ES2645662T3 - Máquina eléctrica - Google Patents

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ES2645662T3
ES2645662T3 ES15159124.5T ES15159124T ES2645662T3 ES 2645662 T3 ES2645662 T3 ES 2645662T3 ES 15159124 T ES15159124 T ES 15159124T ES 2645662 T3 ES2645662 T3 ES 2645662T3
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Joonas Helander
Moritz Grün
Ilkka Vainio
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Abstract

Una máquina eléctrica comprendiendo un rotor cilíndrico (100) que puede girar alrededor de un de giro eje central longitudinal (X - X), un estator (200) rodeando el rotor (100) y una estructura de soporte (300) soportando el rotor (100) y el estator (200), comprendiendo el estator (200) un núcleo de estator cilíndrico (210) y un bastidor de estator (220) rodeando el núcleo del estator (210), estando fijado el núcleo del estator (210) al bastidor del estator (220) teniendo el bastidor del estator (220) extremos axiales (X - X) y lados longitudinales, estando soportado el rotor (100) en cada extremo axial (X - X) por medio de un apoyo (140, 150) situado en un alojamiento para el apoyo (145, 155) sobre la estructura de soporte (300), estando situado el alojamiento para el apoyo (145, 155) axialmente (X - X) hacia fuera del extremo axial (X - X) del bastidor del estator (220), caracterizada por que proporciona una estructura de soporte de extremo (600) de hierro colado que tiene una longitud (L1) y una altura (H1) en cada extremo axial (X - X) del bastidor del estator (220), estando formada la estructura de soporte de extremo (600) por una porción media longitudinal (610) y dos porciones de extremo (620, 630) dirigidas hacia arriba a lo largo de la altura (H1) de la estructura de soporte de extremo (600), extendiéndose la estructura de soporte de extremo (600) en una dirección transversal (TD1) a la dirección axial (X - X) entre los bordes exteriores de los extremos axiales (X - X) del bastidor del estator (220), de manera que la estructura de soporte de extremo (600) está fijada con juntas de compresión al extremo axial (X - X) del bastidor del estator (220) y a la estructura de soporte (300), estando soportado el alojamiento del apoyo (145, 155) sobre y fijado a la porción media (610) de la estructura de soporte de extremo (600).

Description

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DESCRIPCION
Maquina electrica Campo de la invencion
La invencion se refiere a una maquina electrica.
Las maquinas electricas, es decir, los motores electricos y los generadores electricos, son usados en muchas aplicaciones. Los motores electricos son usados para accionar diferentes tipos de maquinas y los generadores electricos son usados para producir energfa electrica. Las fuentes de energfa usadas para accionar los generadores electricos vanan. El vapor es una fuente de energfa comun que se usa en las plantas de energfa electrica para accionar turbinas, para que estas turbinas accionen generadores electricos. Los motores de combustion, por otra parte, pueden ser usados para accionar generadores. El motor de combustion y el generador estan montados con frecuencia en una plataforma comun que forma una estructura de soporte. Toda la unidad que comprende el motor de combustion y el generador electrico sobre la estructura de soporte comun puede por tanto ser transportada al sitio de trabajo y ser situada sobre el suelo del edificio suministrador de energfa. La instalacion de una unidad asf es en consecuencia muy rapida.
El estator de un generador electrico comprende normalmente un nucleo de estator anular y un bastidor de estator que rodea al nucleo de estator. La superficie interna del nucleo del estator comprende ranuras que se abren dentro de la superficie interior del nucleo del estator anular. El devanado del estator esta situado en las ranuras. Hay ademas nervaduras de soporte que se extienden en la direccion axial a lo largo de la superficie exterior del nucleo del estator. Las nervaduras de soporte estan soldadas a la superficie exterior del nucleo del estator. El bastidor del estator comprende normalmente construcciones de extremo y placas de bastidor entre las construcciones de extremo. El bastidor del estator puede ser fabricado simultaneamente con el nucleo del estator. El bastidor del estator puede ser instalado a continuacion en el nucleo del estator cuando el nucleo del estator esta preparado. El nucleo del estator esta fijado por medio de las nervaduras de soporte al bastidor del estator. El bastidor del estator esta fijado mediante elementos de soporte a la estructura de soporte.
Especialmente, los generadores electricos situados en una estructura de soporte comun con un motor de combustion, que acciona el generador electrico, estan durante la vida util del generador electrico sometidos a las fuertes vibraciones originadas por el motor de combustion. El numero de ciclos de carga durante la vida util del generador electrico puede exceder los 109. Estas vibraciones causan esfuerzos fluctuantes en las construcciones del bastidor del generador electrico y en las fijaciones dentro de las construcciones del bastidor del generador electrico, asf como en las fijaciones entre las construcciones del bastidor del generador electrico y la estructura de soporte.
Las patentes de los EE.UU. US 5 744 885 A, la europea EP 0 057 294 A1 y las alemanas DE 35 06 628 A1 y DE 21 24 894 A1 muestran diversas construcciones de bastidores de generadores.
