Rotor de generador y método de montaje.

Rotor del generador que comprende un borde del rotor, en el que

el borde del rotor comprende una pluralidad de anillos del rotor

(10a, 10b, 10c y 10d) separados por

espacios (15) entre ellos, y unidos entre sí por una pluralidad de tiras axiales (30) fijadas a una de la circunferencia interior o exterior de los anillos (10a, 10b, 10c y 10d), y una pluralidad de módulos de imán permanente (20) que comprenden una base (21) y una o más filas de imanes (22) montadas en una superficie superior de dicha base (21), y dispuestas en la otra de la circunferencia interior o exterior de dichos anillos (10a, 10b, 10c y 10d), en el cual los módulos de imán permanente (20) están fijados a las tiras (30) por una pluralidad de fijadores (35) que se extienden a través de los espacios (15) entre los anillos del rotor (10a, 10b, 10c y 10d).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11382161.

Solicitante: ALSTOM Renewable Technologies.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 82, Avenue Léon Blum 38100 Grenoble FRANCIA.

Inventor/es: MUÑIZ CASAIS,CÉSAR.

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 > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > MAQUINAS DINAMOELECTRICAS (relés dinamoeléctricos... > Dispositivos para manipular energía mecánica estructuralmente... > H02K7/18 (Asociación estructural de generadores eléctricos con motores de arrastre, p. ej. turbinas)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > MAQUINAS DINAMOELECTRICAS (relés dinamoeléctricos... > Detalles del circuito magnético (circuitos magnéticos... > H02K1/30 (utilizando una o varias piezas intermedias, p. ej. crucetas)

PDF original: ES-2525403_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Rotor de generador y método de montaje

La presente invención se refiere a un rotor de generador, y más particularmente se refiere a un rotor de generador que es especialmente adecuado para un aerogenerador. La presente invención se refiere, además, a un método de montaje de un rotor de generador.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Se conocen generadores que tienen un rotor que lleva imanes permanentes. Generalmente se los considera fiables y requieren menos mantenimiento que otras topologías de generadores.

Los aerogeneradores modernos se utilizan comúnmente para el suministro de electricidad a la red eléctrica. Los aerogeneradores de este tipo comprenden generalmente un rotor con un buje y una pluralidad de palas. El rotor es 15 puesto en rotación bajo la influencia del viento sobre las palas. El giro del eje del rotor acciona el rotor del generador ya sea directamente ("accionamiento directo") o bien mediante el uso de un reductor. Para aerogeneradores marinos, se eligen habitualmente los sistemas de accionamiento directo que emplean ¡manes permanentes.

Dicho generador de aerogenerador de accionamiento directo puede tener, por ejemplo, un diámetro de 6 a 8 metros 20 y una longitud de, por ejemplo, 2 a 3 metros. Puede ser necesario atornillar o pegar cientos de imanes a la circunferencia del rotor. Está claro que este proceso de fabricación puede ser engorroso.

Más aún, si uno o más imanes se dañan y necesitan ser reemplazados, el acceso a dichos imanes puede ser complicado (especialmente con los generadores de gran tamaño), de tal manera que el mantenimiento puede llegar 25 a ser muy caro.

Este tamaño y tipo de generador no está limitado únicamente al campo técnico de los aerogeneradores. También se pueden encontrar generadores de dimensiones considerables en, por ejemplo, las turbinas de vapor y las turbinas de agua.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

En un primer aspecto, la presente invención proporciona un rotor de generador de acuerdo con la reivindicación 1.

En este aspecto de la invención, se proporciona un rotor de generador que puede ser montado relativamente 35 fácilmente. Los imanes permanentes no necesitan estar unidos uno por uno y no hay necesidad de perforar el borde del rotor.

En caso de que el estator esté dispuesto alrededor del rotor con imanes permanentes, los módulos de imán permanente estarán posicionados en una circunferencia exterior del borde del rotor. Así, las tiras axiales que 40 conectan la pluralidad de anillos del rotor estarán unidas a la circunferencia interior del borde del rotor. En caso de que el rotor esté dispuesto alrededor del estator, los módulos de imán permanente estarán posicionados en la circunferencia interior del borde del rotor (y las tiras axiales en la circunferencia exterior).

En algunas realizaciones, los módulos de imán permanente pueden comprender una única fila de imanes. En otras 45 realizaciones, el módulo de imán permanente puede comprender al menos dos filas de ¡manes.

En algunas realizaciones, los fijadores están fijados en agujeros ciegos en la base del módulo de imán permanente. No es necesario proporcionar agujeros en el material del imán permanente lo cual puede ser más económico.

En algunas realizaciones, las tiras axiales pueden estar fijadas a la base de los anillos por soldadura. En realizaciones alternativas, las tiras pueden estar unidas a la circunferencia interior de los anillos por pegado, remachado, pernos o de otra manera.

En algunas realizaciones, los imanes permanentes pueden estar cubiertos con un material no magnético, tal como 55 una resina o acero inoxidable. Una cubierta puede servir para proteger los imanes contra la corrosión, pero una cubierta también puede inducir corrientes parasitarias y/o disminuir la disipación térmica.

En algunas realizaciones, los módulos de imán permanente pueden tener una longitud sustancialmente correspondiente a la mitad de la longitud del generador. Dos módulos de imán permanente pueden estar dispuestos 60 uno detrás del otro. En otras realizaciones, los módulos de imán permanente pueden tener una longitud sustancialmente correspondiente a la longitud del generador. En más realizaciones, los módulos de imán permanente pueden tener una longitud sustancialmente correspondiente a otra fracción de la longitud del generador.

