ES2321890T3 - Rotor y procedimiento para producir un rotor. - Google Patents

Abstract

EN LOS ROTORES PARA MOTORES ELECTRICOS, EL CONMUTADOR SUELE IR FIJADO SOBRE EL ARBOL DEL ROTOR MEDIANTE UN ENCAJE A PRESION, LO CUAL TIENE COMO RESULTADO NO DESEADO EL DE DAÑAR LA SUPERFICIE DEL ARBOL DEL ROTOR. EN EL ROTOR DE LA INVENCION, EL ARBOL DEL ROTOR (2) CON EL NUCLEO DEL ROTOR (3) FIJADO SOBRE ESTE SON RECUBIERTOS ELECTROESTATICAMENTE DE POLVO CON UNA CAPA DE EPOXIDO EN CADA UNA DE LAS SECCIONES (12) Y (13) DEL ARBOL DEL ROTOR (2) Y EN LAS RANURAS DE BOBINADO (6) Y POSTERIORMENTE CALENTADOS HASTA LA TEMPERATURA DE PLASTIFICACION Y DE ENDURECIMIENTO DEL EPOXIDO. A CONTINUACION, EL CONMUTADOR, CUYO TALADRO INTERIOR PRESENTA UN AJUSTE HOLGADO PARA EL ARBOL DEL ROTOR (2), ES COLOCADO EN SU POSICION FINAL SOBRE EL ARBOL DEL ROTOR (2) CON LA AYUDA DE UNA HERRAMIENTA DE DESLIZAMIENTO (19). EL EPOXIDO AUN VISCOSO AL SER PRESIONADO HACIA ATRAS SE DISTRIBUYE RADIALMENTE EN SU SUPERFICIE FRONTAL DE CONEXION (23) FORMANDO UN REBORDE (22) Y PENETRANDO EN LA RANURA ANULAR UBICADA ENTRE EL TALADRO INTERIOR Y EL ARBOL DEL ROTOR. UNA VEZ ENFRIADO EL EPOXIDO (14), EL CONMUTADOR QUEDARA FIJADO SOBRE EL ARBOL DEL ROTOR (2) DE MANERA ANTIROTATORIA Y ANTIDESLIZANTE. EL ROTOR ES APTO PARA MOTORES ELECTRICOS DE DIVERSOS TIPOS.

Description

Rotor y procedimiento para producir un rotor.

Estado de la técnica

La invención se basa en un rotor o en un procedimiento para producir un rotor según el género de la reivindicación 1 o de la reivindicación 5.

Del documento EP-A-0 365 233 se conoce un rotor para un motor eléctrico, con un árbol de rotor, con un núcleo de rotor y con un conmutador, que están dispuestos coaxialmente respecto a un eje longitudinal. El núcleo de rotor tiene rendijas de devanado con un devanado de rotor dispuesto dentro de las mismas así como una primera superficie frontal vuelta hacia el conmutador y una segunda superficie frontal alejada del conmutador.

El árbol de rotor tiene un primer segmento situado entre el núcleo de rotor y el conmutador y un segundo segmento, que parte de la segunda superficie frontal del núcleo de rotor y que está alejado del conmutador. El conmutador tiene una superficie frontal de unión vuelta hacia el núcleo de rotor así como un taladro interior coaxial al eje longitudinal. Las rendijas de devanado, la primera superficie frontal y la segunda superficie frontal del núcleo de rotor así como el primer segmento están cubiertos con una resina de epóxido pulverizada encima. El conmutador tiene sobre su superficie frontal de unión una depresión y, partiendo de la superficie frontal de unión, al menos un rebajo que se extiende en la dirección del eje longitudinal hacia el taladro interior. La resina de epóxido engrana para fijar el conmutador en la depresión y en al menos un rebajo.

En el documento US 5,043,612 se hace patente un procedimiento para recubrir un estator con una capa de epóxido sinterizada.

Asimismo ya se conoce un rotor (documento DE 37 28 000 C2), en el que el núcleo de rotor se cubre en cada caso frontalmente mediante un disco extremo, que presenta sobre su superficie vuelta hacia el núcleo de rotor y hacia el árbol de rotor canales de flujo, en los que puede implantarse un medio de impregnación de devanado, que después del revenido sirve de medio de solidificación que actúa adicionalmente.

