BR112016022720B1

BR112016022720B1 - Método de construção de carcaça e carcaça para máquina elétrica girante aberta ou resfriada por trocador de calor

Info

Publication number: BR112016022720B1
Application number: BR112016022720-4A
Authority: BR
Inventors: Jose Roberto Dos Santos; Charles Dos Passo; Cassiano Antunes Cezário
Original assignee: Weg Equipamentos Elétricos S/A
Priority date: 2014-04-01
Filing date: 2014-04-01
Publication date: 2023-12-19
Also published as: WO2015149139A1; BR112016022720A2

Abstract

método de construção de carcaça e carcaça para máquina elétrica girante aberta ou resfriada por trocador de calor. a presente patente de invenção refere-se a uma carcaça de fabricação híbrida para aplicação em máquinas elétricas girantes. a carcaça híbrida é constituída de uma parte fundida, que confere a carcaça híbrida o seu aspecto estrutural, sendo o fechamento da carcaça obtido pelo posicionamento de uma ou múltiplas placas sobre a parte fundida.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente patente de invenção refere-se a uma carcaça de fabricação híbrida para aplicação em máquinas elétricas girantes. A carcaça híbrida é constituída de uma parte fundida, que confere a carcaça híbrida o seu aspecto estrutural, sendo o fechamento da carcaça obtido pelo posicionamento de uma ou múltiplas placas sobre a parte fundida.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] A presente invenção visa superar dificuldades do estado da técnica que são relacionadas com o processo de fabricação de carcaças de máquinas girantes metálicas. Atualmente, os processos de construção desse tipo máquinas são a caldeiraria e a fundição. Ambos apresentam limitações e dificuldades que são superadas pelo processo aqui descrito.

[003] Máquinas elétricas girantes de grande porte, usualmente, apresentam complexidade elevada na construção do seu invólucro, carcaça. Em parte isso deve-se a necessidade de uma sistema de ventilação elaborado com combinações do escoamento do fluido de resfriamento nas direções axiais e radias, dentro e fora do estator e do rotor da máquina. Adicionalmente, máquinas elétricas girantes maiores tendem a ter menor rigidez da estrutura. Porém, os requisitos normativos e as exigências de mercado em relação ao seu desempenho dinâmico e limites de vibração são, muitas vezes, mais severos que os adotados para máquinas menores.

[004] Usualmente, os invólucros para máquinas elétricas girantes de grande porte são obtidas por processo de caldeiraria ou de fundição.

[005] Normalmente, o processo de caldeiraria apresenta custos elevados, pois demanda grande quantidade de horas de transformação devido à complexidade da construção de estruturas.

[006] Em contrapartida, o processo de fundição geralmente apresenta custos inferiores aos da produção por caldeiraria. Mesmo assim, modelos de fundição complexos, com muitos componentes móveis e com a presença de “machos de fundição” pode elevar de forma significativa o custo desse processo.

[007] Adicionalmente, o uso de “machos de fundição” introduz uma série de potenciais problemas, como a possibilidade de deslocamentos e formação de bolhas devido a uma remoção de gases inadequada, ou em situações mais extremas, a expulsão do metal líquido do interior do molde devido ao deslocamento relativo das partes que compõe o molde.

[008] Outro fator relevante a ser considerado é o posicionamento correto dos elementos que compõem o molde e o “macho” de fundição. Além dos potencias problemas já mencionados, a ausência de um controle adequado pode acarretar em desvios dimensionais maiores que as tolerâncias desejáveis de projeto e/ou processo.

[009] Por fim, por ser necessário um ângulo de extração, que é uma característica intrínseca ao processo de fundição com moldes reutilizáveis, peças fundidas tendem a apresentar massa superior à massa de componentes obtidos pelo processo de caldeiraria.

DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA

[0010] O estado da técnica compreende algumas formas de montagem de carcaça pra máquinas elétricas que se assemelham ao presente pedido.

[0011] O modelo de utilidade IN0618/MUM/2011 apresenta um quadro de uma carcaça de motor retangular complementada com anéis de suporte colocados no interior do quadro. Sobre o quadro da carcaça montada, são fixadas três placas retangulares que formam a carcaça externa do motor. Um dos anéis fica posicionado no sentido longitudinal onde são soldadas as placas. Diferentemente, a presente invenção propõe a construção do quadro da carcaça formado por uma só peça que é posteriormente recoberta com placas que forma a parte externa da carcaça.

[0012] Já o modelo de utilidade CN202535185U descreve um gerador tipo turbina onde a estrutura interna é montada com pratos e anéis ao redor dos quais são colocadas as placas que dão o contorno externo da carcaça.