Descripcion breve de la invencion
Un objeto de la invencion presente es conseguir una maquina electrica mejorada.
La maquina electrica segun la invencion esta definida en la reivindicacion 1.
La maquina electrica comprende un rotor cilmdrico que gira alrededor de un eje de giro central longitudinal, un estator que rodea al rotor y una estructura de soporte que soporta al rotor y al estator, el estator comprende un nucleo de estator cilmdrico y un bastidor de estator que rodea al nucleo del estator, el nucleo del estator esta fijado al bastidor del estator, el bastidor del estator tiene extremos axiales y lados longitudinales, el rotor esta soportado en cada extremo axial por medio de un apoyo situado en un alojamiento para el apoyo sobre la estructura de soporte, el alojamiento para el apoyo esta situado axialmente hacia fuera desde el extremo axial del bastidor del estator.
La maquina electrica se caracteriza por que tiene dispuesta una estructura de soporte de extremo de hierro colado con una longitud y una altura en cada extremo axial del bastidor del estator, la estructura de soporte de extremo esta formada por una porcion media longitudinal y dos porciones de extremo dirigidas hacia arriba hasta la altura de la estructura de soporte de extremo, la estructura de soporte de extremo se extiende en una direccion transversal axial entre los bordes exteriores de los extremos axiales del bastidor del estator, por medio de la que la estructura de soporte de extremo esta fijada con juntas de compresion al extremo axial del bastidor del estator y a la estructura de soporte, el alojamiento para el apoyo esta soportado y fijado a la porcion media de la estructura de soporte de extremo.
El uso de la estructura de soporte de extremo aumenta la rigidez de la construccion de todo el bastidor de la maquina electrica. La estructura de soporte de extremo esta fijada con juntas de compresion a la estructura de soporte y con juntas de compresion al extremo axial del bastidor del estator. Las juntas de compresion pueden ser realizadas con tornillos y tuercas. La estructura de soporte de extremo puede, debido a las porciones de extremo que se extienden hacia arriba, estar fijadas desde una gran superficie hasta el extremo del bastidor del estator. La porcion media y las porciones de extremo de la estructura de soporte de extremo pueden comprender puntos de
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fijacion a la estructura de soporte y puntos de fijacion al extremo axial del bastidor del estator. Esta fijacion de una gran superficie elimina las concentraciones de esfuerzos sobre la estructura de soporte de extremo y sobre el extremo axial del bastidor del estator.
Las estructuras de soporte de extremo a cada extremo del bastidor del estator aumentan la rigidez de la construccion de todo el bastidor, para que la construccion del bastidor pueda soportar el numero requerido de ciclos de carga de 109 sin frenar durante la vida util de la maquina electrica. La construccion del soporte de extremo distribuye los esfuerzos de manera mas uniforme en la construccion del bastidor, de manera que se evitan concentraciones de esfuerzos significativas.
El uso de hierro colado hace que sea posible conseguir cualquier forma adecuada para la estructura de soporte de extremo con bastante facilidad. Por lo tanto, la forma de la estructura de soporte de extremo puede ser optimizada para eliminar las concentraciones de esfuerzos. Las pendientes de las curvas SN del hierro colado son tambien muy suaves en comparacion con las pendientes correspondientes de las estructuras soldadas. La resistencia a la fatiga en el caso de esfuerzos alternos fuertes o muy fuertes es mucho mayor para el hierro colado en comparacion con la resistencia a la fatiga de las estructuras soldadas. El soporte de extremo puede ser de hierro colado GJS-400.
En una realizacion ventajosa la estructura de soporte de extremo puede estar formada de manera que la altura de las porciones de extremo de la estructura de soporte de extremo este dentro del intervalo del 20 al 50% de la longitud de la estructura de soporte de extremo. Una altura suficiente de las porciones de extremo hace que sea posible tener puntos de fijacion desde la estructura de soporte de extremo hasta el extremo del bastidor del estator a una altura suficiente por encima de la superficie de la estructura de soporte.
La estructura de soporte de extremo puede estar formada en otra realizacion ventajosa de manera que cada porcion de extremo de la estructura de soporte de extremo comprende un rebajo que se extiende desde la superficie inferior de la porcion de extremo hacia arriba. Esta disposicion reduce la concentracion de esfuerzos en la zona inferior de la porcion de extremo. La zona inferior de las porciones de extremo es la zona donde la concentracion de esfuerzos es la mas alta.
La estructura de soporte de extremo puede estar formada en una realizacion ventajosa adicional para que las secciones de transicion entre la porcion media y las porciones de extremo tengan una forma curvada de manera que la curva aumente hacia la porcion de extremo. La idea de esta disposicion es distribuir esfuerzos uniformemente a lo largo de toda la estructura de soporte de extremo.