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Ventajas de la invención

El rotor conforme a la invención o el procedimiento conforme a la invención para producir un rotor con las particularidades características de la reivindicación 1 o de la reivindicación 5 tiene la ventaja de que, de forma y modo sencillos, es posible una fijación del conmutador mediante el medio aislante aplicado al árbol de rotor y al núcleo de rotor (polvo de recubrimiento sobre base de epóxido). Para esto se ha practicado el taladro interior del conmutador con un ajuste de holgura respecto al árbol de rotor, con lo que el conmutador durante el montaje puede enchufarse fácilmente sobre el árbol de rotor y puede evitarse un daño a la superficie del árbol de rotor así como tensiones internas en el conmutador, ya que en la configuración habitual en el estado de la técnica del taladro interior del conmutador, con un ajuste a presión con relación al árbol de rotor, existe el riesgo de arañar la superficie del árbol de rotor. La capa aislante aplicada encima aumenta además las fuerzas de sujeción axiales del núcleo de rotor estructurado normalmente con láminas de chapa sobre el árbol de rotor, es decir, que el núcleo de rotor se sujeta mecánicamente de forma adicional mediante la capa aislante.

Mediante las medidas explicadas en las reivindicaciones subordinadas son posibles perfeccionamientos y mejoras ventajosos del rotor indicado en la reivindicación 1 o del procedimiento indicado en la reivindicación 5. Es ventajoso configurar al menos un rebajo del conmutador como superficie cónica que se estrecha desde la superficie frontal de unión hacia el taladro interior, con lo que es posible una introducción más fácil del epóxido plastificado entre el taladro interior del conmutador y el árbol de rotor, lo que conduce a una mejora de la fijación del conmutador sobre el árbol de rotor.

También es ventajoso cubrir el devanado de rotor así como los cables de conexión, que conducen desde el devanado de rotor al conmutador y están unidos al mismo, con una segunda capa de epóxido sinterizada, con lo que no sólo se obtiene una protección contra daños y medios agresivos, sino también una fijación adicional del devanado de rotor, mediante la cual se impiden roturas como consecuencia de vibraciones.

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Dibujo

Un ejemplo de ejecución de la invención se ha representado en el dibujo de forma simplificada y se explica con más detalle en la siguiente descripción. Aquí muestran la figura 1 un rotor con una capa de epóxido, la figura 2 un rotor con un conmutador enchufado sobre el árbol de rotor, la figura 3 un conmutador en corte longitudinal conforme a un corte a lo largo de la línea III-III en la figura 4, la figura 4 un conmutador conforme a la figura 3 en una vista lateral, la figura 5 un rotor con una segunda capa de epóxido.

Descripción del ejemplo de ejecución

En la figura 1 se ha representado un rotor para un motor eléctrico, con un eje longitudinal 1, con un árbol de rotor 2 que discurre coaxialmente al mismo y con un núcleo de rotor 3 enchufado con encaje a presión sobre el árbol de rotor 2. El núcleo de rotor 3 está empaquetado de forma conocida con láminas de chapa aisladas y presenta varias rendijas de devanado 6 que discurren en paralelo al eje longitudinal 1 y que, como se ha representado en la figura 2, se extienden desde una primera superficie frontal 8 vuelta hacia el conmutador 7 hasta una segunda superficie frontal 9 del núcleo de rotor 3 alejada del conmutador 7. Las rendijas de devanado 6, la primera superficie frontal 8 y la segunda superficie frontal 9 del núcleo de rotor 3 y un primer segmento 12 del árbol de rotor 2, situado entre el núcleo de rotor 3 y el conmutador 7, así como un segundo segmento 13 del árbol de rotor 2, alejado del conmutador 7 y que se conecta al núcleo de rotor 3, están cubiertos con una capa de epóxido 14 sinterizada. Para esto se cubre con máscaras el rotor sin conmutador en las regiones del árbol de rotor 2 y del núcleo de rotor 3, que no deben dotarse de una capa de epóxido 14, y el rotor así equipado se implanta en una instalación de recubrimiento 17 indicada a trazos, en la que se asienta polvo de epóxido cargado electrostáticamente en un baño fluidizado de polvo en las regiones del árbol de rotor 2 y del núcleo de rotor 3, no cubiertas por máscaras, de tal modo que los segmentos 12 y 13 del árbol de rotor 2 así como la primera superficie frontal 8, la segunda superficie frontal 9 y las rendijas de devanado 6 del núcleo de rotor 3 están cubiertos con una capa de polvo de epóxido. También se cubre la envuelta exterior del núcleo de rotor 3. Esta capa de polvo sobre la envuelta exterior del núcleo de rotor se elimina en un paso de trabajo siguiente mediante soplado, aspiración o rascado, de tal modo que la envuelta exterior queda libre de polvo. Después se eleva la temperatura en la instalación de recubrimiento hasta que el polvo de epóxido se ha calentado hasta su temperatura de plastificación y revenido, que es aproximadamente de 240ºC y a la que el polvo de epóxido se convierte en una masa semilíquida. En este estado se enchufa el conmutador 7 sobre el árbol de rotor 2, que hace contacto con un tope de sujeción 18 cerca de su segundo segmento 13, mediante una herramienta de desplazamiento 19 representada a trazos y puntos, de tal modo que la capa de epóxido 14 semilíquida existente sobre el primer segmento 12 del árbol de rotor 2 se arquea radialmente hacia fuera parcialmente en forma de de un reborde 22 sobre una superficie frontal de unión 23 del conmutador 7 y penetra en una rendija anular, formada entre el perímetro del árbol de rotor 2 y la pared de un taladro interior 24 (véanse las figuras 3 y 4). Después del revenido del epóxido y el enfriamiento del rotor se fija el conmutador 7 exclusivamente mediante el epóxido 14 sobre el árbol de rotor 2 en dirección axial y se protege contra rotaciones. Como se ha representado en las figuras 3 y 4, el conmutador 7 presenta un núcleo de conmutador 27 de un duroplástico, que está circundado por un manguito conductor 28 metálico, en especial de cobre. En el núcleo de conmutador 27 discurre el taladro interior 24, que presenta un ajuste de holgura con relación al perímetro del árbol de rotor 2.

