ITMI961677A1

ITMI961677A1 - Macchina elettrica in particolare generatore di corrente trifase

Info

Publication number: ITMI961677A1
Application number: IT96MI001677A
Authority: IT
Inventors: Hans-Joachim Lutz; Stephan Usbeck
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1995-08-10
Filing date: 1996-08-02
Publication date: 1998-02-02
Also published as: GB2304236A; JPH09103038A; ES2116232B1; DE19529392A1; ITMI961677A0; FR2738414A1; IT1283670B1; ES2116232A1; GB9616529D0; GB2304236B; FR2738414B1

Description

TESTO DELLA DESCRIZIONE

L'invenzione si riferisce ad una macchina elettrica, in particolare ad un generatore di corrente trifase secondo il preambolo della rivendicazione 1.

Stato della tecnica

È noto che le macchine elettriche realizzate quali generatori di corrente trifase presentano un rotore ed uno statore, laddove il rotore viene formato da un rotore con espansione polare a denti. Lo statore presenta un pacco lamellare statorico che abbraccia il rotore con espansione polare a denti, in cui gli avvolgimenti sono disposti, per esempio, a forma di meandro. Gli avvolgimenti sono in questo caso inseriti in scanalature del pacco lamellare statorico e presentano sulla circonferenza delle teste di avvolgimento che impegnano assialmente da sopra il pacco lamellare statorico. Onde evitare una spellatura mediante sfregamento dei fili d 'avvolgimento laccati che formano gli avvolgimenti a causa di urti ed oscillazioni durante l'uso prestabilito della macchina elettrica, è noto il fatto di impregnare gi avvolgimenti, per cui essi vengono per esempio immersi completamente in una resina impregnante. Dopo la solidificazione della resina d'impregnazione ne risulta un corpo d'avvolgimento compatto. Inoltre, al posto dell'impregnazione ad immersione, è noto il fatto di rivestire gli avvolgimenti con un bagno di impregnazione. E stato dimostrato che le macchine elettriche, sia con avvolgimenti impregnati, che con avvolgimenti rivestiti, sviluppano durante il loro funzionamento molto rumore quali macchine elettriche, in cui gli avvolgimenti sono collocati nel pacco lamellare statorico in modo impregnato ovvero non rivestito e quindi libero. Quando gli avvolgimenti sono stati applicati è tuttavia nuovamente svantaggioso il fatto che, in particolare in corrispondenza dei fili di avvolgimento che s'incrociano, sia presente il pericolo di una spellatura mediante sfregamento e quindi si corra il rischio di un cortocircuito dell'avvolgimento.

Vantaggi dell'invenzione

La macchina elettrica secondo l'invenzione con le caratteristiche citate nella rivendicazione 1 offre rispetto a ciò il vantaggio che essa presenta degli avvolgimenti protetti contro una spellatura mediante sfregamento e nel contempo sviluppa un rumore d’intensità limitata. Col fatto che le teste d'avvolgimento sono impregnate in modo tale, per cui fra il pacco lamellare statorico e l’impregnazione rimane una zona priva di impregnazione, è vantaggiosamente possibile, da un lato, assicurare contro una spellatura mediante sfregamento le zone critiche presenti in particolare nelle teste d’avvolgimento e disaccoppiare le teste di avvolgimento dal pacco lamellare statorico mediante la zona priva di impregnazione, in modo tale, per cui viene ridotta una vibrazione dell'intero statore per mezzo di vibrazioni di risonanza nonché il rumore ad esso collegato. Nel complesso, le macchine elettriche provviste dell'impregnazione secondo l'invenzione presentano un vantaggioso comportamento di ammortizzazione rispetto ad oscillazioni che si verificano durante il funzionamento. Ά tale scopo, nel caso normale viene evitata anche un’impregnazione delle scanalature dei filoni d'avvolgimento.

In un'ulteriore realizzazione dell'invenzione è eventualmente necessario prevedere che in aggiunta alla sola impregnazione delle teste di avvolgimento, i filoni di avvolgimento che si estendono nelle scanalature del pacco lamellare statorico vengono avvolti da una carta preimpregnata quale isolamento di scanalatura, la quale carta, in presenza di un sufficiente riscaldamento della macchina elettrica, libera una resina d'impregnazione. Per mezzo di ciò viene migliorata una trasmissione del calore dai fili di avvolgimento al pacco lamellare statorico, laddove in particolare i fili esterni di avvolgimento incollati con l'isolamento della scanalatura scaricano il calore in modo maggiore attraverso la carta sul pacco statorico. La dissipazione del calore dal pacco lamellare statòrico avviene in modo di per sé noto, per esempio, per mezzo di una disposizione di aerazione. Per mezzo di questo provvedimento supplementare viene garantito che le macchine elettriche che lavorano anche in zone termicàmente critiche possono essere provviste con l'impregnazione secondo l'invenzione della testa di avvolgimento, senza che si debba fare a meno della garanzia di un trasferimento sufficientemente elevato di calore fra i filoni dell'avvolgimento ed il pacco lamellare statorico. L'ammortizzazione ovvero il comportamento alla vibrazione della macchina elettrica può essere ampiamente garantito anche in questo caso per mezzo della zona priva di impregnazione fra il pacco lamellare statorico e le teste di avvolgimento.

