ES2928881T3 - Aislamiento de los subconductores de una máquina dinamoeléctrica - Google Patents

Aislamiento de los subconductores de una máquina dinamoeléctrica Download PDF

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Abstract

La invención se refiere a un estator (5) de una máquina dinamoeléctrica (1) que tiene un sistema de bobinado (3) dispuesto en ranuras (8) del estator (5), sistema de bobinado que tiene, para cada fase, bobinas individuales que pueden ponerse en contacto eléctrico entre sí. Cada conductor (10) de la bobina está construido a partir de una pluralidad de subconductores/devanados. Dichos subconductores (9) están aislados entre sí en virtud de que cada subconductor (9) tiene únicamente una capa de aislamiento (15) con respecto a uno o más subconductores adyacentes (9) del conductor (10) en cuestión de la ranura (8) en cuestión. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aislamiento de los subconductores de una máquina dinamoeléctrica
La invención se refiere a una máquina dinamoeléctrica según el preámbulo de la reivindicación 1.
En máquinas dinamoeléctricas, por ejemplo, motores eléctricos o generadores, los sistemas de enrollado están formados por bobinas individuales. Los conductores individuales de la bobina están a este respecto aislados entre sí. En particular, estos subconductores individuales de un conductor deben presentar un denominado aislamiento de espiras, que, por regla general, solo está diseñado para tensiones relativamente bajas de un máximo de 80 V. Este aislamiento del subconductor se efectúa, por ejemplo, con un barniz aislante y/o un revestimiento de fibra de vidrio (poliéster) aplicado al conductor.
De acuerdo con nuestra experiencia, los conductores son de cobre o aluminio, y los conductores están aislados en todo su contorno con barniz y/o presenta un revestimiento de fibra de vidrio (poliéster). Como alternativa, el conductor también puede presentar una cinta aislante circundante.
Desventajoso es a este respecto que, cuando los subconductores de los conductores de una bobina están dispuestos en la ranura, los aislamientos de las espiras se suman recíprocamente en su grosor y, por lo tanto, reducen el factor de llenado de cobre disponible en la ranura.
Por el documento US 2008/0007133 A1 se conoce una máquina dinamoeléctrica con las características del preámbulo de la reivindicación 1, cuyos aislamientos de subconductor son planos.
Partiendo de este punto, la invención se basa en el objetivo de proporcionar un sistema de enrollado para un estátor que garantice una fabricación sencilla de las bobinas y que, al mismo tiempo, aumente el factor de llenado de cobre en las ranuras del estátor.
La solución para el objetivo planteado se consigue mediante una máquina dinamoeléctrica con las características de la reivindicación 1 o de la reivindicación 2.
La solución para el objetivo planteado se consigue también mediante un procedimiento para fabricar un estátor de una máquina dinamoeléctrica con las etapas indicadas en la reivindicación 3. De acuerdo con la invención, los subconductores individuales ahora únicamente se aíslan parcialmente observados en dirección circunferencial. Así, de acuerdo con la invención, solo hay una capa aislante -es decir, una capa aislante de subconductor- entre los subconductores de un conductor. Los lados desnudos de un subconductor adyacente hacen contacto con los lados aislados de los subconductores directamente adyacentes, de tal modo que siempre hay un aislamiento mínimo entre los subconductores individuales.
En el caso de subconductores dispuestos radialmente unos sobre otros en una ranura de un estátor, en cada caso un lado desnudo de un segundo subconductor se encuentra, por tanto, sobre un aislamiento de un primer subconductor, etc., de tal modo que también en este caso hay siempre un aislamiento mínimo entre los subconductores individuales. Sin embargo, el sistema de enrollado del estátor sigue presentando básicamente un aislamiento principal.
De acuerdo con la invención, sobre todo en el caso de una disposición radial de estos subconductores en la ranura y en el caso de una sección transversal rectangular de estos subconductores, únicamente el lado superior o el lado inferior de los subconductores necesita estar provisto de aislamiento. El aislamiento de los subconductores se realiza como aislamiento de cinta o como aislamiento de barniz.
De acuerdo con la invención, este aislamiento de los subconductores continúa por los radios de redondeado de arista de estos lados cubiertos de los subconductores. Así, visto en sección transversal, un lado del subconductor está descubierto, otro cubierto y dos lados parcialmente cubiertos en cada caso.
El diseño del aislamiento de subconductor de acuerdo con la invención reduce el volumen necesario del aislamiento en la ranura y, al mismo tiempo, aumenta el factor de llenado de cobre o de aluminio, es decir, la sección transversal del conductor eléctricamente disponible.
Observados en sección transversal en la ranura, los subconductores solo están parcialmente cubiertos por el aislamiento de subconductor. La cobertura parcial es de aproximadamente el 30 al 70 % de la circunferencia del subconductor, en función de la forma de la sección transversal del subconductor. En principio, los subconductores presentan una sección transversal que se puede "apilar" relativamente bien, utilizándose a este respecto sobre todo un área de sección transversal esencialmente rectangular o cuadrada de los subconductores.
A este respecto, los bordes de los subconductores están redondeados para no dañar el aislamiento de subconductor.
Dentro de una ranura, los subconductores de un conductor están dispuestos radial o verticalmente, o vertical y horizontalmente. A este respecto, se entiende por radial la disposición de los subconductores desde una base de ranura en dirección del entrehierro de una máquina dinamoeléctrica. Mientras que, por una disposición horizontal de los subconductores, se entiende una disposición esencialmente tangencial con respecto al entrehierro.
