ES2232156T3 - Maquina electrica con un rotor que gira alrededor de un estator. - Google Patents
Maquina electrica con un rotor que gira alrededor de un estator.Info
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Abstract
Máquina eléctrica, especialmente motor eléctrico, con un estator que presenta una parte central que forma un cubo con un orificio central y con primeros dientes polares del estator y segundos dientes polares del estator que se distancian desde allí radialmente hacia fuera y con bobinas de excitación que rodean los primeros dientes polares del estator, con un rotor, que está alojado por medio de un árbol de rotor que está alineado centrado con respecto al estator y que gira alrededor el estator, con una placa de base y con medios de cojinete del árbol del rotor que reciben de forma giratoria el árbol del rotor, caracterizada porque al estator (2) están asociados medios de soporte, que parten desde proyecciones de uno de cada dos dientes polares del estator (6) sobre la placa de base y que están conectados con el segundo diente polar del estator (6) respectivo, y porque el cubo (25) del estator (2) lleva los medios de cojinete del árbol del rotor (27).
Description
Máquina eléctrica con un rotor que gira alrededor
de un estator.
La invención parte de una máquina eléctrica,
especialmente un motor eléctrico, con un rotor que gira alrededor de
un estator, según el tipo de la reivindicación 1 de la patente.
Se conocen a través de los documentos US
4.337.491 A, US 5.220.227 A, EP 0 236 467 B1, EP 0 433 479 A1 y DE
41 22 529 A1 se conocen máquinas eléctricas con rotor,
respectivamente, con un estator respectivo, con un rotor que gira
alrededor del estator, con un árbol de rotor alojado de forma
giratoria centrado con respecto al estator, con medios de cojinete
del árbol del rotor, con una placa de base respectiva alineada
transversalmente al árbol del rotor y en este caso junto al estator
y con un medio de soporte que se distancia de la placa de base para
el soporte del estator y de al menos un medio de cojinete del árbol
del rotor. El medio de soporte está configurado en cada caso a
modo de un elemento del tipo de tubo que se distancia desde la placa
de base, sobre el que está acoplado el estator respectivo y en la
que están montados los medios de cojinete del árbol del rotor
respectivos. Según que la placa de base esté fundida o estén
prensada de chapa, el medio de soporte del tipo de tubo respectivo
está fundido en una sola pieza con la placa de base o, en cambio,
está fijado con bridas en la placa de base respectiva en forma de un
tubo de pared relativamente fija y en este caso puede estar
asegurado por medio de tornillos o, en cambio, puede estar
introducido a presión en un taladro de alojamiento presente en la
placa de base. Como se puede reconocer, los medios de soporte del
tipo de tubo deben estar fabricados de forma precisa tanto en el
exterior como también en el interior para soportar a prueba de
vibraciones los estatores y para el alojamiento de los medios de
cojinete del árbol del rotor. En este caso, los estatores están
estratificados a partir de secciones estampadas de chapa y tienen en
el interior un orificio, que está adaptado al medio de soporte del
tipo de tubo. Las secciones estampadas de chapa actúan alrededor de
un orificio de este tipo como cubo estacionario, desde los que
parten dientes polares del estator dirigidos radialmente hacia el
exterior. Por ejemplo, cada diente polar de estator puede llevar un
arrollamiento de excitación, o según los documentos EP 0 433 479 A1
y DE 41 22 529 A1 pueden estar previstas la mitad de bobinas de
excitación como dientes polares de estator, para que, como se deduce
claramente a partir del documento EP 0 433 479 A1, entre dos dientes
polares que llevan bobinas de excitación respectivas pueda estar
presente un diente polar no arrollado. Los medios de cojinete del
árbol del rotor están constituidos de una manera opcional por
parejas de cojinetes de bolas, parejas de casquillos de cojinetes de
fricción cilíndricos en el exterior o, en cambio, parejas de
casquillos de cojinetes de fricción configurados en forma de
cazoleta en el lado exterior o a partir de un único casquillo de
cojinete del tipo de tubo configurado largo. Los rotores contienen
componentes magnetizados de forma permanente en soportes de
componentes esencialmente en forma de copa. Tales soportes de
componentes se designan también como copa polar.
