PROCEDIMIENTO PARA LA PROTECCIÓN DE IMANES PERMANENTES.

Procedimiento para fabricar una pieza (1) polar de imán permanente que comprende al menos un imán (3) que está fijado a una placa (2) de base,

una cubierta (4) protectora y una masa de llenado, que comprende las etapas de - fijar la cubierta (4) protectora a la placa (2) de base de modo que cubre el imán (3) y de modo que la cubierta (4) protectora y la placa (2) de base se unen mediante una junta hermética, - evacuar la cavidad (6) interior entre la cubierta (4) protectora y la placa (2) de base a través de una abertura (5, 8), - inyectar la masa de llenado a través de una abertura (5, 8) hacia la cavidad (6) interior entre la cubierta (4) protectora y la placa (2) de base y - curar la masa de llenado

La presente invención se refiere a un procedimiento para la protección de imanes en máquinas de imanes permanentes grandes.

Está en aumento el uso de imanes permanentes potentes, como imanes de tierras raras, en grandes 5 máquinas eléctricas, especialmente en motores y generadores. Esto se debe a su mayor eficacia y robustez en comparación con la excitación eléctrica. Pero en cuanto a las aplicaciones prácticas se producen algunas dificultades. Los materiales del imán se oxidan muy fácilmente y necesitan un alto grado de protección. Los materiales, en particular de los imanes de tierras raras, también son bastante quebradizos y no pueden fijarse de manera segura sólo mediante atornillado. 10

En el documento WO 00/60617 se da a conocer un conjunto de imán encapsulado que comprende un alojamiento no metálico y un imán dispuesto dentro de una cámara de alojamiento de imán. Una tapa de extremo de alojamiento se une por fusión al alojamiento para encapsular el imán en su interior y formar una junta estanca al aire y a los fluidos con el alojamiento. Un separador aislante se interpone entre una superficie expuesta del imán y la tapa de extremo antes del montaje y la unión por fusión, y está formado por un material aislante térmicamente para 15 impedir la transmisión de energía térmica al imán durante el proceso de unión por fusión. El alojamiento también incluye uno o más salientes que se extienden al interior de la cámara de imán y que actúan conjuntamente con ranuras complementarias en el imán para impedir que el imán gire dentro de la cámara.

En el documento US 2005/0116392 A1 se describe un imán que está encapsulado dentro de una caja formada a partir de dos cápsulas para dar una estructura laminada. Cada cápsula tiene una pared de extremo y una 20 pared lateral cilíndrica. Una cápsula incluye adicionalmente un labio anular que encaja de manera deslizante fuera de la pared lateral de la otra cápsula con una pequeña distancia entre ellas. El imán se inserta en las dos cápsulas junto con un adhesivo curable y fluido. El adhesivo se cura para unir las cápsulas entre sí y también para sellar herméticamente la estructura.

En el documento EP 1 420 501 A2 se da a conocer un rotor que comprende imanes y un procedimiento 25 para montar imanes en tal rotor. Los imanes se insertan en el rotor al tiempo que se mantiene la posición de montaje de manera bastante similar a la posición de montaje de los imanes montados en superficie.

El procedimiento tradicional de montaje de imanes permanentes, por ejemplo, en un gran rotor generador comprende las siguientes etapas. En primer lugar, es necesario proteger la extensa superficie de los imanes individuales. En segundo lugar, los imanes se fijan a un reborde de rotor, por ejemplo, mediante pegado. En una 30 última etapa, el rotor completado con los imanes pegados al mismo tiene que envolverse con una venda de fibra de vidrio.

Este procedimiento tiene varias incertidumbres. La protección de la superficie es cara y debido a que es una nueva tecnología su eficacia no está probada para una vida útil de, por ejemplo, veinte años. Además, los imanes no pueden magnetizarse in situ. Esto significa que todo el trabajo se realiza con piezas magnetizadas. Esto requiere 35 herramientas especiales y rigurosos controles del trabajo para evitar situaciones peligrosas. Una vez montados en el rotor y cubiertos por la venda de fibra de vidrio, los imanes no pueden retirarse para una magnetización en caso de un evento de desmagnetización irreversible.

Para superar estas dificultades, se han desarrollado soluciones mediante las que se fabrican imanes como piezas polares completas. Las piezas polares de imán permanente pueden usarse para máquinas eléctricas, por 40 ejemplo. En una pieza polar se fijan uno o más imanes mediante pegado a una placa de base de acero y se cubren con una cubierta protectora. La cubierta protectora puede ser, por ejemplo, de acero inoxidable. El interior de la cubierta protectora se llena con una masa de llenado para garantizar que los imanes no se moverán dentro de la cubierta protectora si cede la junta de adhesivo a la placa de base. La masa de llenado puede ser, por ejemplo, resina epoxídica o caucho de silicona. Siempre que la cubierta no permita la difusión de vapor de agua y la masa de 45 llenado rodee completamente el imán, no se requiere una protección frente a la oxidación de alto grado del imán.

Este procedimiento más o menos elimina los inconvenientes del montaje de imanes tradicional. No se requiere una protección de superficie cara. Además, los imanes pueden magnetizarse tras el montaje en la pieza polar y los imanes pueden retirarse para su magnetización en caso de un evento de desmagnetización irreversible.

