ES2322895T3 - Proceso para formar el estator de un motor lineal de un apilamiento anular de elementos de laminacion y de un estator para un motor electrico. - Google Patents
Proceso para formar el estator de un motor lineal de un apilamiento anular de elementos de laminacion y de un estator para un motor electrico. Download PDFInfo
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Abstract
Un proceso para formar el estator de un motor eléctrico linear, comprendiendo dicho estator una pila anular de elementos de laminación (5) asentados lateralmente entre sí, teniendo cada elemento de laminación (5) una extensión axial interna (11) y dos extensiones radiales extremas (12), y en cuya pila anular está montada una bobina tubular (6), comprendiendo dicho proceso las etapas de: a. proporcionar elementos de laminación (10), cada uno de los cuales está definido por dos porciones de laminación (13, 14) que deben fijarse entre sí para completar el elemento de laminación respectivo (10), al menos una de dichas porciones de laminación (13, 154) tiene al menos parte de la extensión axial interna (11) del elemento de laminación (10) respectivo; b. proporcionar una alineación rectilínea de cada una de una pluralidad de porciones de laminación (13, 14) que presentan un borde axial (13c, 14c) radialmente interno, estando asentadas dichas porciones de laminación (13, 14) lateralmente mutuamente con sus bordes axiales (13c, 14c) radialmente internos respectivos definiendo una superficie plana; c. fijar entre sí los bordes axiales (13c, 14c) radialmente internos de las porciones de laminación (13, 14) de la alineación rectilínea de cada pluralidad de porciones de laminación (13, 14), para permitir solamente el desplazamiento angular limitado relativo de cada porción de laminación (13, 14) alrededor de su parte del borde axial (13c, 14c) radialmente interno; d. deformar la alineación de cada pluralidad de porciones de laminación (13, 14) fijadas entre sí en una forma anular, con los bordes axiales (13c, 14c) radialmente internos respectivos definiendo una superficie cilíndrica interna del conjunto anular (20, 30) respectivos; e. formar dos conjuntos anulares (20, 30) mutuamente complementarios, estando asentadas las porciones de laminación (13, 14) de cada conjunto anular (20, 30) lado a lado relativamente entre sí; y f. asentar en el interior de cada uno de dichos conjuntos anulares (20, 30) una porción extrema adyacente respectiva de la bobina tubular, fijando los dos conjuntos anulares (20, 30) entre sí para completar la forma de la pila anular de elementos de laminación (5).
Description
Proceso para formar el estator de un motor
lineal de un apilamiento anular de elementos de laminación y de un
estator para un motor eléctrico.
La presente invención se refiere a un proceso
para formar el estator de un motor lineal y, más particularmente,
para el conjunto de su pilar anular interna de laminaciones
metálicas, que soportarán la bobina de dicho motor lineal.
En la fabricación de un compresor hermético de
refrigeración con un motor lineal, existen varios componentes que
forman el compresor, tal como el motor lineal. Este tipo de motor
está formado de una pila anular de laminaciones metálicas del
estator del motor lineal y alrededor del cual está arrollado un
alambre de cobre, que forma la bobina de inducción del motor.
El motor lineal comprende, además, otro conjunto
de laminaciones metálicas, que forma, además, una pila radial
conocida como pila anular externa y que define, con el estator, un
espacio anular dentro del cual se muele el impulsor magnético, cuya
función es producir el movimiento lineal del pistón del compresor,
que permite a dicho pistón realizar la operación de compresión
dentro de un cilindro del compresor.
Se conocen procesos que definen configuraciones
para un estator lineal utilizando laminaciones enteras en la
fabricación de los estatores lineales que presentan una topología
axialmente asimétrica con laminaciones de los tipos "C" o
"U", o en forma de una noria, y que llevan imanes en la parte
móvil (US 4.602.174, US 4.346.318, US 4.349.767, US 4.454.426, US
4.623.08). Tales soluciones presentan varias dificultades con
relación a los aspectos de fabricación, tales como: alojamiento de
la bobina en la estructura anular de laminaciones; aislamiento de
la bobina con respecto a la estructura de laminación, de acuerdo con
reglas internacionales de aislamiento eléctrico; fijación de la
bobina y/o de los arrollamientos de la bobina, que deben ser fijados
rígidamente, considerando las fuerzas altas aplicadas allí, debido
a la alta aceleración que resulta del movimiento recíproco de
acuerdo con la frecuencia del sistema de potencia.