Se conoce igualmente a partir del documento US 5
027 026 un motor eléctrico con un estator y con un rotor que gira
alrededor del estator.
La máquina eléctrica según la invención con un
rotor que gira alrededor de un estator y con los rasgos
característicos de la reivindicación 1 tiene la ventaja de que se
consigue de una manera sencilla una amortiguación de oscilación,
puesto que la mitad de los dientes polares del estator está fijada
en la placa de base y de esta manera los dientes polares del estator
están amortiguados en la oscilación y no se requiere un tubo de
soporte central, que se distancia desde la placa de base de acuerdo
con el estado de la técnica. Los dientes polares del estator
amortiguados en la oscilación provocan menos propagación del ruido
que los dientes polares del estado libres del estado de la
técnica.
Por medio de las medidas indicadas en las
reivindicaciones dependientes son posibles desarrollos ventajosos y
mejoras de la máquina eléctrica indicada en la reivindicación 1.
Los rasgos característicos de la reivindicación 2
de la patente proporcionan una placa de base fabricada de chapa a
precio favorable con medios de soporte.
Los rasgos característicos de la reivindicación
3 de la patente proporcionan un ejemplo de realización conveniente
especialmente para la utilización de una placa de base de chapa.
Los rasgos característicos de la reivindicación 4
de la patente y los rasgos característicos de la reivindicación 5 de
la patente indican medios de solución concretos opcionales.
Los rasgos característicos de la reivindicación 6
proporcionan la ventaja de que el flujo magnético a través de los
dientes polares del estator no puede provocar corrientes parásitas a
partir de los dientes polares del estator a través de la placa de
base y de retorno a los dientes polares del estator. La evitación de
tales corrientes parásitas impide el consumo inútil de energía
eléctrica.
Los rasgos característicos de la reivindicación 7
proporcionan una construcción de precio favorable para el
alojamiento del árbol del inducido especialmente cuando la máquina
eléctrica es, por así decirlo, un motor pequeño. Otra ventaja,
cuando el tubo está sinterizado a partir de metal de cojinete,
consiste en que sin medios auxiliares en otro caso habituales como
insertos de fieltro se puede incorporar una reserva relativamente
grande de lubricante en la máquina eléctrica.
Los rasgos característicos de la reivindicación 8
de la patente proporcionan la ventaja de que con motivo de la
incorporación del estator en la placa de base, se consigue
rápidamente una alineación axial exacta, de manera que a
continuación sólo hay que realizar todavía una alineación del giro
del estator con respecto a la placa de base.
La máquina eléctrica según la invención se
representa de forma esquemática con la ayuda del dibujo y se
describe en detalle a continuación. La figura 1 muestra una sección
longitudinal a través de la máquina eléctrica según la invención, la
figura 2 muestra una sección transversal a través de la máquina
según la invención de acuerdo con la figura 1 y la figura 3 muestra
un fragmento ampliado de la figura 1.
La máquina eléctrica 1 según las figuras 1 y 2,
que puede ser accionada, por ejemplo, como motor eléctrico, tiene un
estator 2, un rotor 3 y una placa de base 4.
Como se deduce a partir de la figura 2, el
estator 2 tiene una parte central 5 configurada a modo de un cubo
con un orificio central 6 y primeros dientes polares del estator 7 y
segundos dientes polares del estator 8 que se distancian alternando
desde este cubo 5. Por ejemplo, los primeros dientes polares del
estator presentan zapatas polares del estator 9 y los segundos
dientes polares del estator 8 presentan otras zapatas polares del
estator 10.
Alrededor de los primeros dientes polares del
estator 7 se extienden bobinas de excitación 11.
