ES2562411T3 - Equipamiento eléctrico de accionamiento directo - Google Patents

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ES2562411T3 ES10817405.3T ES10817405T ES2562411T3 ES 2562411 T3 ES2562411 T3 ES 2562411T3 ES 10817405 T ES10817405 T ES 10817405T ES 2562411 T3 ES2562411 T3 ES 2562411T3
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Jan Abraham Ferreira
Henk Polinder
Deok Je Bang
Bong Jun Kim
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Korea Electrotechnology Research Institute KERI
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Abstract

Una máquina eléctrica de accionamiento directo tal como un generador y un motor que comprende un rotor (12) o un propulsor y un estator (14), estando la máquina eléctrica de accionamiento directo configurada con una estructura de combinación de una pluralidad de módulos en la que el rotor (12) o el propulsor y el estator (14) están mutuamente combinados de tal manera que una pluralidad de módulos forman una fase, respectivamente, en donde cada uno de la pluralidad de módulos del rotor (12) o del propulsor comprende: dos imanes permanentes (24); un núcleo de hierro de concentración de flujo (23) que tiene una sección triangular invertida; y dos núcleos de hierro de mantenimiento de pasaje de flujo (22) que tienen una sección triangular, en donde cada uno de los dos imanes permanentes (24) está dispuesto entre una superficie inclinada del núcleo de hierro de concentración de flujo (23) y una superficie inclinada de cada uno de los dos núcleos de hierro de mantenimiento de pasaje de flujo (22), caracterizada por que cada uno de la pluralidad de módulos del rotor (12) o del propulsor corresponde a cada uno de los polos magnéticos y está instalado sobre material no ferromagnético del rotor (12) o del propulsor.

Description

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DESCRIPCION
Equipamiento electrico de accionamiento directo Antecedentes
(a) Campo tecnico
La presente invencion se refiere a una maquina electrica de accionamiento directo. Mas particularmente, se refiere a maquinas electricas de imanes permanentes de accionamiento directo de par de torsion y de gran tamano para generadores de turbinas eolicas, generadores de energla de corriente de las mareas, generadores de energla hidraulica y motores.
(b) Estado de la tecnica
En general, las turbinas eolicas de accionamiento directo consisten en los alabes del rotor, el generador, y las estructuras de la parte fija.
La figura 1 ilustra una turbina eolica de baja velocidad y de accionamiento directo de gran tamano tlpica (generador eolico). Una turbina eolica de accionamiento directo 10 consiste en partes giratorias tales como unos alabes del rotor
11 y un rotor del generador 12, y en partes estacionarias, tal como un arbol 13, un estator del generador 14 y unos cojinetes 15 que permiten la rotacion del rotor del generador en el arbol 13.
El rotor del generador 12 esta conectado directamente a los alabes del rotor 11. Por lo tanto, el rotor del generador
12 gira a baja velocidad como los alabes del rotor 11.
Por consiguiente, se requiere un generador de alto par de torsion que tiene que manejar una alta fuerza tangencial y que tiene un diametro grande para turbinas eolicas de accionamiento directo de gran tamano. Por lo tanto, los generadores de transmision directa grandes tienen desventajas tales como el tamano grande, la masa grande y el alto coste con el fin de obtener una potencia de alto par de torsion comparable a generadores engranados. Estas caracterlsticas se hacen mas notables cuando el tamano y la potencia de salida de las turbinas eolicas se incrementa, es decir, aumenta de escala.
Se sabe que los generadores de accionamiento directo son desventajosos en el coste pero ventajosos en el rendimiento energetico y fiabilidad en comparacion con los generadores de engranaje.
Sin embargo, como se ha descrito anteriormente, si la masa y el coste de los generadores de accionamiento directo aumentan significativamente de acuerdo con el aumento de escala, existe una limitacion en la aplicacion de una tecnologla de generador de accionamiento directo existente para grandes sistemas de turbina eolica.
En consecuencia, una nueva tecnologla de la maquina de accionamiento directo es una necesidad urgente para superar la limitacion de una tecnologla de tlpica maquina de accionamiento directo grande.
Maquinas de flujo transversal, tales como en los documentos DE 102005020952 y DE 100 39 466, permiten la construccion de motores y generadores de transmision directa del modulador con potencias de par de torsion altas.
Sumario de la divulgacion
La presente invencion proporciona una maquina electrica de accionamiento directo, que puede reducir la cantidad de material requerido para construir la maquina y por lo tanto un coste de fabricacion usando una estructura optimizada, y puede facilitar la fabricacion, transporte, instalacion, y mantenimiento. La invencion se define por las caracterlsticas de la reivindicacion 1. Las reivindicaciones dependientes enumeran realizaciones ventajosas de la invencion.
