1. Generador de energía eléctrica, que comprendiendo un chasis general o carcasa sobre la que van montados un inducido y un inductor rotatorio,

estando el inducido formado por láminas de chapa magnética de reducido espesor y unidas entre sí mediante separadores dentados y distribuidos equiangularmente, estableciéndose núcleos polares con el correspondiente arrollamiento de las bobinas inducidas, y contando además con un inductor rotatorio con imanes permanentes que quedan enfrentados a los núcleos polares, y estando dispuestos a cada lado del inductor rotatorio dos inducidos iguales para que cada imán induzca simultáneamente a dos bobinas, se caracteriza porque los núcleos polares presentan en sus extremos y lateralmente sendos salientes, en donde los salientes inferiores son rectangulares, mientras que los salientes superiores presentan un biselado superior y externo formando cuñas, con la particularidad de que los comentados salientes determinan topes para el arrollamiento de las bobinas de inducción sobre dichos núcleos polares, habiéndose previsto que los núcleos polares sean independientes y se fijen a un cuerpo único como culata polar del conjunto del inducido.2. Generador de energía eléctrica, según reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo que constituye la culata polar presenta perimetralmente una acanaladura en "U" de posicionado para los núcleos de inducción, fijándose éstos a la culata polar mediante tornillos pasantes por los salientes inferiores de los núcleos polares, roscados en orificios establecidos en el fondo de la acanaladura en "U" de la culata polar.3. Generador de energía eléctrica, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada conjunto de inducido formado por los núcleos polares fijados a la culata polar en cada caso, van fijados a los extremos del correspondiente chasis cilíndrico, con la interposición de una carcasa lateral a través de la cual se fija precisamente cada conjunto de inducido al respectivo extremo del chasis.4. Generador de energía eléctrica, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el inductor rotatorio está formado por dos mitades iguales fijadas entre sí, participando en el mismo un disco de menor diámetro que cada una de las mitades que forman el inductor rotatorio, a través del cual es pasante el correspondiente eje de giro del generador, y estando fijado dicho disco de menor diámetro al inductor rotatorio a través de correspondientes tornillos.5. Generador de energía eléctrica, según reivindicación 4, caracterizado porque el inductor rotatorio presenta huecos para ubicación de los correspondientes imanes permanentes, así como aspas integradas en el propio cuerpo del inductor rotatorio

Generador de energía eléctrica.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un generador de energía eléctrica, del tipo de los constituidos a partir de un inductor rotatorio y de un inducido, formando un conjunto que queda ubicado en el interior de una carcasa o chasis, de manera que el inductor y el inducido cuentan con los medios apropiados para generar una corriente eléctrica a través del giro del inductor.

El objeto de la invención es conseguir un generador de energía eléctrica con una nueva estructuración interna, y con unas características tales que su eficacia es superior a la de los convencionales, con elevados rendimientos.

El generador, aunque puede ser implantado en muy diversos tipos de mecanismos, está preferentemente diseñado para ser implantado en aerogeneradores, presentando unas dimensiones del aerogenerador muy inferiores a las de los convencionales, para una misma potencia, por lo que se reducen costes de fabricación y montaje.

Antecedentes de la invención

Como es sabido, un generador es una máquina destinada a producir energía eléctrica, indistintamente de su tamaño, el cual normalmente será en función de la potencia generada, pudiéndose dividir en dos áreas, la mecánica y la electromagnética.

En cuanto al aspecto mecánico, en el mismo se engloban los mecanismos, carcasas y diferentes piezas que permiten al mecanismo llevar a cabo sus funciones, mientras que en lo que a la parte electromagnética se refiere, en la misma se definen dos circuitos principales, el inductor y el inducido, de manera que el giro relativo del primero con respecto del segundo, provoca en éste último la generación de una corriente eléctrica que puede ser aprovechada para distintos usos.

En los generadores convencionales, el inducido está compuesto por un empilado de chapas magnéticas que determinan las masas polares, definiéndose un segundo circuito compuesto por un devanado de alambre de cobre sobre las láminas de chapa magnéticas, determinando las bobinas polares que están sujetas a la carcasa de la máquina, formando en conjunto lo que son núcleos polares.

