Estator de máquina eléctrica giratoria.

Estator de máquina eléctrica giratoria que comprende una carcasa (50) y un paquete (10) de chapas estatóricas dispuesto en el interior de la carcasa,

comprendiendo unos subconjuntos (60) de chapas del paquete unas extensiones (24) recorridas por unos canales (26) de circulación de un fluido de enfriado con una pluralidad de aletas (27) por extensión (24), estando los canales (26) formados entre estas aletas (27), estando estos subconjuntos dispuestos de tal manera que el fluido que circula a lo largo del paquete sufra una sucesión de pasos por el interior de los canales (26) y de pasos por unas zonas ensanchadas (100) que se extienden entre los canales, estando el paquete de chapas dispuesto de tal manera que, para una extensión (24) por lo menos, mejor la mayoría, incluso la totalidad de las extensiones de un subconjunto (60), la sección de paso (se) ofrecida para el flujo del fluido de enfriado en el seno de la extensión sea superior a la (sI) definida por el espacio (I) que se extiende radialmente entre las extensiones y la carcasa, caracterizado porque por lo menos dos aletas (27) entre las cuales está formado uno de dichos canales (26) están unidas por una unión periférica (28), y porque dichos canales (26) están delimitados por unos bordes radialmente interiores (115; 116) situados a unas distancias diferentes del eje del estator, estando los bordes (115) situados angularmente frente a los dientes del estator más próximos al eje que los (116) situados frente a las escotaduras.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2009/050243.

Solicitante: MOTEURS LEROY-SOMER.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: BOULEVARD MARCELLIN LEROY 16000 ANGOULEME FRANCIA.

Inventor/es: SAINT-MICHEL, JACQUES, DUTAU,Alexis.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H02K1/20 SECCION H — ELECTRICIDAD.H02 PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA.H02K MAQUINAS DINAMOELECTRICAS (relés dinamoeléctricos H01H 53/00; transformación de una potencia de entrada en DC o AC en una potencia de salida de choque H02M 9/00). › H02K 1/00 Detalles del circuito magnético (circuitos magnéticos para relés H01H 50/16). › con canales o conductos para el flujo de un agente de refrigeración.

PDF original: ES-2382437_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Estator de máquina eléctrica giratoria.

La presente invención se refiere a una máquina eléctrica giratoria y más particularmente a una nueva estructura de estator destinada a mejorar su enfriado.

La patente US nº 5.331.238 da a conocer un estator que presenta en su periferia unas protuberancias que dejan entre ellas unos pasos para la circulación de un fluido de enfriado.

La patente US nº 4.912.350 describe un estator que comprende unas chapas provistas de aberturas para el paso de un flujo de aire de enfriado. Dos chapas adyacentes están desplazadas angularmente.

La patente US nº 2.818.515 describe un estator que comprende unos subconjuntos de chapas que definen unos 15 canales para el paso del aire, estando estos subconjuntos desplazados angularmente. Un flujo de aire importante puede circular fuera de los canales, en el espacio dejado entre las chapas y la carcasa del estator.

La solicitud WO 2005/022718 A1 da a conocer un estator provisto de aletas de enfriado. El documento JP 11004554 también.

La presente invención prevé perfeccionar aún más las máquinas eléctricas giratorias, proponiendo según uno de sus aspectos un estator de máquina eléctrica giratoria según la reivindicación 1 que comprende una carcasa y un paquete de chapas estatóricas dispuesto en el interior de la carcasa, comprendiendo unos subconjuntos de chapas del paquete unas extensiones recorridas por unos canales de circulación de un fluido de enfriado, estando estos subconjuntos dispuestos de tal manera que el fluido que circula a lo largo del paquete sufra una sucesión de pasos por el interior de los canales y de pasos por unas zonas ensanchadas que se extienden entre los canales.

Para una extensión por lo menos, mejor para la mayoría, incluso para la totalidad de las extensiones de un subconjunto, la sección de paso ofrecida al flujo del fluido de enfriado en el seno de la extensión es superior a la 30 definida por el espacio que se extiende radialmente entre la extensión y la carcasa.

El paquete de chapas está así dispuesto de tal manera que la mayoría del fluido de enfriado pase por los canales y las zonas ensanchadas. Dicho de otro modo, solamente una pequeña proporción del fluido de enfriado pasa por el intervalo eventual que se extiende radialmente entre las extensiones y la carcasa, por ejemplo menos de 40%, mejor menos de 30%, 20%, 10%, 5% o 1%, estando este intervalo limitado por ejemplo a un juego de 1 a 2 mm, y que sirve por ejemplo para alojar el espesor de soldaduras realizadas sobre el paquete de chapas.