En una realizacion ventajosa adicional la estructura de soporte de extremo puede estar formada de manera que la estructura de soporte de extremo comprende una pestana que se extiende por el borde delantero de la estructura de soporte entre las porciones de extremo de la estructura de soporte de extremo, de manera que la pestana tiene una porcion media recta y partes de extremo curvadas que empiezan desde los extremos superiores de las porciones de extremo de la estructura de soporte de extremo. La pestana refuerza la estructura de soporte de extremo.
El nucleo del estator puede en una realizacion ventajosa adicional estar fijado adicionalmente al bastidor del estator con soportes en forma de L, de manera que una bifurcacion del soporte puede estar fijada mediante una junta de compresion a la nervadura de refuerzo del nucleo del estator y la otra bifurcacion del soporte puede estar fijada mediante una junta de compresion al bastidor del estator. Las juntas de compresion pueden ser realizadas con tornillos y tuercas. Dicha disposicion elimina la necesidad de juntas soldadas en la fijacion entre el nucleo del estator y el bastidor del estator.
El bastidor del estator puede estar fijado en una realizacion ventajosa adicional mediante elementos de soporte a la estructura de soporte por los bordes exteriores axialmente transversales del bastidor del estator. Los elementos de soporte pueden estar fijados mediante una junta de compresion al bastidor del estator y mediante una junta de compresion a la estructura de soporte. Los elementos de soporte pueden ser de hierro colado. Las juntas de compresion pueden ser realizadas con tornillos y tuercas. Dicha disposicion elimina la necesidad de juntas soldadas en la fijacion entre el bastidor del estator y la estructura de soporte.
Los elementos de soporte de hierro colado y los medios de fijacion basados en juntas de compresion, por ejemplo, realizados con tornillos y tuercas, pueden resistir facilmente 109 ciclos de carga durante la vida util de la maquina electrica.
El uso de hierro colado hace que sea posible conseguir con bastante facilidad cualquier forma adecuada para los elementos de soporte. De manera que, la forma de los elementos de soporte puede ser optimizada para eliminar las concentraciones de esfuerzos. Las pendientes de las curvas SN para hierro colado son ademas muy suaves en comparacion con las pendientes correspondientes de las estructuras soldadas. La resistencia a la fatiga en el caso de esfuerzos alternos fuertes o muy fuertes es mucho mayor para el hierro colado en comparacion con la resistencia a la fatiga de las estructuras soldadas.
La invencion es especialmente adecuada para ser usada en maquinas electricas grandes en las que el eje esta a una altura de al menos 1 m.
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Descripcion breve de los dibujos
A continuacion, se describe la invencion con mayor detalle por medio de realizaciones preferidas haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 muestra una seccion transversal longitudinal de una maquina electrica,
La Figura 2 muestra un generador electrico y un motor de diesel montado en una estructura de soporte comun,
La Figura 3 muestra una vista axonometrica de un estator,
La Figura 4 muestra una seccion transversal del estator,
La Figura 5 muestra una vista en despiece ordenado del bastidor del estator,
La Figura 6 muestra una vista axonometrica de una primera realizacion de una estructura de soporte de extremo segun la invencion,
La Figura 7 muestra una vista axonometrica de una segunda realizacion de una estructura de soporte de extremo segun la invencion,
La Figura 8 muestra una vista axonometrica de una maquina electrica con una estructura de soporte segun la invencion.
Descripcion detallada de realizaciones de la invencion
La Figura 1 muestra una seccion transversal longitudinal de una maquina electrica. La maquina electrica 400 comprende un eje central longitudinal X - X, un rotor cilmdrico 100 y un estator cilmdrico 200 que rodea al rotor 100.
El rotor 100 comprende una porcion central 110 provista de un devanado de rotor (no mostrado en la Figura) y dos porciones de extremo 120, 130 en cada extremo axial X - X de la porcion media 110. Cada porcion de extremo 120, 130 del rotor 100 esta giratoriamente soportada por un apoyo 140, 150 dispuesto en un alojamiento para el apoyo 145, 155, que esta soportado por una estructura de soporte 300 de la maquina electrica 400. Cada envuelta del soporte 145, 155 esta soportada por una superficie de soporte de extremo respectiva 320, 330 de la estructura de soporte 300.
El estator 200 comprende un nucleo del estator 210 y un bastidor del estator 220 que rodean al nucleo del estator 210. El bastidor del estator 220 comprende dos construcciones de extremo en oposicion 221, 222 situadas a una distancia axial X - X entre sf El bastidor del estator 220 comprende otras placas de estator 223 situadas entre las construcciones de extremo 221, 222. Las placas de estator 223 estan situadas a una distancia axial X - X entre sf a lo largo del eje central X - X de la maquina electrica 400. El nucleo del estator 210 esta fijado al bastidor del estator 220 y el bastidor del estator 220 esta soportado por la estructura de soporte 300. El nucleo del estator 210 tiene dispuesto ademas un devanado de estator. La Figura muestra solo los extremos del devanado 211A del devanado del estator. La estructura de soporte 300 comprende ademas una porcion rebajada 310 entre las superficies de soporte de extremo 320, 330. La porcion rebajada 310 recibe una porcion inferior del estator 200.
