Máquina eléctrica rotativa y método para su ensamblaje.

Máquina eléctrica que comprende una carcasa (2); un estator (3) fijado a la carcasa y que incluye al menos un bobinado eléctrico (5,

6, 7); un rotor (4) alojado en la carcasa (2) y conectado con libertad de rotación a esta última; un circuito electrónico (8) para alimentar el bobinado (5, 6, 7) alojado al menos en parte en la carcasa (2); una tapa (2a) para cerrar la carcasa (2) y formar con esta última una caja cerrada (10); una bornera (9), accesible desde la parte externa de la caja (10), para el control del circuito electrónico (8); un disipador de calor para absorber el calor generado, en particular, por el circuito electrónico (8), dicho disipador de calor siendo materializado preferentemente por la tapa (2a); la máquina estando caracterizada por el hecho que además comprende medios elásticos de conexión mecánica y eléctricamente (11) que actúan entre el estator (3) y el circuito electrónico (8) .

Máquina eléctrica rotativa y método para su ensamblaje.

Campo Técnico La presente invención se refiere a una máquina eléctrica rotativa, en particular a un motor eléctrico con circuitería electrónica de control incorporada. Técnica Existente Una máquina eléctrica rotativa esencialmente comprende una carcasa, un estator conectado rígidamente a la carcasa, un rotor, por ejemplo del tipo con imanes permanentes, rodeado por la carcasa y conectado a esta última con libertad de rotación.

Cuando la máquina eléctrica funciona como motor, el rotor viene puesto en rotación alimentando el estator a través de un circuito electrónico o una circuitería de control, que en este caso, se halla, al igual que el rotor, dentro de la carcasa.

Luego la carcasa viene cerrada mediante una tapa con una bornera en su parte externa para alimentar la circuitería electrónica y, por ende, el motor eléctrico.

La circuitería de control comprende un circuito de potencia y, por lo tanto, debe incluir un disipador de calor para absorber el calor producido por los componentes electrónicos de potencia durante el funcionamiento.

Al mismo tiempo, el ensamblaje debe afianzar una conexión eléctrica eficaz entre el circuito electrónico y el motor eléctrico, de modo de asegurar que el motor funcione correctamente.

Un ejemplo de un tipo análogo de motor eléctrico se da a conocer en el documento EP 1.523.087. El motor eléctrico posee circuitos electrónicos de control del motor, el cual está sujetado a una brida de motor provista como placa de estator que coopera con un rotor externo con forma de campana.

En el caso de motores eléctricos con circuitería electrónica incorporada, la absorción del exceso de calor no es fácil de lograr porque es difícil realizar una efectiva conexión eléctrica entre la circuitería electrónica y el motor así como un buen contacto térmico entre la circuitería electrónica y un correspondiente disipador de calor, en particular la tapa.

Los problemas principales se deben justamente al hecho que, debido a que la carcasa debe ser cerrada con la tapa, es difícil, con el motor substancialmente cerrado, realizar de la mejor manera todas las conexiones eléctricas y mecánicas.

Para poder cerrar el conjunto, las soluciones de la técnica conocida proporcionan al menos un contacto por deslizamiento, tal como, por ejemplo, un conector, el cual queda sometido fácilmente a problemas de fiabilidad y eficiencia por ejemplo debido a vibraciones, desgaste de contacto o temperatura de ejercicio, entre el motor y la circuitería electrónica o bien entre la circuitería electrónica y la bornera.

En el primer caso, la circuitería electrónica está conectada rígidamente a la tapa para optimizar el intercambio de calor con esta última y, cuando la carcasa está cerrada, un contacto por deslizamiento conecta la circuitería electrónica al motor. En este caso, por consiguiente, la función de disipador de calor es prioritaria con respecto a la fiabilidad de la conexión entre la circuitería electrónica y el motor.

En el segundo caso, la circuitería electrónica está conectada efectiva y rígidamente al motor, por ejemplo mediante soldadura, mientras que el contacto de la circuitería con la tapa no es muy eficaz en términos de intercambio de calor debido a las necesarias tolerancias de cierre.

