ES2686346T3 - Máquina eléctrica de imán permanente con sistema de liberación de cojinetes y método para sustitución de cojinetes - Google Patents

Máquina eléctrica de imán permanente con sistema de liberación de cojinetes y método para sustitución de cojinetes Download PDF

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Abstract

Una máquina eléctrica de imán permanente que comprende - un estátor (104) con al menos un devanado de estátor, definiendo el estátor un eje central, - un rotor (106) que comprende material magnético permanente y que tiene un primer extremo (108) y un segundo extremo (109), - al menos un cojinete (110) que incluye un primer cojinete y que soporta el rotor (106) en una posición operacional en relación con el estátor (104) permitiendo que el rotor (106) gire en relación con el estátor (104) sobre el eje central, caracterizada por - estando al menos un elemento de soporte móvil (112) dispuesto perpendicular al eje central, incluyendo el al menos un elemento de soporte (112) un primer elemento de soporte que comprende un vástago y adaptado para soportar el rotor (106) en relación con el estátor (104) de tal forma que el al menos un elemento de soporte (112) en una posición de soporte soporta el rotor (106) centrado sobre el eje central, permitiendo de este modo la sustitución del primer cojinete (110), estando el elemento de soporte (112) en la posición de soporte al menos parcialmente colocado entre el rotor (106) y el estátor (104) en una dirección radialmente desde el eje central.

Description

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DESCRIPCION
Máquina eléctrica de imán permanente con sistema de liberación de cojinetes y método para sustitución de cojinetes
La presente invención se refiere a un método para la sustitución de cojinetes en una máquina eléctrica, tal como un generador de imán permanente (PMG), que tiene al menos un cojinete. Adicionalmente, la presente invención se refiere a una máquina eléctrica, por ejemplo un generador de imán permanente o máquina eléctrica de imán permanente, en la que la máquina eléctrica se adapta para facilitar la sustitución de cojinetes.
Las máquinas eléctricas rotatorias comprenden uno o más cojinetes para permitir que el rotor gire con respecto al estátor de la máquina eléctrica. Partes de máquinas eléctricas o generadores en turbinas eólicas habitualmente tienen un gran tamaño y peso, haciendo la sustitución de cojinetes y otras partes una tarea difícil. Adicionalmente, el espacio libre en una barquilla de turbina eólica está limitado, haciendo difícil el mantenimiento in situ. Por lo tanto existe una necesidad para un método y aparato que facilite la sustitución de cojinetes de máquinas eléctricas. El documento US 7.355.316, que se refiere a una sierra circular eléctrica portátil y el documento EP 2 063 117 A1, que se refiere a un generador de accionamiento directo, representan ejemplos de referencias de la técnica anterior.
Por consiguiente, es un objeto proporcionar una máquina eléctrica para facilitar la sustitución de cojinetes. Adicionalmente, es un objeto de la presente invención proporcionar un método para sustituir o liberar un cojinete en una máquina eléctrica.
Los objetivos anteriormente mencionados y otros se cumplen mediante una máquina eléctrica de acuerdo con la invención como se define en la reivindicación independiente 1.
La máquina eléctrica puede ser un generador de imán permanente (PMG), por ejemplo el rotor comprende material magnético permanente. En una máquina eléctrica de imán permanente, tal como un generador de imán permanente, las fuerzas magnéticas que actúan entre el estátor y el rotor pueden igualarse sustancialmente cuando el rotor está en la posición central. Si el rotor está desplazado de la posición central, las fuertes fuerzas magnéticas que actúan entre el estátor y el rotor pueden obstaculizar o complicar la recolocación del rotor a la posición central. Por lo tanto, en particular para máquinas eléctricas que tienen un rotor o estátor que comprende material magnético permanente, puede ser de importancia que el rotor permanezca en la posición central mientras se sustituye un cojinete.
Adicionalmente, para máquinas eléctricas que tienen un rotor o estátor que comprende material magnético permanente, las fuerzas magnéticas resultantes que actúan entre el estátor y el rotor pueden ser fuertes incluso si el rotor está en la posición central o si el rotor está al menos ligeramente desplazado, por ejemplo 3 mm de la posición central. En general el hueco de aire entre rotor y estátor es aproximadamente de 2-10 mm.
Así pues, en particular para máquinas eléctricas, en las que el rotor/estátor comprende imanes permanentes, puede ser de importancia que el rotor esté firmemente soportado en relación con el estátor.
El rotor de una máquina eléctrica para turbinas eólicas es pesado, por ejemplo el rotor puede tener un peso desde aproximadamente 500 hasta 5.000 kg y por lo tanto las fuerzas de gravedad que actúan sobre el cojinete y otras partes que soporta el rotor son considerables.