Hay un entrehierro G1 entre la superficie exterior de la porcion media 110 del rotor 100 y la superficie interior del nucleo del estator 210.
La maquina electrica 400 puede ser un motor electrico o un generador electrico.
La Figura 2 muestra un generador electrico y un motor de combustion montado en una estructura de soporte comun. El generador electrico 400 esta montado sobre una estructura de soporte comun 300 con un motor de combustion 500. El motor de combustion 500 acciona el generador electrico 400 por medio de un eje 550.
La Figura 3 muestra una vista axonometrica del estator, la Figura 4 muestra una seccion transversal del estator y la Figura 5 muestra una vista en despiece ordenado del bastidor del estator de la maquina electrica mostrada en la Figura 1.
La Figura 4 muestra la altura del eje H0 de la maquina electrica. La altura del eje H0 se mide desde el eje central de giro X - X hasta el borde inferior del bastidor del estator 220. La invencion es especialmente adecuada para ser usada en grandes maquinas electricas que tienen una altura del eje H0 de al menos 1 m.
El estator 200 tiene un eje central longitudinal X - X que coincide con el eje central longitudinal X - X de la maquina electrica 400. La seccion transversal del estator 200 tiene una lmea central vertical VC1 y una lmea central horizontal HC1. El estator 200 tiene ademas una direccion transversal TD1 que es perpendicular a la direccion del eje central longitudinal X - X. El estator 200 comprende un nucleo del estator 210 y un bastidor del estator 220 que rodea al nucleo del estator 210.
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El nucleo del estator 210 comprende unas ranuras 213 que penetran en el nucleo del estator 210 desde el penmetro interior del nucleo del estator 210. Las ranuras 213 del nucleo del estator 210 reciben un devanado de estator 211. El nucleo del estator 210 tiene una estructura laminada, es decir, esta compuesta por laminas anulares que estan apiladas juntas para formar el nucleo del estator 210. Cada lamina en el nucleo del estator 210 esta hecha de los sectores 210A, 210B, y los sectores 210A, 210B estan fijados entre sf para formar un penmetro cerrado. El nucleo del estator 210 comprende nervaduras de soporte 212 adicionales fijadas a la superficie exterior del nucleo del estator 210 que se extienden en la direccion axial X - X del estator 200. El nucleo del estator 210 tiene una forma cilmdrica.
El bastidor del estator 220 comprende lados longitudinales y extremos axiales. El bastidor del estator 220 comprende dos construcciones de extremo en oposicion 221, 222 situadas a una distancia axial X - X entre sf Cada construccion de extremo 221, 222 comprende una placa de extremo 221A, 222A que esta situada lo mas exteriormente posible en la direccion axial X - X. Las placas de extremo 221A, 222A de las construcciones de extremo 221, 222 forman los extremos axiales X - X del bastidor del estator 220. El bastidor del estator 220 comprende otras placas del bastidor 223 entre las construcciones de extremo 221, 222. Cada placa del bastidor 223 esta formada por cuatro sectores separados 223. Dos sectores de las placas del bastidor 223 estan situados simetricamente a ambos lados de la lmea central vertical VC1 en las esquinas superiores A1, A2 del bastidor del estator 220. Dos sectores de las placas del bastidor 223 estan situados simetricamente en ambos lados de la lmea central vertical VC1 en las esquinas inferiores B1, B2 del bastidor del estator 220. Los dos sectores de las placas del bastidor 223 de las esquinas superiores A1, A2 del bastidor del estator 220 estan conectados entre sf con una parte de conexion 224. Cada parte de conexion 224 se extiende a lo largo del penmetro exterior de la placa del bastidor respectiva 223. La parte de conexion 224 y las placas del bastidor 223 forman un paquete de placas del bastidor.
El bastidor del estator 220 comprende ademas un paquete de primeras partes intermedias 225 situadas simetricamente en lados en oposicion del plano central vertical VC1 en las dos esquinas inferiores C1, C2 del bastidor del estator 220.
