DE2401588A1

DE2401588A1 - VENTILATION DEVICE FOR A ROTATING ELECTRIC MACHINE

Info

Publication number: DE2401588A1
Application number: DE19742401588
Authority: DE
Inventors: Noriyoshi Takahashi; Mashatoshi Watanabe
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1973-01-22
Filing date: 1974-01-14
Publication date: 1974-08-01
Also published as: DE2401588B2; CA1003886A; CH589380A5; JPS4996211A; BR7400263D0; JPS5515940B2

Description

Belüftung seinrichtung für eine umlaufende elektrische Maschine Die Erfindung betrifft eine Belüftungseinrichtung für eine umlaufende elektrische Maschine mit hervorspringenden Magnetpolen des Läufers wie z. B. einen Polrad-Generator. Die Erfindungsaufgabe ist, eine Belüftungseinrichtung zu schaffen, welche Geräusche und Wirbelverluste verringern und die Kühlwirkung verbessern kann. Ventilation device for a rotating electrical machine The invention relates to a ventilation device for a rotating electrical machine with protruding magnetic poles of the rotor such. B. a pole wheel generator. The object of the invention is to create a ventilation device which makes noises and can reduce eddy losses and improve the cooling effect.

Allgemein sucht man die Leistung umlaufender elektrischer Maschinen durch Entwicklung neuer Isolierstoffe und durch bessere Kühlwirkung zu erhöhen. Im einzelnen teilt man die Kühlung umlaufender elektrischer Maschinen in Gaskühlung und Flüssigkeitskühlung ein; beide sind im praktischen Gebrauch. Die Flüssigkeitskühlung soll die Wärme aus dem Inneren der Maschine nach außen abführen durch Umwälzen der Flüssigkeit in Leitungen, die in den wärmeerzeugenden Teilen der Maschine angeordnet sind; sie hat gute Kühlwirkung, aber leidet unter Nachteilen wie verwickelter Bauart der Flüssigkeitskanäle und sehr teuren Sicherheitsvorrichtungen gegen Austritt der Flüssigkeit. In general, one looks for the performance of rotating electrical machines by developing new insulating materials and by improving the cooling effect. In detail, the cooling of rotating electrical machines is divided into gas cooling and liquid cooling on; both are in practical use. The liquid cooling is supposed to dissipate the heat from the inside of the machine to the outside by circulating the liquid in pipes that are in the heat-generating parts the machine are arranged; it has a good cooling effect but suffers from disadvantages such as the intricate design of the fluid channels and very expensive safety devices against leakage of the liquid.

Außerdem kann je nach der Art der Flüssigkeit noch mehr und stärkere Isolierung nötig sein, und dies macht die Bauart noch verwickelter.Also, depending on the type of liquid, it can be even more and stronger Isolation may be necessary, and this makes the design even more intricate.

Im Gegensatz zur Flüssigkeitskühlung ist die Gaskühlung frei von besonderen Rohrleftungseinrichtungen und daher seit langem weithin gebräuchlich, teils, weil das Gas frei strömt und von Natur aus zum Kühlen vieler Teile solcher Maschinen gut geeignet ist. In contrast to liquid cooling, gas cooling is free from special pipe ventilation devices and therefore widely used for a long time, partly because the gas flows freely and naturally to cool many parts of such Machines is well suited.

Zur Kühlung mit Gas als Kühlmittel gehört ein gesondertes Kühlgas-Gebläse, welches auf dem Lüfter angebracht ist und zwangsweise Gas durch eine gesondert angeordnete Leiteinrichtung in das Innere der umlaufenden elektrischen Maschine fördert, und eine gebläseartige Selbstkühlung durch die Wirkung des Läufers selbst, die derjenigen eines Fliehkraftgebläses gleicht und ebenfalls das Gas in das Innere der elektrischen Maschine fördert. Die Erfindung soll eine Gaskühlungs-Einrichtung, und zwar insbesondere eine solche durch die eigene, der Wirkung eines Fliehkraft-Gebläses ähnliche Wirkung des Läufers erbringen. A separate cooling gas fan is required for cooling with gas as the coolant, which is mounted on the fan and forced gas through a separately arranged Guiding device promotes into the interior of the rotating electrical machine, and a fan-like self-cooling through the action of the runner itself, that of those of a centrifugal fan and also the gas in the interior of the electric Machine promotes. The invention is intended to provide a gas cooling device, in particular an effect similar to that of a centrifugal fan due to its own effect of the runner.

