Conjunto de imán.

Conjunto (260) de imán que comprende

un elemento (272, 273) de base y

un imán

(271) unido a una primera superficie del elemento de base,

en el que una segunda superficie del elemento de base opuesta a la primera superficie del elemento de base comprende un contorno (273), que está adaptado para acoplarse con un contorno (282) complementario de una estructura (281) de soporte de una disposición de rotor,

caracterizado porque

el conjunto (260) de imán comprende además una cubierta protectora que encapsula el imán (271), en el que la cubierta protectora está fijada al elemento (272, 273) de base.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10000542.

Solicitante: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: WITTELSBACHERPLATZ 2 80333 MUNCHEN ALEMANIA.

Inventor/es: BOOTH,JAMES KENNETH.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > MAQUINAS DINAMOELECTRICAS (relés dinamoeléctricos... > Detalles del circuito magnético (circuitos magnéticos... > H02K1/27 (Núcleos rotóricos de imanes permanentes)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > IMANES; INDUCTANCIAS; TRANSFORMADORES; EMPLEO DE... > Imanes (imanes superconductores H01F 6/00) > H01F7/02 (Imanes permanentes)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > MAQUINAS DINAMOELECTRICAS (relés dinamoeléctricos... > Métodos o aparatos especialmente adaptados para... > H02K15/03 (que incluyen imanes permanentes)

PDF original: ES-2519166_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Campo de invención

La presente invención se refiere al campo técnico de los transductores electromecánicos que tienen un rotor que comprende ¡manes, en particular ¡manes permanentes. En particular, la presente invención se refiere a un conjunto de imán para una disposición de rotor de un transductor electromecánico. Además, la presente invención se refiere a una disposición de rotor, a un transductor electromecánico y a una turbina eólica, que están todos equipados con un conjunto de imán de este tipo. Además, la presente invención se refiere a un método para acoplar un conjunto de imán con una estructura de soporte de un rotor.

Antecedentes de la técnica

Los transductores electromecánicos son máquinas que convierten la energía eléctrica en energía mecánica o viceversa. Un motor eléctrico es un transductor electromecánico ampliamente usado que convierte energía eléctrica en energía mecánica usando acoplamiento de campo magnético. Un generador eléctrico es un transductor electromecánico que convierte energía mecánica en energía eléctrica usando también un acoplamiento de campo magnético.

Un transductor electromecánico comprende un estator y un rotor. El estator es un conjunto que representa la parte estacionaria de un transductor electromecánico. El rotor es un conjunto que representa la parte móvil de un transductor electromecánico.

Para realizar un acoplamiento de campo magnético, pueden usarse imanes, por ejemplo imanes permanentes, en particular para un rotor de un transductor electromecánico. En los últimos años, especialmente desde la introducción de los materiales magnéticos de tierras raras, los transductores electromecánicos de ¡manes permanentes (IP) se han hecho muy populares ya que eliminan la necesidad de conmutadores y escobillas, usados comúnmente con los transductores electromecánicos convencionales de corriente continua (CC). La ausencia de una excitación de rotor eléctrica externa elimina pérdidas en el rotor y hace que los transductores electromecánicos de imanes permanentes sean más eficientes. Además, el diseño sin escobillas de un transductor electromecánico de IP permite situar las bobinas conductoras exclusivamente en el estator estacionario. A este respecto, se menciona que los transductores electromecánicos no de IP, que están equipados con conmutadores y escobillas, son susceptibles de costes de mantenimiento significativamente superiores.

Los transductores electromecánicos de IP también se conocen por su durabilidad, controlabilidad y ausencia de formación de chispa. Gracias a sus ventajas, los transductores electromecánicos de IP se usan ampliamente en numerosas aplicaciones tales como vehículos eléctricos (el transductor electromecánico es un motor) o en sistemas de generación de energía (el transductor electromecánico es un generador) tal como por ejemplo una turbina eólica.

Se usan cada vez más imanes permanentes fuertes, tales como los imanes de tierras raras, en máquinas eléctricas grandes, especialmente en motores y generadores. Eso se debe a la eficiencia y la robustez mayores en comparación con la excitación eléctrica. Sin embargo, por lo que respecta a aplicaciones prácticas, pueden surgir algunas dificultades. Los materiales, en particular de imanes de tierras raras, pueden ser bastante frágiles y no pueden fijarse de manera segura mediante atornillado únicamente. Los imanes pueden fijarse por ejemplo a un borde de rotor, por ejemplo mediante pegado. Además, la manipulación de los imanes individuales puede ser un proceso difícil, prolongado e incluso peligroso así como el correcto posicionamiento de cada imán ya que los imanes pueden ser atraídos hacia otros imanes y objetos ferromagnéticos en la configuración de producción. Por tanto, el montaje y la alineación de los imanes permanentes en el conjunto de rotor resultan difíciles y requieren mucho tiempo.

El documento JP 2006 034024 A da a conocer un rotor de imanes permanentes de una máquina dinamoeléctrica. El rotor de imanes permanentes está dotado de una culata de rotor que tiene ranuras (rebajadas) para el montaje de polos de imanes permanentes, que tienen cuerpos de polo de imanes permanentes que usan una pluralidad de piezas de imán y cuerpos de montaje de polo hechos de un material de hierro de una placa plana, elementos de sujeción (tornillos) y una capa de unión para proteger los polos de imanes permanentes usando una cinta reforzada con fibra de vidrio. Los polos de imanes permanentes se magnetizan una vez montadas las piezas de imán en un estado todavía no magnetizado en los cuerpos de montaje de polo con un adhesivo. Después, los cuerpos de montaje de polo se ajustan en las ranuras y se fijan a la culata de rotor con los elementos de sujeción.

