ES2904892T3 - Módulo de bobina para una máquina eléctrica - Google Patents

Abstract

Módulo de bobina (18) para máquina eléctrica, con al menos un disco (6) de bobina con al menos un soporte (15) de bobina de un material aislante eléctrico y una pluralidad de devanados (13) individuales de un material conductor de la electricidad, que están dispuestos sobre el al menos un disco (6) de bobina circunferencialmente alrededor de un punto central (14) del al menos un disco (6) de bobina, en donde cada uno de los devanados (13) presenta dos áreas activas (16), que se extienden en dirección radial desde el punto central (14), y dos áreas pasivas (17), que se extienden en dirección tangencial en sus bordes exterior e interior en dirección radial, y las áreas activas (16) de diferentes devanados (13) no se cubren entre sí en una vista superior del disco (6) de bobina, pero cada área pasiva (17) de uno de los devanados (13) cubre parcialmente en cada caso las áreas pasivas (17) correspondientes de los dos devanados (13) directamente adyacentes, caracterizado por que en las áreas activas (16), en sección transversal, el espesor del devanado (13) respectivo en la dirección axial es mayor con la misma superficie de sección transversal que en las áreas pasivas (17).

Description

DESCRIPCIÓN

Módulo de bobina para una máquina eléctrica

La presente invención se refiere a un módulo de bobina para una máquina eléctrica.

En el estado de la técnica se conocen máquinas eléctricas de los tipos más variados. En el documento DE 102017 204072 A1 se describe un tipo de devanado en forma de meandro para un motor eléctrico, en el que se asegura una alta densidad de material conductor de la electricidad en el área de un campo magnético generado por imanes permanentes. Sin embargo, una desventaja de dichas estructuras consiste en el cable plano utilizado debido a sus peculiaridades electromagnéticas que conducen a la ineficiencia. Además, resulta difícil formar una estructura multifase. Los documentos WO2012128646 y US7795773 describen motores eléctricos axiales con áreas activas que son más gruesas que las áreas pasivas.

Por lo tanto, la presente invención se basa en el objetivo de proponer un módulo de bobina para una máquina eléctrica con el que se superen estos inconvenientes y se pueda realizar una estructura compacta que requiera poco espacio.

Este objetivo se consigue según la invención mediante un módulo de bobina conforme a la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se describen configuraciones y perfeccionamientos ventajosos.

Un módulo de bobina para una máquina eléctrica presentar al menos un disco de bobina. El disco de bobina presenta a su vez un soporte de bobina de un material aislante eléctrico y una pluralidad de devanados individuales de un material conductor de la electricidad, por regla general en forma de hilo. Los devanados están dispuestos sobre el al menos un disco de bobina circunferencialmente alrededor de un punto central del al menos un disco de bobina. Cada uno de los devanados presenta dos áreas activas que se extienden en dirección radial a partir del punto central y dos áreas pasivas que se extienden en dirección tangencial en sus bordes exterior e interior en dirección radial. En una vista superior del al menos un disco de bobina, las áreas activas de diferentes devanados no se superponen entre sí, pero cada área pasiva de uno de los devanados cubre en cada caso parcialmente las áreas pasivas correspondientes de los dos devanados inmediatamente adyacentes. En las áreas activas, en sección transversal, el espesor del devanado respectivo en la dirección axial es mayor con la misma superficie de sección transversal que en las áreas pasivas del devanado respectivo.

