ES2254121T3 - Maquina electrica rotativa cuyo estator y/o motor comprende ranuras perifericas. - Google Patents
Maquina electrica rotativa cuyo estator y/o motor comprende ranuras perifericas.Info
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Abstract
Máquina eléctrica rotativa (14) alrededor de un eje (X-X), del tipo que comprende un rotor (10) y un estator (12), y del tipo en el que el rotor (10) y/o el estator (12) comprende un cuerpo anular (16, 18) sensiblemente cilíndrico que está constituido por un apilado axial de chapas cortadas que forman un paquete de chapas que comprenden unas cavidades periféricas circunferenciales (28, 34) con vistas a disminuir las pérdidas de hierro en la máquina (14), caracterizada por el hecho de que el diámetro externo (De), respectivamente interno (Di), de cada chapa (36) varia en al menos un sector angular respecto a otra entre un valor de diámetro máximo (Demax) y un valor de diámetro mínimo (Demin), y por el hecho de que dos chapas (36) adyacentes están apiladas de manera que un sector angular de valor de diámetro máximo (Demax) de una chapa (36) esté frente un sector angular de valor de diámetro mínimo (Demin) de una placa de chapa (36) adyacente.
Description
Máquina eléctrica rotativa cuyo estator y/o motor
comprende ranuras periféricas.
La invención se refiere a una máquina eléctrica
rotativa.
La invención se refiere más particularmente a una
máquina eléctrica rotativa alrededor de un eje, del tipo que
comprende un rotor y un estator, y del tipo en el que el rotor y/o
el estator comprende un cuerpo anular sensiblemente cilíndrico que
está constituido por un apilado axial de chapas cortadas que forman
un paquete de chapas.
Generalmente, las carcasas del rotor y del
estator de una máquina eléctrica rotativa están constituidas cada
una por un bloque de chapas laminadas.
Dicho bloque de chapas laminadas es un apilado de
chapas de acero aisladas entre ellas para evitar la aparición de
corrientes de Foucault susceptibles de provocar un calentamiento
parásito en el buen funcionamiento de la máquina.
Dichas corrientes de Foucault en las chapas se
originan por pérdidas, pérdidas de hierro, en la máquina.
Son conocidas máquinas eléctricas rotativas,
tales como por ejemplo alternadores de bridas de vehículo
automóvil, que comprenden estrías en la superficie periférica de las
bridas de un rotor para limitar las pérdidas de hierro y un estator
que comprende chapas apiladas. Por otra parte, la máquina comprende
un rotor y un estator que comprenden un apilado de chapas para la
formación de un circuito magnético, siendo el rotor labrado y
después estriado.
Generalmente, estas estrías son realizadas con
una herramienta para filetear.
Un problema que presenta la realización de las
estrías es que la herramienta para filetear está sujeta a desgastes
importantes si las cantidades de máquinas a fabricar son
elevadas.
Además, la realización de estrías implica una
etapa suplementaria en el proceso de fabricación de la máquina.
Por consiguiente, las máquinas eléctricas
rotativas que comprenden estrías en la superficie del rotor son más
complejas de fabricar, y por tanto más costosas.
Para solventar estos inconvenientes, se ha
propuesto en el documento CH-A-196
052, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, una
máquina eléctrica rotativa en la que el borde periférico externo,
respectivamente interno, de al menos ciertas chapas delimita con al
menos el borde periférico externo, respectivamente interno, de una
chapa adyacente de cavidades periféricas circunferenciales con
vistas a disminuir las pérdidas de hierro en la
máquina.
máquina.
Puede ser deseable simplificar la fabricación de
la máquina eléctrica rotativa.
La presente invención tiene por objeto responder
a este deseo.
Según la invención una máquina del tipo
anteriormente indicado se caracteriza por el hecho de que el
diámetro externo, respectivamente interno, de cada placa de chapa
varia en al menos un sector angular respecto a otra entre un valor
de diámetro máximo y un valor de diámetro mínimo, y estando dos
chapas adyacentes apiladas de manera que un sector angular de valor
de diámetro máximo de una chapa esté frente un sector angular de
valor de diámetro mínimo de una chapa adyacente.
Gracias a la invención puede utilizarse una misma
y única herramienta de cortar chapas. Dichas chapas pueden ser
todas idénticas.
La solución es por tanto simple y económica,
permitiendo una estandarización.
Además, las inversiones se reducen.
