ITBG20110020A1 - Statore per macchina elettrica rotante e relativa macchina elettrica. - Google Patents

Description

STATORE PER MACCHINA ELETTRICA ROTANTE E RELATIVA MACCHINA

ELETTRICA

DESCRIZIONE

La presente invenzione à ̈ relativa ad uno statore per una macchina elettrica rotante avente un sistema per la trattenuta dei propri denti con migliorate caratteristiche.

Come noto, le macchine elettriche rotanti sono dispositivi che, grazie alla loro versatilità, affidabilità e durata di vita, trovano sempre più una diffusa e crescente applicazione in innumerevoli settori.

Macchine elettriche rotanti, quali ad esempio motori o generatori, comprendono uno statore con una pluralità di denti disposti fianco a fianco tra loro intorno all’asse di rotazione della macchina rotante stessa.

Attorno a ciascun dente dello statore à ̈ avvolto un conduttore elettrico in modo da realizzare un avvolgimento con una pluralità di spire. Gli avvolgimenti, fatti attraversare da una corrente elettrica, sono usati per configurare le fasi, o poli, della macchina elettrica. Preferibilmente, elementi realizzati in materiale isolante sono interposti fra le superfici dei denti e una o più porzioni dei corrispondenti avvolgimenti.

Secondo una soluzione costruttiva nota, i denti sono trattenuti nella posizione desiderata all’interno dello statore attraverso mezzi di trattenuta che sono inseriti in rispettive porzioni dei denti; tale inserimento avviene lungo la direzione assiale definita dall’asse di rotazione della macchina rotante. Ad esempio, sono impiegati anelli di trattenuta da cui si protendono assialmente perni atti a esser inseriti in rispettivi fori definiti nei denti dello statore.

Sebbene tale soluzione costruttiva permetta di trattenere adeguatamente i denti dello statore nella posizione desiderata, risulta esser svantaggiosa in quanto bisogna limitare l’estensione radiale (verso l’esterno dello statore) degli avvolgimenti e dei rispettivi elementi isolanti, in modo da lasciare libero lo spazio necessario per l’inserimento assiale dei mezzi di trattenuta. In questo modo à ̈ svantaggiosamente ridotto lo spazio complessivamente disponibile per gli avvolgimenti (riducendo le prestazioni ottenibili per la macchina elettrica rotante), o comunque à ̈ sottratto spazio che può esser sfruttato per altri scopi, come ad esempio realizzare il collegamento elettrico fra avvolgimenti adiacenti nello statore.

Inoltre, la presenza dei fori per ricevere assialmente i rispettivi perni dell’anello di trattenuta riduce il materiale magnetico utile per il passaggio del flusso magnetico nei denti stessi, aumentando l’intensità del campo magnetico e quindi le perdite nel materiale magnetico, riducendo nel complesso le prestazioni della macchina elettrica rotante.

Scopo principale della presente invenzione à ̈ quello di fornire uno statore con una struttura che permetta un miglioramento degli statori di tipo noto.

Tale scopo à ̈ raggiunto da uno statore per una macchina elettrica rotante comprendente una pluralità di denti disposti adiacenti fra loro attorno ad un asse di riferimento, tali denti presentano ciascuno un corpo sagomato avente una superficie anteriore, una superficie posteriore e una coppia di fianchi che si estendono lungo detto asse di riferimento fra la superficie anteriore e la superficie posteriore. Lo statore comprende:

- una pluralità di elementi isolanti ciascuno avente un corpo sagomato accoppiato ad una corrispondente superficie anteriore o ad una corrispondente superficie posteriore di un dente ed operativamente associato ad un corrispondente avvolgimento elettrico che avvolge il dente e che comprende una pluralità di spire aventi i propri tratti laterali che corrono lungo i fianchi del dente stesso;

- mezzi di trattenuta che sono operativamente associati a detta pluralità di elementi isolanti e sono configurati in modo da interagire con rispettive superfici anteriori o rispettive superfici posteriori dei denti e mantenere i denti stessi in una desiderata posizione nello statore.

Costituisce un ulteriore oggetto della presente invenzione una macchina elettrica rotante comprendente uno statore del tipo definito nelle rivendicazioni annesse e di seguito descritto. Caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di forme realizzative preferite, ma non esclusive, di uno statore per una macchina elettrica rotante secondo la presente invenzione, illustrate a titolo esemplificativo negli uniti disegni, in cui:

- le figure 1 e 2 sono una vista prospettica frontale e posteriore, rispettivamente, di uno statore secondo la presente invenzione;

- la figura 3 mostra un dente impiegato nello statore delle figure 1 e 2;

- la figura 4 à ̈ una vista prospettica di una porzione dello statore illustrato nelle figure 1-2, comprendente tre unità statoriche;

- la figura 5 mostra l’accoppiamento fra un dente, un primo elemento isolante ed un secondo elemento isolante;

- la figura 6 mostra un esempio di mezzi di trattenuta utilizzati in uno statore secondo la presente invenzione;

- la figura 7 mostra un esempio di unità statorica utilizzata in uno statore secondo la presente invenzione;

- la figura 8 mostra in esploso gli elementi dell’unità statorica di figura 7;

- la figura 9 à ̈ una vista in sezione trasversale di un’unità statorica utilizzata in uno statore secondo la presente invenzione.

Nelle figure 1 e 2 à ̈ mostrato (secondo una vista prospettica frontale e posteriore, rispettivamente) uno statore 1 per una macchina elettrica rotante, quale ad esempio un motore o un generatore elettrico. Lo statore 1 comprende una pluralità di denti 2 che sono realizzati inizialmente come componenti separati; in figura 3 à ̈ illustrato a titolo esemplificativo uno dei denti 2 utilizzato nello statore 1.

In fase di assemblaggio dello statore 1, i denti 2 sono disposti adiacenti tra loro, fianco a fianco, attorno ad un asse di riferimento, o asse centrale. Secondo la forma realizzativa esemplificativa illustrata nelle figure 1 e 2, i denti 2 sono disposti adiacenti fra loro, fianco a fianco, attorno all’asse centrale 500 per formare la struttura cilindrica dello statore 1; nella figura 4 sono mostrati ad esempio un primo dente 2a, un secondo dente 2b, ed un terzo dente 2c disposti adiacenti tra loro nello statore 1.

I denti 2 dello statore 1 presentano ciascuno un corpo sagomato avente una superficie anteriore 3, una superficie posteriore 4 e una coppia di fianchi 5 che si estendono lungo l’asse centrale 500 fra la superficie anteriore 3 e la superficie posteriore 4 (vedi il dente 2 illustrato a titolo esemplificativo in figura 3).

Lungo il proprio sviluppo trasversale rispetto all’asse centrale 500, ciascun dente 2 comprende una porzione superiore 8 (indicata nel seguito della descrizione come testa 8 del dente 2), una base 11, e una porzione di raccordo centrale 9 (di seguito indicata come “porzione trasversale 9†) che collega fra loro la testa 8 e la base 11 del dente 2 stesso.

Lo statore 1 secondo la presente invenzione comprende una pluralità di elementi isolanti 100, 101 che sono realizzati in materiale elettricamente isolante, ad esempio plastica. Il corpo sagomato di ciascun elemento isolante 100, 101 à ̈ accoppiato ad una corrispondente superficie anteriore 3 o ad una corrispondente superficie posteriore 4 di un dente 2 dello statore 1. Come mostrato nelle forme realizzative esemplificative delle figure 1 e 2, un primo elemento isolante 100 ed un secondo elemento isolante 101 sono accoppiati alla superficie anteriore 3 e alla superficie posteriore 4, rispettivamente, di ciascun dente 2 dello statore 1.

Il corpo sagomato di ciascun elemento isolante 100, 101 accoppiato ad un dente 2 à ̈ operativamente associato ad un corrispondente avvolgimento elettrico 50 che à ̈ avvolto intorno al dente 2 e che comprende una pluralità di spire aventi i propri tratti laterali che corrono lungo i fianchi 5 del dente 2 stesso.

