ES2936982T3 - Anillo colector, unidad de anillo colector, máquina eléctrica y turbina eólica - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un anillo rozante (1), una unidad de anillo rozante (17) y una máquina eléctrica que comprende dicho anillo rozante (1). El anillo rozante (1) se utiliza para transmitir energía eléctrica desde una unidad estacionaria (13) a una zona de contacto (5) a través de un elemento de anillo rozante eléctricamente conductor (11). La zona de contacto (5) presenta al menos una escotadura (7) en dirección tangencial (t). El rebaje (7) o capas aislantes (9) dispuestas entre las regiones de contacto (5) tienen al menos una protuberancia (8), donde las protuberancias (8) producen un flujo de aire (15) para enfriar la región de contacto (5) y/ o el elemento de anillo rozante (11), en particular durante un movimiento de rotación del anillo rozante (1). Para mejorar el flujo de aire (15), se introducen aberturas (10) en superficies anulares (12) que están formadas por un radio aumentado de la zona de contacto (5) en comparación con las zonas aislantes dispuestas adyacentes (9). Las aberturas (10) se utilizan preferentemente para transferir el flujo de aire (15) al respectivo rebaje (7). En virtud de las características de la invención, se pueden transmitir grandes cantidades de energía eléctrica con un diseño compacto del anillo colector (1). Por lo tanto, el anillo colector (1) es adecuado para su uso en una turbina eólica en particular. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Anillo colector, unidad de anillo colector, máquina eléctrica y turbina eólica
La invención se refiere a un anillo colector y a una unidad de anillo colector. La invención también se refiere a una máquina eléctrica y a una turbina eólica.
Los generadores de turbinas eólicas comprenden a veces bobinas en el rotor y el estator. Por regla general, las bobinas en el rotor son alimentadas con energía eléctrica por anillos colectores. Los anillos colectores están expuestos a altas cargas de corriente, en particular cuando transmiten energía eléctrica en el rango de megavatios. Esto da como resultado una fuerte carga térmica.
Para reducir la carga térmica, los anillos colectores o las unidades de anillo colector (anillo colector con una disposición estacionaria adecuada) pueden estar configurados más grandes. No obstante, esto solo es posible con dificultades, en particular en una turbina eólica.
Por lo tanto, el documento EP 3 322 047 A1 propone una unidad de anillo colector con un segmento aislante de ventilador.
El documento de patente DE 496818 describe un anillo colector con canales de aire refrigerante que llegan al punto más bajo de una ranura circunferencial en la superficie de contacto, estando inclinados los canales con respecto a la dirección axial y con respecto a la dirección circunferencial.
La publicación para información de solicitud de patente DE 2529519 A1 se refiere a un anillo colector refrigerado por aire, que está compuesto por discos anulares individuales dispuestos a distancia unos de otros, en los que están contenidos pasos alineados entre sí, que forman canales de refrigeración que discurren axialmente y que parten de al menos una cara frontal.
El modelo de utilidad DE 7734576 U1 se refiere a una disposición de anillo colector para una máquina eléctrica. El cuerpo del anillo colector incluye un anillo colector y un anillo de soporte y nervios que los conectan. El anillo colector está provisto de ranuras anulares o helicoidales que se extienden hasta aberturas de paso de aire axialmente paralelas.
El objetivo de la invención es proporcionar un anillo colector o una unidad de anillo colector que pueda configurarse de manera compacta y que pueda transmitir al mismo tiempo grandes cantidades de energía eléctrica.
Este objetivo se consigue con un anillo colector según la reivindicación 1 y con una unidad de anillo colector según la reivindicación 6.
Además, una máquina eléctrica según la reivindicación 7 y una turbina eólica según la reivindicación 8 consiguen este objetivo.
Las restantes reivindicaciones dependientes se refieren a formas de realización ventajosas y perfeccionamientos de la invención.
