MAQUINA ELECTRICA PARA EL ACCIONAMIENTO DE PROPULSION DE UN SUBMARINO CON UNA MAQUINA SINCRONA EXCITADA CON IMANES PERMANENTES.

Máquina eléctrica para el accionamiento de propulsión de un submarino con una máquina síncrona (1) excitada con imanes permanentes,

con un estator (2), en el que está dispuesto un arrollamiento de estator (3), que presenta una pluralidad de secciones de arrollamiento (4), en la que cada sección de arrollamiento (4) está alimentada por un convertidor (WR) monofásico separado, en la que los convertidores (WR) se encuentran en forma de módulos convertidores (6) en el interior de la máquina síncrona (1) y los convertidores (WR) están dispuestos en dirección axial entre una placa de cojinete (11) del lado A y una placa de cojinete (12) del lado B en un bastidor de retención de convertidores (13), caracterizada porque el arrollamiento del estator está configurado como arrollamiento ondulado

Máquina eléctrica para el accionamiento de propulsión de un submarino con una máquina síncrona excitada con imanes permanentes.

La invención se refiere a una máquina eléctrica para el accionamiento de propulsión de un submarino con una máquina síncrona excitada con imanes permanentes, con un estator, en el que está dispuesto un arrollamiento de estator. A la máquina síncrona pertenece un rotor, sobre el que están previstos imanes permanentes.

Una máquina eléctrica de este tipo, como se describe en detalle, por ejemplo, en el documento EP-B-0 194 433. se emplea cada vez en mayor medida en instalaciones de accionamiento de submarinos, puesto que su utilización para tales fines implica, entre otras cosas, una reducción considerable de la necesidad de espacio requerido, de donde pueden resultar ahorros de costes considerables en cuanto a la construcción del submarino.

MAGENS K: "PERMASYN - EIN PERMANENTERREGTER SYNCHRONMOTOR FUER DEN SCHIFFSBETRIEB. PERMASYN - A PERMENENTFIELD, CONVERTER-FED MOTOR FOR PROPULSION SYSTEMS" JAHRBUCH DER SCHIFFBAUTECHNISCHEN GESELLSCHAFT, BERLÍN, DE, Vol. 81, 1987, páginas 221-227, XP002043270 IDDN: 0374-1222 publica una máquina eléctrica del tipo indicado al principio para el accionamiento de propulsión de un submarino.

La invención tiene el cometido de desarrollar una máquina eléctrica de este tipo para el accionamiento de propulsión de un submarino con una máquina síncrona excitada con imanes permanentes de tal forma que se realice una redundancia y disponibilidad elevadas en comparación con el estado de la técnica, de manera que con un gasto técnico de construcción reducido se pueda conseguir una reducción alta de los ruidos que se generan en el funcionamiento de la máquina eléctrica y en comparación con el estado de la técnica se garantice una medida alta de seguridad del arrollamiento y de toma de tierra.

Este cometido se soluciona de acuerdo con la invención por medio de las características de la reivindicación 1. Las configuraciones preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes.

En virtud de la configuración del arrollamiento del estator como arrollamiento ondulado, que presenta una pluralidad de secciones individuales del arrollamiento, de manera que cada sección del arrollamiento es alimentada a través de un convertidor monofásico, resulta una medida considerablemente alta de seguridad del arrollamiento y de toma de tierra en comparación con el estado de la técnica; por lo demás, es posible continuar accionando la máquina eléctrica configurada de esta manera también con un arrollamiento y toma de tierra monopolar. A través de la disposición de los convertidores previstos en módulos de convertidores dentro de la carcasa de la máquina en dirección axial entre la placa de cojinete del lado A y la placa de cojinete del lado B se consigue una alta compacidad de toda la instalación de accionamiento del submarino U y una amplia insensibilidad frente a influencias perturbadoras exteriores, de manera que adicionalmente se reducen en la mayor medida posible las influencias de interferencias de compatibilidad electromagnética EMV que parten desde los convertidores. Puesto que cada sección de arrollamiento del arrollamiento del estator configurado como estator ondulado es alimentada a través de un convertidor monofásico separado, se puede alcanzar una alta redundancia. Por lo demás, en virtud de la alimentación separada a través de convertidores monofásicos, resulta la posibilidad de utilizar también las ondas armónicas superiores del campo electromagnético de manera útil para la formación de los pares de torsión, puesto que a través de la alimentación monofásica de las secciones del arrollamiento se pueden realizar curvas de tiempo casi discrecionales de las corrientes del estator. Especialmente, en este contexto existe la posibilidad de seleccionar las curvas de tiempo de las corrientes del estator de tal forma que los momentos pendulares perturbadores son muy pequeños y, por lo tanto, se pueden cumplir los altos requerimientos planteados a la marcha silenciosa para las instalaciones de accionamiento de submarinos. Los convertidores de la máquina eléctrica descrita anteriormente se realizan de manera ventajosa en tipo de construcción modular.

