Bobina para máquina eléctrica giratoria.

Bobina (340) para máquina eléctrica giratoria, que comprende un haz (341) de hilos (342) aislados,

sustancialmente plano, arrollado alrededor de un eje de arrollamiento (W) para formar una pluralidad de espirassuperpuestas, presentando la sección transversal del haz, a nivel de las espiras superpuestas, una dimensióngrande orientada de manera sustancialmente perpendicular al eje de arrollamiento (W) de la bobina, caracterizadaporque la sección interior de la bobina es más anchapor un lado que por el otro, presentando la sección interior unascaras opuestas no paralelas.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E02290951.

Solicitante: MOTEURS LEROY-SOMER.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: BOULEVARD MARCELLIN LEROY 16000 ANGOULEME FRANCIA.

Inventor/es: GILLES, CHRISTOPHE, EYDELIE, ANDRE, JADEAU, LAURENT, AUGIER, PHILIPPE, GUILLOT, JEAN-MARIE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H02K15/00 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). › Métodos o aparatos especialmente adaptados para la fabricación, montaje, mantenimiento o reparación de máquinas dinamoeléctricas.
  • H02K3/18 H02K […] › H02K 3/00 Detalles de arrollamientos. › Arrollamientos para polos salientes.
  • H02K3/52 H02K 3/00 […] › Fijación de arrollamientos de polos salientes o de sus conexiones.

PDF original: ES-2397943_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Bobina para máquina eléctrica giratoria.

La presente invención se refiere a las máquinas giratorias eléctricas y, más particularmente, pero no exclusivamente, a los motores síncronos.

La invención tiene por objeto una nueva bobina utilizada para la construcción de una máquina giratoria eléctrica, destinada a ser colocada sobre un diente de un circuito magnético de estator.

La patente DE 700 420 se refiere a una bobina de este tipo.

Se conoce en particulara partir de la patente US nº 4.617.725 una máquina dinamoeléctrica que comprende unos bobinados formados por un conjunto de conductores paralelos arrollados simultáneamente alrededor del cuerpo magnético de un polo.

La nueva bobina según la invención se define en la reivindicación 1.

Gracias a la invención, el flujo magnético visto por cada una de las espiras, debido a las líneas de campo magnético a lo largo del diente, es sustancialmente el mismo y se reduce de esta manera la aparición de corrientes de circulación parásitas en la bobina, y por tanto las pérdidas por efecto Joule, en particular a las velocidades de rotación elevadas del rotor.

Además, la invención permite realizar un estator particularmente compacto, ya que presenta unas bobinas cuyas cabezas son cortas. Además, las espiras de la bobina pueden estar muy juntas, lo cual permite un buen llenado de las muescas del estator.

Los hilos utilizados son ventajosamente de sección circular, con el fin de facilitar la operación de arrollamiento, y de diámetro comprendido entre 0, 3 y 2, 5 mm.

El número de espiras es por ejemplo superior o igual a 10, y el número de hilos del haz está comprendido entre 3 y 20, por ejemplo. La sección interior de la bobina es por ejemplo superior o igual a algunos cm2, por ejemplo una decena de cm2.

En una forma de realización particular, la sección interior de la bobina es sustancialmente rectangular.

La sección interior de la bobina es más grande en un lado que en el otro, de manera que se permite su montaje sobre un diente que presenta un perfil complementario, con un cierto efecto de apriete. Este efecto de apriete es particularmente útil para contribuir a inmovilizar una bobina de sustitución preimpregnada, montada en el estator, sin que sea necesario proceder a una nueva impregnación de este último con una resina aislante. Por tanto, la bobina puede presentar una sección interior que presenta unas caras opuestas no paralelas que forman un ángulo, comprendiendo el estator dientes que presentan caras opuestas no paralelas que forman el mismo ángulo.

Los hilos del haz, pelados en sus extremos, están curvados ventajosamente para formar unos ganchos que permiten una conexión fácil a unos cables de llegada de la corriente. En una forma de realización particular, estos ganchos están dirigidos hacia un plano medio de la bobina, perpendicular al eje de arrollamiento.

