ES2870300T3 - Procedimiento para fabricar un rotor en jaula de ardilla de una máquina asíncrona - Google Patents

Abstract

Procedimiento para fabricar un rotor en jaula de ardilla (4) de una máquina asíncrona (1), mediante las siguientes etapas: - puesta a disposición de un núcleo de chapas del rotor (5) con ranuras (14) que se extienden esencialmente de forma axial, - introducción de barras conductoras (6) en las ranuras (14), de un primer material conductor, de manera que las barras conductoras (6) se proyectan desde los lados frontales (15) del núcleo de chapas del rotor (5), - puesta a disposición de un disco anular de cortocircuito (7), de un segundo material conductor, que está calentado por encima de la temperatura de recristalización, - colocación a presión axial del disco anular de cortocircuito (7) sobre las barras conductoras (6) que se proyectan desde el lado frontal (15) del núcleo de chapas del rotor (5), considerando el rango de temperatura, la deformación, así como la velocidad de deformación, donde las tensiones de cizallamiento admisibles de esos materiales se superan de forma local, y donde se ocasionan transferencias de material mediante difusión en la superficie límite entre la barra conductora y el anillo de cortocircuito, que conducen a una microsoldadura, - conformado en caliente consecutivo o simultáneo del disco anular de cortocircuito (7) colocado axialmente.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para fabricar un rotor en jaula de ardilla de una máquina asíncrona

La presente invención hace referencia a un procedimiento para fabricar un rotor en jaula de ardilla de una máquina asíncrona, como también a una máquina asíncrona en sí misma, y a su utilización en diferentes aplicaciones, preferentemente industriales. Los rotores en jaula de ardilla de máquinas rotatorias dinamoeléctricas, en la gama de potencia más baja, se fabrican utilizando la tecnología de fundición a presión, en una sola operación de trabajo. Ese procedimiento por adherencia de materiales es costoso, ya que los moldes de fundición a presión son costosos y se desgastan comparativamente rápido. Además, en la fabricación se encuentra presente un grado elevado de variación en cuanto a la calidad de un rotor en jaula de ardilla fabricado de ese modo, Esto se manifiesta por ejemplo en la variación de la calidad de la masa fundida en el crisol, debido a impurezas de la masa fundida durante el proceso de colada, debido a agentes de desmoldeo o bien a abrasión en la herramienta, al igual que debido a la formación de rechupes o a la formación de roturas por tensión durante el enfriamiento de la pieza fundida a presión. En la gama de potencia más alta o en el caso de aplicaciones especiales de máquinas rotatorias dinamoeléctricas, se conectan barras conductoras individuales de forma eléctrica y mecánica con un anillo de cortocircuito. Esto sucede por ejemplo mediante procesos de soldadura blanda o de soldadura, tal como puede observarse en la solicitud DE 3413519 C2, o mediante colocación a presión, como puede observarse en la solicitud US 6088906 A. Sin embargo, se considera una desventaja el hecho de que en esas máquinas dinamoeléctricas de mayor tamaño se encuentran presentes anillos de cortocircuito que presentan una cuba de soldadura continua, que durante el proceso de soldadura blanda debe llenarse completamente con metal de aportación de soldadura. De este modo, solamente no se llena con metal de aportación de soldadura el volumen del volumen de las barras conductoras que sobresale en la cuba de soldadura. Debido a la parte elevada de plata en el metal de aportación de soldadura, entre otras cosas, la producción de la unión por soldadura blanda entre las barras conductoras y el anillo de cortocircuito no es particularmente conveniente en cuanto al aspecto económico. Para remediar las pérdidas de calidad, que también se producen en la gama de potencia baja, el proceso de fundición a presión se realiza por ejemplo bajo la influencia de gas de protección. Del mismo modo, se proporcionan herramientas con varias posibilidades de ventilación, o incluso se realiza una aleación posterior de la masa fundida. Esas intervenciones permiten aumentar la eficiencia del rotor de jaula asíncrono, pero se necesitan medidas adicionales para la resistencia, que en particular incluyen una capacidad elevada de la velocidad de rotación, como por ejemplo anillos soporte o la utilización de aleaciones para obtener valores de resistencia más elevados.