Debido a la superposición parcial en las áreas pasivas, la cantidad de material conductor de la electricidad, preferiblemente cobre, es por regla general dos veces mayor en las áreas pasivas que en las áreas activas. Para evitar el engrosamiento del disco de bobina y de un módulo de bobina formado por al menos un disco de bobina en la dirección axial, el espesor de la sección transversal en las áreas activas es mayor que en las áreas pasivas, de modo que se asegura una estructura compacta. En este contexto, por un material aislante eléctrico se ha de entender un material con una conductividad eléctrica de menos de 10-8 S/m a una temperatura de 25 °C. En este contexto, por un material conductor de la electricidad se ha de entender cualquier material cuya conductividad eléctrica sea superior a 106 S/m a una temperatura de 25 °C. En el marco de este documento, de acuerdo con las convenciones habituales, por dirección radial se ha de entender la dirección que se extiende desde el punto central en línea recta hasta el borde, mientras que la dirección tangencial es, por lo tanto, una dirección que se extiende en ángulo recto con respecto a la dirección radial. Dado que la sección transversal de los devanados dispuestos circunferencialmente cambia entre áreas activas y áreas pasivas, se puede variar una distancia axial del entrehierro entre discos magnéticos y de este modo se puede aumentar el nivel de relleno relativo de cobre. Además, gracias al espesor reducido en las áreas pasivas es más fácil acomodar una disposición trifásica de los devanados. En el marco de este documento, una vista superior se ha de entender como una vista a lo largo de un vector normal del al menos un disco de bobina y, correspondientemente, una vista lateral es una posición en ángulo de 90° con respecto a la vista superior. El vector normal ha de partir de la superficie en la que la longitud y la anchura del al menos un disco de bobina son mayores que el espesor del al menos un disco de bobina. Por lo tanto, en la máquina eléctrica, el vector normal es paralelo al eje de rotación. Los devanados, también denominados bobinas, están preferiblemente en forma de devanados sin núcleo o sin núcleo de hierro. En el marco de este documento, por el concepto "soporte de bobina" se ha de entender en particular un soporte para devanados o bobinas, que por regla general conecta los devanados de manera mecánica y preferiblemente consiste en una resina epoxi u otro plástico resistente a la temperatura. En el marco de este documento, por el concepto "disco de bobina" se ha de entender un anillo correspondiente con las bobinas o devanados fijado por el soporte de bobina, mientras que el concepto "módulo de bobina" ha de designar una unidad de montaje completa con al menos un disco de bobina, pero normalmente dos o más discos de bobina.

La relación entre el espesor del devanado respectivo en las áreas pasivas y el espesor en las áreas activas puede ser inferior a 1. La relación es preferiblemente mayor o igual que 0,3 y menor que 1, en el caso de las áreas pasivas exteriores de forma particularmente preferible exactamente 0,5, para aprovechar el espacio de instalación más grande y producir un espesor relativo uniforme con el área activa igual a 1 al observar el disco de bobina.

Por regla general, en la transición de un área activa a un área pasiva, la forma de la superficie de la sección transversal del devanado respectivo cambia. De acuerdo con la invención, un contenido de área de la superficie de la sección transversal permanece igual y un factor relleno es máximo, lo que puede tener lugar, por ejemplo, durante un prensado, pero la forma modificada permite que pase más material a través de las líneas del campo magnético y, por lo tanto, el accionamiento se puede diseñar de manera más eficiente. Como resultado del cambio de forma, en la máquina eléctrica se puede usar el espacio de instalación disponible para el material conductor de la electricidad permaneciendo invariable la distancia entre los imanes y, por lo tanto, el rendimiento y la eficiencia se pueden aumentar en consecuencia.

Puede estar previsto que todas las áreas activas de diferentes devanados, por regla general de todos los devanados, estén dispuestas en un solo plano en una vista lateral. La disposición en un solo plano asegura que todas las áreas activas estén igualmente en el campo magnético de un módulo magnético.

Normalmente, los devanados están formados a partir de un cordón fino de varios hilos que están eléctricamente aislados entre sí, presentando los hilos que están eléctricamente aislados entre sí un diámetro de hilo menor o igual que 0,1 mm. Con varios cordones provistos de un revestimiento aislante eléctrico se puede lograr tanto una flexibilidad suficiente del devanado formado a partir del hilo durante la fabricación como una conductividad eléctrica suficientemente alta.

El número de devanados corresponde preferiblemente a un múltiplo entero de 3, de modo que los devanados posibilitan un funcionamiento trifásico. Por lo tanto, en total se forman tres ramales de fases diferentes a partir de los devanados. De manera especialmente preferida, todas las áreas activas de los devanados están situadas en un solo plano en una vista lateral, mientras que las áreas pasivas están distribuidas en dos planos. Normalmente, dos fases están en cada caso en un plano y una tercera fase lleva a cabo un cambio de plano adicional. Por regla general, los dos planos son diferentes uno del otro, pero paralelos entre sí.

Puede estar previsto que todos los devanados estén construidos de forma idéntica, es decir, en particular, que tengan dimensiones y formas idénticas. No obstante, alternativamente también se puede prever el uso de al menos un devanado que difiera en su forma o espesor de los demás devanados.

