DE1488440C3 - Kühlungsanordnung für den Ständer einer elektrischen Kommutatormaschine, insbesondere einer Gleichstrommaschine - Google Patents

Description

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ten Kühlmittels jeweils ein Bürstensammelring ver- Isoliermaterial bestehende Zuleitung 5 und die Abwendet ist, daß die Bürstensammelringe hohl aus- leitung 6 für das vorzugsweise flüssige Kühlmittel geführt sind, daß ferner die Kühlkanäle durch Hohl- angeschlossen. Mit den Wendepolwicklungen 4 sind leiter gebildet sind und daß die zwischen dem einen die Kompensationswicklung 7 und die Hauptstrom-Pol der Stromquelle und dem einen Bürstensammel- 5 erregerwicklung 8 und ein aus Isoliermaterial bering liegenden Teile der in Reihe zueinander geschal- stehendes oder durch isolierende Zwischenstücke von teten Wendepol- und Hauptschlußwicklungen und den spannungsführenden Teilen getrenntes Rohr 10 den zwischen dem anderen Pol der Stromquelle und so verbunden, daß ein durchlaufendes Rohrsystem dem anderen Bürstensammelring liegenden Teile der für das Kühlmittel vom Einlauf bis zum Auslauf in Reihe zueinander geschalteten Wendepol- und ίο entsteht.

Kompensationswicklungen durch ein nicht stromfüh- Durch den Schalter 11 kann die Maschine in

rendes Rohr ein zwischen den Bürstensammelringen üblicher Weise mit den Sammelschienen 12 verbun-

geschlossenes Kühlsystem gebildet ist. den werden. An die Zuleitung 5 und die Ableitung 6

Bei elektrischen Kommutatormaschinen mit zu- ist ferner ein aus Kühltaschen 13 oder ähnlichen sätzlichen Nebenschlußwicklungen sind in zweck- 15 Wärmeaustauschern bestehendes Kühlsystem anmäßiger Weise neben oder zwischen den Wicklungen geschlossen, das in gut wärmeleitender Verbindung Kühltaschen angeordnet, die strömungsmäßig in Par- mit den nicht dargestellten Nebenschlußerregerwickallelschaltung oder in Reihenschaltung zu den Haupt- lungen der Maschine angeordnet ist.
Schlußwicklungen liegen. Diese Kühltaschen können Die F i g. 2 zeigt ein Beispiel für die Ausführung erfindungsgemäß an den Zu- und Ableitungen der 20 der Hauptstromerregerwicklung 8. In F i g. 3 ist ein Bürstensammelringe angeschlossen sein. Teil der Wendepolwicklung 4 und der Kompensa-

Die Rohranschlüsse zu den Bürstensammelringen tionswicklung 7 gezeigt, wobei die Wendepole bei 14

und das Verbindungsrohr werden aus Isoliermaterial, und die Hauptpole bei 15 angedeutet sind,

z. B. einem geeigneten Kunststoff hergestellt. Hin- Fig. 4 zeigt ein Beispiel für die Kühlung der

sichtlich der Länge der Isolierrohre sind in an sich 25 Nebenschlußerregerwicklungen. Zwischen die aus

bekannter Weise die auf diese einwirkenden Span- mehreren Teilen bestehende Nebenschlußerreger-

nungen und bei Flüssigkeitskühlung die Leitfähigkeit wicklung 16 sind die Kühltaschen 13 eingeschoben,

der verwendeten Flüssigkeit zu berücksichtigen. F i g. 5 zeigt eine solche Kühltasche in Draufsicht.