En base a esto, el objeto de la presente invención consiste en crear un procedimiento para fabricar un rotor en jaula de ardilla de una máquina asíncrona, donde se prioricen tanto las propiedades eléctricas, como también la forma económica del procedimiento de fabricación. Además, debe poder establecerse una conexión más eficaz de las barras conductoras y los anillos de cortocircuito, de forma sencilla y efectiva. La solución del objeto planteado se alcanza mediante un procedimiento para fabricar un rotor en jaula de ardilla de una máquina asíncrona, según la reivindicación 1.

La solución del objeto planteado se logra igualmente mediante una máquina asíncrona con un rotor en jaula de ardilla, fabricado según un procedimiento según la invención. La solución del objeto planteado se logra igualmente mediante máquinas asíncronas que en el caso de compresores, accionamientos de transporte o accionamientos de vehículos, están provistas de al menos una máquina asíncrona, que están provistas de una jaula de ardilla que fue fabricada según el procedimiento según la invención. Según la invención, de aquí en adelante, en lugar del procedimiento de colada a presión conocido, una jaula de ardilla, es decir una conexión de las barras conductoras con discos anulares de cortocircuito, se fabrica en una combinación de microsoldaduras y conformado en caliente. De este modo, en primer lugar, las chapas del rotor individuales se apilan o empaquetan troqueladas, formando un núcleo del rotor terminado. En las ranuras existentes del rotor, independientemente de si se encuentra presente o no un biselado de la ranura, se introduce un primer material conductor, por ejemplo barras de cobre estiradas. Esas barras conductoras se proyectan desde las superficies frontales del núcleo del rotor. Para fijar las barras conductoras en el núcleo del rotor de forma precisa en cuanto a la posición, y para el proceso de conexión subsiguiente con los discos de cortocircuito, sin que se produzca un desequilibrio en el rotor, las mismas son mantenidas en su posición mediante un dispositivo de retención correspondiente, por ejemplo una matriz, etc. Los extremos de las barras, de las barras conductoras, que se proyectan desde el núcleo de chapas, se conectan de forma eléctricamente conductora con el disco de cortocircuito, que preferentemente es de aluminio o de una aleación de aluminio, creando así los anillos de cortocircuito de ese rotor en jaula.

Esa conexión tiene lugar mediante una colocación a presión axial del disco anular de cortocircuito en las barras conductoras o de la barra conductora en el disco anular de cortocircuito, o mediante una colocación a presión axial mutua, donde la barra conductora/las barras conductoras y el disco anular de cortocircuito se desplazan unos hacia otros. Las barras conductoras se proyectan en el respectivo lado frontal del núcleo de chapas del rotor.

Esa colocación a presión axial tiene lugar considerando el rango de temperatura ideal para la deformación, así como para la velocidad óptima de la deformación. Una deformación plástica tiene lugar mediante una migración de dislocación de los planos de los átomos en la estructura. Esa migración y, con ello, la superación de obstáculos en la red atómica (como por ejemplo desplazamientos de niveles, átomos extraños, etc.), son favorecidas por un aumento de la temperatura. De este modo, a partir de un límite de temperatura determinado, que depende del material, aumenta la capacidad de deformación. La velocidad de conformación, la temperatura y la tensión de fluencia del respectivo material, de este modo, deben adaptarse una con respecto a otra.

De este modo, entre el material del disco anular de cortocircuito y las barras conductoras se forma una microsoldadura. Esa microsoldadura se produce debido a que la barra conductora y el anillo de cortocircuito se frotan uno sobre otro con firmeza, generando con ello una presión de las superficies y calor por fricción adicional. De este modo se superan localmente las tensiones de cizallamiento admisibles de esos materiales y se provocan transferencias de material mediante difusión en la superficie límite entre la barra conductora y el anillo de cortocircuito. La consecuencia de esto son acumulaciones en la microzona, así como microsoldaduras.

El disco anular de cortocircuito, observado en cuanto a la geometría, no debe estar realizado de forma cilíndrica hueca de forma obligatoria. Solamente en el área de las barras conductoras está proporcionado tanto material que tienen lugar un contacto y una fijación suficientes de las barras conductoras en el anillo de cortocircuito, de manera que se produce una jaula de ardilla del rotor muy eficiente.

El disco anular de cortocircuito / anillo de cortocircuito se calienta por encima de la temperatura de recristalización de su material, debido a lo cual es posible el conformado en caliente mediante un efecto de fuerzas comparativamente reducido.

