DISPOSICION DE TRANSMISION DE CORRIENTE.

Disposición de transmisión de corriente para máquinas eléctricas,

en especial generadores por ejemplo de centrales eólicas, que comprende un árbol (20) con elementos rectificadores (12, 14, 16, 18, 22, 124, 126, 128, 130, 132, 134) eléctricamente conductores, que salen del mismo y circundan éste axialmente, y elementos de contacto que se apoyan en estos como escobillas de carbón, en donde diferentes fases eléctricas están unidos a elementos rectificadores aislados eléctricamente entre sí a través de pistas de corriente, que conducen a devanados de la máquina eléctrica, como pernos conductores o barras conductoras (84), caracterizada porque los elementos rectificadores (12, 14, 16, 18, 22, 124, 126, 128, 130, 132, 134) son elementos de disco compuestos de material carbónico o que contienen el mismo, porque el elemento de disco (52) presenta perforaciones (26, 28, 30, 32, 34, 36, 38), porque en al menos una perforación está incorporado en ajuste fino un casquillo (50) compuesto por un material eléctricamente conductor y unido a una de las pistas de corriente (84), porque el casquillo (50) sobresale hacia ambas superficies laterales (40, 42) del elemento de disco (22) con segmentos de borde frontal (54, 56) con una medida H, porque a lo largo de cada superficie lateral (40, 42) del elemento de disco (22) discurre una placa de contacto (57), que hace contacto plano con la superficie lateral y está compuesta por material eléctricamente conductor, con perforaciones (26, 28, 30, 32, 34, 36, 38), que presentan una característica de taladro correspondiente a las perforaciones del elemento de disco, y porque el respectivo segmento de borde frontal (54, 56) del casquillo (50) está encajado en una de las perforaciones (28, 30, 32) de la respectiva placa de contacto

Disposición de transmisión de corriente.

La invención se refiere a una disposición de transmisión de corriente para máquinas eléctricas, en especial generadores por ejemplo de centrales eólicas, que comprende un árbol con elementos rectificadores eléctricamente conductores, que salen del mismo y circundan éste axialmente, y elementos de contacto que se apoyan en estos como escobillas de carbón, en donde diferentes fases eléctricas están unidos a elementos rectificadores aislados eléctricamente entre sí a través de pistas de corriente, que conducen a devanados de la máquina eléctrica, como pernos conductores o barras conductoras.

En el caso de máquinas eléctricas como generadores o motores eléctricos la corriente puede transmitirse a través de anillos colectores a escobillas de carbón, que se apoyan en los primeros. En el caso de los anillos colectores se utilizan normalmente los de un metal, que determina la abrasión de las escobillas de carbón. Para reducir la abrasión pueden impregnarse escobillas de carbón.

Pueden deducirse disposiciones de anillos colectores conocidas para máquinas eléctricas por ejemplo del documento DE 24 43 769 C2, DE-PS 875 235, DD 248 909 A1, DE 32 30 298 A1 o DE-AS 1 184 412.

Del documento DE-C 932 810 se conoce una disposición de anillos colectores con anillos de grafito. Los anillos de grafito que se asientan fácilmente sobre un cuerpo de cubo aislante se tensan con ello entre anillos metálicos y anillos aislantes. Las conexiones eléctricas se realizan a través de los anillos metálicos.

En el caso del cuerpo de anillo colector descrito en el documento DE 19 16 263 para máquinas eléctricas se colocan anillos colectores sobre cuerpos soporte producidos con masas de material sintético. Desde los cuerpos soporte salen casquillos, que engranan en taladros del anillo colector de carbón.

En el caso de máquinas eléctricas grandes como generadores en centrales eólicas, es necesario prestar atención a que, por un lado, el desgaste se mantenga lo más pequeño posible y, por otro lado, en el caso de un mantenimiento o de la sustitución de elementos se obtenga una manipulación sencilla.