El disco de la bobina puede estar diseñado de tal modo que una zona pasiva interior y una zona pasiva exterior de uno de los devanados difieran en su espesor en la dirección axial. El área pasiva interior está dispuesta a una distancia más pequeña del punto central del disco de la bobina y del módulo de la bobina que el área pasiva exterior. En este caso, el espesor del área pasiva exterior de uno de los devanados se selecciona por regla general de tal modo que la relación entre el espesor de esta zona y el espesor de las áreas activas sea menor o igual que 0,5. Para el área pasiva interior puede estar previsto que la relación entre el espesor de esta área pasiva interior y el espesor de las áreas activas sea menor que 1. Esto permite que la superficie de refrigeración se extienda desde las áreas activas a las áreas pasivas exteriores.

Una máquina eléctrica como un electromotor o motor eléctrico o un electrogenerador o generador eléctrico tiene un cojinete y un árbol guiado en el cojinete. A lo largo del árbol están dispuestos concéntricamente al menos un módulo magnético con una pluralidad imanes permanentes y al menos un módulo de bobina con las propiedades anteriormente descritas, estando dispuesto el módulo magnético en el árbol y estando conectado el módulo de bobina a una carcasa. Mediante la alta densidad de empaquetamiento de los devanados se logra una eficiencia y una densidad de potencia particularmente ventajosas durante el funcionamiento de la máquina eléctrica.

El al menos un módulo de bobina puede tener pegada, al menos en su lado orientado hacia el módulo magnético, una lámina de un material aislante eléctrico para evitar el paso de líquido y posibilitar la formación de canales de refrigeración. En lugar de una unión por adhesión, la lámina también puede estar aplicada mediante otra unión, como una unión por soldadura como unión de material o una unión forzada, por ejemplo, mediante un anillo atornillado.

Para enfriar eficientemente la máquina eléctrica y en particular las áreas activas, el al menos un módulo de bobina puede presentar al menos dos discos de bobina unidos entre sí y un canal de refrigeración formado por una cavidad entre los dos discos de bobina. Alternativa o adicionalmente, el canal de refrigeración también puede estar formado y delimitado por el disco de bobina o el módulo de bobina y la lámina.

En los dibujos se muestran ejemplos de realización de la invención que se explican a continuación con referencia a las Figuras 1 a 6.

Se muestran en:

La Figura 1, una vista en despiece ordenado de un electromotor;

la Figura 2, una vista superior de un disco de bobina;

la Figura 3, una vista lateral de un módulo de bobina;

la Figura 4, una vista superior y una vista en sección de un devanado;

la Figura 5, una vista superior del módulo de bobina; y

la Figura 6, una vista en sección del módulo de bobina.

En la Figura 1 está representado un electromotor en una vista en despiece ordenado. Una primera placa 1 de cojinete junto con una segunda placa 3 de cojinete forman un cojinete. En el centro de las placas 1 y 3 de cojinete está guiado un árbol 2 de motor, que está provisto de una tapa 7 de cojinete y un cojinete fijo 8 en el área de la primera placa 1 de cojinete y de un cojinete flotante 12 en el área de la segunda placa 3 de cojinete. En el ejemplo de realización representado, las placas 1 y 3 de cojinete, la tapa 7 de cojinete y un distanciador 10 de bobina y un distanciador 9 de imán están hechos de poliamida, el árbol 2 de motor está hecho de acero inoxidable, y el cojinete fijo 8 y el cojinete flotante 12 están hechos como rodamientos ranurados de bolas de acero.

Entre la primera placa 1 de cojinete y la segunda placa 3 de cojinete, están dispuestos de forma visible un módulo 18 de bobina que consta de dos discos 6 de bobina dispuestos axialmente uno detrás del otro y un disco magnético 4 o módulo magnético, que se mantienen a una distancia espacial predeterminada entre sí por medio del distanciador 10 de bobina y el distanciador 9 de imán. El módulo 18 de bobina tiene forma de disco, es decir, su longitud y anchura son significativamente mayores que su espesor (que se mide en la dirección axial en la Figura 1). Por el concepto "significativamente mayor" se ha de entender aquí que su espesor corresponde como máximo al 10 por ciento de su longitud o su anchura. La longitud y la anchura suelen ser iguales. En el ejemplo de realización representado, el módulo 18 de bobina actúa como un estator que, apilado en el árbol 2 de motor, está situado junto a dos discos magnéticos 4 o módulos magnéticos que actúan como rotores. El estator está dispuesto en el centro entre los dos discos magnéticos 4. Además, en el ejemplo de realización mostrado en la Figura 1 está prevista una guía 11 de flujo de hierro entre el disco magnético 4 y la segunda placa 3 de cojinete, pero esta guía 11 de flujo de hierro también se puede omitir o realizar de forma alternativa en otros ejemplos de realización.