La conformación conduce a una estructura tensada. El material se solidifica. En el caso de una temperatura elevada, en el material tienen lugar procesos de recuperación y de recristalización. La variación de la disposición de dislocación, asociada a esto, conduce nuevamente a un reblandecimiento del material. Sin embargo, este proceso requiere tiempo, que se reduce al aumentar la velocidad de conformación.

Esto significa que al aumentar la velocidad de conformación cada vez haya disponible menos tiempo para procesos de recuperación y de recristalización. De este modo, en el conformado en caliente se presenta una tensión de fluencia en el material, que depende de la velocidad.

Con ello, el grado de conformación, la velocidad de conformación, la temperatura y la tensión de fluencia deben adaptarse unos con respecto a otros en función del material utilizado para el proceso de conformación según la invención. No obstante, la tensión de fluencia no debe ser demasiado elevada.

De este modo, la temperatura deseada para el Al 99,7 puro se encuentra en el rango de temperatura de 350 a 400°C. Para las así llamadas aleaciones de aluminio para forja, debido a los componentes de la aleación, esas temperaturas se encuentran en el rango de 400 a 500°C. Mediante la fuerza de colocación a presión axial del disco anular de cortocircuito en las barras conductoras, ahora las barras conductoras se hunden en la masa "pastosa" de los discos anulares de cortocircuito. Durante esa unión, en las superficies de contacto entre las barras conductoras y los discos anulares de cortocircuito se produce la microsoldadura antes mencionada. Al mismo tiempo, el anillo de cortocircuito se moldea mediante el conformado en caliente, en correspondencia con el contorno predeterminado de la herramienta, que sostiene el anillo de cortocircuito. El contorno de la herramienta, de este modo, puede ser calentado por encima de un rango de temperatura predeterminado.

Mediante la aplicación de la fuerza de unión axial, al mismo tiempo, el núcleo de chapas apilado se comprime en dirección axial y se solidifica. Después de finalizado el proceso de unión antes descrito, el núcleo de chapas del rotor permanece en el estado tensado, puesto que las barras están conectadas con los discos anulares de cortocircuito en los lados frontales del núcleo de chapas del rotor, por adherencia de materiales. De este modo, no se requiere un enganche positivo adicional.

En general, las aleaciones para forja tratan de composiciones de materiales que presentan una ductilidad elevada (deformabilidad plástica) y, de este modo, son idealmente adecuadas para el conformado en caliente, es decir, que son posibles grados de conformación elevados mediante una inversión de fuerzas comparativamente reducida. Como barras conductoras preferentemente se utilizan barras de cobre, de cobre eléctrico estirado, libre de oxígeno, con una conductancia de aproximadamente 58 MS/m. Preferentemente, esas barras conductoras se encuentran en un estado de semi-duro a duro (de 60 HB a 85 HB, donde HB significa dureza Brinell), para evitar una deformación de las barras conductoras o incluso que éstas se doblen debido a la fuerza de unión axial de los discos anulares de cortocircuito. De ello resulta el hecho de que la resistencia a la presión de la barra conductora debe ser mayor que la tensión de fluencia durante el proceso de unión. Ese rango de dureza corresponde a una resistencia a la tracción de aproximadamente 300 a 400 N/mm2.

Como discos anulares de cortocircuito preferentemente se seleccionan aleaciones de aluminio para forja, ya que éstas son idealmente adecuadas para el conformado en caliente, puesto que en el caso de una capacidad de conformación relativamente elevada la fuerza necesaria para la conformación es comparativamente reducida. De este modo, por ejemplo, se utilizan materiales EN AW 6082 o también EN AW 6060 Esos materiales EN AW 6082 o también EN AW 6060 en particular se encuentran en un estado blando del material según DIN EN 515, por ejemplo T4. En este estado son posibles grados de conformación máximos. T4 describe un estado relativamente blando que se alcanza mediante recocido de solubilización con precipitación en frío.

Esos discos anulares de cortocircuito se obtienen a partir de un cilindro estirado por extrusión. En este caso, los discos pueden regularse en su anchura axial; esto se logra mediante la posición de la separación en el cilindro. Para una unión segura en cuanto al funcionamiento deben regularse los siguientes parámetros, como temperatura, así como velocidad de unión y, con ello, también la velocidad de deformación, en cada caso según los materiales que deban acoplarse, por ejemplo cobre, aluminio u otros materiales. Esto significa que los valores antes mencionados varían en función de la combinación de materiales seleccionada. Por ejemplo, si se utiliza un disco de aleación de aluminio, por tanto, discos anulares de cortocircuito de una aleación de aluminio para forja, las temperaturas se encuentran en el rango de 500°C. En el caso de una aleación de cobre, esas temperaturas se encuentran aproximadamente en 800°C. En el caso de diferentes materiales también será diferente la velocidad de deformación y, con ello, la velocidad con la cual el disco anular de cortocircuito se coloca a presión.