Partiendo de la superficie frontal de unión 23 el conmutador 7 presenta un rebajo 29 que se extiende en la dirección del eje longitudinal hacia el taladro interior, que se ha representado en la figura 3 como superficie cónica 29 que se estrecha hacia el taladro interior 24. El rebajo 29 puede estar configurado sin embargo también como ranura longitudinal que conduce hasta el taladro interior 24. El rebajo, por ejemplo en forma de superficie cónica 29 que se estrecha hacia el taladro interior 24, hace posible una penetración fácil y uniforme del epóxido semilíquido en la rendija anular formada entre el árbol de rotor 2 y el taladro interior 24. Para una mejor fijación del conmutador 7 en el sentido de giro están previstas sobre la superficie de unión 23 del conmutador 7 depresiones 32 en el núcleo de conmutador 27, que parten por ejemplo del rebajo 29 y se extienden hasta el perímetro del núcleo de conmutador 27. La sección transversal de las depresiones 32 puede ser con ello rectangular, triangular, semicircular, etc. El reborde 22 del epóxido 14 cubre en dirección radial las depresiones 32 y engrana en ellas. Las rendijas de conmutador 33 que discurren en la dirección del eje longitudinal seccionan el manguito conductor 28 en segmentos aislados 34 eléctricamente aislados unos de otros, que poseen en cada caso un gancho de unión 35 vuelto hacia la superficie frontal de unión 23. A cada gancho de unión 35 está unido eléctricamente un cable de unión 37 del devanado de rotor 38 representado en la figura 5 mediante afianzamiento. Después de la inserción del devanado de rotor 38 en las rendijas de devanado 6 del núcleo de rotor 3 así como de la unión entre los cables de unión 37 y de los ganchos de unión 35 del conmutador 7 se introduce de nuevo el rotor en la instalación de recubrimiento 17 y se recubre con polvo, con polvo de epóxido sobre el devanado de rotor 38 y los cables de unión 37, y a continuación se calienta a la temperatura de plastificado y revenido, con lo que se sinteriza encima una segunda capa de epóxido 39, que cubre el devanado de rotor 38 y los cables de unión 37 y de este modo se fija, con lo que se mejoran la resistencia a las vibraciones así como la protección contra medios agresivos. Con ello se asienta naturalmente la segunda capa de epóxido 39 también sobre el primer segmento 12 del árbol de rotor 2 y la superficie frontal de unión 23 así como el gancho de unión 35 del conmutador 7.