En el caso de sistemas conocidos se fijan estos, en el caso de utilizarse anillos colectores de carbón sobre un soporte básico mediante pegado, contracción o apriete. Debido a que el carbón y el soporte presentan coeficientes de dilatación diferentes, no se garantiza en todos los casos una transmisión de corriente segura. Además de esto las uniones pegadas y contraídas no garantizan una vida útil larga. Aparte de esto las uniones de apriete conocidas exigen atornillamientos adicionales, para conseguir una presión superficial uniforme. Esto es bastante complicado, en especial en el campo de los sistemas de anillos colectores de carbón.

Con independencia de esto es necesario garantizar que el polvo de carbón producido a causa de la abrasión no conduzca a cortocircuitos. Debido a que en el caso de la disposición conocida el árbol está montado en un extremo, se requieren un guiado y un almacenamiento constructivamente complicados para asegurar una estabilidad de oscilación deseada.

La presente invención se basa en el problema de perfeccionar de tal modo una disposición de transmisión de corriente de la clase citada al comienzo, que siempre se garantice una transmisión de corriente segura. Según otro aspecto debe asegurarse que la disposición presente una elevada estabilidad de oscilación. También se pretende ofrecer la posibilidad, con medidas constructivamente sencillas, de llevar a cabo una modificación de los márgenes de transmisión de corriente. Además de esto se pretende asegurar que el polvo de carbón que se produzca no limite la capacidad de funcionamiento eléctrico.

Para solucionar el problema principal en el que se basa la invención está previsto que los elementos rectificadores sean elementos de disco compuestos de material carbónico o que contienen el mismo, que el elemento de disco presente perforaciones, que en al menos una perforación esté incorporado en ajuste fino un casquillo compuesto por un material eléctricamente conductor y unido a una de las pistas de corriente, que el casquillo sobresalga hacia ambas superficies laterales del elemento de disco con segmentos de borde frontal con una medida H, que a lo largo de cada superficie lateral del elemento de disco discurra una placa de contacto, que hace contacto plano con la superficie lateral y está compuesta por material eléctricamente conductor, con perforaciones que presentan una característica de taladro correspondiente a las perforaciones del elemento de disco, y que el respectivo segmento de borde frontal del casquillo esté encajado en una de las perforaciones de la respectiva placa de contacto.

A diferencia de las estructuras ya conocidas no se utiliza un anillo colector de carbón, que se coloca sobre un soporte. Más bien se utiliza un elemento de disco compuesto por un material unitario, que puede estar compuesto por materiales utilizados habitualmente para transmitir corrientes como carbono, grafito, grafito de carbono o grafito metálico. Debido a que el elemento de disco se compone de un material unitario no pueden producirse diferentes coeficientes de dilatación, que conduzcan a una limitación de la transmisión de corriente.

Además de esto está previsto que el elemento de disco esté dotado de perforaciones, en donde en al menos una está incorporado en ajuste fino un casquillo, que sobresale hacia las dos superficies laterales del elemento de disco. Mediante al menos un casquillo se guía uno de los pernos o de las barras de corriente, a través del(de la) cual o de los(las) cuales se pretende desviar la corriente a través del disco de carbón.

Asimismo está previsto que a lo largo de cada superficie lateral del elemento de disco discurra una placa de contacto, que hace contacto plano con la superficie lateral y se compone de material eléctricamente conductor, con perforaciones de las que una es atravesada por el casquillo o por segmentos de borde frontal del mismo que sobresalen de las superficies laterales. Con ello están encajados o introducidos a presión los segmentos de borde frontal del casquillo en las perforaciones de las placas de contacto.

En otras palabras, está previsto conforme a la invención que en el elemento de disco compuesto por material carbónico esté encajado el casquillo, compuesto por ejemplo de cobre, con una medida de ajuste definida exactamente. El casquillo sobresale por cada lado del elemento de disco en una medida, que se corresponde con el grosor del elemento de placa - también llamado disco de a bordo. Sobre los segmentos sobresalientes del casquillo se presionan a continuación, por ambos lados, los elementos de placa o discos de a bordo con la misma característica de taladro y medida de ajuste.