Durch die obenerwähnten Maßnahmen ist es mög- F i g. 6 zeigt eine andere Bauart der Kühltaschen 13,

lieh, infolge der intensiven Kühlung der verschiede- 30 bei welcher diese zwischen den Nebenschlußerreger-

nen Wicklungen, die Abmessungen der Maschine zu wicklungen 16 und dem Kern des Magnetpoles 15

verringern und den Aufwand für die Fremdbelüftung angeordnet sind.

zu verkleinern, womit auch eine gewisse Verbesse- In den F i g. 4, 5 und 6 sind die in aller Regel auf

rung des Wirkungsgrades erreichbar ist. den gleichen Magnetkernen angeordneten, aus Hohl-

In der F i g. 1 sind die wesentlichen Teile einer der- 35 leitern aufgebauten Hauptstromwicklungen der Überartigen Maschine schematisch dargestellt. Auf dem sichtlichkeit halber nicht mit dargestellt.
Kommutator 1 der Maschine laufen die Bürsten 2, Die Kühlvorrichtung nach der Erfindung bietet <lie mit den bei 3 angedeuteten Bürstensammelringen ganz besondere Vorteile, wenn auch der Läufer der verbunden sind. An die hohl ausgebildeten Bürsten- Maschine besonders intensiv gekühlt ist, beispielssammelringe sind einerseits die in zwei Hälften unter- 40 weise mit Hilfe von kühlmitteldurchströmten Kanälen teilte Wendepolwicklung 4 und andererseits die aus in den aktiven Teilen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Bei Kommutatormaschinen, insbesondere Gleich- Patentansprüche: Strommaschinen, liegen die Verhältnisse insofern anders, als hier der erreichbaren Höchstleistung weni-

1. Kühlungsanordnung für den Ständer einer ger durch die Möglichkeit der Wärmeabführung als elektrischen Kommutatormaschine, insbesondere 5 durch die elektrotechnische Arbeitsweise eine Grenze einer Gleichstrommaschine, mittels eines Kühl- gesetzt ist insoweit, als das Produkt aus Leistung und mittels, das über eine Zuleitung und einen Ver- Drehzahl einen bestimmten Höchstwert nicht überteiler innerhalb der Wicklungen gebildeten Kühl- schreiten darf, da andernfalls eine einwandfreie Komkanälen zuführbar und aus diesen über Ableitun- mutierung nicht mehr zu erreichen ist.

gen wieder abführbar ist, dadurch gekenn- io Tatsächlich hat man sich bisher damit begnügt, die zeichnet, daß als Verteiler und als Sammler Wicklungen solcher Maschinen von außen her durch des zu- und abgeführten Kühlmittels jeweils ein verstärkte Beblasung oder — soweit es sich um die Bürstensammelring verwendet ist, das die Bür- Erregerwicklung handelt — durch nahe den elektristensammelringe (3) hohl ausgeführt sind, daß sehen Leitern angeordnete Wärmeaustauscher bzw. ferner die Kühlkanäle durch Hohlleiter ge- 15 Kühltaschen, die von einem Ventilator über Rohrbildet sind und daß die zwischen dem einen Pol leitungen mit Kühlluft versorgt werden, die die Kühlder Stromquelle (12) und dem einen Bürsten- taschen nach Durchströmung derselben wieder in die sammelring liegenden Teile der in Reihe zuein- Atmosphäre verläßt (deutsche Patentschrift 348 487), ander geschalteten Wendepol- und Hauptstrom- zu kühlen.

erregerwicklungen (4,8) und den zwischen dem 20 Es ist fernerhin eine elektrische Gleichstromanderen Pol der Stromquelle (12) und dem ande- maschine mit vorwiegend axialer Kühlung bekannt, ren Bürstensammelring liegenden Teile der in bei der die feststehende Erregerspule in konzentrisch Reihe zueinander geschalteten Wendepol- und zueinander angeordnete Teilspulen unterteilt ist, zwi-Kompensationswicklungen (4, 7) durch ein nicht sehen denen sich mindestens ein Luftspalt befindet, stromführendes Rohr (10) ein zwischen den 25 der in bezug auf die Maschine in radialer Richtung Bürstensammelringen geschlossenes Kühlsystem verläuft (deutsche Patentschrift 355 047).'" Dieser gebildet ist. Luftspalt wird durch unterschiedliche Druckvertei-

2. Kühlungsanordnung gemäß Anspruch 1 mit lung zwischen dem oberen und dem unteren Teil der neben oder zwischen den Wicklungen angeordne- Feldspule in radialer Richtung von Kühlluft durchten Kühltaschen, dadurch gekennzeichnet, daß" 30 strömt.