Según un modo de realización, cada chapa
comprende unas patas, que forman los polos del rotor y/o estator,
presentando al menos una de las patas un recorte radial inferior al
de las otras patas.
Jugando con el número de patas, puede hacerse
variar la dimensión circunferencial de las cavidades.
Según otras características de la invención:
- el borde periférico externo,
respectivamente interno, de una chapa comprende al menos una cara
biselada;
- la o las caras biseladas de la chapa está
realizada mediante una herramienta de cortar chapas;
- los paquetes de chapas del rotor y del
estator comprenden cavidades circunferenciales y el rotor está
montado en el interior del estator de manera que sus cavidades
circunferenciales están axialmente frente a las cavidades
circunferenciales del estator;
- los paquetes de chapas del rotor y del
estator comprenden cavidades circunferenciales y el rotor está
montado en el interior del estator de manera que sus cavidades
circunferenciales están desfasadas axialmente con respecto a las
cavidades circunferenciales del estator.
Otras ventajas de la invención aparecerán de la
lectura de la siguiente descripción detallada para la comprensión
de la misma refiriéndose a los dibujos adjuntos en los cuales:
- la figura 1 es una vista parcial
esquemática en sección axial que representa el rotor y el estator
de una máquina eléctrica rotativa realizada según un primer modo de
realización de la invención;
- las figuras 2 y 3 son vistas similares a
la precedente que representan variantes del primer modo de
realización;
- la figura 4 es una vista esquemática
frontal de una placa de chapa de rotor de una máquina eléctrica
realizada según un segundo modo de realización de la invención;
- la figura 5 es una vista esquemática de
un detalle de apilado de chapas de rotor de una máquina eléctrica
realizada según un tercer modo de realización de la invención;
- las figuras 6 a 8 son vistas similares a
la de la figura 5 que representan variantes del tercer modo de
realización.
Se ha representado esquemáticamente en la figura
1 un rotor 10 y un estator 12 de una máquina eléctrica rotativa 14
tal como un alternador o un motor eléctrico de arranque.
Tradicionalmente el rotor 10 y el estator 12
comprenden cada uno un cuerpo anular 16, 18 sensiblemente cilíndrico
de eje X-X cuya estructura está fileteada, es decir
que cada cuerpo anular 16, 18 está formado por un apilado axial de
chapas. De este modo, las chapas son obtenidas a partir de placas
delgadas de chapa, es decir de hojas de chapa cortada para formar
los paquetes de chapas.
El rotor 10 y el estator 12 son simétricos con
respecto a su eje X-X, y están representados en
vista parcial.
El rotor 10 y el estator 12 comprenden también
bobinados 11 y 13.
El rotor 10 está montado en rotación alrededor
del eje X-X en el interior del estator 12.
El intervalo radial E que separa la cara
periférica axial externa convexa 20 del rotor 10 de la cara
periférica axial interna cóncava 22 del estator 12 constituye el
entrehierro de la máquina 14.
El cuerpo 16 del rotor 10 está constituido por un
apilado axial de chapas de diámetros externos diferentes que forman
un paquete de chapas.
Se apila alternativamente una placa delgada u
hoja de chapa 24, sobre al menos un sector angular que es de
diámetro externo máximo De_{max}, después una placa delgada u hoja
de chapa 26, sobre al menos un sector angular que es de diámetro
externo mínimo De_{min}, de manera que forman cavidades 28
periféricas circunferenciales en la cara periférica axial externa
convexa 20 del rotor 10.
Según otra variante de realización (no
representada) del primer modo de realización, se pueden invertir las
estructuras y por tanto aplicar la invención únicamente al estator
12, que comprende entonces cavidades periféricas circunferenciales
en su cara periférica axial interna cóncava 22, y emplear un rotor
10 "liso" según el estado de la técnica.
Se ha representado en la figura 2 una variante
del primer modo de realización en la cual se ha realizado el cuerpo
18 del estator 12 de manera similar al cuerpo 16 del rotor 10
representado en la figura 1, es decir por medio de un apilado axial
de chapas con sectores angulares de diámetros internos
diferentes.
De este modo, se ha apilado alternativamente una
placa delgada de chapa cortada 30 sobre al menos un sector angular
y de diámetro interno mínimo Di_{min}, después una placa delgada
de chapa cortada 32 sobre al menos un sector angular que es de
diámetro interno máximo Di_{max}, de manera que forman cavidades
34 periféricas circunferenciales en la cara periférica axial
interna cóncava 22 del estator 12.