Breve descripcion de los dibujos
Las anteriores y otras caracterlsticas de la presente invencion se describiran ahora en detalle con referencia a ciertos ejemplos de realizacion de la misma, ilustradas en los dibujos adjuntos, que se dan a continuacion a modo de ilustracion solamente, y por lo tanto no son limitativas de la presente invencion, y en los que:
La figura 1 es una vista que ilustra un generador de accionamiento directo para una turbina eolica;
La figura 2 es una vista que ilustra (a) la configuracion para la reduccion de los materiales de una parte activa y (b) la configuracion para el aumento de un area de nucleo de hierro, respectivamente;
La figura 3 es una vista que ilustra entrehierros mantenidos por un accionamiento sin cojinetes;
La figura 4 es una vista que ilustra un generador de accionamiento directo ligero y modular para grandes turbinas eolicas;
La figura 5 es una vista que ilustra una estructura de una nueva maquina TFPM;
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La figura 6 es una vista que ilustra una estructura de una maquina TFPM de concentracion de flujo de acuerdo con una realizacion de la presente invencion, que muestra una estructura que puede evitar el desprendimiento de un iman permanente;
La figura 7 es una vista que ilustra conceptos de accionamiento sin cojinetes tlpicos, que muestran (a) bobinas de un motor PM de 4 polos sin cojinetes, (b) configuraciones de bobinas de 4 polos y de 2 polos de un accionamiento sin cojinetes basico, (c) un rotor con una insercion de tipo PMs de un motor sin cojinetes, y (d) un rotor con un PMs de tipo enterrado de un motor sin cojinetes, respectivamente;
La figura 8 es una vista que ilustra una maquina TFPM sin cojinetes segun una realizacion de la presente invencion, que muestra (a) la direccion de movimiento de un rotor y el pasaje de flujo magnetico, (b) el control de una longitud de entrehierro y una corriente en un bobinado del estator utilizando sensores de separacion, (c) la configuracion de accionamiento sin cojinetes mas preferible;
La figura 9 es una vista que ilustra densidades de flujo magnetico de diferentes longitudes del entrehierro;
Las figuras 10 a 12 son vistas que ilustran un generador de accionamiento directo en forma de anillo (motor) de acuerdo con una realizacion de la presente invencion;
La figura 13 es una vista que ilustra diferentes estructuras mecanicas de los generadores eolicos de accionamiento directo;
La figura 14 es una vista que ilustra objetos flotantes en (a) un estado estable y (b) un estado inestable;
La figura 15 es una vista que ilustra una parte giratoria flotante y una parte estacionaria con cojinetes hidrostaticos;
La figura 16 es una vista que ilustra una maquina electrica con un concepto de rotor flotante y cojinetes hidrostaticos de acuerdo con una realizacion de la presente invencion; y
Las figuras 17 a 20 son vistas que ilustran estructuras de soporte y de gula de un rotor del generador y los alabes del rotor para turbinas eolicas de accionamiento directo segun una realizacion de la presente invencion.
Los numeros de referencia establecidos en los dibujos incluyen la referencia a los siguientes elementos tratados en mas detalle a continuacion:
10:
turbina eolica 11: alabes del rotor
12:
rotor del generador 13: arbol
14:
estator del generador 15: cojinete
22:
nucleo de hierro 23: nucleo de hierro
24:
iman permanente
Debe entenderse que los dibujos adjuntos no estan necesariamente a escala, presentando una representacion algo simplificada de las diversas caracterlsticas preferidas ilustrativas de los principios basicos de la invencion. Las caracterlsticas de diseno especlficas de la presente invencion como se describe en el presente documento, incluyendo, por ejemplo, las dimensiones especlficas, orientaciones, ubicaciones y formas seran determinadas en parte por la aplicacion prevista en particular y el ambiente de uso.
En las figuras, los numeros de referencia se refieren a las partes iguales o equivalentes de la presente invencion en todas las diversas figuras del dibujo.
Descripcion detallada
Ahora se hara referencia en lo sucesivo en detalle a diversas realizaciones de la presente invencion, cuyos ejemplos se ilustran en los dibujos que se acompanan y se describen a continuacion. Aunque la invencion se describira en conjuncion con los ejemplos de realizacion, se entendera que presente descripcion no pretende limitar la invencion a los ejemplos de realizacion. Por el contrario, la invencion tiene por objeto cubrir no solo los ejemplos de realizacion, sino tambien diversas alternativas, modificaciones, equivalentes y otras realizaciones, que pueden ser incluidas dentro del alcance de la invencion como se define por las reivindicaciones adjuntas.
Las caracterlsticas anteriores y otras de la invencion se describen posteriormente.
En lo sucesivo, los ejemplos de realizacion de la presente invencion se describiran en detalle con referencia a los dibujos adjuntos.
