DISPOSICIÓN DE DEVANADO PARA UNA MÁQUINA ELÉCTRICA Y ELEMENTO DE SEPARACIÓN PARA UNA DISPOSICIÓN DE ESTE TIPO.

Disposición de devanado (7) para una máquina eléctrica, como un motor eléctrico o generador,

compuesta de un núcleo bobinado metálico (8) realizado, en particular, como un núcleo laminado, y de devanados (6) que se extienden a través de ranuras (9) del núcleo bobinado (8) y forman, en cada caso, una cabeza de devanado (10) fuera de las ranuras (9) en las caras frontales del núcleo bobinado (8), formando los devanados (6) en la zona de cada cabeza de devanado (10), como mínimo, dos capas de devanado (A, B) dispuestas una encima de la otra, entre las que se encuentra dispuesto, en cada caso, un elemento de separación (1), en lo esencial en forma de disco, compuesto de un material aislante eléctrico dispuesto ceñido a los devanados (6), en lo esencial sin intersticio, caracterizada porque la cara inferior (5) del elemento de separación (1) está realizada mediante una superficie de conformación libre preformada, que es una imagen negativa exacta de la capa de devanado (A) situada debajo del elemento de separación (1)

La invención se refiere a una disposición de devanado para una máquina eléctrica, como para un motor eléctrico o para un generador, compuesta de un núcleo bobinado metálico realizado, en particular, como un núcleo laminado, y de devanados que se extienden a través de ranuras del núcleo bobinado y forman, en cada caso, una cabeza de devanado fuera de las ranuras en las caras frontales del núcleo bobinado, formando los devanados en la zona de cada cabeza de devanado, como mínimo, dos capas de devanado dispuestas una encima de la otra, entre las que se encuentra dispuesto, en cada caso, un elemento de separación, en lo esencial en forma de disco, compuesto de un material aislante eléctrico dispuesto ceñido a los devanados, en lo esencial sin intersticio. Además, la invención se refiere a un elemento de separación para una disposición de este tipo.

Son conocidas las disposiciones de devanados para máquinas eléctricas, como motores eléctricos o generadores, con elementos aislantes eléctricos para los devanados. En este caso, por lo general, se usan elementos aislantes realizados en forma bidimensional, que deben ser usados y elaborados de un modo costoso. Por lo tanto, una automatización del proceso de fabricación resulta complicada.

El documento DE 1 975 287 U describe una aislación de fases para cabezas de devanado de máquinas eléctricas embebidas de sustancias endurecedores mediante un proceso de gota a gota, usando un material aislante perforado que, en estado instalado y no embebido, presenta un espesor resistente, en particular, a la tensión de prueba. En este material aislante puede tratarse, preferentemente, de un material multicapas, consistiendo las capas, en particular, de diferentes sustancias.

El documento DE 31 45 655 C2 describe un cuerpo aislante de un material lameliforme calado para devanados de motores eléctricos que comprende un par de cabezales para la separación de las cabezas de devanado de dos devanados diferentes del estator, dispuestos a ambos lados de los dos cabezales. Además, el cuerpo aislante comprende múltiples bandas paralelas que conectan ambos cabezales entre sí y están previstos para extenderse, en cada caso, a través de una ranura de la armadura del estator. En ello, se ha previsto que una de los cabezales presente en su extremo opuesto a las bandas tres hojas no plegadas consecutivas unidas entre sí mediante líneas de plegado y plegadas para formar un manguito para alojar hendiduras fabricadas entre hilos de al menos un devanado y al menos una de las líneas de alimentación.

El documento DD 288 940 B5 describe una disposición parecida a la mencionada al comienzo, que sirve para el aislamiento de fases en la cabeza de devanado de máquinas eléctricas, en particular, en devanados de estatores de motores con inducido exterior. En dicha disposición se encuentran dispuestos discos terminales de material aislante sobre el lado frontal del núcleo laminado, y dichos discos frontales, que cubren los núcleos polares y el núcleo laminado, están equipados de cámaras rígidas de orientación axial, que se disponen de acuerdo con el tipo de devanado respectivo y el paso de devanado. De este modo se forman sistemas de cámaras rígidas con cámaras de trazas rígidas. Sin embargo, debido a entrehierros grandes ello conduce, desfavorablemente, a una gran altura de construcción.