Los segundos dientes polares del estator 8
presentan ensanchamientos 12 a modo de ojales de fijación y
presentan taladros de paso 13 en alineación con estos
ensanchamientos 12. Como ya se ha mencionado en la introducción de
la descripción, el estator está estratificado por secciones
estampadas de chapa, de manera que los taladros 13 se pueden
fabricar durante la estampación igualmente de una manera
técnicamente favorable.
La placa de base 4 representada en la sección en
la figura 1 tiene una parte 14 en forma de placa, a partir de la
cual en dirección al estator 2 salen medios de soporte del estator 2
que están configurados aquí en forma de salientes 15. Solamente se
representa un saliente 15 de este tipo en la sección longitudinal
según la figura 1. Pero puesto que en la figura 2 están
representados ocho segundos dientes polares del estator 8, hay que
pensar que en la figura 1 existen todavía otros salientes 15 detrás
del plano de corte representado. El saliente 15 tiene en el ejemplo
de realización un taladro roscado 16 para el alojamiento de un
tornillo 17, que ha sido insertado previamente a través de un
taladro 13 del estator 2 montado en el saliente 15. Como se deduce a
partir de la figura 2, en el presente ejemplo están previstos ocho
tornillos 17 de este tipo. Para aislar los segundos dientes polares
del estator 8 eléctricamente con respecto a los salientes 5 y, por
lo tanto, con respecto a la parte 14 del tipo de placa de la placa
de base 4 prensada a partir de chapa, están insertados entre los
tornillos 17 y los segundos dientes polares del estator 8 casquillos
de collar 18 de material aislante.
Estos casquillos de collar 18 están representados
ampliados en la figura 3. A partir de la figura 3 se puede deducir
con facilidad que los segundos dientes polares del estator 8 están
aislados tanto con respecto al tornillo 17, como también con
respecto a su cabeza de tornillo 19, como también con respecto al
saliente 15. Los casquillos de collar aislantes 18 impiden las vías
de flujo de corriente desde un diente polar del estator a través de
la placa de base y de retorno hacia otro diente polar del estator y
de esta manera se suprime una aparición de corrientes de
cortocircuito y de corrientes parásitas, que conducirían en el
funcionamiento del motor a pérdida de energía eléctrica.
Con la ayuda de los tornillos fabricados aquí de
metal por razones de resistencia, se pueden utilizar, naturalmente,
de una manera alternativa también otros medios de unión, como
remaches fabricados de metal, que no se representan debido a su
publicidad. En el caso de utilización de metal como material del
remache se emplean, naturalmente, entonces también de nuevo medios
de aislamiento de forma idéntica o similar a los casquillos de
collar 18.
El rotor 3 está constituido por imanes
permanentes 20 y 21 y por una copa polar 22, en la que están
fijados, por ejemplo encolados los imanes permanentes 20 y 21. La
copa polar 22 está configurada con este fin en la zona de los imanes
permanentes 20 y 21 a modo de un tubo cilíndrico 23 y presenta
transversalmente al mismo una pared 24, que conduce a un cubo 25. El
cubo 25 está alineado coaxialmente al tubo cilíndrico 23 y presenta
un árbol de rotor 26. El árbol de rotor 26 se extiende a través del
estator 2 y está montado de forma giratoria con la ayuda de medios
de cojinete del árbol del tubo 27, que están configurados aquí en
forma de un casquillo de cojinete de fricción relativamente largo y
forman de esta manera un componente integral en lugar de parejas de
casquillos de cojinete, que están presente de forma notoria en el
estado de la técnica, a los que está asociado un cuerpo de soporte.
Por ejemplo, el componente integral 27 está constituido por material
de cojinete sinterizado y está impregnado con lubricante. Entre
estos medios de cojinete del árbol del rotor 27, que están
configurados como componente integral, y el cubo 25, por una parte,
y un anillo de seguridad axial 29 dispuesto en un extremo del árbol
del rotor 28, por otra parte, están incorporados con preferencia
discos de deslizamiento 30.