Según esta variante se apilan axialmente las
chapas 24, 26, 30, 32 del rotor 10 y del estator 12 de manera que
las cavidades 28 periféricas circunferenciales del rotor 10 estén
axialmente frente unas cavidades 34 periféricas circunferenciales
del estator
12.
12.
Según otra variante del primer modo de
realización representada en la figura 3, se apilan axialmente las
chapas 24, 26, 30, 32 del rotor 10 y del estator 12 de manera que
las cavidades 28 periféricas circunferenciales del rotor 10 estén
desfasadas axialmente con respecto a las cavidades 34 periféricas
circunferenciales del estator 12.
Se ha representado en la figura 4 una chapa 36
del rotor 10 bajo la forma de una placa delgada u hoja cortada
según un modo de realización de la invención.
En esta figura se distinguen unas patas 38, 39,
aquí en número de ocho, de la chapa 36 que forman los polos del
rotor 10. Las patas 38 son de recorte radial superior a los de las
patas 39.
De acuerdo con las enseñanzas de la invención,
dicha chapa 36 tiene su diámetro externo De que varia en al menos
un sector angular respecto a otra, entre un valor de diámetro mínimo
De_{min} y un valor de diámetro máximo De_{max}, haciendo
aparecer una desviación o decalaje D entre estos diámetros.
Aquí el diámetro externo De varia todos los
cuartos de vuelta de modo que dos patas 39 de diámetro externo
mínimo De_{min} suceden a dos patas 38 de diámetro externo máximo
De_{max}.
Un par de patas de diámetro externo mínimo
alternan con un par de patas de diámetro externo máximo.
Para realizar un rotor 10 según la invención, se
apilan axialmente las placas 36 de chapa desfasando angularmente,
una vez de cada dos, una placa 36 de chapa un cuarto de vuelta de
manera que dos patas 39 de diámetro externo mínimo De_{min} de
una chapa 36 estén frente a dos patas 38 de diámetro externo máximo
De_{max} de una chapa 36 adyacente.
Esta disposición permite hacer aparecer partes de
cavidades periféricas circunferenciales en la cara periférica axial
externa convexa 20 del rotor 10.
Dicho modo de realización permite utilizar una
misma y única herramienta de corte de chapas 36 que son todas
idénticas, lo que reduce las inversiones mediante la ayuda de la
operación de ensamblaje que consiste en decalar angularmente las
chapas 36 una vez de cada dos.
Otros procedimientos de posicionamiento de chapas
36 con un decalaje angular están previstos.
Por otra parte, por ejemplo, tres patas de
diámetro externo mínimo suceden a tres patas de diámetro externo
máximo y se apilan las placas de chapas de manera que tres patas de
diámetro externo mínimo de una plancha estén frente a tres patas de
diámetro externo máximo de una chapa adyacente.
Es también posible jugar con el número de patas
para hacer variar circunferencialmente el recorte de las cavidades.
Por otra parte, cada chapa comprende una sola pata de diámetro
interno mínimo.
Por supuesto, es posible aplicar este modo de
realización al estator 12 que comprende entonces dos patas de
diámetro interno mínimo de una chapa frente a dos patas de diámetro
interno máximo de una chapa adyacente.
En todos los casos cada chapa de rotor y/o de
estator comprende dos patas, que forman los polos del rotor y del
estator, presentando al menos una de las patas un recorte radial
inferior al de las otras patas.
Unas patas de recortes grandes pueden entonces
encontrarse frente a frente las unas con las otras como puede
observarse en las figuras 5 a 8.
En todos los casos, unas patas de recorte grande
están frente a unas patas de recorte pequeño.
Se ha representado esquemáticamente en la figura
5 el detalle de un apilado axial de chapas 40 según otro modo de
realización.
Según este modo de realización el borde
periférico 42 radialmente externo de cada chapa de rotor 10
comprende una cara transversal biselada 44.
El biselado de los bordes periféricos 42 puede
ser realizado por cualquier medio conocido.
Preferentemente se realiza el biselado con ayuda
de una herramienta de corte (no representada) de chapas 40, por
ejemplo utilizando una forma especial de herramienta de corte de una
placa delgada u hoja de chapa.
El apilado axial de unas placas 40 de chapa del
rotor 10 aquí se ha efectuado de manera que la cara biselada 44 de
cada placa 40 de chapa esté orientada axialmente del mismo lado.