Die übliche, sich selbst kühlende umlaufende elektrische Maschine ist mit einem auf dem Läufer angebrachten Gebläse ausgestattet, das dank seiner Blaswirkung einen Gas strom innerhalb der elektrischen Maschine bewirkt und durch diesen die Bestandteile der Maschine kühlt. Das Gebläse ist auf dem Läufer auf einer Stelle angeordnet, an der es die Drehung des Läufers nicht stört. Daher fließt, wenn ein Radialgebläse verwendet wird, der Luftstrom in radialer Richtung so daß nur unzureichende Kühlung des Läufers und des Ständers erreicht werden kann, welche nur die Wickelköpfe der Ständerwicklung zu kühlen vermag. Dies kommt daher, daß eine Kühlluft-Führung so angeordnet ist, daß sie den Radialstrom des Gases auf die Innenseite des Läufers und des Ständers leitet. Diese Bauart werde nun anhand der Fig. 4 beschrieben; diese zeigt die Verhältnisse in einer Maschine mit senkrechter Drehachse. Bei dieser Bauart ist ein Radialgebläse 20 an einer Stelle angeordnet, an der es die Drehung des Läufers nicht stört; der Läufer besteht aus einem Läuferjoch 4 und Feldpolen 5, d. h. an der einen Seite des Joches 4, so daß das Gas in radialer Richtung fließt. Dann wird die Richtung des radial strömenden Gases mittels einer nahe dem Außenumfang des Gebläses 20 angeordneten Lilftungs-Leitwand 21 zu den Feldpolen 5 hin und sodann in die im Ständer-Eisenkern 7 vorgesehenen lüftungskanäle 8 hinein umgelenkt. The usual self-cooling rotating electrical machine is equipped with a fan attached to the runner that thanks to its blowing effect causes a gas stream within the electrical machine and this cools the components of the machine. The fan is on the runner placed in a place where it does not interfere with the rotation of the rotor. Therefore If a radial fan is used, the air flow will flow in a radial direction so that only insufficient cooling of the rotor and the stator can be achieved, which is only able to cool the winding heads of the stator winding. This is because that a cooling air guide is arranged so that it increases the radial flow of the gas the inside of the runner and the stator conducts. This design will now be based of Fig. 4 described; this shows the conditions in a machine with a vertical Axis of rotation. In this design, a radial fan 20 is arranged at a point where it does not interfere with the rotation of the rotor; the runner consists of a runner yoke 4 and field poles 5, d. H. on one side of the yoke 4, so that the gas in radial Direction flows. Then the direction of the radially flowing gas is determined by means of a near the outer circumference of the fan 20 ventilation baffle 21 to the field poles 5 and then into the ventilation ducts 8 provided in the stator iron core 7 diverted.

