ES2914321T3 - Sistema - Google Patents

Abstract

Un sistema generador de motor eléctrico (100) que comprende: un vástago giratorio hueco (110), el vástago hueco (110) que tiene un eje longitudinal central (112); un mástil de bobinas (150), el mástil de bobinas (150) que se coloca concéntricamente dentro del vástago giratorio hueco (110), el mástil de bobinas (150) que comprende una pluralidad de conjuntos de bobina (130), una superficie que se orienta radialmente hacia afuera (154) del mástil de bobinas (150) tiene cresterías, la superficie con cresterías que comprende una pluralidad de almenas (164) y merlones (166) dispuestos en una secuencia axial; una pluralidad de porciones de imán (140), cada porción de imán (140) conformada para adaptarse a una superficie que se orienta radialmente hacia adentro (114) del vástago (110); y al menos tres conjuntos de cojinete (180), cada conjunto de cojinete (180) que se coloca en uno respectivo de los merlones (166); en donde cada conjunto de cojinete (180) proporciona soporte giratorio entre la superficie que se orienta radialmente hacia adentro (114) del vástago hueco (110) y la superficie que se orienta radialmente hacia afuera (154) del mástil de bobinas (150), un acoplamiento mecánico entre el vástago (110) y el mástil de bobinas (150) proporcionado por los conjuntos de cojinete (180), cada conjunto de bobina (130) se coloca en una superficie que se orienta radialmente hacia afuera (154) de uno respectivo de los merlones (166), cada una de la pluralidad de porciones de imán (140) colinda de manera conformada contra la superficie que se orienta radialmente hacia adentro (114) del vástago (110) entre la superficie que se orienta radialmente hacia adentro (114) y uno de la pluralidad de conjuntos de bobina (130), en donde la pluralidad de porciones de imán (140) se extiende alrededor de una circunferencia completa (116) de la superficie que se orienta radialmente hacia adentro (114).

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema

Campo de la descripción

La presente descripción se refiere a un sistema generador de motor eléctrico y particularmente, pero no exclusivamente, a un sistema generador de motor eléctrico para un motor de turbina de gas.

Antecedentes de la descripción

Los motores de turbina de gas, aunque proporcionan potencia mecánica, necesitan energía eléctrica, por ejemplo, para alimentar equipos auxiliares y sistemas de control del motor. En un motor de turbina de gas convencional, se usa una caja de engranaje y un sistema de accionamiento secundario para alimentar un generador de motor eléctrico. Tal disposición es compleja, voluminosa, requiere un mantenimiento regular y puede hacer que el motor de turbina de gas sea difícil de empaquetar, por ejemplo, dentro de una góndola.

Otros ejemplos de maquinaria rotativa, tal como la generación de energía estacionaria, los propulsores de hélice marinos, etc., a menudo tienen un requisito similar de energía eléctrica suplementaria.

Por lo tanto, existe la necesidad de un sistema generador de motor eléctrico que solucione estas deficiencias.

El documento EP 2 270 315 A2 describe un motor de turbina de gas de aeronave que incluye un generador contrarrotativo accionado por una turbina que tiene un estator del generador y rotores de imanes exteriores y de polos interiores radialmente contrarrotativos. Puede usarse una caja de engranaje para hacer girar en contrarrotación los rotores de imanes y de polos. El primer y el segundo conjunto de etapas de compresor contrarrotativos pueden girar conjuntamente con los correspondientes de los rotores de imanes y de polos. El generador y la caja de engranaje pueden disponerse dentro de una cavidad del compresor o un cono de cola del motor. El rotor de imanes, el rotor de polos y el estator pueden ser concéntricos. Una modalidad particular del generador incluye el rotor de imanes que rodea el rotor de polos, el rotor de polos que rodea el estator, un entrehierro del rotor entre los rotores de imanes y de polos, y un entrehierro del transformador entre el rotor de polos y el estator. El generador contrarrotativo puede ser accionado directamente por una turbina contrarrotativa.

