ES2709336T3 - Estator de generador eléctrico rotativo, generador eléctrico rotativo que comprende dicho estator y turbina eólica que incorpora dicho generador eléctrico rotativo - Google Patents

Estator de generador eléctrico rotativo, generador eléctrico rotativo que comprende dicho estator y turbina eólica que incorpora dicho generador eléctrico rotativo Download PDF

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Sayes José Miguel Garcia
Polo Miguel Nuñez
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Abstract

Estator (2) de generador rotativo, que comprende: - un núcleo magnético que comprende a su vez una corona magnética (3) dotada de al menos un diente (4); - un devanado (5) arrollado alrededor del al menos un diente (4); - un circuito de refrigeración exterior (9) destinado a conducir un fluido refrigerante para refrigerar el estator (2); y - al menos un orificio pasante (12) ubicado en el al menos un diente (4), que recorre longitudinalmente el diente (4) entre los extremos (7, 8) del diente (4); y - primeros conductos (13, 16) situados en conexión con el circuito de refrigeración exterior (9) y con el al menos un orificio pasante (12) de manera que permiten el paso del fluido refrigerante, estando los primeros conductos (13, 16) interpuestos entre un extremo (7, 8) del diente (4) y el devanado (5) donde los primeros conductos (13, 16) comprenden: - primeros conductos de entrada (13) configurados para permitir la entrada de fluido refrigerante desde el circuito de refrigeración exterior (9) hacia el al menos un orificio pasante (12); y - primeros conductos de salida (16) configurados para permitir la salida del fluido refrigerante desde el al menos un orificio pasante (12) hacia el circuito de refrigeración exterior (9); estando el estátor caracterizado por que al menos uno de los primeros conductos de entrada (13) comprende en su interior una pluralidad de canales (20) para derivar el flujo de fluido refrigerante desde unas primeras entradas (14) ubicadas en dichos primeros conductos de entrada (13), desde las cuales el fluido refrigerante accede a los primeros conductos de entrada (13) desde el conducto de refrigeración exterior (9), donde los canales (20) desembocan en el al menos un orificio pasante (12) a través de primeras salidas (15) repartidas a lo largo del al menos un orificio pasante (12); y donde al menos uno de los primeros conductos de salida (16) comprende en su interior una pluralidad de canales (20) para derivar el flujo de fluido refrigerante desde una segunda entrada (17), localizada en dichos primeros conductos de salida (16), y desde la cual el fluido refrigerante accede a los primeros conductos de salida (16) desde el al menos un orificio pasante (12), donde los canales (20) desembocan en segundas salidas (18) conectadas al circuito de refrigeración externo (9).

Description

DESCRIPCION
Estator de generador electrico rotativo, generador electrico rotativo que comprende dicho estator y turbina eolica que incorpora dicho generador electrico rotativo
OBJETO DE LA INVENCION
La presente invencion se puede incluir en el campo tecnico de los generadores electricos rotativos, en particular en la refrigeracion de dichos generadores electricos rotativos.
En concreto, la invencion se refiere, de acuerdo con un primer objeto, a un estator de generador electrico rotativo que incorpora medios de refrigeracion de eficiencia aumentada. De acuerdo con un segundo objeto, la invencion se refiere a un generador electrico rotativo que comprende dicho estator. De acuerdo con un tercer objeto, la invencion se refiere a una turbina eolica que incorpora el generador electrico rotativo antes referido.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
Hoy en dfa es habitual el empleo de energfas renovables para la generacion electrica, siendo de entre ellas la energfa eolica una de las mas eficientes. El empleo de energfa eolica permite obtener electricidad a partir del viento mediante turbinas eolicas, que comprenden basicamente una torre, una gondola que alberga un generador electrico rotativo y un rotor formado a su vez por al menos dos palas.
En turbinas eolicas de las conocidas como multimegawatio existe una tendencia de mercado hacia sistemas de conversion de potencia sin empleo de multiplicadora, lo cual implica que la velocidad de giro es baja, y por tanto, el par desarrollado es en cambio muy elevado.