Durch diese Anordnung wird der Gasstrom vom Radialgebläse 20 zunächst in das Innere der die Wickelköpfe 9 der Ständerwicklungen umgebenden Lüftungsleitwand 21 eingeführt und sodann zum größeren Teil umgelenkt und in die Zwischenräume zwischen den Feldmagnetpolen geleitet und zum kleineren Teil zum Umfang der Wicklungsköpfe 9 geführt. Dort wird daher der Gas strom am Umfang der Wicklungsköpfe 9 aufgehalten, und daher vermag er dort die Wicklungsköpfe nicht recht zu kühlen. Ferner findet der Gasstrom, der zu den Wicklungsköpfen 9 hinstrebt, keinen Weg und wird dann gezwungen, zum Feldmagnetpol 5 zu fließen, so daß dort ein heftiger Wirbel mit beträchtlichem Geräusch und Verwirbelungsverlust entsteht. Andererseits ist, weil die große, die Wickelköpfe 9 umgebende Lüftungs-Leitwand 21 vorhanden ist, eine große End-Abdeckwand 22, die den Gas strom aus der Kühleinrichtung -in das Radialgebläse 20 um lenkt, erforderlich, und diese wiederum vergrößert die ganze umlaufende elektrische Maschine. Ferner wird, wenn die Lüftungs-Leitwand 21 aus Metall besteht, genügender Isolierabstand L von den Wicklungsköpfen 9 erforderlich und daher von der Lüftungs-Leitwand 21 und der End-Leitwand 22 ein reichlicher Raum beansprucht, so daß ein übermäßig großer Platz nötig wird. Außerdem mag vielleicht versuchsweise vorgeschlagen werden, die Lüftungs-Leitwand um die Wickelköpfe 9 anzuordnen und das am Ende des Ständer-Eisenkerns 7 anliegende Randblech EP mit Löchern H zu versehen, so daß, wie durch strichpunktierte Pfeile angedeutet, ein Teil des Gases vom Lüftungsgebläse 20 durch die Wicklungsköpfe 9 und durch die Löcher H zur Rückseite des Ständer-Eisenkerns 7 und der andere Teil durch die Feldmagnetpole 5 und durch die Lüftungskanäle 8 des Ständer-Eisenkerns 7 zur Rückseite des Ständer-Eisenkerns 7 fließt. Aber in diesem Falle würde der Kühlgasstrom an der Stelle, wo er sich teilt, heftige Wirbel bilden, und dadurch würden Geräusche entstehen und die Kühlwirkung sinken.With this arrangement, the gas flow from the radial fan 20 is initially into the interior of the ventilation baffle surrounding the winding heads 9 of the stator windings 21 introduced and then deflected for the most part and into the spaces between the field magnetic poles and to a lesser extent to the circumference of the winding heads 9 led. There, therefore, the gas flow is stopped on the circumference of the winding heads 9, and therefore it is not able to cool the winding heads there. Further finds the gas flow to the end windings 9 strives, no way and is then forced to flow to the field magnetic pole 5, so that there is a violent Eddy with considerable noise and loss of turbulence is created. on the other hand is because the large ventilation baffle 21 surrounding the winding heads 9 is present is, a large end cover wall 22, the gas flow from the cooling device -in the centrifugal fan 20 deflects, required, and this in turn increases the whole rotating electrical machine. Furthermore, when the ventilation baffle 21 is off There is metal, a sufficient insulating distance L from the end windings 9 is required and therefore an ample space of the vent baffle 21 and the end baffle 22 so that an excessively large space is required. Also may like It is proposed on a trial basis to arrange the ventilation baffle around the end windings 9 and the edge plate EP with holes H closed at the end of the stator iron core 7 provided, so that, as indicated by dash-dotted arrows, part of the gas from the ventilation fan 20 through the winding heads 9 and through the holes H to the rear of the stator iron core 7 and the other part through the field magnetic poles 5 and through the ventilation ducts 8 of the stator iron core 7 to the rear of the stator iron core 7 flows. But in this case the cooling gas flow would be at the point where it is splits, form violent eddies, and this would create noise and the cooling effect sink.

Die vorstehende Beschreibung nun bezieht sich auf den Fall, daß das am Läufer angeordnete Gebläse von radialer Bauart ist. Wenn dieses Radialgebläse durch ein axiales ersetzt wird, dann gibt es die im folgenden beschriebenen Nachteile. Dann wird der in axialer Richtung fließende Gas strom freilich den Läufer und den Ständer besser als beim Radialgebläse kühlen, aber er wird - und das ist der Nachteil - nicht die aus dem Ständer-Eis enkern hervorstehenden Wicklung sköpfe kühlen. Der axiale Gasstrom wird nur dann bessere Kühlwirkung ergeben, wenn eine geeignete Lüftungs-Leitwand dort, wo das Gas in das Gebläse einströmt, vorgesehen ist. Aber solche Leitwand vorzusehen, vergrößert unvermeidlicherweise die axiale Länge der Maschine, und daher wird solche Leitwand im allgemeinen nicht angewendet. Daher kann solche Maschine nur mit schlechter Kühlung betrieben werden. Dies ergibt weiterhin größeren Reibungsverlust im Gasstrom und somit größeren Antriebsleistungs-Bedarf. The above description now relates to the case that the the fan arranged on the rotor is of a radial type. If this centrifugal fan is replaced by an axial one, then there are the disadvantages described below. Then the flowing in the axial direction Gas electricity, of course cool the rotor and the stator better than the radial fan, but it will - and that is the disadvantage - not the ones protruding from the stand iron core Cool the winding heads. The axial gas flow will only give a better cooling effect if if there is a suitable ventilation baffle where the gas flows into the fan, is provided. But providing such a baffle inevitably enlarges the axial length of the machine, and therefore such a baffle will generally not applied. Therefore, such a machine can only be operated with poor cooling. This also results in greater friction loss in the gas flow and thus greater drive power requirement.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die genannten Nachteile dadurch zu vermeiden, daß eine Belüftungseinrichtung für eine umlaufende elektrische Maschine geschaffen wird, bei der der Läufer mit einem Belüftungsgebläse versehen ist, das so angeordnet ist, daß die hervorstehenden Magnetpole und die Wicklungen des Ständer-Eisenkerns durch Luft aus dem Belüftungsgebläse gekühlt werden, während die aus dem Ständer-Eisenkern herausragenden Wicklungsköpfe mit Luft gekühlt werden, die in das Gebläse eingesaugt werden soll. It is an object of the invention to overcome the disadvantages mentioned to avoid having a ventilation device for a rotating electrical machine is created in which the runner is provided with a ventilation fan that is arranged so that the protruding magnetic poles and the windings of the stator iron core be cooled by air from the ventilation fan, while that from the stator iron core protruding winding heads are cooled with air that is sucked into the fan shall be.