Ad esempio, in figura 4 sono mostrati: tre primi elementi isolanti 100a, 100b, 100c accoppiati alle rispettive superfici anteriori 3a, 3b, 3c dei tre denti 2a, 2b, 2c; tre secondi elementi isolanti 101a, 101b, 101c accoppiati alle rispettive superfici posteriori 4a, 4b, 4c dei tre denti 2a, 2b, 2c; e tre avvolgimenti 50a, 50b, 50c avvolti intorno ai rispettivi denti 2a, 2b, 2c e operativamente associati ai corrispondenti primo e secondo elementi isolanti 100a-101a, 100b-101b e 100c-101c.

In pratica, le unità statoriche che compongono lo statore 1 sono definite dai denti 2 con accoppiati i rispettivi primo e secondo elementi isolanti 100, 101, e con avvolti i rispettivi avvolgimenti 50. Le fasi elettriche, o poli, dello statore 1 sono configurate dagli avvolgimenti 50 avvolti intorno ai rispettivi denti 2, per esempio elettricamente collegati tra loro in serie o in parallelo.

L’interazione fra un avvolgimento 50 e i rispettivi primo e secondo elementi isoanti 100,101 sarà descritto in dettaglio nel seguito della descrizione.

Lo statore 1 secondo la presente invenzione comprende vantaggiosamente mezzi di trattenuta 501, 502 che sono operativamente associati alla pluralità di elementi isolanti 100, 101 dello statore 1 e sono configurati in modo da interagire, in particolare direttamente ed unicamente, con rispettive superfici anteriori 3 o rispettive superfici posteriori 4 dei denti 2, e mantenere i denti 2 stessi in una desiderata posizione nello statore 1.

Preferibilmente, i mezzi di trattenuta 501, 502 sono fissati alle rispettive superfici anteriori 3 o alle rispettive superfici posteriori 4 dei denti 2, in modo da vincolare i denti 2 dello statore 1 gli uni agli altri, attraverso l’esercizio di una forza di trattenuta che si distribuisce circonferenzialmente lungo lo statore 1 stesso. Ad esempio, i mezzi di trattenuta 501, 502 possono esser realizzati in materiale metallico ed esser meccanicamente connessi o chimicamente connessi alle rispettive superfici anteriori 3 o alla rispettive superfici posteriori 4 dei denti 2; preferibilmente mezzi di trattenuta 501, 502 metallici sono saldati, ad esempio tramite saldatura laser, o incollati alle rispettive superfici anteriori 3 o alle rispettive superfici posteriori 4 dei denti 2.

Secondo un ulteriore esempio, i mezzi di trattenuta 501, 502 possono esser realizzati in materiale plastico ed esser chimicamente connessi alle rispettive superfici anteriori 3 o alle rispettive superfici posteriori 4 dei denti 2, preferibilmente impiegando colla o materiali adesivi.

Preferibilmente, nello statore 1 secondo la presente invenzione il corpo sagomato di ciascun elemento isolante 100, 101 à ̈ configurato in modo da definire, quando à ̈ accoppiato alla corrispondente superficie anteriore 3 o alla corrispondente superficie posteriore 4 di un dente 2, una sede 503, 504, o recesso 503, 504, atta a ricevere al proprio interno una corrispondente porzione dei mezzi di trattenuta 500, 501.

Preferibilmente, i mezzi di trattenuta 501, 502 dello statore 1 secondo la presente invenzione comprendono almeno un corpo sagomato ad anello 501, 502 che à ̈ inserito in corrispondenti sedi 503, 504; tale corpo sagomato ad anello 501, 502 presenta almeno una interruzione 800, o intaglio 800, lungo il proprio sviluppo circolare, in modo da permettere il proprio inserimento nelle corrispondenti sedi 503, 504.

Secondo una forma realizattiva esemplificativa illustrata nelle figure allegate, il corpo sagomato di ciascun primo elemento isolante 100 e il corpo sagomato di ciascun secondo elemento isolante 101 comprendono:

- una porzione inferiore 104 atta ad accoppiarsi alla superficie anteriore 3 e alla superficie posteriore 4 del corrispondente dente 2, rispettivamente, in corrispondenza della base 11 del dente 2 stesso;

- una porzione centrale 105 atta ad accoppiarsi alla superficie anteriore 3 e alla superficie posteriore 4 del corrispondente dente 2, rispettivamente, in corrispondenza della porzione trasversale 9 del dente 2 stesso;

- una porzione superiore 106 atta ad accoppiarsi alla superficie anteriore 3 e alla superficie posteriore 4 del corrispondente dente 2, rispettivamente, in corrispondenza della testa 8 del dente 2 stesso.

La porzione superiore 106 di ciascun primo elemento isolante 100 comprende una porzione sagomata a scalino 600 che, una volta accoppiata alla rispettiva superficie anteriore 3 in corrispondenza della testa 8 del dente 2, definisce una sede di inserimento 503 (vedi ad esempio la figura 5 o la figura 7). Analogamente, la porzione superiore 106 di ciascun secondo elemento isolante 101 comprende una porzione sagomata a scalino 601 che, una volta accoppiata alla rispettiva superficie posteriore 4 in corrispondenza della testa 8 del dente 2, definisce una sede di inserimento 504 (vedi ad esempio la figura 5 o la figura 7).

Secondo una forma realizzativa illustrata nelle figure allegate, i mezzi di trattenuta 501, 502 dello statore 1 comprendono primi mezzi di trattenuta 501 comprendenti un primo corpo sagomato ad anello 501 che interagisce operativamente con le superfici anteriori 3 dei denti 2 dello statore 1 e che à ̈ operativamente associato ai primi elementi isolanti 100 accoppiati a tali superifici anteriori 3. In particolare, il corpo sagomato ad anello 501 à ̈ inserito nelle sedi 503 definite dall’accoppiamento fra i primi elementi isolanti 100 e le corrispondenti superfici anteriori 3 dei denti 2.

Preferibilmente, il corpo sagomato ad anello 501 à ̈ piatto (ovvero non presenta tratti circonferenzialmente adiacenti che sono sfalsati tra loro lungo l’asse centrale 500) e può comprendere una pluralità di porzioni 401 realizzate separatamente e in seguito accoppiate ciascuna ad una o più rispettive superfici anteriori 3 dei denti 2; preferibilmente, ciascuna porzione d’anello 401 à ̈ disposta nello statore 1 spazialmente separata dalle porzioni di anello 401 ad essa circonferenzialmente adiacenti. Alternativamente, il corpo sagomato ad anello 501 può esser realizzato come un pezzo unico avente un singolo punto di interruzione 800 per permettere il proprio inserimento nelle sedi 503 definite dai primi elementi isolanti 100, oppure le porzioni di anello 401 possono esser disposte in contatto fra loro.

Come mostrato nella forma realizzativa esemplificata della figura 1, il corpo sagomato ad anello 501 comprende ad esempio tre porzioni piatte di anello 401 spazialmente separate (di cui soltanto due visibili in figura 1) attraverso spaziature che realizzano le interruzioni 800 del corpo sagomato ad anello 501 stesso lungo il proprio sviluppo circonferenziale. Tali spaziature 800 sono definite in modo da compensare eventuali irregolarità o variazione dimensionali nella costruzione delle porzioni di anello 401, permettendo una fabbricazione delle porzioni di anello 401 stesse semplice ed economica. Bisogna sottolineare come il numero delle porzioni di anello 401 possa esser differente da quello illustrato solo a titolo esemplificativo in figura 1.

I mezzi di trattenuta 501, 502 dello statore 1 secondo la presente invenzione comprendono inoltre secondi mezzi di trattenuta 502 comprendenti un secondo corpo sagomato ad anello 502 che interagisce operativamente con le superfici posteriori 4 dei denti 2 dello statore 1 e che à ̈ operativamente associato ai secondi elementi isolanti 101 accoppiati a tali superifici posteriori 4. In particolare, il corpo sagomato ad anello 502 à ̈ inserito nelle sedi 504 definite dall’accoppiamento fra i secondi elementi isolanti 101 e le corrispondenti superfici posteriori dei denti 2.

Preferibilmente, il corpo sagomato ad anello 502 presenta almeno due tratti circonferenzialmente adiacenti che sono sfalsati tra loro lungo l’asse centrale 500.