Cada extensión presenta una pluralidad de aletas, estando los canales formados entre estas aletas. Por lo menos dos de ellas están unidas por una unión periférica.

Gracias a la invención, el enfriado de la máquina está mejorado sin que la construcción del estator resulte por ello mucho más compleja.

El fluido de enfriado puede ser, gracias a la invención, forzado a circular a través de los canales y sufrir unas 45 transiciones canales/zonas ensanchadas, favorables a una buena disipación térmica.

Globalmente, más de la mitad del fluido de enfriado puede ser forzado a circular por los canales de dos subconjuntos consecutivos, mejor más de 60%, aún mejor más de 70%, incluso más de 80%, 90%, 95% o 99%.

50 La relación altura sobresaliente de las extensiones d/longitud de los canales l puede estar comprendida entre 0, 025 y 25, mejor entre 0, 1 y 5. Se puede tener por ejemplo l/d ≥ 0, 5.

La longitud de una extensión por lo menos, mejor de una pluralidad, incluso de cada extensión, medida según el eje de rotación de la máquina, puede ser superior a la distancia de la cual esta extensión sobresale con respecto a las 55 zonas ensanchadas, en unos ejemplos de realización de la invención. Una pequeña altura relativa de las extensiones permite no afectar demasiado la homogeneidad magnética del paquete de chapas.

Las zonas ensanchadas pueden estar abiertas sobre la carcasa de máquina en la que está alojado el paquete de chapas. 60 Las extensiones de los subconjuntos pueden estar dispuestas al tresbolillo según una disposición regular.

Como se ha mencionado más arriba, el paquete de chapas presenta una pluralidad de aletas, las cuales pueden extenderse radialmente, estando los canales formados entre estas aletas. Dicha pluralidad de aletas puede, por 65 extensión, presentar por lo menos dos aletas, en particular entre cinco y cincuenta aletas.

La eficacia de las aletas (relación entre la superficie de intercambio efectivo y la superficie aparente) es preferentemente superior o igual a 50%.

Las aletas entre las cuales están formados unos canales se reúnen, por lo menos para algunas, por unas uniones periféricas, pudiendo estas uniones tener sustancialmente el mismo espesor. Las uniones periféricas pueden estar en forma de arcos. Las uniones periféricas pueden entrar en contacto con la carcasa, en particular con una superficie cilíndrica de revolución de ésta. La presencia de las uniones periféricas mejora aún el enfriado.

La relación anchura del canal/espesor de la aleta contigua a este canal puede ser superior o igual a 2, mejor 3.

Las chapas del paquete pueden ser idénticas, lo cual simplifica la fabricación y el ensamblaje.

Cada subconjunto puede comprender varias extensiones, en particular cuatro. Estas extensiones pueden estar dispuestas a 90º unas de otras.

Cada extensión puede presentar una escotadura que permite el paso de una barra de sostenimiento de las chapas del paquete. La barra puede estar soldada sobre las chapas del paquete. La escotadura puede alojar por lo menos una aleta. La barra citada puede estar dispuesta a un lado de esta aleta.

Cada extensión puede presentar, a ambos lados de los canales, unas aletas libres, en particular por lo menos dos aletas libres, por ejemplo tres aletas libres, que aumentan la superficie de intercambio térmico.

Las aletas libres pueden presentar una altura que decrece en alejamiento de los canales, con el fin de no aumentar la anchura de la banda de chapa magnética en la que están cortadas las chapas de estator.

Cada extensión puede extenderse angularmente sobre un sector angular comprendido entre 30 y 60º, alrededor del eje de rotación de la máquina.

La sección de paso ofrecida al flujo del fluido de enfriado entre la carcasa y el estator puede ser superior o igual a 60% de la sección que existiría en ausencia de las extensiones, es decir en el espacio anular que existe entre el paquete de chapas sin las extensiones, pero con las barras eventuales, y la carcasa. Así, el caudal de fluido de enfriado sigue siendo relativamente importante, lo cual puede permitir enfriar las cabezas de bobinas.

La longitud, según el eje de rotación de la máquina de un subconjunto puede estar comprendida entre 1 y 20 veces, mejor de 5 a 10 veces, el diámetro hidráulico de los canales.

Los canales pueden estar formados por recorte de las chapas.

El fluido de enfriado puede ser aire.

Los canales pueden estar formados por recorte de las chapas.

El fluido de enfriado puede ser aire.

La dimensión, según el eje de rotación de la máquina, de una zona ensanchada puede ser sustancialmente igual a la de los canales de un subconjunto adyacente.

