Máquina dinamoeléctrica.

Maquina dinamoelectrica, en particular alternador de vehiculo,

con un estator y un rotor (4) montado de forma rotative relativamente respecto a este y que presenta un arbol de rotor (3), en la que el rotor comprende un devanado de rotor (7) atravesado por corriente, que este conectado de forma electricamente conductora sin interrupción a traves de una disposicion de anillo colector (10) con las conexiones (31) asociadas al estator, en la que

- la disposici6n de anillos colectores comprende exactamente dos pares de anillos colectores,

- cada par de anillos colectores comprende un anillo colector de estator (12) y una anillo colector de rotor (11),

- respectivamente el anillo colector de estator y el anillo colector de rotor asociado estan en contacto entre Si constantemente en una zona de contacto (19) anular,

- cada anillo colector de rotor este dispuesto en un disco porta-rotor (13) conectado de forma fija en rotacion con el arbol de rotor (3) y

este caracterizada porque

- respectivamente el anillo colector de estator (12) y el anillo colector de rotor (11) asociado estan en contacto entre si constantemente en una zona de contacto (19) anular, troncoconica y porque

- los dos anillos colectores de rotor (11) estan dispuestos entre los dos anillos colectores de estator (12), y porque

- los dos anillos colectores de estator (12) se pueden modificar en posicion uno respecto a otro en direcci6n axial.

Máquina dinamoeléctrica.

La presente invención se refiere a una máquina dinamoelécbica, en particular un alternador de un vehía.Jlo, con un estator y un rotor montado de forma rotativa relativamente respecto a éste y que presenta un árbol de rotor, comprendiendo el rotor un devanado de rotor atravesado por corriente que está conectado de forma eléctricamente conductora sin interrupción a través de una disposición de anillos colectores con las conexiones asociadas al estator.

los alternadores de vehía.Jlo, a los que se dirige en principio la presente invención, están realizados típicamente corno alternador trifásico con polos en forma de garras. La corriiente inducida dJrante la rotación del rotor en el devanado de rotor se conduce en este caso trpicamente a dos anillos colectores cilíndricos, dispuestos en el lado final en el árbol de rolor y conectados con el devanado de rotor, desde donde se conduce a través de as! denominadas ~escobillas" a una dísposición de rectificador y regulador. Un modo constndivo de alternador habitual semejante se describe y supone en diversas publicaciones, así por ejemplo en el documento DE 10113673 A1 , el DE 4430073 A1 , el EP 1311051 A2, el EP 671802 A1, el US 2005/012nn A1 , el EP 133701~! A2 y el US 7417353 B2. Con vistas a la transmisión de la corriente inducida en el devanado de rotor al estator también se han propuesto ya alternativas, pero sin éxito comercial, así por ejemplo en el documento GB 1138526 la transmisión mediante una "disposición de anillos colectores" con superficies de rodadura de esrobillas planas con una primera supeñlÓe de contacto central y una segunda superficie de contacto que rodea anularmente, así romo en el dOl:llmento DE 2926294 A la transmisión mediante dos anillos colectores de rotor dispuestos en ambos lados en un soporte con supeñlCies frontales de contacto planas, con las que está en contacto respectivamente axialmente una escobilla. Igualmente. para la transmisión de corriente entre el rotor y el estator de una máquina eléctrica, se ha propuesto una disposición de anillo COlector en la que un an1110 colector de rotor está en contacto constantemente con un anillo colector de estator opuesto axialmenle a éste (DE 973236) . Una disposición de anillo colector axial para la transmisión de corriente en máquinas dinamoeléctricas también se describe en el documento US 2623188.

las disposiciones de anillos colectores como tal se conocen por lo demás no sólo para la transmisión de las oorriente inducidas en el devanado de rotor de un alternador al rotor del alternador, sino también en relación con la transmisión de señales. Una disposición de anillos colectores semejante, que sirve para la transmisión de señales, se puede deducir por ejemplo del documento US 4275376.

Una máquina dinamoeléctrica según el preámbulo de la reivindicación 1 también es objeto del documento DE 20 2010 002327 U1. Para una disposición de anillos colectores qUI~ presenta dos pares de anillos colectores se propone en este caso una sucesión cambiante de anillos colectores de rotm y estator, es decir, una sucesión de primer anillo oolector de rotor, primer anillo colector de estator, segundo anillo colector de rotor, segundo anillo colector de estator, respectivamente junto a la estructura portante correspondiente. La pila de los cuatro anillos colectores está dispuesta y fijada en este caso entre un collar del rotor y una tuerca dH árbol enroscada en éste.

Para una disposición de anillos oolectores que presenta ;:11 menos tres pares de anillos colectores se propone disponer respectivamente dos anillos colectores opuestos uno a otro en soportes de anillos colectores de rotor y soportes de anillos colectores de estator adyacentes. Esto produce la sucesión de primer anillo colector de estator, primer y segundo ani1lo colector de rotor, segundo y tercer anillo cc~ector de estator, tercer anillo oolector de rotor.