Secondo una forma realizzativa esemplificativa illustrata nelle figure allegate, il corpo sagomato ad anello 502 comprende una pluralità di porzioni di anello 402 che sono realizzate separatamente e in seguito inserite ciascuna in almeno due rispettive sedi di inserimento 504 circonferenzialmente adiacenti, in modo da esser accoppiate alle superfici posteriori 4 dei due rispettivi denti 2 adiacenti.

In particolare, ciascuna porzione di anello 402 comprende almeno una prima base 403 e una seconda base 404, 405 atte ad esser accoppiate alle superfici posteriori 4 di due rispettivi denti 2 adiacenti; la porzione di anello 402 comprende inoltre almeno una porzione di raccordo 406, 407 che collega la prima base 403 alla seconda base 404, 405 divergendo dalle superfici posteriori 4 dei due denti 2.

In figura 6 à ̈ illustrata una forma realizzativa esemplificativa di una porzione di anello 402, e in figura 4 à ̈ mostrato in dettaglio l’accoppiamento fra tale porzione di anello 402 e i tre denti 2a, 2b, 2c. La porzione di anello 402 illustrata nelle citate figure comprende:

- una prima base 403, una seconda base 404 ed una terza base 405 atte ad accoppiarsi con la superfici posteriori 4a, 4b e 4c dei denti 2a, 2b e 2c, rispettivamente;

- una prima porzione di raccordo 406 che raccorda la prima base 403 alla seconda base 404 divergendo dalle superfici posteriori 4a e 4b, ed una seconda porzione di raccordo 407 che raccorda la prima base 403 alla terza base 405 divergendo dalle superfici posteriore 4a e 4c.

Negli esempi illustrati, le porzioni di anello 402 sono disposte nello statore 1 in contatto tra loro; alternativamente, potrebbe esser prevista una spaziatura fra esse tale da compensare eventuali irregolarità o variazioni dimensionali nella costruzione delle porzioni di anello 402. Bisogna sottolineare come il numero delle basi 403, 404, 405 e delle rispettive porzioni di raccordo 406, 407 di ciascuna porzione di anello 402 possa esser diverso da quello illustrato solo a titolo esemplificativo nella figura 6. Ad esempio, le porzioni di anello 402 potrebbero comprendere solo due basi raccordate da una singola porzione di raccordo.

Inoltre, il corpo sagomato ad anello 502 può esser realizzato come un pezzo unico avente una singola interruzione 800 per permettere il proprio inserimento nelle sedi 504 dei secondi elementi isolanti 101; tale corpo sagomato ad anello 502 comprenderebbe una pluralità di basi 403, 404, 405 ciascuna fissata alla superficie posteriore 4 di un corrispondente dente 2 e un pluralità di porzioni di raccordo 406, 407 che collegano tali basi 403, 404, 405 divergendo dalle rispettive superfici posteriori 4 dei denti 2.

Durante il processo di realizzazione dello statore 1, inizialmente le unità statoriche sono poste in contatto tra loro, fianco a fianco, attorno all’asse centrale 500 per definire la struttura cilindrica dello statore 1 stesso, attraverso opportuni mezzi di guida e/o supporto usati in fase di assemblaggio, secondo forme di realizzazione di per se note o di comune portata per un esperto del ramo.

In particolare, le unità statoriche sono disposte in contatto tra loro in modo che le superfici anteriori 3 dei denti 2 siano sostanzialmente allineate fra loro lungo un piano trasversale rispetto all’asse centrale 500.

In seguito, il corpo sagomato ad anello 501 dei primi mezzi di trattenuta à ̈ inserito nelle rispettive sedi di inserimento 503 definite dall’accoppiamento fra i primi elementi isolanti 100 e le corrispondenti superfici anteriori 3 dei denti 2, in modo da esser in contatto complessivamente con le superfici anteriori 3 dei denti 2 dello statore 1. La forma piatta del corpo sagomato ad anello 501 à ̈ particolarmente adatta per contattare la superficie uniforme definita dall’allineamento fra le superfici anteriori 3 dei denti 2.

Secondo le forme realizzative esemplificative delle figure 1 e 2, le tre porzioni di anello 401 sono inserite nelle corrispondenti sedi di inserimento 503, in modo da contattare ciascuna le rispettive superfici anteriori 3 dei denti 2

In seguito all’inserimento nelle rispettive sedi 503, ciascuna porzione di anello 401 à ̈ fissata alle superfici anteriori 3 dei denti 2 con cui à ̈ in contatto. Ad esempio, porzioni di anello 401 metalliche sono saldate ciascuna alle rispettive superfici anteriori 3, lungo l’intera estensione circonferenziale della porzione di anello 401 stessa. Alternativamente, per ridurre il rischio di danneggiamento dei primi elementi isolanti 100 e/o degli avvolgimenti 50, la saldatura può esser effettuata solo fra la porzione di anello 401 e la porzione centrale delle superfici anteriori 3 con cui à ̈ in contatto.

Il corpo sagomato ad anello 502 dei secondi mezzi di trattenuta à ̈ inserito nelle rispettive sedi di inserimento 504 definite dall’accoppiamento fra i secondi elementi isolanti 101 e le corrispondenti superfici posteriori 4 dei denti 2, in modo da esser in contatto complessivamente con le superfici posteriori 4 dei denti 2 dello statore 1. Secondo le forme realizzative esemplificative illustrate nelle figure, le porzioni d’anello 402 sono inserite ciascuna nelle corrispondenti sedi di inserimento 504, in modo da contattare le rispettive superfici posteriori 4 dei denti 2.

E’ noto come il processo di fabbricazione dei singoli denti 2 dello statore 1 comporti un certo margine di variazione rispetto alle dimensioni nominali previste per i denti 2 stessi. In particolare, tali variazioni sono accentuate in una soluzione fabbricativa preferita, secondo la quale i singoli denti 2 dello statore 1 sono realizzati da lamierini magnetici, in particolare pressando una pila di tali lamierini.

In pratica, a causa del processo di fabbricazione, le dimensioni longitudinali dei denti 2 posizionati nello statore 1 possono variare tra loro lungo l’asse centrale 500, con variazioni massime pari, ad esempio, a qualche millimetro.

Pertanto, disponendo inizialmente le unità statoriche in contatto tra loro in modo che le superfici anteriori 3 dei denti 2 siano allineate lungo l’asse principale 500, due o più superfici posteriori 4 possono esser disallineate tra loro lungo l’asse principale 500, a causa delle differenze fra le dimensioni longitudinali dei denti 2.

La forma del corpo sagomato ad anello 502, che presenta una pluralità di tratti circonferenzialmente adiacenti e sfalsati tra loro lungo l’asse centrale 500, à ̈ particolarmente adatta per contattare la superficie non uniforme lungo l’asse centrale 500 che à ̈ definita dal reciproco accostamento fra le superfici posteriori 4 dei denti 2, e per realizzare il successivo fissaggio a tale superficie non uniforme.

Ad esempio, secondo la forma realizzativa illustrata in figura 4, la prima base 403, la seconda base 404 e la terza base 405 della porzione di anello 402 illustrata sono fissate alle rispettive superfici posteriori 4a, 4b, 4c dei denti 2a, 2b, 2c, ad esempio attraverso saldatura se realizzate in metallo. Le porzioni di raccordo 406, 407 realizzano ponti di collegamento fra le basi 403, 404, 405 che sorpassano la zona di accoppiamento fra le superfici posteriori 4a, 4b e fra le superfici posteriori 4a, 4c. In questo modo à ̈ evitata la deformazione meccanica che si formerebbe in corrispondenza di eventuali disallineamenti fra le superfici posteriori 4a,4b e 4a, 4c, usando porzioni di anello sostanzialmente piatte lungo l’asse centrale 500.

Ciascun avvolgimento 50 dello statore 1 secondo la presente invenzione comprende almeno una prima spira di ingresso 52 ed una seconda spira di ingresso 53 della corrente elettrica che attraversa l’avvolgimento 50 stesso; in particolare, la corrente entra nell’avvolgimento 50 attraverso la prima spira di ingresso 52 o la seconda spira di ingresso 53 secondo il proprio verso di scorrimento. Ad esempio, nel caso in cui sia utilizzato un segnale di corrente simmetrico rispetto a un livello di corrente in continua (livello DC), durante la semionda di corrente superiore rispetto al livello di corrente in continua, la corrente entra nell’avvolgimento 50 attraverso la prima spira di ingresso 52, e durante la semionda di corrente inferiore rispetto al livello di corrente in continua, la corrente entra nell’avvolgimento 50 attraverso la seconda spira di ingresso 53.

