Máquina eléctrica.

Máquina eléctrica, en particular un motor eléctrico (1), que comprende un soporte de motor (2),

con un estator (3), con un rotor (5) y con un ventilador dispuesto frontalmente (15) y con una carcasa del sistema electrónico (9) adjunta al soporte de motor (2), en la que se disponen los componentes eléctricos, pudiéndose aspirar por medio del ventilador (15) una corriente de aire (11) que es guiada a través del soporte de motor (2) en dirección axial para la refrigeración del estator (3) y/o del rotor (5), presentando una pared frontal (13) del soporte de motor (2) asociada al ventilador (15), una abertura axial (14) a través de la cual sale la corriente de aire (11) desde el soporte de motor (2) y por medio del ventilador (15) es desviada hacia la carcasa del sistema electrónico (9), caracterizada porque a la pared frontal (13) del soporte de motor (2) se conecta un collar (19) que rodea parcialmente al ventilador (15), por medio del cual la corriente de aire (11) se desvía al menos parcialmente hacia las aletas de refrigeración (18) de la carcasa del sistema electrónico (9) dispuestas en un plano de extensión (E) del ventilador (15), extendiéndose dicho collar (19) en forma de segmento anular por una zona de ángulo obtuso (α).

Máquina eléctrica

El invento trata de una máquina eléctrica de acuerdo con el término genérico 1.

Por el documento DE 20 2008 015 895 U1 se conoce un motor eléctrico con refrigeración pasante en el que una carcasa de motor presenta aberturas en la zona de las caras frontales contrapuestas, de modo que por medio de un ventilador se puede hacer atravesar una corriente de aire a través de la carcasa de motor para la refrigeración de un estator y/o un rotor. En el caso de que dentro de la carcasa del motor se encuentren componentes eléctricos se pueden prever medidas para refrigerarlos.

Por el documento EP 0 724 324 B1 se conoce un motor eléctrico que por un lado comprende en una carcasa de motor, la cual presenta un estator y un rotor y por el otro lado una carcasa para el sistema electrónico fijada a la misma, en la que están dispuestos componentes electrónicos (equipo de accionamiento) para accionar el motor eléctrico. En una cara frontal de la carcasa del motor, está dispuesto un ventilador que está cubierto por una cubierta del ventilador. Por medio de la cubierta del ventilador se puede guiar una corriente de aire desde el entorno a través de la carcasa de motor para su propia refrigeración. Para que los componentes electrónicos también se puedan enfriar, un anillo exterior de la cubierta del ventilador presenta una abertura radial, de modo que una parte de la corriente de aire aspirada se puede dirigir en dirección radial hacia fuera, es decir, hacia las aletas de refrigeración de la carcasa del sistema electrónico. Una desventaja del motor eléctrico conocido consiste en que para la refrigeración de la carcasa del sistema electrónico, se tiene que desviar una parte de la corriente de aire prevista para la refrigeración de la carcasa de motor, la cual por lo tanto ya no puede ser utilizada para la refrigeración de la carcasa del motor.

Por el documento DE 101 47 472 A1 se conoce una unidad de accionamiento con un motor eléctrico y una disposición de convertidor de corriente, en el que los componentes de la disposición de convertidor de corriente están estructuralmente separados unos de otros. Por un lado se conforma una unidad constructiva a partir de una unidad rectificadora, una unidad del circuito intermedio y una unidad inversora. Por otro lado se conforma una unidad constructiva compuesta por una unidad de control electrónico que puede estar unida estructuralmente con el motor eléctrico. Debido a la disposición espacialmente separada de la unidad rectificadora, la unidad del circuito intermedio y la unidad inversora por un lado y la unidad electrónica de control por el otro lado, puede llevarse a cabo el desacoplamiento térmico, considerando que la unidad electrónica de control ya no se verá afectada negativamente por la radiación de calor o bien por la conducción de calor de los semiconductores de potencia de la unidad rectificadora y de la unidad inversora. La disposición de convertidor de corriente también puede ser operada a temperaturas ambiente muy altas, ya que sólo la unidad electrónica de control, junto al motor eléctrico, puede estar situada en las proximidades de la cámara de cocción. Una desventaja de la unidad de accionamiento conocida es, sin embargo, que la flexibilidad de la unidad de accionamiento es limitada. Los semiconductores de la disposición de convertidor de corriente están diseñados para funcionar con ciertas tensiones de red especificadas y - frecuencias, por ejemplo, con 100 V, 240 V, 360 V o 480 V y 50 Hz o 60 Hz. Por lo tanto, al utilizar el aparato de cocción al vapor, por ejemplo en los Estados Unidos de Norteamérica y en Alemania, se tendrían que sustituir prácticamente la totalidad de la disposición de convertidor de corriente, incluyendo la unidad rectificadora, la unidad del circuito intermedio y la unidad inversora.