De este modo, en la última solución, la circuitería electrónica no viene presionada eficazmente contra el disipador de calor, por ejemplo debido a tolerancias de ensamblaje. Además, como se ha ya mencionado, normalmente existe un contacto por deslizamiento, con todas sus limitaciones intrínsecas, entre la circuitería electrónica y la bornera dispuesta en la parte externa.

Revelación de la Invención En este contexto, el cometido principal de la presente invención es el de proponer una máquina eléctrica rotativa, con una circuitería electrónica incorporada dentro de la carcasa, que no exhiba las desventajas mencionadas con anterioridad.

Por consiguiente, un objetivo de la presente invención es el de proporcionar una máquina eléctrica que sea más fiable que las soluciones de la técnica conocida en términos de absorción de exceso de calor y conexiones eléctricas en su interior.

Otro objetivo de la presente invención es el de proporcionar un motor eléctrico con una circuitería electrónica incorporada, donde el calor en exceso producido por la misma circuitería sea absorbido con eficacia.

Un objetivo adicional de la presente invención es el de proporcionar una máquina eléctrica con una conexión eléctrica fiable entre el motor eléctrico y la circuitería electrónica de potencia.

Otro objetivo de la presente invención es el de proporcionar una máquina eléctrica que tenga una interconexión eficaz entre la bornera y el motor.

El cometido técnico señalado y al menos los objetivos especificados se logran esencialmente mediante una máquina eléctrica con las características descritas en la reivindicación 1 y en una o varias de sus reivindicaciones dependientes. Asimismo, la presente invención se refiere a un método de ensamblaje de una máquina eléctrica rotativa que comprende las etapas operativas descritas en la reivindicación 19 y en una o varias de sus reivindicaciones dependientes.

Breve Descripción de los Dibujos Otras ventajas y características de la presente invención se pondrán aún más de manifiesto en la descripción detallada que sigue, con referencia a una ejecución preferente y no limitativa de una máquina eléctrica rotativa, como está ilustrada en los dibujos anexos, en los cuales:

- la figura 1 es una vista esquemática en perspectiva de una máquina eléctrica rotativa según la presente invención;

- la figura 2 es una vista esquemática en perspectiva, con algunas partes omitidas para exhibir mejor otras, de la máquina eléctrica rotativa de la figura 1;

- la figura 3 es una vista esquemática en sección de la máquina de la figura 1, con algunas partes omitidas para exhibir mejor otras;

- la figura 4 es otra vista en perspectiva de la máquina eléctrica de la figura 1, con algunas partes omitidas para exhibir mejor otras;

- la figura 5 es una vista esquemática de despiece, con algunas partes omitidas para mayor claridad, de la máquina eléctrica de la figura 1;

- la figura 6a exhibe un primer detalle de la máquina eléctrica según la presente invención en una vista esquemática en perspectiva;

- la figura 6b exhibe el detalle de la figura 6a según otra vista esquemática en perspectiva;

- la figura 6c exhibe el detalle de las figuras 6a y 6b según una vista esquemática en perspectiva con algunas partes omitidas para mayor claridad;

- la figura 7 exhibe un segundo detalle de la máquina eléctrica según la presente invención en una vista esquemática en perspectiva;

- la figura 8 exhibe un detalle de una segunda ejecución de una máquina eléctrica según la presente invención en una vista esquemática en perspectiva.

Descripción Detallada de las Realizaciones Preferentes de la Invención Con referencia a los dibujos anexos y en particular con referencia a las figuras 1 y 5, el número 1 denota una máquina eléctrica según la presente invención y su descripción dada a continuación se restringe a las partes necesarias para entender la invención.

Preferentemente, la máquina (1) comprende un motor eléctrico del tipo hermético, es decir sin ninguna abertura que da acceso a su parte interna, al cual esta descripción se refiere expresamente pero sin restringir el alcance de la invención.

La máquina (1) comprende una carcasa (2) y una respectiva tapa (2a) que juntas definen una caja cerrada (10) , un estator o unidad estatórica (3) , alojado en la carcasa; y un rotor o unidad rotórica (4) , alojado en la carcasa (2) y conectado con libertad de rotación a esta última.