Colocar el al menos un elemento de soporte al menos parcialmente entre el rotor y el estátor en una dirección perpendicular al eje central facilita el soporte del rotor en relación con el estátor, por ejemplo, proporcionando un soporte más fuerte y/o adaptando el al menos un elemento de soporte para resistir mejor las tensiones de las fuerzas, por ejemplo magnética y/o gravedad, que actúan sobre el rotor, es decir por ejemplo tirar y/o empujar el rotor hacia el estátor. Por lo tanto, la provisión de al menos un elemento de soporte adaptado para colocarse al menos parcialmente entre el estátor y el rotor fortalece el soporte del rotor en relación con el estátor.
Además, los objetivos anteriormente mencionados y otros se cumplen mediante un método de acuerdo con la invención como se define en la reivindicación independiente 13.
Realizaciones adicionales de la invención se definen en las reivindicaciones dependientes.
Breve descripción de los dibujos
Las anteriores y otras características y ventajas de la presente invención serán fácilmente evidentes para los expertos en la materia mediante la siguiente descripción detallada de realizaciones ilustrativas de la misma con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
las Figuras 1-6 ilustran esquemáticamente una vista en sección transversal de una parte de un ejemplo de una máquina eléctrica útil para el entendimiento de la presente invención, la Figura 7 ilustra esquemáticamente una vista en sección transversal parcialmente de una realización de
una máquina eléctrica de acuerdo con la presente invención,
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la Figura 8 la Figura 9 la Figura 10
es una vista esquemática en sección transversal de una máquina eléctrica de acuerdo con la presente invención perpendicular al eje central del estátor,
es una vista esquemática en sección transversal de una máquina eléctrica de acuerdo con la presente invención perpendicular al eje central del estátor, y
es una vista esquemática en sección transversal de una máquina eléctrica de acuerdo con la presente invención perpendicular al eje central del estátor.
Las figuras son esquemáticas y están simplificadas por claridad, y pueden meramente mostrar detalles que son esenciales para el entendimiento de la invención, mientras otros detalles pueden haberse quedado fuera. Por todas, los mismos números de referencia se usan para partes idénticas o correspondientes.
Se ha de observar que además de las realizaciones ilustrativas de la invención mostradas en los dibujos adjuntos, la invención puede incorporarse en diferentes formas y no debería interpretarse como limitada a las realizaciones expuestas en este documento.
En su lugar, estas realizaciones se proporcionan de modo que esta divulgación será minuciosa y suficiente, y transmitirá completamente el concepto de la invención a los expertos en la materia.
Descripción detallada
La presente invención se refiere a una máquina eléctrica y a un método para sustituir un cojinete en una máquina eléctrica.
La máquina eléctrica de acuerdo con la presente invención se adapta para facilitar la sustitución de un cojinete en la máquina eléctrica. Sustituir un cojinete puede incluir cambiar el mismo con otro cojinete o retirar/mover el cojinete, por ejemplo para reparar el mismo, y reinstalar el cojinete.
El estátor tiene al menos un devanado de estátor y define un eje central. El rotor comprende material magnético permanente tal como uno o más imanes permanentes embebidos o montados en el rotor, y tiene un primer extremo y un segundo extremo. El rotor puede comprender un árbol de rotor que se extiende desde el primer extremo hasta el segundo extremo, estando el árbol de rotor adaptado para girar sobre el eje central durante operación. El estátor puede definir una cavidad que acomoda el árbol de rotor o al menos una parte del mismo.
El al menos un cojinete soporta en una posición operacional el rotor en relación con el estátor y de este modo permite que el rotor gire en relación con el estátor sobre el eje central. En algunas condiciones sin embargo, por ejemplo si se retira una parte de la máquina eléctrica que proporciona conexión entre el primer cojinete y el estátor, el primer cojinete en la posición operacional puede no soportar el rotor en relación con el estátor.
El al menos un elemento de soporte se adapta para soportar el rotor en relación con el estátor de tal forma que el al menos un elemento de soporte en una posición de soporte soporta el rotor centrado sobre el eje central, permitiendo de este modo la sustitución del primer cojinete.
El al menos un elemento de soporte puede soportar en la posición de soporte el rotor centrado sobre el eje central en al menos dos direcciones de soporte perpendiculares a y radialmente desde el eje central. Las al menos dos direcciones de soporte pueden incluir una primera dirección de soporte y una segunda dirección de soporte, en la que la primera dirección de soporte y la segunda dirección de soporte forman un ángulo mayor de 10°, tal como mayor de 30°, por ejemplo mayor de 60°. El al menos un elemento de soporte puede soportar en la posición de soporte el rotor centrado sobre el eje central, de tal forma que se evita el desplazamiento horizontal del rotor desde el eje central.