En el caso de subconductores con forma de sección transversal rectangular y, en particular, en disposición radial en una ranura en la que los lados estrechos de los subconductores son adyacentes, la cobertura parcial será menor que en una realización en la que los lados largos de un subconductor rectangular se superpongan.
Axialmente fuera de la ranura, es decir, en la zona del cabezal de enrollamiento, la cobertura y/o la disposición de los subconductores del conductor puede realizarse como en la ranura.
Debido al diseño del cabezal de enrollamiento, dependiendo del tipo de máquina, puede ser necesario cambiar el grado de cobertura en la zona del cabezal de enrollamiento.
El aislamiento de los subconductores es preferentemente una lámina, en particular de poliimida, que está provista de un adhesivo (termofusible), por ejemplo, FEP (fluoroetileno propileno) y se coloca, en particular pegada, en los subconductores.
La cobertura, en particular la lámina, está realizada a este respecto para ser resistente a la corona, por ejemplo, mediante la correspondiente incorporación de partículas adecuadas.
La invención, así como diseños ventajosos de la invención se explican con más detalle mediante un ejemplo de realización. En este, muestra:
la Figura 1 una máquina dinamoeléctrica de manera esquemática,
la Figura 2 una sección transversal de una ranura de aislamiento de alta tensión,
la Figura 3 una bobina con subconductores individuales,
la Figura 4 una representación de fragmento de un subconductor,
la Figura 5 otra bobina con subconductores.
La figura 1 muestra una sección longitudinal esquemática de una máquina dinamoeléctrica 1 con un estátor 5 que está separado de un rotor 6 por un entrehierro 20, estando unido el rotor 6 de manera resistente al giro con un árbol 4 y estando montado de manera rotativa alrededor de un eje.
Orientado hacia el entrehierro 20, se encuentra en el estátor 5 un sistema de enrollado dispuesto en ranuras no mostradas en el detalle y que forma cabezales de enrollamiento 3 en los lados frontales del estátor 5.
Un sistema de enrollado previamente conocido y representado a modo de ejemplo de acuerdo con la figura 2, presenta conductores 10 en una ranura 8, en cada caso con subconductores 9, habiendo en este caso un enrollamiento de dos capas. Así, cada capa presenta un conductor 10 con subconductores 9 que están dispuestos desde un relleno de ranura 14 tanto hasta el fondo de la ranura como entre los dos conductores 10, así como entre el conductor superior y una cuña de cierre de ranura 13.
Cada subconductor 9 presenta a este respecto un aislamiento de subconductor 15 que lo rodea, que asume el aislamiento del enrollamiento existente y que se sitúa en el rango de aproximadamente 80 a 100 V para máquinas de alto voltaje. Cada conductor 10 está rodeado por un aislamiento principal 11, estando aislado todo el sistema de enrollado en esta ranura 8 también con respecto al núcleo de chapas del estátor 5 por un aislamiento de ranura 11.
Debido a la estructura descrita, cada aislamiento de subconductor 15 presenta espesores de capa que se suman a lo largo de la altura radial del conductor 10 en la ranura 8 y, por tanto, conducen a un factor de llenado de cobre reducido del sistema de enrollado dentro de la ranura.
De acuerdo con la invención, ahora según la figura 3, en una bobina que presenta al menos un conductor 10 y cuyos subconductores 9 están dispuestos radialmente superpuestos, en cada caso solo se aplica un aislamiento de subconductor 15, de tal modo que únicamente hay un aislamiento mínimo requerido entre los subconductores individuales 9.
La figura 4 muestra en una vista más cercana un subconductor 9 de forma esencialmente rectangular que, visto en sección transversal, presenta una cobertura parcial de un aislamiento de subconductor 15. La cobertura parcial es de aproximadamente el 30 al 70 % de la circunferencia del subconductor 9, en función de la forma de la sección transversal del subconductor 9.
En otras palabras, en el caso de los subconductores 9 con una forma de sección transversal rectangular y, en particular, en una disposición radial en la ranura 8 en la que los lados estrechos de los subconductores 9 son adyacentes entre sí, la cobertura parcial será menor que en la realización de acuerdo con la figura 3, donde los lados largos de los subconductores 9 son adyacentes entre sí.
El aislamiento en los subconductores 9 es preferentemente una lámina, en particular de poliimida, que está provista de un adhesivo (termofusible), por ejemplo, FEP (fluoroetileno propileno) y se coloca, en particular pegada, en los subconductores 9.
Básicamente, los subconductores 9 presentan un área de sección transversal esencialmente rectangular o cuadrada. A este respecto, los bordes de los subconductores 9 están redondeados para no dañar el aislamiento de subconductor 15. Dentro de una ranura 8, los subconductores 9 de un conductor 10 están dispuestos radial o verticalmente, o vertical y horizontalmente.
En otra realización, la figura 5 muestra un conductor 10 con subconductores 9 dispuestos horizontal y verticalmente. A este respecto, observados en la sección transversal, dos lados del subconductor rectangular 9 están provistos de un aislamiento de subconductor 15. De acuerdo con la invención, los subconductores 9 adyacentes a este aislamiento de subconductor 15 no presentan ningún aislamiento de subconductor 15 en estos lados. Sin embargo, es posible -como se muestra, por ejemplo, en las figuras 3 o 4- un solapamiento de los bordes adyacentes del respectivo subconductor 9.
La idea de acuerdo con la invención es adecuada para enrollamientos de una, dos o varias capas en el estátor 5.