Haciendo referencia especialmente a las figuras 2 y 4, el estator (3) , en el ejemplo exhibido, tiene tres bobinados (5, 6 y 7) y la máquina (1) comprende un circuito electrónico (8) para alimentar los mismos bobinados (5, 6 y 7) .

Ventajosamente el circuito (8) está alojado en la carcasa (2) y desde la parte externa de la caja (10) es posible acceder a una bornera (9) para la alimentación del circuito (8) .

Asimismo, la máquina (1) comprende un disipador de calor para absorber el calor generado, en particular, por el circuito electrónico... [Seguir leyendo]

1. Máquina eléctrica que comprende una carcasa (2) ; un estator (3) fijado a la carcasa y que incluye al menos un bobinado eléctrico (5, 6, 7) ; un rotor (4) alojado en la carcasa (2) y conectado con libertad de rotación a esta última; un circuito electrónico (8) para alimentar el bobinado (5, 6, 7) alojado al menos en parte en la carcasa (2) ; una tapa (2a) para cerrar la carcasa (2) y formar con esta última una caja cerrada (10) ; una bornera (9) , accesible desde la parte externa de la caja (10) , para el control del circuito electrónico (8) ; un disipador de calor para absorber el calor generado, en particular, por el circuito electrónico (8) , dicho disipador de calor siendo materializado preferentemente por la tapa (2a) ; la máquina estando caracterizada por el hecho que además comprende medios elásticos de conexión mecánica y eléctricamente (11) que actúan entre el estator (3) y el circuito electrónico (8) .

2. Máquina según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho que los medios elásticos de conexión (11) comprenden una pluralidad de elementos elásticos (12) para empujar el circuito electrónico (8) en alejamiento del estator (3) , en particular hacia el disipador de calor (2a) .

3. Máquina según la reivindicación 2, caracterizada por el hecho que el estator (3) posee una pluralidad de sedes (20) para los elementos elásticos (12) .

4. Máquina según la reivindicación 3, caracterizada por el hecho que el estator (3) comprende una parte metálica (18) revestida al menos parcialmente con una parte aislante (19) , con las sedes (20) formadas en dicha parte aislante (19) .

5. Máquina según la reivindicación 4, caracterizada por el hecho que la forma de las sedes (20) es cónica.

6. Máquina según la reivindicación 4 o 5, caracterizada por el hecho que las sedes (20) son substancialmente tubulares, los elementos elásticos (12) descansando sobre la parte metálica (18) .

7. Máquina según una cualquiera de las precedentes reivindicaciones de 1 a 6, caracterizada por el hecho que los medios elásticos de conexión (11) comprenden una parte flexible (13) de los bobinados (5, 6, 7) , el circuito electrónico (8) estando asociado rígidamente en particular con el bobinado (5, 6, 7) en correspondencia de una extremidad de dicha parte flexible (13) .

8. Máquina según la reivindicación 7, caracterizada por el hecho que la parte flexible (13) tiene un primer brazo (15) substancialmente transversal a una dirección de acoplamiento (D) a lo largo de la cual viene aplicada la tapa (2a) a la carcasa (2) para formar la caja (10) , en particular dicha dirección (D) siendo paralela al eje de rotación (R) de la máquina eléctrica.

9. Máquina según la reivindicación 8, caracterizada por el hecho que la parte flexible (13) tiene un segundo brazo (16) substancialmente paralelo a la dirección de acoplamiento (D) , el circuito electrónico (8) estando asociado rígidamente en particular con el bobinado (5, 6, 7) en correspondencia de una extremidad de dicho segundo brazo (16) .

10. Máquina según una cualquiera de las precedentes reivindicaciones de 7 a 9, caracterizada por el hecho que comprende medios (35) para mantener las partes flexibles (13) , en particular el segundo brazo (16) en una posición adecuada para la conexión con el circuito electrónico de potencia (8) .

11. Máquina según una cualquiera de las precedentes reivindicaciones de 1 a 10, caracterizada por el hecho que comprende un elemento (21) para instalar el circuito electrónico (8) , los medios elásticos de empuje (12) actuando en particular entre el estator (3) y dicho elemento de montaje (21) .