El documento DE 102005 062781 A1 describe una máquina eléctrica para la propulsión híbrida de un vehículo de motor. La máquina tiene un rotor interior para generar un campo magnético rotativo. Un rotor exterior con imanes permanentes se dispone de manera concéntrica al rotor interior, donde se forma un espacio circunferencial entre el rotor interior y el rotor exterior. El rotor interior está formado como una rueda de ventilador con un álabe de ventilador. El álabe tiene extremos interiores y exteriores radiales, donde los imanes permanentes del rotor interior están soportados por el álabe de ventilador y se disponen a una distancia radial de los extremos interiores del álabe.

El documento WO 03/006825 A1 describe un generador para la producción de energía a partir de corrientes en una masa de agua, que comprende una estructura flotante montada de manera fija y una pluralidad de unidades generadoras reemplazables soportadas por la estructura y que son accionadas por las corrientes de agua. La estructura comprende brazos. El miembro giratorio comprende una pluralidad de secciones de miembros montadas de manera giratoria sobre un vástago entre una pieza de extremo y una punta. El generador comprende un rotor y un estator contrarrotativos conectados a vástagos y orejas respectivos, donde el armazón del estator está soportado axialmente sobre el primer vástago y el primer vástago en un extremo del mismo está soportado axialmente sobre el armazón del estator.

El documento US 5321 328 A describe un motor eléctrico alargado que tiene un estator anular con laminaciones y un rotor segmentado en un conjunto de cojinete del vástago proporcionado entre los segmentos del rotor soportan el vástago y el rotor. Los conjuntos de cojinete incluyen un manguito para soportar el vástago y una porción de soporte adyacente al estator con una pluralidad de ruedas dispuestas sobre el mismo. Las ruedas inhiben la rotación del cojinete mientras que al mismo tiempo permiten un fácil movimiento longitudinal del cojinete en relación con el estator. Las ruedas están provistas de una característica de resorte mediante el montaje sobre un eje que está soportado en bujes elastoméricos o, alternativamente, el eje está soportado en voladizo. Las ruedas también pueden estar formadas por un material elastomérico comprimible.

Declaraciones de la descripción

De acuerdo con un primer aspecto de la presente descripción, se proporciona un sistema generador de motor eléctrico de acuerdo con la reivindicación 1.

El sistema generador de motor eléctrico de la presente descripción invierte la disposición estándar de un sistema generador de motor eléctrico de imán permanente de manera que el estator, que tiene uno o más conjuntos de bobina, se ubica en el centro y las porciones de imán están montadas en un vástago colocado radialmente fuera del estator Las porciones de imán se colocan contra una superficie del vástago giratorio que se orienta radialmente hacia dentro. La unión de las porciones de imán al vástago giratorio se simplifica mediante el uso de la fuerza centrífuga generada por la rotación del vástago para mantener las porciones de imán en su lugar contra el vástago giratorio.

Esta disposición de las porciones de imán puede eliminar la necesidad de bandas de retención de imán suplementarias o el uso de otros sistemas de sujeción, tales como adhesivos u otros sujetadores. Esto hace que el sistema generador de motor eléctrico de la presente descripción sea más simple, más ligero y más fácil de integrar en el hardware existente que los sistemas generadores de motor eléctrico de la técnica anterior.

La unión de las porciones de imán a la superficie del vástago giratorio que se orienta radialmente hacia adentro permite velocidades de rotación más altas que una disposición de máquina eléctrica convencional en la que están radialmente hacia adentro de los conjuntos de bobina. Esto, a su vez, permite que el sistema generador de motor eléctrico de la presente descripción funcione a velocidades de rotación más altas y, por lo tanto, proporciona una mayor eficiencia en comparación con los sistemas generadores de motor de la técnica anterior.

