Rotor para máquinas asincrónicas.

Rotor (1) para máquinas asincrónicas, con un árbol de rotor (2), un paquete de chapas de rotor

(3) unido con el árbol de rotor (2) de manera resistente a la torsión y cerrado por placas de presión laterales (4), con ranuras (6) para alojar barras de cortocircuito (7) que en los extremos (8) están conectadas entre sí mediante anillos de cortocircuito (9), así como con dispositivos (11) para asegurar la unión entre los extremos (8) de las barras de cortocircuito (7) y los anillos de cortocircuito (9), en donde cada placa de presión (4) presenta un dispositivo (13) para la unión en arrastre de forma con el respectivo anillo de cortocircuito (9), caracterizado por que cada placa de presión (4) está unida con el respectivo anillo de cortocircuito (9) en la dirección tangencial mediante formas sobresalientes de configuración complementaria (21) en la placa de presión (4) y en el anillo de cortocircuito (9) en la dirección circunferencial.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09450129.

Solicitante: Traktionssysteme Austria GmbH.

Nacionalidad solicitante: Austria.

Dirección: Brown Boveri Strasse 1 2351 Wiener Neudorf AUSTRIA.

Inventor/es: NEUDORFER,HARALD.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > MAQUINAS DINAMOELECTRICAS (relés dinamoeléctricos... > Motores de inducción asíncronos; Generadores de... > H02K17/16 (con rotores de arrollamiento cortocircuitado en el interior de la máquina, p. ej. rotores de jaula de ardilla)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > MAQUINAS DINAMOELECTRICAS (relés dinamoeléctricos... > Detalles del circuito magnético (circuitos magnéticos... > H02K1/28 (Medios de montaje o de fijación de partes magnéticas giratorias sobre o en estructuras que constituyen el rotor)

PDF original: ES-2532630_T3.pdf

 

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Ilustración 1 de Rotor para máquinas asincrónicas.
Ilustración 2 de Rotor para máquinas asincrónicas.
Ilustración 3 de Rotor para máquinas asincrónicas.
Ilustración 4 de Rotor para máquinas asincrónicas.
Ilustración 5 de Rotor para máquinas asincrónicas.
Ilustración 6 de Rotor para máquinas asincrónicas.
Rotor para máquinas asincrónicas.

Fragmento de la descripción:

Rotor para máquinas asincrónicas La presente invención se refiere a un rotor para máquinas asincrónicas, con un árbol de rotor, un paquete de chapas de rotor unido con el árbol de rotor de manera resistente a la torsión y cerrado por placas de presión laterales, con ranuras para alojar barras de cortocircuito que en los extremos están conectadas entre sí mediante anillos de cortocircuito, así como con dispositivos para asegurar la unión entre los extremos de las barras de cortocircuito y los anillos de cortocircuito, en donde cada placa de presión presenta un dispositivo para la unión en arrastre de forma con el respectivo anillo de cortocircuito.

Una máquina asincrónica tiene un rotor que o bien está permanentemente en cortocircuito (inducido en cortocircuito)

o está ocasionalmente en cortocircuito (inducido de anillos colectores) . Una máquina asincrónica se puede usar tanto como motor como también como generador. La ventaja con respecto a otras máquinas eléctricas consiste en 15 que entre el rotor y el estator no se requiere ningún conmutador con escobillas. Los rotores de las máquinas asincrónicas que se encuentran permanentemente en cortocircuito, es decir, los así llamados inducidos en cortocircuito, están formados por barras macizas que en ambos lados están conectadas entre sí de forma conductiva conjunta por medio de los así llamados anillos de cortocircuito. Las barras de cortocircuito se disponen en ranuras en el lado exterior del paquete de chapas del rotor o en agujeros en el paquete de chapas del rotor. Los extremos de las barras de cortocircuito normalmente se unen con los anillos de cortocircuito mediante soldadura directa o indirecta. Las barras de cortocircuito y los anillos de cortocircuito están formados por materiales eléctricamente conductivos, en particular cobre o aleaciones de cobre. Para asegurar la unión entre los extremos de las barras de cortocircuito y los anillos de cortocircuito, sobre los anillos de cortocircuito se pueden disponer anillos de contracción. Por ejemplo, en el documento DE 843 869 se describe un rotor configurado de esta manera para motores asincrónicos.