12. Máquina según una cualquiera de las precedentes reivindicaciones de 1 a 11, caracterizada por el hecho que el circuito electrónico (8) comprende un circuito de potencia (22) .

13. Máquina según una cualquiera de las precedentes reivindicaciones de 1 a 12, caracterizada por el hecho que el circuito electrónico (8) comprende un circuito de señal (23) .

14. Máquina según las reivindicaciones 11, 12 y 13, caracterizada por el hecho que el circuito de potencia (22) y el circuito de señal (23) están situados de lados opuestos del elemento de montaje (21) .

15. Máquina según las reivindicaciones 11 y 12, caracterizada por el hecho que el circuito de potencia (22) comprende una pluralidad de componentes electrónicos de potencia (22b) situados del lado opuesto al disipador de calor (2a) con respecto al elemento de montaje (21) .

16. Máquina según la reivindicación 15, caracterizada por el hecho que el circuito de potencia (22) comprende al menos una pista conductora (22a) de conexión de los componentes electrónicos de potencia (22b) y sumergida en el elemento de montaje (21) .

17. Máquina según una cualquiera de las precedentes reivindicaciones de 12 a 16, caracterizada por el hecho que el disipador de calor (2a) , en particular la tapa (2a) , tiene en su interior al menos una protuberancia (25) situada substancialmente en correspondencia del circuito de potencia (22) y, en particular, en correspondencia de las pistas conductoras (22a) .

18. Máquina según la reivindicación 17, caracterizada por el hecho que comprende un elemento eléctricamente aislante y térmicamente conductor (26) entre el circuito de potencia (22) y la respectiva protuberancia (25) del disipador de calor.

19. Método para el ensamblaje de una máquina eléctrica (1) que comprende las etapas de: disponer una carcasa (2) ; poner un estator (3) con al menos un bobinado (5, 6, 7) en la carcasa (2) ; poner un rotor (4) en la carcasa y conectarlo con libertad de rotación a esta última; disponer un circuito electrónico (8) para alimentar el bobinado (5, 6, 7) ubicado en la carcasa, el circuito electrónico (8) teniendo una bornera de control (27) accesible desde la parte externa de la carcasa (2) ; cerrar la carcasa (2) con una tapa (2a) para formar una caja cerrada (10) , la tapa (2a) constituyendo, en particular, un disipador de calor para el circuito electrónico (8) ; el método estando caracterizado por el hecho que comprende la etapa de proporcionar medios elásticos de conexión mecánica y eléctricamente (11) que actúan entre el estator (3) y el circuito electrónico (8) para presionar el mismo circuito electrónico (8) contra la tapa (2a) y para permitir mover el circuito electrónico (8) en acercamiento al estator (3) una vez cerrada la tapa (2a) .

20. Método según la reivindicación 19, caracterizado por el hecho que comprende la etapa de conectar rígidamente el circuito electrónico (8) al bobinado (5, 6, 7) , en particular mediante soldadura.

21. Método según la reivindicación 20, caracterizado por el hecho que la etapa de proporcionar medios elásticos de conexión (11) comprende la etapa de poner elementos elásticos (12) entre el estator (3) y el circuito electrónico (8) .

22. Método según la reivindicación 21, caracterizado por el hecho que la etapa de proporcionar medios elásticos de conexión (11) comprende la etapa de disponer el bobinado (5, 6, 7) de manera que tenga una parte flexible (13) donde se realiza la conexión rígida con el circuito electrónico (8) y que puede moverse hacia el estator (3) una vez cerrada la tapa (2a) .

23. Método según la reivindicación 22, caracterizado por el hecho que comprende las sucesivas etapas de posicionar el circuito electrónico (8) sobre los elementos elásticos (12) , conectando rígidamente, en particular soldando, la parte flexible (13) del bobinado (5, 6, 7) a una respectiva lengüeta (17) en dicho circuito electrónico (8) , posicionar la tapa (2a) sobre el mismo circuito electrónico (8) y cerrar la carcasa (2) , los elementos elásticos (12) presionando el circuito electrónico (8) contra la tapa (2a) , la parte flexible (13) contribuyendo a mover dicho circuito electrónico (8) hacia el estator (3) .