El documento US 5.318.412 describe una
construcción de un motor laminar provisto con laminaciones de dos
piezas, que están asentadas lateralmente unas con relación a las
otras, con el fin de definir porciones de pilas de laminación
respectivas que deben fijarse entre sí para formar el estator. Una
de las porciones de laminación está provista con un receso en una
región de asiento respectiva para recibir una proyección
complementaria definida en la otra porción de laminación, estando
fijadas las porciones de laminación entre sí por medio de
tornillos. Esta construcción presenta un núcleo magnético del motor
como un acero macizo, que permite que la fijación entre las
porciones de laminación se obtenga a través de tornillos. Sin
embargo, esta solución de fijación no se aplica aquellas
construcciones de motor en las que el núcleo magnético del motor
está constituido por elementos de acero y en las que el dispositivo
de desplazamiento que debería formarse por elementos magnéticos,
oscila en el diámetro externo del estator del motor. Con el fin de
obtener una alta eficiencia en este tipo de motor lineal, los
elementos de laminación del diámetro exterior deberían estar
espaciados de una manera sustancialmente simétrica. Si los
elementos de laminación, que están distribuidos circularmente, están
aglutinados, para formar, por ejemplo, espacios en algunas partes
radiales para el paso de los elementos de fijación, tales como
tornillos, los espacios deberían generar reluctancia al campo
magnético y también saturar los elementos de concentrados aquí. En
otras palabras, se originaría una resistencia pequeña y, por
consiguiente, se reduciría la eficiencia del motor.
El documento US 6.007.054 presenta una topología
del motor lineal, en la que los imanes están desplazados en la
región del diámetro interno del estator. A la vista de ello, los
elementos de laminación que forman la pila anular tienen que
presentan un contorno circular interno, pero no necesitan extremos
externos igualmente espaciados, con el fin de obtener una
superficie cilíndrica externa sustancialmente homogénea para la pila
anular. Esta solución de la técnica anterior presenta su pila de
laminación formada con el fin de que se proporcionen las
extensiones radiales extremas de cada elemento de laminación para
definir la superficie lateral interna de la pila de laminaciones,
mientras que la extensión axial de cada elemento de laminación está
prevista para definir una parte respectiva del contorno exterior de
la pila de laminación. La superficie lateral externa está formada
por una pluralidad de bloques de laminaciones dispuestos
angularmente unos fuera de los otros, definiendo de esta manera una
superficie lateral discontinua de la pila de laminaciones.
Por lo tanto, un objeto de la presente invención
es proporcionar un proceso para formar el estator de un motor
lineal, que facilita el montaje del estator, particularmente la
bobina dentro del mismo, permitiendo aumentar al máximo la cantidad
de arrollamientos del alambre de cobre en el interior de dicho
estator y permitiendo, además, la fijación de las laminaciones
metálicas de la pila de laminaciones formada para presentar una
resistencia suficiente para resistir los esfuerzos aplicados al
estator durante el funcionamiento del motor lineal.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un proceso para formar el estator, tal como se ha
mencionado anteriormente, que permite aislar eléctricamente la
bobina de dicho estator de una manera sencilla y adecuada.
Estos y otros objetivos se consiguen por un
proceso para formar el estator de un motor eléctrico lineal,
comprendiendo dicho estator una pila anular de elementos de
laminación de acuerdo con la reivindicación 1.
La presente invención presenta, además, una pila
anular de elementos de laminación del tipo que forma el estator de
un motor eléctrico lineal y que comprende una pluralidad de
elementos de laminación asentados lateralmente entre sí, de acuerdo
con la reivindicación 11.
La presente invención presenta algunas ventajas
con relación a las construcciones convencionales de la técnica
anterior, tales como: posibilidad de arrollamiento del alambre de
cobre que forma la bobina en máquinas convencionales; la
consecución de grandes cantidades de arrollamientos del alambre de
cobre de la bobina; cumplir los requerimientos del aislamiento
eléctrico de dicha bobina, de acuerdo con las reglas internacionales
de seguridad eléctrica, siendo realizado el aislamiento eléctrico
por un proceso convencional; y la fiabilidad de la fijación de los
arrollamientos de cobre de la bobina en conjunto.
Las formas de realización ventajosas de la
invención se indican en las reivindicaciones dependientes.
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A continuación se describirá la invención, con
referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 es una vista de la sección
longitudinal de un motor lineal, que muestra una construcción de
estator conocida de la técnica anterior, que tiene una pila anular
de laminaciones formada con laminaciones de piezas
individuales.