Una disposición de devanado del tipo mencionado al comienzo se conoce por el documento DE 201 02 590 U1. Esta se diferencia, básicamente, de la disposición descrita anteriormente, puesto que, en lugar de un sistema que produce un intersticio grande y rígido, se han previsto elementos de separación deformables elásticamente que, después de colocar, en cada caso, la siguiente capa de devanado – también denominada conductor de fase -asienta, en lo esencial, entre las capas de devanado en conformación ceñida y sin intersticio. En ello, los elementos de separación presentan, preferentemente, sobre su lado apartado del núcleo bobinado medios de fijación para los devanados de la capa de devanado siguiente, o sea, en particular, pitones de retención en forma de puentes ajustados de tal manera al desarrollo de los devanados de la siguiente capa de devanado que fija los devanados en prevención de un deslizamiento radial del elemento de separación. Además, los elementos de separación están realizados, en particular en su cara orientada hacia el núcleo bobinado, de tal manera en capas con un alma periférica que supera la capa de devanado, que pueden colocarse de modo autofijante sobre los devanados de la respectiva capa de devanado inferior. Las disposiciones de devanado y los elementos de separación de este tipo han dado buenos resultados en la práctica.

Tanto en la disposición de acuerdo con el documento DD 288 940 B5, como también en la disposición de acuerdo con el documento DE 201 02 590 U1 se trata, en los elementos usados como aislamiento de fases, de cuerpos realizados tridimensionales con una extensión vertical relativamente grande que funcionan como un tipo de soporte de devanado, por ejemplo en el documento DE 201 02 590 U1 debido a las almas periféricas y los pitones de retención en forma de puente, y que, por lo tanto, producen una estructura de devanado relativamente alta y permiten sólo un limitado o ningún prensado de los devanados.

Además, en el documento DE 201 02 590 U1 se detalla que, después de colocado sobre la cabeza de devanado, el elemento de separación sólo apoya, en primer lugar, tangencialmente en forma de puntos o líneas, de modo que aun existe un entrehierro pero que, después del devanado de la capa de devanado siguiente, es eliminado casi por completo mediante la conformación del elemento de separación. Condicionado por este hecho, el elemento de separación en estado montado se encuentra bajo tensión mecánica, dependiendo un cierre más o menos completo del entrehierro de la fuerza aplicada al colocar la capa de devanado siguiente. De este modo, es posible que la seguridad del proceso de la disposición de devanado conocida sea influenciada de manera negativa.

La invención tiene el objetivo de crear una disposición de devanado del tipo mencionado que garantice para las capas de devanado un aislamiento de proceso fiable, pero que posibilite un devanado automatizable aun mejor y, particularmente, una disminución de la altura del devanado. Mediante la invención se pretende superar las desventajas anteriormente descritas del estado actual de la técnica.

Este objetivo es conseguido de acuerdo con la invención mediante el hecho de que la cara inferior del elemento de separación está realizada mediante una superficie de conformación libre preformada, que es una imagen negativa exacta de la capa de devanado situada debajo del elemento de separación.

En términos de fabricación es sencilla la producción de los elementos de separación mismos, es decir como piezas individuales a los que, de acuerdo con la invención, se les adjudica importancia. Los elementos de separación pueden estar realizados, en particular, como piezas moldeadas por inyección o piezas de embutido profundo de plástico.

Para la fabricación de los moldes respectivos a utilizar en este proceso se coloca, en primer lugar, con el sentido de un prototipo, una primera capa de devanado sobre el núcleo bobinado de la máquina eléctrica que debe equiparse con la disposición de devanado y se somete a un barrido tridimensional la cara frontal del núcleo bobinado dotada de la capa de devanado. De acuerdo con los datos topográficos obtenidos de esta manera se produce la cavidad del molde para el elemento de separación que debe ser aplicado sobre la primera capa de devanado. A continuación se fabrica e instala el elemento de separación cuya cara inferior está constituida ahora por una superficie de conformación libre que es una imagen negativa exacta de la capa de devanado situada debajo del elemento de separación.