El estator 200 esta soportado desde los lados longitudinales mediante elementos de soporte 240 sobre las superficies de soporte laterales 340, 350 de la construccion de soporte 300 de la maquina electrica. La construccion de soporte 300 esta soportada por el suelo F1 en el sitio. Los elementos de soporte 240 estan situados simetricamente en ambos lados longitudinales de la lmea central vertical VC1 en las esquinas inferiores B1, B2 del bastidor del estator 220. Una placa del bastidor 223 esta fijada a cada superficie lateral vertical de cada elemento de soporte 240. Los elementos de soporte 240 estan situados simetricamente en los bordes exteriores de los lados longitudinales del bastidor del estator 220. Los elementos de soporte 240 estan situados en esta realizacion enteramente por debajo del plano central horizontal HC1 - HC1 del estator 200. Una porcion de los elementos de soporte 240 puede estar situada naturalmente sobre el plano central horizontal HC1 - HC1. Las superficies de soporte laterales 340, 350 de los elementos de soporte 240 estan situadas ventajosamente en un angulo a1 por debajo del plano central horizontal HC1 - HC1 del estator 200. El angulo a1 esta ventajosamente dentro del intervalo de 10 a 45 grados. Los elementos de soporte 240 y las placas del bastidor 223 entre los elementos de soporte 240 forman un paquete de elementos de soporte. El paquete de elementos de soporte puede estar formado en una sola entidad. Los elementos de soporte 240 pueden estar fijados a la construccion de soporte 300 con medios de fijacion que producen una junta de compresion, por ejemplo, tornillos y tuercas. Los elementos de soporte 240 pueden, por otra parte, estar fijados al bastidor del estator 220 igualmente con medios de fijacion que producen una junta de compresion, por ejemplo, tornillos y tuercas.
El rebajo 310 de la estructura de soporte 300 esta formado en la zona entre las superficies de soporte laterales 340, 350 y las superficies de soporte de extremo 320, 330 de la estructura de soporte 300. Las superficies de soporte laterales 340, 350 y las superficies de soporte de extremo 320, 330 de la estructura de soporte 300 estan ventajosamente situadas al mismo nivel horizontal. Las superficies de soporte laterales 340, 350 y las superficies de soporte de extremo 320, 330 pueden estar situadas naturalmente a diferentes niveles horizontales si fuera necesario.
Los extremos axiales X - X de los paquetes de placas del bastidor 223, 224 y los extremos X - X axiales de los paquetes de elementos de soporte 240, 223 asf como los extremos X - X axiales de los paquetes de las primeras partes intermedias 225 estan fijados a una construccion de extremo respectiva 221,222 con medios de fijacion 250, por ejemplo, con tornillos y tuercas. El penmetro interior de la seccion transversal del bastidor del estator 220 tiene una forma circular. El penmetro exterior de la seccion transversal del bastidor del estator 220 tiene una forma poligonal.
El nucleo del estator 210 y el bastidor del estator 220 pueden ser fabricados de manera independiente de manera simultanea. Las laminas anulares del nucleo del estator 210 estan ensambladas para formar el nucleo completo del estator 210 y a continuacion el devanado del estator 211 es arrollado a las ranuras 213 del nucleo del estator 210. Las construcciones de extremo 221, 222, las placas del bastidor 223, los elementos de soporte 240 y las primeras partes intermedias 225 estan ensambladas para formar el bastidor completo del estator 220. El nucleo del estator 210 es fijado a continuacion al bastidor del estator 220. Esto se puede hacer, por ejemplo, mediante soportes con forma de L 230. Una bifurcacion de los soportes 230 esta fijada con juntas de compresion a las nervaduras de soporte 212 y la otra bifurcacion es fijada con juntas de compresion a las placas del bastidor 223. Las juntas de
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compresion en ambas bifurcaciones pueden ser conseguidas, por ejemplo, con tornillos y tuercas. Otra posibilidad es usar abrazaderas con forma de C en las nervaduras de soporte 212 y unir las abrazaderas con forma de C mediante soldadura a las nervaduras de soporte 212 y a las placas del bastidor 223.
La Figura 6 muestra una vista axonometrica de una primera realizacion de una estructura de soporte de extremo segun la invencion. La estructura de soporte de extremo 600 tiene una longitud L1 y una altura H1. La estructura de soporte de extremo 600 esta formada por una porcion media longitudinal 610 y una porcion de extremo dirigida hacia arriba a lo largo de la altura H1 620, 630 en cada lado de la porcion media 610. La transicion entre la porcion media 610 y cada porcion de extremo 620, 630 es curva. El punto inicial de la curva en la porcion media esta a una altura inferior en comparacion con el punto de extremo de la curva de la porcion de extremo. La porcion media 610 y las porciones de extremo 620, 630 comprenden una primera superficie de soporte S1, que esta dispuesta contra la superficie superior de la estructura de soporte 300. Cada porcion de extremo 620, 630 comprende una segunda superficie de soporte S2, S3, que esta situada contra la placa extrema exterior axial X - X 221A, 222A en la construccion de extremo respectiva 221, 222 del bastidor del estator 220. La primera superficie de soporte S1 es perpendicular a la segunda superficie de soporte S2, S3. Las porciones de extremo 620, 630 son imagenes especulares entre sf La estructura de soporte de extremo 600 se extiende en una direccion transversal TD1 a la direccion axial X - X entre los bordes exteriores del bastidor del estator 220. La altura H1 esta dentro del intervalo del 20 al 50% de la longitud L1 de la estructura de soporte de extremo 600. La longitud L1 de la estructura de soporte de extremo 600 esta determinada por el ancho del bastidor del estator 220 entre los bordes exteriores del bastidor del estator 220. La altura H3 de la porcion central 610 de la estructura de soporte de extremo 600 esta dentro del intervalo del 20 al 60% de la altura H1 de las porciones de extremo 620, 630 de la estructura de soporte de extremo 600.
