CH87655A - Einrichtung zur Kühlung elektrischer Maschinen. - Google Patents

Description

  Einrichtung zur Kühlung elektrischer Maschinen.    Elektrische Maschinen werden in der  Regel für eine bestimmte normale Leistung  gebaut und mit einer unveränderlichen     Eigen-          belüftungzur    Kühlungversehen. Die Maschinen  müssen dann so bemessen sein, dass sie für  die maximal im jeweiligen Betriebe vorkom  mende Dauerleistung ausreichen. Diese Höchst  leistung kommt nun in vielen Fällen, beispiels  weise in elektrischen Zentralen, nur während  weniger Stunden des Tages oder nur während  einiger Wintermonate vor. Infolgedessen sind  zu allen andern Zeiten die Maschinen schlecht  ausgenutzt.  



  Diese schlechte Ausnutzung der Maschine  soll nun der Erfindung gemäss dadurch ver  mieden werden, dass die Maschinen mit Eigen  belüftung bei ihrer Durchschnittsbelastung  bereits voll ausgenutzt sind, also die Tempe  raturgrenze erreichen, während für Spitzen  leistung zu der normalen Eigenbelüftung  Fremdbelüftung hinzugeschaltet wird. Es erge  ben sich dann für die Ausnutzung im Betriebe  analoge Verhältnisse, wie sie beispielsweise  bei Dampfturbinen vorliegen, die mau zur  günstigen Ausnutzung im normalen Betriebe    bereits voll belastet und denen man für  Spitzenleistungen Frischdampf in späteren  Stufen     zuführt    und somit eine höhere Leistung,  wenn auch bei schlechteren Wirkungsgrad.  erzielt.  



  Man erzielt nun für die Belüftung von  Maschinen mit konstanter Drehzahl besonders  günstige Verhältnisse, wenn man im Belastungs  bereiche : Dauerleistung-Spitzenleistung, eine  der Grössen : Luftmenge oder Druck, möglichst  unveränderlich hält. Will man beispielsweise  den Ventilator, der die Zusatzbelüftung     für     die Zeit der höchsten Belastung erzeugt, in  Reihe mit der Eigenbelüftung schalten, also  gemäss der Anordnung, wie sie     Fig.    1 zeigt,  so besteht die Gefahr, dass bei der grösseren,  für die Spitzenleistung erforderlichen Luft  menge die Leistung des Eigenventilators  abfällt und dieser schliesslich wirkungslos  wird.

   Diese Gefahr kann dadurch vermieden       werden,    dass man den Eigenventilator so       bemisst,    dass es auch tatsächlich möglich ist,  die vergrösserte Luftmenge durch die     llascliine          hindurchzuführen.        Eswird        diesdannermöglicht,     wenn seine     Charakteristik,    d. b. die Abhängig-      keit der Luftpressung von der Luftmenge in  denn Gebiete, dias für den oben artgegebenen  Belastungsbereich in Frage kommt, flach  verlieft.  



  Zur Erläuterung der Verhältnisse dient  Fig. 2. Die Kurve G zeigt in     Abhängigkeit-          vor,    der den Generator durchfliessenden Kühl  luftmenge 0 die hierfür aufzuwendende Luft  pressung p, die mit den Luftmengen annähernd  quadratisch wächst. Die Kurve V zeigt die  Charakteristik für den Eigenventilator. Der       Punkt    a, in dem sieh die beiden Kurven  sehnenden, entspricht dem normalen     Betriebs-          punlde,    bei dem der Eigenventilator gegen  den Widerstand der Luftwege im Genera  tor @, die erforderliche Luftmenge Qn durch  den Generator treibt, die Luftmenge, die  gerade zu der Kühlung des Generators bei  jener Belastung ausreicht.  



  Um nun die Maschine auch bei Spitzen  leistung unter     der    Temperaturgrenze zu halten,  sei eine Kühlluftmenge Q,, erforderlich. Um  sie durch die Maschine zu treiben, muss die  Pressung lb, aufgewendet werden. Damit nun  die Anordnung vorteilhaft arbeitet, muss  unter den neuen Betriebsverhältnissen der  Eigenventilator d die vergrösserte Luftmenge  angenähert     beine    gleichen     Drucke    liefern,  vährend die Zusatzbelüftung die Differenz  zwischen p,, und der vom Eigenventilator  gelieferten Pressung aufbringen muss.