La figura 2 es una vista lateral de una
laminación de pieza individual del tipo utilizado en la pila anular
de laminaciones ilustrada en la figura 1.
La figura 3 es una vista lateral de dos
porciones de laminaciones de una pila anular de laminaciones formada
de acuerdo con la presente invención.
La figura 4 es una vista en perspectiva de una
alineación anular de una porción de laminaciones de la pila de
laminaciones que se forma de acuerdo con la presente invención.
La figura 5 es una vista en perspectiva de un
carrete para la formación de la bobina, que se monta antes de
colocarla en el estator de la presente invención.
La figura 6 es una vista en perspectiva del
carrete para la formación de la bobina, aislada eléctricamente y
provista con terminales de contacto, antes de colocarla en el
estator de la presente invención.
La figura 7 es una vista en perspectiva de la
bobina montada en una alineación anular de una de las porciones de
laminación para la formación de la pila de laminaciones de la
presente invención, y
La figura 8 es una vista en perspectiva de la
bobina montada entre dos alineaciones anulares de medios de resorte
de porciones de laminación 8, que están montados comprimiendo
constantemente el conjunto resonante y el conjunto no resonante y
que se deforman elástica y axialmente hacia la dirección de
desplazamiento del pistón 2.
Cada elemento de laminación 10 presenta una
extensión axial interna 11 y dos extensiones extremas radiales 12
que definen, como se ilustra, un perfil trapezoidal para el elemento
de laminación 10, con la base más pequeña coincidiendo con la
extensión axial interna 11.
De acuerdo con la presente invención, cada
elemento de laminación 10 se define por dos porciones de laminación
13, 14, al menos una de las cuales tiene al menos parte de la
extensión axial interna 11 del elemento de laminación 10 respectivo
10, siendo fijadas dichas porciones de laminación 13, 14 entre sí
durante la formación del estator para completar el elemento de
laminación 10 respectivo, como se describe a continuación.
De acuerdo con una forma constructiva ilustrada,
cada elemento de laminación 10 presenta una porción de laminación
13, 14 respectiva que tiene su extensión axial interna 13a, 14a
respectiva soportando una extensión radial 13b, 14b
correspondiente.
Para la fijación de las porciones de laminación
entre sí, para formar cada elemento de laminación 10, dichas
porciones de laminación se asientan entre sí a través de una región
de asiento 15, 16 respectiva, por ejemplo, adaptando dichas
regiones de asiento 15, 16 entre sí, una de las cuales presenta un
receso 17 que debe montarse en una proyección complementaria 18
prevista en la otra región de asiento 15, 16 después del montaje de
la pila anular de elementos de laminación 5, como se describe a
continuación.
De acuerdo con la presente invención, cada
porción de laminación 13, 14 presenta una un borde radialmente
interno 13c, 14c respectivo, que debe asentarse lateralmente
mutuamente lado a lado con un borde radial interno 13c, 14c de una
porción de laminación 13, 14 adyacente que define una alineación
rectilínea de cada pluralidad de porciones de laminación 13,
14.
Después de la alineación rectilínea de cada
pluralidad de porciones de laminación 13, 14, las últimas se fijan
entre sí para permitir que se produzca solamente el desplazamiento
angular limitado relativo de cada porción de laminación 13, 14
alrededor de un eje de rotación que coincide con el borde
radialmente interno 13c, 14c respectivo.
Después de la fijación de las porciones de
laminación 13, 14 en una alineación rectilínea, estas últimas se
conducen a una etapa de deformación de dicha alineación hasta una
configuración anular, hasta que una porción de laminación extrema
13, 14 de cada alineación respectiva de una pluralidad de porciones
de laminación 13, 14 se asienta contra otra porción de laminación
extrema 13, 14 opuesta de dicha pluralidad de laminaciones. Esta
deformación hace que los bordes radialmente internos 13c, 14c
definan una superficie cilíndrica interna para el conjunto anular
20, 30 respectivo, siendo dichos conjuntos anulares 20, 30
complementarios entre sí en la formación de la pila anular de
elementos de laminación 5. La superficie cilíndrica interna de cada
conjunto anular se define para que presente un diámetro previamente
calculado para la pila anular de elementos de laminación 5 a
formar, como una función del dimensionado de la región para el
montaje de dicha pila en el motor eléctrico.