Los valores de referencia para las aleaciones de aluminio de los discos anulares de cortocircuito se encuentran en un rango de temperatura de aproximadamente 400 a 500°C, una deformación en el rango de 0,5 y una velocidad de deformación en el rango de 1 a 41/s.

Para aumentar la eficiencia y la capacidad de la velocidad de rotación del rotor en jaula de ardilla fabricado, puede aplicarse un tratamiento térmico simultáneo y/o posterior. Mediante ese tratamiento térmico posterior, el así llamado templado, pueden aumentarse las propiedades mecánicas y eléctricas del material, como la resistencia a la tracción y la conductividad eléctrica. La resistencia se incrementa debido a que mediante el templado se forman precipitaciones finamente distribuidas. Esa precipitación preferentemente tiene lugar a temperaturas medias de aproximadamente 140 a 190°C, lo cual también se denomina como precipitación en caliente.

Debido a esto, por ejemplo, pueden influenciarse positivamente la resistencia a la tracción y la conductividad eléctrica de los componentes individuales, pero también de toda la jaula del rotor en jaula.

De este modo, en el caso del material EN AW 6060, mediante un templado que dura 10 horas, a 185°C, el límite elástico se aumenta de 80 N/mm2 a aproximadamente 200 N/mm2. También puede aumentarse la conductividad eléctrica del anillo de cortocircuito, de 28 MS/m a 34 MS/m, puesto que tiene lugar una reducción de los tensados en la estructura durante el tratamiento térmico.

Ese tratamiento térmico por ejemplo tiene lugar mediante recocido de solubilización con un enfriamiento brusco subsiguiente. Con ello se reduce el tensado en la estructura y "se congela". Cuanto menos está tensada la estructura, tanto mejor es la conductividad eléctrica.

El límite elástico del anillo de cortocircuito obtenido de ese modo es más elevado, en el factor 10, que el límite elástico en el caso de anillos de cortocircuito colados a presión con Al 99,6. Debido a esto son posibles velocidades de rotación más elevadas del rotor de la ASM (máquina asíncrona), por ejemplo sin zunchos adicionales en el anillo de cortocircuito.

Si un material dúctil se carga por debajo del límite elástico (llamado también límite elástico Rp-0,2), entonces el mismo retrocede nuevamente a su estado original después de retirada la carga. En el caso de una carga más elevada se produce una deformación plástica. Al aplicarse al rotor una velocidad de rotación elevada, la fuerza centrífuga actúa sobre el anillo de cortocircuito. Cuanto más elevado es el límite elástico, tanta más seguridad existe con respecto a una deformación plástica del anillo de cortocircuito.

Mediante un tratamiento térmico específico puede aumentarse nuevamente el valor del límite elástico, más elevado en comparación con el aluminio puro.

De este modo, por ejemplo, el límite elástico del Al 99.6 se encuentra aproximadamente en 20 N/mm2, mientras que el límite elástico de AlMgSi (EN AW 6060) se encuentra aproximadamente en 200 N/mm2 después de un tratamiento térmico.

Otras configuraciones de la invención consisten por ejemplo en un disco anular de cortocircuito provisto de un contorno radial externo cerrado de acero o de otro material con resistencia a la tracción o límite elástico elevados, para alcanzar velocidades de rotación aún más elevadas con una ASM.

De manera ventajosa, el disco anular de cortocircuito presenta rebajes prefabricados para las barras, lo cual puede realizarse de forma sencilla con la técnica de prensado por extrusión. De este modo, la sección transversal geométrica de los rebajes proporcionados es mínimamente menor que la sección transversal geométrica de la barra, de una barra conductora, para obtener una sobremedida y, con ello, una microsoldadura entre la barra conductora y el disco anular de cortocircuito.

Mediante esa medida pueden reducirse el grado de conformación y la fuerza de unión, ya que se reduce el desplazamiento de material.

Las barras de cobre, de manera ventajosa, están biseladas en los extremos para obtener un mejor centrado y una reducción de la fuerza de unión.