Como es natural puede estar previsto que la placa de contacto presente un borde acodado periférico, que engrana en una ranura periférica correspondiente en la superficie lateral del elemento de disco.

Los manguitos o casquillos y/o las placas de contacto deberían estar compuestos por cobre o contener el mismo. Asimismo está previsto que el elemento de disco esté dotado de material eléctricamente conductor en la región de contacto con el casquillo o los casquillos y/o las placas de contacto, o bien cobreado, en especial cobreado por pulverización. Por medio de esto se garantiza además una transmisión de corriente segura.

Para que esté asegurado un suficiente contacto eléctricamente conductor entre los pernos conductores de corriente o las barras conductoras de corriente y los casquillos, otra propuesta de la invención prevé que los pernos o las barras conductore(a)s de corriente estén unido(a)s a través de contactos de laminilla a los casquillos, a través de los cuales se produce una transmisión de corriente a los elementos de disco.

Mediante el aprendizaje conforme a la invención se produce una transmisión de corriente definida e independiente de la temperatura, con resistencias de transición mínimas desde la superficie de contacto o de rodadura de las escobillas de carbón, a través de las superficies laterales del elemento de disco o del disco de carbón de forma preferida cobreadas, hasta los elementos de placa o discos de a bordo del casquillo introducido a presión, compuesto de forma preferida de cobre y, a través del contacto de laminillas, hasta el perno de transmisión de corriente o la barra de transmisión de corriente. De este modo se garantiza, en el caso de una carga muy oscilante...

1. Disposición de transmisión de corriente para máquinas eléctricas, en especial generadores por ejemplo de centrales eólicas, que comprende un árbol (20) con elementos rectificadores (12, 14, 16, 18, 22, 124, 126, 128, 130, 132, 134) eléctricamente conductores, que salen del mismo y circundan éste axialmente, y elementos de contacto que se apoyan en estos como escobillas de carbón, en donde diferentes fases eléctricas están unidos a elementos rectificadores aislados eléctricamente entre sí a través de pistas de corriente, que conducen a devanados de la máquina eléctrica, como pernos conductores o barras conductoras (84), caracterizada porque los elementos rectificadores (12, 14, 16, 18, 22, 124, 126, 128, 130, 132, 134) son elementos de disco compuestos de material carbónico o que contienen el mismo, porque el elemento de disco (52) presenta perforaciones (26, 28, 30, 32, 34, 36, 38), porque en al menos una perforación está incorporado en ajuste fino un casquillo (50) compuesto por un material eléctricamente conductor y unido a una de las pistas de corriente (84), porque el casquillo (50) sobresale hacia ambas superficies laterales (40, 42) del elemento de disco (22) con segmentos de borde frontal (54, 56) con una medida H, porque a lo largo de cada superficie lateral (40, 42) del elemento de disco (22) discurre una placa de contacto (57), que hace contacto plano con la superficie lateral y está compuesta por material eléctricamente conductor, con perforaciones (26, 28, 30, 32, 34, 36, 38), que presentan una característica de taladro correspondiente a las perforaciones del elemento de disco, y porque el respectivo segmento de borde frontal (54, 56) del casquillo (50) está encajado en una de las perforaciones (28, 30, 32) de la respectiva placa de contacto.

2. Disposición de transmisión de corriente según la reivindicación 1, caracterizada porque el segmento de borde frontal (54, 56) está introducido a presión en la perforación (28, 30, 32) de la placa de contacto (52).

3. Disposición de transmisión de corriente según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la placa de contacto (52) presenta un grosor, que se corresponde con la medida H del respectivo segmento de borde frontal (54, 56) del casquillo (50), que sobresale por encima de las superficies laterales (40, 42) del elemento de disco (22), y se transforma en especial de forma enrasada en superficie frontal del casquillo (50).