Un elemento de soporte, por ejemplo un primer elemento de soporte, un segundo elemento de soporte, un tercer elemento de soporte y/o un cuarto elemento de soporte, puede colocarse en la posición de soporte al menos parcialmente entre el rotor y el estátor en una dirección perpendicular al eje central.
El primer cojinete puede colocarse a lo largo del eje central entre el primer extremo del rotor y el al menos un elemento de soporte en la posición de soporte.
El cojinete o cojinetes que soportan el rotor en una posición operacional en relación con el estátor pueden rodear el rotor.
La máquina eléctrica puede diseñarse para la liberación del primer cojinete en una primera dirección hacia el primer extremo del rotor.
El al menos un cojinete puede comprender una pluralidad de cojinetes que incluye un segundo cojinete. El segundo cojinete puede colocarse cerca del segundo extremo del rotor. El cojinete o cojinetes que soportan el rotor en relación con el estátor pueden fijarse al rotor con una tapa interior o un manguito de cojinete de rotor. El cojinete o
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cojinetes pueden fijarse al estátor con un manguito de cojinete de estátor. Los manguitos de cojinete rodean el árbol de rotor. El al menos un elemento de soporte puede colocarse de tal forma que el primer cojinete se coloca entre el primer extremo del rotor y el al menos un elemento de soporte tomados a lo largo del eje central. Esto permite sustitución fácil del primer cojinete permitiendo que parte de cojinete, por ejemplo el primer cojinete, manguitos de cojinete, se desprendan del árbol de rotor sin que los elementos de soporte obstruyan la retirada.
El estátor puede comprender al menos una parte de acoplamiento que incluye una primera parte de acoplamiento. La al menos una parte de acoplamiento del estátor proporciona una superficie de soporte o conexión para el al menos un elemento de soporte. Por lo tanto, la al menos una parte de acoplamiento del estátor se adapta para acoplarse con el al menos un elemento de soporte. La al menos una parte de acoplamiento del estátor puede comprender una rosca. La al menos una parte de acoplamiento del estátor puede proporcionar una superficie de soporte o conexión para el al menos un elemento de soporte. Por lo tanto, la al menos una parte de acoplamiento del estátor puede adaptarse para acoplarse con el al menos un elemento de soporte en la posición de soporte.
Un elemento de soporte, por ejemplo el primer elemento de soporte, el segundo elemento de soporte, el tercer elemento de soporte, y/o el cuarto elemento de soporte, puede comprender una parte de acoplamiento de estátor adaptada para acoplarse con una correspondiente parte de acoplamiento del estátor en la posición de soporte. La parte de acoplamiento de estátor puede comprender una rosca. El rotor puede comprender al menos una parte de acoplamiento que incluye una primera parte de acoplamiento. La al menos una parte de acoplamiento del rotor proporciona una superficie de soporte o conexión para el al menos un elemento de soporte. Por lo tanto, la al menos una parte de acoplamiento del rotor se adapta para acoplarse con el al menos un elemento de soporte en la posición de soporte. La al menos una parte de acoplamiento del rotor puede comprender al menos un rebaje que incluye un primer rebaje.
Un elemento de soporte, por ejemplo el primer elemento de soporte, el segundo elemento de soporte, el tercer elemento de soporte, y/o el cuarto elemento de soporte, puede comprender una parte de acoplamiento de rotor adaptada para acoplarse con una correspondiente parte de acoplamiento del rotor, en la posición de soporte.
El al menos un elemento de soporte puede adaptarse para fijar el rotor en la posición de soporte en relación con el estátor, por ejemplo de tal forma que se evita que el rotor gire sobre el eje central y/o de tal forma que se evita que el rotor se desplace de la posición central.
Un elemento de soporte comprende un vástago por ejemplo como se describe en conexión con las Figuras 7-12. El vástago puede incluir una parte de acoplamiento de rotor cerca o en un primer extremo del vástago y/o una parte de acoplamiento de estátor cerca o en un segundo extremo del vástago. El elemento o elementos que comprenden un vástago o un miembro sustancialmente longitudinal pueden ser perpendiculares al eje central en la máquina eléctrica y moverse radialmente hacia el eje central para soportar el rotor en una posición de soporte. El vástago puede tener un diámetro en el intervalo de aproximadamente 1 cm hasta aproximadamente 10 cm, tal como desde aproximadamente 2 cm hasta aproximadamente 7 cm. El vástago puede tener una longitud desde aproximadamente 10 cm hasta aproximadamente 100 cm, tal como desde aproximadamente 30 cm hasta aproximadamente 70 cm.