Las dimensiones de una turbina eolica -diametro y altura de la torre- dependen del par desarrollado, siendo en general interesante aumentar el diametro en relacion a la altura para optimizar el peso y el coste de las partes activas, esto es, el cobre, el material magnetico y en su caso, los imanes permanentes. Otro factor que afecta al dimensionamiento de la turbina eolica es el calentamiento. La temperatura afecta a la degradacion del aislamiento de la turbina eolica y, en el caso de las turbinas eolicas con imanes permanentes, puede llegar a provocar la perdida de magnetizacion.
Existen diversas alternativas para la refrigeracion de los generadores electricos rotativos empleados en las turbinas eolicas.
- Aletas disipadoras de calor. Las carcasas de las maquinas electricas presentan a menudo aletas que favorecen la disipacion del calor generado en el interior. Dichas aletas favorecen la refrigeracion del exterior del generador por conveccion.
- Refrigeracion forzada por aire. Emplea ventiladores para forzar la circulacion de aire por el entrehierro, favoreciendo la refrigeracion por conveccion. Se consiguen niveles de refrigeracion mayores que con el simple uso de aletas.
- Refrigeracion lfquida. Es comun que, en el exterior de la corona del estator, se instale un circuito de refrigeracion mediante un fluido. En estas soluciones se incorporan ademas radiadores externos para la disipacion del calor evacuado por el circuito, que ademas pueden estar refrigerados mediante ventilacion.
La solicitud estadounidense US2012/0091837 muestra un ejemplo ilustrativo de un gran numero de soluciones que proponen un sistema de refrigeracion lfquido aplicado a un generador electrico de una turbina eolica, donde el generador comprende un estator dotado de un sistema de refrigeracion lfquida, mediante una pluralidad de tubos (o agujeros) en direccion longitudinal dispuestos en la periferia del estator, a traves de los cuales puede fluir un lfquido refrigerante, formando un circuito cerrado serpenteante.
Por otra parte, la solicitud estadounidense US2007/0024132 tiene por objeto un generador de turbina eolica, que comprende un estator dotado de un nucleo magnetico cuya corona esta dispuesta circunferencialmente entorno a un eje longitudinal y cuyos dientes se extienden radialmente desde la corona. Sobre los dientes se disponen una pluralidad de bobinas. Dicho generador dispone de un circuito de refrigeracion en conexion con una pluralidad de conductos configurados para transportar un fluido refrigerante que, en una realizacion, atraviesan la corona magnetica del estator. En una realizacion alternativa, entre bobinas contiguas se dispone un espacio en el que se ubica un conducto de refrigeracion.
Este sistema de refrigeracion presenta una serie de desventajas. La primera es que no se dispone de una refrigeracion adecuada de los finales de las bobinas, que en ocasiones pueden ser de dimensiones elevadas y que se aumentan considerablemente las dimensiones del generador, al requerir de un espacio libre entre las bobinas destinado a alojar los conductos de refrigeracion que reduce el espacio disponible para el cobre de los conductores.
Adicionalmente, la solicitud europea EP2124322, se refiere a un sistema para generar energfa que comprende un generador de superconductores que a su vez incluye un conjunto de armadura dotado de una porcion de cuerpo, una porcion de diente (con una superficie anterior y una superficie posterior), una ranura parcialmente definida por la porcion de cuerpo y la porcion de diente, una barra de armadura que conecta con la ranura, y una cavidad de refrigeracion parcialmente definida por la porcion de diente, y que esta comunicada con la superficie anterior y la superficie posterior, atravesando la porcion de diente y configurada para conducir aire refrigerante o albergar unos conductos de fluido refrigerante.