Las porciones de imán pueden extenderse en una disposición separada circunferencialmente alrededor de la superficie del vástago giratorio que se orienta radialmente hacia dentro. En otras palabras, puede haber espacios circunferenciales entre las porciones de imán adyacentes en esta disposición alternativa.

Opcionalmente, uno o más conjuntos de bobina se colocan sobre una superficie que se orienta radialmente hacia fuera del mástil de bobinas.

La colocación de uno o más conjuntos de bobina sobre una superficie que se orienta radialmente hacia fuera del mástil de bobinas mejora la estabilidad posicional del conjunto de bobina o de cada conjunto de bobina cuando está en funcionamiento.

Opcionalmente, el vástago tiene una longitud de trabajo, la pluralidad de porciones de imán se extiende a lo largo de la totalidad de la longitud de trabajo (L), el vástago tiene un diámetro exterior (D) y una relación L/D es mayor que aproximadamente 2.

La disposición de un rotor radialmente exterior que encierra un estator, con las porciones de imán aseguradas contra un vástago exterior estructuralmente rígido, permite reducir la holgura entre los conjuntos de bobina y las porciones de imán, lo que aumenta la eficiencia eléctrica del sistema generador de motor.

Opcionalmente, el mástil de bobinas está provisto de una pluralidad de orificios de refrigeración, la pluralidad de orificios de refrigeración se dispone adyacente al conjunto de bobina o a cada conjunto de bobina.

Al proporcionar refrigeración al conjunto de bobina o a cada conjunto de bobina, es posible reducir la temperatura de funcionamiento de los conjuntos de bobina, lo que a su vez permite que el sistema generador de motor funcione a niveles de potencia más altos.

Opcionalmente, un orificio central del mástil de bobinas está provisto de un fluido de refrigeración, y la pluralidad de orificios de refrigeración dirige el fluido de refrigeración sobre el conjunto de bobina o cada conjunto de bobina.

En una modalidad de la descripción, se dirige un fluido de refrigeración sobre el conjunto de bobina o cada conjunto de bobina a través de la pluralidad de orificios de refrigeración para reducir la temperatura de funcionamiento de los conjuntos de bobina. Este fluido de refrigeración puede ser un fluido que ya está circulando dentro del vástago.

Las almenas en la superficie que se orienta radialmente hacia afuera del mástil de bobinas sirven para separar los conjuntos de bobina. El radio aumentado de cada una de las almenas mejora la rigidez estructural del mástil de bobinas.

En una disposición de la presente descripción, las almenas se extienden circunferencialmente alrededor de la superficie que se orienta radialmente hacia fuera del mástil de bobinas. En una disposición alternativa, las almenas se extienden axialmente a lo largo de una longitud axial de las almenas.

La unión de los conjuntos de bobina al mástil de bobinas los hace menos rígidos que una disposición de máquina eléctrica convencional en la que están radialmente hacia afuera de los imanes del rotor. Esta disposición puede permitir una flexibilidad que, con cojinetes adecuadamente colocados, puede adaptarse a cualquier flexión inducida en el rotor.

Cualquier conjunto de vástago que tenga una alta relación L/D puede ser susceptible de deflexión a altas velocidades de rotación, por ejemplo, en forma de "curvatura hacia arriba" del vástago. Tal deflexión puede ser perjudicial para el rendimiento de una máquina eléctrica que comprende un vástago de este tipo, por ejemplo, al eliminar la uniformidad de la holgura entre el vástago y otro componente giratorio.

En el presente caso, las porciones de imán giran con el vástago alrededor de los conjuntos de bobina que están unidos al mástil de bobinas. Se selecciona una holgura radial predeterminada entre las porciones de imán y los conjuntos de bobina para optimizar el rendimiento eléctrico del sistema generador de motor eléctrico.

Si durante el uso, el vástago se desvía como un resultado de las fuerzas generadas por la velocidad de rotación del vástago, entonces se perderá la holgura predeterminada entre las porciones de imán y los conjuntos de bobina. Esto afectará negativamente el rendimiento eléctrico del sistema generador de motor eléctrico.