4. Disposición de transmisión de corriente según la reivindicación 1, caracterizada porque el casquillo (50) y/o la placa de contacto (52) se componen de cobre y/o contienen el mismo.

5. Disposición de transmisión de corriente según la reivindicación 1, caracterizada porque la placa de contacto (52) presenta un borde (58) acodado periférico, que engrana en una ranura (46, 48) periférica correspondiente en la superficie lateral (40, 42) del elemento de disco (22).

6. Disposición de transmisión de corriente según la reivindicación 1, caracterizada porque los pernos o las barras conductore(a)s de corriente (84) están unido(a)s a través de un contacto en especial de laminilla al casquillo (50), a través de los cuales se produce una transmisión de corriente al elemento de disco (14).

7. Disposición de transmisión de corriente según la reivindicación 1, caracterizada porque el elemento de disco (22) está dotado de material eléctricamente conductor en la región de contacto con las placas de contacto (52) y/o el casquillo (50), o bien cobreado, en especial cobreado por pulverización.

8. Disposición de transmisión de corriente según la reivindicación 1, caracterizada porque el espacio intermedio entre los elementos de disco (22), unidos a diferentes fases eléctricas, está cubierto en toda su superficie.

9. Disposición de transmisión de corriente según la reivindicación 1, caracterizada porque el espacio intermedio entre los elementos de disco (12, 14, 16, 18) con diferente potencial eléctrico o con el elemento adyacente, como el disco de brida (72), está cubierto mediante un cuerpo aislante (62, 64, 66, 68) que presenta nervios (106, 108) que discurren por el perímetro.

10. Disposición de transmisión de corriente según la reivindicación 9, caracterizada porque los nervios (106, 108) que discurren transversalmente al eje longitudinal del cuerpo aislante (88) presentan diferentes diámetros.

11. Disposición de transmisión de corriente según la reivindicación 9 ó 10, caracterizada porque un nervio discurre en la región central del cuerpo aislante (108), de un diámetro que es mayor que el diámetro de los restantes nervios (106).

12. Disposición de transmisión de corriente según al menos una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizada porque el cuerpo aislante (88) se compone en especial de material sintético como material aislante sintético de fibra de vidrio.

13. Disposición de transmisión de corriente según la reivindicación 1, caracterizada porque el árbol (20) está montado en sus respectivas regiones extremas (110).

14. Disposición de transmisión de corriente según la reivindicación 1 ó 13, caracterizada porque los elementos de disco (12, 14, 16, 18) y cuerpos aislantes (62, 64, 66, 68) dispuestos sobre el árbol (20) forman una unidad estructurada modularmente.

15. Disposición de transmisión de corriente según la reivindicación 1, caracterizada porque una fase de la máquina eléctrica puede asociarse a varios elementos de disco (124, 126; 128, 130; 132, 134) dispuestos directamente unos junto a otros sobre el árbol (20).

16. Combinación formada por una carcasa con la disposición de transmisión de corriente según al menos la reivindicación 9, caracterizada porque el árbol (20) y los elementos de disco (12, 14, 16, 18, 124, 128, 130, 132, 134) así como los cuerpos aislantes (62, 64, 66, 68) forman una unidad, que está dispuesta en la carcasa (116), en cuyas paredes frontales (112, 114) está montado el árbol (20).

17. Combinación según la reivindicación 16, caracterizada porque dentro de la carcasa (116) está dispuesto un intercambiador de calor (118, 120).

18. Combinación según la reivindicación 17, caracterizada porque el intercambiador de calor (118, 120) es un refrigerador de superficies.

19. Combinación según la reivindicación 17 ó 18, caracterizada porque el intercambiador de calor (118, 120) está unido a un circuito de refrigeración de la máquina eléctrica.