En general, un generador de accionamiento directo puede dividirse en una parte electromagnetica o una parte activa utilizada para producir electricidad y una parte estructural o de una parte inactiva que constituye una estructura del generador. Ambas partes necesitan ser consideradas cuidadosamente en el diseno del generador, es decir, el diseno electromagnetico y el diseno mecanico. Dado que puede haber dificultades en la fabricacion, transporte, instalacion, y mantenimiento de una maquina de accionamiento directo grande, cuestiones practicas sobre diseno tambien necesitan ser consideradas cuidadosamente.
La parte electromagnetica y la parte estructural requieren una estructura que puede reducir la cantidad de materiales utilizados y, finalmente, puede reducir el coste de fabricacion. Tambien, en lo que respecta a los aspectos practicos, se requiere una estructura que sea facil de fabricar, transportar, instalar y mantener, y pueden ser necesarios
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metodos para maximizar la produccion de energla electrica. Soluciones para los problemas se pueden describir brevemente como sigue.
- Parte electromagnetica/Parte activa
• Maquina de imanes permanentes con alta densidad de fuerza.
• Estructura capaz de reducir los materiales activos por acortamiento de la longitud de la trayectoria de flujo magnetico.
• Estructura capaz de aumentar el flujo magnetico por tener una mayor area de nucleo de hierro.
- Parte estructural/Parte inactiva
• Estructura capaz de reducir significativamente los materiales inactivos, utilizando el metodo de accionamiento sin cojinetes.
- Cuestiones practicas
• Estructura que facilita la fabricacion, manipulation, transporte, instalacion, y mantenimiento por tener una estructura modular que incluye una pluralidad de modulos que se configuran por separado.
• Estructura en la que cada modulo puede ser operado de forma independiente por que tiene una estructura modular que incluye una pluralidad de modulos que se configuran por separado. Por consiguiente, aunque se produzca un fallo en un modulo o componente especlfico, otros modulos o componentes pueden producir continuamente energla electrica. Por ejemplo, suponiendo que un sistema generador de l0 MW consta de cinco modulos, la salida de cada modulo puede ser de aproximadamente 2 MW. Cuando se produce un fallo en un modulo, la information sobre el fallo puede ser adquirida a traves de un sensor. Por lo tanto, el control y la operation se pueden realizar de tal manera que la energla electrica se puede producir de forma continua solo por otros cuatro modulos. Por consiguiente, un concepto tolerancia a fallos puede ser necesaria para producir continuamente energla electrica (alrededor de 8 MW) hasta que se corrija el error, sin interruption de todo el sistema a pesar de que haya un fallo en cualquier componente.
• Estructura flexible y ligera, estructura que tiene una relation con un gran diametro y por lo tanto necesidad de no ser excesivamente pesada, fuerte y precisa, y la estructura que no necesita un rodamiento que requiera precision con respecto a un arbol principal.
Las soluciones descritas anteriormente se muestran en las figuras 2 a 4.
Con el fin de superar una limitation de una maquina electrica de baja velocidad y alto par de torsion de accionamiento directo (generador/motor), las soluciones descritas anteriormente deben reflejarse en el diseno y la operacion. Con el fin de cumplir con las soluciones descritas anteriormente, la maquina electrica de accionamiento directo ha sido considerada para tener las tres caracterlsticas siguientes, y las configuraciones para el logro de cada funcion se describen en detalle con referencia a los dibujos adjuntos.
• maximization de la densidad de fuerza y la minimization de materiales activos
• minimizacion de materiales inactivos
• nuevos sistemas de cojinete y guiado
- Maximizacion de la densidad de fuerza y la minimizacion de material activo
Maquinas de imanes permanentes (generadores/motores) pueden tener ventajas en terminos de mayor relacion potencia-peso, una mayor eficiencia, una mayor fiabilidad y una mayor produccion de energla en comparacion con las maquinas electricamente excitadas. De acuerdo con ello, una estructura de una maquina de iman permanente se puede utilizar en la presente invention para maximizar la densidad de fuerza de un generador de turbina eolica grande y minimizar el material activo. La maquina de iman permanente se puede clasificar en una maquina de iman permanente de flujo axial (AFPM), una maquina de iman permanente de flujo radial (RFPM), y una maquina de iman permanente de flujo transversal (TFPM) de acuerdo a la direction del flujo magnetico. En este caso, la densidad de fuerza de la maquina de TFPM puede ser relativamente mayor que la de otras maquinas, y el material activo puede ser reducido en comparacion con otras maquinas. En consecuencia, una nueva estructura de la maquina de TFPM puede ser proporcionada en la presente invencion para maximizar la densidad de fuerza y reducir al mlnimo el material activo.