Una dificultad práctica que permanece es la unión de la cubierta protectora a la placa de base. 50 Preferiblemente, la cubierta protectora debe soldarse o estañosoldarse a la placa de base para crear una junta estanca al aire que reduzca adicionalmente el riesgo de oxidación. Sin embargo, es muy difícil evitar la contaminación del punto de soldadura o estañosoldadura por el material de la masa de llenado y esto puede comprometer la calidad de la junta. Además, la aportación de calor del proceso de soldadura o estañosoldadura puede degradar la masa de llenado y reducir de ese modo su capacidad de protección frente a la oxidación. Por 55 consiguiente, a veces se usan juntas atornilladas pero obviamente esto no proporciona una junta estanca al aire entre la cubierta protectora y la placa de base.

Por tanto, un objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento mejorado para la protección de imanes.

Este objetivo se resuelve mediante un procedimiento para fabricar una pieza polar de imán permanente según la reivindicación 1. Las reivindicaciones dependientes definen desarrollos adicionales de la invención.

La pieza polar de imán permanente, que se fabrica mediante el procedimiento de la invención, comprende al menos un imán, una placa de base, una cubierta protectora y una masa de llenado. El uno o más imanes se unen 5 a la placa de base, por ejemplo, mediante pegado. El procedimiento de la invención se caracteriza por las siguientes etapas. En primer lugar, la cubierta protectora se fija a la placa de base de modo que cubre el imán. Además, la cubierta protectora se fija a la placa de base de modo que la cubierta protectora y la placa de base estén selladas herméticamente. Ahora la cavidad interior entre la cubierta protectora y la placa de base se evacua a través de una abertura. A continuación se inyecta la masa de llenado hacia la cavidad interior entre la cubierta protectora y la placa 10 de base a través de una abertura. En una última etapa, se cura la masa de llenado.

La evacuación de la cavidad interior entre la placa de base y la cubierta protectora posterior a la unión de la cubierta protectora a la placa de base tiene las siguientes ventajas. El procedimiento de la invención mantiene los beneficios de las piezas polares en comparación con las soluciones de venda pero elimina los inconvenientes de los procedimientos conocidos para la fabricación de piezas polares. Los imanes presentarán una protección mecánica y 15 frente a la oxidación superior dentro de una cubierta protectora sellada herméticamente llena de una masa de llenado adecuada. La junta entre la cubierta protectora y la placa de base no se ve comprometida por una contaminación con la masa de llenado. Además, la masa de llenado no se degrada por la aportación de calor de la soldadura o estañosoldadura puesto que, al contrario que en el estado de la técnica, el llenado sigue a la fijación de la cubierta protectora. 20

La cubierta protectora puede fijarse a la placa de base, por ejemplo mediante pegado, soldadura o estañosoldadura. La cavidad interior entre la cubierta protectora y la placa de base puede evacuarse a través de al menos una abertura en la placa de base o en la cubierta protectora. Preferiblemente se usan dos aberturas ambas ubicadas en la placa de base, una abertura para evacuar la cavidad interior y la otra abertura para inyectar la masa de llenado. 25

También es posible usar la misma abertura para evacuar la cavidad interior y para inyectar la masa de llenado. Esta abertura puede estar ubicada en la placa de base o en la cubierta protectora. Evidentemente, la evacuación de la cavidad interior así como la inyección de la masa de llenado puede realizarse cada una a través de más de una abertura que está ubicada en la placa de base o en...

1. Procedimiento para fabricar una pieza (1) polar de imán permanente que comprende al menos un imán (3) que está fijado a una placa (2) de base, una cubierta (4) protectora y una masa de llenado, que comprende las etapas de

- fijar la cubierta (4) protectora a la placa (2) de base de modo que cubre el imán (3) y de modo que la 5 cubierta (4) protectora y la placa (2) de base se unen mediante una junta hermética,

- evacuar la cavidad (6) interior entre la cubierta (4) protectora y la placa (2) de base a través de una abertura (5, 8),

- inyectar la masa de llenado a través de una abertura (5, 8) hacia la cavidad (6) interior entre la cubierta (4) protectora y la placa (2) de base y 10

- curar la masa de llenado.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la cubierta (4) protectora se fija a la placa (2) de base mediante pegado, soldadura o estañosoldadura.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la cavidad (6) interior entre la cubierta (4) protectora y la placa (2) de base se evacua a través de al menos una abertura (5, 8) en la placa (2) de base 15 o en la cubierta (4) protectora.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la masa de llenado se inyecta a través de al menos una abertura (5, 8) en la placa (2) de base o en la cubierta (4) protectora.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque una lámina de fibra de vidrio se coloca en al menos una parte de la superficie del imán (3) antes de fijar la cubierta (4) protectora a 20 la placa (2) de base.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la cubierta (4) protectora comprende al menos una lámina de fibra de vidrio.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la cubierta (4) protectora se pega a la placa (2) de base mediante la masa de llenado inyectada. 25

8. Procedimiento según la reivindicación 1-7, caracterizado porque el imán (3) que está fijado a la placa (2) de base en un estado desmagnetizado se magnetiza tras el curado de la masa de llenado.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la placa (2) de base es de acero.

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la cubierta (4) 30 protectora es de acero o acero inoxidable.

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque se usa resina epoxídica o caucho de silicona como masa de llenado.