Gemäß der Erfindung geschieht die Kühlung der Wicklungsköpfe der Ständerwicklung durch den Ansaug-Luftstrom des Gebläses, wodurch Teilung des Kühlluftstromes unnötig gemacht und der Geräuschpegel und der Reibungsverlust verringert wird. According to the invention, the cooling of the winding heads takes place Stator winding through the intake air flow of the blower, which divides the cooling air flow made unnecessary and the noise level and friction loss are reduced.

Insbesondere besteht der Läufer aus einem Jochring, der auf der Welle befestigt ist, und aus hervor stehenden Magnetpolen, die am Außenumfang des Jochringes befestigt sind, während der Ständer aus einem ringsherum angeordneten, den Magnetpolen zugewandten Ständer-Eisenkern und in Wicklungsnuten des Ständer-Eisenkerns angeordneten Ständerwicklungen besteht. Das Belüftungsgebläse ist auf dem Läufer angeordnet und hat eine an oder nahe dem Lüfter angebrachte Trennwand, welche die vom Gebläse kommende Luft durch die Kanäle zwischen den hervor stehenden Magnetpolen durch die Lüftungskanäle im Ständer-Eisenkern und dann auf die Rückseite des Ständer-Eisenkerns, vorbei an den aus dem Ständer-Eisenkern hervorragenden Ständerwicklungsköpfen und dann zurück zum Gebläse leitet. In particular, the runner consists of a yoke ring on the wave is attached, and from protruding magnetic poles on the outer circumference of the yoke ring are attached, while the stator consists of a surrounding, the magnetic poles facing stator iron core and arranged in winding grooves of the stator iron core Stator windings. The ventilation fan is arranged on the runner and has a partition attached to or near the fan, which separates the wall coming from the fan Air through the ducts between the protruding magnetic poles through the ventilation ducts in the stator iron core and then on the back of the stator iron core, past the stator winding heads protruding from the stator iron core and then back leads to the blower.

Infolgedessen sind der Kanal für die Luft, welche die Wicklungsköpfe der Ständerwicklungen kühlt, und der Kanal für die Luft, die zwischen die hervorstehenden Magnetpole fließt, mit Sicherheit voneinander getrennt; dadurch wird Mischung der luftströme verhindert und glatte Luftströmung erreicht. As a result, the duct for the air, which the end turns the stator windings cools, and the duct for the air that protrudes between the Magnetic poles flows, separated from each other with certainty; this will mix the Prevents air flows and achieves smooth air flow.

Dadurch wird Wirbelströmung der Kühlluft verhindert, also Reibungsverlust des Kühlluftstromes und Entstehen von Geräuschen ausgeschlossen. Außerdem läßt sich, da in der Nähe der Wicklungsköpfe glatter Kühlluftstrom erreicht wird, befriedigende Kühlwirkung für die Wicklungsköpfe erreichen. This prevents eddy flow of the cooling air, i.e. loss of friction of the cooling air flow and the generation of noises are excluded. In addition, since a smooth flow of cooling air is achieved in the vicinity of the end windings, this is satisfactory Achieve a cooling effect for the winding heads.

Außerdem besteht die Aufgabe der genannten Trennwand darin, die Kühlluft um das Beliltungsgebläse herumzuleiten; daher wird für die Anordnung der Trennwand kein zusätzlicher Raum benötigt. In addition, the task of the aforementioned partition wall consists in the cooling air around the ventilation fan; therefore, for the arrangement of the partition no additional space required.

