Procedimiento para la fabricación de un estator para un motor eléctrico y de un motor eléctrico, estator y motor eléctrico.

Procedimiento para la fabricación de un estator externo (111; 211) para un motor eléctrico

(113; 213), comprendiendo dicho estator (111; 211) polos de estator (102; 202;) rodeados por bobinas (105; 205), incluyendo dicho procedimiento las siguientes etapas:

- preparar un cuerpo laminar (101; 201), de material ferromagnético, en particular hierro tradicional, con una base (160; 260) de forma alargada y protuberancias laminares (102; 202);

- insertar una bobina (105; 205) de material conductor alrededor de cada una de dichas protuberancias laminares (102; 202);

- deformar las zonas terminales (107; 207) de dichas protuberancias laminares (102; 202) de tal manera que dichas zonas terminales (107; 207) adoptan una forma plegada, en particular curvada hacia fuera;

- cerrar dicho cuerpo laminar (101; 201) de tal forma que dichas protuberancias laminares (102; 202) estén en una posición interna y adaptadas para servir como polos de estator.

caracterizado porque dicha etapa de deformar las zonas terminales (107; 207) de dichas protuberancias laminares comprende:

- una operación de corte y separación de dichas zonas terminales (107; 207);

- una operación de flexión de dichas zonas terminales (107; 207).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08425522.

Solicitante: ASKOLL HOLDING S.R.L..

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: VIA INDUSTRIA, 30 36031 POVOLARO DI DUEVILLE (VICENZA) ITALIA.

Inventor/es: MARIONI, ELIO.

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... > H02K1/14 (Núcleos estatóricos de polos salientes)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > MAQUINAS DINAMOELECTRICAS (relés dinamoeléctricos... > Motores síncronos con imanes permanentes; Generadores... > H02K21/16 (teniendo núcleos de inducido anular con polos salientes (con funcionamiento homopolar H02K 21/20))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > MAQUINAS DINAMOELECTRICAS (relés dinamoeléctricos... > Métodos o aparatos especialmente adaptados para... > H02K15/06 (Montaje en las máquinas de arrollamientos prefabricados)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > MAQUINAS DINAMOELECTRICAS (relés dinamoeléctricos... > Métodos o aparatos especialmente adaptados para... > H02K15/02 (de cuerpos estatóricos o rotóricos)

PDF original: ES-2461294_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la fabricación de un estator para un motor eléctrico y de un motor eléctrico, estator y motor eléctrico. 5 Campo de aplicación La presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un estator para un motor eléctrico y al procedimiento para la fabricación de un motor eléctrico.

La presente invención también se refiere a un estator externo para un motor eléctrico, y a un motor eléctrico relacionado, en particular de tipo sincrónico.

Técnica anterior

Se conoce un motor eléctrico que comprende un estator externo y un rotor interno, coaxial con el estator y separado del último por medio de la interposición de un intersticio de aire.

El estator comprende un núcleo ferromagnético, con polos dirigidos hacia dentro y que sobresalen hacia el rotor,

extremos polares que tienen la forma de expansión polar típica, es decir, redondeados hacia el intersticio de aire, o conformados de tal manera que tienden a enrollarse sobre el estator y lo encierran, reduciendo el intersticio de aire al mínimo.

Los polos están rodeados por bobinas de un material eléctricamente conductor, a las que se les suministra corriente 25 eléctrica que magnetiza los polos y fuerza una interacción electromagnética con el rotor.

El rotor comprende medios de interacción electromagnética que se concretan particularmente en imanes permanentes.

Por lo tanto, la interacción electromagnética que se forma entre el estator y el rotor, si está controlada de manera adecuada mediante el control de la corriente suministrada a las bobinas, provoca la rotación del rotor alrededor de su propio eje.