Nelle figure 1-8 sono visibili schematicamente esempi di avvolgimenti 50 per i quali sono mostrate la prima spira di ingresso 52 e la seconda spira di ingresso 53, e in cui tutte le restanti spire dell’avvolgimento 50 sono per semplicità rappresentate schematicamente come un singolo blocco indicato con il riferimento numerico 51. In figura 9 à ̈ mostrata una sezione trasversale un esempio di avvolgimento 50 per il quale sono mostrate tutte le spire costituenti, fra cui la prima spira di ingresso 52, la seconda spira di ingresso 53 e le spire 510 adiacenti alla prima spira di ingresso 52.

Sebbene negli esempi illustrati sia impiegato un filo elettrico per realizzare gli avvolgimenti 50, per lo stesso scopo può essere impiegato un altro tipo di conduttore elettrico di per sé noto, ad esempio una piattina.

E’ noto come, indipendentemente dalle soluzioni adottate per avvolgere il conduttore elettrico intorno al rispettivo dente 2, dal numero delle fasi dello statore 1, e dal sistema di isolamento previsto fra le spire, sovratensioni di tipo impulsivo o in generale a fronte ripido di salita/discesa possano esser condotte quasi interamente dalle spire di ingresso 52, 53 della corrente. La conduzione delle sovratensioni sollecita complessivamente il sistema di isolamento fra le spire degli avvolgimenti 50, con particolare gravosità per il sistema di isolamento fra le spire di ingresso 52, 53 e le spire ad esse adiacenti. La sollecitazione subita dal sistema di isolamento di una spira di ingresso 52, 53 può causare la diminuzione del tempo di vita e la distruzione del sistema di isolamento stesso (in particolare dello strato isolante del conduttore elettrico che realizza la spira di ingresso), compromettendo il funzionamento dello statore 1 e della relativa macchina elettrica.

Come mostrato nelle forme realizzative esemplificative illustrate nelle figure allegate, il corpo sagomato del primo elemento isolante 100 e il corpo sagomato del secondo elemento isolante 101 accoppiati ad un dente 2 dello statore 1 comprendono ciascuno una o più porzioni che interagiscono vantaggiosamente con rispettivi tratti della prima spira di ingresso 52 dell’avvolgimento 50 avvolto intorno al dente 2, in modo tale che i tratti laterali 55 della prima spira di ingresso 52 che corrono lungo i fianchi 5 del dente 2 fra il primo elemento isolante 100 e il secondo elemento isolante 101 siano mantenuti fisicamente distanziati dai corrispondenti tratti laterali delle spire 510 adiacenti alla prima spira di ingresso 52 che corrono lungo i fianchi 5 del dente 2 (vedi la figura 9).

Mantenendo distanziati i tratti laterali 55 della prima spira di ingresso 52 dai corrispondenti tratti laterali delle spire adiacenti 510, Ã ̈ migliorato e rinforzato il sistema di isolamento complessivo della prima spira di ingresso 52 verso le spire adiacenti 510, in modo che possa meglio sopportare la sollecitazione dovuta alla conduzione di una sovratensione da parte della prima spira di ingresso 52.

Preferibilmente, le fasi elettriche, o poli, dello statore 1 comprendono almeno un gruppo di avvolgimenti 50 collegati in serie tra loro in modo da esser attraversati dalla stessa corrente serie. Un’eventuale sovratensione con fronte ripido di salita/discesa può esser condotta quasi interamente solamente dalla prima spira di ingresso 52 di un primo avvolgimento 50 e dalla prima spira di ingresso 52 di un secondo avvolgimento 50, che sono atte a permettere l’ingresso della corrente serie nel gruppo di avvolgimenti 50 comprendente il primo avvolgimento 50 e il secondo avvolgimento 50.

Secondo una forma realizzativa esemplificativa, lo statore 1 può avere tre fasi elettriche ciascuna delle quali à ̈ configurata collegando elettricamente in parallelo due gruppi di avvolgimenti 50 opposti fra loro rispetto al centro dello statore 1; ciascun gruppo essendo costituito da due avvolgimenti 50 collegati in serie e avvolti intorno a due denti 2 adiacenti nello statore 1. Ad esempio, in figura 4 gli avvolgimenti 50a, 50b sono collegati in serie tra loro collegando le rispettive seconde spire di ingresso 53a, 53b. Solamente la prima spira di ingresso 52a del primo avvolgimento 50a e la prima spira di ingresso 52b del secondo avvolgimento 50b sono spire di ingresso della corrente elettrica nel gruppo formato dai due avvolgimenti 50a, 50b, e solamente da esse può quindi esser condotta gran parte di una sovratensione con fronte ripido di salita/discesa.

Vantaggiosamente, nel primo avvolgimento 50a e nel secondo avvolgimento 50b non à ̈ quindi necessario mantenere separati i tratti laterali delle proprie seconde spire di ingresso 53a, 53b dai rispettivi tratti laterali delle spire ad esse adiacenti, contrariamente a quanto avviene invece per le prime spire di ingresso 52a, 52b. Mantenere separati i tratti laterali di una spira dai rispettivi tratti laterali delle spire ad essa adiacenti significa infatti ridurre lo spazio complessivo a disposizione per creare un avvolgimento 50 dello statore 1, riducendo il fattore complessivo di riempimento (“filling factor†) della macchina elettrica comprendente lo statore 1, con conseguente peggioramento delle prestazioni termiche della macchina elettrica stessa.

Bisogna sottolineare come l’applicazione della presente invenzione non sia in alcun modo limitata dal numero degli avvolgimenti 50 collegati in serie per configurare una fase elettrica dello statore 1. In generale, qualunque sia il numero di avvolgimenti 50 collegati in serie per configurare una fase dello statore 1, à ̈ necessario impiegare il primo elemento isolante 100 e il secondo elemento isolante 101 solamente per gli avvolgimenti 50 che comprendono una spira di ingresso 52 della corrente elettrica nel gruppo degli avvolgimenti 50 collegati in serie. In una soluzione alternativa, le fasi elettriche dello statore 1 possono esser configurate utilizzando un singolo avvolgimento 50, o più singoli avvolgimenti 50 collegati elettricamente in parallelo tra loro. In tale soluzione alternativa, una sovratensione con fronte ripido di salita/discesa può esser condotta quasi completamente sia dalla prima spira di ingresso 52 che dalla seconda spira di ingresso 53 di ciascun avvolgimento 50; pertanto, il corpo sagomato del primo elemento 100 e il corpo sagomato del secondo elemento isolante 101 dovrebbero comprendere una o più porzioni che interagiscono anche con rispettivi tratti della seconda spira di ingresso 53 del corrispondente avvolgimento 50, in modo tale che i tratti laterali della seconda spira di ingresso 53 che corrono lungo i fianchi 5 del dente 2 fra il primo elemento isolante 100 e il secondo elemento isolante 101 siano mantenuti fisicamente distanziati dai corrispondenti tratti laterali delle spire adiacenti che corrono lungo i fianchi 5 del dente 2 stesso. In particolare, le soluzioni descritte in dettaglio nella seguente descrizione, relative all’interazione fra il corpo sagomato dei primo e secondo elementi isolanti 100, 101 e la prima spira di ingresso 52, sono da intendersi applicabili anche all’eventuale interazione fra tale corpo sagomato e la seconda spira di ingresso 53.

Preferibilmente, il corpo sagomato del primo elemento isolante 100 e il corpo sagomato del secondo elemento isolante 101 comprendono un primo recesso di posizionamento 102 e un secondo recesso di posizionamento 103, rispettivamente, atti a ricevere al proprio interno rispettivi tratti della spira di ingresso 52.