El documento US2012/0161556A1 (TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA) describe un estator par un generador electrico rotativo que comprende: un nucleo magnetico dotado de una corona magnetica con al menos un diente y devanado arrollado alrededor del al menos un diente; un circuito externo de refrigeracion configurado para conducir un fluido refrigerador para refrigerar el estator; al menos un agujero pasante localizado en el al menos un primer conducto, que transcurre longitudinalmente a traves del diente entre los extremos del diente; y al menos un primer conducto situado en conexion con el circuito de refrigeracion externa y con el agujero pasante para permitir el paso de fluido refrigerador, estando el primer conducto interpuesto entre un extremo del diente y el devanado.
Dichas invenciones proporcionan un mejor aprovechamiento del espacio que el anterior antecedente pero sigue sin proporcionar una adecuada solucion al problema de la refrigeracion del final de las bobinas. Se ha detectado la necesidad de describir un generador electrico rotativo refrigerado de manera que resuelva los problemas mencionados del estado de la tecnica.
DESCRIPCION DE LA INVENCION
La presente invencion resuelve el problema tecnico planteado con las caracterfsticas de la reivindicacion 1
El estator de generador electrico rotativo de acuerdo con el primer objeto de la invencion comprende un nucleo magnetico dotado de una corona que a su vez esta dotada de una pluralidad de dientes que sobresalen de la periferia de dicha corona, donde alrededor de los dientes esta arrollado un devanado, tal como es conocido en el estado de la tecnica.
El estator comprende adicionalmente un circuito de refrigeracion exterior destinado a conducir un fluido refrigerante.
En el interior de al menos uno de los dientes, preferentemente de todos los dientes, existe al menos un orificio pasante, que lo recorre por completo longitudinalmente, es decir, entre los dos extremos que delimitan su longitud.
La invencion se caracteriza por que incorpora adicionalmente al menos un primer conducto, para conectar el circuito de refrigeracion exterior con el al menos un orificio pasante en cada uno de sus extremos. De manera preferente, el primer conducto esta configurado para permitir el paso del fluido refrigerante desde el circuito de refrigeracion exterior hasta el orificio pasante, tanto de entrada en uno de sus extremos como de salida en el extremo opuesto.
Mediante la configuracion descrita, se permite al fluido refrigerante, ademas de refrigerar la periferia de la corona durante su recorrido por el exterior de la corona, tambien extraer el calor generado por las perdidas de una manera mas directa (tanto las que tienen lugar en los devanados como las que se originan en el nucleo magnetico) mediante el paso de fluido refrigerante consecutivamente por el interior de cada uno de los dientes.
Ademas, el primer conducto esta interpuesto entre un extremo de dicho diente y el devanado. El devanado forma bobinas que se situan rodeando los primeros conductos, las perdidas generadas por el paso de la corriente electrica en las bobinas se extraen mejor, repercutiendo en una mejor y mas homogenea refrigeracion del generador, que permite incrementar la eficiencia del generador y la vida del mismo. De otra manera, pueden existir puntos calientes en el generador que son fuente de fallos.
DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripcion que se esta realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprension de las caracterfsticas de la invencion, de acuerdo con un ejemplo preferente de realizacion practica de la misma, se acompana como parte integrante de dicha descripcion, un juego de dibujos en donde con caracter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1.- Muestra una vista perspectiva de un estator de acuerdo con el primer objeto de la invencion.
Figura 2.- Muestra una vista inferior de un detalle del diente y el devanado de acuerdo con una realizacion de la invencion en la que los primeros conductos presentan forma semicircular.
Figura 3.- Muestra una vista inferior de un detalle del diente y el devanado de acuerdo con una realizacion de la invencion en la que los primeros conductos presentan forma rectangular con vertices redondeados.
Figura 4.- Muestra un detalle los primeros conductos y el segundo conducto en la realizacion representada en la figura 2.
Figura 5.- Muestra un detalle de los primeros conductos y el segundo conducto en la realizacion representada en la figura 3.
Figura 6.- Muestra una realizacion en la que los dientes presentan tres orificios pasantes.
Figura 7.- Muestra un detalle de los primeros conductos y el segundo conducto en la realizacion representada en la figura 6.
Figura 8.- Muestra un detalle en planta y en alzado seccionado de un primer conducto donde se aprecian lamas y canales para el caso de una realizacion con un solo orificio pasante.
