172139. lajstromszámú szabadalom • Forgó dinamóvillamos gép sűrített levegő hűtéssel
7 172139 8 A túlmelegedés az azonos áramsűrűséggel terhelt, de atmoszferikus levegővel hűtött tekercselemhez képest feltűnően kicsi. Végeredményben a kétrétegű tekercsfej rétegei között önmagában ismert módon kialakított 3 első hűtőcsatornákkal atmoszferikus nyomású hűtőlevegő esetén megközelítően sem lehet ugyanakkora áramsűrűséget elérni, mint ugyanezen hűtőcsatornák sűrített levegős hűtésével, és ez nem méretezés kérdése. Mégegyszer visszautalunk itt a 15 második hűtőcsatornák fontosságára, amelyek a legfőbb hőforrás közvetlen közelében, a 17 hornyok és a 14 koszorú között vannak kialakítva. A tekercsfej hatékony bélső hűtése következtében a tekercsfejben keletkező veszteséghő jelentős része nem jut el hosszirányú hőáramlással a tekercselés vasmagba ágyazott részéig, és ez egyébként azonos körülmények között (b és d görbe) a hornyokból a vasmagon keresztül elvezetendő veszteségteljesítményt csökkentené. A valóságban azonban a tekercsfej intenzív hűtése következtében az áramsűrűség jelentős mértékben megnövelhető, de természetesen az áramsűrűség nemcsak a tekercsfejben nő meg, hanem ugyanúgy a tekercselésnek a vasmagba ágyazott részében is. A számpéldában bemutatott esetben ez azt jelenti, hogy a tekercselésnek a vasmagba ágyazott részében a hosszegységre eső veszteségi teljesítmény csaknem a háromszorosára növekszik (b és c görbe). Ezért a tekercsfej hatékony hűtése ellenére a vasmagba ágyazott tekercsrészek hűtését is jelentősen javítani kell, ha a tekercsfej hatékony hűtéséből adódó lehetőséget ki akarjuk használni. Éppen ezt teszi lehetővé a találmány szerinti megoldás a 15 második hűtőcsatomáknak a 14 koszorú és a 17 hornyok közötti kialakításával és azok sűrített levegős hűtésével. A találmány szerinti forgó dinamóvillamos gép sűrített levegő hűtéssel jól megközelíti a minden műszaki létesítménynél kívánatos egyenszilárdságú terhelést, az adott esetben hőterhelést, ami a rosszul kihasznált részek elmaradásával már önmagában is jelentős súlycsökkentést eredményez. A hűtőlevegő nyomásának növelése az elterjedt hiedelemmel ellentétben nem vagy csak jelentéktelenül növeli a súrlódási és ventillációs veszteségeket. Ennek az a magyarázata, hogy a hatékony hűtés következtében megengedhető nagyobb áramsűrűség következtében a forgórész lényegesen kisebb átmérőjű, és ez a légsúrlódás csökkenésének irányában hat. 5 10 15 20 25 30 35 A sűrített levegős hűtés különösen vontatómotoroknál azzal a járulékos üzemi előnnyel jár, hogy megszünteti a víz, hó, por stb. bejutását a gép belsejébe, ami a hagyományos szerkezetű, intenzíven szellőztetett vontatómotorok egyik leggyakoribb hibaforrása. Kommutátoros gépek esetén a zárt hűtőrendszer csővezetékébe porszűrő építhető be, ami távoltartja a fekeport a szigetelés szempontjából kényes géprészektől és ezzel tovább növeli az üzembiztonságot. A sűrített levegő nagyobb sűrűségéből adódó kisebb áramlási keresztmetszetek miatt lényegesen kisebb méretű porszűrő alkalmazható, mint amilyenre atmoszferikus nyomású hűtés esetén lenne szükség. A sűrített levegő kis fajtérfogata általában csökkenti a levegő vezetésére szükséges csőkeresztmetszeteket és ezáltal a gép beépítésének helyigénye tovább csökken. Növelt nyomású levegő keringtetéséhez — ha az elvezetendő veszteséghő ugyanakkora — kisebb teljesítmény szükséges, mint atmoszferikus hűtés esetén. Zárt hűtőkörben, különösen növelt nyomáson a külső időjárási tényezőktől függetlenül kedvező viszonyokat lehet kialakítani a kommutátor, ill. csúszógyűrűk patinaképződése számára. Ezáltal a kefekopás, a kefék súrlódási vesztesége csökken, a kommutáció javul. A kommutáció további javulását eredményezi a sűrített levegő nagyobb villamos szilárdsága. A sűrített levegő előállítása a gép részére, minthogy csak a szivárgási veszteség pótlásáról van szó, kis teljesítményű kompresszorral igen egyszerű; járműveken pedig, ahol a találmány szerinti megoldásnak a súly és méretek csökkenése miatt amúgyis a legnagyobb a jelentősége, a kompresszor fékezése és egyéb feladatok ellátása céljából amúgyis csaknem mindig rendelkezésre áll. Szabadalmi igénypont Forgó dinamóvillamos gép, amelynek vasmagja (13), ennek hornyaiban (17) elhelyezett armatúratekercselése 40 (1), a vasmag (13) részét alkotó és mágneses fluxust vezető koszorúja (14) van, a tekercselésnek (1) kétréteges tekercsfejei (2) vannak, és a két réteg között első hűtőcsatornák (3) vannak kialakítva, azzal jellemezve, hogy a vasmagban (13) a hornyok (17) és a koszorú (14) között 45 axiális második hűtőcsatomák (15) vannak, amelyek nyomólégforrással (19), szellőzővel (20), hőcserélővel (21) és az első hűtőcsatomákkal (3) zárt hűtőrendszert alkotnak. 3 rajz, 5 ábra A kiadásért felel : a Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó igazgatója 79.6703.66-42 Alföldi Nyomda, Debrecen — Felelős vezető: Benkő István igazgató 4
