ES2285983T3 - Maquina electrica con un rotor y un estator. - Google Patents

Maquina electrica con un rotor y un estator. Download PDF

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Abstract

Máquina eléctrica con un rotor (2) y un estator, - en donde el rotor (2) y/o el estator comprenden respectivos paquetes de chapas (4) posicionados sobre elementos de soporte separados (3) y - se logra una unión solidaria en rotación entre el respectivo elemento de soporte (3) y el paquete de chapas asociado (4) por medio de un asiento de adaptación de forma - provocado por deformación plástica - del elemento de soporte (3) en el paquete de chapas correspondiente (4), - en donde el respectivo paquete de chapas (4) presenta una superficie de asiento perfilada (5) para el elemento de soporte asociado (3) y - en donde, por medio de una reformación electromagnética del elemento de soporte (3) que actúa al menos en ciertas zonas, se logra el asiento de adaptación de forma de dicho elemento en la superficie de asiento perfilada (5) del paquete de chapas (4), caracterizada por - un rotor (2) con un paquete de chapas (4) dotado de ranuras longitudinales (6), - cuya superficie de asiento (5) para elelemento de soporte (3), que es un cubo de rotor, presenta un perfil ondulado (7), - estando asociada a cada ranura longitudinal (6) una cresta de onda (8) que agranda la superficie.