Fig. 1 ist ein Querschnitt, der wesentliche Teile der erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung zeigt, und zwar an einem Stromerzeuger für eine Wasserturbine mit senkrechter Welle, Fig. 2 ist eine Vergrößerung eines Ausschnittes II aus Fig. 1, Fig. 3 ist ein Querschnitt eines ebensolchen Ausschnittes wie in Fig. 2, jedoch in abgewandelter Ausführung, Fig. 4 ist ein Querschnitt, der wesentliche Teile der früher üblichen, bekannten Belüftungseinrichtung zeigt. Fig. 1 is a cross section showing essential parts of the invention Ventilation device shows, on a power generator for a water turbine with a vertical shaft, Fig. 2 is an enlargement of a section II from Fig. 1, Fig. 3 is a cross-section of the same detail as in Fig. 2, however in a modified form, Fig. 4 is a cross section showing essential parts of the shows previously common, known ventilation device.

In Fig. 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform der Erfindung dargestellt, und zwar wesentliche Teile eines Stromerzeugers für eine Wasserturbine senkrechter Achse. Eine (nicht dargestellte) Wasserturbinenwelle ist mit dem unteren Ende einer Welle 1 gekuppelt, die von der Wasserturbine angetrieben wird. Auf dieser Welle sind zwei Armsterne befestigt, die mehrere sich waagerecht erstreckende Speichen 2 haben. An den Außenenden der Speichen 2 ist ein konzentrisch zur Welle 1 angeordneter Jochring 4 befestigt. Durch die zwischen den einzelnen Speichen 2 und dem Jochring 4 befindlichen Räume würden, wenn die Welle 1 und mit ihr die Speichen 2 umlaufen, Luftströme fließen, und diese würden Verlust durch Luftwirbel verursachen. In Fig. 1 and 2, a first embodiment of the invention is shown, and that essential parts of a power generator for a water turbine vertical Axis. A water turbine shaft (not shown) is connected to the lower end of a Coupled shaft 1, which is driven by the water turbine. On this wave two arm stars are attached to the several horizontally extending spokes 2 have. At the outer ends of the spokes 2 a concentric to the shaft 1 is arranged Yoke ring 4 attached. By between the individual spokes 2 and the yoke ring 4 located rooms would, if the shaft 1 and with it the spokes 2 rotate, Air currents flow and these would cause air vortex loss.

Damit das nicht geschieht, sind an den Speichen 2 Deckbleche 3 angeordnet, welche diese Räume absperren. Mit der Bezugsziffer 5 sind eine Vielzahl von Feldpolen bezeichnet, deren jeder aus einem Feld-Eisenkern und einer um diesen gewundenen Feldwicklung besteht; alle diese sind in einander gleichen Abständen am Außenumfang des genannten Jochringes 4 angeordnet und für Erregung durch Gleichstrom im Betrieb eingerichtet. Je ein Lüftungsgebläse 6 ist beiderseits des Jochringes 4 am Außenumfang nahe den genannten Feldpolen 5 angeordnet. Der Einlaß 6A jedes Lüftungsgebläses 6 ist in radialer Richtung offen; der Auslaß jedes Gebläses ist in axialer Richtung zum Feldpol 5 hin offen; jedes Gebläse 6 ist mit einer an ihm festen ringförmigen Trennwand 6G versehen. Diese Trennwand 6G hat eine gekrümmte Oberfläche, so daß sie geringsten Luftströmungs-Widerstand bietet. Um den Außenumfang des Feldpol-Kranzes ist ein Ständer angeordnet, der mit den Feldpolen 5 des Läufers magnetisch zusammenwirkt. Der Ständer besteht aus einem ringförmigen Ständer-Eisenkern 7 aus aufeinandergeschichteten Blechen aus magnetischem Stahl und aus Ständerwicklungen, die in Wicklungsnuten des Ständer-Eisenkerns 7 eingebettet sind; der Ständer-Eisenkern 7 ist mit einer großen Anzahl von Lüftungskanälen 8 versehen. Bei 9 sind die Wicklungsköpfe der Ständerwicklungen gezeigt, die aus den Wicklungsnuten des Ständer-Eisenkernes 7 hervorragen; bei 10 ist ein Paar ringförmiger Endbleche gezeigt, durch die der Ständer-Eisenkern auf einem ihn haltenden Bauteil abgestützt ist; und bei 11 ist eine Lüftungs-Abdekkung gezeigt, die die Feldpole 5 und den Ständer 7 abdeckt und deren Ränder ein geringes Spiel gegenüber dem Läufer lassen. Die Bezugsziffern 12 und 13 bezeichnen Auslässe und Einlässe, die in der Lüftungs-Abdeckung 11 in einander gleichen Abständen nahe der Rückseite des Ständers angeordnet sind. Bei 14 ist ein Luftkühler gezeigt, der am Auslaß 12 angeordnet ist. Mit 15 ist ein Bremsring bezeichnet, der an den Speichen 2 durch das Deckblech 3 hindurch befestigt ist; mit 16 ist eine Bremsen-Abstützung bezeichnet, mit deren Hilfe eine Bremsbacke an dem Bremsring angedrückt werden kann; mit 17 ist ein Axialdrucklager der Welle 1 und mit 18 endlich ist ein Kanal bezeichnet, durch den Kühlluft eingeführt werden kann oder in dem Rohrleitungen oder dergleichen für Zubehör angeordnet sein können.So that this does not happen, 2 cover plates 3 are arranged on the spokes, which cordon off these rooms. With the reference number 5 are a multitude designated by field poles, each of which consists of a field iron core and one around it tortuous field winding consists; all of these are equidistant from one another arranged on the outer circumference of said yoke ring 4 and for excitation by direct current set up in the company. A ventilation fan 6 is on each side of the yoke ring 4 arranged on the outer circumference near the field poles 5 mentioned. The inlet 6A each Ventilation fan 6 is open in the radial direction; is the outlet of each fan open in the axial direction towards the field pole 5; each fan 6 has one on it fixed annular partition 6G provided. This partition wall 6G has a curved one Surface so that it offers the least resistance to air flow. Around the outer perimeter of the field pole ring, a stator is arranged, which is connected to the field poles 5 of the rotor interacts magnetically. The stand consists of a ring-shaped stand iron core 7 made of stacked sheets of magnetic steel and stator windings, which are embedded in winding grooves of the stator iron core 7; the stand iron core 7 is provided with a large number of ventilation ducts 8. At 9 are the winding heads of the stator windings shown from the winding grooves of the stator iron core 7 protrude; shown at 10 is a pair of annular end plates through which the Stator iron core is supported on a component holding it; and at 11 is a ventilation cover is shown which covers the field poles 5 and the stand 7 and the edges of which leave a little play in relation to the runner. The reference numbers 12 and 13 denote outlets and inlets in the vent cover 11 into one another are equally spaced near the back of the stand. At 14 is a Air cooler shown, the is arranged at the outlet 12. At 15 is denotes a brake ring which is fastened to the spokes 2 through the cover plate 3 is; 16 with a brake support is designated, with the help of a brake shoe can be pressed against the brake ring; with 17 is a thrust bearing of the shaft 1 and finally with 18 a channel is designated through the cooling air are introduced can or can be arranged in the pipelines or the like for accessories.