La invención se basa en la idea de que se transporta una corriente de aire en dirección axial a través de aberturas al interior del anillo colector y se vuelve a transportar en dirección radial a través de aberturas hacia el exterior del anillo colector. La corriente de aire pasa en este sentido por el lado interior de la escotadura del anillo colector y absorbe energía térmica. Además, la corriente de aire radial puede usarse para refrigerar los elementos del anillo colector. En este caso es especialmente ventajoso que la corriente de aire que discurre en dirección radial pueda refrigerar especialmente bien los elementos de anillo colector. La corriente de aire que discurre en dirección radial sirve además para refrigerar las superficies laterales de los elementos de anillo colector. La corriente de aire transportada en dirección radial hacia el exterior está configurada preferentemente para refrigerar elementos de anillo colector. Los elementos de anillo colector son refrigerados ventajosamente desde abajo.
Los elementos de anillo colector son refrigerados especialmente bien por la corriente de aire que discurre radialmente hacia el exterior. Para ello, el anillo colector presenta zonas de contacto, estando configuradas las zonas de contacto respectivamente de forma esencialmente cilíndrica y presentando respectivamente una escotadura en su superficie de contacto. La superficie de contacto está dispuesta en la superficie lateral de la zona de contacto cilíndrica. Además, la refrigeración de una zona de contacto se mejora al menos indirectamente mediante la refrigeración de los elementos de anillo colector eléctricamente conductores. La refrigeración mejorada del anillo colector permite un tipo constructivo más compacto del anillo colector o de la unidad de anillo colector.
El anillo colector sirve en particular para transmitir energía eléctrica a un eje montado de forma giratoria, preferentemente en una turbina eólica. El anillo colector presenta al menos una zona de contacto y al menos dos zonas aislantes, estando dispuestas las zonas aislantes y la al menos una zona de contacto de manera adyacente en
la dirección axial, presentando la zona de contacto al menos en la dirección orientada radialmente hacia el exterior una superficie de contacto, presentando la zona de contacto en la zona de la superficie de contacto al menos una escotadura,
- presentando la escotadura salientes en el lado interior
- y/o estando interrumpida la escotadura en dirección tangencial.
La respectiva zona aislante está hecha preferentemente de plástico. Preferentemente, la respectiva zona de contacto está hecha esencialmente de un metal con buena conductividad eléctrica, como acero fino, cobre o bronce.
La zona de contacto presenta la superficie de contacto en su superficie lateral. Adicionalmente, la superficie de contacto puede estar dispuesta en una zona en forma de anillo circular de la respectiva cara frontal de la zona de contacto.
La respectiva escotadura está configurada preferentemente de forma radialmente simétrica y presenta una profundidad que llega al interior de la zona de contacto al menos hasta tal punto que las aberturas conducen a la escotadura. Preferentemente, la escotadura presenta, al menos por zonas, una anchura en la dirección axial de un cuarto a un tercio de la anchura de la superficie de contacto. Preferentemente, la escotadura está dispuesta en el centro axial de la superficie de contacto.
Los salientes pueden estar configurados hasta la superficie lateral de la respectiva zona de contacto. En una realización, los salientes pueden estar configurados como interrupción de la escotadura en dirección tangencial. Preferentemente, los salientes y las interrupciones de la respectiva escotadura tienen el mismo efecto, a saber, proporcionar una corriente de aire en la dirección radial. La corriente de aire sirve en particular para refrigerar los elementos de anillo colector.
Preferentemente, durante la fabricación del anillo colector se sobreponen las zonas aislantes y las zonas de contacto unas a otras. Preferentemente, la respectiva zona de contacto queda parcialmente cubierta en su respectiva cara frontal por una zona aislante. La parte en forma de anillo circular respectivamente no cubierta se denomina en este caso superficie anular.
Preferentemente, los salientes en la escotadura están dispuestos de tal manera que, durante un movimiento giratorio del anillo colector, inducen una corriente de aire en una dirección orientada radialmente hacia el exterior.
El anillo colector presenta preferentemente elementos de contacto. Los elementos de contacto están dispuestos preferentemente en una cara frontal del anillo colector. Los elementos de contacto están conectados preferentemente de forma eléctricamente conductora con la superficie de contacto correspondiente.