Inoltre, il numero delle spire di un avvolgimento 50 che sono avvolte intorno ad un dente 2 dello statore 1 aumenta preferibilmente dalla base 11 verso la testa 8 del dente 2 stesso (vedi ad esempio l’avvolgimento 50 illustrato in figura 9), in modo da massimizzare il fattore di riempimento. In tale soluzione di avvolgimento, il corpo sagomato del primo elemento isolante 100 e il corpo sagomato del secondo elemento isolante 101 sono configurati per interagire con i rispettivi tratti della prima spira di ingresso 52 in modo che la prima spira di ingresso 52 sia posizionata in corrispondenza della base 11 del dente 2.

Ad esempio, il primo recesso di posizionamento 102 e il secondo recesso di posizionamento 103 per la prima spira di ingresso 52 sono definiti nel corpo sagomato del primo elemento isolante 100 e nel corpo sagomato del secondo elemento isolante 101, rispettivamente, in corrispondenza della base 11 del dente 2 (vedi ad esempio la figura 9). In questo modo, per mantenere distanziati i tratti laterali 55 della prima spira di ingresso 52 dai rispettivi tratti laterali delle spire adiacenti 510 à ̈ sottratto spazio all’avvolgimento 50 in una regione in cui sarebbero posizionate solo poche spire. La diminuzione del fattore di riempimento risulta così contenuta.

Bisogna comunque sottolineare come la presente invenzione sia applicabile anche nel caso di una qualsiasi altra soluzione di avvolgimento, in cui sia nota in fase costruttiva la posizione desiderata per la prima spira di ingresso 52 all’interno del rispettivo avvolgimento 50, e in cui i primo e secondo recessi di posizionamento 102, 103 sono definiti nei corpi sagomati dei primo e secondo elementi isolanti 100, 101, rispettivamente, in modo da posizionare la spira di ingresso 52 nella posizione desiderata.

Secondo le forme realizzative esemplificative illustrate nelle figure allegate, il corpo sagomato del primo elemento isolante 100 comprende una coppia di alette 108, 118 che si protendono distanziate e affacciate fra loro da una o più rispettive porzioni del corpo sagomato stesso; in particolare, tali alette 108, 118 si protendono dalle rispettive porzioni del corpo sagomato trasversalmente rispetto alla superficie anteriore 3 del dente 2, in modo da definire con tali rispettive porzioni il primo recesso di posizionamento 102 della prima spira di ingresso 52. Negli esempi illustrati, l’aletta 108 (o aletta inferiore 108) si protende trasversalmente dalla porzione inferiore 104 del primo elemento isolante 100, mentre l’aletta 118 (o aletta superiore 118) si protende dalla pozione centrale 105 del primo isolante 100. Analogamente, il corpo sagomato del secondo elemento isolante 101 comprende una coppia di alette 208, 218 che si protendono distanziate e affacciate fra loro da una o più rispettive porzioni del corpo sagomato stesso; in particolare, tali alette 208, 218 si protendono da tali rispettive porzioni del corpo sagomato trasversalmente rispetto alla superficie posteriore 4 del dente 2, in modo da definire con dette rispettive porzioni il secondo recesso di posizionamento 103 della prima spira di ingresso 52.

Negli esempi illustrati, l’aletta 208 (o aletta inferiore 208) si protende trasversalmente dalla porzione inferiore 104 del secondo elemento isolante 100, mentre l’aletta 218 (o aletta superiore 218) si protende dalla pozione centrale 105 del secondo elemento isolante 100. Pertanto, il primo recesso di posizionamento 102 e il secondo recesso di posizionamento 103 definiti dalle alette 108, 118 e 208, 218, rispettivamente, sono atti a posizionare la prima spira di ingresso 52 in corrispondenza dalla base 11 del dente 2, massimizzando il fattore di riempimento.

Il primo recesso di posizionamento 102 e il secondo recesso di posizionamento 103 possono comprendere ciascuno o più porzioni zigrinate per meglio trattenere al proprio interno i rispettivi tratti della prima spira di ingresso 52. Ad esempio, il primo recesso di posizionamento 102 del primo elemento isolante 100 illustrato in figura 9 comprende una prima coppia di porzioni zigrinate 901 distanziate e affacciate tra loro e una seconda coppia di porzioni zigrinate 902 distanziate e affacciate tra loro, in cui la prima coppia di porzioni zigrinate 901 e la seconda coppia di porzioni zigrinate 902 sono definite opposte tra loro rispetto alla porzione centrale 105 del primo elemento isolante 100. Analogamente, il secondo recesso di posizionamento 103 del secondo elemento isolante 101 comprende una prima coppia di porzioni zigrinate 903 distanziate e affacciate tra loro (visibili in figura 5) e una seconda coppia di porzioni zigrinate distanziate e affacciate tra loro (non visibili nelle figure), in cui la prima coppia di porzioni zigrinate 903 e la seconda coppia di porzioni zigrinate sono definite opposte tra loro rispetto alla porzione centrale 105 del secondo elemento isolante 101. L’aletta superiore 118 del primo elemento isolante 100 comprende una prima semialetta 118a ed una seconda semialetta 118b che sono spazialmente seperate attraverso un’apertura 107 definita in corrispondenza del centro del primo recesso di posizionamento 102. Analogamente, come negli esempi illustrati, anche l’aletta superiore 218 può comprendere una prima semialetta 218a ed una seconda semialetta 218b che sono spazialmente separate attraverso un’apertura 307 definita in corrispondenza del centro del secondo recesso di posizionamento 103.

Il conduttore elettrico, ad esempio un filo, utilizzato per realizzare l’avvolgimento 50 intorno al corrispondente dente 2 entra in ed attraversa un primo tratto laterale del primo recesso di posizionamento 102, corre lungo un fianco 5 del dente 2, percorre il secondo recesso di posizionamento 103, corre lungo l’altro fianco 5 del dente 2, e rientra nel primo recesso di posizionamento 102 attraversando il secondo tratto laterale del primo recesso di posizionamento 102. Il filo elettrico percorre poi un tratto anteriore del primo recesso di posizionamento 102 fino a trovarsi posizionato sotto l’apertura 107. In questo modo à ̈ realizzata la prima spira di ingresso 52.

Il filo elettrico attraversa quindi l’apertura 107 in modo da realizzare tutte le restanti spire dell’avvolgimento 50 che corrono lungo i fianchi 5 del dente 2 e che avvolgono la porzione centrale 105 del primo elemento isolante 100 e del secondo elemento isolante 101.

Preferibilmente, per massimizzare il fattore di riempimento, il numero delle restanti spire avvolte intorno alla porzione centrale 105 aumenta progressivamente dalle alette superiori 118 e 218 dei primo e secondo elementi isolanti 100, 101 verso la testa 8 del dente 2, (vedi figura 9). In particolare, le alette superiori 118, 218 dei primo e secondo elementi isolanti 100, 101 fanno da guida e contribuiscono a mantenere fisicamente distanziati i tratti laterali 55 della prima spira di ingresso 52 dai corrispondenti tratti laterali delle spire adiacenti 510 (vedi figura 9).

Preferibilmente, materiale isolante à ̈ inserito nello spazio che separa i tratti laterali 55 della prima spira di ingresso 52 dai corrispondenti tratti laterali delle spire adiacenti 510 che corrono lungo i rispettivi fianchi 5 del dente 2 fra il primo elemento isolante 100 e il secondo elemento isolante 101.

Preferibilmente, materiale isolante à ̈ inserito nello spazio che separa i tratti laterali 55 della prima spira di ingresso 52 dai corrispondenti fianchi 5 del dente 2

Preferibilmente, materiale isolante à ̈ inserito fra i tratti laterali 55 della prima spira di ingresso 52 appartenente ad un avvolgimento 50, e avvolgimenti 50 avvolti intorno a denti 2 posizionati nello statore 1 adiacenti a detti tratti laterali 55 della prima spira di ingresso 52. Preferibilmente, i tratti laterali 55 della prima spira di ingresso 52 sono avvolti da materiale isolante, ad esempio carta isolante.