El al menos un elemento de soporte puede comprender una pluralidad de elementos de soporte que incluye el primer elemento de soporte y un segundo elemento de soporte. Adicionalmente, la pluralidad de elementos de soporte puede incluir un tercer elemento de soporte, puede incluir un cuarto elemento de soporte, puede incluir un quinto elemento de soporte, puede incluir un sexto elemento de soporte, etc.
La pluralidad de elementos de soporte puede comprender uno o más conjuntos de elementos de soporte, por ejemplo un primer conjunto de elementos de soporte y/o un segundo conjunto de elementos de soporte.
Adicionalmente, la pluralidad de elementos de soporte puede comprender un tercer conjunto de elementos de soporte o más.
Los elementos de soporte pueden espaciarse circunferencial y/o equidistantemente alrededor del rotor.
El al menos un elemento de soporte se dispone móvil, por ejemplo mediante deslizamiento, en relación con el estátor y/o el rotor, perpendicular al eje central. Un elemento de soporte puede disponerse de forma móvil paralelo a un eje, por ejemplo perpendicular al eje central girando el elemento de soporte sobre el eje. Una rosca que se acopla entre partes de acoplamiento de un elemento de soporte y estátor/rotor puede proporcionar que el giro de una parte de acoplamiento de elemento de soporte/estátor/rotor resulte en el movimiento del elemento de soporte paralelo al eje.
El estátor puede comprender al menos una parte de guía que incluye una primera parte de guía, en la que la al menos una parte de guía se adapta para guiar el al menos un elemento de soporte en la posición de soporte. Una parte de guía, por ejemplo la primera parte de guía, puede comprender un orificio pasante adaptado para guiar un elemento de soporte, por ejemplo el primer elemento de soporte, hacia el rotor o una parte de acoplamiento del rotor, por ejemplo a lo largo de un eje de soporte perpendicular al eje central.
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La máquina eléctrica puede comprender al menos un miembro de sujeción que incluye un primer miembro de sujeción adaptado para sujetar el al menos un elemento de soporte al estátor.
Durante la operación, la máquina eléctrica puede colocarse de tal forma que la fuerza de gravedad trabaja en una dirección perpendicular al eje central. Para algunas realizaciones, la fuerza magnética resultante que actúa entre el estátor y el rotor trabaja en una dirección perpendicular al eje central.
La fuerza magnética resultante que actúa entre el rotor y el estátor sin embargo también puede incluir un componente a lo largo del eje central. En la mayoría de las situaciones esto sin embargo no es relevante para sustituir un cojinete ya que habitualmente se evita que el rotor esté desplazado paralelo al eje central incluso cuando el cojinete a sustituir se desmonta de la máquina eléctrica.
La máquina eléctrica de acuerdo con la presente invención puede ser una parte de una turbina eólica. Preferentemente, la máquina eléctrica es un generador en una turbina eólica.
El rotor puede comprender un árbol de rotor que se extiende desde un primer extremo hasta un segundo extremo, por ejemplo que tiene una longitud desde aproximadamente 0,5 m hasta 5 m. El diámetro del rotor puede variar a lo largo del eje central. El diámetro de rotor puede estar en el intervalo de desde aproximadamente 10 cm hasta aproximadamente 100 cm.
El rotor puede comprender uno o más devanados de rotor y el estátor puede comprender material magnético permanente.
El método y máquina eléctrica de acuerdo con la presente invención proporciona seguridad y sustitución cómoda de uno o más cojinetes de generador en un generador de turbina eólica.
El método puede usarse para sustituir un cojinete en una máquina eléctrica como se describe en este documento.
Realizaciones del método de acuerdo con la presente invención para sustituir un cojinete en una máquina eléctrica, por ejemplo como se describe en la presente solicitud, comprende soportar el rotor en relación con el estátor usando al menos un elemento de soporte en una posición de soporte de tal forma que el rotor permanece centrado sobre el eje central mientras se sustituye el cojinete. El al menos un elemento de soporte se coloca al menos parcialmente entre el rotor y el estátor radialmente desde el eje central cuando el elemento de soporte está en la posición de soporte.
Preferentemente, el método comprende retirar el cojinete de la posición operacional en una dirección hacia el primer extremo del rotor.
Preferentemente, el método comprende instalar un primer cojinete de sustitución en la máquina eléctrica en una dirección desde el primer extremo del rotor hacia el al menos un elemento de soporte.
En el método, que soporta el rotor en relación con el estátor comprende mover un elemento de soporte que comprende un vástago perpendicular al eje central y en una posición de soporte.