Por el documento DE 200 23 570 U1 se conoce una unidad de accionamiento para un aparato de cocción que presenta una unidad rectificadora, una unidad del circuito intermedio, una unidad inversora y una unidad de control electrónico para el control de un motor eléctrico. La configuración de la unidad rectificadora por un lado, y de la unidad inversora por otro lado se efectúa por medio de la unidad electrónica de control. Un ajuste del inversor independiente del ajuste del rectificador no está previsto.

Por el documento DE 10 2005 032 965 A1 se conoce un motor eléctrico alimentado por un convertidor de corriente, en el que una unidad inversora y una unidad de control electrónico están dispuestas frontalmente en una carcasa de motor. De esta manera se proporciona una construcción compacta de un motor con convertidor de corriente.

Por el documento DE 102 15 822 A1 se conoce una unidad de accionamiento que comprende una unidad rectificadora, una unidad del circuito intermedio, una unidad inversora y un motor eléctrico. El rectificador junto con los componentes constructivos eléctricos, tales como un interruptor electrónico de potencia, conforma una unidad de alimentación por medio de la cual durante el funcionamiento generador se puede almacenar temporalmente en una unidad de almacenamiento temporal, la corriente eléctrica proporcionada por el motor. Por tanto, la unidad de alimentación sólo sirve para controlar el almacenamiento intermedio de la energía que se genera durante el funcionamiento generador del motor.

Por el documento GB 2 423 420 A se conoce una máquina eléctrica con elementos conductores de aire que se extienden radialmente, que conducen una corriente de aire desde el ventilador integrado en la máquina hacia una carcasa del sistema electrónico dispuesta en el exterior.

Por el documento US 2009/0289513 A1 se conoce una máquina eléctrica en la que está integrada una cámara de distribución, en la que una parte de la corriente de aire que entra desde fuera en la carcasa del ventilador se divide en dirección a una carcasa del sistema electrónico y otra parte en dirección a un soporte de motor.

Por el documento US 2007/273220 A1 se conoce una máquina eléctrica, en la que una corriente de aire en una cara frontal de una carcasa de motor asociada al ventilador entra en ésta. La carcasa está formada en esta zona por una placa terminal anular, que está conformada a una distancia respecto a un segmento extremo de un soporte de motor de la misma forma, de modo que está conformado un canal de deflexión, que desvía la corriente de aire entrante radialmente hacia fuera y luego en dirección axial. La corriente de aire pasa sobre el soporte del motor por el exterior, por lo que un rotor y un estator de la máquina pueden ser enfriados únicamente desde el exterior. Una carcasa del sistema electrónico está dispuesta separada del soporte del motor, de modo que la corriente de aire puede fluir a través de un espacio formado entre la carcasa del sistema electrónico y el soporte de motor en dirección axial, enfriándose adicionalmente la carcasa del sistema electrónico. De este modo se posibilita una refrigeración directa de la carcasa del sistema electrónico. Sin embargo, debido a que la corriente de aire pasa por fuera del soporte del motor, el efecto de refrigeración del estator y del rotor es restringido.

Por el documento JP 2005 094949 A1 se conoce una máquina eléctrica que comprende un soporte de motor para recibir un estator y un rotor. En una cara frontal del soporte de motor está dispuesto un ventilador por medio del cual se aspira una corriente de aire, que se conduce a través del soporte de motor para la refrigeración del rotor o estator. En una pared frontal del soporte de motor asociada al ventilador, está prevista una abertura axial a través de la que puede pasar la corriente de aire atravesada por el soporte de motor para luego ser desviada por medio del ventilador en dirección de una carcasa del sistema electrónico contigua al soporte de motor. El ventilador está rodeado por un collar cilindrico hueco del soporte de motor, de modo que la corriente de aire fluye sustanclalmente en la dirección axial hacia el exterior. Por lo tanto, para que se pueda utilizar la corriente de aire para la refrigeración de la carcasa del sistema electrónico, ésta presenta una pluralidad de aletas de refrigeración, que a través de ranuras del collar se proyectan hacia el interior del soporte de motor. De este modo, las aletas de refrigeración pueden ser parcialmente barridas por la corriente de aire de refrigeración. Una desventaja de la máquina conocida es que la carcasa del sistema electrónico puede ser refrigerada por la corriente de refrigeración sólo indirectamente a través de los extremos libres de las aletas de refrigeración.

El objetivo del presente invento consiste en optimizar una máquina eléctrica con un soporte motor y una carcasa del sistema electrónico... [Seguir leyendo]

1. Máquina eléctrica, en particular un motor eléctrico (1), que comprende un soporte de motor (2), con un estator (3), con un rotor (5) y con un ventilador dispuesto frontalmente (15) y con una carcasa del sistema electrónico (9) adjunta al soporte de motor (2), en la que se disponen los componentes eléctricos, pudiéndose aspirar por medio del ventilador (15) una corriente de aire (11) que es guiada a través del soporte de motor (2) en dirección axial para la refrigeración del estator (3) y/o del rotor (5), presentando una pared frontal (13) del soporte de motor (2) asociada al ventilador (15), una abertura axial (14) a través de la cual sale la corriente de aire (11) desde el soporte de motor (2) y por medio del ventilador (15) es desviada hacia la carcasa del sistema electrónico (9), caracterizada porque a la pared frontal (13) del soporte de motor (2) se conecta un collar (19) que rodea parcialmente al ventilador (15), por medio del cual la corriente de aire (11) se desvia al menos parcialmente hacia las aletas de refrigeración (18) de la carcasa del sistema electrónico (9) dispuestas en un plano de extensión (E) del ventilador (15), extendiéndose dicho collar (19) en forma de segmento anular por una zona de ángulo obtuso (a).