Secondo le forme realizzative esemplificative illustrate nelle figure allegate, le unità statoriche dello statore 1 comprendono ciascuna almeno due fogli di carta isolante 200 (ad esempio carta aramidica) associati ciascuno ad un rispettivo fianco 5 del dente 2. In particolare, ciascun foglio di carta isolante 200 comprende una prima porzione interposta fra un rispettivo fianco 5 del dente 2 e i corrispondenti tratti laterali delle spire dell’avvolgimento 50 che corrono il lungo tale fianco 5 del dente 2.

La prima porzione del foglio di carta isolante 200 si estende longitudinalmente lungo il rispettivo fianco 5 del dente 2, fra il primo recesso di posizionamento 102 e il secondo recesso di posizionamento 103 dei primo e secondo elementi isolanti 100, 101, e comprende un primo tratto 201 che à ̈ accoppiato alla superficie inferiore della testa 8 del dente 2 (in modo tale da isolare i tratti laterali delle spire dell’avvolgimento 50 che corrono lungo il fianco 5 del dente 2 dalla testa 8 del dente 2 stesso), e un secondo tratto 202 che à ̈ accoppiato alla porzione trasversale 9 e alla base 11 del dente 2 (in modo tale da isolare i tratti laterali delle spire dell’avvolgimento 50 che corrono lungo il fianco 5 del dente 2 dalla porzione trasversale 9 e dalla base 11 del dente 2 stesso).

Negli esempi illustrati, il secondo tratto 202 del foglio di carta isolante 200 non termina in corrispondenza della base 11 del dente 2, comprendendo un’ulteriore porzione 204 che à ̈ esposta verso l’esterno del dente 2 e che à ̈ atta ad avvolgere un rispettivo tratto laterale 55 della prima spira di ingresso 52. In questo modo ciascun tratto laterale 55 della prima spira di ingresso 52 à ̈ completamente avvolto dal secondo tratto 202 del foglio di carta isolante 200. Alternativamente alle forme realizzative esemplificative illustrate, l’isolamento dei tratti laterali 55 della prima spira di ingresso 52 dai rispettivi fianchi del dente 2 e/o dalle spire adiacenti 510 può esser realizzato senza l’impiego, o con un uso più limitato, di carta isolante 200. Ad esempio, un terzo elemento isolante può esser accoppiato ad un fianco 5 del dente 2 ed un quarto elemento isolante può esser accoppiata all’altro fianco 5, in modo da collegare il primo elemento isolante 100 al secondo elemento isolante 101. Lungo i bordi dei terzo e quarto elementi isolanti sono definiti dei recessi di posizionamento atti ad accoppiarsi con il primo recesso di posizionamento 102 e il secondo recesso di posizionamento 103 in modo da definire con essi un recesso di posizionamento complessivo atto ad alloggiare e isolare elettricamente la prima spira di ingresso 52 lungo il suo percorso intorno al corrispondente dente 2.

Preferibilmente, i primo e secondo elementi isolanti 100, 101 e i terzo e quarto elementi isolanti sarebbero realizzati in un pezzo unico. Ad esempio, può esser impiegata una bobina (“bobbin†), o rocchetto, isolante che à ̈ accoppiata alla superficie del dente 2 e intorno alla quale sono avvolte tutte le spire dell’avvolgimento 50, compresa la prima spira di ingresso 52. In particolare, la prima spira di ingresso 52 sarebbe alloggiata in un recesso di posizionamento definito lungo l’intero bordo della bobina, preferibilmente in corrispondenza della base 11 del dente 2.

Secondo le forme realizziteve esemplificative illustrate nelle figure allegate, il foglio di carta isolante 200 accoppiato ad un primo fianco 5 del dente 2 comprende una seconda porzione 203 disposta fra i tratti laterali delle spire dell’avvolgimento 50 che corrono lungo tale primo fianco 5 ed un ulteriore avvolgimento 50 che à ̈ avvolto intorno ad un dente 2 posizionato nello statore 1 adiacente a tale primo fianco 5.

Analogamente, il foglio di carta isolante 200 accoppiato al secondo fianco 5 del dente 2 comprende una seconda porzione 203 disposta fra i tratti laterali delle spire dell’avvolgimento 50 che corrono lungo tale secondo fianco 5 ed un ulteriore avvolgimento 50 che à ̈ avvolto intorno ad un dente 2 posizionato nello statore 1 adiacente a tale secondo fianco 5.

La seconda porzione 203 si estende trasversalmente dal primo tratto 201 del foglio di carta isolante 200 fino alla base 11 del dente 2, e si estende longitudinalmente (lungo l’asse centrale 500), almeno tra il primo elemento isolante 100 e il secondo elemento isolante 101.

In figura 4 à ̈ mostrato ad esempio come le seconde porzioni 203 dei fogli di carta isolante 200 accoppiati al dente 2a isolino elettricamente i tratti laterali delle spire dell’avvolgimento 50a dagli avvolgimenti adiacenti 50b e 50c.

Alternativamente agli esempi illustrati, solamente il foglio di carta isolante 200 accoppiato al primo fianco 5 del dente 2 o il foglio di carta isolante 200 accoppiato al secondo fianco 5 del dente 2 comprende la seconda porzione 203. In tale soluzione, i denti 2 sono disposti adiacenti fra loro nello statore 1 in modo che il fianco di ciascun dente 2 a cui à ̈ accoppiato il foglio di carta isolante 200 comprendente la seconda porzione 203 sia affacciato verso il fianco 5 di un dente 2 adiacente a cui à ̈ accoppiato il foglio di carta isolante 200 privo della seconda porzione 203.

Preferibilmente, la seconda porzione 203 del foglio di carta isolante 200 presenta un’estensione longitudinale lungo l’asse centrale 500 maggiore o uguale rispetto all’estensione longitudinale lungo l’asse principale 500 del corrispondente avvolgimento 50. In particolare, negli esempi illustrati, la seconda porzione 203 si estende longitudinalmente lungo l’asse centrale 500 oltre il primo recesso di posizionamento 102 e oltre il secondo recesso di posizionamento 103 dei primo e secondo elementi isolanti 100, 101. Ad esempio, in figura 4 à ̈ mostrato come i tratti della prima spira di ingresso 52 dell’avvolgimento 50a che sono alloggiati nei rispettivi primo e secondo recessi di posizionamento 102, 103 (e i tratti di tutte le restanti spire accoppiati alla porzione centrale 105 dei primo e secondo elementi isolanti 100, 101) siano isolati dagli avvolgimenti 50b e 50c attraverso le seconde porzioni 203 dei fogli di carta isolante 200 accoppiati al dente 2a.

Durante la realizzazione dello statore 1, i singoli denti 2 dello statore 1 stesso sono fabbricati separatamente, e a ciascuno di essi sono accoppiati i rispettivi due elementi isolanti 100, 101. I tratti 201 e 202 del foglio di carta isolante 200 sono accoppiati, preferibilmente incollati, a ciascun fianco 5 dei denti 2, fra il primo recesso di posizionamento 102 e il secondo recesso di posizionamento 103. In seguito, à ̈ avvolto il conduttore elettrico per formare la prima spira di ingresso 52 e le tutte le restanti spire dell’avvolgimento 50.

La porzione 204 dei fogli di carta isolante 200 à ̈ ripiegata intorno al rispettivo tratto laterale 55 della prima spira di ingresso 52 e, ove presente, la seconda porzione 203 dei fogli di carta isolante 200 à ̈ ripiegata per estendersi dalla testa 8 verso la base 11 del rispettivo dente 2. Alla fine del processo di realizzazione, la struttura dello statore 1 à ̈ incapsulata da resina isolante. La resina isolante si inserisce in tutti gli spazi presenti fra le spire di uno stesso avvolgimento 50 e fra le spire di avvolgimenti 50 adiacenti, andando a migliorare l’isolamento elettrico complessivo fra le spire, già potenziato dall’impiego dei primo e secondo elementi isolanti 100, 101 (e dai fogli di carta isolante 200, se presente). Ad esempio, la resina isolante si inserisce nello spazio compreso fra i tratti laterali 55 della prima spira di ingresso 52 e i rispettivi tratti laterali delle spire adiacenti 510, andando a incrementare l’isolamento elettrico già realizzato dalle porzioni 204 dei fogli di carta isolante 200.