Ulteriori realizzazioni vantaggiose dell'invenzione formano oggetto delle restanti caratteristiche menzionate nelle sottorivendicazioni.

L'invenzione verrà a seguito descritta più dettagliatamente in un esempio esecutivo con riferimento ai corrispondenti disegni, nei quali:

la f,ig. 1 illustra una vista parziale schematica di un generatore di corrente trifase con espansione polare a denti;

- la figi 2 illustra delle curve di vibrazione di diversi generatori di corrente trifase e

- la figi. 3 illustra delle curve del livello di rumore di diversi generatori di corrente trifase.

Descrizione dell’esempio esecutivo

La fig. 1 illustra schematicamente un generatore di corrente trifase 10. In questo caso sono in sostanza illustrate solo le parti rilevanti per l'invenzione, laddove si è fatto a meno di una rappresentazione dettagliata ai fini di una più chiara esposizione. Il generatore di corrente trifase 10 presenta - in una rappresentazione tratteggiata - un rotore 14 con espansione polare a denti disposto non girevole su un albero 12 del rotore. Il rotore 14 con espansione polare a denti presenta delle espansioni polari a denti 18 che si estendono da una prima ruota polare 16 e delle espansioni polari a denti 22 che si estendono da una seconda ruota polare 20. Le espansioni polari 18 e 22 sono realizzate in modo di per sé noto a forma di dito e sono disposte alternate sulla circonferenza del rotore 14 ad espansioni polari a denti. Il generatore di corrente trifase 10 presenta inoltre uno statore 24 che viene formato da un pacco lamellare statorico 26 collegato con un involucro non illustrato. Il pacco lamellare statorico 26 afferra il rotore 14 con espansione polare a denti coassialmente rispetto all’albero 12 del rotore. Il pacco lamellare statorico 26 supporta degli avvolgimenti 28 in questo caso accennati che sono disposti in scanalature non illustrate del pacco lamellare statorico 26. Gli avvolgimenti 28 sono a tale scopo disposti a guisa di meandro sulla circonferenza del pacco lamellare statorico 26, in modo tale, per cui ne risultano delle teste di avvolgimento che sporgono assialmente sopra il pacco lamellare statorico 26. Poiché il generatore di corrente trifase 10 presenta nel complesso tre avvolgimenti fra loro separati, ne risulta che le teste di avvolgimento 30 dei singoli avvolgimenti 28 si incrociano più volte sulla circonferenza del pacco lamellare statorico 26. Per evidenziare tale fatto, nella rappresentazione schematica sono illustrati due avvolgimenti 28 con le loro teste di avvolgimento 30.

Le teste di avvolgimento 30 presentano, come illustrato tratteggiato nella fig. 1, una zona 32 impregnata. L'impregnazione 32 è disposta in modo tale, per cui fra il pacco lamellare statorico 26 e 1*impregnazione 32 si trova una zona 34 priva di impregnazione'. In questo modo si ottiene che gli avvolgimenti 28 nelle scanalature del pacco lamellare statorico 26 1 e proprio nella zona 34 priva di impregnazione non presentino alcuna impregnazione, ma che quest'ultima si limiti esclusivamente alle teste d'avvolgimento 30. La zona 34 priva di impregnazione presenta una lunghezza 1. L'impregnazione 32 delle teste di avvolgimento 30 viene per esempio realizzata mediante immersione del pacco lamellare statorico 26 montato definitivamente con gli avvolgimenti in un bagno d'impregnazione di una resina d'impregnazione.

A tale scopo, l'immersione delle teste di avvolgimento 30 avviene con una profondità t che viene scelta in modo tale, per cui la zona 34 priva di impregnazione rimane con la sua lunghezza 1. La lunghezza 1 ammonta ad almeno 1 mm. Dopo la solidificazione della resina d'impregnazione ne risulta che le teste d'avvolgimento 30 degli avvolgimenti 28 sono rigidamente collegate fra loro, per cui nel caso di un impiego prestabilito del generatore di corrente trifase 10, i singoli fili d'avvolgimento degli avvolgimenti 28 non si possono muovere relativamente fra loro. Per mezzo di ciò viene impedita una spellatura mediante sfregamento, in particolare dei fili d'avvolgimento che s'incrociano degli avvolgimenti 28. Tramite la zona 34 priva d’impregnazione, le teste d'avvolgimento 30 sono disaccoppiate per quanto riguarda le vibrazioni dal pacco lamellare statorico 26. Per mezzo di ciò viene impedita una trasmissione di vibrazioni, in particolare una formazione di vibrazioni di risonanza, che potrebbero causare uno sviluppo di rumori del generatore a corrente trifase 10. A seconda dello spessore dell'avvolgimento si verifica un sufficiente disaccoppiamento delle vibrazioni nel caso di una lunghezza 1 di 0,1 a 2 mm.

