Estator de una máquina eléctrica giratoria excitada permanentemente.

Estator de una máquina eléctrica (1) giratoria excitada permanentemente,

en el que el estator (5) presenta varios dientes (7a, 8a, 9) y ranuras (6a, 6d) que se extienden en la dirección axial (Z) del estator (5), en el que a lo largo de la periferia del estator (5) están dispuestos grupos de bobinas (10a, 10b), en el que todas las ranuras presentan una anchura de ranura unitaria NB, caracterizado porque los grupos de bobinas (10a, 10b) presentan, respectivamente, al menos tres bobinas (R1, T1, S1), que están dispuesta en dirección circunferencial (U) en ranuras dispuestas directamente sucesivas, en el que los dientes, que no están dispuestos en el centro de un grupo de bobinas (10a, 10b) y no están dispuestos entre dos grupos de bobinas (10a, 10b) dispuestos directamente sucesivos en la dirección circunferencial (U) del estator (5), presentan una anchura unitaria de los dientes ZB, en el que en el centro de un primer grupo de bobinas (10a) está dispuesto un primer diente central (8a), que presenta una primera anchura de diente central MB, en el que el estator (5) presenta un segundo grupo de bobinas (10b), en el que el primero y el segundo grupo de bobinas están dispuestos directamente sucesivos en dirección circunferencial (U), en el que entre el primero y el segundo grupo de bobinas está dispuesto un primer diente marginal (9), que presenta una primera anchura de diente marginal RB, en el que la primera anchura de diente marginal RB es esencialmente RB ≥ a · ZB y la primera anchura de diente central MB es esencialmente MB ≥ (2-a) · ZB, en el que el factor a es mayor que 0 y es máximo 0,35.

Estator de una máquina eléctrica giratoria excitada permanentemente La invención se refiere a un estator de una máquina eléctrica giratoria excitada permanentemente.

En una máquina eléctrica giratoria excitada permanentemente, como por ejemplo un generador excitado permanentemente o un motor eléctrico excitado permanentemente, especialmente los momentos de retención en el estado parado de la máquina eléctrica son una variable de diseño crítica. La amplitud de los momentos de retención debe ser en este caso la mínima posible. Además, también los momentos pendulares, que aparecen bajo carga, deben mantenerse lo más reducidos posible.

Especialmente en el caso de generadores de fuerza eólica excitados permanentemente, accionados directamente, los momentos de retención, que aparecen en el estado parado, así como los momentos de pandeo, que aparecen en el funcionamiento del generador de fuerza eólica, deben mantenerse lo más reducidos posible.

Para la reducción al mínimo de los momentos pendulares se aplican actualmente esencialmente los siguientes procedimientos:

• Inclinación de los imanes permanentes dispuestos en el rotor de la máquina eléctrica,

• Inclinación de los conductores eléctricos en el estator de la máquina eléctrica,

• Desplazamiento de los imanes permanentes del rotor desde el medio polar.

Los procedimientos conocidos mencionados anteriormente son, sin embargo, costosos desde el punto de vista de la técnica de fabricación.

Especialmente en el caso de máquinas eléctricas grandes, el estator es equipado normalmente con los llamados arrollamientos de dos capas, en casos raros también con arrollamientos de una capa. Para poder realizar en este caso bobinas de la misma anchura, se realiza comercialmente, en particular en el caso de arrollamientos de os capas, la anchura de los dientes y las ranuras de tal forma que resulta una anchura uniforme de la división de las ranuras sobre la periferia del estator, presentando todos los dientes y ranuras una anchura unitaria. En el caso de arrollamientos de una capa con tres etapas o con bobinas de cubeta, a través de la disposición de las bobinas de un grupo de bobinas se realiza, en cambio, en cada caso por cada grupo de bobina una llamada división polar duplicada, de manera que por cada grupo de bobinas resulta una llamada pareja polar. Después de cada grupo de bobinas se encuentra una zona en la periferia del estator, en la que no están dispuestas bobinas. Esta particularidad de la disposición se puede utilizar para variar la anchura de la división de las ranuras sobre la periferia del estator, sin que en este caso la anchura de las bobinas deba ser diferente. Esto se puede utilizar para reducir los momentos de retención y los momentos pendulares que aparecen y para mejorar la forma de la curva del campo (factor de arrollamiento) .