bei elektrischen Kommutatormaschinen mit zu- Durch diese bekannten Anordnungen ist jedoch

sätzlichen Nebenschlußwicklungen die Kühl- eine wesentliche Verbesserung der Kühlung von elek- [

taschen (13) strömungsmäßig in Parallelschal- irischen Kommutatormaschinen, ..die eine merkliche !

tung oder in Reihenschaltung zu den Wende- Verkleinerung der Abmessungen, also auch des Platz- | pol-, Kompensation- und Hauptstromerreger- 35 bedarfes der Maschine, wie dieser in den letzten Jah-

wicklungen (4, 7, 8) liegen. ren bei großen Drehstromgeneratoren erreicht wurde,

3. Kühlungssystem gemäß Anspruch 2, da- nicht möglich.

durch gekennzeichnet, daß die Kühltaschen (13) Genauere Untersuchungen haben aber nunmehr j

an die Zu- und Ableitungen (5, 6) der Bürsten- gezeigt, daß auch bei solchen Maschinen die Anwensammelringe (3) angeschlossen sind. 4° dung der Hohlleiterkühlung in den Hauptstromwick-

. ... . lungen des Ständers beachtliche Vorteile bieten kann,

obwohl durch Ausbildung der Wicklungsleiter als

Hohlleiter ein Teil des Gesamtquerschnittes jedes I

Leiters nicht zur Stromleitung ausgenutzt wird und (]' 45 obwohl die Gesamtkonzeption der Hohlleiterkühlung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlungs- einen nicht unbeträchtlichen zusätzlichen Aufwand anordnung für den Ständer einer elektrischen Korn- erfordert.

mutatormaschine, insbesondere einer Gleichstrom- Durch die Hohlleiterkühlung läßt sich zwar die er-

maschine, mittels eines Kühlmittels, das über eine Zu- wähnte Begrenzung der Höchstleistung von Kommuleitung und einen Verteiler innerhalb der Wicklungen 50 tatormaschinen nicht umgehen, jedoch können andergebildeten Kühlkanälen zuführbar und aus diesen weitige Vorteile erreicht werden. So kann der erforüber Ableitungen wieder abführbar ist. derliche Aufwand für die Fremdbelüftung, insbeson-

Eine solche Kühlungsanordnung ist z. B. aus der dere bei Maschinen mit Drehzahlregulierung, erheb-USA.-Patentschrift 1 001 643 bekannt. Dort ist inner- lieh vermindert werden. In manchen Fällen kann ferhalb der Wicklung in stets gleichem Abstand ein etwa 55 ner der gesamte Raumbedarf der Maschine verkleidie Breite der Wicklung einnehmender Kühlkanal nert werden, was insbesondere bei der Verwendung vorgesehen, in den Kühlluft eingeblasen wird, die am solcher Maschinen auf Schiffen für den Propeller-Ende des Kühlkanals in den Innenraum der Maschine antrieb von erheblicher Bedeutung sein kann,
austritt. Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Kühl-

Es ist auch bereits bekannt, zur Abführung der 60 anordnung für elektrische Kommutatormaschinen zu Wärme aus den Wicklungen elektrischer Wechsel- schaffen, die es gestattet, die Abmessungen der Mastrom- oder Drehstrommaschinen die Wicklungen aus schinen bei gleicher Leistung zu verkleinern und den Hohlleitern aufzubauen und ein gasförmiges oder Aufwand für die Fremdbelüftung zu verringern, wovorzugsweise flüssiges Kühlmittel hindurchzuleiten. mit auch eine Verbesserung des Wirkungsgrades er-

Bei derartigen Maschinen konnte die mit einer Ein- 65 reichbar ist.

heit erreichbare Grenzleistung unter anderem durch Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht bei einer

die Einführung einer solchen Hohlleiterkühlung er- eingangs erwähnten Kühlungsanordnung darin, daß heblich gesteigert werden. als Verteiler und als Sammler des zu- und abgeführ-