Los medios de cojinete del árbol del rotor 27,
que están configurados en forma de un componente integral, están
montados de forma que se asientan fijamente en el orificio 6 del
estator 2. Puesto que el estator 2, como ya se ha descrito, está
fijado, por su parte, ya en los salientes 15 de la placa de base 4,
el estator 2 y lo salientes 15 son el medio de soporte para los
medios de cojinete del árbol del rotor 21. El estator 2 y los medios
de cojinete del árbol del rotor 27 se pueden unir conjuntamente
antes de la fijación del estator 2 en la placa de base 4. Para que
se pueda realizar de una manera más cómoda la alineación de los
taladros 13 del estator 2 con respecto a los salientes 15, la placa
de base 4 presenta en el centro en la parte 14 del tipo de placa un
orificio de centrado 31, en el que se puede insertar una sección
longitudinal, que se encuentra en el extremo del árbol del rotor 28,
de los medios de cojinete del árbol del rotor 27.
A la placa de base 4 está asociada una placa de
circuito impreso 32, que se representa de forma muy simplificada y
que lleva elementos eléctricos pasivos y activos no representados
como resistencias y transistores y que está conectada con las
bobinas de excitación 11 a través de más de un hilo de conexión 33.
Para el paso del hilo de conexión 33 a través de la placa de base 4
está dispuesto al menos un orificio 34 en su parte 14 del tipo de
placa. Para la protección de los componentes eléctricos no
representados, se coloca una campana de cubierta 35, que cubre la
placa de circuito impreso 32, sobre la placa de base 4.
Claims (8)
1. Máquina eléctrica, especialmente motor
eléctrico, con un estator que presenta una parte central que forma
un cubo con un orificio central y con primeros dientes polares del
estator y segundos dientes polares del estator que se distancian
desde allí radialmente hacia fuera y con bobinas de excitación que
rodean los primeros dientes polares del estator, con un rotor, que
está alojado por medio de un árbol de rotor que está alineado
centrado con respecto al estator y que gira alrededor el estator,
con una placa de base y con medios de cojinete del árbol del rotor
que reciben de forma giratoria el árbol del rotor,
caracterizada porque al estator (2) están asociados medios de
soporte, que parten desde proyecciones de uno de cada dos dientes
polares del estator (6) sobre la placa de base y que están
conectados con el segundo diente polar del estator (6) respectivo, y
porque el cubo (25) del estator (2) lleva los medios de cojinete del
árbol del rotor (27).
2. Máquina eléctrica según la reivindicación 1,
caracterizada porque la placa de base (4) está formada de
chapa y porque los medios de soporte (15) están configurados como
salientes (15) que se distancian desde la placa de base (4, 14), en
los que están fijados los segundos dientes polares del estator
(8).
3. Máquina eléctrica según la reivindicación 2,
caracterizada porque para la unión con los salientes (15) los
segundos dientes polares del estator (8) presentan taladros (13)
paralelos al eje y los salientes (15) presentan taladros (16)
alineados coincidentes, a través de los cuales están dispuestos los
medios de unión (18, 19).
4. Máquina eléctrica según la reivindicación 3,
caracterizada porque los taladros (16) en los salientes (15)
están configurados como taladros roscados y los medios de unión
están configurados como tornillos (17) fabricados de metal.
5. Máquina eléctrica según la reivindicación 3,
caracterizada porque los medios de unión están configurados
como remaches fabricados de metal.
6. Máquina eléctrica según la reivindicación 4 ó
5, caracterizada porque están incorporados aisladores
eléctricos (18) entre el estator (2) y la placa de base (4), por una
parte, y entre el estator (2) y los medios de unión (17), por otra
parte.
7. Máquina eléctrica según la reivindicación 1,
caracterizada porque los medios de cojinete del árbol del
rotor (27) están configurados como un componente del tipo de tubo de
metal de cojinete y porque este componente está dispuesto con
asiento fijo en el orificio (6) del estator (2).
8. Máquina eléctrica según la reivindicación 7,
caracterizada porque la placa de base (4) presenta un
orificio de centrado (31) asociado a los medios de cojinete del
árbol del rotor (27) y los medios de cojinete del árbol de rotor
(27) encajan en el orificio de centrado.
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