En cuanto al inductor, está formado por un grupo de imanes permanentes colocados con una polaridad tal que se intercalan dos a dos.

Aunque este tipo de generadores cumplen la función para la que han sido previstos, sin embargo y en la practica para una potencia determinada presentan una volumetría que sería deseable minimizar, así como unos rendimientos que sería deseable maximizar.

En tal sentido, en el Modelo de Utilidad español ES 1070253 U se describe un generador de energía eléctrica, en el que el inducido está compuesto a partir de tres láminas de chapa magnéticas de reducido espesor, unidas entre sí por unos separadores, convenientemente fijados, y de forma dentada, los cuales están distribuidos equiangularmente, definiéndose tantos ángulos, es decir tantos núcleos, como sea necesario en función de la potencia a obtener, teniendo en cuenta que a mayor número de núcleos polares, a menor velocidad angular girarán sus ejes para conseguir la frecuencia deseada.

La estructura descrita es semejante a una corona con ranuras rectas a cada lado de sus extremos del núcleo polar en su forma axial, sobre los que se arrollará el alambre de cobre que define las bobinas inducidas.

En dicho Modelo de Utilidad el comentado inducido se dispondrá sobre una carcasa lateral, de manera que el inductor deberá tener tantos imanes permanentes como inducidos unidos eléctricamente se establezcan, quedando los mismos enfrentados a los imanes del inductor.

Esta disposición permite reducir el peso del generador, así como disponer de una estructuración que facilite la ventilación interna, aumentando así el rendimiento y consiguiendo un menor frenado magnético por atracción ferromagnética.

La formación de las chapas magnéticas en su recorrido, ejerce una menor resistencia, cortando el campo de flujo magnético del imán permanente que deberá atravesar las bobinas de alambre de cobre o devanado sobre las chapas magnéticas, dando origen a una diferencia de potencial que crea una fuerza electromotriz que a su vez origina una corriente eléctrica.

Aunque el recorrido del núcleo sea mayor de lo convencional en los generadores tradicionales, la nueva estructuración permite atravesar el flujo del campo magnético con mayor facilidad, haciendo que dicha fuerza para mover el inductor sea del orden de veinte veces menor.

Asimismo, en dicho Modelo de Utilidad se ha previsto que como una alternativa el generador incluya un segundo inducido al otro lado del inductor, contrapuesto al primero, con lo que se puede aprovechar el inductor por sus dos caras, llegando a inducir dos bobinas a la vez. Del mismo modo, se emplearán otras dos bobinas mas sobre el mismo imán permanente, mientras que el espacio definido para las aspas de ventilación será el mismo que el del otro núcleo polar del inducido con otro circuito eléctrico distinto pero con las mismas características estructurales, es decir, se emplearán cuatro inducidos con el mismo imán permanente ejerciendo un ahorro considerable de energía y obteniéndose una corriente de onda senoidal perfecta, debido al distanciamiento que existe entre ambos núcleos polares con sus bobinas inducidas.

De acuerdo con estas características, se consigue que toda la energía producida sea aprovechada para el consumo externo, no necesitando una corriente excitatriz para producir el campo magnético del propio generador, originándose un rendimiento mayor debido al menor consumo dada la estrechez del propio rotor.

Si el generador descrito se implanta en un aerogenerador, a igualdad de potencias generadas con respecto a un aerogenerador convencional, las dimensiones de éste último se reducirían considerablemente, facilitando tanto su fabricación como su instalación.

Por último, en relación con ese Modelo de Utilidad ES 1070253 U, se ha previsto que el generador pueda estar asistido por un pequeño motor eléctrico para hacerle girar, de manera que en caso de ausencia de viento, dicho generador continúe funcionando al estar el motor retro-alimentado por el propio generador, motor que tendrá un gasto energético menor que el generado por el generador, con lo que se consigue un elevado rendimiento energético.