Al proporcionar al menos tres conjuntos de cojinete que proporcionen cada uno soporte giratorio entre el vástago y el mástil de bobinas, cualquier deflexión a lo largo de una longitud axial del vástago puede transferirse de manera conforme al mástil de bobinas. En otras palabras, la inclusión de conjuntos de cojinete en cada una de las almenas asegura que el mástil de bobinas y el vástago se desvíen juntos en el mismo sentido. Esto, a su vez, permite que el sistema generador de motor eléctrico de la presente descripción mantenga una holgura predeterminada constante entre el mástil de bobinas y las porciones de imán a lo largo de todo un intervalo de velocidad operativa del sistema. Opcionalmente, la separación entre conjuntos de cojinete adyacentes es menor que el diámetro exterior del vástago. Durante el funcionamiento del motor, es posible que el vástago experimente una flexión debido, por ejemplo, a la distorsión de la carcasa del motor. Para mantener un funcionamiento eficiente del sistema generador de motor eléctrico, es necesario mantener el vástago hueco y el mástil de bobinas en alineación concéntrica.

Mantener la separación entre conjuntos de cojinete adyacentes más pequeños que el diámetro exterior del vástago asegura que el vástago hueco y el mástil de bobinas permanezcan alineados concéntricamente incluso durante la flexión del vástago. Esto, a su vez, significa que las interacciones del campo eléctrico entre las porciones de imán unidas al vástago hueco y el mástil de bobinas se pueden mantener y, por lo tanto, el sistema generador de motor eléctrico puede funcionar según lo diseñado.

Opcionalmente, los conjuntos de cojinete están equidistantes a lo largo del vástago.

Mantener una separación aproximadamente igual entre conjuntos de cojinete adyacentes ayuda aún más a garantizar que la alineación axial del mástil de bobinas se corresponda con la alineación axial del vástago hueco.

Opcionalmente, el mástil de bobinas puede girar alrededor del eje longitudinal central.

Al permitir que el vástago y el mástil de bobinas giren alrededor del eje longitudinal, es posible disponer una diferencia predeterminada en la velocidad de rotación entre el vástago y el mástil de bobinas a lo largo del intervalo operativo del sistema generador de motor eléctrico.

Opcionalmente, el vástago gira en una primera dirección de rotación, y el mástil de bobinas gira en una segunda dirección de rotación, con la primera dirección de rotación opuesta a la segunda dirección de rotación.

La contrarrotación del vástago y el mástil de bobinas aumentará la velocidad de rotación relativa entre el vástago y el mástil de bobinas. Esto, a su vez, puede aumentar la energía eléctrica generada por el sistema cuando está en una configuración de generador.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente descripción, se proporciona un motor de turbina de gas que comprende un sistema generador de motor eléctrico de acuerdo con el primer aspecto.

Otros aspectos de la descripción proporcionan dispositivos, métodos y sistemas que incluyen e/o implementan algunas o todas las acciones descritas en la presente descripción. Los aspectos ilustrativos de la descripción están diseñados para resolver uno o más de los problemas descritos en la presente descripción y/o uno o más problemas no descritos.

Breve descripción de los dibujos

A continuación sigue una descripción de una modalidad de la descripción, por medio de ejemplo no limitante, con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

La Figura 1 muestra una vista en sección parcial esquemática de un motor de turbina de gas turboventilador que incorpora un sistema generador de motor eléctrico de acuerdo con una primera modalidad de la presente descripción; La Figura 2 muestra una vista en sección parcial esquemática del sistema generador de motor eléctrico de la Figura 1; y

La Figura 3 muestra una vista en sección parcial esquemática de un sistema generador de motor eléctrico de acuerdo con una segunda modalidad de la presente descripción.