La estructura de soporte de extremo 600 comprende ademas una pestana 640 que se extiende por el borde delantero de la estructura de soporte 600 entre las porciones de extremo 620, 630 de la estructura de soporte de extremo 600. La pestana 640 tiene una parte media recta 641 y partes de extremo curvadas 642, 643 que empiezan desde los extremos superiores de las porciones de extremo 620, 630 de la estructura de soporte de extremo 600. La pestana 640 refuerza adicionalmente la estructura de soporte de extremo 600.
Cada porcion de extremo 620, 630 de la estructura de soporte de extremo 600 tiene un rebajo 621, 631 que se extiende desde la primera superficie de soporte S1 en la parte inferior de la porcion de extremo 620, 630 hacia arriba. La altura h2 del rebajo 621, 631 esta dentro del intervalo del 20 al 40% de la altura H1 de la porcion de extremo 620, 630. La idea del rebajo 621, 631 es reducir la concentracion de esfuerzos en la zona inferior de la porcion de extremo 620, 630. El resultado es una distribucion de esfuerzos mas uniforme a traves de toda la porcion de extremo 620, 630. El rebajo 621, 631 aumenta la elasticidad en la parte inferior de la porcion de extremo 620, 630. Se puede conseguir tambien el aumento de la resistencia usando un espesor de material mas reducido en la parte inferior de la porcion de extremo 620, 630 en comparacion con el espesor del material de la parte superior de la porcion de extremo 620, 630. Sin embargo, es mas facil construir el molde de fundicion de manera que se consiga un rebajo en la construccion del soporte de extremo 600.
La porcion media 610 de la estructura de soporte de extremo 600 se extiende en una direccion transversal TD1 a la direccion axial X - X de la maquina electrica a lo largo de la superficie 320, 330 de la estructura de soporte de extremo 300 bajo el alojamiento para el apoyo 145, 155. El alojamiento para el apoyo 145, 155 esta fijado de manera que a la porcion media 610 de la estructura de soporte de extremo 600. La estructura de soporte de extremo 600 puede estar fijada desde la porcion media 610 y desde las porciones de extremo 620, 630 a la superficie de soporte de extremo 320, 330 de la estructura de soporte 300. La estructura de soporte de extremo 600 puede estar fijada ademas desde la porcion media 610 y desde las porciones de extremo 620, 630 a la placa 221A, 222A de la construccion de extremo 221, 222 del bastidor del estator 200. La superficie de soporte S2, S3 de cada porcion de extremo 620, 630 esta situada contra la placa de extremo 221A, 222A de la construccion de extremo 221, 222 del bastidor del estator 220.
La estructura de soporte de extremo 600 aumenta considerablemente la resistencia del bastidor del estator 220. El bastidor del estator 220 puede, como en las soluciones de tecnica anterior, estar fijado en primer lugar a los elementos de soporte 240 en las superficies de soporte laterales 340, 350 de la estructura de soporte 300. Las superficies de soporte laterales 340, 350 de la estructura de soporte 300 estan situadas en lados longitudinales del bastidor del estator 220 en el punto medio X - X axial del bastidor del estator 220. El bastidor del estator 220 esta fijado en segundo lugar a las estructuras de soporte de extremo 600 en las superficies de soporte de extremo 320, 330 de la estructura de soporte 300. Las superficies de soporte de extremo 320, 330 estan situadas en los extremos axiales X - X del bastidor del estator 220. Los puntos de soporte de las porciones de extremo 620, 630 de las estructuras de soporte de extremo 600 situadas en las placas de extremo 221A, 222A del bastidor del estator 220 estan situados simetricamente en los bordes exteriores axialmente trasversales X - X del bastidor del estator 220 en la misma lmea longitudinal que estan los elementos de soporte 240. Dicha lmea longitudinal es paralela al eje central X - X de la maquina electrica.
La Figura 7 muestra una vista axonometrica de una segunda realizacion de una estructura de soporte de extremo segun la invencion. La diferencia principal consiste en las porciones de extremo 620, 630 de la estructura de soporte de extremo 600. La porcion media 610 se extiende a ambos extremos de la estructura de soporte de extremo 600.
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La porcion media 610 tiene porciones ligeramente mas altas en ambos extremos que forman las partes inferiores 622, 632 de las porciones de extremo 620, 630. La parte superior de las porciones de extremo 620, 630 esta formada por un soporte triangular 623, 633 que soporta la segunda superficie de soporte S2, S3 en la parte inferior de la porcion de extremo 620, 630. La altura H1 esta dentro del intervalo del 20 al 50% de la longitud L1 de la estructura de soporte de extremo 600. La altura H2 del rebajo 621, 631 esta dentro del intervalo del 20 al 40% de la altura H1 de la porcion de extremo 620, 630. La altura H3 de la porcion central 610 de la estructura de soporte de extremo 600 esta dentro del intervalo del 20 al 60% de la altura H1 de las porciones de extremo 620, 630 de la estructura de soporte de extremo 600.