El documento DE 10 2008 032 314 A1 es estado de la técnica.

El cometido de la invención es reducir los momentos de retención y/o los momentos pendulares que aparecen en una máquina eléctrica giratoria excitada permanentemente.

Este cometido se soluciona de acuerdo con la invención por medio de un estator de una máquina eléctrica giratoria excitada permanentemente, en la que el estator presenta varios dientes y ranuras que se extienden en la dirección axial del estator, en el que a lo largo de la periferia del estator están dispuestos grupos de bobinas, en el que los grupos de bobinas presentan, respectivamente, al menos tres bobinas, que están dispuesta en dirección circunferencial en ranuras dispuestas directamente sucesivas, en el que todas las ranuras presentan una anchura de ranura unitaria NB, en el que los dientes, que no están dispuestos en el centro de un grupo de bobinas y no están dispuestos entre dos grupos de bobinas dispuestos directamente sucesivos en la dirección circunferencial del estator, presentan una anchura unitaria de los dientes ZB, en el que en el centro de un primer grupo de bobinas está dispuesto un primer diente central, que presenta una primera anchura de diente central MB, en el que el estator presenta un segundo grupo de bobinas, en el que el primero y el segundo grupo de bobinas están dispuestos directamente sucesivos en dirección circunferencial, en el que entre el primero y el segundo grupo de bobinas está dispuesto un primer diente marginal, que presenta una primera anchura de diente marginal RB, en el que la primera anchura de diente marginal RB es esencialmente RB = a · ZB y la primera anchura de diente central MB es esencialmente MB = (2-a) · ZB, en el que el factor a es mayor que 0 y es máximo 0, 35.

Cuando el factor a es mayor que 0 y es como máximo 0, 35, se reducen especialmente mucho los momentos de retención y/o momentos pendulares.

Las configuraciones ventajosas de la invención se deducen a partir de las reivindicaciones dependientes.

Se ha revelado que es ventajoso que de manera correspondiente al primer grupo rebobina estén realizadas las anchuras de los dientes marginales y las anchuras de los dientes centrales en los restantes grupos de bobinas, en el que el factor a es idéntico en todos los grupos de bobinas o el factor a es diferente en al menos dos grupos de bobinas. Cuando el factor a es idéntico en todos los grupos de bobina, resulta una disposición general muy simétrica y los momentos de retención y/o momentos pendulares se reducen especialmente mucho. Cuando el factor a es unitario, se puede fabricar el estator de una manera especialmente sencilla.

La máquina eléctrica giratoria excitada permanentemente puede estar configurada en este caso, por ejemplo, como generador o motor eléctrico, pudiendo estar configurado el generador especialmente como generador de fuerza eólica y en particular como generador de fuerza eólica accionado directamente (la rueda del viento está conectada directamente sin engranaje intercalado con el generador de fuerza eólica) .

Un ejemplo de realización de la invención se representa en el dibujo y se explica en detalle a continuación. En este caso:

La figura 1 muestra una vista esquemática de una máquina eléctrica giratoria excitada permanentemente de acuerdo con la invención, y

La figura 2 muestra una vista de detalle esquemática de un fragmento el estator de la máquina de acuerdo con la invención.

En la figura 1 se representa en forma de una representación en perspectiva esquemática una máquina eléctrica 1 giratoria excitada permanentemente de acuerdo con la invención. La máquina 1 está configurada en este caso en el marco del ejemplo de realización como generador y en particular como generador de energía eólica. A este respecto hay que indicar en este lugar que para mayor claridad en la figura 1 solamente se representan los elementos esencialmente de la máquina que son necesarios para la comprensión de la invención.