Con respecto a la figura 3, el diseno de un generador (o motor) que se requiere para reducir al mlnimo la cantidad de nucleo de hierro y el cobre con el fin de reducir al mlnimo las perdidas de un generador (o un motor). La cantidad de nucleo de hierro usado puede reducirse mediante la reduction de la trayectoria de flujo manteniendo al mismo tiempo la zona del nucleo de hierro en la que el flujo esta interrelacionada en un entrehierro. Con el fin de reducir la trayectoria de flujo, la distancia de ranura y la altura de la ranura tienen que reducirse. Sin embargo, en un generador de flujo tlpico longitudinal (o motor), si se reduce la distancia de ranura, la distancia entre los polos puede
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reducirse en conjunto, aumentando el flujo de dispersion. En consecuencia, existe una limitacion en la reduction de la cantidad de nucleo de hierro utilizado en el generador de flujo longitudinal (o motor). Por otro lado, en un generador de flujo transversal (o motor), aunque se reduce la distancia de ranura, la distancia de polo no puede ser reducido. En consecuencia, la estructura en la que la perdida de hierro se reduce mediante la reduccion de la cantidad de nucleo de hierro puede ser ventajosa para el generador de flujo transversal (o motor).
Ejemplos de maquinas TFPM pueden incluir tipo de superficie montada PM, de tipo de concentration de flujo PM, de tipo de bobina unica, de tipo de doble bobina, de tipo de entrehierro de un unico lado, de tipo de entrehierro de doble lado, de tipo de nucleo C, de tipo de nucleo E y de tipo de nucleo de polos intercalados. En comparacion con otros tipos, el tipo de concentracion de flujo PM tiene la ventaja de reducir el peso y el volumen debido a una densidad de fuerza mayor. Ademas, el tipo de bobina unica y el tipo de entrehierro de un unico lado pueden ser facilmente estructurados. El tipo de nucleo de polos intercalados puede tener la ventaja de aumentar la tension inducida por el aumento de la zona del nucleo de hierro donde el flujo esta interrelacionado.
Teniendo en cuenta las estructuras de bobinas de las maquinas TF, la bobina en forma de anillo se ha utilizado sobre todo para las maquinas de pequeno diametro. Sin embargo, cuando se utiliza la bobina en forma de anillo para una maquina de accionamiento directo grande, puede haber dificultades en cuanto a la fabrication, instalacion y mantenimiento. En consecuencia, una bobina en forma de modular que no tiene un gran diametro como una bobina en forma de anillo puede ser util para una gran maquina de accionamiento directo, que se describira brevemente en lo siguiente.
1) Concepto A: maquinas de entrehierro de un unico lado, de una bobina unica, y de concentracion de flujo de
TFPM
2) Concepto B: bobina en forma modular adecuada para la maquina que tiene un gran diametro en lugar de una
bobina en forma de anillo
3) Conceptos C y D: Aumento del area de nucleo de hierro para producir tension inducida superior
4) Concepto E: Concepto de modulo plural con el pasaje de flujo corto para reducir el material activo mediante la
reduccion de distancia de ranura y la altura
La figura 5 es una vista que ilustra la configuration de una nueva maquina TFPM. Los conceptos A, B, C, D y E se muestran en el lado izquierdo de la figura 5, y un nuevo concepto que tiene todas las ventajas de los conceptos A, B, C, D y E se muestra en el lado derecho de la figura 5. Aqul, nucleos de polos intercalados pueden ser nucleos de hierro del estator, y el componente que tiene una forma rectangular puede representar una bobina de forma modular que tiene una forma de circuito de carreras. Ademas, un nucleo de concentracion de flujo que tiene una forma de hexaedro se puede interponer entre los imanes permanentes en forma de hexaedros (PM) de tal manera que los imanes permanentes y los nucleos de hierro se disponen alternativamente. Flechas indicadas en los imanes permanentes pueden representar la direction de magnetization del iman permanente.
A del dibujo de la izquierda de la figura 5 representa una de las estructuras tlpicas de un generador de flujo transversal (o motor), y B representa el uso de una pluralidad de bobinas en modulos adecuados para un generador de flujo transversal (o motor) que tienen un diametro grande. Bobinas en forma de anillos pueden ser ampliamente utilizadas en un generador tlpico de flujo transversal (o motor), y hay muchas dificultades en varios terminos de fabricacion, instalacion y mantenimiento para utilizar la bobina en el generador de flujo transversal (o motor) en forma de anillo que tiene un diametro grande. Dado que el generador de una turbina eolica de accionamiento directo grande tiene un diametro muy grande, la bobina que se muestra en B de la figura 5 puede ser incluida en la pluralidad en la maquina electrica de accionamiento directo (generador/motor) de acuerdo con una realization de la presente invention. C, D y E de la figura 5 pueden ser estructuras bien conocidas. E puede representar un concepto inicial que puede reducir la cantidad de nucleo de hierro (o nucleo de hierro y el iman permanente (PM)) usado en el generador (o motor). La imagen de la derecha de la figura 5 muestra una estructura basica de acuerdo con una realizacion de la presente invencion, que se caracteriza en que un rotor (o propulsor) se modifica en una estructura que se muestra en la figura 6F.
