Disposición de anillos colectores para una máquina eléctrica rotatoria.

Disposición de anillos colectores (20, 30) para una máquina eléctrica rotatoria,

cuya disposición de anillos colectores (20, 30) comprende una pluralidad de anillos colectores (18) dispuestos concéntricamente al eje de la máquina (17) y unos detrás de los otros en dirección axial, en la que la disposición de anillos colectores (20, 30) está configurada autoportante, caracterizada por que los anillos colectores (18) están conectados entre sí bajo la configuración de orificios de paso de la circulación (31) para un medio de refrigeración, en particular aire comprimido, y son retenidos a distancia a través de medios distanciadores (21, 22; 24) dispuestos entre los anillos colectores (18), y porque los medios distanciadores (21, 22; 24) comprenden anillos distanciadores (21), que presentan elementos distanciadores (22) adicionales distribuidos sobre la periferia.

Disposición de anillos colectores para una máquina eléctrica rotatoria

Campo técnico

La presente invención se refiere al campo de las máquinas eléctricas rotatorias. Se refiere a una disposición de anillos colectores para una máquina eléctrica rotatoria de acuerdo con el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 3.

Estado de la técnica

En las máquinas eléctricas rotatorias con anillos colectores, como por ejemplo un motor asíncrono de corriente trifásica en forma de un rotor de anillo colector, se transmiten corrientes a través de los anillos colectores que giran con el eje por medio de escobillas correspondientes. Un ejemplo de una máquina eléctrica rotatoria de este tipo se reproduce de forma fragmentaria en la figura 1. La máquina eléctrica rotatoria 10 representada allí con su eje de máquina 17 comprende un rotor giratorio alrededor del eje de la máquina 17 con un cuerpo central 11, que pasa en el extremo a un eje 16. Sobre el cuerpo central 11 se asienta un cuerpo de chapa de rotor 12, en el que está alojado un arrollamiento de rotor 13, que presenta en el extremo una cabeza de arrollamiento de rotor 13’. El rotor 11, 12, 13 está rodeado concéntricamente por un cuerpo de chapa de estator 15, en el que está alojado un arrollamiento de estator con cabeza de arrollamiento de estator 15’ correspondiente. Sobre el lado exterior del eje 16 están dispuestos varios (cuatro) anillos colectores, que sirven para la transmisión de corriente entre el rotor y el mundo exterior. Se entiende por sí mismo que en la máquina mostrada en la figura 1, la potencia de pérdida debe disiparse a través de instalaciones de refrigeración especiales, que no se representan en la figura.

En el caso de máquinas altamente cargadas de este tipo, la zona de los anillos colectores debe considerarse aparte con respecto a la refrigeración. En virtud de la alta carga eléctrica como mecánica (fricción) de las escobillas (no mostradas en la figura 1) , como también de los anillos colectores 14 se produce un desarrollo elevado de la temperatura en esta zona. Puesto que las escobillas, en el caso de una desviación desde la temperatura de funcionamiento óptima, reaccionan con desgaste elevado o bien se pueden destruir totalmente a partir de una temperatura límite, hay que prever una refrigeración correspondiente de estos componentes.

La estructura convencional de la zona del anillo colector prevé de acuerdo con la figura 2 un eje pasante 16, sobre el que están montados los anillos colectores 14. En esta estructura solamente es posible con condiciones una refrigeración de los anillos colectores 14. Los anillos colectores 14 deberían ser atacados por la corriente de aire de refrigeración (u otro medio de refrigeración) desde el exterior. Esto se dificulta, sin embargo, en virtud de la rotación de los anillos colectores 14. Una refrigeración desde el interior, en la que el aire circula desde el interior del árbol 16 radialmente hacia fuera, no es posible en virtud del eje 16 cerrado. Por otra parte, proveer el eje 16 con un número correspondientemente grande de orificios es problemático en virtud de la resistencia mecánica.