La zona de contacto puede estar configurada respectivamente para recibir energía eléctrica de un elemento de anillo colector eléctricamente conductor. El elemento de anillo colector eléctricamente conductor está configurado, por ejemplo, como escobilla. El elemento de anillo colector eléctricamente conductor está previsto para la transmisión de la energía eléctrica desde una disposición estacionaria.
Gracias a la invención, el elemento de anillo colector eléctricamente conductor puede ser refrigerado con ayuda de una corriente de aire desde el lado que toca la pista de contacto.
Además, puede prescindirse de una ventilación independiente.
Gracias a la refrigeración mejorada, el anillo colector puede estar configurado más pequeño y compacto y, por lo tanto, más ligero.
En una configuración ventajosa de la invención, el respectivo saliente para proporcionar una corriente de aire está previsto en la dirección radial.
Durante un movimiento giratorio del anillo colector, el relieve sirve para generar la corriente de aire para refrigerar un elemento de anillo colector que transmite energía eléctrica a la respectiva zona de contacto. Debido a la disposición ventajosa del relieve en el interior de la escotadura, la corriente de aire discurre desde abajo hacia el lado inferior y las superficies laterales de los elementos de anillo colector.
En otra configuración ventajosa de la invención, la respectiva escotadura está posicionada en la zona del centro axial de la superficie de contacto.
La escotadura está dispuesta preferentemente en la zona del centro o en el centro de la anchura de la superficie de contacto que discurre en dirección axial.
La escotadura presenta, por ejemplo, una anchura de aproximadamente un tercio de la anchura de la superficie de
contacto.
Debido a la disposición central de la escotadura, la corriente de aire fluye de manera especialmente uniforme por la escotadura y hacia el centro de los respectivos elementos de anillo colector. Los elementos de anillo colector están configurados preferentemente en dos partes, en particular están provistos de una escotadura. Alternativamente, los elementos de anillo colector están configurados por dos elementos de anillo colector distanciados entre sí. En esta realización, la corriente de aire fluye preferentemente entre los elementos de anillo colector.
De este modo, los elementos de anillo colector son refrigerados correspondientemente por la corriente de aire que pasa en el lado orientado respectivamente hacia el otro lado. Correspondientemente, también el anillo colector es refrigerado mejor debido a la zona de superficie aumentada.
Gracias a la disposición de la escotadura en el centro de la superficie de contacto es posible una refrigeración especialmente uniforme de la superficie de contacto y del al menos un elemento de anillo colector.
Preferentemente, un anillo colector presenta tres zonas de contacto para tres fases eléctricas. Las zonas de contacto están separadas entre sí por respectivamente una zona aislante. En particular, entre una primera zona de contacto y una segunda zona de contacto está posicionada una zona aislante para distanciar las dos zonas de contacto, estando configurada la zona aislante en particular para el aislamiento eléctrico de las zonas de contacto entre sí.
El radio de la respectiva zona de contacto es mayor que el radio de la respectiva zona aislante.
Preferentemente, tanto la respectiva zona de contacto como la respectiva zona aislante están configuradas de manera esencialmente cilíndrica. Las partes dispuestas respectivamente radialmente en el exterior de la respectiva zona de contacto se denominan en este caso superficies anulares.
La respectiva superficie anular presenta preferentemente un vector normal que está orientado en la dirección axial. Gracias a la realización de las zonas aislantes con un radio más pequeño que las zonas de contacto, las superficies anulares quedan expuestas al descubierto y pueden ser refrigeradas mejor por una corriente de aire.
La zona de contacto presenta aberturas, estando dispuestas las aberturas respectivamente en una superficie anular que sobresale en dirección radial de la zona aislante, conduciendo las aberturas a las respectivas escotaduras. Las aberturas están configuradas de tal manera que forman un canal para la corriente de aire hacia el interior de la escotadura.
Las aberturas sirven por lo tanto en particular para transferir la corriente de aire al interior de la escotadura.