Se advierte que los dibujos pueden no estar a escala. Los dibujos pretenden representar solo los aspectos típicos de la descripción y, por lo tanto, no deben considerarse como una limitación del alcance de la descripción. En los dibujos, la numeración similar representa elementos similares entre los dibujos.

Descripción detallada

Con referencia a las Figuras 1 y 2, un sistema generador de motor eléctrico de acuerdo con una primera modalidad de la descripción se designa generalmente con el número de referencia 100.

En el contexto de la presente descripción, el sistema generador de motor eléctrico 100 está integrado en un motor de turbina de gas turboventilador 102. El motor turboventilador 102 comprende un conjunto de ventilador 103 y un motor de turbina de gas central 105, ambos colocados dentro de una carcasa 104. El sistema generador de motor eléctrico 100 se coloca dentro del vástago central del motor de turbina de gas central 105.

Aunque en la siguiente descripción detallada el sistema generador de motor eléctrico 100 se describe con referencia a un motor de turbina de gas turboventilador, debe entenderse que el sistema generador de motor eléctrico 100 puede formar parte de cualquier maquinaria rotativa adecuada tal como, por ejemplo, propulsores de hélice marinos, propulsores de transferencia de potencia industrial y otras disposiciones de transferencia de potencia motriz.

El sistema generador de motor eléctrico 100 comprende un vástago giratorio hueco 110, un mástil de bobinas 150 que comprende conjuntos de bobina 130 y una pluralidad de porciones de imán 140. El vástago 110tiene un eje longitudinal central 112.

Cada una de las porciones de imán 140 está conformada para adaptarse a una superficie que se orienta radialmente hacia adentro 114 del vástago 110. Las porciones de imán 140 colindan contra la superficie que se orienta radialmente hacia adentro 114 del vástago 110. En la presente modalidad, las porciones de imán 140 se extienden alrededor de la circunferencia completa 116 de la superficie radialmente hacia adentro 114 del vástago 110. De esta manera, las porciones de imán 140 alinean la superficie que se orienta radialmente hacia adentro 114 del vástago 110.

En la presente disposición, el vástago 110 está formado a partir de acero ferrítico y actúa como un yugo magnético, lo que aumenta la densidad del torque. En una disposición alternativa, los polos del rotor se pueden formar como una matriz Halbach, lo que puede reducir los campos magnéticos en el yugo y, por tanto, aumentar la densidad de torque del sistema generador de motor.

En la presente disposición, las porciones de imán 140 están aseguradas dentro del vástago en virtud de la colocación geométrica de las porciones de imán 140 alrededor de la circunferencia 116 de la superficie radialmente hacia adentro 114 del vástago 110. En funcionamiento, la carga centrífuga generada por la rotación del vástago 110 proporciona una fuerza adicional que asegura las porciones de imán 140 en su lugar contra la superficie radialmente hacia adentro 114 del vástago 110.

Cada uno de los conjuntos de bobina 130 se coloca en secuencia axial a lo largo de una longitud axial del mástil de bobinas 150. El mástil de bobinas 150 está alojado dentro del vástago hueco 110. El mástil de bobinas 150 está colocado concéntricamente con el vástago 110. El vástago 110 encierra el mástil de bobinas 150. El vástago 110 puede girar con relación al mástil de bobinas estacionario 150 por medio de conjuntos de cojinete 124. El mástil de bobinas 150 está provisto de un montaje de reacción de torque 162.

El mástil de bobinas 150 tiene una superficie que se orienta radialmente hacia afuera 154. La superficie que se orienta radialmente hacia afuera 154 está provista de cresterías 160. En la presente disposición, las cresterías 160 se extienden en una dirección axial de manera que cada crestería individual 160 se extiende circunferencialmente alrededor de la superficie que se orienta radialmente hacia afuera 154 del mástil de bobinas 150.

Las cresterías 160 comprenden una secuencia axial de almenas 164 y merlones 166. Cada una de las almenas 164 se extiende radialmente hacia fuera de cada uno de los merlones 166.