De acuerdo con otra configuración ventajosa de la máquina eléctrica de acuerdo con la invención, su arrollamiento ondulado está configurado como arrollamiento de barras. De acuerdo con otra forma de realización ventajosa de la máquina eléctrica de acuerdo con la invención, el arrollamiento del estator configurado como arrollamiento ondulado de la máquina síncrona excitada con imanes permanentes tiene un número par de secciones de arrollamiento, de manera que en cada módulo convertidor se pueden disponer de manera ventajosa dos convertidores. A través de la selección de un número par de secciones de arrollamiento y de convertidores es posible, además, de manera ventajosa, conectar, respectivamente, la mitad de los convertidores en una de dos redes parciales de la red de a bordo y en este caso conseguir una división uniforme de la carga sobre las dos redes parciales.

La máquina síncrona excitada con imanes permanentes de la máquina eléctrica de acuerdo con la invención puede presentar de manera ventajosa 24 secciones de arrollamiento, a las que están asociados 24 convertidores y 12 módulos convertidores, de manera que en los módulos convertidores están dispuestos, respectivamente, dos convertidores.

Es posible que cada módulo convertidor presente uno o varios convertidores.

A continuación se explica en detalle la invención con la ayuda de una forma de realización con referencia al dibujo.

En este caso:

La figura 1 muestra una sección parcial de una forma de realización de principio de una máquina eléctrica de acuerdo con la invención con una máquina síncrona excitada con imanes permanentes y con convertidores dispuestos dentro de la carcasa de la máquina; y

La figura 2 muestra una representación de principio de una disposición de secciones de arrollamiento y convertidores de la forma de realización mostrada en la figura 1 de la máquina eléctrica de acuerdo con la invención.

Una máquina eléctrica representada en la sección parcial en forma de principio en la figura 1 con una máquina síncrona 1 excitada con imanes permanentes se emplea en submarinos como accionamiento de propulsión. Un componente esencial de la máquina síncrona 1 excitada con imanes permanentes de una instalación de accionamiento de este tipo es un estator 2 con un arrollamiento de estator 3.

En el caso de la forma de realización de la máquina eléctrica de acuerdo con la invención es el arrollamiento de estator 3 como arrollamiento ondulado 3. este arrollamiento de estator 3 configurado como arrollamiento ondulado 3 tiene, como se deduce especialmente a partir de la representación de principio en la figura 2, una pluralidad de secciones de arrollamiento 4, de las cuales en el caso del arrollamiento de estator 3 mostrado en principio en la figura 2 están previstas 24 secciones de arrollamiento 4.

La conexión de cada sección de arrollamiento 4 individual en un convertidor WR101 a WR112 o bien WR201 a WR212 asociado exclusivamente a ella se realiza por medio de líneas de conexión 5. Cada sección de arrollamiento 4 del arrollamiento de estator 3, configurado como arrollamiento ondulado 3, de la máquina síncrona 1 es alimentada a través de un convertidor WR respectivo, previsto solamente para esta sección de arrollamiento 4. Los convertidores WR, que alimentan el arrollamiento de estator 3, están dispuestos en el interior de la máquina síncrona 1 excitada con imanes permanentes en dirección axial entre una laca de cojinete 11 del lado A y una placa de cojinete 12 del lado B en un bastidor de soporte del convertidor 13 y se encuentran en módulos de convertidor 6.

En el ejemplo de realización mostrado en la figura 2, respectivamente, dos convertidores WR, a saber, los convertidores WR101 y WR102, los convertidores WR103 y WR104, los convertidores WR105 y WR106, los convertidores R107 y WR108, los convertidores WR109 y WR110, los convertidores ER111 y WR112, los convertidores WR201 y WR202, los convertidores WR203 y WR204, los convertidores WR205 y WR206, los convertidores WR207 y WR208, los convertidores WR209 y WR210 y los convertidores WR211 y WR121 están agrupados en un módulo convertidor 6.

Respectivamente, seis módulos convertidores 6 están conectados a través de una línea de conexión 7 y 8 previstas para ellos en cada...

1. Máquina eléctrica para el accionamiento de propulsión de un submarino con una máquina síncrona (1) excitada con imanes permanentes, con un estator (2), en el que está dispuesto un arrollamiento de estator (3), que presenta una pluralidad de secciones de arrollamiento (4), en la que cada sección de arrollamiento (4) está alimentada por un convertidor (WR) monofásico separado, en la que los convertidores (WR) se encuentran en forma de módulos convertidores (6) en el interior de la máquina síncrona (1) y los convertidores (WR) están dispuestos en dirección axial entre una placa de cojinete (11) del lado A y una placa de cojinete (12) del lado B en un bastidor de retención de convertidores (13), caracterizada porque el arrollamiento del estator está configurado como arrollamiento ondulado.

2. Máquina eléctrica de acuerdo con la reivindicación 1, cuyo arrollamiento ondulado (3) está configurado como airamiento de barra.

3. Máquina eléctrica de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, cuyo arrollamiento ondulado (3) presenta un número par de secciones de arrollamiento (4), a las que está asociado un número igualmente grande de convertidores (WR).

4. Máquina eléctrica de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en la que están previstos módulos convertidores, en los están dispuestos, respectivamente, uno, dos o más convertidores (WR).

5. Máquina eléctrica de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en la que, respectivamente, la mitad de los convertidores (WR) están conectados en una de dos redes parciales (9, 10) de la red de a bordo.

6. Máquina eléctrica de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, cuya máquina síncrona (1) presenta 24 secciones de arrollamiento (4), a las que están asociados 24 convertidores (WR) y 12 módulos convertidores (6), en los que está dispuestos, respectivamente, los convertidores (WR).