ES2343796T3 - Maquina electrica para el accionamiento de propulsion de un submarino con una maquina sincrona excitada con imanes permanentes. - Google Patents
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Abstract
Máquina eléctrica para el accionamiento de propulsión de un submarino con una máquina síncrona (1) excitada con imanes permanentes, con un estator (2), en el que está dispuesto un arrollamiento de estator (3), que presenta una pluralidad de secciones de arrollamiento (4), en la que cada sección de arrollamiento (4) está alimentada por un convertidor (WR) monofásico separado, en la que los convertidores (WR) se encuentran en forma de módulos convertidores (6) en el interior de la máquina síncrona (1) y los convertidores (WR) están dispuestos en dirección axial entre una placa de cojinete (11) del lado A y una placa de cojinete (12) del lado B en un bastidor de retención de convertidores (13), caracterizada porque el arrollamiento del estator está configurado como arrollamiento ondulado.
Description
Máquina eléctrica para el accionamiento de
propulsión de un submarino con una máquina síncrona excitada con
imanes permanentes.
La invención se refiere a una máquina eléctrica
para el accionamiento de propulsión de un submarino con una máquina
síncrona excitada con imanes permanentes, con un estator, en el que
está dispuesto un arrollamiento de estator. A la máquina síncrona
pertenece un rotor, sobre el que están previstos imanes
permanentes.
Una máquina eléctrica de este tipo, como se
describe en detalle, por ejemplo, en el documento
EP-B-0 194 433. se emplea cada vez
en mayor medida en instalaciones de accionamiento de submarinos,
puesto que su utilización para tales fines implica, entre otras
cosas, una reducción considerable de la necesidad de espacio
requerido, de donde pueden resultar ahorros de costes considerables
en cuanto a la construcción del submarino.
MAGENS K: "PERMASYN - EIN PERMANENTERREGTER
SYNCHRONMOTOR FUER DEN SCHIFFSBETRIEB. PERMASYN - A PERMENENTFIELD,
CONVERTER-FED MOTOR FOR PROPULSION SYSTEMS"
JAHRBUCH DER SCHIFFBAUTECHNISCHEN GESELLSCHAFT, BERLÍN, DE, Vol.
81, 1987, páginas 221-227, XP002043270 IDDN:
0374-1222 publica una máquina eléctrica del tipo
indicado al principio para el accionamiento de propulsión de un
submarino.
La invención tiene el cometido de desarrollar
una máquina eléctrica de este tipo para el accionamiento de
propulsión de un submarino con una máquina síncrona excitada con
imanes permanentes de tal forma que se realice una redundancia y
disponibilidad elevadas en comparación con el estado de la técnica,
de manera que con un gasto técnico de construcción reducido se
pueda conseguir una reducción alta de los ruidos que se generan en
el funcionamiento de la máquina eléctrica y en comparación con el
estado de la técnica se garantice una medida alta de seguridad del
arrollamiento y de toma de tierra.
Este cometido se soluciona de acuerdo con la
invención por medio de las características de la reivindicación 1.
Las configuraciones preferidas se definen en las reivindicaciones
dependientes.
En virtud de la configuración del arrollamiento
del estator como arrollamiento ondulado, que presenta una
pluralidad de secciones individuales del arrollamiento, de manera
que cada sección del arrollamiento es alimentada a través de un
convertidor monofásico, resulta una medida considerablemente alta de
seguridad del arrollamiento y de toma de tierra en comparación con
el estado de la técnica; por lo demás, es posible continuar
accionando la máquina eléctrica configurada de esta manera también
con un arrollamiento y toma de tierra monopolar. A través de la
disposición de los convertidores previstos en módulos de
convertidores dentro de la carcasa de la máquina en dirección axial
entre la placa de cojinete del lado A y la placa de cojinete del
lado B se consigue una alta compacidad de toda la instalación de
accionamiento del submarino U y una amplia insensibilidad frente a
influencias perturbadoras exteriores, de manera que adicionalmente
se reducen en la mayor medida posible las influencias de
interferencias de compatibilidad electromagnética EMV que parten
desde los convertidores. Puesto que cada sección de arrollamiento
del arrollamiento del estator configurado como estator ondulado es
alimentada a través de un convertidor monofásico separado, se puede
alcanzar una alta redundancia. Por lo demás, en virtud de la
alimentación separada a través de convertidores monofásicos, resulta
la posibilidad de utilizar también las ondas armónicas superiores
del campo electromagnético de manera útil para la formación de los
pares de torsión, puesto que a través de la alimentación monofásica
de las secciones del arrollamiento se pueden realizar curvas de
tiempo casi discrecionales de las corrientes del estator.
Especialmente, en este contexto existe la posibilidad de
seleccionar las curvas de tiempo de las corrientes del estator de
tal forma que los momentos pendulares perturbadores son muy
pequeños y, por lo tanto, se pueden cumplir los altos requerimientos
planteados a la marcha silenciosa para las instalaciones de
accionamiento de submarinos. Los convertidores de la máquina
eléctrica descrita anteriormente se realizan de manera ventajosa en
tipo de construcción
modular.
modular.
De acuerdo con otra configuración ventajosa de
la máquina eléctrica de acuerdo con la invención, su arrollamiento
ondulado está configurado como arrollamiento de barras. De acuerdo
con otra forma de realización ventajosa de la máquina eléctrica de
acuerdo con la invención, el arrollamiento del estator configurado
como arrollamiento ondulado de la máquina síncrona excitada con
imanes permanentes tiene un número par de secciones de
arrollamiento, de manera que en cada módulo convertidor se pueden
disponer de manera ventajosa dos convertidores. A través de la
selección de un número par de secciones de arrollamiento y de
convertidores es posible, además, de manera ventajosa, conectar,
respectivamente, la mitad de los convertidores en una de dos redes
parciales de la red de a bordo y en este caso conseguir una
división uniforme de la carga sobre las dos redes parciales.