Figura 9.- Muestra un detalle en planta y en alzado seccionado de un primer conducto donde se aprecian lamas y canales para el caso de una realizacion con cuatro orificios pasantes.
REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCION
Seguidamente se describe, con ayuda de las figuras 1 a 9 anteriormente referidas, una descripcion en detalle de una realizacion preferente de la invencion.
Segun se aprecia en la figura 1, el generador electrico rotativo de acuerdo con la presente invencion comprende un rotor de generador (no mostrado) y un estator (2). El estator (2) puede ser interior al rotor de generador o alternativamente puede ser exterior al rotor de generador. Las figuras muestran un estator (2) exterior al rotor de generador.
El estator (2) presenta generalmente forma cilfndrica, definida alrededor de un eje central de revolucion. Se define como direccion longitudinal la direccion del eje central y como direcciones radiales las perpendiculares a la direccion longitudinal.
El estator (2) comprende un nucleo magnetico que comprende a su vez una corona (3) y una pluralidad de dientes (4) que se extienden radialmente desde la corona (3). Sobre los dientes (4) esta arrollado un devanado (5), que en la realizacion representada en las figuras tiene forma de bobinas. El estator (2) puede estar elaborado de cualquiera de las maneras conocidas en el estado de la tecnica, por ejemplo a partir de laminas de hierro dotadas de un recubrimiento aislante.
Se define altura de diente, como la dimension del diente (4) en la direccion radial; longitud de diente, como la dimension del diente (4) en la direccion longitudinal; y anchura de diente, que es la dimension del diente (4) en direccion perpendicular al plano definido por la direccion radial y la direccion longitudinal.
Tal como se muestra en la figura 1, el estator (2) incorpora adicionalmente un circuito de refrigeracion exterior (9) destinado a conducir un fluido refrigerante por el exterior de la corona (3), donde preferentemente el circuito de refrigeracion exterior (9) presenta una configuracion serpenteante, i.e. forma de serpentfn, para permitir la circulacion del fluido refrigerante de manera alternativa en un sentido y en otro a lo largo del estator (2) y reducir asf el numero de entradas de fluido en el circuito refrigeracion exterior (9) desde, por ejemplo, una bomba de alimentacion de fluido refrigerante que lo impulsa desde un intercambiador de calor situado externamente al generador, en el cual el fluido refrigerante cede el calor extrafdo del estator (2) a otro fluido refrigerante, por ejemplo aire.
El circuito de refrigeracion (9) presenta una configuracion serpenteante y esta definido por tramos de recorrido (10), por el interior de los cuales el fluido refrigerante recorre el exterior de la periferia alternativamente entre el primer extremo (7) y el segundo extremo (8); y tramos de giro (11), donde el fluido refrigerante cambia su sentido de recorrido. En las figuras se representan tramos de recorrido (10) orientados segun la direccion longitudinal, sin embargo, tramos de recorrido (10) orientados en direcciones oblicuas respecto de la direccion longitudinal tambien son posibles. En la figura 1 se muestra, a modo de ejemplo, un circuito de refrigeracion (9) que esta definido en el interior de un cuerpo cilfndrico (21) que rodea la parte exterior del nucleo magnetico.
Adicionalmente, cada uno de los dientes (4) comprende al menos un orificio pasante (12) que recorre por completo el diente (4) en direccion longitudinal, es decir, entre los dos extremos (7, 8) que delimitan su longitud.
Cada orificio pasante (12) esta conectado con el circuito de refrigeracion exterior (9), para permitir tanto la entrada de fluido refrigerante en el diente (4) desde el circuito de refrigeracion exterior (9), como el retorno del fluido refrigerante desde el diente (4) hacia el circuito de refrigeracion exterior (9).