En particular, los motores sincrónicos, que tienen un campo magnético giratorio en el intersticio de aire, tienen un problema conocido en el arranque, dado que desde la fase de arranque dicho campo magnético de rotación gira a velocidad sincrónica, de tal manera que es difícil que el rotor se acople inmediatamente a la velocidad sincrónica; además, en los motores monofásicos, el campo magnético en realidad no está girando, sino pulsando, igual que los dos campos magnéticos resultantes que giran en direcciones opuestas, lo cual significa que, en el arranque, se induce al motor a permanecer detenido. Por lo tanto, el arranque del motor eléctrico sincrónico requiere recursos conocidos, tales como el control electrónico de las bobinas, el uso de medios mecánicos debido a lo cual el rotor se libera inicialmente de la carga, la asimetría de las piezas de los polos o el núcleo ferromagnético, la segunda etapa de arranque.

Un motor eléctrico de este tipo es adecuado para una electrobomba de descarga, por ejemplo para un aparato 45 electrodoméstico, o para una bomba de motor eléctrico de un circulador, por ejemplo para una caldera.

La técnica anterior comprende numerosos procedimientos para la fabricación un de motor eléctrico.

Por ejemplo, de acuerdo con una técnica, los extremos de los polos se fabrican como componentes separados con 50 respecto al resto del estator, con el fin de facilitar la inserción de las bobinas, y posteriormente para aplicar los extremos de los polos en otro momento. Los extremos de los polos se elaboran por medio de cizalladura.

También se conocen nuevos materiales ferromagnéticos de tipo de grano orientado, con lo que se obtiene una reluctancia pequeña de las piezas de los polos y, por lo tanto, junto con un soporte de flujo magnético mejorado.

Sin embargo, existen varias desventajas.

De hecho, la cizalladura implica la generación de raspaduras, lo que representa un producto de desecho, haciendo que la técnica anterior no sea muy eficaz. Además, los rebanadores industriales son muy costosos y, por lo tanto, sería preferible evitar su uso, sobre todo para la fabricación de motores eléctricos económicos. Además, la operación de aplicación de los extremos de los polos no es fácil, y requiere medios de conexión, por ejemplo de tipo mortaja y espiga, lo que introduce una complicación adicional para la fabricación de motores eléctricos del tipo que se ha mencionado anteriormente, así como una disminución de la fiabilidad del motor conseguida así.

Además, los materiales ferromagnéticos de grano orientado requieren que dichos cristales estén en realidad orientados en la dirección del flujo magnético, es decir con la orientación de los cristales coaxial con el eje del polo, lo que hace difícil la fabricación de los motores eléctricos que incorporan dichos cristales.

Se desvelan procedimientos alternativos para la fabricación de un motor eléctrico en los documentos FR 2 531 820, EP 1 420 498 y US 3.983.433. Estos procedimientos de fabricación emplean una tira de metal alargada que se flexiona adecuadamente para definir el circuito magnético y sus piezas de polo.

Por lo tanto, el problema técnico en el que se basa la presente invención es idear un procedimiento para la 15 fabricación de un motor eléctrico que permita evitar el procedimiento de cizalladura y que sea simplificado.

Resumen de la invención Dicho problema técnico se resuelve por medio de un procedimiento para la fabricación de un estator externo para un motor eléctrico, comprendiendo el estator polos de estator rodeados por bobinas, incluyendo el proceso las siguientes etapas:

-preparar un cuerpo laminar, en material ferromagnético, con una base alargada y con protuberancias laminares;

-insertar un material conductor alrededor de cada protuberancia laminar;

-deformar las zonas terminales de las protuberancias laminares de manera que las zonas terminales tengan una forma plegada, -cerrar el cuerpo laminar de manera que las protuberancias laminares estén en una posición interna y adaptadas para servir como polos de estator.

La etapa de deformar las zonas terminales de las protuberancias laminares comprende tanto una operación de corte como de separación de dichas zonas terminales de las protuberancias laminares, que puede obtenerse preferiblemente por medio de medios de cuchillas, y una operación de flexión de las zonas terminales de protuberancias laterales, que puede obtenerse preferiblemente por medio de una máquina de flexión.

De esta manera, se obtiene un estator simplemente partiendo de una tira de material ferromagnético. En particular, la base del cuerpo laminar se convierte en el núcleo del estator ferromagnético y las protuberancias laminares se convierten en los polos del estator. Preferiblemente, cada bobina está enrollada alrededor de un carrete respectivo que se inserta en cada protuberancia laminar.