El método puede comprender desacoplar el elemento o elementos de soporte, trayendo de nuevo de este modo la máquina eléctrica a la posición operacional.
Las Figuras 1-6 esquemáticamente ilustran una vista en sección transversal de una parte de un ejemplo de una máquina eléctrica 2 útil para el entendimiento de la presente invención. Adicionalmente, las Figuras 1-6 ilustran un método para sustituir un cojinete en una máquina eléctrica. La máquina eléctrica 2 comprende un estátor 4, un rotor 6 que tiene un árbol de rotor con un primer extremo 8, un primer cojinete 10, un primer elemento de soporte 12 y un número de miembros de sujeción que incluyen un primer miembro de sujeción 14 y un segundo miembro de sujeción 16. El estátor tiene al menos un devanado de estátor y el estátor define un eje central que es paralelo con el eje x. El rotor puede comprender material magnético permanente (no mostrado). La máquina eléctrica puede colocarse de tal forma que la fuerza de gravedad trabaja en una dirección opuesta del eje y durante operación de la máquina. El rotor 6 comprende una parte de acoplamiento que comprende una protuberancia 18 en forma de disco que tiene una superficie ahusada o troncocónica 20. La superficie ahusada 20 de la parte de acoplamiento del rotor 6 proporciona una superficie de soporte para el primer elemento de soporte 12.
El primer elemento de soporte comprende un manguito anular dispuesto de forma deslizable 12 que rodea el árbol de rotor, es decir el primer elemento de soporte se dispone móvil paralelo al eje central. El primer elemento de soporte 12 comprende una parte de acoplamiento de rotor que comprende una superficie ahusada 22 adaptada para acoplarse con la primera parte de acoplamiento del rotor 6. El primer elemento de soporte 12 se dispone para deslizarse paralelo al eje central, es decir paralelo al eje X. De este modo, el primer elemento de soporte puede moverse a posición de soporte moviendo el primer elemento de soporte anular 12 paralelo al eje central y en una posición de soporte. Los miembros de sujeción 14, 16 proporcionan control de colocación del primer elemento de
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soporte 12. Cada uno de los miembros de sujeción comprende un tronillo Alien. El manguito anular 12 puede dividirse en un número de elementos de soporte separables móviles o deslizables dispuesto paralelo al eje central.
Como se ilustra en la Figura 1, se retiran una tapa exterior 24 y muelles de precarga 26 y se muestran desplazados del primer cojinete. El primer cojinete está en una posición operacional. En la posición operacional, el primer cojinete 10 soporta el rotor 6 en relación con el estátor y de este modo permite que el rotor gire en relación con el estátor sobre el eje central.
En la Figura 2, se retiran una pinza de muelle 28 y una tapa interior 30 y se muestran desplazados del primer cojinete 10.
En la Figura 3, el primer elemento de soporte se muestra en la posición de soporte. Se muestra una llave 32 en acoplamiento con el primer miembro de sujeción. El giro de los miembros de sujeción desplaza el primer elemento de soporte paralelo al eje central a la posición de soporte, en la que el primer elemento de soporte se acuña entre las respectivas partes de acoplamiento del estátor y el rotor.
Las superficie ahusada interior 22 del manguito anular 12 se adapta para acoplarse con la parte de acoplamiento del rotor en la posición de soporte. La superficie exterior del manguito anular (primer elemento de soporte) forma una parte de acoplamiento de estátor del primer elemento de soporte. La superficie exterior es cilindrica; sin embargo la parte de acoplamiento de estátor del primer elemento de soporte puede comprender una superficie ahusada exterior.
La parte de acoplamiento del rotor se adapta para acoplarse con el primer elemento de soporte en la posición de soporte.
En la posición de soporte el primer elemento de soporte 12 soporta el rotor en relación con el estátor, es decir soporta el rotor centrado sobre el eje central, permitiendo de este modo la sustitución del primer cojinete 10. El elemento de soporte en la posición de soporte se coloca al menos parcialmente entre el rotor y el estátor en una dirección radialmente desde el eje central.
El primer cojinete se coloca a lo largo del eje central entre el primer extremo del rotor y el primer elemento de soporte en la posición de soporte permitiendo la retirada directa del primer cojinete y cojinete partes en la dirección hacia el primer extremo. Por lo tanto, se facilita la sustitución del primer cojinete. El primer elemento de soporte 12 se adapta para fijar el rotor en la posición de soporte en relación con el estátor de tal forma que se evita que el rotor gire sobre el eje central y de tal forma que se evita que el rotor se desplace perpendicularmente al eje central.
