Máquina asincrónica.

Máquina asincrónica (7) con un inducido de anillo colector para el uso a velocidad variable, con: 1.1 Un inducido

(6),

1.2 un cuerpo del inducido (9) que presenta ranuras (10) que se extienden radialmente en el cuerpo del inducido (9),

1.3 elementos de arrollamiento (11) del inducido, de los que respectivamente por lo menos uno se extiende axialmente a través de cada ranura (10),

1.4 elementos de bloqueo (14) que cooperan en arrastre de forma con el cuerpo del inducido (9) y que cierran las ranuras (10) radialmente hacia afuera,

1.5 un aislamiento de alta tensión (13) con una protección externa contra efluvios alrededor de cada uno de los elementos de arrollamiento (11),

caracterizada por que

1.6 entre la protección externa contra efluvios del elemento de arrollamiento (11) y por lo menos una pared adyacente en la dirección circunferencial (15) de la ranura (10) se encuentran dispuestos medios de conexión eléctricamente conductivos (16) para la conexión reversible del elemento de arrollamiento (11) con el cuerpo del inducido (9), en donde los medios de conexión (16) presentan una capa eléctricamente conductiva (18) y un material pastoso endurecible (17), en donde el material pastoso (17) no es eléctricamente conductivo; y 1.7 la capa (18) está realizada de forma plegada por lo menos una vez, en donde el material pastoso (17) está dispuesto entre por lo menos dos secciones formadas por el plegado (18.1, 18.2).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2012/002487.

Solicitante: VOITH PATENT GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: St. Pöltener Str. 43 89522 Heidenheim ALEMANIA.

Inventor/es: HILDINGER, THOMAS, EILEBRECHT,PHILIPP, VESER,STEFAN, KOEDDING,LUDGER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > MAQUINAS DINAMOELECTRICAS (relés dinamoeléctricos... > Detalles de arrollamientos > H02K3/34 (entre conductores o entre conductores y núcleo, p. ej. aislamiento de ranuras)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > MAQUINAS DINAMOELECTRICAS (relés dinamoeléctricos... > Detalles de arrollamientos > H02K3/40 (para altas tensiones, p. ej. asegurando una protección contra descargas anticorona)

PDF original: ES-2539689_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Máquina asincrónica La presente invención se refiere a una máquina asincrónica con un inducido de anillo colector para el uso a velocidades variables, de acuerdo con el tipo definido más detalladamente en el concepto genérico de la reivindicación 1. Adicionalmente, la presente invención se refiere a un grupo de máquinas para una instalación hidroeléctrica con una máquina asincrónica de este tipo.

Las máquinas asincrónicas son conocidas en el estado general de la técnica. Normalmente, las máquinas asincrónicas se usan como motores o generadores. Ellas están formadas por un rotor o inducido con arrollamientos de bobina que se contacta por medio de anillos colectores. Para anclar los arrollamientos de manera segura en el inducido o rotor de la máquina asincrónica, en general es conocido y normal posicionar los arrollamientos dentro de ranuras en el inducido de la máquina asincrónica y fijarlas allí adhesivamente. Normalmente, esto se hace sumergiendo el inducido completo en un baño apropiado, por ejemplo, en un baño de resina epoxi, de tal manera que el inducido se someta a la unión adhesiva en su totalidad.

Este procedimiento para la sujeción de los elementos de arrollamiento en la región del inducido de una máquina asincrónica ha sido comprobado y es confiable. Sin embargo, la estructura está limitada a un determinado tamaño de construcción de la máquina asincrónica. A este respecto, el problema reside en que las máquinas asincrónicas, en particular las máquinas asincrónicas de doble alimentación, están siendo realizadas en creciente medida con tamaños constructivos cada vez mayores y se destinan al uso, por ejemplo, en instalaciones hidroeléctricas como generador o motogenerador, en el caso de una central de acumulación por bombeo. Tales máquinas, que normalmente están realizadas en una clase de potencia de más de 30 MVA, presentan un tamaño constructivo muy grande. Los diámetros del inducido normalmente se ubican en el alcance de 3 a 8 m, de tal manera que una impregnación completa del inducido con una resina epoxi, por ejemplo bajo vacío, no es realizable en absoluto o solo con gran esfuerzo. También el endurecimiento o fraguado posterior, por ejemplo en una autoclave, requiere superestructuras extremadamente grandes y por lo tanto es sumamente complicado y costoso. Con los números de producción de unidades normalmente requeridos, esto no es viable desde el punto de vista económico.

