ES2920325T3 - Segmento de estator - Google Patents

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Abstract

La invención se relaciona con un segmento del estator (1) de un estator (15) de una máquina dinamoeléctrica (11), que comprende laminaciones de muescas (8) dispuestas axialmente una detrás de la otra, de modo que se forman las muescas (2) sustancialmente axialmente (2). (4) dispuesto en las muescas (2), en la que un lado de la bobina o dos lados de bobina de diferentes bobinas (4) están dispuestas en una muesca (2), las laminaciones (8) tienen al menos una muesca abierta (2) en su Los lados del límite externo paralelos a la muesca, en el que los lados de la bobina se fijan en las muescas abiertas (13) por medios de fijación amagnética en el segmento del estator (1). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Segmento de estator
La invención se refiere a un segmento de estator, un estator y un generador, en particular de una turbina eólica. Por el documento DE 102005 029 895 A1 se conoce un accionamiento directo para accionamientos grandes que está formado por varios segmentos, presentando por segmento una disposición de arrollamientos cerrada.
Por el documento EP 0718955 A2 se conoce un estator de una máquina eléctrica polifásica de un número elevado de polos, estando dividido el estator en varios segmentos y encontrándose en cada segmento un arrollamiento polifásico.
El documento US4330726A da a conocer un estator que está dividido en varios segmentos.
En máquinas eléctricas segmentadas, en particular motores o generadores de una gama de potencia superior de más de 1 MW, existe la posibilidad de dividir el paquete de hierro del estator de tal modo que en los lados de delimitación paralelos a las ranuras hay medias ranuras. No se genera una ranura continua y por lo tanto un arrollamiento hasta el montaje de los segmentos individuales. Esto se aplica por ejemplo en grandes bobinas dentadas. A este respecto es problemática la fijación de los brazos de bobina dispuestos en el exterior en las medias ranuras, en particular durante el proceso de fabricación y el proceso de montaje, para fijar el brazo de bobina durante y después de la impregnación en su posición.
Partiendo de ello, la invención está basada en el objetivo de prever bobinas dentadas en segmentos de estator configurados de este modo, que pueden fijarse en su posición exacta durante el proceso de fabricación y montaje. El objetivo planteado se consigue mediante un segmento de estator de un estator de una máquina dinamoeléctrica según la reivindicación independiente 1.
El objetivo planteado también se consigue mediante un estator con segmentos de estator de acuerdo con la invención, estando fijadas las ranuras abiertas orientadas unas hacia las otras mediante medios de fijación en los dorsos de yugo de los segmentos de estator.
El objetivo planteado también se consigue mediante una máquina dinamoeléctrica, en particular un generador de una turbina eólica, con un estator de acuerdo con la invención, estando previsto un sistema de refrigeración, en particular un ventilador, mediante el que puede transportarse aire de refrigeración a los intersticios existentes entre los paquetes de chapas parciales.
De acuerdo con la invención, la fijación del brazo de bobina dispuesto en el exterior se realiza en el extremo del segmento de estator mediante medios de fijación no magnéticos. Gracias a estos medios de fijación no magnéticos se evitan calentamientos por corrientes parásitas en el funcionamiento de la máquina dinamoeléctrica, es decir, por ejemplo del generador de la turbina eólica. Asimismo, por la fijación del brazo de bobina dispuesto en el exterior, en particular durante el proceso de fabricación, en este caso sobre todo el proceso de impregnación, pero también durante el proceso de montaje queda garantizado que el brazo de bobina no se aleje del diente que forma una ranura abierta, perjudicando por lo tanto el montaje u otras etapas de la fabricación.
En una realización, los medios de fijación amagnéticos, están realizados en particular por bridas para cables, cordones o cintas no magnéticos, lo que garantiza en el proceso de fabricación una fijación rápida y nada problemática mediante piezas estándar económicas. Además es ventajoso que estos medios de fijación no magnéticos, en particular las bridas para cables, garanticen una fijación fuerte duradera de los brazos de bobina en los dientes dispuestos en el exterior, lo que es ventajoso en particular también para tiempos de almacenamiento prolongados de los segmentos de este tipo.
Entre paquetes de chapas parciales del paquete de chapas del segmento de estator están previstos distanciadores, que por un lado distancian los paquetes de chapas parciales unos de otros, forman canales de refrigeración radiales en el interior del paquete de chapas del segmento de estator y por lo tanto del estator, además de servir como dispositivo de sujeción para los medios de fijación amagnéticos para la fijación de los brazos de bobina en la pared lateral de las ranuras.
En su extensión lateral, los distanciadores tienen una altura que llega como máximo a la suma de la altura del dorso de yugo y la altura radial del diente. Normalmente, los distanciadores se asomarán a la zona del dorso de yugo y no ocuparán la altura máxima del diente.