Descripción de la invención

Basándose en el generador de energía eléctrica descrito en el Modelo de Utilidad ES 1070253 U, referido en el apartado anterior, se han previsto una serie de mejoras de las que se derivan sustanciales ventajas y nuevas prestaciones del generador.

Concretamente, según la invención, el inducido del generador de energía eléctrica presenta unos núcleos polares con sus devanados constituidos de forma independiente y fijados a un cuerpo común denominado culata polar, con una configuración en "U" en lo que se refiere a su sección transversal, para permitir el posicionado y estabilidad correcta de los distintos núcleos polares sobre esa culata polar.

Otra característica de novedad es que los núcleos polares presentan unos salientes laterales en sus extremos, siendo los superiores en forma de cuña, es decir biselados por su borde superior o externo, mientras que los salientes inferiores son de forma rectangular, es decir rectos, determinando unos y otros topes para el bobinado, lo que hace que se requiera menor esfuerzo para efectuar el giro del generador.

Cada inducido en su conjunto va montado sobre una carcasa lateral fijada mediante tornillos a los extremos del chasis del generador.

En cuanto al inductor, el mismo está formado por dos partes o discos iguales, fijados entre sí y afectados de huecos para imanes permanentes, estableciéndose entre los imanes ranuras o espacios que se aprovechan para ventilación interna.

Los puntos de novedad anteriormente comentados dan lugar a una serie de mejoras, tales como anulación de toda clase de posibles vibraciones, reducción del peso del generador y un mayor rendimiento energético con las mismas revoluciones.

Por último decir que los imanes serán preferentemente de neodimio y el generador previsto preferente y fundamentalmente para su aplicación o implantación en aerogeneradores.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión...

1. Generador de energía eléctrica, que comprendiendo un chasis general o carcasa sobre la que van montados un inducido y un inductor rotatorio, estando el inducido formado por láminas de chapa magnética de reducido espesor y unidas entre sí mediante separadores dentados y distribuidos equiangularmente, estableciéndose núcleos polares con el correspondiente arrollamiento de las bobinas inducidas, y contando además con un inductor rotatorio con imanes permanentes que quedan enfrentados a los núcleos polares, y estando dispuestos a cada lado del inductor rotatorio dos inducidos iguales para que cada imán induzca simultáneamente a dos bobinas, se caracteriza porque los núcleos polares presentan en sus extremos y lateralmente sendos salientes, en donde los salientes inferiores son rectangulares, mientras que los salientes superiores presentan un biselado superior y externo formando cuñas, con la particularidad de que los comentados salientes determinan topes para el arrollamiento de las bobinas de inducción sobre dichos núcleos polares, habiéndose previsto que los núcleos polares sean independientes y se fijen a un cuerpo único como culata polar del conjunto del inducido.

2. Generador de energía eléctrica, según reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo que constituye la culata polar presenta perimetralmente una acanaladura en "U" de posicionado para los núcleos de inducción, fijándose éstos a la culata polar mediante tornillos pasantes por los salientes inferiores de los núcleos polares, roscados en orificios establecidos en el fondo de la acanaladura en "U" de la culata polar.

3. Generador de energía eléctrica, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada conjunto de inducido formado por los núcleos polares fijados a la culata polar en cada caso, van fijados a los extremos del correspondiente chasis cilíndrico, con la interposición de una carcasa lateral a través de la cual se fija precisamente cada conjunto de inducido al respectivo extremo del chasis.

4. Generador de energía eléctrica, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el inductor rotatorio está formado por dos mitades iguales fijadas entre sí, participando en el mismo un disco de menor diámetro que cada una de las mitades que forman el inductor rotatorio, a través del cual es pasante el correspondiente eje de giro del generador, y estando fijado dicho disco de menor diámetro al inductor rotatorio a través de correspondientes tornillos.

5. Generador de energía eléctrica, según reivindicación 4, caracterizado porque el inductor rotatorio presenta huecos para ubicación de los correspondientes imanes permanentes, así como aspas integradas en el propio cuerpo del inductor rotatorio.