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Elektrische Maschine mit Kühlelementen

IP.com Disclosure Number: IPCOM000206312D
Original Publication Date: 2011-Apr-19
Included in the Prior Art Database: 2011-Apr-19
Document File: 2 page(s) / 129K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Rotierende elektrische Maschinen bestehen in der Regel aus einem Stator mit in Nuten eingelassenen Wicklungen und einem Rotor, der innerhalb des Stators drehbar gelagert ist. Dabei befindet sich ein Luftspalt zwischen Stator und Rotor, es besteht also kein direkter Kontakt zwischen diesen Bauteilen. Durch die dennoch im realen Betrieb auftretenden Reibungen erwärmen sich solche Maschinen, weshalb Kühlungen vorgesehen sind, die dafür sorgen, dass die Bauteile sich nicht über eine festgelegte Maximaltemperatur erhitzen. Die Wirkung solcher Kühlungen ist allerdings begrenzt, was dazu führt, dass die Maximalleistung der Maschine stark von der Maximaltemperatur der Bauteile abhängt. Aufgrund der starken Erhitzung bestimmter Bauteile ist es notwendig, die Maschinen in regelmäßigen Abständen zu Warten. Ein Betrieb der Maschine bei Temperaturen, die nahe der Maximaltemperatur einiger Teile ist, erhöht deren Verschleiß und erfordert somit eine verhältnismäßig häufige Wartung, während die Wartungsintervalle bei geringeren Betriebstemperaturen größer ausfallen können.

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Elektrische Maschine mit Kühlelementen

Idee: Josef Zwack, DE-Ruhstorf; Franz Geyer, DE-Ruhstorf

Rotierende elektrische Maschinen bestehen in der Regel aus einem Stator mit in Nuten eingelassenen Wicklungen und einem Rotor, der innerhalb des Stators drehbar gelagert ist. Dabei befindet sich ein Luftspalt zwischen Stator und Rotor, es besteht also kein direkter Kontakt zwischen diesen Bauteilen. Durch die dennoch im realen Betrieb auftretenden Reibungen erwärmen sich solche Maschinen, weshalb Kühlungen vorgesehen sind, die dafür sorgen, dass die Bauteile sich nicht über eine festgelegte Maximaltemperatur erhitzen. Die Wirkung solcher Kühlungen ist allerdings begrenzt, was dazu führt, dass die Maximalleistung der Maschine stark von der Maximaltemperatur der Bauteile abhängt. Aufgrund der starken Erhitzung bestimmter Bauteile ist es notwendig, die Maschinen in regelmäßigen Abständen zu Warten. Ein Betrieb der Maschine bei Temperaturen, die nahe der Maximaltemperatur einiger Teile ist, erhöht deren Verschleiß und erfordert somit eine verhältnismäßig häufige Wartung, während die Wartungsintervalle bei geringeren Betriebstemperaturen größer ausfallen können.

Derzeit werden diese Maschinen gekühlt, indem ein Strom von Kühlluft durch die Maschine geleitet wird. Die Luft wird dabei im Allgemeinen von der Nichtantriebsseite hin zur Antriebsseite geleitet. Dies führt jedoch dazu, dass die Antriebsseite von der schon erwärmten Luft nicht in gleichem Maße gekühlt wird wie die Nichtantriebsseite. Die resultierende mangelhafte Kühlung der Antriebsseite führt oftmals zu Komplikationen in der Maschinenauslegung.

Aus diesem Grund wird derzeit versucht, eine vergleichsweise gleichmäßigere Kühlung zu erreichen, indem weitere Luftumlenkungen eingeführt werden, welche eine bessere Kühlung der Beuteile auf der Antriebsseite erlauben. Des Weiteren wird auch ein zusätzlicher Lüfter am antriebsseitigen Lager angebracht oder ein zweiter Luftstrom in die Maschine geleitet sowie der Außenlüfter vergr...