Al aumentar la potencia de salida y el tamano de la maquina PM de accionamiento directo, el diametro entrehierro, el diametro del rotor y el estator, de la maquina se incrementa junto con el aumento de las dimensiones electromagneticas, que puede incluir una longitud de entrehierro, distancia entre polos, ancho de polo, y la longitud del iman permanente. Cuando se utiliza gran tamano de los imanes permanentes, la fabricacion (manufactura) y la manipulation de los imanes puede ser mas diflcil, por lo tanto, el costo de los imanes permanentes y el costo de las maquinas de imanes permanentes pueden aumentar. Cuando se utilizan el iman permanente y el nucleo de hierro de concentracion de flujo como se muestra en la figura 5, el desprendimiento del iman permanente puede ocurrir como se muestra en la figura 6A.
Mas especlficamente, la estructura de la figura 6A se puede aplicar a un generador de iman permanente de concentracion de flujo (o motor), y puede ser utilizada en generadores (o motores) del tipo de flujo longitudinal y de tipo de flujo transversal en comun. Como se muestra en el dibujo, cuando se unen imanes permanentes a nucleos de hierro colocados, los imanes pueden desprenderse durante el funcionamiento del generador (motor). Ademas, dado que los imanes permanentes son grandes y gruesos, los imanes pueden ser diflciles de fabricar y manejar.
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Con el fin de aumentar la cantidad de los imanes permanentes, es imposible cambiar el grosor del iman permanente mientras se mantiene la distancia entre los polos, de este modo las alturas del iman permanente y el nucleo de hierro tienen que ser aumentadas de forma simultanea.
En consecuencia, como se ha descrito anteriormente, el desprendimiento del iman permanente puede evitarse al tiempo que reduce el coste de fabricacion en relacion con el iman permanente, y la cantidad del iman permanente se puede aumentar sin aumentar la cantidad del nucleo de hierro. La estructura de acuerdo con una realizacion de la presente invencion, que permite reducir el coste de fabricacion relacionado con imanes permanentes, para evitar el desprendimiento de los imanes y para aumentar la cantidad de los imanes sin aumentar la cantidad de los nucleos de hierro, se muestra en la figura 6F. Los detalles sobre el mismo se describen a continuacion.
La estructura de la figura 6A puede modificarse para la estructura segmentada que la figura 6C, y los nucleos de hierro y los imanes permanentes pueden ser reorganizados como en la figura 6D. La figura 6E representa que la cantidad de los imanes se aumenta de manera similar a la de la figura 6B sin aumentar la cantidad de nucleo de hierro. La estructura de la figura 6F, que puede mejorar las limitaciones de la estructura de la figura 6A y de la estructura de la figura 6B, puede ser una estructura de rotor (o propulsor) de acuerdo con una realizacion de la presente invencion. Como se muestra en el dibujo, a fin de evitar el desprendimiento de los imanes permanentes y superar la dificultad de manejo, dos imanes permanentes mas delgados hexaedricos 24 pueden utilizarse en lugar de un iman permanente grueso para cada modulo en un rotor o un propulsor que incluye una pluralidad de modulos. Ademas, un nucleo de hierro 22 que tiene una forma triangular puede estar dispuesto entre los imanes permanentes 24 para hacer el pasaje de flujo del iman permanente. Un nucleo de hierro de concentracion de flujo 23 que tiene una forma triangular invertida (en un ejemplo de realizacion, una seccion de matraz conico invertida como una seccion triangular invertida, como se muestra en la figura 6F) puede estar dispuesto en cada modulo, y los dos imanes permanentes 24 se pueden disponer en ambas superficies inclinadas del nucleo de hierro de concentracion de flujo 23. En este caso, los permanentes 24 de los modulos adyacentes pueden estar dispuestos en las superficies inclinadas del nucleo de hierro 22 que tienen una seccion triangular, respectivamente. Cada iman permanente 24 puede estar dispuesto entre la superficie inclinada del nucleo de hierro de concentracion de flujo 23 y la superficie inclinada del nucleo de hierro 22 para hacer el pasaje de flujo.
Por lo tanto, la estructura que puede evitar el desprendimiento del iman permanente y facilitar la fabricacion y manipulacion tambien se puede aplicar a maquinas RFPM tlpicas y maquinas AFPM que tienen flujo longitudinal as! como las maquinas de flujo transversal.