Bei solcher Anordnung entsteht ein Kühlluft-Umlauf, in der durch Pfeile gezeigten Richtung. Anders gesagt: Die durch die Einlässe 6A des Lüftungsgebläses 6 eingeführte Luft wird durch den Gebläsedruck, geführt von der Trennwand 6 G, in die Räume zwischen den Feldpolen 5 eingeblasen. Da die Luft in die zwischen den Polen befindlichen Räume von beiden Seiten eingeführt wird, strömt sie zwangsweise in die Lüftungskanäle 8 des Ständer-Eisenkernes 7 und dann zur Rückseite des Ständer-Eisenkerns 7. Dabei kühlt die Luft die Feldpole 5, den Ständer-Eisenkern 7 und die Ständerwicklung, soweit diese in den Lüftungskanälen 8 frei liegt; dabei wird die Luft auf eine gewisse Temperatur erwärmt. Die so warmgewordene Luft wird sodann, um gekühlt zu werden, durch den Luftkühler 14 und von dort durch den Einlaß 13 der Lüftungsabdeckung 11 ins Innere dieser Abdeckung 11 geleitet. Die so in die Abdeckung einzuführende gekühlte Luft kühlt, während sie an der gekrümmten-Außenfläche der Trennwand 6 G des Lüftungsgebläses 6 zu den Einlaßöffnungen des Gebläses strömt, die Wicklungsköpfe 9 der Ständerwicklungen. With such an arrangement, there is a circulation of cooling air through which Direction shown by arrows. In other words: through the inlets 6A of the ventilation fan 6 introduced air is guided by the blower pressure from the partition 6 G, in the spaces between the field poles 5 are blown. Because the air in between the Poland is introduced from both sides, it flows forcibly into the ventilation ducts 8 of the stator iron core 7 and then to the rear of the stator iron core 7. The air cools the field poles 5, the stator iron core 7 and the stator winding, as far as this is exposed in the ventilation ducts 8; in doing so, the air gets to a certain extent Temperature warmed. The air that has become so warm is then, in order to be cooled, through the air cooler 14 and from there through the inlet 13 of the ventilation cover 11 passed into the interior of this cover 11. The cooled one to be introduced into the cover Air cools while on the curved outer surface of the partition wall 6 G of the ventilation fan 6 flows to the inlet openings of the fan, the winding heads 9 of the stator windings.