Pese a los ensayos diversos para optimizar las máquinas dinamoeléctricas del tipo indicado al inicio con vistas a la conexión del devanado de rotor atravesado por corriente con el estator, como siempre existe una necesidad de una solución apropiada en la práctica, utilizable comercialmente, que proporcione una máquina dinamoeléctrica, duradera, fiable, eoonómica y compacta del tipo mencionado al inicio.

Este plante¡:¡miento del ob) etivo se consigue según la pr, ~nte invención medi¡:¡nte UM máquina dinamoeléctrica, en particular un alternador de un vehículo, con un estator y un rotor montado de forma giratoria relativamente respecto a éste y que presenta un árbol de rotor, comprendiendo el rotor un devanado de rotor atravesado por oorrienle que está conectado de forma eléctricamente conductora sin interrupción oon las conexiones asociadas al estator a través de una disposición de anillos colectores, comprendiendo la dispt:JSición de anillos colectores justamente dos pares de anillos colectores, comprendiendo cada par de anillos colectarEiS un anillo oolector de estator y un anillo colector de rotor, estando en contacto entre sí respectivamente el anillo colector de estator y el anillo colector de rotor asociado constantemente en una zona de oontacto anular, tronooc:6nica, estando dispuestos los dos anillos colectores de rotor entre los dos anillos colectores de esiator, estando dispuesto cada anillo oolector de rotor en un disco porta-rotor conectado de forma fija en rotación oon el árbol de rotor y pudiéndose modificar en posición uno respecto a otro en dirección axial los dos anillos colectores de estator.

la máquina dinamoeléctrica según la invención se destaca por consiguiente por una pluralidad de partia.Jlaridades especificas, combinadas entre si , que oooperan funcionalmente y que conducen con su interacción al resultado pretendido, a saber una máquina dinamoeléctrica, duradera, económica, fiable y compacta. las superficies de oontacto proporcionalmente grandes, que están a disposiciOn para la lransmisiOn de corriente entre el rotor y el estator, producen una densidad de flujo eléctrico proporcionalmente baja, lo que de nuevo reduce o etimina los problemas térmicos existentes en et estado de la témica. La problemática del desgaste también se desactiva mediante la presente invención, con la secuencia de una vida Uiil correspondientemente larga. El contacto constante de un respectivo anillo colector de estator con un anillo colector de rotor en la región de una zona de contacto anular, troncocónica contribuye además a igualar el flujo de corriente respecto al estado de la técnica ampliamente usado y que utiliza escobillas, ya que no estan presentes resistencias intemas que se modifican durante la rotación del rotor. Las oscilaciones mecánicas del rotor, tal y como pueden aparecer en particular debido a cojinetes desgastados después de un tiempo de funcionamiento más prolongado, también quedan ampliamente sin consecuencia respecto a la calidad de la transmisión de corriente. La realización tronc0cónica de las zonas de contacto provoca efectos de autocentrado entre los dos respectivos anillos colectores en contacto entrt:~ si de cada par. La concentración de la compensación de desgaste en el estator, pudiéndose modificar en posición uno respecto al otro los dos anillos colectores de estator en la direcciOn axial, hace innecesaria cualqUier compensación de desgaste rotativa, pudiéndose realizar además tanto un modo constructivo especialmente compacto, como tambi~~ una compensación de desgaste especialmente sencilla en aparatos mediante la disposición de los dos anillos colectores de rotor entre los dos anillos oolectores de estator. Otras ventajas de la máquina electrodinámica según la invencillO se pueden reconocer mediante la descripción y explicación Siguiente de perfeccionamientos y ejemplos de realización especialmente preferidos.

En el marco de la presente invención pueden estar realizadas de foona diferente las zonas de oontacto anulares, troncocónicas, que existen respectivamente entre un anillo oolector de rotor y un anillo oolector de estator asociado. En un primer perfeccionamiento de la invención, el ángulo dt:! cono doble de las superficies de contacto es de entre 1700 y 140". En este caso los posibles efectos desventajosos debidos a las oscilaciones del rolor (véase arriba) lodavia no repercuten en una medida digna de mención de forma desventajosa en la calidad de la transmisión de la corriente. En este caso también es muy bajo de todos modos, casi despreciable, el aumento de la longitud constructiva axial de la disposición de anillos colectores, comparado oon zonas de contacto planas.