El estátor puede comprender al menos una parte de acoplamiento y/o de guía adaptada para acoplarse con y/o guiar el primer elemento de soporte a lo largo del eje central y hacia la posición de soporte. El primer elemento de soporte puede comprender una parte de acoplamiento de estátor adaptada para acoplarse con la primera parte de acoplamiento del estátor en la posición de soporte.
El acoplamiento entre el estátor y el elemento de soporte puede evitar adicionalmente que el elemento de soporte gire sobre el eje central y puede evitar por lo tanto poner demasiada tensión en los miembros de sujeción, por ejemplo en caso de que se aplique una torsión desde el rotor cuando el elemento de soporte está en la posición de soporte.
En la Figura 4, se retira un manguito de cojinete 34 mediante el uso de tornillos de elevación 36. El manguito de cojinete y los tornillos de elevación se muestran desplazados del primer cojinete.
En la Figura 5, el cojinete se retira desde la posición operacional en una dirección hacia el primer extremo del rotor.
En la Figura 6, un cojinete de sustitución (o el mismo cojinete, por ejemplo reparado) se instala en la máquina eléctrica deslizando en nuevo cojinete en el árbol de rotor.
El método y máquina eléctrica ilustrados en las Figuras 1-6 proporcionan un soporte uniforme del rotor en relación con el estátor durante la sustitución del cojinete.
La provisión de un método como se ilustra en las Figuras 1-6 puede tener la ventaja de que únicamente necesita colocarse un único elemento de soporte en la posición de soporte para que se retire un cojinete. De este modo se reduce el riesgo de olvidar poner uno o más elementos de soporte de entre una pluralidad de elementos de soporte en posiciones de soporte.
Obsérvese que algunas de las acciones efectuadas como se ilustra en las Figuras 1-6 pueden efectuarse en otro orden. Por ejemplo, la pinza de muelle y la tapa interior como se ilustra en la Figura 2 pueden retirarse después de que el elemento de soporte se ponga en la posición de soporte como se ilustra en la Figura 3. Adicionalmente, algunas de las acciones ilustradas en las Figuras 1-6 pueden no ser esenciales para un método de acuerdo con la presente invención y pueden ser específicas para la realización específica ilustrada en las Figuras 1-6.
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La Figura 7 ilustra esquemáticamente una vista en sección transversal parcialmente de una realización de una máquina eléctrica 102 de acuerdo con la presente invención. La máquina eléctrica comprende un estátor 104, un rotor 106 que tiene un primer extremo 108 y un segundo extremo 109, un número de cojinetes que incluye un primer cojinete 110 y un segundo cojinete 111 y un número de elementos de soporte.
El número de elementos de soporte incluye un primer conjunto de elementos de soporte colocado cerca del primer cojinete y un segundo conjunto de elementos de soporte colocado cerca del segundo cojinete. El primer conjunto de elementos de soporte incluye un primer elemento de soporte 112, un segundo elemento de soporte 138 y un tercer elemento de soporte 140 (véase la Figura 8). El segundo conjunto de elementos de soporte incluye un cuarto elemento de soporte 142, un quinto elemento de soporte 144 y un sexto elemento de soporte (no mostrado en la Figura 7). El primer elemento de soporte 112 puede omitirse.
Los elementos de soporte 112, 138, 140, 142, 144 comprenden cada uno un vástago que tiene un primer extremo 113 que forma una parte de acoplamiento de rotor y un segundo extremo. Los elementos de soporte 112, 138, 140, 142, 144 son perpendiculares al eje central en la máquina eléctrica.
El primer conjunto de elementos de soporte 112, 138, 140 se muestran en sus posiciones de soporte en las que soportan el rotor 106 centrado sobre el eje central, permitiendo de este modo la sustitución del primer cojinete 110. El primer elemento de soporte (y el segundo elemento de soporte y el tercer elemento de soporte) en la posición de soporte se coloca al menos parcialmente entre el rotor y el estátor en una dirección perpendicular al eje central.
El primer cojinete se coloca entre el primer extremo del rotor y el primer conjunto de elementos de soporte en la posición de soportes tomados a lo largo del eje central.
Los elementos de soporte de la máquina eléctrica 102 comprenden cada uno una parte de acoplamiento de estátor cerca del segundo extremo del vástago, por ejemplo una parte de acoplamiento de estátor 146 del primer elemento de soporte 112. La parte de acoplamiento de estátor de los elementos de soporte 112, 138, 140, 142, 144 comprende una rosca adaptada para acoplarse con una correspondiente rosca de una parte de acoplamiento del estátor, por ejemplo la parte de acoplamiento de estátor 146 del primer elemento de soporte 112 se adapta para acoplarse con la primera parte de acoplamiento 148 del estátor. Los elementos de soporte se mueven a la posición de soporte radialmente hacia el eje central (perpendicular al eje central) para soportar el rotor en una posición de soporte.