Mediante la configuracion descrita, se permite al fluido refrigerante, ademas de extraer calor a traves de la superficie exterior de la corona del estator (2), tambien extraer calor a traves de la superficie de los dientes (4) al canalizar al menos parte del fluido refrigerante hacia el interior de los dientes (4) a traves de los mencionados orificios pasantes (12). Puesto que el orificio pasante (12) recorre el diente (4) a lo largo de toda la longitud del mismo, se produce una refrigeracion mas directa de las bobinas, incrementando la eficiencia de la refrigeracion del generador.
De manera preferente, el orificio pasante (12) esta centrado respecto de la anchura del diente (4). De manera aun mas preferente, el orificio pasante (12) ocupa la mayor parte posible de la altura del diente (4), por ejemplo, al menos el 60% de la altura, mas preferentemente al menos el 80% de la altura. Asimismo, de manera preferente, la anchura de los orificios pasantes (12) es substancialmente menor que la anchura de los dientes (4). Esto permite que el nucleo magnetico no vea aumentada su reluctancia en gran medida como consecuencia de disponer los orificios pasantes (12) en los dientes (4), reduciendo por tanto la seccion de nucleo disponible para la conduccion del flujo magnetico a traves de los dientes (4).
De acuerdo con lo que se muestra en las figuras 4, 5 y 7, para conectar el circuito de refrigeracion exterior (9) con el orificio pasante (12), el estator (2) incorpora adicionalmente primeros conductos (13, 16). Segun cual sea el sentido de flujo del fluido refrigerante a lo largo del conducto de refrigeracion exterior (9), los primeros conductos (13, 16) pueden ser primeros conductos de entrada (13) o primeros conductos de salida (16), tal como se explicara seguidamente, si bien en general su funcion es equivalente, es decir, la canalizacion del flujo hacia o desde el interior del orificio pasante.
En particular, cada primer conducto de entrada (13) se situa en conexion con el circuito de refrigeracion exterior (9) y con el orificio pasante (12) por medio de una primera entrada (14) para permitir el acceso del fluido refrigerante desde el circuito de refrigeracion exterior (9) al primer conducto de entrada (13), asf como al menos una primera salida (15), para permitir el acceso del fluido refrigerante desde el primer conducto de entrada (13) al orificio pasante (12). Ademas, el primer conducto (13, 16) esta interpuesto entre un extremo (7, 8) del diente (4) y el devanado (5) y situado en contacto termico por conduccion con el devanado (5) y preferentemente tambien con el diente (4), de manera que el calor generado por las perdidas de conduccion en dicho devanado (5), en particular, en el final de las bobinas que conforman dicho devanado (5), se extrae por conduccion por medio del fluido refrigerante que es conducido a traves de dicho primer conducto (13, 16).
El termino contacto termico por conduccion hace referencia a que los devanados (5) y los primeros conductos (13, 16) y, preferentemente, los dientes (4) y los primeros conductos (13, 16), se situan o bien en contacto directo, o bien, a traves de un elemento con elevada conductividad termica. Asf, se puede disponer interpuesta entre los dientes (4) y los primeros conductos una chapa (no mostrada) de compactacion de las laminas de hierro que conforman el nucleo magnetico, siendo esta chapa preferentemente de un material con elevada conductividad termica, por ejemplo, una chapa metalica.
En una realizacion, la canalizacion del fluido refrigerante desde el circuito de refrigeracion exterior (9) se realiza de manera total en cada uno de los dientes (4). Para ello, el extremo del tramo de recorrido (10) longitudinal proximo al extremo (7, 8) de un diente (4), dispone de una salida hacia el primer conducto (13) y no dispone de tramo de giro (11) en dicho extremo.
De manera analoga, cada primer conducto de salida (16) posee una segunda entrada (17) para permitir el acceso del fluido refrigerante desde el orificio pasante (12) hacia dichos primeros conductos de salida (16), asf como una segunda salida (18), para permitir el acceso del fluido refrigerante desde los primeros conductos de salida (16) hacia el circuito de refrigeracion exterior (9). Los primeros conductos de salida (16) estan adosados a un segundo extremo (8) de los dientes (4), y asimismo rodeados por el devanado (5).