La invención, así como otras configuraciones ventajosas de la invención se explicarán con más detalle con ayuda de ejemplos de realización representados de forma esquemática. Muestran:
la figura 1 un segmento de estator,
la figura 2 un detalle parcial de un segmento de estator,
la figura 3 un detalle parcial de un segmento de estator con bobina dentada,
la figura 4 una representación en perspectiva de un segmento parcial,
la figura 5 una representación en perspectiva de un segmento de estator,
la figura 6 un detalle parcial de un segmento de estator con bobina dentada,
la figura 7 una turbina eólica representada esquemáticamente.
La figura 1 muestra un segmento de estator 1 de una máquina dinamoeléctrica 11, en particular de un generador con un rotor exterior, lo que se ve porque las ranuras 2 de este segmento de estator 1 sobresalen radialmente hacia el exterior a modo de púas y porque el segmento de estator 1 está configurado de forma convexa.
El segmento de estator 1 está compuesto en este caso en la dirección axial por paquetes de chapas parciales 9, que están distanciados entre sí por distanciadores 5. Cada paquete de chapas parcial 9 presenta un número predeterminado de chapas 8. Este empaquetamiento del segmento de estator 1 facilita en el caso de aplicación del segmento de estator 1 o de un estator 15 compuesto en una turbina eólica 12 de un generador una refrigeración radial del estator 15.
En ranuras 2 del segmento de estator 1 están insertadas bobinas moldeadas, en particular bobinas dentadas 4, que comprenden respectivamente un diente 3 o varios dientes.
La figura 2 muestra una vista detallada de una zona marginal de un segmento de estator 1 con sus dientes 3 orientados radialmente hacia el exterior, las ranuras 2 y los distanciadores 5 esbozados entre los paquetes de chapas parciales 9. En esta representación, los distanciadores 5 están configurados con una anchura esencialmente más pequeña que la anchura de un diente 3. Visto en la dirección radial, esta configuración forma canales de refrigeración del segmento de estator 1 con una sección transversal comparativamente grande. El distanciador 5 se extiende en la dirección radial hasta el dorso de yugo 14 o por motivos mecánicos hasta el interior del dorso de yugo 14 del segmento de estator 1.
En su extensión radial, los distanciadores 5 tienen una altura que llega como máximo a la suma de la altura del dorso de yugo 14 y la altura radial del diente. Normalmente, los distanciadores 5 se asomarán a la zona del dorso de yugo 14 y tampoco ocuparán la altura máxima del diente, como se muestra a modo de ejemplo en un diente 3 de la figura 2.
Por lo tanto, en el borde exterior del segmento de estator 1 hay solo una parte de una ranura 2, que se denomina ranura abierta 13, en la que está posicionado un brazo de bobina 10 de una bobina dentada 4 o de otra bobina moldeada. Una ranura 2 está compuesta por paredes laterales de ranura y un fondo de ranura. Ranura abierta 13 se denomina por consiguiente una ranura que presenta solo una pared lateral de ranura y al menos una parte del fondo de ranura.
Las ranuras 2, 13 están orientadas a este respecto esencialmente en paralelo a un eje 16 de un estator 15.
Para obtener ahora una exactitud de posicionamiento y fijación de este brazo de bobina 10 de una bobina moldeada o bobina dentada 4, en los distanciadores 5, que se extienden en el hueco 7, es decir, la distancia axial entre los paquetes de chapas parciales 9, está previsto una brida para cables amagnético 6, como está representado en la figura 3. La brida para cables amagnética 6 se coloca alrededor del brazo de bobina 10 dispuesto en el exterior, que se encuentra en la ranura abierta 13, de una bobina dentada 4. De este modo se fija el brazo de bobina 10 dispuesto en el extremo mediante la brida para cables amagnética 6 en el distanciador 5, que queda encajado a su vez entre los paquetes de chapas parciales 9 y está fijado allí. De este modo se facilita también en el proceso de fabricación la impregnación, puesto que se evita un "brazo de bobina 10 móvil dispuesto en el exterior".
En una representación en perspectiva de esta zona exterior de acuerdo con la figura 4 se muestra el posicionamiento de la brida para cables amagnética 6 en un hueco radial 7 entre dos paquetes de chapas parciales 9 en el distanciador 5. De este modo, el brazo de bobina 10 dispuesto en el exterior está firmemente fijado en el diente dispuesto en el exterior. Este diente forma con un lado la pared lateral de ranura de la ranura abierta 13. La brida para cables amagnética 6 tira por lo tanto el brazo de bobina 10 dispuesto en el exterior hacia la pared lateral de ranura de la ranura abierta 13.