El rotor 106 comprende una primera parte de acoplamiento 150 en forma de un rebaje adaptado para acoplarse con la parte de acoplamiento de rotor del primer elemento de soporte 112 en la posición de soporte. La primera parte de acoplamiento 150 del rotor puede tener cualquier forma adecuada, por ejemplo un rebaje circular, un rebaje oblongo paralelo al eje central o un rebaje oblongo perpendicular al eje central. En la máquina eléctrica 102, el rotor tiene un rebaje circular que forma una parte de acoplamiento del rotor para cada uno de los elementos de soporte.
En la máquina eléctrica 102, el al menos un elemento de soporte se adapta para fijar el rotor en relación con el estátor en la posición de soporte de tal forma que se evita que el rotor gire sobre el eje central.
El estátor 104 se adapta de tal forma que el primer elemento de soporte 112 en la posición de soporte se coloca a lo largo de un primer eje de soporte (en una primera dirección de soporte) perpendicular al eje central. Adicionalmente, el estátor se adapta de tal forma que el segundo elemento de soporte 138 en la posición de soporte se coloca a lo largo de un segundo eje de soporte (en una segunda dirección de soporte) perpendicular al eje central, y así sucesivamente para el tercer elemento de soporte 140.
La Figura 8 es una vista esquemática en sección transversal de la máquina eléctrica en la Figura 7 perpendicular al eje central del estátor, es decir el eje x. Los elementos de soporte 112, 138 y 140 se espacian circunferencial y equidistantemente alrededor del rotor, es decir en un ángulo de 120° entre elementos de soporte. El ángulo entre el segundo y el tercer elemento de soporte puede estar en el intervalo de desde aproximadamente 20° hasta aproximadamente 150°, tal como desde aproximadamente 50° hasta aproximadamente 130°, por ejemplo aproximadamente 90° o aproximadamente 110°.
Las Figuras 9-10 son vistas en sección transversal esquemáticas de dos realizaciones ilustrativas de una máquina eléctrica de acuerdo con la invención perpendicular al eje central del estátor, es decir el eje x, mostrando ejemplos de elementos de soporte y posiciones de los elementos de soporte.
En la Figura 9, la máquina eléctrica 202 comprende un primer conjunto de elementos de soporte que comprende cuatro elementos de soporte 112, 138, 140,162 espaciados circunferencial y equidistantemente alrededor del rotor perpendicular al eje central. El primer elemento de soporte 112 y el tercer elemento de soporte son verticales y el segundo elemento de soporte 138 y el cuarto elemento de soporte 162 son horizontales.
En la Figura 10, la máquina eléctrica 302 comprende un primer conjunto de elementos de soporte que comprende cuatro elementos de soporte 112, 138, 140, 162 espaciados circunferencial y equidistantemente alrededor del rotor
perpendicular al eje central. El primer elemento de soporte 112 se coloca en un ángulo de 45° con respecto a la horizontal. Los elementos de soporte se distribuyen alrededor de la circunferencia del rotor con un ángulo de 90° entre elementos de soporte vecinos.
5 Una máquina eléctrica puede comprender un primer conjunto de elementos de soporte que comprende dos, tres o más elementos de soporte que se extienden radialmente y sustancialmente perpendicular del eje central. Elementos de soporte del primer conjunto de elementos de soporte pueden espaciarse circunferencial y equidistantemente alrededor del rotor perpendicular al eje central, por ejemplo con un primer elemento de soporte colocado verticalmente bajo el rotor.
10
Pueden proporcionarse otras posiciones de los elementos de soporte, por ejemplo no espaciadas equidistantemente entre elementos de soporte.

Claims (16)

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    REIVINDICACIONES
    1. Una máquina eléctrica de imán permanente que comprende
    - un estátor (104) con al menos un devanado de estátor, definiendo el estátor un eje central,
    - un rotor (106) que comprende material magnético permanente y que tiene un primer extremo (108) y un segundo extremo (109),
    - al menos un cojinete (110) que incluye un primer cojinete y que soporta el rotor (106) en una posición operacional en relación con el estátor (104) permitiendo que el rotor (106) gire en relación con el estátor (104) sobre el eje central,
    caracterizada por
    - estando al menos un elemento de soporte móvil (112) dispuesto perpendicular al eje central, incluyendo el al menos un elemento de soporte (112) un primer elemento de soporte que comprende un vástago y adaptado para soportar el rotor (106) en relación con el estátor (104) de tal forma que el al menos un elemento de soporte (112) en una posición de soporte soporta el rotor (106) centrado sobre el eje central, permitiendo de este modo la sustitución del primer cojinete (110), estando el elemento de soporte (112) en la posición de soporte al menos parcialmente colocado entre el rotor (106) y el estátor (104) en una dirección radialmente desde el eje central.