De acuerdo con la presente invención, después de
formar cada conjunto anular 20, 30, cada uno de los últimos recibe
una porción extrema respectiva de la bobina tubular 6, para permitir
que las regiones de asiento complementarias 15, 16 se asienten y se
fijen entre sí, completando la forma de la pila anular de elementos
de laminación 5.
En la forma de realización de la presente
invención ilustrada en la figura 8, una porción extrema de la bobina
tubular 6 está asentada en primer lugar en el interior de uno de
los conjuntos anulares 20, 30, antes de montarla en la otra porción
extrema de dicha bobina tubular 6 del otro conjunto anular 20, 30.
En otra forma de realización, cada conjunto anular 20, 30 está
asentado simultáneamente en una porción extrema adyacente de la
bobina tubular 6.
De acuerdo con otro modo de realización de la
presente invención, la fijación de los dos conjuntos anulares 20,
30 entre sí para la formación de la pila anular de elementos de
laminación 5 se realiza proporcionando un cordón adhesivo (no
ilustrado) en la región de asiento 15, 16 de al menos una de las
pluralidades de porciones de laminación 13, 14 que forman cada
conjunto anular 20, 30, siendo endurecido dicho adhesivo bajo
tensión, por ejemplo.
Como una función de la construcción del estator
de la presente invención, la bobina tubular 6 puede obtenerse antes
de colocarla dentro de la pila anular de elementos de laminación 5,
arrollando cada alambre de cobre 40 en un carrete 50, fabricado de
plástico, por ejemplo (figura 5) y que presenta medios para
proporcionar el aislamiento de los extremos del alambre que forma
la bobina. Al final de la operación de arrollamiento, se realiza la
conexión de dichos extremos a conductos 60, por ejemplo mediante
soldadura y dichos conductos funcionan, por ejemplo, para conectar
la bobina tubular 6 a un cable de suministro de potencia, no
ilustrado. En la presente construcción, el conjunto definido por el
alambre de cobre arrollado 40 y el carrete recibe una cubierta de
aislamiento 70, por ejemplo fabricada de material de plástico
inyectado (figura 6) para garantizar el aislamiento completo de la
bobina con respecto a la estructura ferromagnética del motor
eléctrico. El conjunto formado por el alambre de cobre arrollado
40, el carrete 50, y la cubierta de aislamiento 70 define la bobina
tubular 6 que será colocada y fijada, por ejemplo, por un adhesivo,
entre los conjuntos anulares 20, 30 (figura 8).
Claims (13)
1. Un proceso para formar el estator de un motor
eléctrico linear, comprendiendo dicho estator una pila anular de
elementos de laminación (5) asentados lateralmente entre sí,
teniendo cada elemento de laminación (5) una extensión axial
interna (11) y dos extensiones radiales extremas (12), y en cuya
pila anular está montada una bobina tubular (6), comprendiendo
dicho proceso las etapas de:
- a.
- proporcionar elementos de laminación (10), cada uno de los cuales está definido por dos porciones de laminación (13, 14) que deben fijarse entre sí para completar el elemento de laminación respectivo (10), al menos una de dichas porciones de laminación (13, 154) tiene al menos parte de la extensión axial interna (11) del elemento de laminación (10) respectivo;
- b.
- proporcionar una alineación rectilínea de cada una de una pluralidad de porciones de laminación (13, 14) que presentan un borde axial (13c, 14c) radialmente interno, estando asentadas dichas porciones de laminación (13, 14) lateralmente mutuamente con sus bordes axiales (13c, 14c) radialmente internos respectivos definiendo una superficie plana;
- c.
- fijar entre sí los bordes axiales (13c, 14c) radialmente internos de las porciones de laminación (13, 14) de la alineación rectilínea de cada pluralidad de porciones de laminación (13, 14), para permitir solamente el desplazamiento angular limitado relativo de cada porción de laminación (13, 14) alrededor de su parte del borde axial (13c, 14c) radialmente interno;
- d.
- deformar la alineación de cada pluralidad de porciones de laminación (13, 14) fijadas entre sí en una forma anular, con los bordes axiales (13c, 14c) radialmente internos respectivos definiendo una superficie cilíndrica interna del conjunto anular (20, 30) respectivos;
- e.
- formar dos conjuntos anulares (20, 30) mutuamente complementarios, estando asentadas las porciones de laminación (13, 14) de cada conjunto anular (20, 30) lado a lado relativamente entre sí; y
- f.