Mediante diferentes ángulos en el biselado en el plano radial, durante la unión del disco de cortocircuito puede lograrse que las barras sean presionadas en la ranura base del núcleo de chapas del rotor, idealmente de modo uniforme. El ángulo en el exterior, de este modo, debe seleccionarse más grande o bien más pronunciado que en el lado interno.

Uno o varios discos de equilibrado adicionales pueden integrarse al proceso, mediante un enganche positivo. Del mismo modo es posible conformar paletas para la circulación del aire en el interior de un motor, como casi cualquier otra conformación deseada, en el anillo de cortocircuito.

Las ventajas de ese procedimiento de fabricación, de aquí en adelante, consisten en el hecho de que se evitan impurezas en la barra conductora, como también en el anillo de cortocircuito. No se producen rechupes, que pueden presentarse de forma inherente al proceso, debido a un proceso de colada. Además se produce una vinculación eléctricamente segura entre la barra conductora y el anillo de cortocircuito, debido a una microsoldadura en toda la superficie.

El anillo de cortocircuito de aluminio presenta un par de inercia más reducido y, con ello, una capacidad de la velocidad de rotación más elevada, debido a su masa más reducida en comparación con los anillos de cortocircuito de cobre.

La invención, así como configuraciones ventajosas de la invención, se explican en detalle mediante ejemplos de ejecución representados de forma básica. Muestran:

Figura 1 una sección longitudinal básica de una máquina asíncrona,

Figuras 2 a 7 formas de representación básicas del procedimiento de fabricación,

Figura 8 en una representación en perspectiva, un rotor en jaula de ardilla con un anillo de cortocircuito proporcionado en un lado,

Figura 9 en una representación en perspectiva, un corte longitudinal a través del rotor en jaula de ardilla con un anillo de cortocircuito proporcionado en un lado,

Figura 10 otra forma de ejecución de un rotor en jaula de ardilla,

Figura 11 un perfil extruido.

La figura 1 muestra una sección longitudinal básica de una máquina asíncrona 1 con un estator 2, que en sus lados frontales conforma un sistema de bobinado 3, que allí conforma cabezas de bobinado. El sistema de bobinado 3, a modo de ejemplo, puede estar estructurado a partir de bobinas de paso, bobinas moldeadas, bobinas dentadas con pasos de la bobina iguales o diferentes.

Sobre un entrehierro 17 de esa máquina asíncrona 1, distanciado del estator 2, está dispuesto un rotor 18. El rotor 18, que entre otras cosas presenta un núcleo de chapas el rotor 5, en el área de los lados frontales 15 del núcleo de chapas del rotor 5, presenta al menos respectivamente un anillo de cortocircuito, en particular un disco anular de cortocircuito 7. El anillo de cortocircuito, en particular el disco anular de cortocircuito 7, conecta y pone en contacto las barras conductoras 6, que están dispuestas en ranuras 14 del núcleo de chapas del rotor 5, no representadas en detalle.

El anillo de cortocircuito, en particular el disco anular de cortocircuito 7, como está representado en la figura 1, está en contacto con un árbol 19, lo cual consigue una conexión térmica y, con ello, un enfriamiento del anillo de cortocircuito durante el funcionamiento de la máquina asíncrona 1.

Del mismo modo, sin embargo, también es posible una separación del anillo de cortocircuito, en particular del disco anular de cortocircuito 7, con respecto al árbol 19.

Las separaciones del anillo de cortocircuito, en particular un disco anular de cortocircuito 7, de este modo, son posibles desde el lado frontal 15 del núcleo de chapas del rotor 5 y/o desde el árbol 19. Del mismo modo es posible que el anillo de cortocircuito, en particular el disco anular de cortocircuito 7, se encuentre en contacto con el lado frontal 15 del núcleo de chapas del rotor 5 y del árbol 19, por tanto, que respectivamente se sitúe de forma adyacente.

Mediante la interacción electromagnética entre el estator 2 al que se ha aplicado corriente y una jaula de ardilla del rotor 18, que se forma mediante las barras conductoras 6 y los discos anulares de cortocircuito 7, se produce una rotación del árbol 19.