Inoltre la resina isolante ricopre lo spazio nelle aperture 107, 307 rimasto libero al passaggio del filo elettrico, migliorando l’isolamento tra i tratti della prima spira di ingresso 52 alloggiati nei rispettivi primo e secondo recessi di posizionamento 102, 103 e le spire adiacenti 510.

Si consideri la forma realizzativa dello statore 1 secondo la quale le fasi dello statore 1 stesso sono configurate collegando in serie tra loro, attraverso opportuni mezzi di collegamento serie, una pluralità di avvolgimenti 50, ciascuno dei quali à ̈ avvolto intorno ad un corrispondente dente 2. Preferibilmente, i corpi sagomati dei primi elementi isolanti 100 e/o dei secondi elementi isolanti 101 associati a detta pluralità di avvolgimenti 50 comprendono ciascuno una o più porzioni che interagiscono con almeno un tratto dei mezzi di collegamento serie, in modo da isolare elettricamente tale tratto dei mezzi di collegamento serie dal rispettivo dente 2.

Come mostrato nelle forme realizzative esemplificative delle figure allegate, il primo elemento isolante 100 e/o il secondo elemento isolante 101 comprendono una coppia di alette 115 che si protendono trasversalmente dalla propria porzione superiore 106, in modo da definire con tale porzione superiore 600 un recesso di inserimento per una rispettiva porzione dei mezzi di collegamento serie. Secondo la prima forma realizzativa esemplificativa illustrata nelle figure 1-2 e 4-5, solamente il secondo elemento isolante 101 comprende la coppia di alette 115; secondo la seconda forma realizzativa esemplificativa illustrata nelle figure 7-8, i primo e secondo elementi isolanti 100, 101 comprendo ciascuno la coppia di alette 115.

In figura 4 per esempio l’avvolgimento 50a e l’avvolgimento 50b sono elettricamente collegati in serie attraverso piattine conduttive 112, 114. La prima coppia di alette 110a che si protende trasversalmente dalla porzione superiore 106a del secondo elemento isolante 101a à ̈ atta a ricevere (nello spazio compreso fra le alette 110a) una rispettiva porzione della piattina 112; la piattina 112 comprendente una porzione di presa 113a accoppiata alla seconda spira di ingresso 53a dell’avvolgimento 50a.

Un’estremità della piattina 112 si protende verso il secondo dente 2b in modo da contattare una corrispondente estremità di una piattina conduttiva 114 che à ̈ inserita nello spazio compreso fra le alette 110b che si protendono trasversalmente dalla porzione superiore 106b del secondo elemento isolante 101b. Anche la piattina 114 comprende una porzione di presa 113b accoppiata alla seconda spira di ingresso 53b dell’avvolgimento 50b.

In questo modo, il primo avvolgimento 50a e il secondo avvolgimento 50b sono elettricamente collegati in serie attraverso l’accoppiamento delle piattine conduttive 112, 114 che risultano isolate elettricamente dal dente 2a e dal dente 2b attraverso le porzioni superiori 106a, 106b.

Alternativamente all’esempio illustrato in figura 4, il collegamento in serie fra l’avvolgimento 50a e l’avvolgimento 50b può esser realizzato utilizzando lo stesso conduttore elettrico, ad esempio un filo elettrico, per realizzare entrambi gli avvolgimenti 50a, 50b. Secondo tale soluzione alternativa, le alette 115a e 115b sarebbero configurate per realizzare con le rispettive porzione superiori 106a, 106b sedi di inserimento per rispettivi tratti del conduttore elettrico compreso fra le seconde spire di ingresso 53a, 53b. In particolare, la struttura definita dalle alette 115a, 115b e dalle porzioni superiori 106a, 106b dei secondi elementi isolanti 101a, 101b sarebbe configurata per guidare il tratto del filo elettrico compreso fra le seconde spire di ingresso 53a, 53b e isolare tale tratto di filo elettrico dai denti 2a, 2b.

Si à ̈ in pratica costatato come lo statore 1 secondo la presente invenzione assolva pienamente il compito prefissato. Infatti, i mezzi di trattenuta 501, 502 dello statore 1 secondo la presente sono atti ad interagire operativamente, in particolare direttamente e unicamente, con le rispettive superfici anteriori 3 o le rispettive superfici posteriori 4 dei denti 2, senza dover prevedere fori nei denti 2 che degradano le prestazioni complessive della macchina elettrica rotante.

Inoltre, non dovendo prevedere spazio libero per un inserimento assiale (lungo l’asse principale 500) dei mezzi di trattenuta 501, 502 nello statore 1, lo spazio risparmiato può esser vantaggiosamente sfruttato ad esempio per realizzare avvolgimenti 50 con un elevato numero di spire, o per realizzare il collegamento serie fra gli avvolgimenti 50 stessi.

Infine, il sistema di isolamento delle prime spire di ingresso 52 degli avvolgimenti 50 verso le rispettive spire adiacenti 510 à ̈ potenziato impiegando solamente i primo e secondo elementi isolanti 100, 101, quindi senza l’aggiunta di tubi e guaine isolanti per contenere tale prima spira di ingresso 52.

Il primo elemento isolante 100 e il secondo elemento isolante 101 sono particolarmente economici e facili da realizzare; in particolare, realizzando tali primo e secondo elementi isolanti 100, 101 identici tra loro sono abbattuti ulteriormente i costi di fabbricazione.

Inoltre, il posizionamento della prima spira di ingresso 52 nei rispettivi primi e secondi recessi di posizionamento 102, 103 à ̈ semplice da effettuare durante il processo costruttivo, mentre l’inserimento di una spira in un tubo o guida isolante risulta più complesso.

Le soluzioni descritte ed illustrate nelle figure allegate sono suscettibili di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito della presente invenzione. Ad esempio, potrebbero esser impiegate porzioni di anello 401 e/o porzioni di anello 402 fissate in maniera alternata alle rispettive superfici anteriori 3 e alle rispettive superfici posteriori 4 dei denti 2, lungo lo sviluppo circonferenziale dello statore 1 stesso.

Inoltre, il corpo sagomato dei primi elementi isolanti 100 potrebbe non esser identico al corpo sagomato dei secondi elementi isolanti 101; ad esempio, le aperture 107, 307 e/o le porzioni atte ad interagire con i mezzi di collegamento serie possono esser definite solamente sui primi elementi isolanti 100 o sui secondi elementi isolanti 101.

Infine, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti. In pratica, il tipo di materiali nell’ambito delle applicazioni previste sopra descritte, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims (18)