Die so gestaltete und für das Lüftungsgebläse vorgesehene Trennwand 6 G verhindert, daß die Strömung durch Mischung des luftstromes, der die aus den Wicklungsnuten des Ständer-Eisenkernes 7 herausragenden Wicklungsköpfe 9 kühlen soll, mit dem Luftstrom, der durch das Lüftungsgebläse 6 fließt, vermischt und verwirbelt wird; sie bewirkt, daß die durch das Lüftungsgebläse 6 strömende Luft in axialer Richtung fließt und daher glatt in die Zwischenräume zwischen den Feldpolen 5 einströmt mit dem Erfolg, die Wicklungsköpfe 9 gut zu kühlen. Dies verhindert auch, weil keine Strömungswirbel in der Kühlluft auftreten, das Entstehen von Reibungsverlusten und von Geräuschen. The partition wall designed in this way and intended for the ventilation fan 6 G prevents the flow by mixing the air flow coming from the Winding grooves of the stator iron core 7 cool protruding winding heads 9 should, mixed and swirled with the air stream flowing through the ventilation fan 6 will; it causes the air flowing through the ventilation fan 6 in an axial direction Direction flows and therefore flows smoothly into the spaces between the field poles 5 with the success of cooling the winding heads 9 well. This also prevents because none Flow vortices occur in the cooling air, the occurrence of friction losses and of noises.

Inzwischen nimmt die Trennwand eine sanft gekrümmte Form an; aber die Gestalt der Trennfläche ist nicht notwendigerweise auf solche gekrümmte Form beschränkt, sondern kann von beliebiger Form sein, wenn sie nur nicht die Kühlwirkung an den Wicklungsköpfen 9 beeinträchtigt und nicht den Kühlluftstrom verwirbelt. Es könnte z. B. anstatt des gekrümmten ein geneigtes Blech an derselben Stelle verwendet werden. Meanwhile, the partition takes on a gently curved shape; but the shape of the parting surface is not necessarily limited to such a curved shape limited, but can be of any shape if they just do not have the cooling effect impaired on the winding heads 9 and not swirled the cooling air flow. It could e.g. B. used instead of the curved one inclined plate in the same place will.

Die Kühlwirkung an den Feldpolen 5, am Ständer-Eisenkern 7 und an den Ständerwicklungen läßt sich noch verbessern durch höhere Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft, die durch die Fliehkraftgebläse-Wirkung der Feldpole 5 zusätzlich zum wirksamen Druck des luftungsgebläses 6 erzeugt wird. The cooling effect on the field poles 5, on the stator iron core 7 and on the stator windings can be improved by increasing the flow rate the cooling air, which by the centrifugal fan effect of the field poles 5 in addition to the effective pressure of the ventilation fan 6 is generated.

Die vorstehende Beschreibung behandelt den Fall, daß die Trennwand mit dem Lüftungsgebläse fest verbunden ist. Aber das Lüftungsgebläse 6 kann auch mit gesonderter Trennwand 19, wie in Fig. 3 dann gestellt, geliefert werden. In der Zeichnung ist die Trennwand an der Lüftungs-Abdeckung 11 befestigt mittels eines Haltebleches 19S, das auch als Leitblech für den Kühlluftstrom ausgebildet sein kann; die Trennwand 19 kann dicht am Außenumfang des Lüftungsgebläses 6 anliegend so angeordnet werden, daß sie den gl&tten Strom der die Wicklungsköpfe kühlenden Luft nicht stört. The above description deals with the case that the partition is firmly connected to the ventilation fan. But the ventilation fan 6 can also with a separate partition 19, as then shown in Fig. 3, are supplied. In the drawing, the partition is attached to the ventilation cover 11 by means of a Retaining plate 19S, which can also be designed as a guide plate for the flow of cooling air can; the partition wall 19 can lie tightly against the outer circumference of the ventilation fan 6 be arranged in such a way that they have the smooth flow of cooling the winding heads Air does not disturb.