En este caso, apropiadamente, el elemento de separación – abstracción hecha de las tolerancias de fabricación condicionadas por el proceso de conformación -puede presentar, en lo esencial, un espesor uniforme, preferentemente de menos de 1 mm. De este modo, también la cara superior del elemento de separación está constituida por una superficie de conformación libre, que es una imagen negativa exacta de la capa de devanado situada debajo del elemento de separación. Sin embargo, de acuerdo con la necesidad, es posible una variación zonal del espesor del elemento de separación, de modo que la forma de la superficie de conformación libre en la cara superior del elemento de separación... [Seguir leyendo]

1. Disposición de devanado (7) para una máquina eléctrica, como un motor eléctrico o generador, compuesta de un núcleo bobinado metálico (8) realizado, en particular, como un núcleo laminado, y de devanados (6) que se extienden a través de ranuras (9) del núcleo bobinado (8) y forman, en cada caso, una cabeza de devanado (10) fuera de las ranuras (9) en las caras frontales del núcleo bobinado (8), formando los devanados (6) en la zona de cada cabeza de devanado (10), como mínimo, dos capas de devanado (A, B) dispuestas una encima de la otra, entre las que se encuentra dispuesto, en cada caso, un elemento de separación (1), en lo esencial en forma de disco, compuesto de un material aislante eléctrico dispuesto ceñido a los devanados (6), en lo esencial sin intersticio, caracterizada porque la cara inferior (5) del elemento de separación (1) está realizada mediante una superficie de conformación libre preformada, que es una imagen negativa exacta de la capa de devanado (A) situada debajo del elemento de separación (1).

2. Disposición de devanado (7) según la reivindicación 1, caracterizada porque el elemento de separación (1) está realizado como una pieza moldeada por inyección o como pieza estampada.

3. Disposición de devanado (7) según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el elemento de separación (1) es estable dimensionalmente.

4. Disposición de devanado (7) según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el elemento de separación (1) se compone de un material deformable elásticamente.

5. Disposición de devanado (7) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el elemento de separación (1) se compone de plástico, en particular de un termómero, o de una tela no tejida compactada impregnada de un polímero.

6. Disposición de devanado (7) según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el elemento de separación (1) presenta un espesor (D) uniforme.

7. Disposición de devanado (7) según la reivindicación 6, caracterizada porque el espesor (D) del elemento de separación (1) es menor que 1 mm.

8. Disposición de devanado (7) según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el elemento de separación (1) tiene una conformación de efecto reforzador, bombeada hacia dentro (11) o hacia fuera (12).

9. Disposición de devanado (7) según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el elemento de separación (1) presenta, en particular en zonas en las que, en estado montado, una capa de devanado inferior (A) está separada de una capa de devanado superior (B) situada encima, escotaduras (13) como resquicios (13a) y/o aberturas redondas u oblongas.

10. Disposición de devanado (7) según la reivindicación 9, caracterizada porque el elemento de separación (1) presenta, en cada caso, como escotaduras (13) hendiduras (13a) conformadas a ambos lados, en particular en la zona de su eje transversal (Y-Y).

11. Disposición de devanado (7) según la reivindicación 10, caracterizada porque las hendiduras (13a) están abiertas hacia dentro y del lado perimetral cerradas, en particular mediante una bisagra laminar (14).

12. Disposición de devanado (7) según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque el elemento de separación (1) presenta perforaciones (15) destinadas a fijar el elemento de separación (1) a piezas (16) correspondientes del núcleo bobinado (8), en particular a apoyos de devanado (16a).

13. Disposición de devanado (7) según la reivindicación 12, caracterizada porque las perforaciones (15) están rodeadas del lado periférico de un refuerzo (17), en particular de un embudo (17a).

14. Disposición de devanado (7) según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizada porque el elemento de separación (1) está realizado de tal manera en capas que puede colocarse de modo autofijante sobre los devanados

(6) de una capa de devanado (A) y después de colocada la capa de devanado (B) siguiente, dado el caso con conformación, se asienta en lo esencial, sin resquicio entre las capas de devanado (A, B).

15. Disposición de devanado (7) según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizada porque el elemento de separación (1) presenta una abertura central (22) para la colocación sobre el cilindro hueco de aislamiento frontal

(18) del núcleo bobinado (8).

16. Disposición de devanado (7) según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizada porque la capa de devanado superior (B) está cubierta mediante una pieza de cobertura (20) con forma de caperuza.

17. Disposición de devanado (7) según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizada porque el núcleo bobinado

(8) presenta una capa aislante en la zona de sus ranuras (9) y/o de sus caras frontales del lado de la cabeza de devanado.

18. Disposición de devanado (7) según la reivindicación 17, caracterizada porque el núcleo bobinado (8) está encapsulado de plástico para la formación de la capa aislante, estando, preferentemente, un/el cilindro de aislamiento frontal (18) moldeado en una pieza al mismo.

19. Elemento de separación (1) para un dispositivo de devanado (7) según una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado por las características de la parte caracterizante de una de las reivindicaciones 1 a 15.