La figura 2, en una representación en detalle básica, muestra el núcleo de chapas del rotor 5, desde el cual, representada a modo de ejemplo, se proyecta una barra conductora 6, y sobre el cual, mediante una fuerza de unión axial 8, se coloca a presión un disco anular de cortocircuito 7. Esa unión axial 8, preferentemente, se realiza al mismo tiempo para todas las barras conductoras 6 que se proyectan desde un lado frontal 15 del núcleo de chapas del rotor 5.

La figura 3 muestra cómo el disco anular de cortocircuito 7 fue colocado a presión desde la barra conductora 6 que se proyecta desde el núcleo de chapas del rotor 5, y que ahora se encuentra en contacto eléctrico y está fijado allí mediante microsoldadura. El disco anular de cortocircuito 7 se apoya directamente ahora contra el núcleo de chapas del rotor 5.

La figura 4, en otra configuración de la invención, muestra que el disco anular de cortocircuito 7 presenta escotaduras 11 que, con respecto a la sección transversal geométrica de la barra conductora 6, presentan una medida inferior, de modo que puede producirse una microsoldadura suficiente entre la barra conductora 6 y el disco anular de cortocircuito 7. Entre otras cosas, es determinante el hecho de que las tensiones de cizallamiento admisibles de los materiales del disco anular de cortocircuito 7 y de la barra conductora 6 sean superadas de forma local y, con ello, de que conduzcan a transferencias de material, mediante difusión, en la superficie límite entre la barra conductora 6 y el disco anular de cortocircuito 7.

Para simplificar el proceso de unión, según la figura 5, las barras conductoras 6 se conforman de forma cónica o en punta en sus extremos de la barra conductora que se proyectan desde el núcleo de chapas del rotor 5, para facilitar el proceso de unión; ese achaflanado es ventajoso en todos los tipos de fabricación.

La figura 6 muestra de forma básica un proceso de unión según las figuras 2 y 3, donde mediante el proceso de unión puede producirse un excedente de material 21 en el disco anular de cortocircuito 7, puesto que mediante el desplazamiento de material del extremo de la barra conductora el material es empujado hacia un espacio libre proporcionado por la herramienta.

De manera ventajosa, como se muestra a modo de ejemplo en la figura 7, mediante ese excedente de material 21, sobre el lado apartado del núcleo de chapas del rotor 5, pueden estar realizados o conformados elementos de equilibrado 9, pero también paletas de ventilación 12. Esto sucede debido a que el excedente de material 21 es presionado hacia matrices predeterminadas correspondientes de la herramienta o de un dispositivo.

Igualmente, mediante el excedente de material 21, es posible disponer elementos adicionales como paletas de ventilación 12 o elementos de equilibrado 9, también de otro material, sobre el lado frontal del disco anular de cortocircuito 7, apartado del núcleo de chapas del rotor 5.

La figura 8, en una representación en perspectiva, muestra el núcleo de chapas del rotor 5, en cuyo lado ya fue conformado un disco anular de cortocircuito 7. Del otro lado del núcleo de chapas del rotor 5, los extremos achaflanados de las barras conductoras 6 se proyectan desde el núcleo de chapas del rotor 5, en las cuales se coloca a presión el disco anular de cortocircuito 7. Igualmente puede apreciarse la perforación del árbol 20, en la cual posteriormente el árbol 19, contraído o mediante una unión de chaveta, se conecta de forma resistente a la torsión con el núcleo de chapas del rotor 5.

El árbol 19, sin embargo, también puede estar conectado de forma resistente a la torsión con el núcleo de chapas del rotor 5, ya antes del proceso de unión axial 8 de las barras conductoras 6 con los discos anulares de cortocircuito 7.

La figura 9, en una sección longitudinal, muestra el núcleo de chapas del rotor 5, en donde sobre un lado un disco anular de cortocircuito 7 ya fue desplazado axialmente sobre los extremos de las barras conductoras 6, donde junto con el diseño cónico de la barra conductora 6 también tuvo lugar un desplazamiento de material 21 en el disco anular de cortocircuito 7, que conforma paletas 12 a modo de ventiladores, sobre el lado frontal del disco anular de cortocircuito 7.

Esas paletas 12 a modo de ventiladores también pueden conformarse mediante elementos separados que se fijan en el lado frontal del disco anular de cortocircuito 7, mediante el desplazamiento de material 21.

Igualmente, esas paletas 12 a modo de ventiladores también pueden formarse mediante un pasaje axial de las barras conductoras 6 a través del disco anular de cortocircuito 7.