Solche Anordnung verhindert, daß die durch das Lüftungsgebläse strömende Kühlluft sich mit der an den Wicklungsköpfen 9 entlang fließenden Kühlluft mischen kann, und erreicht dadurch dieselbe gute Kühlwirkung wie die vorher beschriebene Ausführungsform. Such an arrangement prevents the flowing through the ventilation fan Cooling air mix with the cooling air flowing along the winding heads 9 can, and thereby achieves the same good cooling effect as the one previously described Embodiment.

Ferner bewirkt gemäß den früheren Ausführungsformen eine bloße Anordnung der Trennwand den Kühlluft-Kreislauf, ohne daß eine besondere Baukonstruktion wie ein Lüftungsgebläse 21 vorgesehen wiarde, und vermeidet so Vergrößerung der Einrichtung (insbesondere in der axialen Länge). Und ferner kann, ohne daß die herkömmliche, die Wicklungsköpfe 9 umgebende Lüftungs-Leitwand 21 vorgesehen wird, die durch übermäßig großen Isolier-Abstand verursachte Größen-Zunahme der Einrichtung vermieden werden. Further, according to the earlier embodiments, mere arrangement effects the partition wall the cooling air circuit without a special construction like a ventilation fan 21 would be provided, thus avoiding enlargement of the facility (especially in the axial length). And furthermore, without the conventional, the end windings 9 surrounding ventilation baffle 21 is provided, which by excessively large insulating distance caused increase in size of the device can be avoided.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, besteht die Erfindung in der Trennwand, die durch Nutzung eines kleinen Raumes um den Außenumfang des auf dem Läufer angebrachten Lüftungsgebläses geschaffen ist derart g daß die hervorstehenden Magnetpole, der Ständer-Eisenkern und die Wicklungen innerhalb des Ständer-Eisenkerns durch vom Lüftungsgebläse austretende Luft gekühlt werden, während die Wicklungsköpfe des Ständers durch die ins Lüftungsgebläse einzusaugende Luft gekühlt werden mit dem Erfolg, daß Mischung der Kühlluft, Verwirbelung der beiden verzweigten Luftströme und der vom verwirbelten Luftstrom verursachte Lärm und Energieverlust alle zusammen vermieden werden. Außerdem kann die Kühlluft für die Wicklungsköpfe entlang der Trennwand ungestört fließen und die durch das Lüftungsgebläse geflossene Kühlluft ebenfalls störungsfrei längs der Innenwand strömen, so daß bessere, stärkere Kühlung der Wicklungsköpfe und noch mehr der Magnetpole, des Ständer-Eisenkernes und der Ständerwicklung en durch die zusätzliche Fliehkraft-Förderwirkung der hervorstehenden Magnetpole erzielt wird. Daher läßt sich eine umlaufende elektrische Maschine von gedrängter Bauart und erhöhter Leistung erreichen. As can be seen from the foregoing description, the invention exists in the partition made by using a small space to the The outer circumference of the ventilation fan mounted on the runner is created in this way g that the protruding magnetic poles, the stator iron core and the windings inside the stator iron core are cooled by the air exiting the ventilation fan, while the winding heads of the stator are sucked into the ventilation fan Air can be cooled with the success that mixing of the cooling air, swirling the two branched air flows and the noise caused by the swirling air flow and energy loss are avoided all together. In addition, the cooling air for the winding heads flow undisturbed along the partition wall and through the ventilation fan flowing cooling air can also flow smoothly along the inner wall, so that better, stronger cooling of the winding heads and even more of the magnetic poles, the stator iron core and the stator winding s due to the additional centrifugal force-promoting effect of the protruding Magnetic poles is achieved. Therefore, a rotating electrical machine can be of compact design and increased performance.

Claims

Ventilation device for a rotating electrical machine, marked by a) a rotor with shaft (1), with protruding magnetic poles (5) and with a ventilation fan (6), b) a stand opposite the rotor, c) such an arrangement of the ventilation fan (6), which the protruding magnetic poles (5), the stator iron core (7) and the windings in the stator iron core through the the air blower (6), but the end windings (9) of the stator be cooled by the air to be sucked in by the ventilation fan (6).

2. Ventilation device according to claim 1, characterized in that that a partition (6G, 19) is arranged on the outer circumference of the ventilation fan, that the air ejected by the ventilation fan (6) is passed between the field poles (5) will.

3. Actuating device according to claim 2, characterized in that that the inner wall (19) is thereby supported by a holding plate (19S) which is shaped in this way is that it rectifies the cooling air near the end windings (9) of the stator winding can.

4. Ventilation device according to claim 2, characterized in that that the partition (6G) is rigidly attached to the outer circumference of the ventilation fan (6).

L e r s e i t e