Los discos magnéticos 4 consisten en un material no magnetizable, preferiblemente no conductor de la electricidad, como el aluminio, y están sujetos en el árbol 2 de motor, que está montado en los cojinetes de las placas 1 y 3 de cojinete. En el árbol 2 de motor también está montado el distanciador 9 de imán, que crea un entrehierro entre los discos magnéticos 4. Sobre el disco magnético 4 están dispuestos circunferencialmente en dirección radial unos imanes permanentes 5 en orientación alterna, es decir siempre alternando con el polo norte y el polo sur apuntando en la dirección del estator. En este contexto, el número de imanes permanentes 5 es siempre un número par. En el ejemplo de realización mostrado, el número de imanes permanentes 5 corresponde exactamente al doble del número de devanados por fase.

En el ejemplo de realización mostrado en la Figura 1, un módulo 18 de bobina individual puede estar hecho a partir de dos discos 6 de bobina, pero también puede estar previsto conectar tres o más de estos discos 6 de bobina entre sí y de este modo obtener el módulo 18 de bobina. Durante el funcionamiento se puede conducir un medio de refrigeración dentro de una cavidad formada entre los discos 6 de bobina individuales. La estructura del motor más simple, pero al mismo tiempo eficientemente operable, está formada por un solo módulo 18 de bobina con un solo disco 6 de bobina y dos discos magnéticos 4, pero también puede estar previsto disponer más módulos 18 de bobina y discos magnéticos 4, siendo el número de discos magnéticos 4 por regla general una unidad mayor que el número de los módulos 18 de bobina. Las ventajas de un diseño modular correspondiente se obtienen precisamente, con un diseño correspondiente de los árboles y cojinetes, mediante la cantidad variable de discos 18 de bobina y discos magnéticos 4 montados. Además de una combinación de los dos módulos, el módulo 18 de bobina y el disco magnético 4, la variación de los módulos individuales conduce a una mayor flexibilidad en el diseño de los módulos. El módulo 18 de bobina y el disco magnético 4 se pueden ajustar independientemente uno del otro, por ejemplo, puede ser necesaria únicamente una adaptación de los imanes permanentes 5, mientras que el resto de la estructura permanece sin cambios.

En la Figura 2, en una vista superior, es decir, a lo largo de una dirección normal tanto perpendicular a la longitud como perpendicular a la anchura del módulo 18 de bobina, se muestra un soporte 15 de bobina que forma el disco 6 de bobina con devanados 13 dispuestos sobre el mismo. Las características recurrentes están provistas de símbolos de referencia idénticos en esta figura, al igual que en las siguientes figuras. El soporte 15 de bobina es redondo en vista superior, es decir, el tamaño de la longitud corresponde exactamente al tamaño de la anchura, y está hecho de un material eléctricamente aislante. Sobre el soporte 15 de bobina están dispuestos varios devanados 13 individuales en dirección radial circunferencialmente alrededor de un punto central 14 del soporte 15 de bobina, estando cada uno de los devanados 13 aislado eléctricamente con respecto a los devanados 13 directamente adyacentes. En el punto central 14, el eje de rotación de la máquina eléctrica corta el soporte 15 de bobina. En el ejemplo de realización representado en la Figura 2, estos devanados 13 presentan un arrollamiento trifásico. Cada devanado consta de varias vueltas de cordón. Como resultado de ello, cada tercer devanado 13 está configurado de la misma manera en términos de su disposición en el material compuesto. Estos devanados 13 también están colocados de manera idéntica con respecto a su alineación y disposición en profundidad: por lo tanto, mediante los devanados 13 visibles en la Figura 1 como capa superior se forma una primera fase.

Cada uno de los devanados 13 tiene dos áreas activas 16 que se extienden en dirección radial a partir del punto central 14 del disco 6 de bobina, que contribuyen al par del motor, y dos áreas pasivas 17 que se extienden en dirección tangencial en sus bordes radialmente exterior e interior. En este contexto, las áreas pasivas 17 interiores, que por lo tanto están dispuestas más cerca del punto central 14 que las áreas pasivas 17 exteriores, tienen menor longitud que las áreas pasivas 17 exteriores. Las áreas activas 16 de diferentes devanados 13 no se superponen entre sí en una vista superior, es decir, en una vista a lo largo del árbol 2 de motor, cada una de las áreas pasivas 17 de uno de los devanados 13 cubre en cada caso parcialmente las áreas 17 pasivas correspondientes de los dos devanados 13 inmediatamente adyacentes.