Un problema adicional de una construcción de este tipo consiste en que incluso si se lograra adherir los elementos de arrollamiento a un coste razonable en el inducido mediante la impregnación del inducido, en este tipo de máquinas la facilidad de mantenimiento juega un papel determinante. Debido a los costes generales y que la duración o vida útil requerida de una máquina de este tipo hasta su amortización, tiene que ser posible la sustitución de elementos de arrollamiento individuales sin que por ello se produzcan daños en el inducido o en el cuerpo del inducido de la máquina, respectivamente. Esto no es posible con superestructuras completamente adheridas.

Un problema adicional consiste en que las máquinas funcionan a velocidades variables muy elevadas. Las fuerzas centrífugas ejercidas sobre los elementos de arrollamiento, que con este tamaño de construcción están configurados con un tamaño y un peso correspondientemente grandes, también son muy elevadas. Dado el caso, una simple unión adhesiva no es suficiente para resistir estas fuerzas centrífugas. Por lo tanto, en el estado de la técnica ya es común que radialmente hacia afuera en la región de las ranuras, en las que se alojan los elementos de arrollamiento, se provean elementos de bloqueo que cierren las ranuras radialmente por fuera y que están configurados de tal manera que engranan en arrastre de forma con el cuerpo del inducido. Aunque con esta medida los elementos de arrollamiento pueden ser asegurados contra las fuerzas centrífugas, sigue siendo problemático que los elementos de arrollamiento, que normalmente presentan un aislamiento y una protección externa contra efluvios alrededor del aislamiento, durante el funcionamiento normal deben estar en contacto con las paredes de las ranuras en las que se encuentran alojados, a fin de realizar una conducción eléctrica confiable entre la protección externa contra efluvios y el cuerpo del inducido. Si aquí ocurre una interrupción del contacto y se forma un entrehierro, entonces se produce una erosión por chispas debido al salto de las descargas, dañando así el aislamiento y la protección externa contra efluvios del elemento de arrollamiento y, por lo tanto, el inducido.

El documento US 2 333 375 describe una máquina asincrónica con las características resumidas en el concepto genérico de la reivindicación 1.

Por los documentos DE 195 47 229 A1 y DE 42 33 558 A1 se conocen sujeciones para elementos de arrollamiento.

Por lo tanto, el objetivo de la presente invención consiste en proveer una máquina asincrónica, en la que los elementos de arrollamiento en la región del inducido estén sujetados de tal manera que un contacto confiable de la protección externa contra efluvios del aislamiento del elemento de arrollamiento con el material del cuerpo del inducido también se pueda garantizar de manera segura y confiable bajo cargas variables térmicas y/o mecánicas, y que al mismo tiempo con una buena fijación de los elementos de arrollamiento en la región del inducido se asegure una buena capacidad de sustitución o reemplazo de los mismos sin dañar el inducido.

De acuerdo con la presente invención, este objetivo se logra a través de las características mencionadas en la parte de caracterización de la reivindicación 1. Otras formas de realización ventajosas de la máquina asincrónica de

acuerdo con la presente invención se indican en las reivindicaciones subordinadas que dependen de la misma. Adicionalmente, en la reivindicación 11 se indica un grupo de máquinas con una máquina asincrónica de este tipo.