La figura 10, en otra representación en perspectiva, muestra el disco anular de cortocircuito 7 sobre el núcleo de chapas del rotor 5, donde el lado frontal del disco anular de cortocircuito 7, apartado del núcleo de chapas del rotor 5, está realizado plano, en particular de forma paralela con respecto al lado frontal del núcleo de chapas del rotor 5. Los lados frontales de los extremos de las barras conductoras 6 terminan de forma alineada con el lado frontal del disco de cortocircuito 7.

La figura 11 muestra un perfil extruido del material del anillo de cortocircuito, preferentemente de la aleación de forja de aluminio, que también presenta escotaduras 11 correspondientes, de manera que dependiendo del campo de aplicación y del rendimiento de la máquina asíncrona 1 (ASM), pueden cortarse axialmente otros discos anulares de cortocircuito 7.

De cada lado frontal 15 del núcleo de chapas del rotor 5 también pueden estar dispuestos varios anillos de cortocircuito o discos anulares de cortocircuito 7, dispuestos aislados unos de otros. Las jaulas de ardilla eléctricamente aisladas unas de otras en el rotor 18 reducen los armónicos en el entrehierro 17 de la máquina asíncrona 1, en particular cuando el estator 2 presenta un sistema de bobinado 3 con bobinas dentadas, donde cada diente del estator 2 está rodeado por una bobina dentada.

Las máquinas de esa clase tienen un amplio espectro de utilización y se emplean tanto para aplicaciones estándar, como también para aplicaciones de alta velocidad en el área de compresores, ventiladores y bombas, en la tecnología de transporte y en la tecnología automotriz y, de este modo, pueden fabricarse de forma fiable, eficiente y sencilla. Igualmente son posibles otras funciones de accionamiento.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para fabricar un rotor en jaula de ardilla (4) de una máquina asíncrona (1), mediante las siguientes etapas:

- puesta a disposición de un núcleo de chapas del rotor (5) con ranuras (14) que se extienden esencialmente de forma axial,

- introducción de barras conductoras (6) en las ranuras (14), de un primer material conductor, de manera que las barras conductoras (6) se proyectan desde los lados frontales (15) del núcleo de chapas del rotor (5), - puesta a disposición de un disco anular de cortocircuito (7), de un segundo material conductor, que está calentado por encima de la temperatura de recristalización,

- colocación a presión axial del disco anular de cortocircuito (7) sobre las barras conductoras (6) que se proyectan desde el lado frontal (15) del núcleo de chapas del rotor (5), considerando el rango de temperatura, la deformación, así como la velocidad de deformación, donde las tensiones de cizallamiento admisibles de esos materiales se superan de forma local, y donde se ocasionan transferencias de material mediante difusión en la superficie límite entre la barra conductora y el anillo de cortocircuito, que conducen a una microsoldadura,

- conformado en caliente consecutivo o simultáneo del disco anular de cortocircuito (7) colocado axialmente.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el rango de temperatura del disco anular de cortocircuito (7) es de 400 a 500°C, la deformación se encuentra en el rango de 0,5 y la velocidad de deformación se encuentra en el rango de 1 a 4 (1/s).

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el segundo material preferentemente es aluminio, cobre o una aleación de aluminio o de cobre.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las barras conductoras (6) están biseladas (10).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el disco anular de cortocircuito (7), en el área de las barras conductoras (6), presenta rebajes (16), cuya sección transversal corresponde a aquella de las barras conductoras (6), y al menos en algunas secciones está realizada más reducida, para garantizar una microsoldadura entre la barra conductora (6) y el disco anular de cortocircuito (7).

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque está proporcionada al menos una barra conductora (6) de cobre eléctrico estirado, con una conductancia de al menos 58 MS/m.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la resistencia a la presión del primer material es mayor que la tensión de fluencia del segundo material que se presenta durante el proceso de unión.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el límite elástico del disco anular de cortocircuito (7) del rotor en jaula de ardilla (4) se incrementa mediante un tratamiento térmico simultáneo y/o posterior.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el disco anular de cortocircuito (7) se encuentra presente como un disco separado de una parte extruida (13).

10. Máquina asíncrona (1) con un rotor en jaula de ardilla (4) según una de las reivindicaciones precedentes.

11. Sistema de accionamiento, en particular compresor, accionamiento de transporte, o accionamiento de un vehículo, con al menos una máquina asíncrona (1) según la reivindicación 10.