De manera preferente, los primeros conductos de entrada (13) y/o los primeros conductos de entrada (16) presentan una configuracion plana y esbelta, asf como ocupan la mayor superficie posible de respectivamente el primer extremo (7) y el segundo extremo (8) del diente (4), por ejemplo, al menos el 60%, preferentemente, al menos el 80%.
La disposicion de primeros conductos de entrada (13) y de primeros conductos de salida (16) entre los extremos de los dientes (4) y los devanados (5), permite que el fluido refrigerante pueda actuar tambien sobre los finales de los devanados (5), entendiendo como tal los extremos de devanados (5) que quedan alrededor de los extremos de los dientes (4), mejorando la refrigeracion. Las configuraciones planas que se han seleccionado como preferentes, para los primeros conductos de entrada (13) y los primeros conductos de salida (16), permiten obtener una elevada superficie de contacto con los extremos de los devanados (5) sin aumentar de manera significativa la longitud del devanado (5).
Segun una realizacion preferente de la invencion, el lfquido refrigerante puede recorrer los orificios pasantes (12) en contacto directo con el interior de los dientes (4). Sin embargo, se prefiere, tal como se muestra en las figuras 4, 5 y 7, de acuerdo con una realizacion alternativa, la incorporacion de segundos conductos (22), alojados en el interior de los orificios pasantes (12) y conectados con el circuito de refrigeracion exterior (9) en el primer extremo (7) y en el segundo extremo (8) de cada diente (4), a traves de los primeros conductos de entrada (13) y / o de los primeros conductos de salida (16). De este modo, si bien el intercambio de calor entre los dientes (4) y el fluido refrigerante no es tan intenso, se permite a cambio el empleo de fluidos refrigerantes que, por resultar daninos para el nucleo, no se podrfan emplear de acuerdo con la realizacion alternativa explicada anteriormente.
En las figuras referidas 4, 5 y 7 se aprecia que los segundos conductos (22) presentan una seccion ligeramente superior que unos cuerpos de union (26) ubicados en los primeros conductos de entrada (13) y en los primeros conductos de salida (16) para ser conectados con los segundos conductos (22). La union de dichos segundos conductos (22) con los cuerpos de union (26) es estanca para evitar fugas de fluido refrigerante hacia las partes electricas del generador.
De acuerdo con otra realizacion preferente, se dispone de una pluralidad de orificios pasantes (12), segun se muestra en la figura 6, para al menos uno de los dientes (4), preferentemente para cada diente (4). De manera aun mas preferente, cada orificio pasante (12) podrfa estar asociado a su correspondiente segundo conducto (22), segun se aprecia en la figura 7.
Asimismo, de acuerdo con una realizacion preferente de la invencion, la geometrfa de al menos uno de los primeros conductos de entrada (13) y/o al menos uno de los primeros conductos de salida (16), preferentemente de todos los primeros conductos de entrada (13) y de todos los primeros conductos de salida (16), esta configurada para ofrecer una gran superficie de contacto con el devanado (5) de los dientes (4).
Asf, a modo de ejemplos, representados en las figuras 2 a 5, el primer conducto de entrada (13) y/o el primer conducto de salida (16) presentan una primera cara (23) plana, respectivamente en contacto con el primer extremo (7) o el segundo extremo (8) del diente (4), asf como presentan una segunda cara (24) curvada que, de acuerdo con el ejemplo mostrado en las figuras 2 y 4, presenta forma semicircular, mientras que de acuerdo con el ejemplo mostrado en las figuras 3 y 5, presenta forma rectangular que comprende vertices (25) opuestos a la primera cara (23), que estan redondeados. Dicha geometrfa en cualquier caso se elige en funcion de la forma que adopte el devanado (5) en los finales de las bobinas, de cara a maximizar la superficie de contacto entre los primeros conductos (13, 16) y segundos conductos (22) y el devanado (5) y maximizar la refrigeracion en dicha zona.