  2. 2. Una máquina eléctrica de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el primer cojinete (110) está colocado a lo largo del eje central entre el primer extremo (108) del rotor (106) y el al menos un elemento de soporte (112) en la posición de soporte.
  3. 3. Una máquina eléctrica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el estátor (104) comprende al menos una parte de acoplamiento (146) que incluye una primera parte de acoplamiento (148), tal como una rosca, y adaptada para acoplarse con el al menos un elemento de soporte (112).
  4. 4. Una máquina eléctrica de acuerdo con la reivindicación 3, en la que el primer elemento de soporte (112) comprende una parte de acoplamiento de estátor, tal como una rosca, adaptada para acoplarse con la primera parte de acoplamiento (148) del estátor (104) en la posición de soporte.
  5. 5. Una máquina eléctrica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el rotor (106) comprende al menos una parte de acoplamiento (150) que incluye una primera parte de acoplamiento, tal como al menos un rebaje que incluye un primer rebaje.
  6. 6. Una máquina eléctrica de acuerdo con la reivindicación 5, en la que el primer elemento de soporte (112) comprende una parte de acoplamiento de rotor adaptada para acoplarse con la primera parte de acoplamiento (150) del rotor (106), en la posición de soporte.
  7. 7. Una máquina eléctrica de acuerdo con la reivindicación 6, en la que el primer elemento de soporte (112) en la posición de soporte está adaptado para fijar el rotor (106) en relación con el estátor (104) de tal forma que se evita que el rotor (106) gire sobre el eje central.
  8. 8. Una máquina eléctrica de acuerdo con la reivindicación 6 o 7 como dependiente de la reivindicación 5, en la que la parte de acoplamiento de rotor del primer elemento de soporte (112) comprende una protuberancia adaptada para acoplarse con la primera parte de acoplamiento (150) del rotor (106).
  9. 9. Una máquina eléctrica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el al menos un elemento de soporte (112) comprende una pluralidad de elementos de soporte (112, 138, 140, 162) que incluye el primer elemento de soporte (112) y un segundo elemento de soporte (138).
  10. 10. Una máquina eléctrica de acuerdo con la reivindicación 9, en la que la pluralidad de elementos de soporte incluye un tercer elemento de soporte (140).
  11. 11. Una máquina eléctrica de acuerdo con la reivindicación 9 o 10, en la que los elementos de soporte (112, 138, 140) están circunferencialmente espaciados alrededor del rotor (106).
  12. 12. Una máquina eléctrica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la máquina eléctrica comprende al menos un miembro de sujeción que incluye un primer miembro de sujeción adaptado para sujetar el al menos un elemento de soporte al estátor.
  13. 13. Un método para sustituir un cojinete (110) en una máquina eléctrica de imán permanente que comprende el cojinete (110), un estátor (104) con al menos un devanado de estátor, un rotor (106) que tiene un primer extremo (108) y un segundo extremo (109) y al menos un elemento de soporte (112) que incluye un primer elemento de soporte que comprende un vástago móvil que está dispuesto perpendicular a un eje central definido por el estátor
    (104), y soportando el cojinete (110) el rotor (106) en una posición operacional en relación con el estátor (104) de tal forma que el rotor (106) está centrado sobre el eje central permitiendo que el rotor (106) gire en relación con el estátor (104) sobre el eje central, comprendiendo el método soportar el rotor (106) en relación con el estátor (104) usando el al menos un elemento de soporte (112) en una posición de soporte de tal forma que el rotor (106) 5 permanece centrado sobre el eje central mientras se sustituye el cojinete (110), estando el al menos un elemento de soporte (112) en la posición de soporte al menos parcialmente colocado entre el rotor (106) y el estátor (104) radialmente desde el eje central.
  14. 14. Un método de acuerdo con la reivindicación 13, comprendiendo el método retirar el cojinete (110) de la posición 10 operacional en una dirección hacia el primer (108) extremo del rotor (106).
  15. 15. Un método de acuerdo con la reivindicación 14, comprendiendo el método instalar un primer cojinete de sustitución en la máquina eléctrica en una dirección desde el primer extremo (108) del rotor (106) hacia el al menos un elemento de soporte (112).
    15
  16. 16. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 13-15, en el que la máquina eléctrica es una máquina eléctrica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-12.
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