Esta disposición permite hacer aparecer una cavidad 28 periférica
circunferencial entre cada chapa 40 y una chapa 40 adyacente.
Según una variante de este modo de realización,
que está representada en la figura 6, una vez de cada dos se gira
una chapa 40 del rotor 10 de modo que una cavidad 28 periférica
circunferencial no aparece entre dos chapas 40 sino una vez de cada
dos.
Según otra variante del tercer modo de
realización, que está representado en la figura 7, el borde
periférico 42 externo de cada chapa 40 del rotor 10 comprende dos
caras opuestas biseladas 46, 48.
De este modo, cualquiera que sea el sentido de
montaje de las chapas 40, existe una cavidad 28 periférica
circunferencial entre cada par de chapas 40 adyacentes.
Según otra variante del tercer modo de
realización, que está representado en la figura 8, se apila
alternativamente una chapa 40 cuyo borde periférico 42 externo
comprende dos caras biseladas 46, 48, después una chapa 50 cuyo
borde periférico 42 externo no está biselado.
Según esta variante existe también una cavidad
periférica circunferencial 28 entre cada par de chapas 40, 50
adyacentes.
Por supuesto, los modos de realización descritos
en referencia a un rotor 10 son aplicables a un estator 12.
También es posible combinar los modos de
realización entre ellos, por ejemplo disponiendo las chapas 40
biseladas según una disposición parecida al modo de realización en
la que las cavidades 28 periféricas circunferenciales del rotor 10
están frente a unas cavidades 34 periféricas circunferenciales del
estator 12, etc.
Por supuesto, las chapas no tienen forzosamente
una forma plana. Las chapas están dispuestas en paquete de
chapas.
Claims (6)
1. Máquina eléctrica rotativa (14) alrededor de
un eje (X-X), del tipo que comprende un rotor (10) y
un estator (12), y del tipo en el que el rotor (10) y/o el estator
(12) comprende un cuerpo anular (16, 18) sensiblemente cilíndrico
que está constituido por un apilado axial de chapas cortadas que
forman un paquete de chapas que comprenden unas cavidades
periféricas circunferenciales (28, 34) con vistas a disminuir las
pérdidas de hierro en la máquina (14), caracterizada por el
hecho de que el diámetro externo (De), respectivamente interno (Di),
de cada chapa (36) varia en al menos un sector angular respecto a
otra entre un valor de diámetro máximo (De_{max}) y un valor de
diámetro mínimo (De_{min}), y por el hecho de que dos chapas (36)
adyacentes están apiladas de manera que un sector angular de valor
de diámetro máximo (De_{max}) de una chapa (36) esté frente un
sector angular de valor de diámetro mínimo (De_{min}) de una placa
de chapa (36) adyacente.
2. Máquina (14) según la reivindicación anterior,
caracterizada por el hecho de que los paquetes de chapas del
rotor (10) y del estator (12) comprenden cavidades periféricas
circunferenciales (28, 34) y por el hecho de que el rotor (10) está
montado en el interior del estator (12) de manera que sus cavidades
periféricas circunferenciales (28) están axialmente frente a las
cavidades periféricas circunferenciales (34) del estator (12).
3. Máquina (14) según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho de que los paquetes de chapas del
rotor (10) y del estator (12) comprenden cavidades periféricas
circunferenciales y por el hecho de que el rotor (10) está montado
en el interior del estator (12) de manera que sus cavidades
periféricas circunferenciales están desfasadas axialmente con
respecto a las cavidades circunferenciales periféricas del estator
(12).
4. Máquina (14) según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de
que el borde periférico externo (42), respectivamente interno, de
una chapa (40) comprende al menos una cara (44, 48) biselada, y por
el hecho de que la o las caras (44, 48) biseladas de la chapa (40)
está realizada mediante una herramienta de cortar chapas (40).
5. Máquina (14) según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por el hecho de que
cada chapa comprende unas patas (38, 39) que forman los polos del
rotor (10) y/o del estator (12), y por el hecho de que al menos una
de las patas presenta un recorte radial inferior al de las otras
patas para la formación de dichas cavidades.
6. Máquina (14) según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por el hecho de que
cada chapa comprende unas patas (38, 39) que forman los polos del
rotor (10) y por el hecho de que el diámetro externo (De) varia
todos los cuartos de vuelta de modo que dos patas (39) de diámetro
externo mínimo (De_{min}) suceden a dos patas (38) de diámetro
externo máximo (De_{max}).
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