   Es wird  dies dann erreicht, wenn bei hintereinander  schaitung von Eigenbelüftung und Fremd  belüftung die     Charakteristik    des Eigenventi  lators im (ebnete der für den Belastungsbereich  erforderlichen Luftmenge flach verläuft.  



  Anders liegen die Verhältnisse, wenn die  Fremdbelüftung neben die Eigenbelüftung  geschaltet werden soll, wenn also eine An  ordnung gemäss Fig. 3 getroffen wird, bei  der der Belüften zur     Beschaffung    der Fremd  belüftung an eine besondere Einlassöffnung  des Maschinengehäuses angeschlossen ist, von  der aus die von diesem geförderte Kühlluft  so geführt wird, dass sie sich mit der von  den, Eigenventilator der Maschine geförderte  Luft vereinigt. Hier liegt die Gefahr vor,  dass der     Eigenventilator    bei der erhöhten    Pressurng, die entsprechend der grösseren  Kühlluftmenge im Generator zu überwinden  ist, in seiner Liefermenge abfällt.

   Es kann  dies dadurch vermieden werden, dass der  Eigenventilator so bemessen wird, dass er  im Gebiete der für den Belastungsbereich  zum Durchtritte der Kiihlluft durch die Maschine  erforderlichen Luftpressungen annähernd die  gleiche Luftmenge liefert, dass also seine  Charakteristik in diesem Gebiete steil abfällt,  wie dies Fig. 4 zeigt.  



  Hierin bedeutet wiederum Kurve G die  Abhängigkeit des zum Durchtritte der Luft  durch den Generator erforderlichen     Luft-          druclkes    von der Kühlluftmenge, während V  wiederum die Charakteristik des Eigenventi  lators, die Abhängigkeit der Luftpressung  von der Kühlluftmenge darstellt, a, der  Schnittpunkt zwischen Ventilatorcharakteri  stik und der Widerstandskurve der Maschine  entspricht wiederum dem normalen Betriebs  punkte, während für die Spitzenleistung zur  ausreichenden Kühlung der Maschine der  Punkt b der Ventilatorwiderstanlskurve mass  gebend ist.

   Es muss eine Pressung p@     autge-          wandt    werden, um die Luftmenge     (,,I,,    gegen  die Widerstände im     Luftführungswege    des  Generators durch den Generator zu treiben.  



  Fällt nun die     Generatoreharakteristik        I"     im Bereiche der für den Durchtritt der Kühl  luft durch den Generator erforderlichen  Pressungen steil ab, so liefert der Eigen  ventilator auch unter den     veränderten    Druck  verhältnissen annähernd     diegleiche    Luftmenge,  wird also voll ausgenützt.  



  Der Eigenventilator ist also von vornherein  so zu bemessen, dass er entweder bei Reihen  schaltung die grössere Luftmenge bei nicht  zu starkem Abfalle des Druckes, oder bei  Nebenschaltung den grösseren Druck bei nicht  zu starkem Abfalle der Luftmenge liefern       kann.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Kühlung elektrischer Maschinen mit Eigenbelüftung, dadurch ge kennzeichnet, dass die Maschinen bei ihrer Durchschnittsbelastung bereits die Temperatur- grenze erreichen, und dass eine Fremdbeliüftung- vorgesehen ist, die für Spitzenleistung zu der Eigenbelüftung hinzugeschaltet wird. UNTERANSPRÜCHE: 1. Einrichtung nach Patentanspruclh, für Maschinen konstanter Drehzahl, dadurch gekennzeichnet, dass für den Eigenventilator der Maschine eine der Grössen: Luftmenge oder Druck, im Belastungsbereiche: Durch- schrnittsbelastung-Spitzenleistung, angenä hert unveränderlich ist. 2.

   Einrichtung nach Patentanspruch lind Uteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für Hintereinanderschaltung vors Ei genbelüftung und Fremdbelüftung die Charakteristik des Eigenventilators, d. lh. die Abläingigkeit der Luftpressung von der Luftmenge im (gebiete der für den Be lastungsbereich erforderlichen Luftmengen flach verläuft. 3. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruclh l, dadurch gekennzeichnet, dass für Nebenschaltung der Fremd belüftung zur Eigenbeliiftung die Charakteristik des Eigenventilators im Gebiete der für den Belastungsbereich zum Durchtritte der :Kühlluft dureh die Maschine erforderlichen Luftpressungen steil abfällt.