También, en algunas realizaciones, las tiras axiales pueden tener la longitud del generador. En otras realizaciones, las tiras axiales pueden tener una fracción (por ejemplo la mitad) de la longitud del generador.

En otro aspecto, la invención proporciona un método de montaje que comprende proporcionar una pluralidad de 5 anillos del rotor, proporcionar una pluralidad de tiras y unir los anillos del rotor a las placas por soldadura en una de una circunferencia interior o exterior de los anillos del rotor y dejar espacios entre los anillos del rotor, posicionando un módulo de imán permanente en la otra de la circunferencia interior o exterior de los anillos del rotor y unir los módulos a las tiras con una pluralidad de pernos, extendiéndose los pernos en los espacios entre los anillos del rotor.

Otros objetos, ventajas y características de realizaciones de la invención serán evidentes para aquellos expertos en la materia examinando la descripción, o se pueden aprender por la práctica de la invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

A continuación se describen realizaciones particulares de la presente invención por medio de ejemplos no limitantes, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

Las figuras 1a - 1c ¡lustran una primera realización de un rotor de generador según la presente invención;

La figura 2 ¡lustra una vista frontal de un ejemplo de un módulo de imán permanente que puede ser utilizado en realizaciones de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE REALIZACIONES

La figura 1a ¡lustra un borde del rotor formado por la circunferencia exterior de una pluralidad de anillos del rotor 10a, 25 10b, 10c y 10d. Los anillos están unidos el uno al otro por una pluralidad de tiras 30 que se extienden axialmente desde el anillo frontal 10a hasta el anillo posterior 10d.

Entre anillos del rotor 10 adyacentes se mantienen espacios 15. Se proporciona una pluralidad de módulos de imán permanente 20 en la circunferencia exterior del borde del rotor. En esta realización, cada módulo de imán 30 permanente comprende una base 21 sobre la cual está dispuesta una única fila de ¡manes 22.

Los ¡manes permanentes pueden estar cubiertos con una placa delgada de acero inoxidable y/o con, por ejemplo, una resina epoxi 26. En realizaciones alternativas, los ¡manes permanentes pueden no estar cubiertos. Estas realizaciones pueden proporcionar buena refrigeración de los imanes, utilizando el espacio libre entre ellos. Con una 35 cubierta, los imanes permanentes pueden estar más protegidos de su entorno y esto puede reducir, por ejemplo, la predisposición y el grado de corrosión. Sin embargo, una cubierta puede reducir la disipación térmica y también puede causar corrientes parasitarias en la cubierta. Por esta razón, se utilizan generalmente materiales no magnéticos.

En este ejemplo, una pluralidad de pernos 35 se extiende a través de agujeros en las tiras 30 hacia la base 21 de los módulos de imán permanente. De este modo, los imanes permanentes están fijados de manera segura a la circunferencia exterior del borde del rotor sin tener que fijar cada imán separadamente. Además, si se utilizan agujeros ciegos en la base de los módulos de imán permanente, ninguno de los imanes permanentes necesita ser mecanizado con, por ejemplo, un agujero para un perno.

Así, en este aspecto de la invención,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Rotor del generador que comprende un borde del rotor, en el que

el borde del rotor comprende una pluralidad de anillos del rotor (10a, 10b, 10c y 10d) separados por 5 espacios (15) entre ellos, y unidos entre sí por una pluralidad de tiras axiales (30) fijadas a una de la circunferencia Interior o exterior de los anillos (10a, 10b, 10c y 10d), y una pluralidad de módulos de Imán permanente (20) que comprenden una base (21) y una o más filas de ¡manes (22) montadas en una superficie superior de dicha base (21), y dispuestas en la otra de la circunferencia interior o exterior de dichos anillos (10a, 10b, 10c y 10d), en el cual los módulos de imán permanente (20) están fijados a las tiras (30) por una pluralidad de fijadores (35) que se 10 extienden a través de los espacios (15) entre los anillos del rotor (10a, 10b, 10c y 10d).

2. Rotor del generador según la reivindicación 1, en el que cada módulo (20) de imán permanente comprende una única fila de imanes (22).

3. Rotor del generador según la reivindicación 1, en el que cada módulo (20) de imán permanente comprende al menos dos filas de imanes (22).

4. Rotor del generador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que los fijadores (35) están fijados en agujeros ciegos en la base del módulo (20) de imán permanente.

5. Rotor del generador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que las tiras axiales (30) están fijadas por soldadura a la circunferencia interior de los anillos (10a, 10b, 10c y 10d).

6. Rotor del generador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que los imanes (22) 25 permanentes están cubiertos con un material no magnético (26).

7. Rotor del generador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que los fijadores (35) son pernos.

8. Rotor del generador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que los módulos (20) de imán 30 permanente tienen una longitud sustancialmente correspondiente a la longitud del generador.

9. Rotor del generador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que los módulos (20) de imán permanente tienen una longitud sustancialmente correspondiente a la mitad de la longitud del generador.

10. Aerogenerador de accionamiento directo que comprende un generador que tiene un rotor del generador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.

11. Método de montaje que comprende

proporcionar una pluralidad de anillos del rotor (10a, 10b, 10c y 10d); y caracterizado por 40 proporcionar una pluralidad de tiras y fijar por soldadura los anillos del rotor a las tiras (30) en una de una circunferencia interior o exterior de los anillos del rotor (10a, 10b, 10c y 10d), y dejar espacios (15) entre los anillos

del rotor;

posicionar un módulo (20) de imán permanente en la otra de la circunferencia interior o exterior de los anillos del rotor (10a, 10b, 10c y 10d); y

fijar el modulo (20) a las tiras (30) con una pluralidad de pernos (35), extendiéndose los pernos en los espacios entre los anillos del rotor (10a, 10b, 10cy10d).