Cada conjunto de bobina 130 está alojado en una superficie que se orienta radialmente hacia afuera de uno correspondiente de los merlones 166.

En la modalidad que se muestra en las Figuras 1 y 2, se coloca un conjunto de cojinete 180 en cada uno de los merlones 166. Cada uno de los conjuntos de cojinete 180 proporciona soporte giratorio entre la superficie que se orienta radialmente hacia adentro 114 del vástago 110 y la superficie que se orienta radialmente hacia afuera 154 del mástil de bobinas 150.

Los conjuntos de cojinete 180 están separados a lo largo de la longitud axial del vástago 110 en la separación de las cresterías 160. En la presente disposición, cada uno de los conjuntos de cojinete 180 está separado a lo largo de la longitud axial del vástago hueco 110 con una separación aproximadamente igual entre los conjuntos de cojinete adyacentes 180.

El acoplamiento mecánico entre el vástago 110 y el mástil de bobinas 150, proporcionado por los conjuntos de cojinete 180, asegura que si el vástago 110 se deforma debido a las cargas de flexión, el mástil de bobinas 150 adoptará la misma forma deformada. En otras palabras, si el vástago 110 presenta "curvatura hacia arriba" debido, por ejemplo, a la carga centrífuga, entonces el mástil de bobinas 150 adoptará una forma correspondientemente "curvada hacia arriba". Esto significa que la holgura entre la superficie que se orienta radialmente hacia adentro 114 del vástago 110 y el mástil de bobinas 150 permanecerá constante independientemente de la forma geométrica adoptada por el vástago 110.

El vástago 110 tiene una longitud de trabajo (L) 118 que es la longitud axial a lo largo del vástago 110 sobre la cual se extienden los conjuntos de bobina 130 y las porciones de imán 140 opuestos. El vástago 110 tiene un diámetro exterior (D) 120. En consecuencia, el sistema generador de motor eléctrico tiene una relación L/D mayor que aproximadamente 2.

En funcionamiento, el mástil de bobinas 150 se mantiene en una posición estacionaria a través del montaje de reacción de torque 162. La rotación relativa entre el vástago 110 y el mástil de bobinas 150 permite que el sistema generador de motor genere energía eléctrica. Esta energía eléctrica se transmite desde el sistema generador de motor 100 a través de la salida de energía eléctrica 134.

Con referencia a la Figura 3, un sistema generador de motor eléctrico de acuerdo con una segunda modalidad de la descripción se designa generalmente con el número de referencia 200. A las características del sistema generador de motor eléctrico 200 que corresponden a las del sistema generador de motor eléctrico 100 se les han dado números de referencia correspondientes para facilitar la referencia.

El sistema generador de motor eléctrico 200 tiene un vástago 110 que encierra un mástil de bobinas 250. El vástago 110 comprende una pluralidad de porciones de imán 140 unidas a una superficie que se orienta radialmente hacia adentro 114 del vástago 110.

El mástil de bobinas 250 comprende una superficie que se orienta radialmente hacia fuera 254 que tiene un perfil con cresterías en la dirección axial. Las cresterías 260 comprenden una secuencia axial de almenas 264 y merlones 266. Cada una de las almenas 264 se extiende radialmente hacia fuera de cada uno de los merlones 266.

El mástil de bobinas 250 comprende conjuntos de bobina 230, con cada conjunto de bobina 230 colocado en una superficie que se orienta radialmente hacia afuera de uno respectivo de los merlones 266.

El mástil de bobinas 250 está provisto de una pluralidad de orificios de refrigeración 256. Los orificios de refrigeración 256 se ubican adyacente a cada conjunto de bobina 230.

El mástil de bobinas 250 tiene un orificio central 258 a través del cual pasa un flujo 272 de fluido de refrigeración 270. El fluido de refrigeración 270 fluye axialmente a lo largo del orificio interno 258 y luego fluye radialmente hacia afuera a través de los orificios de refrigeración 256 y de ahí hacia cada conjunto de bobina 230.