Preferentemente, las dos superficies anulares de la respectiva zona de contacto presentan aberturas. Ventajosamente, las aberturas están posicionadas respectivamente en los mismos puntos de la respectiva superficie anular. Las aberturas discurren de forma oblicua con respecto a la dirección axial por la zona de contacto. De este modo puede conducirse una corriente de aire que discurre en dirección axial por las aberturas hacia el interior de la escotadura. Gracias a la conexión de la abertura y la escotadura, la corriente de aire que fluye al interior de la escotadura a través de la abertura puede salir en la dirección radial de la escotadura. Preferentemente, las dos superficies anulares de la respectiva zona de contacto están provistas de aberturas. En este caso, las aberturas pueden estar posicionadas en los mismos puntos tangenciales.
Las aberturas discurren respectivamente de forma oblicua con respecto a la dirección axial.
Se forma una superficie inclinada de aproximadamente 5 grados a 45 grados con respecto a la normal de la respectiva superficie anular. Así, la respectiva abertura puede servir para proporcionar una corriente de aire al interior de la escotadura.
Las superficies anulares son superficies en forma de anillo circular que discurren radialmente, que se forman debido a un diámetro mayor de la pista de contacto que la superficie lateral del anillo colector restante.
En particular, las aberturas que no están formadas ortogonalmente con respecto a la superficie anular sirven para mejorar la corriente de aire dirigida radialmente hacia el exterior.
Por consiguiente, las aberturas mejoran considerablemente la refrigeración del anillo colector o de la unidad de anillo colector.
En otra configuración ventajosa de la invención, al menos una zona aislante presenta salientes o relieves.
Los salientes o relieves sirven preferentemente para generar o apoyar la corriente de aire en la dirección axial.
Un relieve dispuesto en una zona aislante puede estar orientado en una dirección que se dirige hacia el interior. Una zona aislante de este tipo puede estar configurada como ventilador.
Los salientes y/o relieves sirven preferentemente para mejorar la refrigeración.
En una configuración de la invención, el anillo colector está configurado para transmitir una potencia eléctrica de al menos 100 kilovatios, en particular de 1 megavatio.
La energía eléctrica transmitida se distribuye ventajosamente entre tres zonas de contacto. Además, en la respectiva zona de contacto puede estar aplicada una pluralidad de elementos de anillo colector eléctricamente conductores. Para transmitir cantidades tan grandes de energía eléctrica es ventajosa una refrigeración del anillo colector y/o de la unidad de anillo colector.
En otra configuración ventajosa de la invención, al menos en un lado del anillo colector está dispuesto un ventilador, estando dispuesto el ventilador respectivamente de forma no giratoria en el lado del anillo colector.
El al menos un ventilador también puede estar fijado en el eje a una distancia del anillo colector.
El al menos un ventilador sirve preferentemente para generar una corriente de aire, en particular una corriente de aire axial. La corriente de aire discurre preferentemente en dirección axial a lo largo de la superficie lateral del anillo colector. La corriente de aire fluye preferentemente a través de las aberturas al interior de la escotadura. Al menos una parte de la corriente de aire se conduce en dirección radial hacia los elementos de anillo colector eléctricamente conductores y/o hacia la disposición estacionaria. La corriente de aire en el interior de la escotadura sirve en particular para refrigerar la respectiva zona de contacto.
Un saliente puede conducir a la división de una escotadura en una pluralidad de escotaduras dispuestas tangencialmente una al lado de la otra. Preferentemente, un lado del respectivo saliente forma parte de la superficie de contacto.
Preferentemente, el respectivo saliente está configurado de tal manera que la zona de contacto presenta dos discos cobertores, habiendo dejado libre el respectivo disco cobertor una parte de su superficie lateral y estando configurada la escotadura por el ensamblaje de los respectivos discos. En este sentido, los discos cobertores se unen preferentemente de tal manera que la escotadura queda dividida entre los dos discos cobertores.