- Minimizacion de material Inactivo
Las funciones de la parte inactiva (parte estructural) de turbinas eolicas de accionamiento directo podrlan definirse de la siguiente manera.
• Para mantener el entrehierro entre el rotor y el estator del generador
• Para transmitir el par de torsion de los alabes del rotor al rotor del generador
En el caso de las maquinas de pequeno tamano de accionamiento directo, el peso de la parte activa puede ser responsable de una gran parte. Sin embargo, se sabe que el peso de la parte inactiva se convierte en dominante en el peso total de las maquinas al aumentar la escala. Esto es por que se requiere un generador de par de torsion mas alto de acuerdo con el aumento de su tamano en el caso de la turbina eolica de accionamiento directo. En consecuencia, los siguientes elementos pueden ser considerados para minimizar el material inactivo.
1) maquina de imanes permanentes sin cojinetes
2) maquina de imanes permanentes en forma de anillo sin arbol y otras estructuras (los brazos de par de torsion)
Antes de la descripcion de una maquina de imanes permanentes de accionamiento sin cojinetes, se describiran los principios y las caracterlsticas de un tlpico accionamiento sin cojinetes. A continuacion, se describe un metodo para superar las limitaciones de un tlpico accionamiento sin cojinetes y para una implementacion mas sencilla de un tlpico accionamiento sin cojinetes. A partir de entonces, se describira una maquina de iman permanente en forma de anillo sin un arbol, una estructura necesaria para la transmision de par de torsion y una estructura necesaria para mantener el entrehierro que se incluyen en una maquina de accionamiento directo tlpico.
Los accionamientos sin cojinetes se han utilizado para resolver problemas en ciertas aplicaciones especiales, tales como en el espacio exterior, ambientes hostiles y en maquinas de alta velocidad. Los diversos accionamientos sin cojinetes descritos y propuestos por algunos investigadores se pueden clasificar de la siguiente manera.
1) accionamientos de maquinas sin cojinetes PM
2) accionamientos de maquinas de reluctancia sincronicas sin cojinetes
3) accionamientos de maquinas de induccion sin cojinetes
4) accionamientos de maquinas de reluctancia conmutadas sin cojinetes
5) accionamientos de maquinas homopolares, hlbridos y de polos consecuente sin cojinetes
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De estos accionamientos sin cojinetes, un accionamiento de maquina de imanes permanentes sin cojinetes tiene las siguientes ventajas.
1) tamano pequeno y ligero
2) factor de alta potencia y alta eficiencia
3) fuerzas de suspension generadas sin corriente de excitacion en la bobina principal
4) independencia de fallo de inversor alta debido a que la suspension magnetica funciona independientemente
de la corriente de bobinado de la maquina
Por lo tanto, el concepto de accionamiento de la maquina PM sin cojinetes puede utilizarse en la presente invencion.
Una caracterlstica importante del accionamiento sin cojinetes es que la bobina del cojinete esta integrada en la maquina electrica. La figura 7A ilustra la construccion de bobina de la maquina PM sin cojinetes con cuatro polos. Con el fin de lograr un amplio desacoplamiento entre los generadores de las fuerzas de suspension radiales y el par de torsion, las bobinas de cojinetes y bobinas de par de torsion estan disenadas con diferentes numeros de polos. La disposicion de bobina de un accionamiento sin cojinetes primitivo puede ser simplificada como se muestra en la figura 7B. Aqul, las bobinas de cuatro polos son 4a y 4b, y las bobinas de dos polos son 2a y 2b. Entre los diversos tipos de accionamientos de maquinas sin cojinetes PM, la estructura del rotor con insercion de PMs y la estructura del rotor con los PMs enterrados de maquinas sin cojinetes PM se muestran en las figuras 7C y 7D, respectivamente. El rotor de tipo PM enterrado que se muestra en la figura 7D puede mejorar la generacion de la fuerza radial de suspension debido a la baja reluctancia magnetica de PM.
Como se describio anteriormente, los accionamientos sin cojinetes tienen que controlar tanto la fuerza de suspension radial con bobinas de cojinete y el par de torsion con bobinas de torsion. En consecuencia, los accionamientos sin cojinetes son mas complicados y caros que los accionamientos de maquinas electricas convencionales.