El documento US 6 177 750B1 describe un rotor para máquinas asincrónicas del tipo aquí mencionado, que en particular está configurado para velocidades especialmente altas.

El documento DE 25 36 390 B1 se refiere a un procedimiento de fabricación para un inducido en cortocircuito de una máquina eléctrica mediante el procedimiento de moldeo por inyección, en donde las barras de cortocircuito pueden ser fabricadas de manera simultánea y en una sola pieza con los anillos de cortocircuito.

Para evitar la onerosa realización de la unión soldada entre los extremos de las barras de cortocircuito y los anillos de cortocircuito, se han desarrollado procedimientos mejorados para la fabricación de rotor es para máquinas asincrónicas. Por ejemplo, el documento DE 197 29 432 C1 describe una máquina asincrónica con un inducido en cortocircuito que está formado por dos mitades de jaula de cortocircuito, en las que la conexión entre los extremos de las barras de cortocircuito y los anillos de cortocircuito ya está prefabricada. Por lo tanto, solo es necesario unir entre sí las dos mitades de jaula de cortocircuito en los lados de contacto enfrentados de las barras de cortocircuito.

Una construcción similar de una jaula de cortocircuito formada por dos mitades se conoce, por ejemplo, por el documento EP 1 039 618 A1. A este respecto, los anillos de cortocircuito están configurados con aberturas correspondientes para alojar los extremos de las barras de cortocircuito. Una desventaja de las construcciones convencionales de jaulas de cortocircuito con barras de cortocircuito y anillos de cortocircuito soldados entre sí, con 45 anillos de contracción dispuestos encima, es que en particular a altas velocidades de las máquinas asincrónicas se presentan elevadas fuerzas centrífugas que actúan sobre las conexiones entre los anillos de cortocircuito y las barras de cortocircuito. También a causa de resonancias propias del sistema en su totalidad, siempre vuelven a presentarse fuerzas inadmisiblemente grandes que actúan sobre los componentes de la jaula de cortocircuito y que pueden resultar en una fractura de las barras de cortocircuito. Adicionalmente, la fabricación de jaulas de cortocircuito o de rotores de máquinas asincrónicas de acuerdo con el estado de la técnica es relativamente compleja y está asociada con elevados costes.

Por lo tanto, el objetivo de la presente invención consiste en crear un rotor como el que se ha mencionado previamente para máquinas asincrónicas, que en particular sea resistente también a velocidades especialmente 55 altas y que además pueda ser fabricado de la manera más simple y económica posible. Se quiere prevenir, o por lo menos reducir, las desventajas de los rotores conocidos.

El objetivo de la invención se logra a través de un rotor del tipo previamente mencionado para máquinas asincrónicas, en el que cada placa de presión está conectada en arrastre de forma con el anillo de cortocircuito en dirección tangencial a través de formas sobresalientes de configuración complementaria en la placa de presión y en el anillo de cortocircuito en la dirección circunferencial. Debido a esta unión en arrastre de forma de la placa de presión con el respectivo anillo de cortocircuito, se puede obtener un mejoramiento en lo referente a las resonancias propias del sistema, ya que la masa del sistema entero de la jaula de cortocircuito es mayor, debido a que las placas de presión ahora se suman a la masa de este sistema. Por consiguiente, se puede reducir el riesgo de fractura de 65 las barras de cortocircuito, que es elevado en particular a altas velocidades de la máquina. Mediante la unión en arrastre de forma en dirección tangencial a través de las formas sobresalientes de configuración complementaria en

la placa de presión y el anillo de cortocircuito, se pueden prevenir efectivamente, o por lo menos reducir, los movimientos relativos y oscilaciones en la dirección radial o tangencial entre la placa de presión y el anillo de cortocircuito que se presentan en la práctica.