Preferiblemente, la forma flexionada así obtenida de las protuberancias laterales está curvada/redondeada, y preferiblemente, para dar a dichas zonas terminales la forma común de pieza de polo, adaptada para enrollarse alrededor o encerrar un cuerpo cilíndrico externo.

La etapa de preparar un cuerpo laminar preferiblemente comprende o consiste en flexionar una tira laminar, de una 45 sola capa o de varias capas, es decir, múltiples capas, con la definición de las protuberancias laminares; la tira laminar tiene un espesor sustancialmente muy reducido con respecto a las otras dimensiones de la tira.

De acuerdo con un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada, la etapa de preparar un cuerpo laminar comprende preferiblemente las siguientes operaciones:

-preparación de una pluralidad de elementos laminares modulares, cada uno de los cuales comprende una placa central y un par de placas laterales; preferiblemente, también se preparan elementos terminales, en particular formados mediante el corte de un elemento laminar modular adicional; -aplicación modular de los elementos de aplicación modular mediante... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la fabricación de un estator externo (111; 211) para un motor eléctrico (113; 213) ,

comprendiendo dicho estator (111; 211) polos de estator (102; 202;) rodeados por bobinas (105; 205) , incluyendo 5 dicho procedimiento las siguientes etapas:

-preparar un cuerpo laminar (101; 201) , de material ferromagnético, en particular hierro tradicional, con una base (160; 260) de forma alargada y protuberancias laminares (102; 202) ; -insertar una bobina (105; 205) de material conductor alrededor de cada una de dichas protuberancias laminares

(102; 202) ; -deformar las zonas terminales (107; 207) de dichas protuberancias laminares (102; 202) de tal manera que dichas zonas terminales (107; 207) adoptan una forma plegada, en particular curvada hacia fuera; -cerrar dicho cuerpo laminar (101; 201) de tal forma que dichas protuberancias laminares (102; 202) estén en una posición interna y adaptadas para servir como polos de estator.

caracterizado porque dicha etapa de deformar las zonas terminales (107; 207) de dichas protuberancias laminares comprende:

-una operación de corte y separación de dichas zonas terminales (107; 207) .

20. una operación de flexión de dichas zonas terminales (107; 207) .

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha etapa de preparar un cuerpo laminar

(101) consiste en flexionar un cuerpo laminar, con la definición de dichas protuberancias laminares (102) .

3. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que cada una de las bobinas se enrolla alrededor de un carrete (106; 206) insertado en dicha protuberancia laminar.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, en el que durante dicha etapa de deformar las zonas terminales (107; 207) , dichas zonas terminales (107; 207) se deforman para adoptar la configuración de lengüetas (132; 232) , con una superficie delantera curvada (130; 230) capaz de encerrar una superficie cilíndrica externa, y una superficie posterior (131; 231) en contacto con dicho carrete (106; 206) , con el fin de bloquear el carrete (106; 206) .

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho cuerpo laminar 35 (101; 301) se forma por una única capa.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1-4, en el que dicho cuerpo laminar (201) se forma por una pluralidad de capas o una capa múltiple de material ferromagnético, en particular por dos capas.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, en el que se proporciona la siguiente etapa preliminar:

-preparar una única capa laminar de espesor predeterminado S; -cortar dicha única capa laminar en n rectángulos alargados con el lado más pequeño igual a H, de tal forma que se 45 verifica la siguiente relación:

!

nH ∀ S

en la que ! es el área en sección transversal del núcleo ferromagnético necesario para el máximo flujo requerido por

el estator; -montar dichos rectángulos alargados entre sí para formar una tira laminar mediante una pluralidad de capas para preparar dicho cuerpo laminar (101; 201) .

8. Procedimiento para fabricar un motor eléctrico (113; 213) , que comprende una fabricación de un 55 estator externo (111; 211) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, una fabricación de un rotor interno apropiado (112; 212) y finalmente la aplicación mutua del rotor (112; 212) y el estator (111; 211) con interposición de un intersticio de aire apropiado (115; 215) .