En el ejemplo de realización mostrado en la Figura 2, cada una de las tres fases está formada por dientes individuales, es decir, devanados 13 individuales; los devanados 13 individuales están arrollados varias veces de forma circunferencial, pero también puede estar prevista una única vuelta. Una particularidad consiste en que las diferentes fases en las áreas activas 16 estructuradas en forma de radios están situadas una al lado de la otra en un solo plano. En la Figura 2, estas áreas activas 16 están identificadas por las dos líneas circulares sobre los devanados 13. Por lo tanto, las áreas activas 16 son también idénticas en cada caso en su forma y dimensiones, mientras que las áreas pasivas 17 están construidas de manera diferente tanto en términos de forma como en términos de dimensiones.

Las áreas pasivas 17 presentan superposiciones siempre de dos dientes adyacentes, con lo que las fases individuales tienen que realizar un cambio de plano. Sin un cambio en la sección transversal, el espesor del disco 6 de bobina se duplica en la dirección axial en la zona de las áreas pasivas 17 en caso de un solapamiento directo. Mediante un cambio en la sección transversal, es decir, un cambio en la relación espesor-anchura o en la relación altura-anchura, de los devanados 13 se puede influir en un aumento de una distancia axial de los imanes permanentes 5 resultante de ello. La relación entre el espesor del devanado 13 respectivo en las áreas activas 16 y el espesor en las áreas pasivas 17 es de exactamente 2 en el ejemplo de realización ilustrado. En este contexto, de forma simplificada, se puede suponer que el espesor o la altura de las áreas activas 16 (que en el ejemplo de realización ilustrado están todas configuradas de forma idéntica en términos de su espesor) en la dirección axial está normalizado a 1, mientras que las zonas pasivas 17 (que en el ejemplo de realización ilustrado también están todas configuradas de forma idéntica en términos de su espesor) presentan un espesor menor, de 0,75, en relación con este espesor normalizado, pero, en una vista lateral, estos espesores de las zonas pasivas 17 suman solo 1,5 debido a su disposición en alineación una detrás de la otra. Una disposición de este tipo se muestra, por ejemplo, en la parte derecha de la vista en sección de la Figura 2. Mientras que las áreas pasivas 17 en sí mismas presentan en cada caso un espesor o altura menor que las áreas activas 16, en la disposición superpuesta de los devanados 13 las áreas pasivas 17 aparecerán más gruesas debido a las superposiciones y en la parte media resulta un espacio constructivo adicional en el que los imanes permanentes 5 se pueden acercar más a las áreas activas 16. En la parte inferior de la Figura 2 está representado esquemáticamente un recorrido de la parte exterior de las áreas pasivas 17. En este contexto queda claro que cada tercer devanado 13 realiza un cambio de plano en su área pasiva 17. En el ejemplo de realización mostrado, el número de devanados 13 corresponde a un múltiplo entero de tres, de modo que los devanados 13 permiten un funcionamiento trifásico. Por lo tanto, en total se forman tres ramales de fases diferentes a partir de los devanados 13, estando situadas todas las áreas activas 16 de los devanados 13 en un solo plano en una vista lateral, mientras que las áreas pasivas 17 están distribuidas en dos planos. Dos fases están en cada caso en un plano y una tercera fase realiza un cambio de plano adicional.

Por ejemplo, en lugar de en la dirección axial, dos fases se pueden apilar o colocar una junto a la otra en la dirección radial mediante un cambio correspondiente en la sección transversal, lo que conduce a un aumento del tamaño del disco 6 de bobina en la dirección radial. Cuando la altura o espesor de las áreas pasivas 17 se duplica en la dirección radial, se compensa una duplicación de las dos fases en la dirección axial y resulta un plano para todo el disco de la bobina 6. Por lo tanto, resulta un módulo 18 de bobina sin hierro con arrollamiento trifásico y con cambio de sección transversal adaptable de los devanados 13 y, por consiguiente, con altura axial ajustable del módulo 18 de bobina para su utilización en motores eléctricos de flujo axial sin hierro.