Alternativamente, es posible que el respectivo disco cobertor no presente ninguna escotadura y puede ser respectivamente colindante con una superficie frontal de una capa intermedia. En este sentido, la capa intermedia presenta al menos una escotadura. La capa intermedia puede presentar una superficie lateral con un diámetro más pequeño que las capas cobertoras, estando dispuestos preferentemente los salientes en la superficie lateral de la capa intermedia. El respectivo saliente puede llegar por zonas hasta el diámetro de la respectiva capa cobertora y dividir así la escotadura en una pluralidad de escotaduras tangencialmente distanciadas.
Por la interrupción tangencial de la escotadura por el respectivo relieve, puede generarse una corriente de aire con una densidad de flujo especialmente alta.
La unidad de anillo colector presenta una disposición estacionaria para guiar y/o sujetar elementos de anillo colector eléctricamente conductores, en particular escobillas, para la transmisión giratoria de energía eléctrica por contacto, y un anillo colector que se ha descrito anteriormente, estando configurado al menos un elemento de anillo colector para transmitir energía eléctrica a una de las capas de contacto del anillo colector.
La unidad de anillo colector presenta preferentemente una pluralidad de elementos de anillo colector, que tienen respectivamente una unión funcional con una superficie de contacto o una zona de contacto. Los elementos de anillo colector están configurados preferentemente como escobillas. Los elementos de anillo colector sirven para proporcionar la energía eléctrica que se transmite a la respectiva pista de contacto.
Gracias al anillo colector, los elementos de anillo colector pueden ser refrigerados mejor gracias a la escotadura en combinación con los relieves. Así, la unidad de anillo colector puede tener una estructura especialmente compacta. En otra configuración ventajosa de la invención, el anillo colector presenta elementos de contacto, permitiendo los elementos de contacto una conexión eléctrica, por ejemplo, de devanados en un rotor. Los elementos de contacto están conectados eléctricamente con la respectiva zona de contacto.
La máquina eléctrica está configurada en particular como generador para una turbina eólica. La máquina eléctrica presenta un anillo colector que se ha descrito anteriormente o una unidad de anillo colector que se ha descrito anteriormente.
Preferentemente, el anillo colector descrito en este caso se usa en una turbina eólica, un motor industrial o un accionamiento para la industria pesada. Preferentemente, una máquina eléctrica descrita en este caso se usa como accionamiento en el campo de la minería, en accionamientos de barcos o en el campo de la extracción de petróleo.
A continuación, se describe y explica con más detalle la invención con ayuda de las figuras. Las características mostradas en las figuras pueden combinarse en el marco de la invención para formar nuevas realizaciones de la invención. Las realizaciones mostradas en las figuras no limitan en modo alguno la invención. Muestran:
la figura 1 un esquema de una unidad de anillo colector,
la figura 2 un anillo colector realizado a modo de ejemplo,
la figura 3 una zona de contacto con escotaduras,
la figura 4 una representación en corte de un posible anillo colector,
la figura 5 otra representación en corte, así como
la figura 6 otra vista representación en corte.
La figura 1 muestra un esquema de una unidad de anillo colector 17. La unidad de anillo colector 17 comprende un anillo colector 1, un elemento de anillo colector 11 eléctricamente conductor y una disposición estacionaria 13. El anillo colector 1 está posicionado en un eje 3 y está alojado de forma giratoria con el eje 3. El anillo colector 1 comprende zonas de contacto 5 y zonas aislantes 9. Las zonas de contacto 5 presentan dos superficies de contacto 5a en su superficie lateral. Las superficies de contacto 5a de la respectiva zona de contacto 5 están separadas al menos por zonas por la escotadura 7. La escotadura 7 está dispuesta en este caso en el centro de la respectiva pista de contacto 5. Para mayor claridad no se muestran los salientes 8 en la respectiva escotadura 7.
En las figuras que se describen a continuación, la referencia z designa la dirección axial, la referencia r designa la dirección radial y la referencia t designa la dirección tangencial.