1. RIVENDICAZIONI 1. Statore (1) per una macchina elettrica rotante comprendente una pluralità di denti (2) disposti adiacenti fra loro attorno ad un asse di riferimento (500), detti denti (2) presentando ciascuno un corpo sagomato avente una superficie anteriore (3), una superficie posteriore (4) e una coppia di fianchi (5) che si estendono lungo detto asse di riferimento (500) fra detta superficie anteriore (3) e detta superficie posteriore (4), caratterizzato dal fatto di comprendere: - una pluralità di elementi isolanti (100, 101) ciascuno avente un corpo sagomato accoppiato ad una corrispondente superficie anteriore (3) o ad una corrispondente superficie posteriore (4) di un dente (2) ed operativamente associato ad un corrispondente avvolgimento elettrico (50) che avvolge il dente (2) e che comprende una pluralità di spire (51, 52, 53, 510) aventi i propri tratti laterali che corrono lungo i fianchi (5) del dente (2) stesso; - mezzi di trattenuta (501, 502) che sono operativamente associati a detta pluralità di elementi isolanti (100, 101) e sono configurati in modo da interagire con rispettive superfici anteriori (3) o con rispettive superfici posteriori (4) dei denti (2) e mantenere i denti (2) stessi in una desiderata posizione nello statore (1).
2. 2. Statore (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto corpo sagomato di ciascun elemento isolante (100, 101) à ̈ configurato in modo da definire, quando à ̈ accoppiato alla corrispondente superficie anteriore (3) o alla corrispondente superficie posteriore (4) del dente (2), una sede (503, 504) atta a ricevere una corrispondente porzione di detti mezzi di trattenuta (501, 502).
3. 3. Statore (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di trattenuta (501, 502) comprendono almeno un corpo sagomato ad anello (501, 502) che presenta lungo il proprio sviluppo circolare almeno una interruzione (800).
4. 4. Statore (1) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto dente (2) comprende una porzione superiore (8), una base (11) e una porzione di raccordo centrale (9) che collega la porzione superiore (8) alla base (11), e dal fatto che il corpo sagomato di ciascun elemento isolante (100, 101) comprende: - una porzione inferiore (104) accoppiata alla corrispondente superficie anteriore (3) o alla corrispondente superficie posteriore (4) del dente (2) in corrispondenza della base (11) del dente (2) stesso; - una porzione centrale (105) accoppiata alla corrispondente superficie anteriore (3) o alla corrispondente superficie posteriore (4) del dente (2) in corrispondenza della porzione di raccordo centrale (9) del dente (2) stesso; - una porzione superiore (106) accoppiata alla corrispondente superficie anteriore (3) o alla corrispondente superficie posteriore (4) del dente (2) in corrispondenza della porzione superiore (8) del dente (2) stesso; detta porzione superiore (106) essendo configurata in modo da definire, quando accoppiata alla corrispondente superficie anteriore (3) o alla corrispondente superficie posteriore (4), detta sede (503, 504) atta a ricevere una corrispondente porzione di detto corpo sagomato ad anello (501, 502).
5. 5. Statore (1) secondo la rivendicazione 3 o 4, caratterizzato dal fatto che: - detta pluralità di elementi isolanti (100, 101) comprende una pluralità di primi elementi isolanti (100) ciascuno avente il proprio corpo sagomato accoppiato alla corrispondente superficie anteriore (3) di un dente (2); - detti mezzi di trattenuta (501, 502) comprendono primi mezzi di trattenuta (501) che sono operativamente associati a detta pluralità di primi elementi isolanti (100) e sono configurati in modo da interagire con le rispettive superfici anteriori (3) dei denti (2) ad essi associati, in cui detto almeno un corpo sagomato ad anello (501) dei primi mezzi di trattenuta à ̈ piatto.
6. 6. Statore (1) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che le superfici anteriori (3) dei denti (2) sono allineate fra loro lungo un piano trasversale rispetto a detto asse di riferimento (500).
7. 7. Statore (1) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto almeno un corpo sagomato ad anello (501) dei primi mezzi di trattenuta comprende una pluralità di porzioni (401) che interagiscono ciascuna con una o più rispettive superfici anteriori (3) dei denti (2), in cui ciascuna porzione (401) à ̈ disposta separata rispetto alle porzioni (401) adiacenti.
8. 8. Statore (1) secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che: - detta pluralità di elementi isolanti (100, 101) comprende una pluralità di secondi elementi isolanti (101) ciascuno avente il proprio corpo sagomato accoppiato alla corrispondente superficie posteriore (4) di un dente (2); - detti mezzi di trattenuta (501, 502) comprendono secondi mezzi di trattenuta (502) che sono operativamente associati a detta pluralità di secondi elementi isolanti (101) e sono configurati in modo da interagire con le rispettive superfici posteriori (4) dei denti (2) ad essi associati, in cui detto almeno un corpo sagomato ad anello (502) dei secondi mezzi di trattenuta presenta almeno due tratti circonferenzialmente adiacenti che sono sfalsati fra loro lungo detto asse di riferimento (500).
9. 9. Statore (1) secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto almeno un corpo sagomato ad anello (502) dei secondi mezzi di trattenuta comprende una pluralità di porzioni (402) che interagiscono operativamente ciascuna con almeno una prima superficie posteriore (4a) e ad una seconda superficie posteriore (4b) di un primo dente (2a) e di un secondo dente (2b), rispettivamente, ciascuna di dette porzioni di anello (402) comprendendo: - almeno una prima base (403) ed un seconda base (404, 405) atte ad interagire con detta prima superficie posteriore (4a) e detta seconda superficie posteriore (4b, 4c), rispettivamente; - almeno una porzione di raccordo (406, 407) che collega detta prima base (403) a detta seconda base (404, 405) divergendo da dette prima e seconda superfici posteriori (4a, 4b; 4a, 4c).
10. 10. Statore (1) secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di trattenuta (401, 402) sono realizzati in materiale metallico e sono connessi meccanicamente o chimicamente alle rispettive superfici anteriori (3) o alle rispettive superfici posteriori (4) dei denti (2) ad essi associati.
11. 11. Statore (1) secondo una o più delle rivendicazioni 1-9, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di trattenuta sono realizzati in materiale plastico e sono connessi chimicamente alle rispettive superfici anteriori (3) o alle rispettive superfici posteriori (4) dei denti (2) ad essi associati.
12. 12. Statore (1) secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detta pluralità di elementi isolanti (100, 101) comprende almeno un primo elemento isolante (100) ed un secondo elemento isolante (101) aventi il proprio corpo sagomato accoppiato alla corrispondente superficie anteriore (3) e alla corrispondente superficie posteriore (4) di un dente (2), rispettivamente, in cui detta pluralità di spire (51, 52, 53, 510) del corrispondente avvolgimento (50) comprende almeno una spira di ingresso (52, 53) della corrente elettrica nell’avvolgimento (50) stesso, e in cui detto corpo sagomato del primo elemento isolante (100) e detto corpo sagomato del secondo elemento isolante (101) comprendono ciascuno una o più porzioni (104, 105, 108, 118, 208, 218) che interagiscono con rispettivi tratti della spira di ingresso (52) in modo tale che i tratti laterali (55) della spira di ingresso (52) che corrono lungo i fianchi (5) di detto dente (2) fra detti primo e secondo elementi isolanti (100, 101) siano mantenuti distanziati dai corrispondenti tratti laterali di una o più spire adiacenti (510) alla spira di ingresso (52) che corrono lungo i fianchi (5) del dente (2).
13. 13. Statore (1) secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che il corpo sagomato del primo elemento isolante (100) e il corpo sagomato del secondo elemento isolante (101) comprendono un primo recesso di posizionamento (102) e un secondo recesso di posizionamento (103), rispettivamente, atti a ricevere al proprio interno detti rispettivi tratti della spira di ingresso (52).
14. 14. Statore (1) secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che detto dente (2) comprende una porzione superiore (8), una base (11) e una porzione di raccordo centrale (9) che collega detta porzione superiore (8) alla base (11), in cui il numero delle spire del rispettivo avvolgimento (50) aumenta dalla base (11) verso la porzione superiore (8), e in cui detto corpo sagomato del primo elemento isolante (100) e detto corpo sagomato del secondo elemento isolante (101) sono configurati per interagire con detti rispettivi tratti della spira di ingresso (52) in modo che la spira di ingresso (52) sia posizionata in corrispondenza della base (11) del dente (2).
15. 15. Statore (1) secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che detti tratti laterali (55) della spira di ingresso (52) sono avvolti da materiale isolante.
16. 16. Statore (1) secondo una o più delle rivendicazion1 12-15, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un gruppo di avvolgimenti (50) che sono elettricamente collegati in serie in modo da esser attraversati dalla stessa corrente serie e che sono avvolti ciascuno intorno ad un rispettivo dente (2) dello statore (1), detto gruppo di avvolgimenti (50) comprendendo detta spira di ingresso (52) che consente l’ingresso della corrente serie nel gruppo di avvolgimenti (50) stesso.
17. 17. Statore (1) secondo la rivendicazione 16, caratterizzato dal fatto che l’avvolgimento (50) avvolto intorno a detto dente (2) accoppiato ai primo e secondo elementi isolanti (100, 101) à ̈ elettricamente connesso in serie ad uno o più avvolgimenti (50) di detto gruppo di avvolgimenti (50) attraverso mezzi di collegamento serie, in cui una o più porzioni (106, 115) di detto corpo sagomato del secondo elemento isolante (101) interagiscono con almeno un tratto di detti mezzi di collegamento serie (70), in modo da isolare elettricamente detto almeno un tratto dei mezzi di collegamento serie (70) da detto dente (2).
18. 18. Macchina elettrica caratterizzata dal fatto di comprendere uno statore (1) secondo una o più delle precedenti rivendicazioni 1-17.