El documento WO 2007/119952 A1 da a conocer un rotor para una turbina eólica, que impide que los imanes permanentes se separen del rotor debido al fundido de partes de los imanes permanentes unidos al rotor por una atmósfera de temperatura elevada sin enterrar los imanes permanentes en el rotor. El rotor incluye un cuerpo circular dotado de ranuras que tienen una forma trapezoidal, formadas horizontalmente en la superficie circunferencial externa del cuerpo circular, y distanciadas a intervalos regulares, estando conectada la parte central

del cuerpo circular a un árbol giratorio; imanes permanentes que tienen una forma trapezoidal e insertados de manera desmontable horlzontalmente en las ranuras; y anillos de fijación instalados de manera desmontable respectivamente en las superficies delantera y trasera del cuerpo circular de modo que queden estrechamente unidos a las superficies delantera y trasera de los imanes permanentes para fijar los imanes permanentes.

El documento EP 2017859 A1 da a conocer un método para fabricar polos de imanes sinterizados. Un material de base para los polos de ¡manes puede ser un polvo a base de neodimio-hierro-boro adecuado para la sinterización. Se llena un molde con el polvo y se cierra mediante una placa. En la siguiente etapa, se calienta el molde para slnterlzar el polvo para formar el polo de imanes sinterizado. El polo de imanes está fijado a la placa provocada por el proceso de sinterización. El molde puede soldarse a la placa de base para formar una cubierta protectora del polo de ¡manes sinterizado. Unas aberturas en el molde permiten la evacuación de espacios huecos entre el polo de ¡manes y la cubierta protectora y el llenado de los espacios evacuados con un material de relleno.

Puede existir la necesidad de facilitar el montaje y la alineación de imanes permanentes en un conjunto de rotor de un transductor electromecánico.

Sumario de la invención

Esta necesidad puede satisfacerse mediante el objeto según las reivindicaciones independientes. Las reivindicaciones dependientes describen realizaciones ventajosas de la presente invención.

Según un primer aspecto de la Invención se proporciona un conjunto de imán que comprende un elemento de base y un Imán unido a una primera superficie del elemento de base, en el que una segunda superficie del elemento de base opuesta a la primera superficie del elemento de base comprende un contorno, que está adaptado para acoplarse con un contorno complementario de una estructura de soporte de una disposición de rotor.

El conjunto de Imán proporcionado comprende además una cubierta protectora que encapsula el imán. El imán puede consistir en un material que se corroe muy fácilmente y requiere un alto grado de protección. Por tanto, el conjunto de Imán puede comprender una cubierta protectora para encapsular el imán.

Además, la cubierta protectora está fijada al elemento de base. La cubierta protectora puede fijarse a la placa o elemento de base, por ejemplo... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

Conjunto (260) de imán que comprende un elemento (272, 273) de base y

un imán (271) unido a una primera superficie del elemento de base,

en el que una segunda superficie del elemento de base opuesta a la primera superficie del elemento de base comprende un contorno (273), que está adaptado para acoplarse con un contorno (282) complementarlo de una estructura (281) de soporte de una disposición de rotor,

caracterizado porque

el conjunto (260) de Imán comprende además una cubierta protectora que encapsula el imán (271), en el que la cubierta protectora está fijada al elemento (272, 273) de base.

Conjunto (260) de Imán según la reivindicación 1, en el que el contorno (273) y/o el contorno (282) complementario están formados a modo de cola de milano.

Conjunto (260) de Imán según una de las reivindicaciones anteriores, en el que

la estructura (281) de soporte de la disposición de rotor comprende un saliente (282) y en el que el elemento de base comprende un rebaje (273) para acoplarse con el saliente de la estructura de soporte de la disposición de rotor.

Conjunto (260) de imán según las reivindicaciones 1 ó 2, en el que

el elemento de base comprende un saliente (273) y en el que la estructura (281) de soporte de la disposición de rotor comprende un rebaje (282) para acoplarse con el saliente del elemento de base.

Conjunto (260) de imán según una de las reivindicaciones anteriores, en el que

el Imán (271) se une al elemento (272, 273) de base mediante un material de pegado.

Conjunto (260) de imán según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que

la cubierta protectora consiste en un material no metálico.

Conjunto (260) de imán según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el elemento (272, 273) de base y/o la cubierta protectora comprenden una abertura para evacuar el interior de la cubierta protectora.

Disposición de rotor para un transductor electromecánico, comprendiendo la disposición de rotor una estructura (281) de soporte y

un conjunto (260) de imán según una de las reivindicaciones anteriores.

Transductor electromecánico que comprende un conjunto (145) de estator y

una disposición (150) de rotor según la reivindicación 8.

Transductor electromecánico según la reivindicación 9, en el que el transductor electromecánico es un generador (140).

Turbina (100) eólica que comprende una torre (120),

un rotor (110), que está dispuesto en una parte superior de la torre y que comprende al menos una pala (114), y

un transductor (140) electromecánico según una de las reivindicaciones 9 ó 10, en la que el transductor electromecánico está acoplado mecánicamente con el rotor.