En la realización mostrada en este caso, el anillo colector 1 comprende tres zonas de contacto 5 y cuatro zonas aislantes 9, siendo colindante la respectiva zona de contacto 5 con su respectivo lado frontal con una zona aislante 9. Las zonas de contacto 5 y las zonas aislantes 9 están fijadas de manera no giratoria en la dirección axial z en el eje 3.
Por regla general, para cada zona de contacto 5 sirve al menos un elemento de anillo colector 11 para transmitir energía eléctrica a la superficie de contacto 5a y, por lo tanto, a la zona de contacto. El respectivo elemento de anillo colector 11 queda posicionado respectivamente por una disposición estacionaria de tal manera que el elemento de anillo colector 11 toca la superficie de contacto 5a correspondiente. El elemento de anillo colector 11 presenta en este caso una escotadura. El elemento de anillo colector 11 también puede estar configurado de forma dividida en dos partes. La corriente de aire 15 discurre preferentemente también entre los elementos de anillo colector 11 (realizados en dos partes) o por la escotadura del elemento de anillo colector 11.
La disposición estacionaria 13 sirve para sujetar el elemento de anillo colector 11. El elemento de anillo colector 11 toca la pista de contacto 5 correspondiente durante el funcionamiento. El elemento de anillo colector 11 está configurado preferentemente como escobilla y sirve para transmitir energía eléctrica al anillo colector.
La figura 2 muestra un anillo colector 1 a modo de ejemplo. El anillo colector tiene tres zonas de contacto 5. Entre las zonas de contacto 5 están dispuestas respectivamente zonas aislantes 9 adyacentes en la dirección axial z. Las capas aislantes 9 sirven para el aislamiento eléctrico y térmico entre las zonas de contacto 5. La capa aislante sirve además para estabilizar el anillo colector 1, de modo que las zonas de contacto 5 mantengan una distancia definida entre sí. Las zonas de contacto 5 y las zonas aislantes 9 están fijadas unas en otras en la dirección axial z. Las zonas de contacto 5 presentan un radio mayor que las zonas aislantes 9, de modo que las zonas de contacto 5 realizan respectivamente una superficie anular 12 en la parte no cubierta de su cara frontal. La superficie anular 12 sobresale en la dirección radial r de la superficie lateral de la respectiva capa aislante 9.
Las superficies anulares 12 presentan aberturas 10, formando las aberturas 10 un paso a las escotaduras 7. Las aberturas 10 están dispuestas de manera distanciada separadas en la dirección tangencial t. Las escotaduras 7 de la respectiva zona de contacto 5 están interrumpidas. Las interrupciones, que interrumpen la escotadura en la dirección tangencial t, actúan como un saliente 8. El respectivo saliente 8 o la respectiva interrupción sirven para proporcionar una corriente de aire 15 en la dirección radial r.
Las aberturas 10 en la respectiva superficie anular 12 sirven para transferir una corriente de aire 15 (representada por una flecha en la figura 5) a la respectiva parte de la escotadura 7. Las aberturas 10 están posicionadas preferentemente de tal manera que la corriente de aire 15 puede fluir a través de las aberturas 10 por la zona de contacto 5 y la escotadura 7. Para ello, las aberturas 10 preferentemente no están dispuestas de manera desplazada en la dirección tangencial t.
El anillo colector 1 presenta elementos de contacto 4 en una cara frontal. Los elementos de contacto están conectados
eléctricamente con la respectiva zona de contacto 5. La conexión eléctrica pasa preferentemente por la zona aislante 9.