La máquina síncrona excitada con imanes
permanentes de la máquina eléctrica de acuerdo con la invención
puede presentar de manera ventajosa 24 secciones de arrollamiento, a
las que están asociados 24 convertidores y 12 módulos
convertidores, de manera que en los módulos convertidores están
dispuestos, respectivamente, dos convertidores.
Es posible que cada módulo convertidor presente
uno o varios convertidores.
A continuación se explica en detalle la
invención con la ayuda de una forma de realización con referencia
al dibujo.
En este caso:
La figura 1 muestra una sección parcial de una
forma de realización de principio de una máquina eléctrica de
acuerdo con la invención con una máquina síncrona excitada con
imanes permanentes y con convertidores dispuestos dentro de la
carcasa de la máquina; y
La figura 2 muestra una representación de
principio de una disposición de secciones de arrollamiento y
convertidores de la forma de realización mostrada en la figura 1 de
la máquina eléctrica de acuerdo con la invención.
Una máquina eléctrica representada en la sección
parcial en forma de principio en la figura 1 con una máquina
síncrona 1 excitada con imanes permanentes se emplea en submarinos
como accionamiento de propulsión. Un componente esencial de la
máquina síncrona 1 excitada con imanes permanentes de una
instalación de accionamiento de este tipo es un estator 2 con un
arrollamiento de estator 3.
En el caso de la forma de realización de la
máquina eléctrica de acuerdo con la invención es el arrollamiento
de estator 3 como arrollamiento ondulado 3. este arrollamiento de
estator 3 configurado como arrollamiento ondulado 3 tiene, como se
deduce especialmente a partir de la representación de principio en
la figura 2, una pluralidad de secciones de arrollamiento 4, de las
cuales en el caso del arrollamiento de estator 3 mostrado en
principio en la figura 2 están previstas 24 secciones de
arrollamiento 4.
La conexión de cada sección de arrollamiento 4
individual en un convertidor WR101 a WR112 o bien WR201 a WR212
asociado exclusivamente a ella se realiza por medio de líneas de
conexión 5. Cada sección de arrollamiento 4 del arrollamiento de
estator 3, configurado como arrollamiento ondulado 3, de la máquina
síncrona 1 es alimentada a través de un convertidor WR respectivo,
previsto solamente para esta sección de arrollamiento 4. Los
convertidores WR, que alimentan el arrollamiento de estator 3,
están dispuestos en el interior de la máquina síncrona 1 excitada
con imanes permanentes en dirección axial entre una laca de cojinete
11 del lado A y una placa de cojinete 12 del lado B en un bastidor
de soporte del convertidor 13 y se encuentran en módulos de
convertidor 6.
En el ejemplo de realización mostrado en la
figura 2, respectivamente, dos convertidores WR, a saber, los
convertidores WR101 y WR102, los convertidores WR103 y WR104, los
convertidores WR105 y WR106, los convertidores R107 y WR108, los
convertidores WR109 y WR110, los convertidores ER111 y WR112, los
convertidores WR201 y WR202, los convertidores WR203 y WR204, los
convertidores WR205 y WR206, los convertidores WR207 y WR208, los
convertidores WR209 y WR210 y los convertidores WR211 y WR121 están
agrupados en un módulo convertidor 6.
Respectivamente, seis módulos convertidores 6
están conectados a través de una línea de conexión 7 y 8 previstas
para ellos en cada caso en una red parcial 9 y 10 de una red de a
bordo.
En lugar de dos convertidores WR por cada módulo
convertidor 6, se pueden agrupar más de dos convertidores WR en un
módulo convertidor.
Claims (6)
1. Máquina eléctrica para el accionamiento de
propulsión de un submarino con una máquina síncrona (1) excitada
con imanes permanentes, con un estator (2), en el que está dispuesto
un arrollamiento de estator (3), que presenta una pluralidad de
secciones de arrollamiento (4), en la que cada sección de
arrollamiento (4) está alimentada por un convertidor (WR)
monofásico separado, en la que los convertidores (WR) se encuentran
en forma de módulos convertidores (6) en el interior de la máquina
síncrona (1) y los convertidores (WR) están dispuestos en dirección
axial entre una placa de cojinete (11) del lado A y una placa de
cojinete (12) del lado B en un bastidor de retención de
convertidores (13), caracterizada porque el arrollamiento del
estator está configurado como arrollamiento ondulado.
2. Máquina eléctrica de acuerdo con la
reivindicación 1, cuyo arrollamiento ondulado (3) está configurado
como airamiento de barra.
3. Máquina eléctrica de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, cuyo arrollamiento ondulado (3) presenta un
número par de secciones de arrollamiento (4), a las que está
asociado un número igualmente grande de convertidores (WR).
4. Máquina eléctrica de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, en la que están previstos módulos
convertidores, en los están dispuestos, respectivamente, uno, dos o
más convertidores (WR).
5. Máquina eléctrica de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 4, en la que, respectivamente, la mitad de los
convertidores (WR) están conectados en una de dos redes parciales
(9, 10) de la red de a bordo.
6. Máquina eléctrica de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 5, cuya máquina síncrona (1) presenta 24
secciones de arrollamiento (4), a las que están asociados 24
convertidores (WR) y 12 módulos convertidores (6), en los que está
dispuestos, respectivamente, los convertidores (WR).
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