[0013] O Modelo de utilidade CN2886902 traz uma estrutura para motor formada com duas partes diferentes que são unidas e fixadas uma a outra formando uma estrutura de carcaça de motor. A presente invenção é composta de apena uma peça que forma a carcaça.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0014] A figura 1 apresenta uma vista em perspectiva da carcaça híbrida (1), uma peça única composta de duas placas frontais (5) interligadas por uma ou mais elementos de viga (3), que por sua vez estão conectados aos arcos (2) estruturais e uma pluralidade de placas de suporte (6). Nas laterais da carcaça híbrida (1), são posicionadas placas laterais (4) fixadas por elementos de fixação em pontos de fixação da estrutura da carcaça híbrida (1). As placas frontais (5) e placas de suporte (6) tem a função de aumentar a resistência estrutural e melhorar o desempenho em relação aos aspectos dinâmicos da carcaça híbrida (1).

[0015] A figura 2 apresenta uma vista em perspectiva e explodida da carcaça híbrida (1), que facilita a visualização dos elementos descritos e com as placas laterais (4) projetadas para fora da carcaça híbrida (1).

[0016] A figura 3 apresenta a vista isométrica de uma possível máquina elétrica (8) montada sobre a carcaça híbrida (1), onde são observadas os elementos externos como as placas laterais (4), uma placa frontal (5), a tampa da máquina elétrica (7) entre outros componentes necessários para o funcionamento da máquina elétrica girante.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[0017] A invenção permite a redução da complexidade do modelo de fundição através da adoção de uma estrutura de carcaça híbrida (1), o que minimiza, ou mesmo anula, o uso do componente de fundição denominado “macho”, além de reduzir a massa do componente fundido.

[0018] Com o presente modelo híbrido, a base da carcaça híbrida (1) é obtida pelo método de fundição, através de um modelo e processo de fundição por gravidade, sendo o fechamento da outra porção da carcaça obtido por placas laterais (4), preferencialmente de metal. Por ter uma base fundida fechada por placas fixadas, a carcaça tem a característica de ser híbrida. A composição híbrida da carcaça pela combinação do processo de fundição e o seu fechamento posterior reduz significativamente a complexidade e os custos da obtenção do componente final carcaça.

[0019] Além disso, a presente invenção possibilita o acesso ao interior da carcaça para manutenção e montagem de componentes internos. O acesso se dá pela remoção das placas laterais (4). Em carcaças inteiriças, é necessária uma abertura na estrutura para permitir o acesso a fim de realizar as conexões elétricas, montar terminais e dispositivos, bem como para manutenção.

Claims

1.“CARCAÇA PARA MÁQUINA ELÉTRICA GIRANTE ABERTA OU RESFRIADA POR TROCADOR DE CALOR” compreendida de uma carcaça híbrida (1) de máquina elétrica dentro da qual é montada uma máquina elétrica e sobre a qual são fixados componentes dessa máquina caracterizada por a base da carcaça híbrida (1) ser produzida por processo de fundição por gravidade resultando em uma estrutura composta de duas placas frontais (5), interligadas por ao menos uma viga estrutural (3), onde estão fixas uma pluralidade de placas de suporte (6) e uma pluralidades arcos estruturais (2) paralelos entre si e às placas frontais (5), fixando-se, com elementos de fixação, nas laterais da dita carcaça híbrida (1) placas laterais (4) que fecham a estrutura da carcaça híbrida (1).

2. CARCAÇA de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a máquina elétrica girante ser do tipo aberta à prova de pingos.

3. CARCAÇA de acordo com as reivindicação 1, caracterizada por a máquina elétrica girante ser do tipo fechada e possuir um trocador de calor resfriado por um fluido de resfriamento, preferencialmente água ou ar.

4. CARCAÇA de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizada por a carcaça híbrida (1) e as placas laterais (4) serem feitas de material metálico.

5. CARCAÇA, de acordo com as reivindicações 1 a 3, caracterizado por as placas laterais (4) serem feitas de material não-metálico.

6. CARCAÇA de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizada por as placas laterais (4) serem fixadas à carcaça híbrida (1) fundida por elemento de fixação do tipo adesivo de junção ou elementos de fixação metálicos como parafusos ou rebites.

7. MÉTODO DE CONSTRUÇÃO DA CARCAÇA descrita nas reivindicações anteriores, caracterizado por a base da carcaça híbrida (1) ser fabricada pelo método de fundição e ser fechada com placas laterais (4) fixadas na base da carcaça híbrida (1) formando a parte externa da carcaça.