En el caso de un generador eolico de accionamiento directo grande, el peso de la parte inactiva puede dar cuenta de una gran parte del peso total del generador. Si un accionamiento sin cojinetes puede contribuir a la reduccion de peso significativa y la reduccion de coste del generador, entonces el uso del accionamiento sin cojinetes podrla ser aceptable para aplicaciones de accionamiento directo de gran tamano. Sin embargo, en el caso de la maquina de accionamiento directo grande, ya que el peso (incluyendo el peso de la parte activa y el peso de la parte inactiva) de un rotor es muy pesado, se espera que el consumo de energla de la produccion de la fuerza de suspension radial, por soportar la parte giratoria en contra de la gravedad, sera grande para los generadores eolicos de accionamiento directo grandes. En consecuencia, los siguientes requisitos deben cumplirse con el fin de utilizar el accionamiento sin cojinetes en aplicaciones de accionamiento directo de gran tamano para que sea aceptable.
(1) reduccion de la masa significativa de la parte inactiva
(2) consumo de energla minimizado en el proceso de produccion de la fuerza de suspension
(3) control y componentes simplificados
El nuevo accionamiento sin cojinetes PM de acuerdo con una realizacion de la presente invencion puede incluir tambien nucleos de hierro y los imanes permanentes en el rotor. Ademas, el estator puede constar de nucleos de hierro y las bobinas. La figura 8 ilustra un accionamiento de la maquina sin cojinetes PM de acuerdo con una realizacion de la presente invencion, que tiene una forma de una maquina de flujo axial de doble lado. Como se muestra en la figura 8, la fuerza de la suspension solo se utiliza para controlar el entrehierro entre el rotor y el estator, no se utiliza para soportar el peso del rotor. El concepto del accionamiento sin cojinetes se muestra en la figura 8 puede ser similar a la estructura de la maquina TFPM que se muestra en la figura 5, pero tambien se puede aplicar a una maquina PM tlpica (maquina de flujo longitudinal PM).
La figura 8 representa un nuevo concepto de accionamiento sin cojinetes que transmite par de torsion al motor y controla el entrehierro sin una estructura de guiado mecanico utilizada para los generadores convencionales (o motores). Un generador convencional (o motor) incluye una parte electromagnetica o una parte activa para la produccion de electricidad y una parte estructural o de una parte inactiva incluyendo cojinetes, un eje, y estructuras para transmitir par y mantener la longitud del entrehierro. El generador del accionamiento sin cojinetes (o motor) de acuerdo con la forma de realizacion de la presente invencion es distinto de un generador tlpico del accionamiento sin cojinetes (o motor) que requieren ambas bobinas de cojinetes y bobinas de par de torsion.
Como se muestra en la figura 8, el generador de accionamiento sin cojinetes (o motor) de acuerdo con la forma de realizacion de la presente invencion puede tener una estructura de entrehierro de doble lado. Los entrehierros en ambos lados pueden estar uniformemente mantenidos por la aplicacion de diferentes magnitudes de las corrientes de las bobinas cuando las longitudes de entrehierro a ambos lados son diferentes una de otra. A diferencia de una estructura de accionamiento sin cojinetes tlpica, pueden no ser necesarias ambas bobinas para generar un par de torsion y una fuerza de suspension, pero cualquiera de las bobinas puede ser necesaria para generar el par de torsion y la fuerza de suspension.
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La direction de movimiento del rotor y de la trayectoria de flujo se muestra en la figura 8A. Cuando la nueva estructura de accionamiento sin cojinetes se encuentra en un estado estable, la longitud de un entrehierro 1 y un entrehierro 2 pueden ser iguales entre si. Cuando las longitudes del entrehierro 1 y el entrehierro 2 son diferentes entre si, es decir, estado inestable, una diferencia entre las longitudes de los entrehierros a ambos lados pueden ser vistas por una diferencia entre tensiones inducidas sin carga aplicadas a los estatores 1 y 2 en ambos lados o un sensor de separation. Cuando la longitud del entrehierro 1 es mayor que la longitud del entrehierro 2, si una fuerza de atraccion entre el estator y el rotor en el entrehierro 1 aumenta y una fuerza de atraccion en el entrehierro 2 se reduce, el rotor puede pasar a un punto en el que las longitudes de los dos entrehierros son iguales entre si. Con este fin, la magnitud de una corriente i que fluye en la bobina de un estator 1 se puede aumentar, y la magnitud de una corriente que fluye en la bobina de un estator 2 puede reducirse.
Pueden existir la fuerza de atraccion y el flujo debido al iman permanente. Por consiguiente, cuando la longitud del entrehierro 2 es demasiado pequena, la fuerza de atraccion en el entrehierro 2 puede ser mucho mayor que en el entrehierro 1. Por lo tanto, aunque la corriente del estator 1 se incrementa y la corriente del estator 2 se reduce, puede haber una limitation en la igualacion de ambos entrehierros. En este caso, se puede utilizar un metodo para reducir la fuerza de atraccion en el entrehierro 2 mediante la inversion de la direccion de la corriente que fluye en el estator 2.