- asentar en el interior de cada uno de dichos conjuntos anulares (20, 30) una porción extrema adyacente respectiva de la bobina tubular, fijando los dos conjuntos anulares (20, 30) entre sí para completar la forma de la pila anular de elementos de laminación (5).
2. El proceso de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque en la etapa "f", los dos
conjuntos anulares (20, 30) de elementos de laminación (10) están
fijados entre sí en regiones de asiento (15, 16) con ajuste
mutuo.
3. El proceso de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque la fijación mutua de las porciones
de laminación (13, 14) se obtiene con la etapa de proporcionar un
adhesivo a la región de asiento (15, 16) con el ajuste mutuo de al
menos uno de los conjuntos anulares (20, 30).
4. El proceso de acuerdo con la reivindicación
3, caracterizado porque comprende la etapa adicional de
someter el adhesivo a endurecimiento a presión, fijando mutuamente
las porciones de laminación (13, 14) de los dos conjuntos anulares
(20, 30).
5. El proceso de acuerdo con la reivindicación
3, caracterizado porque en la etapa "a", una de las
porciones de laminación (13, 14) de cada elemento de laminación
(10) está provista con un receso (17) en la región de asiento (15,
16) para la otra porción de laminación (13, 14), que está provista
en la región de asiento (15, 16) respectiva con una proyección (18)
complementaria a monta en dicho receso (17) después de la fijación
de los dos conjuntos anulares (20, 30).
6. El proceso de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque la etapa "f" comprende las
etapas adicionales de:
- -
- asentar una porción extrema respectiva de la bobina tubular (6) en el interior de uno de dichos conjuntos anulares (20, 30); y
- -
- montar el otro de dichos conjuntos anulares (209, 30) en el resto de la bobina tubular (6), fijando los dos conjuntos anulares (20, 30) entre sí, para completar la forma de la pila anular de elementos de laminación (5).
7. El proceso de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque incluye una etapa adicional de
proveer la bobina tubular (6) con una cubierta de aislamiento
(70).
8. El proceso de acuerdo con la reivindicación
7, caracterizado porque la cubierta de aislamiento (70) se
inyecta alrededor de la bobina tubular 86).
\newpage
9. El proceso de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque la bobina tubular (6) se fija entre
los conjuntos anulares (20, 30).
10. El proceso de acuerdo con la reivindicación
9, caracterizado porque la bobina tubular (6) se fija por
adhesivo a los conjuntos anulares (20, 30).
11. Una pila anular de elementos de laminación
del tipo para formar el estator de un motor eléctrico lineal y que
comprende una pluralidad de elementos de laminación (10) asentados
lateralmente entre sí, teniendo cada elemento de laminación (10)
una extensión axial interna (11) y dos extensiones radiales extremas
(12), y en cuya pila anular está montada una bobina tubular (6), en
la que cada elemento de laminación (10) se define por dos porciones
de laminación (13, 14) que deben fijarse entre sí, para completar el
elemento de laminación (10) respectivo, donde al menos una de
dichas porciones de laminación (13, 14) tiene al menos parte de la
extensión axial interna (11) del elemento de laminación respectivo y
una de las extensiones radiales extremas (12), caracterizada
porque cada porción de laminación (13, 14) presenta un borde (13c,
14c) radialmente interno respectivo que debe asentarse lateralmente
mutuamente lado a lado, donde un borde (13c, 14c) radialmente
interno de una porción de laminación (13, 14) adyacente define una
alineación rectilínea de cada pluralidad de porciones de laminación
(13, 14).
12. La pila de elementos de laminación de
acuerdo con la reivindicación 11, caracterizada porque cada
porción de laminación (13, 13) presenta una región de asiento (15,
16) respectiva para el ajuste mutuo con la otra porción de
laminación (13, 14) después de la fijación de dos conjuntos anulares
(20, 30) entre sí.
13. La pila de laminación de acuerdo con la
reivindicación 12, caracterizada porque una de las porciones
de laminación (13, 14) de cada elemento de laminación (10) presenta
un receso (17) en la región de asiento (13c, 14c) para el montaje
de una proyección complementaria (18) prevista en otra porción de
laminación (13, 14), para completar el elemento de laminación (10)
respectiva después la fijación de dos conjuntos anulares (20, 30)
entre sí.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| BR0203507 | 2002-07-03 | ||
| BR0203507-3A BR0203507A (pt) | 2002-07-03 | 2002-07-03 | Processo de formação de estator de motor linear, pacote anelar de elementos de lâminas e estator de motor eletrico |
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