La invención tiene asimismo por objeto una sucesión de bobinas que comprende por lo menos dos bobinas conectadas eléctricamente cada una por un extremo a un cable conductor eléctrico con funda, localmente pelado a nivel de la conexión con cada bobina.

La invención tiene asimismo por objeto un estator de máquina eléctrica giratoria que comprende varias bobinas tal como las definidas anteriormente, colocadas sobre los dientes del circuito magnético del estator.

En una forma de realización particular, las bobinas presentan una sección interior cuya dimensión en el lado grande es superior a la dimensión de los dientes, medida a lo largo del eje del estator, con el fin de disponer de un espacio suficiente para permitir el paso de un detector que permite suministrar una señal representativa de la rotación del rotor, comprendiendo este detector por ejemplo un sensor de efecto Hall.

La invención tiene asimismo por objeto un motor síncrono que comprende un estator que presenta unas bobinas tal como las definidas anteriormente.

La invención encuentra una aplicación ventajosa en las máquinas que comprenden un estator bobinado sobre dientes y un rotor con imanes permanentes con concentración de flujo. En un estator bobinado sobre dientes, cada diente sirve de núcleo para un arrollamiento. Además, el número de dientes ndientesdepende del número de pares de polos npares y del número de fases nfasespreferemtemente según la fórmula ndientes = npares * nfases. La combinación de un rotor con concentración de flujo y de un estator bobinado sobre dientes permite disponer de una máquina relativamente potente de poco volumen, lo cual permite en particular el montaje del motor en voladizo en el extremo de un árbol, provocando una disminución del número de arrollamientos. Además, el número de dientes y de bobinas puede ser relativamente bajo, lo cual facilita la fabricación y disminuye el precio de coste.

La invención tiene asimismo por objeto un procedimiento para reparar un estator de máquina eléctrica giratoria, que comprende unas bobinas tal como las definidas anteriormente, caracterizado porque comprende las siguientes etapas:

- retirar la bobina defectuosa,

- sustituirla por una bobina preimpregnada,

- inmovilizar esta bobina sobre el diente correspondiente por efecto de cuña, gracias a una anchura no constante del diente.

Las características y ventajas de la presente invención se desprenderán tras la lectura de la siguiente descripción detallada, de ejemplos de realización no limitativos de la invención, y tras el examen del dibujo adjunto, formando este último parte integrante de la descripción, en el que:

- la figura 1 es una vista esquemática en perspectiva de un motor síncrono según un ejemplo de realización de la invención,

- la figura 2 es una vista esquemática desde arriba según la flecha II de la figura 1,

- la figura 3 representa aisladamente, en perspectiva y de una manera esquemática, el estator,

- la figura 4 representa aisladamente, en perspectiva, un sector del circuito magnético del estator,

- la figura 5 ilustra el ensamblaje del sector de la figura 4 con un sector idéntico,

- la figura 6 representa aisladamente, en perspectiva, una bobina individual,

- la figura 7 es una sección según VII-VII de la figura 6,

- la figura 8 representa de manera esquemática una sucesión de bobinas utilizada para la fabricación del estator,

- la figura 9 ilustra de manera esquemática la colocación de las sucesiones de bobinas sobre el estator, durante la fabricación del estator,

- la figura 10 es una vista análoga a la figura 9, muy esquemática y simplificada, habiendo sidocolocadastodas las sucesiones, para ilustrar el trayecto circular de los cables de llegada de la corriente, y

- la figura 11 es un esquema que proporciona un ejemplo de conexión eléctrica de las bobinas entre sí.

En las figuras 1 y 2 se ha representado un motor síncrono 10 de acuerdo con la invención, que comprende un estator 100 y un rotor 200. El motor 10 es sin escobillas, con rotor con concentración de flujo y con estator bobinado sobre dientes, y funciona con corriente trifásica.