De acuerdo con una realizacion preferente de la invencion, segun se aprecia en las figuras 8 y 9, el primer conducto de entrada (13) y/o el primer conducto de salida (16), preferentemente solo el primer conducto de entrada (13), comprenden en su interior una pluralidad de lamas (19) que definen canales (20) para derivar el flujo de fluido refrigerante. Los canales (20) desembocan en el orificio pasante (12) a traves de las primeras salidas (15) o, en su caso, de las segundas salidas (18), que estan ubicadas a diferentes alturas. Como consecuencia de la configuracion descrita, se produce una circulacion mas homogenea de fluido refrigerante en el primer conducto de entrada (13) y / o en el primer conducto de salida (16) y por tanto una refrigeracion mas homogenea y efectiva y una menor posibilidad de encontrar puntos calientes.
Asf, en la figura 8 se aprecia una distribucion de lamas (19) de acuerdo con un diente (4) en el que solo hay un orificio pasante (12), mientras que en la figura 9 se aprecia el caso de varios orificios pasantes (12). En este ultimo caso, se prefiere que la amplitud de la seccion de los canales (20) definidos por las lamas (19), asf como la seccion de las primeras entradas (14), guarde proporcionalidad con las dimensiones de los orificios pasantes (12) en los que desembocan, para obtener una distribucion lo mas uniforme posible de caudal de refrigerante. Por ejemplo, a orificios pasantes (12) con secciones iguales, les corresponden canales (20) con secciones iguales, asf como a iguales secciones globales de orificios pasantes (12) en dientes (4) distintos corresponden secciones iguales en las primeras entradas (14).
De manera preferente, para una mayor eficiencia del sistema de refrigeracion, los materiales empleados para la fabricacion de los primeros (13, 16) y segundos conductos (22), asf como del circuito de refrigeracion exterior presentan una alta conductividad termica.
Adicionalmente, esta invencion puede complementarse con un sistema de ventilacion que comprende unos ventiladores (no mostrados) situados en al menos un extremo (7, 8) del generador, afectando al entrehierro (6).
El estator (2) descrito y el generador electrico rotativo que comprende dicho estator (2) se pueden emplear en multitud de aplicaciones, preferentemente en turbinas eolicas. De manera mas concreta, una turbina eolica esta dotada de una torre (no representada), de una gondola (no representada) montada sobre la torre, y de un rotor eolico (no representado), alojado en la gondola y dotado de al menos dos palas (no representadas) y de un eje de rotor (no representado) giratoriamente acoplado a las palas. La turbina eolica comprende adicionalmente el generador electrico rotativo descrito anteriormente, donde el eje de rotor del rotor eolico esta acoplado giratoriamente al rotor del generador electrico rotativo.

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES
    1 Estator (2) de generador rotativo, que comprende:
    - un nucleo magnetico que comprende a su vez una corona magnetica (3) dotada de al menos un diente (4); - un devanado (5) arrollado alrededor del al menos un diente (4);
    - un circuito de refrigeracion exterior (9) destinado a conducir un fluido refrigerante para refrigerar el estator (2); y
    - al menos un orificio pasante (12) ubicado en el al menos un diente (4), que recorre longitudinalmente el diente (4) entre los extremos (7, 8) del diente (4); y
    - primeros conductos (13, 16) situados en conexion con el circuito de refrigeracion exterior (9) y con el al menos un orificio pasante (12) de manera que permiten el paso del fluido refrigerante, estando los primeros conductos (13, 16) interpuestos entre un extremo (7, 8) del diente (4) y el devanado (5)
    donde los primeros conductos (13, 16) comprenden:
    - primeros conductos de entrada (13) configurados para permitir la entrada de fluido refrigerante desde el circuito de refrigeracion exterior (9) hacia el al menos un orificio pasante (12); y
    - primeros conductos de salida (16) configurados para permitir la salida del fluido refrigerante desde el al menos un orificio pasante (12) hacia el circuito de refrigeracion exterior (9);
    estando el estator caracterizado por que al menos uno de los primeros conductos de entrada (13) comprende en su interior una pluralidad de canales (20) para derivar el flujo de fluido refrigerante desde unas primeras entradas (14) ubicadas en dichos primeros conductos de entrada (13), desde las cuales el fluido refrigerante accede a los primeros conductos de entrada (13) desde el conducto de refrigeracion exterior (9),
    donde los canales (20) desembocan en el al menos un orificio pasante (12) a traves de primeras salidas (15) repartidas a lo largo del al menos un orificio pasante (12); y donde al menos uno de los primeros conductos de salida (16) comprende en su interior una pluralidad de canales (20) para derivar el flujo de fluido refrigerante desde una segunda entrada (17), localizada en dichos primeros conductos de salida (16), y desde la cual el fluido refrigerante accede a los primeros conductos de salida (16) desde el al menos un orificio pasante (12), donde los canales (20) desembocan en segundas salidas (18) conectadas al circuito de refrigeracion externo (9).