Se conoce a partir de la publicación EP-A1-0 052 385 una disposición de anillos colectores para máquinas eléctricas, en la que los anillos colectores están provistos con taladros axiales de gases de refrigeración, que son cortados por muescas o bien ranuras en la superficie del anillo colector. El gas de refrigeración entra bajo absorción de calor radialmente desde el exterior a través de muescas o bien ranuras hasta los taladros de gas de refrigeración y se disipa a través de éstos por medio de un ventilador de aspiración. Sin embargo, una configuración de refrigeración de este tipo es muy costosa desde el punto de vista de la construcción.

En el documento DE-A1-32 32 102 se ha propuesto para la mejora de la refrigeración en la zona de la disposición de anillos colectores dividir cada anillo colector en una pluralidad de anillos colectores individuales, que están retraídos sobre anillos de retracción intermedios aislados hacia el eje del anillo colector. Sobre los anillos de retracción intermedios, delante y detrás de los anillos colectores están dispuestos ventiladores de aire de refrigeración. También esta solución requiere una estructura complicada y una conducción muy efectiva del aire de refrigeración.

El documento DE 85 14 756 U1 publica una disposición de anillos colectores de acuerdo con el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 3.

Representación de la invención Por lo tanto, el cometido de la invención es crear una disposición de anillos colectores, que evita, con respecto a la refrigeración, los inconvenientes de las disposiciones de anillo colector y se caracteriza especialmente por una estructura sencilla y una refrigeración muy sencilla y efectiva así como indicar un procedimiento para la refrigeración de esta disposición.

El cometido se soluciona por medio de las características de las reivindicaciones 1 ó 3. Para la solución de acuerdo con la invención es esencial que la disposición de anillos colectores esté configurada autoportante. A través de la estructura autoportante de la disposición de anillos colectores se puede prescindir de un eje de soporte en esta zona. De esta manera, por una parte, los anillos colectores son bien accesibles desde todos los lados para el

contacto con un medio de refrigeración. Por otra parte, la estructura de la disposición de anillos colectores se puede realizar de una manera flexible y con mucho ahorro de peso, lo que implica ventajas considerables con respecto al alojamiento del eje de la máquina.

Una configuración de la disposición de anillos colectores de acuerdo con la invención se caracteriza porque los anillos colectores están conectados entre sí bajo la configuración de orificios de paso de la circulación dispuestos entre los anillos colectores para un medio de refrigeración, en particular aire de refrigeración y se mantienen a distancia a través de medios distanciadores dispuestos entre los anillos colectores.

En particular, los medios distanciadores pueden comprender anillos distanciadores, que presentan elementos distanciadores adicionales distribuidos sobre la periferia.

Se consigue en este caso una conducción especialmente favorable del medio de refrigeración cuando los elementos distanciadores adicionales se distancias a ambos lados del anillo distanciador respectivo en dirección axial, y los elementos distanciadores adicionales están conformados en el anillo distanciador respectivo.

Pero de acuerdo con otra configuración de la invención, también es concebible que los medios distanciadores presentan elementos distanciadores dispuestos distribuidos sobre la periferia.

Con preferencia, en este caso la disposición de anillos colectores está retenida por medio de una pluralidad de bulones de tracción axial, dispuestos distribuidos sobre la periferia, en la que los bulones de tracción están guiados a través de los anillos colectores y los elementos distanciadores.

La disposición de anillos colectores es especialmente estable cuando los anillos de fricción y los elementos distanciadores dispuestos entre los anillos de fricción se comprimen por medio de los bulones de tracción entre dos anillos extremos que actúan como pestañas de presión.

Otra configuración de la invención se caracteriza porque los anillos colectores están divididos, respectivamente, en una pluralidad de anillos parciales dispuestos unos detrás de los otros en dirección axial, los cuales están conectados entre sí bajo la configuración de orificios de paso de la circulación dispuestos entre los anillos parciales para un medio de refrigeración, en particular aire de refrigeración y se mantienen a distancia a través de medios distanciadores dispuestos entre los anillos parciales. De esta manera se pueden refrigerar los anillos colectores todavía más efectivamente.

Con preferencia, los medios distanciadores para los anillos parciales comprenden elementos distanciadores dispuestos distribuidos sobre la periferia.