Claims (7)

1. Rotor para un motor eléctrico, con un árbol de rotor, con un núcleo de rotor y con un conmutador, que están dispuestos coaxialmente respecto a un eje longitudinal, en donde el núcleo de rotor tiene rendijas de devanado con al menos un devanado de rotor dispuesto dentro de las mismas así como una primera superficie frontal vuelta hacia el conmutador y una segunda superficie frontal alejada del conmutador, el árbol de rotor tiene un primer segmento situado entre el núcleo de rotor y el conmutador y un segundo segmento, que parte de la segunda superficie frontal del núcleo de rotor y que está alejado del conmutador, y el conmutador tiene una superficie frontal de unión vuelta hacia el núcleo de rotor así como un taladro interior coaxial al eje longitudinal, en donde las rendijas de devanado (6), la primera superficie frontal (8) y la segunda superficie frontal (9) del núcleo de rotor (3), así como el primer segmento (12) y el segundo segmento (13) del árbol de rotor (2) están cubiertos con una primera capa de epóxido sinterizada, y el conmutador (7) tiene sobre su superficie frontal de unión (23) una depresión (23) y, partiendo de la superficie frontal de unión (23), al menos un rebajo (29) que se extiende en la dirección del eje longitudinal (1) hacia el taladro interior (24), y la primera capa de epóxido (14) sinterizada engrana para fijar el conmutador (7) en al menos una depresión (32) y en al menos un rebajo (29), caracterizado porque el taladro interior (24) del conmutador (7) presenta un ajuste de holgura respecto al perímetro del árbol de rotor (2), y una parte de la capa de epóxido (14) penetra en una rendija anular, formada entre el perímetro del árbol de rotor (2) y la pared del taladro interior (24).

2. Rotor según la reivindicación 1, en donde al menos un rebajo (29) del conmutador (7) está configurado como superficie cónica (29), que se estrecha desde la superficie frontal de unión (23) hacia el taladro interior (24).

3. Rotor según la reivindicación 1 ó 2, en donde el devanado de rotor (38) así como los cables de unión (37), que conducen desde el devanado de rotor (38) al conmutador (7) y están unidos al mismo, están cubiertos con una segunda capa de epóxido (39) sinterizada.

4. Rotor según una de las reivindicaciones 1 a 3, en donde un reborde (22) de la capa de epóxido (14) cubre en dirección radial las depresiones (32) y engrana en ellas.

5. Procedimiento para producir un rotor para un motor eléctrico, que presenta dispuestos coaxialmente a un eje de rotor un árbol de rotor, un núcleo de rotor y con un conmutador, en donde el núcleo de rotor tiene rendijas de devanado para al menos un devanado de rotor dispuesto dentro de las mismas así como una primera superficie frontal vuelta hacia el conmutador y una segunda superficie frontal alejada del conmutador, el árbol de rotor tiene un primer segmento situado entre el núcleo de rotor y el conmutador y un segundo segmento, que parte de la segunda superficie frontal del núcleo de rotor y que está alejado del conmutador, y el conmutador tiene una superficie frontal de unión vuelta hacia el núcleo de rotor así como un taladro interior coaxial al eje longitudinal, caracterizado porque entre el taladro interior (24) del conmutador (7) y el perímetro del árbol de rotor (2) está configurado un ajuste en holgura, y porque después de presionar el núcleo de rotor (3) sobre el árbol de rotor (2), el primer segmento (12) y el segundo segmento (13) del árbol de rotor (2) así como la primera superficie frontal (8), la segunda superficie frontal (9) y las rendijas de devanado (6) del núcleo de rotor (3) se recubren electrostáticamente de polvo con polvo de epóxido (14), después de esto se calienta el polvo de epóxido (14) hasta su temperatura de plastificación y revenido, y después el conmutador (7) se enchufa sobre el árbol de rotor (2) en su posición final, en donde una parte del epóxido plastificado (14) es desplazado por el primer segmento (12) y se asienta sobre la superficie frontal de unión (23), y una parte de la capa de epóxido (14) penetra en una rendija anular formada entre el perímetro del árbol de rotor (2) y la pared del taladro interior (24).

6. Procedimiento según la reivindicación 6, en donde después de la inserción de al menos un devanado de rotor (38) en las rendijas de devanado (6) del núcleo de rotor (3) el devanado de rotor (38), los cables de unión (37) que conducen del devanado de rotor (38) hasta el conmutador (7) y están unidos al mismo así como la superficie frontal de unión (23) del conmutador se recubren de polvo electrostáticamente con polvo de epóxido (39) y, después de esto, el polvo de epóxido (39) se calienta a su temperatura de plastificado y revenido.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 5 ó 6, en donde un reborde (22) de la capa de epóxido (14) cubre en dirección radial las depresiones (32) y engrana dentro de las mismas.