Según otro perfeccionamiento preferido está previsto que las zonas de contacto de los dos pares de anillos colectores estén realizadas de foona coincidente,... [Seguir leyendo]

1. Máquina dinamoeléctrica, en particular alternador dEl vehiculo, con un estator y un rolor (4) montado de forma rotativa relativamente respecto a éste y que presenta un árbol de rotor (3) , en la que el rotor comprende un devanado de rotor (7) atravesado por corriente, que está conectado de forma eléctricamente conductora sin interrupción a través de una disposición de anillo colector (10) con las conexiones (31) asociadas al estator, en la que

-la disposición de anillos colectores comprende exactamente dos pares de anillos colectores,

-cada par de anillos colectores comprende un anillo colector de estator (12) y una anillo colector de rotor (11) ,

-respectivamente el anillo coIed.or de estator y el anillo colector de rotor asociado están en contacto entre si constantemente en una zona de contacto (19) anular,

-cada anillo colector de rotor está dispuesto en un disco porta-rotor (13) conectado de forma fija en rotación con el árbol de rotor (3) y

está caracterizada porque

-respectivamente el anillo colector de estator (12) yel anillo colector de rotor (11) asociado están en contacto entre sí constantemente en una zona de contacto (19) anular, troncocónica y porque

-los dos anillos colectores de rotor (11) están dispuestos entre los dos anillos colectores de estator (12) , y porque

-los dos anillos colectores de estator (12) se pueden modificar en posición uno respecto a otro en dirección axial.

2. Máquina dinamoeléctrica según la reivindicación 1, caracterizada porque las zonas de contacto (19) de los dos pares de anillos colectores están realizadas de forma concordante, están orientadas preferiblemente de forma especular una respecto a otra.

3. Maquina dinamoeléctrica según la reivindicación 1 o reivindicación 2, caracterizada porque los anillos colectores de rotor (11) están conectados con el disco porta-rotor (1 :3) a través de respectivamente un disco de conexión de rotor

(15) metálico.

4. Máquina dinamoeléctrica según la reivindicación 3, cauacterizada porque con cada disco de conexión de rotor (15) está conectada respectivamente una conexión (16) que SEl extiende al menos por zona esencialmente en paralelo al eje de rotor (2) .

5. Máquina dinamoeléctrica según la reivindicación 4, call1cterizada porque el devanado de rotor (7) está en contacto con las conexiones (16) gracias a las grapas finales (18) .

6. Máquina dinamoeléctrica según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque está previsto un disco porta-rotor (13) común en el que están dispuestos los dO!1 anillos colectores de rotor (11) en ambos lados en las caras frontales opuestas una a otra.

7. Máquina dinamoeléctrica según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque los anillos colectores de rotor (11) y los anillos COlectores de estator (12) están hechos de un material de grafito.

8. Máquina dinamoeléctrica según la reivindicación 7, Célracterizada porque los anillos colectores de rotor (11) y los anillos colectores de estator (12) están hecho de un material de grafito diferente.

9. Máquina dinamoelét.1rica según una de las reivindicaciones 1 a 8, calClcterizada porque las zonas de contat.10 (19) se humedecen, en particular sumergiéndose los anillos (::oIectores de rotor y/o los anillos colectores de estator en el líquido de humectación.

10. Máquina dinamoeléctrica según una de las reivindic;~ciones 1 a 9, caracterizada porque cada anillo colector de estator (12) está conectado de forma fija con un disco porta-estalor (21) asociada, montado de forma fija en rotación en una carcasa (22) que rodea la disposición de anillos colectores (10) .

. Máquina dinamoeléctrica según la reivindicación 10, caracterizada porque los anillos colectores de estator (12) están conectados con el disco porta-estator (21) asociado a través de respectivamente un disco de conexión de estator

(20) metálico Que presenta respectivamente una conexión (31) .

(21) esta dispuesto de forma fija en poSiciÓn en la carcasa (22) .

12. Máquina dinamoeléctrica según la reivindicación 10 u 11 , caracterizada porque al menos uno de los discos porta-estator (21) se guía de forma desplazable axialmente en lél carcasa (22) .

13. Máquina dinamoeléctrica según una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizada porque un disco porta-estato.

14. Máquina dinamoeléctrica según la reivindicación 13, caracterizada porque los dos anillos colectores de estator

(12) están pretensados axialmente contra el respectivo anillo colector de rotor (11) asociado mediante una disposición de resorte (29) común.

15. Maquina dinarroeléctrica según la reivindicación 14, caracterizada porque la disposición de resorte (29) comprende una multiplicidad de resortes de compresión (30) dispuestos uniformemente alrededor del eje de rolor (2) .

16. Máquina dinamoeléctrica según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizada porque en la carcasa (22) está dispuesta una conexión de descarga (32) que está conedada con un contacto de descarga (36) pretensado de forma elástica contra el arbol de rotor (3) o un contracontacto (38) instalado en el árbol de rotO (.

17. Máquina dinamoeléctrica según la reivindicación 16, caracterizada porque el contacto de descarga (36) está en contacto frontalmente en la :zona del eje de rotor (2) con el árbol de rotor (3) o el contracontacto (38) .