2. Máquina eléctrica según la reivindicación 1, caracterizada porque el ventilador (15), presenta una rueda de ventilador que tiene una pluralidad de aspas de ventilador (16) y un disco de ventilador (17), desde el que sobresalen las aspas de ventilador (16) sobre una cara opuesta a la pared frontal (13), de tal manera que está conformado un canal de aire (21) para guiar la corriente de aire (11) hacia el exterior en un plano radial (E).

3. Máquina eléctrica según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la abertura axial (14) de la pared frontal (13) está dispuesta en una zona cerca del eje.

4. Máquina eléctrica según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque los extremos libres del collar (19) delimitan las aletas de refrigeración (18) de la carcasa del sistema electrónico (9) que se extienden paralelas unas frente a otras.

5. Máquina eléctrica según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el collar (19) está unido integralmente con la pared frontal (13) para conformar una placa terminal-A (6) en forma de campana.

6. Máquina eléctrica según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el soporte de motor (2) comprende una placa terminal-B (7) con al menos una abertura axial (10) para la entrada de aire con el fin de conformar una corriente de aire axial (11) entre la placa terminal-B (7) y la placa terminal-A (6).

7. Máquina eléctrica según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el disco de ventilador (17) está conectado a prueba de giro a un árbol de accionamiento (4) y porque el disco de ventilador (17) está conformado de forma maciza para producir una presión negativa que succiona la corriente de aire (11).

8. Máquina eléctrica según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el collar (19) está conformado de forma circular con un radio tal, que entre el ventilador (15) y el collar (19) está conformado un intersticio anular (20) para guiar la corriente de aire (11) en la dirección circunferencial hasta una zona abierta (22) del collar (19) rellenada por las aletas de refrigeración (18).

9. Máquina eléctrica según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el motor eléctrico (101) tiene asociada una disposición de convertidor de corriente que presenta una unidad rectificadora (109), una unidad del circuito intermedio (111), una unidad inversora (105) y una unidad de control electrónico (106), conformando la unidad inversora (105), la unidad de control electrónico (106) y el motor eléctrico (101) una unidad constructiva común (107) que espacialmente separada está asociada a una unidad de suministro de corriente (108) que presenta una unidad rectificadora (109) y un circuito intermedio (111).

10. Máquina eléctrica según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque la unidad de suministro de corriente (108) está conformada adaptándose a las condiciones de alimentación y porque la unidad constructiva (107) presenta siempre la misma configuración independientemente de los requisitos de alimentación.

11. Máquina eléctrica según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque la unidad de suministro de corriente (108) comprende un circuito adaptado a la tensión de red (Ui) y a la frecuencia de red (fi).

12. Máquina eléctrica según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque la unidad de suministro de corriente (108) está conformada de tal manera que en una salida de la misma se puede generar una tensión del circuito intermedio (Uzk) con un nivel de tensión constante (Uzk) adaptado al diseño del motor eléctrico (101) y/o a la unidad inversora (105).

13. Máquina eléctrica según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque la unidad de suministro de corriente (108) presenta una unidad de filtro de este tipo (112), de manera que se cumplirán los requisitos en relación con la función de la compatibilidad electromagnética dependiendo de las condiciones de suministro de energía.

14. Máquina eléctrica según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizada porque la unidad de suministro de corriente (108) comprende una unidad conversora (110) de tal manera que en la salida de la unidad de suministro de corriente (108) se puede generar una tensión del circuito intermedio (Uzk) con un nivel de tensión constante.

15. Máquina eléctrica según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizada porque la unidad de suministro de

corriente (108) está dispuesta a una distancia tal (A) respecto a la unidad constructiva (107) y/o a un espacio de cocción (104) de un aparato de cocción a vapor, de tal manera que la temperatura de funcionamiento de la unidad de suministro de corriente (108) está por debajo de un valor umbral predeterminado.

16. Máquina eléctrica según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizada porque la unidad inversora (105)

comprende un inversor que está diseñado de acuerdo a la tensión nominal de motor (U2) del motor eléctrico (1).

17. Accionamiento eléctrico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizada porque el motor eléctrico (1) está diseñado como un motor síncrono trifásico.

18. Máquina eléctrica según una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizada porque la distancia (A) entre la unidad de suministro de corriente (108) y la unidad constructiva (107) es igual a cero.