La figura 3 muestra una zona de contacto 5 con escotaduras 7. La zona de contacto 5 comprende una capa intermedia 9a, que se muestra sombreada. Además, la figura 3 muestra una capa cobertora 9b. La capa intermedia 9a comprende escotaduras 7 en la dirección tangencial t. Los salientes 8 o las interrupciones 8 sirven para interrumpir la escotadura 7 en la dirección tangencial t. La capa intermedia 9a y la respectiva capa cobertora 9b están configuradas al menos por zonas en gran medida de manera cilíndrica. Por regla general, la respectiva capa cobertora 9b presenta una superficie lateral redonda, presentando la propiedad de concentricidad de la capa cobertora solo una ligera desviación. La superficie de contacto 5a está posicionada en la superficie lateral de la capa cobertora 9b. Las aberturas 10 mostradas sirven para transferir una corriente de aire 15 a la respectiva parte de la escotadura 7 de la zona de contacto 5, de modo que una corriente de aire 15 refrigera en la dirección radial r los elementos de anillo colector 11 eléctricamente conductores (no mostrados) durante el movimiento giratorio del anillo colector 1. Entre las aberturas 10 y el eje 3 se indican círculos para hacer pasar los elementos de contacto 4.
En la capa intermedia 9a representada de forma sombreada, en su respectiva cara frontal está aplicada respectivamente una capa cobertora 9b, presentando la capa cobertora 9b las aberturas 10 en sus caras laterales 12. Las dos capas cobertoras 9b forman la superficie anular 12 en la zona en la que no está aplicada la zona aislante 9.
Alternativamente, la zona de contacto 5 puede estar configurada de una sola pieza. Preferentemente, en este caso las escotaduras 7 se han realizado en la superficie lateral mediante un procedimiento con arranque de virutas, por ejemplo fresado.
La figura 4 muestra una representación en corte de un posible anillo colector 1. En la parte inferior se muestra un detalle del eje 3. El anillo colector 1 comprende cuatro zonas aislantes 9, sirviendo la respectiva zona aislante 9 para distanciar y aislar la respectiva zona de contacto 5. En la realización mostrada, la respectiva zona de contacto 5 comprende respectivamente una capa intermedia 9a y dos capas cobertoras 9b. En la representación en corte se ve claramente que la capa intermedia 9a sobresale respectivamente de la respectiva zona aislante 9 y forma la superficie anular 12 en la cara frontal. La superficie anular 12 presenta las aberturas 10 distanciadas en la dirección tangencial t. Las respectivas aberturas 10 de las dos capas cobertoras 9b están dispuestas preferentemente de tal manera que forman un canal de paso para la corriente de aire 15. La superficie lateral de la respectiva capa cobertora 9b forma la superficie de contacto 5a. En la superficie de contacto 5a separada respectivamente solo por la capa intermedia 9b puede estar aplicado un elemento de anillo colector 11.
Los salientes 8 pueden estar dispuestos en la superficie lateral de la respectiva zona aislante 9. Alternativamente, los salientes 8 pueden estar dispuestos en la respectiva escotadura.
Alternativamente, la respectiva zona de contacto 5 está configurada de manera maciza o de una sola pieza. Una realización de una sola pieza de este tipo prescinde de la subdivisión de la zona de contacto 5 en una capa intermedia 9a y las capas cobertoras 9b.
La figura 5 muestra otra representación en corte. Está representado otro anillo colector 1 realizado a modo de ejemplo en un eje 3. La respectiva zona de contacto 5 comprende en este caso respectivamente dos capas cobertoras 9b. Las capas cobertoras 9b forman la escotadura 7 debido a su forma. En el centro están dispuestas dos capas cobertoras 9b que, debido al relieve 8 mostrado, no forman una escotadura 7 en la posición representada en la dirección tangencial t. En esta posición, la superficie de contacto 5a comprende la superficie lateral de las dos capas cobertoras 9b. En la posición tangencial, en la que las capas de cobertura 9b no forman ninguna escotadura 7, preferentemente no hay aberturas 10 en las superficies anulares 12 de la respectiva capa cobertora 9b.
La figura 6 muestra otra representación en corte. En comparación con las representaciones mostradas en la figura 4 y la figura 5, la respectiva zona de contacto 5 está configurada de una sola pieza. La zona de contacto 5 se ha realizado preferentemente de una sola pieza, en particular con ayuda de un torno.