En la máquina asincrónica de acuerdo con la presente invención está previsto que los elementos de arrollamiento del inducido se retienen en sus ranuras en la dirección radial por medio de elementos de bloqueo, tal como se hace también en el estado de la técnica. Adicionalmente, de acuerdo con la invención está previsto que entre la protección externa contra efluvios de los elementos de arrollamiento y por lo menos una pared de ranura adyacente en la dirección circunferencial se dispongan medios de conexión eléctricamente conductivos para la unión reversible del elemento de arrollamiento con el cuerpo del inducido. Los medios de conexión conductivos, que posibilitan una unión reversible del elemento de arrollamiento con la ranura por lo menos en la dirección circunferencial, por una parte siempre aseguran la posibilidad de un desmontaje del elemento de arrollamiento fuera de la ranura y por otra parte, debido a la unión segura y confiable, pueden garantizar que se mantenga la conductividad eléctrica entre el aislamiento y la protección externa contra efluvios del elemento de arrollamiento y la pared de la ranura. De esta manera es posible prevenir de forma segura y confiable los saltos de chispas y la erosión por chispas que resulta de ello y que podría dañar el aislamiento del elemento de arrollamiento. Bajo una "conexión eléctricamente conductiva" en el sentido de la presente invención se ha de entender cualquier conexión que presente una capacidad de conducción eléctrica que en su orden de magnitud sea equivalente aproximadamente a la capacidad de conducción de la protección externa contra efluvios de los elementos de arrollamiento.

En la construcción de la máquina asincrónica de acuerdo con la presente invención... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Máquina asincrónica (7) con un inducido de anillo colector para el uso a velocidad variable, con:

1.1 Un inducido (6) ,

1.2 un cuerpo del inducido (9) que presenta ranuras (10) que se extienden radialmente en el cuerpo del inducido (9) ,

1.3 elementos de arrollamiento (11) del inducido, de los que respectivamente por lo menos uno se extiende axialmente a través de cada ranura (10) ,

1.4 elementos de bloqueo (14) que cooperan en arrastre de forma con el cuerpo del inducido (9) y que cierran las ranuras (10) radialmente hacia afuera,

1.5 un aislamiento de alta tensión (13) con una protección externa contra efluvios alrededor de cada uno de los elementos de arrollamiento (11) , caracterizada por que

1.6 entre la protección externa contra efluvios del elemento de arrollamiento (11) y por lo menos una pared adyacente en la dirección circunferencial (15) de la ranura (10) se encuentran dispuestos medios de conexión eléctricamente conductivos (16) para la conexión reversible del elemento de arrollamiento (11) con el cuerpo del inducido (9) , en donde los medios de conexión (16) presentan una capa eléctricamente conductiva (18) y un material pastoso endurecible (17) , en donde el material pastoso (17) no es eléctricamente conductivo; y

1.7 la capa (18) está realizada de forma plegada por lo menos una vez, en donde el material pastoso (17) está dispuesto entre por lo menos dos secciones formadas por el plegado (18.1, 18.2) .

2. Máquina asincrónica (7) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que el material pastoso (17)

aumenta su volumen al endurecerse. 25

3. Máquina asincrónica (7) de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada por que la capa (18) está dispuesta entre el material pastoso (17) y la pared (15) de la ranura (10) .

4. Máquina asincrónica (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que el material 30 pastoso (17) se endurece elásticamente.

5. Máquina asincrónica (7) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que las secciones (18.1, 18.2) se encuentran dispuestas entre el material pastoso (17) y la pared (15) de la ranura (10) , por una parte, y el material pastoso (17) y la protección externa contra efluvios de los elementos de arrollamiento (11) , por otra parte.

6. Máquina asincrónica (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que los medios de conexión (16) comprenden cuñas (16.2) hechas de material eléctricamente conductivo.

7. Máquina asincrónica (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que los medios de 40 conexión (16) comprenden elementos tensores (16.1) hechos de material eléctricamente conductivo.

8. Máquina asincrónica (7) de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada por que los elementos tensores (16.1) están realizados como muelles ondulados.

9. Máquina asincrónica (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por una forma de realización de doble alimentación.

10. Máquina asincrónica (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada por una carga nominal de más de 30 MVA. 50

11. Grupo de máquinas para una instalación hidroeléctrica (1) con una turbina hidráulica (3) o una turbina de bombeo y la máquina asincrónica (7) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, que es accionada por la turbina hidráulica (3) o por la turbina de bombeo, o que acciona la turbina de bombeo, respectivamente.