Nelle figg. 2 e 3, questo comportamento di vibrazione e di rumore viene evidenziato con riferimento alla rappresentazione comparativa di complessivamente tre andamenti di curva. Con a (linea piena) viene indicata rispettivamente una curva che è stata rilevata in corrispondenza di un generatore di corrente trifase 10 che presenta un avvolgimento completamente impregnato, cioè sia le teste d'avvolgimento 30, che i filoni di avvolgimento estendentisi nelle scanalature del pacco lamellare statorico 26 sono completamente impregnate con una resina d’impregnazione. Gli avvolgimenti 28 ed il pacco lamellare statorico 26 formano poi un corpo d'avvolgimento compatto. Con b (linea tratteggiata) viene illustrato un andamento di curva rilevata da un generatore 10 di corrente trifase, i cui avvolgimenti 28 non sono completamente impregnati. Con c (linea punteggiata) è infine illustrato l'andamento di curva del generatore di corrente trifase 10 secondo l'invenzione, vale a dire che in questo caso - come illustrato nella fig. 1 - sono impregnate solo le teste di avvolgimento 30, laddove viene preso in considerazione lo spazio intermedio 34 privo d 'impregnazione.

Nella fig. 2 sono illustrate le misurazioni di vibrazioni effettuate per mezzo di una cosiddetta misurazione a driving point, in cui la funzione di trasferimento è indicata quale modulo (A/F) in decibel rispetto alla frequenza. Nel confronto delle linee caratteristiche risulta evidente che una vibrazione provocata da urti dello statore 24 nel caso di un generatore di corrente trifase 10 viene ammortizzata nel migliore dei modi con le teste di avvolgimento 30 impregnate secóndo l'invenzione. Da ciò ne risulta che, come evidenziato dalla linea caratteristica nella fig.

3, in cui il livello di rumore GP del generatore di corrente trifase 10 è illustrato in decibel rispetto al numero dei giri, il comportamento di rumore del generatore di corrente trifase 10 impregnato secondo l'invenzione si estende nel modo più favorevole. Con il crescere del nùmero dei giri del generatore di corrente trifase 10 diventa sempre più evidente la differenza del livello di rumore rispetto al pacco lamellare statorico completamente impregnato ovvero rispetto al pacco lamellare statorico 26 non completamente impregnato .

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Macchina elettrica, in particolare generatore a corrente trifase con uno statore che presenta un pacco lamellare statorico, al quale è associata una molteplicità di avvolgimenti, laddove gli avvolgimenti sono inseriti in scanalature del pacco lamellare statorico e Sulla circonferenza dello statore sono formate delle teste di avvolgimento sporgenti assialmente dal pacco lamellare statorico con tratti di avvolgimento che s'incrociano, caratterizzata dal fatto che le teste d'avvolgimento (30) degli avvolgimenti (28) sono impregnate in modo tale, per cui fra il pacco lamellare statorico (26) e l'impregnazione (32) rimane una zona (34) priva di impregnazione.
2. Macchina elettrica secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la zona (34) priva di impregnazione ipresenta una lunghezza (1) che è determinabile da una profondità d'immersione (t) delle teste d'avvolgimento (30) in un bagno d'impregnazione.
3. Macchina elettrica secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che la lunghezza (1) ammonta a 0,1 mm a 2 mm, preferibilmente almeno ad 1 mm.
4. Macchina elettrica secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che i filoni degli avvolgimenti (28) estendentisi nelle scanalature del pacco lamellare statorico (26) sono avvolti con una carta preimpregnata.
5. Macchina elettrica secondo la rivendicazione 4 , caratterizzata dal fatto che attraverso una sensibilità al calore della carta preimpregnata è impostabile un'impregnazione dei filoni di avvolgimento all'atto del raggiungimento di una determinata temperatura del pacco lamellare statorico (26) della macchina elettrica.
6. Macchina elettrica secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che l'impregnazione delle teste d'avvolgimento (30) e l'eventuale impregnazione dei filoni dell'avvolgimento nelle scanalature del pacco lamellare statorico rimangono fra loro separate per mezzo della zona (34) priva di impregnazione.