Al igual que con la modalidad anterior, se coloca un conjunto de cojinete 280 en cada uno de los merlones 266. Cada uno de los conjuntos de cojinete 280 proporciona soporte giratorio entre la superficie que se orienta radialmente hacia adentro 114 del vástago 110 y la superficie que se orienta radialmente hacia afuera 254 del mástil de bobinas 250.

Los conjuntos de cojinete 180 están separados a lo largo de la longitud axial del vástago 110 en la separación de las cresterías 260. De la misma manera como se describió anteriormente para la modalidad anterior, la disposición de los conjuntos de cojinete 280 asegura que cualquier flexión del vástago 110 se transfiera de manera conforme al mástil de bobinas 250. Esto, a su vez, mantiene una holgura radial entre la superficie que se orienta radialmente hacia dentro 114 del vástago 110 y el mástil de bobinas 250 en un valor predeterminado constante.

En la modalidad mostrada en la Figura 3, el vástago 110 gira en una primera dirección 290, mientras que el mástil de bobinas 250 gira en una segunda dirección 292, con la primera dirección 290 y la segunda dirección 292 que son opuestas entre sí. Esto aumenta la velocidad de rotación relativa entre el vástago 110 y el mástil de bobinas 250, lo que a su vez aumenta la salida de energía eléctrica del sistema 200 cuando está en una configuración de generador.

En la presente disposición, el fluido de refrigeración 170 es el fluido lubricante que se usa para proporcionar lubricación y transferencia de calor dentro del motor central de la turbina de gas.

En la presente descripción detallada, el sistema generador de motor eléctrico 100 se describe con referencia a su aplicación como un generador eléctrico que se integra en un motor de turbina de gas turboventilador. Sin embargo, el sistema generador de motor eléctrico 100 puede funcionar igualmente como un motor eléctrico integrado en un motor de turbina de gas. Alternativamente, el sistema generador de motor eléctrico 100 puede aplicarse a otros sistemas rotativos como se describe anteriormente, ya sea como un generador eléctrico o como un generador eléctrico.

En la presente descripción se describen varias modalidades de ejemplo de la descripción. Se hace referencia a estos ejemplos en un sentido no limitante. Se proporcionan para ilustrar aspectos más ampliamente aplicables de la descripción. Se pueden realizar varios cambios en la descripción descrita y se pueden sustituir los equivalentes sin apartarse del alcance de la descripción tal como se define en las reivindicaciones adjuntas. Además, pueden hacerse muchas modificaciones para adaptar una situación particular, material, composición de la materia, proceso, acto(s) del proceso o etapa(s) al(a los) objetivo(s) o alcance de la presente descripción. Además, los expertos en la técnica apreciarán que cada una de las variaciones individuales descritas e ilustradas en la presente descripción tiene componentes y características discretos que pueden separarse o combinarse fácilmente con las características de cualquiera de las otras diversas modalidades sin apartarse del alcance de la presente descripción. Todas estas modificaciones pretenden estar dentro del alcance de las reivindicaciones asociadas con esta descripción.

Excepto donde se excluyan mutuamente, cualquiera de las características puede emplearse por separado o en combinación con cualquier otra característica y la descripción se extiende e incluye todas las combinaciones y subcombinaciones de una o más características descritas en la presente descripción.