En el ejemplo de realización mostrado en la Figura 2, en cada caso ocho devanados 13 dispuestos en círculo y conectados eléctricamente en serie forman una bobina. Tres de estas bobinas se combinan con el soporte 15 de bobina en el disco 6 de bobina y el módulo 18 de bobina de acuerdo con las tres fases de la corriente eléctrica.

En otros ejemplos de realización también es posible pegar entre sí dos o más discos 6 de bobina o unirlos entre sí de otro modo mediante unión por material o unión forzada, para de este modo obtener el módulo 18 de bobina. El tamaño de la cavidad entre las áreas activas 16 se puede adaptar cambiando la sección transversal de la estructura de la bobina formada por los devanados 13.

La Figura 3 muestra en una vista lateral esquemática un cambio de sección transversal correspondiente en el disco 6 de bobina. En la parte izquierda de la Figura 3, bajo la relación 1:1, está representado esquemáticamente un devanado 13 en el que las áreas pasivas 17 solo tienen la mitad de espesor que las áreas activas 16. En un solo disco 6 de bobina, solo se superponen las áreas pasivas 17 parcialmente (y nunca por completo), pero nunca las áreas activas 16. Las áreas activas 16 de mayor espesor están dispuestas una detrás de la otra en el mismo plano en la vista izquierda de la Figura 3, mientras que las zonas pasivas 17 sólo tienen la mitad de espesor que éstas a causa del cambio de sección transversal y, debido a los planos diferentes, dan como resultado una relación total entre las áreas activas 16 y las áreas pasivas 17 de 1:1, es decir, la suma de los espesores de las áreas pasivas 17 corresponde exactamente al espesor de las áreas activas 16 en sección transversal.

En el dibujo central de la figura 3 con la relación 1:1,5, el disco 6 de bobina se muestra de nuevo en sección transversal. En la vista en sección transversal mostrada, el total de las áreas pasivas 17, como resultado de la superposición, es ahora exactamente 1,5 veces más grueso que las áreas activas 16, que, debido a su disposición una detrás de la otra, requieren menos espacio de construcción vistas de lado. Los dos ejemplos de realización mostrados bajo 1:1,5 muestran diferentes cambios de plano, por lo que en el primer ejemplo de realización (izquierda) se crea una cavidad a la derecha del área activa 16 y en el segundo ejemplo de realización (derecha) se crean dos cavidades a ambos lados del área activa 16. Los imanes de la disposición de imanes se pueden insertar en cavidades formadas de este modo y, por lo tanto, se puede reducir la distancia o espacio axial entre las áreas activas 16 y los imanes permanentes 5 (aunque la misma no puede desaparecer por completo). Por tanto, el espacio de construcción disponible se utiliza de forma más eficiente. Alternativamente, las cavidades que se forman también se pueden usar para la refrigeración.

Por último, en la parte derecha de la Figura 3 se muestra una relación de 1:0,7. Los tres ejemplos de realización representados muestran la formación de cavidades mediante cambios correspondientes en la sección transversal y el plano en las áreas pasivas 17. Estas cavidades también se pueden utilizar para la refrigeración. En los ejemplos de realización descritos, para los devanados 13 se utilizan preferiblemente cordones flexibles de cobre o aluminio con un diámetro de menos de 2 mm, en concreto de 1,2 mm en el ejemplo de realización mostrado, que consisten en varios hilos individuales aislados eléctricamente con un diámetro de menos de 0,2 mm, pero por regla general de 0,05 mm en el ejemplo de realización mostrado.

Una cavidad formada entre las áreas activas 16, configuradas como nervios, de los discos 6 de bobina que forman el módulo 18 de bobina se puede utilizar para el flujo de un medio de refrigeración. Para el sellado hidráulico, en este caso los discos 6 de bobina se pegan en un lado orientado hacia del disco magnético 4 a una lámina estanca a los fluidos hecha de un material no conductor de la electricidad, de modo que el módulo 18 de bobina formado por varios discos 6 de bobina se sella con respecto al exterior. En este contexto, las cavidades pueden ser rectangulares, triangulares o trapezoidales, o estar configuradas en formas complejas.

En la ilustración izquierda de la Figura 4 está representado uno de los devanados 13 en una vista superior correspondiente a la ilustración de la Figura 2. En la vista en sección a través del devanado 13 mostrada en la parte derecha de la Figura 4 se puede ver que el espesor es mayor en las áreas activas 16 que en las áreas pasivas 17.