Claims (3)

REIVINDICACIONES
1. Máquina dinamoeléctrica (1) con un estátor (5) y un rotor (6) y con un sistema de enrollado (3) dispuesto en ranuras (8) del estátor (5) que presenta bobinas individuales por fase que pueden ponerse en contacto eléctricamente entre sí, estando compuesto cada conductor (10) de la bobina por varios subconductores/espiras, estando estos subconductores (9) aislados entre sí dado que los subconductores (9) únicamente presentan una capa aislante (15) con respecto al conductor o subconductores adyacentes (9) de su conductor (10) de la respectiva ranura (8), presentando los subconductores (9) una sección transversal esencialmente rectangular o cuadrada, siendo la capa aislante (15) una lámina adherida al subconductor (9) o un aislamiento de barniz, estando rodeado cada conductor (10) por un aislamiento principal (11), caracterizada por que los bordes de los subconductores (9) están redondeados y por que,
en el caso de una disposición de los subconductores (9) solo radial unos sobre otros, los subconductores (9) están cubiertos solo por una capa aislante unilateral (15) que se extiende sobre los radios de redondeado de arista adyacentes del lado cubierto por la capa aislante (15), y,
en el caso de una disposición de los subconductores (9) radial y horizontal, superpuesta o adyacente entre sí, los subconductores (9) están cubiertos solo por una capa aislante bilateral(15) que puede extenderse también sobre los radios de redondeado de arista adyacentes de los lados cubiertos por la capa aislante (15).
2. Máquina dinamoeléctrica según la reivindicación 1, caracterizada por que la cobertura del subconductor (9) mediante la capa aislante, vista en sección transversal, se sitúa entre el 30 y el 70 %.
3. Procedimiento para la fabricación de un estátor (5) de una máquina dinamoeléctrica (1) según la reivindicación 1, caracterizado por las siguientes etapas:
- puesta a disposición de un subconductor (9) como el descrito en la reivindicación 1, presentando los subconductores (9) un área de sección transversal esencialmente rectangular o cuadrada, cuyos bordes están redondeados,
- aplicación parcial de una capa aislante (15) al subconductor (9), en particular con una cobertura predeterminada de la sección transversal del 30 al 70 %, siendo la capa aislante (15) una lámina adherida al subconductor (9) o un aislamiento de barniz,
- disposición de los subconductores (9) de un conductor (10) de tal forma que únicamente haya una capa aislante (15) entre el subconductor o los subconductores adyacentes (9) del conductor (10),
- inserción de los subconductores (9) de un conductor (10) de una bobina descritos en la reivindicación 1 solo radialmente unos sobre otros o radial y horizontalmente de manera superpuesta y adyacente en la ranura (8) de un estátor (5) de una máquina dinamoeléctrica (1), estando rodeado cada conductor (10) por un aislamiento principal (11).
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