En resumen, la invención se refiere a un anillo colector 1 según la reivindicación 1, una unidad de anillo colector 17 y una máquina eléctrica con un anillo colector 1 de este tipo. El anillo colector 1 sirve para transmitir energía eléctrica desde una unidad estacionaria 13 a través de un elemento de anillo colector 11 eléctricamente conductor a una zona de contacto 5. La zona de contacto 5 presenta al menos una escotadura 7 en la dirección tangencial t. La escotadura 7 o las capas aislantes 9 dispuestas entre las zonas de contacto 5 presentan al menos un saliente 8, induciendo los salientes 8 una corriente de aire 15 para refrigerar la zona de contacto 5 y/o el elemento de anillo colector 11, en particular durante un movimiento giratorio del anillo colector 1. Para mejorar la corriente de aire 15, se realizan aberturas 10 en superficies anulares 12, que están formadas por un radio más grande de la zona de contacto 5 en comparación con las zonas aislantes 9 dispuestas de manera adyacente. Las aberturas 10 sirven para transferir la corriente de aire 15 al interior de la respectiva escotadura 7. Gracias a las características de la invención, pueden transmitirse grandes cantidades de energía eléctrica con un tipo constructivo compacto del anillo colector 1. Por lo tanto, el anillo colector 1 es adecuado, en particular, para su uso en una turbina eólica.
Claims (8)
1. Anillo colector (1), en particular para un rotor con devanados de una máquina eléctrica, en particular para el uso en una turbina eólica, presentando al menos una zona de contacto (5) y al menos dos áreas aislantes (9), estando dispuestas las zonas aislantes ( 9) y la al menos una zona de contacto (5) de manera axialmente adyacente, estando configurada al menos la respectiva zona de contacto de manera esencialmente cilíndrica, presentando la zona de contacto (5) una superficie de contacto (5a), presentando la zona de contacto (5), al menos en la dirección (r) orientada radialmente hacia el exterior, una escotadura (7) en la zona de la superficie de contacto (5a),
presentando la escotadura (7) salientes (8) en el lado interior y/o estando interrumpida la escotadura (7) en dirección tangencial (t),
- siendo el radio de la respectiva zona de contacto (5) más grande que el radio de la respectiva zona aislante (9), - presentando la zona de contacto (5) aberturas (10), estando dispuestas cada una de las aberturas (10) en una superficie anular que sobresale en dirección radial de la zona aislante (9), conduciendo las aberturas (10) al interior de la escotadura (7), caracterizado por que
- las aberturas (10) discurren de manera oblicua con respecto a la dirección axial y la superficie inclinada está configurada en un intervalo de 5 grados a 45 grados con respecto a una normal de la superficie anular.
2. Anillo colector (1) según la reivindicación 1, estando previsto el respectivo saliente (8) para proporcionar una corriente de aire (15) en la dirección radial (r).
3. Anillo colector (1) según una de las reivindicaciones anteriores, estando posicionada la escotadura en la zona del centro axial de la superficie de contacto (5a).
4. Anillo colector (1) según una de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo al menos una zona aislante (9) relieves o salientes (8).
5. Anillo colector (1) según una de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo la zona de contacto (5) al menos dos capas de contacto (9a, 9b), presentando cada una de las capas de contacto (9a, 9b) al menos una escotadura (7) en las superficies orientadas axialmente una hacia la otra, reduciendo la respectiva escotadura (7) la superficie de contacto (5a).
6. Unidad de anillo colector (17), presentando una disposición estacionaria (13) para guiar y/o sujetar elementos de anillo colector (11) eléctricamente conductores, en particular escobillas, para la transmisión giratoria de energía eléctrica por contacto, y un anillo colector (1) según una de las reivindicaciones anteriores, estando configurado al menos un elemento de anillo colector (11) para transmitir la energía eléctrica a una de las zonas de contacto (5).
7. Máquina eléctrica, en particular generador para una turbina eólica, que presenta un anillo colector (1) según una de las reivindicaciones 1 a 6 o una unidad de anillo colector (17) según la reivindicación 7.
8. Turbina eólica, que presenta una máquina eléctrica según la reivindicación anterior.
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