La descripción anterior de varios aspectos de la descripción se ha presentado con fines de ilustración y descripción. No pretende ser exhaustivo ni limitar la descripción a la forma precisa descrita y, obviamente, son posibles muchas modificaciones y variaciones. Dichas modificaciones y variaciones que pueden ser evidentes para un experto en la técnica están incluidas dentro del alcance de la descripción tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema generador de motor eléctrico (100) que comprende:

un vástago giratorio hueco (110), el vástago hueco (110) que tiene un eje longitudinal central (112);

un mástil de bobinas (150), el mástil de bobinas (150) que se coloca concéntricamente dentro del vástago giratorio hueco (110), el mástil de bobinas (150) que comprende una pluralidad de conjuntos de bobina (130), una superficie que se orienta radialmente hacia afuera (154) del mástil de bobinas (150) tiene cresterías, la superficie con cresterías que comprende una pluralidad de almenas (164) y merlones (166) dispuestos en una secuencia axial;

una pluralidad de porciones de imán (140), cada porción de imán (140) conformada para adaptarse a una superficie que se orienta radialmente hacia adentro (114) del vástago (110);

y

al menos tres conjuntos de cojinete (180), cada conjunto de cojinete (180) que se coloca en uno respectivo de los merlones (166);

en donde cada conjunto de cojinete (180) proporciona soporte giratorio entre la superficie que se orienta radialmente hacia adentro (114) del vástago hueco (110) y la superficie que se orienta radialmente hacia afuera (154) del mástil de bobinas (150), un acoplamiento mecánico entre el vástago (110) y el mástil de bobinas (150) proporcionado por los conjuntos de cojinete (180), cada conjunto de bobina (130) se coloca en una superficie que se orienta radialmente hacia afuera (154) de uno respectivo de los merlones (166), cada una de la pluralidad de porciones de imán (140) colinda de manera conformada contra la superficie que se orienta radialmente hacia adentro (114) del vástago (110) entre la superficie que se orienta radialmente hacia adentro (114) y uno de la pluralidad de conjuntos de bobina (130),

en donde la pluralidad de porciones de imán (140) se extiende alrededor de una circunferencia completa (116) de la superficie que se orienta radialmente hacia adentro (114).

2. El sistema generador de motor eléctrico (100) como se reivindicó en la reivindicación 1, en donde los conjuntos de bobina (130) se colocan sobre una superficie que se orienta radialmente hacia afuera (154) del mástil de bobinas (150).

3. El sistema generador de motor eléctrico (100) como se reivindicó en la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde el vástago (110) tiene una longitud de trabajo (118), la pluralidad de porciones de imán (140) que se extiende a lo largo de la totalidad de la longitud de trabajo (118) (L), el vástago (110) tiene un diámetro exterior (120) (D), y una relación de L/D (122) es mayor que aproximadamente 2.

4. El sistema generador de motor eléctrico (200) como se reivindicó en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el mástil de bobinas (150) está provisto de una pluralidad de orificios de refrigeración (256), la pluralidad de orificios de refrigeración (256) que se dispone adyacente al cada conjunto de bobina o a cada conjunto de bobina (230).

5. El sistema generador de motor eléctrico (200) como se reivindicó en la reivindicación 4, en donde un orificio central (258) del mástil de bobinas (150) está provisto de un fluido de refrigeración (270) y la pluralidad de orificios de refrigeración (256) dirige el fluido de refrigeración (270) hacia conjunto de bobina (230).

6. El sistema generador de motor eléctrico (100) como se reivindicó en la reivindicación 1, en donde una separación entre conjuntos de cojinete adyacentes (180) es menor que el diámetro exterior (120) del vástago (110).

7. El sistema generador de motor eléctrico (100) como se reivindicó en la reivindicación 1 o la reivindicación 6, en donde los conjuntos de cojinete (180) están equidistantes a lo largo del vástago (110).

8. El sistema generador de motor eléctrico (100) como se reivindicó en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el mástil de bobinas (150) puede girar alrededor del eje longitudinal central (112).

9. El sistema generador de motor eléctrico (100) como se reivindicó en la reivindicación 8, en donde el vástago (110) gira en una primera dirección de rotación (190) y el mástil de bobinas (150) gira en una segunda dirección de rotación (192), con la primera la dirección de rotación (190) que es opuesta a la segunda dirección de rotación (192).

10. Un motor de turbina de gas (102) que comprende un sistema generador de motor eléctrico (100) como se reivindicó en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.