  2. 2. - Estator (2) de generador rotativo, de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que el primer conducto (13, 16) esta dispuesto en contacto termico por conduccion con el devanado (5).
  3. 3. - Estator (2) de generador rotativo, de acuerdo con la reivindicacion 2, caracterizado por que el primer conducto (13, 16) esta dispuesto ademas en contacto termico por conduccion con el diente (4).
  4. 4. - Estator (2) de generador rotativo, de acuerdo con la reivindicacion 2, caracterizado por que los primeros conductos (13, 16) estan configurados para maximizar la superficie en contacto termico por conduccion con el devanado (5).
  5. 5. - Estator (2) de generador rotativo, de acuerdo con la reivindicacion 4, caracterizado por que los primeros conductos (13, 16) comprenden:
    - una primera cara (23) plana en contacto termico por conduccion con un extremo (7, 8) del diente (4); y - una segunda cara (24) curvada, opuesta a la primera cara (23), para adaptarse a la geometrfa del devanado (5).
  6. 6. - Estator (2) de generador rotativo, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que incorpora adicionalmente un segundo conducto (22) insertado en el al menos un orificio pasante (12) y conectado con el circuito de refrigeracion exterior (9) en los extremos (7, 8) configurado para alojar la circulacion del fluido refrigerante por el interior de los dientes (4) de manera estanca.
  7. 7. - Estator (2) de generador rotativo, de acuerdo con las reivindicaciones 8, 9 y 11, caracterizado por que los canales (20) y las primeras entradas (14) presentan secciones que son proporcionales a las secciones de los orificios pasantes (12) en los que desembocan.
  8. 8. - Estator (2) de generador rotativo, de acuerdo con la reivindicacion 6, caracterizado por que comprende adicionalmente unos cuerpos de union (26) en los primeros conductos (13, 16) para conectar dichos primeros conductos con los segundos conductos (22).
  9. 9. - Estator (2) de generador rotativo, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que cada primer conducto (13, 16) ocupa al menos el 60% de la superficie del primer extremo (7) del diente (4).
  10. 10. - Estator (2) de generador rotativo, de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que el al menos un orificio pasante (12) esta centrado respecto de la anchura del diente (4).
  11. 11.- Estator (2) de generador rotativo, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 18, caracterizado por que el al menos un orificio pasante (12) ocupa al menos el 60% de la altura del diente (4).
  12. 12-. Estator (2) de generador rotativo, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la anchura del al menos un orificio pasante (12) es substancialmente menor que la anchura del diente (4).
  13. 13. - Estator (2) de generador rotativo, de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que el circuito de refrigeracion exterior (9) define un circuito serpenteante que comprende:
    - tramos de recorrido (10), por el interior de los cuales el fluido refrigerante recorre el exterior de la periferia alternativamente entre el primer extremo (7) y el segundo extremo (8); y
    - tramos de giro (11), donde el fluido refrigerante cambia su sentido de recorrido.
  14. 14. - Generador electrico rotativo que comprende un rotor de generador (1), caracterizado porque comprende adicionalmente el estator (2) descrito en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
  15. 15. - Turbina eolica caracterizada por que comprende el generador electrico rotativo descrito en la reivindicacion anterior.
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