte außerordentlich gering belastet werden. Es ist auch möglich, die Kühlmittelführungssegmente 14 gemäß F i g. 5 mit Versteifungsrippen 17 auszubilden und damit ihre Festigkeit zu erhöhen. Der von dem Lüfter 6 austretende Kühlmittelstrom wird durch die Führungsbleche 9 in gewünschter Weise geteilt.Since the turbulence of the cooling medium, which is reduced compared to the known arrangements, results in its higher flow velocity with the same fan power, and the convexity of the coolant guide segment 14 results in an essentially transverse, i.e. circumferential, flow on the excitation windings3, the heat transfer coefficient increases significantly. The attachment of the coolant guide segments 14 can be carried out in a very simple manner, especially since they are extremely lightly loaded by centrifugal forces due to an arrangement located relatively far inside the rotor. It is also possible to use the coolant guide segments 14 according to FIG. 5 to form with stiffening ribs 17 and thus to increase their strength. The coolant flow exiting from the fan 6 is divided by the guide plates 9 in the desired manner.

In F i g. 6 ist gezeigt, wie der in der Wicklungsstütze 4 angeordnete Befestigungsbolzen 21 nicht wie beispielsweise in F i g. 2 angedeutet in der Welle 12 eingeschraubt ist, sondern in der axial durchgehenden Leiste 20. Diese Leiste 20 ist fest mit dem Kühlmittelführungssegment 14 verbunden, welches radial von innen an den Erregerwicklungen 3 anliegt. Wird die Schraubenmutter am Befestigungsbolzen 21 angezogen, so legt sich die Wicklungsstütze 4 mit ihren Flächen 22 eng an die Erregerwicklung 3 an, ebenso das Kühlmittelführungssegment 14 mit seinen Flächen 23. Hierdurch wird eine feste Halterung der genannten Bauteile aneinander erreicht, mit dem Vorteil, daß der Bolzen 21 nicht mehr in den Kühlkanal 13 hineinragt. Somit ist insoweit im Kühlkanal auch kein Hindernis mehr für das Kühlmittel vorhanden; letzteres kann also unverwirbelt durch die Schlitze 15 hindurchtreten. Zweckmäßig ist es außerdem. die Leiste 20 - wie aus F i g. 2 ersichtlich - zum stirnseitigen Läuferende hin im Bereich der Stelle 24 strömungsgünstig auszubilden.In Fig. 6 it is shown how the fastening bolt 21 arranged in the winding support 4 is not as shown, for example, in FIG. 2 is screwed into the shaft 12, but rather into the axially continuous bar 20. This bar 20 is firmly connected to the coolant guide segment 14, which rests radially from the inside on the exciter windings 3. If the screw nut on the fastening bolt 21 is tightened, the winding support 4 with its surfaces 22 is in close contact with the excitation winding 3 , as is the coolant guide segment 14 with its surfaces 23 the bolt 21 no longer protrudes into the cooling channel 13. Thus there is no longer any obstacle for the coolant in the cooling channel; the latter can therefore pass through the slots 15 without being swirled. It is also useful. the bar 20 - as from FIG. 2 can be seen - to be designed in a flow-favorable manner towards the front end of the runner in the area of the point 24.

Claims

Claims: 1. Arrangement for guiding the cooling medium on salient pole rotors of electrical machines in which the axially parallel longitudinal sides of the poles converge radially inward, in which the cooling medium entering the pole gaps in the axial direction then passes radially outward into the stator, deflecting its flow direction The exciter windings, which are spaced apart from one another in the pole gaps, are secured against centrifugal force by winding supports, and an axially continuous cooling channel is arranged in the pole gaps between the two parts of the exciter winding and the rotor shaft which are arranged in them, and which is continuous with one towards the center of the rotor is formed with decreasing cross-section, characterized in that between the two radially inwardly directed and mutually facing parts of the excitation windings, the continuous cooling channel covering coolant guide segments with slots are ordered.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the coolant guide segments radially outwards - one or more times - are arched. 3. Arrangement according to claim 2, characterized in that stiffening ribs are arranged radially outside of the axially continuous cooling channel and in the circumferential direction between the bulges and the parts of the exciter windings located in the pole gaps. 4. Arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that the winding supports are designed with radial slots for coolant passage. 5. Arrangement according to claim 1 to 4 in the case of grooved rotors, characterized in that cover plates are arranged over the grooves in the axially continuous cooling channel. 6. Arrangement according to claim 1 to 5, characterized in that guide pieces are arranged on the end face of the rotor at the beginning of the axially continuous cooling channel. 7. Arrangement according to claim 1 to 6, characterized in that the fastening of the winding support to the rotor shaft is carried out indirectly, namely via the coolant guide segments adjacent to the exciter windings, and whereby the axially continuous cooling channel is kept free from the fastening means. 8. Arrangement according to claim 1 to 7, 'characterized in that the coolant guide segments and / or stiffening ribs are designed to be electrically insulating. Considered publications: German Patent Nos. 155 539, 630 697, 931299; German Auslegeschriften Nos. 1 048 631, 1052 546, 1087 686, 1092 554; Austrian Patent No. 207 444; Swiss Patent No. 242 931; U.S. Patent No. 2,899,573.