La máquina 1 presenta un rotor 2, que está dispuesto de forma giratoria alrededor de un eje de rotación R de la máquina 1. El rotor 2 comprende en este caso todos los elementos de la máquina 1 que están dispuestos de forma giratoria alrededor del eje del rotor R. El rotor 2 presenta un yugo de rotor 3, en el que están dispuestos imanes permanentes, en el que para mayor claridad en la figura 1 solamente un imán permanente 4 está provisto con un signo de referencia. En el funcionamiento de la máquina 1, el rotor 2 gira en el marco del ejemplo de realización alrededor de un estator 5 dispuesto en el centro en la máquina 1 y dispuesto en reposo frente al entorno de la máquina 1. Puesto que el motor 2 está dispuesto alrededor del estator 5, tal máquina se designa de manera específica técnica también como rotor exterior. Puesto que el rotor 2 presenta imanes permanentes, que generan permanentemente un campo magnético para el funcionamiento de la máquina 1, tal máquina se designa de manera específica técnica también como máquina excitada permanentemente o máquina excitada con imán permanente. Puesto que la máquina 1 presenta un rotor 2 giratoria alrededor de un eje de rotación R en el funcionamiento de la máquina 1, tal máquina se designa también como máquina eléctrica rotatoria.

El estator 5 presenta varios dientes y ranuras que se extienden en dirección radial Z, en el que para mayor claridad en la figura 1 solamente los dientes 7a, 8a y 9 y la ranura 6a están provistos con un signo de referencia. El estator está constituido en este caso en el marco del ejemplo de realización por chapas dispuestas unas detrás de las otras en dirección axial Z. Las chapas individuales están provistas en este caso, en general, con una capa de aislamiento eléctrico, como por ejemplo una capa de laca.

Los dientes y ranuras de los... [Seguir leyendo]

1. Estator de una máquina eléctrica (1) giratoria excitada permanentemente, en el que el estator (5) presenta varios dientes (7a, 8a, 9) y ranuras (6a, 6d) que se extienden en la dirección axial (Z) del estator (5) , en el que a lo largo de la periferia del estator (5) están dispuestos grupos de bobinas (10a, 10b) , en el que todas las ranuras presentan una 5 anchura de ranura unitaria NB, caracterizado porque los grupos de bobinas (10a, 10b) presentan, respectivamente, al menos tres bobinas (R1, T1, S1) , que están dispuesta en dirección circunferencial (U) en ranuras dispuestas directamente sucesivas, en el que los dientes, que no están dispuestos en el centro de un grupo de bobinas (10a, 10b) y no están dispuestos entre dos grupos de bobinas (10a, 10b) dispuestos directamente sucesivos en la dirección circunferencial (U) del estator (5) , presentan una anchura unitaria de los dientes ZB, en el que en el centro 10 de un primer grupo de bobinas (10a) está dispuesto un primer diente central (8a) , que presenta una primera anchura de diente central MB, en el que el estator (5) presenta un segundo grupo de bobinas (10b) , en el que el primero y el segundo grupo de bobinas están dispuestos directamente sucesivos en dirección circunferencial (U) , en el que entre el primero y el segundo grupo de bobinas está dispuesto un primer diente marginal (9) , que presenta una primera anchura de diente marginal RB, en el que la primera anchura de diente marginal RB es esencialmente RB = a · ZB y

la primera anchura de diente central MB es esencialmente MB = (2-a) · ZB, en el que el factor a es mayor que 0 y es máximo 0, 35.

2. Estator de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque de manera correspondiente al primer grupo rebobina (10a) están realizadas las anchuras de los dientes marginales y las anchuras de los dientes centrales en los restantes grupos de bobinas, en el que el factor a es idéntico en todos los grupos de bobinas o el factor a es diferente en al menos dos grupos de bobinas.

3. Máquina eléctrica giratoria excitada permanentemente, en la que la máquina está configurada como generador o motor eléctrico y presenta un estator de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores.

4. Máquina eléctrica giratoria excitada permanentemente de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada porque el generador está configurado como generador de fuerza eólica.