La Figura 8 muestra una vista axonometrica de una maquina electrica con una estructura de soporte segun la invencion. La maquina electrica 400 esta soportada por la estructura de soporte 300. La estructura de soporte de extremo 600 se corresponde con la estructura de soporte de extremo 600 mostrada en la Figura 7. El alojamiento para el apoyo 155 del apoyo 150 esta soportado por la porcion media 610 de la estructura de soporte de extremo 600. El alojamiento para el apoyo 155 esta fijado con juntas de compresion, por ejemplo, con tornillos y tuercas a la porcion media 610 de la estructura de soporte de extremo 600. La primera superficie de soporte S1 de la estructura de soporte de extremo 600 esta soportada por la estructura de soporte 300. La estructura de soporte de extremo 600 puede estar fijada desde la porcion media 610 y las porciones de extremo 620, 630 con juntas de compresion, por ejemplo, con tornillos y tuercas a la estructura de soporte 300. Las segundas superficies de soporte S2, S3 de las porciones de extremo 620, 630 de la estructura de soporte de extremo 600 estan soportadas por la placa de extremo 222A de la construccion de extremo 222 del bastidor del estator 220. La estructura de soporte de extremo 600 puede estar fijada desde la porcion media 610 y desde las porciones de extremo 620, 630 con juntas de compresion, por ejemplo con tornillos y tuercas, a la placa de extremo 222A de la construccion de extremo 222 del bastidor del estator 220. Los puntos de soporte por medio de los que las porciones de extremo 620, 630 de la estructura de soporte de extremo 600 estan fijados a la placa de extremo 222A pueden estar situados a una altura mayor debido a la altura H1 de las porciones de extremo 620, 630. De esta manera, la estructura de soporte de extremo 600 aumenta considerablemente la rigidez del bastidor del estator 220.
Las placas del bastidor 223 estan formadas por cuatro sectores en las Figuras. Los sectores 223 pueden ser expandidos naturalmente para que sus bordes esten fijos entre sf formando una placa del bastidor anular continua 223 que rodea al nucleo del estator 210. El numero de placas del bastidor 223 entre las construcciones de extremo 221, 222 puede variar dependiendo de la longitud axial X - X de la maquina electrica. El bastidor del estator 220 puede ser realizado tambien sin las placas del bastidor 223. El bastidor del estator 220 comprende solamente las construcciones de extremo 221, 222, de manera que los elementos de soporte 240 estan situados directamente entre las construcciones de extremo 221, 222.
Resultara evidente para una persona experta en la tecnica que, conforme avanza la tecnologfa, el concepto inventivo puede ser llevado a cabo de varias maneras. La invencion y sus formas de realizacion no estan limitadas a los ejemplos descritos anteriormente, sino que pueden variar dentro del alcance de las reivindicaciones.

Claims (15)

  1. 5
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    REIVINDICACIONES
    1. Una maquina electrica comprendiendo un rotor cilmdrico (100) que puede girar alrededor de un de giro eje central longitudinal (X - X), un estator (200) rodeando el rotor (100) y una estructura de soporte (300) soportando el rotor (100) y el estator (200),
    comprendiendo el estator (200) un nucleo de estator cilmdrico (210) y un bastidor de estator (220) rodeando el nucleo del estator (210), estando fijado el nucleo del estator (210) al bastidor del estator (220) teniendo el bastidor del estator (220) extremos axiales (X - X) y lados longitudinales,
    estando soportado el rotor (100) en cada extremo axial (X - X) por medio de un apoyo (140, 150) situado en un alojamiento para el apoyo (145, 155) sobre la estructura de soporte (300), estando situado el alojamiento para el apoyo (145, 155) axialmente (X - X) hacia fuera del extremo axial (X - X) del bastidor del estator (220),
    caracterizada por que proporciona una estructura de soporte de extremo (600) de hierro colado que tiene una longitud (L1) y una altura (H1) en cada extremo axial (X - X) del bastidor del estator (220), estando formada la estructura de soporte de extremo (600) por una porcion media longitudinal (610) y dos porciones de extremo (620, 630) dirigidas hacia arriba a lo largo de la altura (H1) de la estructura de soporte de extremo (600), extendiendose la estructura de soporte de extremo (600) en una direccion transversal (TD1) a la direccion axial (X - X) entre los bordes exteriores de los extremos axiales (X - X) del bastidor del estator (220), de manera que la estructura de soporte de extremo (600) esta fijada con juntas de compresion al extremo axial (X - X) del bastidor del estator (220) y a la estructura de soporte (300), estando soportado el alojamiento del apoyo (145, 155) sobre y fijado a la porcion media (610) de la estructura de soporte de extremo (600).