El estator 100 comprende un cárter 110 en acero, que presenta una aletalateral 111 para el paso en particular de los conductores eléctricos de alimentación de los arrollamientos del estator. El cárter está provisto, en el exterior, de patas 112 de fijación y de un gancho de elevación 113.

El estator 100 comprende un circuito magnético que comprende, en el ejemplo representado, una pluralidad de sectores 120 idénticos, uno de los cuales está representado aisladamente en perspectiva en la figura 4.

Cada sector 120 está constituido por un paquete de chapas magnéticas idénticas superpuestas y pinzadas entre sí de manera que constituyen un conjunto unitario, obteniéndose el pinzado según una técnica conocida en sí misma gracias a unas deformaciones puntuales de cada chapa en varios puntos de enganche 121. La utilización de un paquete de chapas magnéticas permite limitar las pérdidas por corrientes inducidas. Como variante, el circuito magnético del estator podría estar formado por la superposición de chapas, cada una de forma general anular, en las que se estarían recortados todos los dientes 130 del estator. También como variante, los sectores podrían comprender varios dientes cada uno. Dos sectores 120 forman, cuando están ensamblados, un diente 130 que sirve para el montaje de una bobina individual 340, tal como se puede observar en particular en la figura 3. El número de dientes ndientes es en el ejemplo descrito igual a 12, estando el motor destinado a ser alimentado con corriente trifásica y comprendiendo el rotor... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Bobina (340) para máquina eléctrica giratoria, que comprende un haz (341) de hilos (342) aislados, sustancialmente plano, arrollado alrededor de un eje de arrollamiento (W) para formar una pluralidad de espiras superpuestas, presentando la sección transversal del haz, a nivel de las espiras superpuestas, una dimensión grande orientada de manera sustancialmente perpendicular al eje de arrollamiento (W) de la bobina, caracterizada porque la sección interior de la bobina es más anchapor un lado que por el otro, presentando la sección interior unas caras opuestas no paralelas.

2. Bobina según la reivindicación anterior, caracterizada porque los hilos (342) son de sección circular.

3. Bobina según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los hilos están esmaltados.

4. Bobina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el diámetro de los hilos está comprendido entre 0, 3 y 2, 5 mm.

5. Bobina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque su sección interior es sustancialmente rectangular.

6. Bobina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los hilos (342) del haz (341) están pelados en sus extremos (344a, 344b) y curvados para formar unos ganchos.

7. Bobina según la reivindicación anterior, caracterizada porque los ganchos (344a, 344b) están dirigidos hacia un plano medio de la bobina, perpendicular al eje de arrollamiento (W) .

8. Bobina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque está conectada a un cable eléctrico con funda (150) , parcialmente pelado a nivel de la conexión (151) con la bobina.

9. Sucesión de bobinas, que comprende por lo menos dos bobinas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, conectadas eléctricamente cada una por un extremo (344a, 344b) a un cable conductor eléctrico con funda (150) , localmente pelado a nivel de la conexión (151) con cada bobina.

10. Estator de máquina eléctrica giratoria, que comprende varias bobinas (340) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, introducidas cada una sobre un diente (130) de un circuito magnético del estator.

11. Estator según la reivindicación anterior, caracterizado porquelas bobinas (340) presentan una sección interior cuya dimensión del lado grande es superior a la dimensión de los dientes, medida a lo largo del eje del estator, con el fin de disponer de un espacio suficiente para permitir el paso de un detector (190) que permite suministrar una señal representativa de la rotación del rotor.

12. Estator según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque cada una delas bobinas (340) presentan una sección interior que presenta unas caras opuestas no paralelas que forman un ángulo, y porqueel estator comprende unos dientes (130) que presentan unas caras opuestas no paralelas que forman el mismo ángulo.

13. Procedimiento para reparar un estator de máquina eléctrica giratoria, que comprende unas bobinas tales como las definidas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque comprende las siguientes etapas:

- retirar la bobina defectuosa,

- sustituirla por una bobina preimpregnada,

- inmovilizar esta bobina sobre el diente correspondiente por efecto de cuña, gracias a una anchura no constante del diente.


 

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