Cada zona ensanchada puede estar definida por lo menos parcialmente por una superficie cilíndrica de revolución del paquete de chapas, de extensión angular por ejemplo superior o igual a 30 o 60º alrededor del eje de rotación de la máquina.

Cada subconjunto puede comprender por lo menos dos chapas superpuestas.

El número de subconjuntos puede estar comprendido entre 2 y 1.000.

Los subconjuntos del paquete de chapas presentan unos canales delimitados por unos bordes radialmente interiores situados a unas distancias diferentes del eje del estator, estando los bordes situados angularmente frente a los dientes del estator más próximos al eje que los situados frente a las escotaduras.

Los canales delimitados radialmente en el interior por los bordes más alejados del eje pueden estar abiertos radialmente hacia la culata, mientras que los delimitados por los bordes más próximos al eje pueden estar cerrados radialmente por... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Estator de máquina eléctrica giratoria que comprende una carcasa (50) y un paquete (10) de chapas estatóricas dispuesto en el interior de la carcasa, comprendiendo unos subconjuntos (60) de chapas del paquete unas extensiones (24) recorridas por unos canales (26) de circulación de un fluido de enfriado con una pluralidad de aletas (27) por extensión (24) , estando los canales (26) formados entre estas aletas (27) , estando estos subconjuntos dispuestos de tal manera que el fluido que circula a lo largo del paquete sufra una sucesión de pasos por el interior de los canales (26) y de pasos por unas zonas ensanchadas (100) que se extienden entre los canales, estando el paquete de chapas dispuesto de tal manera que, para una extensión (24) por lo menos, mejor la mayoría, incluso la totalidad de las extensiones de un subconjunto (60) , la sección de paso (se) ofrecida para el flujo del fluido de enfriado en el seno de la extensión sea superior a la (sI) definida por el espacio (I) que se extiende radialmente entre las extensiones y la carcasa, caracterizado porque por lo menos dos aletas (27) entre las cuales está formado uno de dichos canales (26) están unidas por una unión periférica (28) , y porque dichos canales (26) están delimitados por unos bordes radialmente interiores (115; 116) situados a unas distancias diferentes del eje del estator, estando los bordes (115) situados angularmente frente a los dientes del estator más próximos al eje que los (116) situados frente a las escotaduras.

2. Estator según la reivindicación 1, en el que los canales delimitados radialmente en el interior por los bordes (116) más alejados del eje están abiertos radialmente hacia la culata, mientras que los delimitados por los bordes (115) más próximos al eje están cerrados radialmente por unas porciones de chapa, en particular unas uniones periféricas (28) que unen unas aletas, de manera que se obtenga preferentemente una sección de paso ofrecida al fluido de enfriado sustancialmente igual para dos canales consecutivos de una extensión.

3. Estator según una de las reivindicaciones 1 y 2, en el que el paquete de chapas presenta unas escotaduras (130) que quedan en la continuidad de los bordes de los canales radialmente más próximos al eje, durante la disposición al tresbolillo de los subconjuntos del paquete de chapas.

4. Estator según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que sI ≤ 0, 3 se, mejor sI ≤ 0, 2 se, preferentemente sI ≤ 0, 1 se, mejor si ≤ 0, 05 se, mejor aún sI ≤ 0, 01 se.

5. Estator según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que las extensiones (24) de los subconjuntos (60) están dispuestas al tresbolillo.

6. Estator según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicha pluralidad comprende por lo menos tres aletas (27) , en particular entre cinco y cincuenta aletas.

7. Estator según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el cual todas las aletas entre las cuales están formados los canales están reunidas por unas uniones periféricas (28) realizadas de una sola pieza con las aletas.

8. Estator según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las chapas (20) del paquete (10) son idénticas.

9. Estator según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada subconjunto comprende varias, en particular cuatro, extensiones (24) .

10. Estator según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada extensión (24) presenta una escotadura (71) que permite el paso de una barra (30) de sostenimiento de las chapas del paquete, alojando la escotadura (71) por lo menos una aleta (72) .

11. Estator según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada extensión presenta, a ambos lados de los canales (26) , unas aletas libres, en particular por lo menos dos aletas libres (75) , presentando las aletas libres

(75) una altura que decrece en alejamiento de los canales (26) .

12. Estator según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la sección de paso ofrecida al flujo del fluido de enfriado entre la carcasa y el estator es superior o igual a 60% de la sección que existiría en ausencia de las extensiones.

13. Estator según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la dimensión (l) según el eje (X) de rotación de la máquina de un subconjunto está comprendida entre 2 y 20 veces el diámetro hidráulico de los canales.

 

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