Por al menos una escotadura en el distanciador 5 y/o en la bobina 4 en la zona axial de este distanciador 5, la brida para cables amagnética 6 puede envolver también solo secciones del distanciador 5 y de la bobina 4, sin perjudicar la fijación pretendida de la bobina 4 en el diente. A este respecto, la brida para cables 6 puede hacerse pasar por estas escotaduras. Esto reduce el perímetro del abrazado, de modo que también pueden usarse bridas para cables 6 más cortas.
Una brida para cables amagnética 6 de este tipo está previsto en los segmentos de estator 1 descritos en uno o varios distanciadores 5 para la fijación del brazo de bobina 10. Vistos con respecto a la longitud axial de un segmento de estator 1, las bridas para cables 6 se encuentran por ejemplo solo en uno o en cada distanciador 5 o en cada segundo distanciador 5.
En la figura 5 se muestra en otra representación de esta disposición de acuerdo con la figura 4 como se efectúa el posicionamiento de la bobina 4 en el último diente del segmento de estator 1. El distanciador 5 entre los paquetes de chapas parciales 9 no está provisto a este respecto aún de una brida para cables amagnética 6. De este modo, el brazo de bobina 10 dispuesto en el exterior se alejaría dado el caso del diente 3 durante el posterior proceso de fabricación o incluso en el montaje de los segmentos de estator 1 con respecto a un estator 15.
La figura 6 muestra un corte transversal de la representación arriba indicada de la disposición de la bobina 4 en el último diente 3, es decir en el exterior, pudiendo tener el sistema de arrollamiento de este segmento de estator 1 por lo tanto una estructura tal que está prevista una bobina dentada 4 alrededor de cada diente 3. Esto significa que en cada ranura 2 hay diferentes lados de bobina de diferentes bobinas 4.
Cada brazo de bobina que se encuentra en una ranura abierta 13 queda fijado por una o varias bridas para cables 6 dispuestas preferentemente de forma axialmente distribuida en el diente exterior o en la pared lateral de ranura de la ranura abierta 13 en la zona de los distanciadores 5.
Una disposición de este tipo de segmentos de estator 1 es preferente en estatores 15, que están previstos para grandes potencias y/o accionamientos directos, en particular en turbinas eólicas 12 de acuerdo con la figura 7 o molinos tubulares. Un rotor gira a este respecto alrededor de un eje 16, estando orientadas las ranuras 2 del segmento de estator 1 y del estator 15 esencialmente en paralelo al eje.
A este respecto, un ventilador puede generar una corriente de refrigeración 17, que refrigera al menos el generador y/o los componentes convertidores, en particular el estator 15 mediante los canales de refrigeración radiales generados por los distanciadores 5 en el segmento de estator 1.

Claims (3)

REIVINDICACIONES
1. Segmento de estator (1) de un estator (15) de una máquina dinamoeléctrica (11) con
- chapas (8) ranuradas dispuestas axialmente una tras otra, de modo que quedan formadas esencialmente ranuras (2) que se extienden en la dirección axial,
- bobinas (4) dispuestas en las ranuras (2), estando dispuesto(s) en una ranura (2) un lado de bobina o dos lados de bobina de bobinas (4) diferentes,
- presentando las chapas (8) en sus lados de delimitación exteriores, paralelos a la ranura, al menos una ranura abierta (2),
- siendo una ranura abierta (13) una parte de una ranura (2) en el borde exterior del segmento de estator (1), - estando fijados los lados de bobina en las ranuras abiertas (13) mediante medios de fijación amagnéticos en el segmento de estator (1),
- estando previstos distanciadores (5) detrás de un número que puede ser predefinido de chapas (8) en la dirección axial, de tal modo que, visto en la dirección axial, hay dos o más paquetes de chapas parciales (9) del segmento de estator (1),
- estando realizados los medios de fijación amagnéticos como bridas para cables amagnéticas (6),
- estando dispuestas las bridas para cables amagnéticas (6) en la zona de las chapas (8) axialmente distanciadas unas de otras, siendo guiado la brida para cables (6) al menos por secciones alrededor del respectivo distanciador (5).
2. Estator (15) con segmentos de estator (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que las ranuras abiertas (13) orientadas unas hacia las otras de dos segmentos de estator (1) están provistas solo de un brazo de bobina de un segmento de estator (1) o de dos brazos de bobina (10) de segmentos de estator (1) diferentes pero adyacentes.
3. Máquina dinamoeléctrica (11), en particular generador de una turbina eólica, con un estator (15) según la reivindicación 2, caracterizada por que está previsto un sistema de refrigeración, en particular un ventilador, mediante el cual puede transportarse aire de refrigeración a los intersticios existentes entre los paquetes de chapas parciales (9).
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