Description

Máquina eléctrica con un rotor y un estator.
La invención se refiere, según el preámbulo de la reivindicación 1, a una máquina eléctrica con un rotor y un estator, en donde el rotor y el estator comprenden respectivos paquetes de chapas posicionados sobre elementos de soporte separados (cubo del rotor, carcasa del estator) y en donde se logra una unión solidaria en rotación entre el respectivo elemento de soporte y el paquete de chapas asociado por medio de un asiento de adaptación de forma -provocado por deformación plástica- del elemento de soporte en el paquete de chapas correspondiente, en donde el respectivo paquete de chapas presenta una superficie de asiento perfilada para el elemento de soporte asociado y en donde se logra por medio de una reformación electromagnética del elemento de soporte operativa al menos por zonas el asiento de adaptación de forma del mismo en la superficie de asiento perfilada del paquete de chapas.
Por la patente genérica DE 292 175 es sabido que, para fijar chapas de hierro sobre un manguito de inducido de una máquina eléctrica, se impulsa o se lamina el manguito de hierro desde dentro hacia fuera hasta que penetre algo entre las distintas chapas y las inmovilice dejándolas separadas una de otra. La pared del manguito de inducido entra así en contacto íntimo con el respectivo taladro interior de las distintas chapas, con lo que queda excluido un desplazamiento posterior. El material del manguito penetra entonces entre las distintas chapas y las mantiene separadas una de otra.
En esta unión solidaria en rotación conocida, obtenida por deformación plástica, es desventajosa la absorción y transmisión de altos paros de giro en forma segura para el funcionamiento.
Se conoce por JP 01 264547 A el recurso de configurar una superficie de asiento perfilada con rebajos de forma de semiarco, pero en donde los segmentos de la superficie de asiento están configurados radialmente en forma plana por el lado interior. Como consecuencia de DE 34 35 508 A1, están previstos también rebajos de forma de semiarco. Estos inciden uno en otro con sus extremos terminando radialmente en punta por el lado interior.
Respecto de la transmisión de altos pares de giro, estas geometrías de unión son también capaces de mejora, y estos documentos no indican tampoco ningún procedimiento de deformación especial adaptado a la geometría de unión.
La invención se basa en el problema de indicar una ejecución sencilla en combinación con un procedimiento de deformación eficaz para la unión solidaria en rotación entre el respectivo paquete de chapas y el correspondiente elemento de soporte de una máquina eléctrica a fin de lograr una transmisión segura de altos pares de giro.
Este problema se resuelve con la reivindicación 1 debido a que un rotor está provisto de un paquete de chapas dotado de ranuras longitudinales, cuya superficie de asiento para el cubo del rotor presenta un perfil ondulado, estando asociada a cada ranura longitudinal una cresta de onda que agranda la superficie.
Con la invención se crea de manera especialmente ventajosa una unión solidaria en rotación y altamente cargable, lográndose también, aparte de la unión altamente cargable en el aspecto mecánico, una evolución no perturbada de las líneas del campo magnético alrededor de las ranuras longitudinales.
Para una máquina eléctrica con un rotor de pequeño momento de inercia (GD^{2}), el elemento de soporte está configurado según la invención con una envolvente cilíndrica de pared relativamente delgada que se ha integrado por medio de reformación electromagnética en el perfil ondulado del paquete de chapas.
Para una máquina eléctrica con un rotor de mayor momento de inercia y/o mayor transmisión de pares de giro se propone que el elemento de soporte realizado en construcción de fundición presente una superficie de unión correspondiente al perfil ondulado del paquete de chapas, y que la contracción proporcionada con el enfriamiento del cubo de fundición dé como resultado una holgura de ensamble que sirve para ensamblar el cubo de fundición con el paquete de chapas y que se elimina después del ensamble por medio de reformación electromagnética.
Con esta ejecución se logra una fabricación barata simplificada, en la que, por motivos de acústica y/o de ventilación, el cubo del rotor de fundición puede estar configurado, según sea necesario, en forma cilíndrica o perfilada en su lado interior.
Otro aspecto de la invención se refiere a que en la superficie de asiento perfilada del respectivo paquete de chapas está prevista una cavidad adicional, sirviendo un tramo del cubo del rotor integrado en la cavidad por medio de reformación electromagnética para el afianzamiento axial de dicho cubo con respecto al paquete de chapas.
Aparte de la transmisión de pares de giro en dirección periférica asegurada por el perfil ondulado, se logra así también un afianzamiento axial del rotor con relación a su paquete de chapas.
Preferiblemente, la superficie de asiento perfilada del paquete de chapas presenta una cavidad adicional, y un tramo del cubo del rotor integrado en la cavidad al producirse la reformación electromagnética provoca un afianzamiento axial.
\newpage
La máquina eléctrica configurada según la invención se emplea preferiblemente como un motor asíncrono que puede acoplarse con el cigüeñal de un motor de combustión interna y que actúa como dispositivo arrancador y generador.
En el caso de un estator que rodea habitualmente al rotor, el paquete de chapas de dicho estator puede presentar entonces la unión solidaria en rotación en la forma preconizada por la invención, por ejemplo, con una campana de carcasa que une el motor de combustión interna y la transmisión adyacente, estando unida la campana de la carcasa con el paquete de chapas del estator por deformación plástica originada por medio de reformación electromagnética.
Se describe la invención haciendo referencia a tramos de rotor representados esquemáticamente en el dibujo. Muestran:
La figura 1, un cubo de rotor con una envolvente cilíndrica de pared delgada y
La figura 2, un cubo de rotor en construcción de fundición.
Una máquina eléctrica 1 representada únicamente en forma fragmentaria comprende un rotor usual 2 y un estator no mostrado que rodea este rotor, comprendiendo el rotor 2 un paquete de chapas 4 posicionado sobre un elemento de soporte separado configurado como cubo de rotor 3. Por medio de un asiento de adaptación de forma - provocado por deformación plástica - del cubo del rotor en el paquete de chapas correspondiente se logra una unión solidaria en rotación entre el elemento de soporte configurado como cubo de rotor 3 y el paquete de chapas asociado.
Para lograr una unión solidaria en rotación y altamente cargable entre el paquete de chapas 4 y el cubo 3 del rotor se puede consignar una sencilla ejecución de la unión en combinación con un procedimiento de deformación eficaz.
Según la invención, el paquete de chapas 4 presenta para ello una superficie de asiento perfilada 5 para el cubo de rotor asociado 3, y por medio de una reformación electromagnética del cubo 3 del rotor que es efectiva en al menos algunas zonas se logra el asiento de adaptación de forma de dicho cubo en la superficie de asiento perfilada 5 del paquete de chapas 4.
Para cada rotor 2 de las figuras 1 y 2 con un respectivo paquete de chapas 4 dotado de ranuras longitudinales 6, la respectiva superficie de asiento 5 para el respectivo cubo de rotor 3 está configurada como un perfil ondulado 7, estando asociada a cada ranura longitudinal 6 una cresta de onda 8 que agranda la superficie o la sección transversal.
Según la figura 1, el cubo 3 del rotor está configurado con una envolvente cilíndrica 9 de pared relativamente delgada que se ha integrado por medio de reformación electromagnética en el perfil ondulado 5 del paquete de chapas 4 según la mitad derecha de la imagen de la figura 1.
Según la figura 2, un cubo de rotor 3 construido en fundición presenta una superficie de unión 10 que se corresponde con el perfil ondulado 7 del paquete de chapas 4, y la contracción proporcionada con el enfriamiento del cubo de fundición 3 da como resultado una holgura de ensamble que sirve para ensamblar el cubo de fundición 3 con el paquete de chapas 4 y que se elimina después del ensamble por medio de reformación electromagnética.
Para el afianzamiento axial del cubo 3 del rotor con relación al paquete de chapas 4 está prevista una cavidad adicional no mostrada en la superficie de asiento perfilada 5 del paquete de chapas 4, y un tramo del cubo 3 del rotor integrado en la cavidad durante la reformación electromagnética provoca un afianzamiento axial.
La máquina eléctrica 1 configurada según la invención se emplea preferiblemente como un motor asíncrono que puede acoplarse con un cigüeñal de un motor de combustión interna no representado y que sirve de arrancador y generador. Se puede emplear también un motor síncrono.
La realización según la invención descrita para un rotor usual 2 según las figuras 1 y 2 se aplica análogamente también para un estator, pudiendo abrazar el estator al rotor 2 o bien abrazando el rotor 2 al estator.