En una vista superior correspondiente a la Figura 2, la Figura 5 muestra un módulo 18 de bobina en el que dos discos 6 de bobina están dispuestos uno detrás de otro en la dirección axial y están incrustados en cada caso en un anillo 20 de soporte de bobina que complementa el soporte 15 de bobina, saliendo del anillo 20 de soporte de bobina contactos eléctricos 19 de los devanados 13. En este ejemplo de realización, el anillo 20 de soporte de bobina está hecho de un tejido de fibra de vidrio-resina epoxi.

En la Figura 6 se muestra el módulo 18 de bobina en una vista en sección, estando dispuestos los dos discos 6 de bobina combinados entre sí de tal modo que entre las áreas 16 activas de ambos discos 6 de bobina está formada una cavidad 21. Dado que los discos de bobina están sellados de manera estanca a los fluidos por medio de una lámina, en dicha cavidad 21 se puede introducir un medio de refrigeración. Las características de las diversas formas de realización que solo se describen en los ejemplos de realización se pueden combinar entre sí y reivindicar individualmente.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Módulo de bobina (18) para máquina eléctrica, con

al menos un disco (6) de bobina con

al menos un soporte (15) de bobina de un material aislante eléctrico y

una pluralidad de devanados (13) individuales de un material conductor de la electricidad, que están dispuestos sobre el al menos un disco (6) de bobina circunferencialmente alrededor de un punto central (14) del al menos un disco (6) de bobina, en donde

cada uno de los devanados (13) presenta dos áreas activas (16), que se extienden en dirección radial desde el punto central (14), y dos áreas pasivas (17), que se extienden en dirección tangencial en sus bordes exterior e interior en dirección radial, y

las áreas activas (16) de diferentes devanados (13) no se cubren entre sí en una vista superior del disco (6) de bobina, pero cada área pasiva (17) de uno de los devanados (13) cubre parcialmente en cada caso las áreas pasivas (17) correspondientes de los dos devanados (13) directamente adyacentes, caracterizado por que en las áreas activas (16), en sección transversal, el espesor del devanado (13) respectivo en la dirección axial es mayor con la misma superficie de sección transversal que en las áreas pasivas (17).

2. Módulo de bobina (18) según la reivindicación 1, caracterizado por que la relación entre el espesor del devanado (13) respectivo en las áreas pasivas (17) y el espesor en las áreas (16) activas es mayor o igual que 0,3 y menor que 1.

3. Módulo de bobina (18) según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado por que, en la transición de un área activa (16) a un área pasiva (17), la forma de la superficie de la sección transversal del devanado (13) respectivo cambia.

4. Módulo de bobina (18) según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado por que todas las áreas activas (16) de diferentes devanados (13) están dispuestas en un solo plano en vista lateral.

5. Módulo de bobina (18) según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado por que los devanados están formados a partir de un cordón fino de varios hilos que están eléctricamente aislados entre sí y que presentan un diámetro de hilo menor o igual que 0,1 mm.

6. Módulo de bobina (18) según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado por que el número de devanados (13) corresponde a un múltiplo entero de 3, de modo que los devanados (13) posibilitan un funcionamiento trifásico.

7. Módulo de bobina (18) según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado por que un área pasiva (17) interior y un área pasiva (17) exterior de uno de los devanados (13) se diferencian en términos de su espesor en la dirección axial.

8. Módulo de bobina (18) según la reivindicación 7, caracterizado por que el espesor del área pasiva (17) exterior de uno de los devanados (13) se selecciona de manera que la relación entre el espesor de esa área y el espesor de las áreas activas (16) sea menor o igual que 0,5.

9. Máquina eléctrica con un cojinete (1, 3) y un árbol (2) guiado en el cojinete (1, 3), en donde al menos un módulo magnético (4) con una pluralidad de imanes permanentes (5) y al menos un módulo (18) de bobina según una de las reivindicaciones precedentes están dispuestos concéntricamente a lo largo del árbol (2).

10. Máquina eléctrica según la reivindicación 9, caracterizada por que el al menos un módulo (18) de bobina está pegado al menos en su lado orientado hacia el módulo magnético (4) a una lámina de un material aislante eléctrico.

11. Máquina eléctrica según la reivindicación 9 o la reivindicación 10, caracterizada por que el al menos un módulo (18) de bobina presenta al menos dos discos (6) de bobina unidos entre sí y un canal de refrigeración formado por una cavidad entre los dos módulos de bobina.