Este dispositivo para la conexión en arrastre de forma en las placas de presión del rotor se puede realizar de manera simple mediante un escalón de forma anular para el apoyo de por lo menos una parte del respectivo anillo de cortocircuito. Esto representa una variante de construcción realizable de manera fácil y económica.

De acuerdo con otra característica de la invención, está previsto que los dispositivos para asegurar la conexión entre los extremos de las barras de cortocircuito y los anillos de cortocircuito estén formados por capuchones de contracción. De manera contraria al estado de la técnica, en el que se usan anillos de contracción, estos capuchones de contracción ofrecen una mayor rigidez, debido a que en comparación con un anillo de contracción también presentan un escalón o algo similar. Adicionalmente, en los capuchones de contracción se simplifica el montaje, debido a que por el escalón en forma de capuchón se produce automáticamente un alineamiento axial del capuchón de contracción en relación al anillo de cortocircuito. Contrariamente a esto, un anillo de contracción de acuerdo con el estado de la técnica tiene que ser posicionado con exactitud, de tal manera que un escalón o algo similar, que normalmente se provee en el lado interior del anillo de contracción, encaje en una ranura o algo similar en el lado exterior del anillo de cortocircuito. El capuchón de contracción correspondientemente dimensionado presiona el anillo de cortocircuito en cada lado del rotor de la máquina asincrónica contra el dispositivo de acuerdo con la invención... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Rotor (1) para máquinas asincrónicas, con un árbol de rotor (2) , un paquete de chapas de rotor (3) unido con el árbol de rotor (2) de manera resistente a la torsión y cerrado por placas de presión laterales (4) , con ranuras (6) para 5 alojar barras de cortocircuito (7) que en los extremos (8) están conectadas entre sí mediante anillos de cortocircuito (9) , así como con dispositivos (11) para asegurar la unión entre los extremos (8) de las barras de cortocircuito (7) y los anillos de cortocircuito (9) , en donde cada placa de presión (4) presenta un dispositivo (13) para la unión en arrastre de forma con el respectivo anillo de cortocircuito (9) , caracterizado por que cada placa de presión (4) está unida con el respectivo anillo de cortocircuito (9) en la dirección tangencial mediante formas sobresalientes de configuración complementaria (21) en la placa de presión (4) y en el anillo de cortocircuito (9) en la dirección circunferencial.

2. Rotor (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que cada placa de presión (4) presenta un escalón anular (14) para el apoyo de por lo menos una parte del anillo de cortocircuito (9) . 15

3. Rotor (1) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que los dispositivos (11) para asegurar la unión entre los extremos (8) de las barras de cortocircuito (7) y los anillos de cortocircuito (9) están formados por capuchones de contracción (15) .

4. Rotor (1) de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que los capuchones de contracción (15) presentan una sección transversal circunferencial sustancialmente en forma de L.

5. Rotor (1) de acuerdo con la reivindicación 3 o 4, caracterizado por que los capuchones de contracción (15) están hechos de material antimagnético. 25

6. Rotor (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que las formas sobresalientes (21) tienen una configuración ondulada, rectangular o triangular.

7. Rotor (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que los extremos (8) de las 30 barras de cortocircuito (7) están unidos con los anillos de cortocircuito (9) por soldadura indirecta o directa.

8. Rotor (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que las placas de presión (4) presentan aberturas (20) que coinciden con las aberturas (5) en el paquete de chapas del rotor (3) .

9. Rotor (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que las ranuras (6) para alojar las barras de cortocircuito (7) en el paquete de chapas del rotor (3) están abiertas.

10. Rotor (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que las ranuras (6) para alojar las barras de cortocircuito (7) en el paquete de chapas del rotor (3) están por lo menos parcialmente cerradas. 40