Claims (6)

1. Máquina eléctrica con un rotor (2) y un estator,
-
en donde el rotor (2) y/o el estator comprenden respectivos paquetes de chapas (4) posicionados sobre elementos de soporte separados (3) y
-
se logra una unión solidaria en rotación entre el respectivo elemento de soporte (3) y el paquete de chapas asociado (4) por medio de un asiento de adaptación de forma - provocado por deformación plástica - del elemento de soporte (3) en el paquete de chapas correspondiente (4),
-
en donde el respectivo paquete de chapas (4) presenta una superficie de asiento perfilada (5) para el elemento de soporte asociado (3) y
-
en donde, por medio de una reformación electromagnética del elemento de soporte (3) que actúa al menos en ciertas zonas, se logra el asiento de adaptación de forma de dicho elemento en la superficie de asiento perfilada (5) del paquete de chapas (4),
caracterizada por
-
un rotor (2) con un paquete de chapas (4) dotado de ranuras longitudinales (6),
-
cuya superficie de asiento (5) para el elemento de soporte (3), que es un cubo de rotor, presenta un perfil ondulado (7),
-
estando asociada a cada ranura longitudinal (6) una cresta de onda (8) que agranda la superficie.
2. Máquina eléctrica según la reivindicación 1, caracterizada porque
-
el elemento de soporte (3) está configurado con una envolvente cilíndrica (9) de pared relativamente gruesa que
-
se integra en el perfil ondulado (7) del paquete de chapas (4) por medio de una reformación electromagnética.
3. Máquina eléctrica según la reivindicación 1, caracterizada porque
-
el elemento de soporte (3) realizado en construcción de fundición presenta una superficie de unión (10) que se corresponde con el perfil ondulado (7) del paquete de chapas (4), y
-
la contracción proporcionada con el enfriamiento del cubo de fundición (3) da como resultado una holgura de ensamble (S_{F}) que sirve para ensamblar el cubo de fundición (3) con el paquete de chapas (4) y que
-
se elimina después del ensamble por medio de reformación electromagnética.
4. Máquina eléctrica según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque
-
en la superficie de asiento perfilada (5) del respectivo paquete de chapas (4) está prevista una cavidad adicional y
-
un tramo del elemento de soporte (3) integrado en la cavidad durante la reformación electromagnética sirve para el afianzamiento axial de dicho elemento con relación al paquete de chapas (4).
5. Máquina eléctrica según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por
-
una cavidad adicional en la superficie de asiento perfilada (5) del paquete de chapas (4), de tal manera que
-
un tramo del cubo (3) del rotor integrado en la cavidad durante la reformación electromagnética provoca un afianzamiento axial.
6. Uso de una máquina eléctrica según una o más de las reivindicaciones 1 a 5 como motor asíncrono o motor síncrono que puede acoplarse con un cigüeñal de un motor de combustión interna y que actúa como dispositivo arrancador y generador.
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