  2. 2. Una maquina electrica segun la reivindicacion 1, caracterizada por que la altura (H1) de las porciones de extremo (620, 630) de la estructura de soporte de extremo (600) esta dentro del intervalo del 20 al 50% de la longitud (L1) de la estructura de soporte de extremo (600).
  3. 3. Una maquina electrica segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizada por que cada porcion de extremo (620, 630) de la estructura de soporte de extremo (600) comprende un rebajo (621, 631) extendiendose desde la superficie inferior de la porcion de extremo (620, 630) hacia arriba, de manera que la concentracion de esfuerzos se reduce en el area inferior de la porcion de extremo (620, 630).
  4. 4. Una maquina electrica segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que las secciones de transicion entre la porcion media (610) y las porciones de extremo (620, 630) tienen una forma curvada, de manera que el punto de inicio de la curva en la porcion media 610) esta a una altura inferior en comparacion con el punto de extremo de la curva en la porcion de extremo (620, 630).
  5. 5. Una maquina electrica segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que la estructura de soporte de extremo (600) comprende una pestana (640) extendiendose por el borde delantero de la estructura de soporte (600) entre las porciones de extremo (620, 630) de la estructura de soporte de extremo (600), de manera que la pestana (640) tiene una parte media recta (641) y partes de extremo curvadas (642, 643) que comienzan desde los extremos superiores de las porciones de extremo (620, 630) de la estructura de soporte de extremo (600).
  6. 6. Una maquina electrica segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que el bastidor del estator (220) esta fijado desde los lados longitudinales a la estructura de soporte (300).
  7. 7. Una maquina electrica segun la reivindicacion 6, caracterizada por que el bastidor del estator (220) esta fijado desde los lados longitudinales mediante elementos de soporte (240) a la estructura de soporte (300).
  8. 8. Una maquina electrica segun la reivindicacion 7, caracterizada por que los elementos de soporte (240) estan situados sobre las superficies de soporte laterales (340, 350) de la estructura de soporte (300) y las estructuras de soporte de extremo (600) estan situadas sobre superficies de soporte de extremo (320, 330) de la estructura de soporte (300).
  9. 9. Una maquina electrica segun la reivindicacion 8, caracterizada por que las superficies de soporte laterales (340, 350) y las superficies de soporte de extremo (320, 330) estan situadas en el mismo nivel horizontal.
  10. 10. Una maquina electrica segun la reivindicacion 8 o 9, caracterizada por que las superficies de soporte laterales (340, 350) estan situadas en un angulo (a1) dentro del intervalo de 10 a 45 grados por debajo del plano central horizontal (HC1 - HC1) del estator (200).
  11. 11. Una maquina electrica segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada por que el bastidor del estator (220) comprende dos construcciones de extremo en oposicion (221, 222) situadas a una distancia axial (X - X) una de otra y al menos una placa del bastidor (223) situada entre las construcciones de extremo (221, 222).
  12. 12. Una maquina electrica segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada por que el nucleo del estator (210) esta fijado al bastidor del estator (220) mediante soportes de fijacion con forma de L (230), de manera que una primera bifurcacion del soporte de fijacion (230) esta fijada mediante una fijacion de compresion a la nervadura de apoyo (212) y una segunda bifurcacion del soporte de fijacion (230) esta fijada mediante una junta de
    5 compresion a una placa del bastidor (223).
  13. 13. Una maquina electrica segun una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 12, caracterizada por que cada placa del bastidor (223) esta formada por cuatro sectores separados de manera que dos sectores de placas del bastidor (223) estan situados simetricamente en las esquinas superiores (A1, A2) del bastidor del estator (220) y dos sectores de placas del bastidor (223) estan situados simetricamente en las esquinas inferiores (B1, B2) del bastidor
    10 del estator (220), de manera que las placas del bastidor (223) de cada uno de los sectores de las dos esquinas superiores (A1, A2) del bastidor del estator (220) estan conectados entre sf a una parte de conexion (224) para formar un primer paquete de placas del bastidor (223, 224).
  14. 14. Una maquina electrica segun las reivindicaciones 13 y 7, caracterizada por que los elementos de soporte (240) y las placas del bastidor (223) de cada uno de los sectores de las dos esquinas inferiores (B1, B2) del bastidor del
    15 estator (220) estan fijados uno a otro para formar un paquete de elementos de soporte, de manera que cada extremo del paquete de elementos de soporte esta fijado mediante una junta de compresion a una construccion de extremo respectiva (221,222) del bastidor del estator (220).
  15. 15. Una maquina electrica segun la reivindicacion 14, caracterizada por que el bastidor del estator (220) comprende ademas unas primeras partes intermedias (225) situadas simetricamente en las esquinas inferiores (C1,
    20 C2) del bastidor del estator (220).
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