Otra configuración de la invención se caracteriza porque la disposición de anillos colectores rodea un espacio interior y porque en el espacio interior están guiados derivadores desde los anillos colectores hacia el extremo del lado de la máquina de la disposición de anillos colectores. De esta manera, es posible dilatar la refrigeración efectiva también sobre los derivadores.

El procedimiento de acuerdo con la invención para la refrigeración de la disposición de anillos colectores de acuerdo con la invención se caracteriza porque un medio de refrigeración, en particular... [Seguir leyendo]

1. Disposición de anillos colectores (20, 30) para una máquina eléctrica rotatoria, cuya disposición de anillos colectores (20, 30) comprende una pluralidad de anillos colectores (18) dispuestos concéntricamente al eje de la máquina (17) y unos detrás de los otros en dirección axial, en la que la disposición de anillos colectores (20, 30) está configurada autoportante, caracterizada por que los anillos colectores (18) están conectados entre sí bajo la configuración de orificios de paso de la circulación (31) para un medio de refrigeración, en particular aire comprimido, y son retenidos a distancia a través de medios distanciadores (21, 22; 24) dispuestos entre los anillos colectores (18) , y porque los medios distanciadores (21, 22; 24) comprenden anillos distanciadores (21) , que presentan elementos distanciadores (22) adicionales distribuidos sobre la periferia.

2. Disposición de anillos colectores de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que los elementos distanciadores (22) adicionales se distancias a ambos lados del anillo distanciador (21) respectivo en dirección axial, y por que los elementos distanciadores (22) adicionales están formados integralmente en el anillo distanciador (21) respectivo.

3. Disposición de anillos colectores (20, 30) para una máquina eléctrica rotatoria, cuya disposición de anillos colectores (20, 30) comprende una pluralidad de anillos colectores (18) dispuestos concéntricamente al eje de la máquina (17) y unos detrás de los otros en dirección axial, en la que la disposición de anillos colectores (20, 30) está configurada autoportante, caracterizada por que los anillos colectores (18) están conectados entre sí bajo la configuración de orificios de paso de la circulación (31) para un medio de refrigeración, en particular aire comprimido, y son retenidos a distancia a través de medios distanciadores (21, 22; 24) dispuestos entre los anillos colectores (18) , y porque los medios distanciadores (21, 22; 24) presentan elementos distanciadores (24) distribuidos sobre la periferia.

4. Disposición de anillos distanciadores de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada por que la disposición de anillos distanciadores (30) es retenida por medio de una pluralidad de bulones de tracción axiales (27) dispuestos distribuidos sobre la periferia, y porque los bulones de tracción (27) están guiados a través de los anillos colectores (18) y los elementos distanciadores (24) .

5. Disposición de anillos distanciadores de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada por que los anillos colectores (18) y los elementos distanciadores (24) dispuestos entre los anillos colectores (18) son presionados por medio de los bulones de tracción (27) entre dos anillos extremos (25, 26) que actúan como pestañas de presión.

6. Disposición de anillos distanciadores de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que los anillos colectores (18) están divididos, respectivamente, en una pluralidad de anillos parciales (19) separados, dispuestos concéntricamente y unos detrás de los otros en dirección axial, los cuales están conectados entre sí bajo la configuración de orificios de paso de la circulación (32) dispuestos entre los anillos parciales (19) para un medio de refrigeración (33) , en particular aire de refrigeración y están retenidos a distancia a través de medios distanciadores (23) dispuestos entre los anillos parciales (19) .

7. Disposición de anillos distanciadores de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada por que los medios distanciadores para los anillos parciales (19) comprenden elementos distanciadores (23) dispuestos distribuidos sobre la periferia.

8. Disposición de anillos distanciadores de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por que la disposición de anillos colectores (20, 30) rodea un espacio interior (28) , y por que en el espacio interior (28) están guiados derivadores (29) desde los anillos colectores (18) hacia el extremo del lado de la máquina de la disposición de anillos colectores (30) .