Cuando el rotor vibra en el eje de la direccion de rotation o la direccion de movimiento, la longitud de entrehierro en el lado superior de los dos entrehierros y la longitud del entrehierro en el lado inferior de los dos entrehierros pueden ser diferentes entre si. En consecuencia, esta limitacion puede no ser lo suficientemente superada solamente por la estructura de accionamiento sin cojinetes que se muestra en las figuras 8A y 8B. La figura 8C muestra una estructura de accionamiento sin cojinetes que puede superar mas preferiblemente la limitacion anterior de acuerdo con una realization de la presente invention. Debido a la estructura anterior, el entrehierro 1 y el entrehierro 2 se pueden mantener de manera uniforme incluso cuando el rotor vibra en el eje de la direccion de movimiento.
Por consiguiente, si la ubicacion de la gravedad del rotor se puede mantener uniformemente dentro de un intervalo deseado por cualquier metodo o gula, la estructura de accionamiento sin cojinetes propuesta en la presente invencion se puede utilizar en una maquina de accionamiento directo grande, as! como una turbina de energla eolica.
Cuando las longitudes del entrehierro 1 y el entrehierro 2 son diferentes entre si, la densidad de flujo B en cada entrehierro puede variar, y por lo tanto la magnitud de la fuerza de atraccion existente entre el rotor y el estator tambien puede variar. Especlficamente, cuando otras dimensiones y parametros no varlan, pero solo el entrehierro varla, la densidad de flujo se puede reducir en el lado donde los incrementos de longitud del entrehierro, y se pueden aumentar en el lado donde el entrehierro disminuye.
En la figura 8, el sensor de separacion se puede utilizar supletoriamente para detectar la variation de la longitud de entrehierro. Mientras que el generador (o motor) esta en funcionamiento, la variacion de la longitud de entrehierro puede ser detectada por medicion y comparacion de tensiones inducidas en vaclo aplicadas a cada bobina en lugar de utilizar el sensor de separacion. Sin embargo, ya que la tension inducida sin carga es diflcil de medir en la etapa de funcionamiento inicial o estado anormal del generador, el sensor de separacion puede ser utilizado.
En la figura 9, las densidades de flujo con respecto a las diferentes longitudes de entrehierro se muestran en la consideration de las caracterlsticas de la densidad de flujo del nucleo de hierro que varla de forma no lineal en sus caracterlsticas de acuerdo con la magnitud de la intensidad magnetica H (la densidad de flujo real del nucleo de hierro no se muestra de forma lineal como la figura 9, pero se muestra en curva). En el generador de accionamiento sin cojinetes (o motor) como se describio anteriormente, cuando la longitud de entrehierro en un lado disminuye, la longitud del entrehierro en el otro lado aumenta. La figura 9 muestra la variacion de la densidad de flujo de los dos entrehierros en una curva B-H.
En la figura 9, Bentrehierro es una densidad de flujo en el estado estable en el que el entrehierro 1 y el entrehierro 2 son iguales entre si, y Bentrehierro mas pequeno y Bentrehierro mas grande denotan las densidades de flujo de un entrehierro mas pequeno y un entrehierro mas grande cuando el entrehierro 1 y el entrehierro 2 son diferentes entre si, respectivamente.
Un segundo metodo que puede reducir significativamente la masa inactiva puede ser el uso de una estructura de generador (motor) en forma de anillo como se muestra en la figura 4. Las figuras 10 a 12 muestran esquematicamente la forma de la estructura de generador en forma de anillo (motor), que se describira a continuation.
Las figuras 10 a 12 muestran un generador de flujo transversal en forma de anillo (o motor). El generador de flujo transversal en forma de anillo (o motor) puede ser un tipo de entrehierro de doble lado, y puede tener una estructura de la maquina de flujo axial en la que la direccion del flujo vinculada entre si en el entrehierro es una direccion axial. Los estatores pueden estar dispuestos en ambos lados del rotor. Cada estator puede incluir un nucleo de hierro y una bobina de cobre. El rotor puede incluir un nucleo de hierro y un iman permanente. Como se ve a partir de la
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trayectoria de flujo que se muestra en la figura 8, pueden existir rotores correspondientes a los estatores en ambos lados. De acuerdo con ello, esta estructura puede incluir un conjunto de estator y rotor izquierdo y un conjunto de estator y rotor derecho.
En la estructura mostrada en la figura 10, un eje y una estructura inactiva necesaria para el mantenimiento de entrehierro y la transmision de par de torsion motor, que se incluyen en un generador convencional (o motor), se pueden eliminar al maximo. En consecuencia, el peso de la estructura que tiene que ser superada en un generador de accionamiento directo (o motor) de gran tamano y de alto par de torsion se puede reducir significativamente.
Cuando una maquina de gran tamano esta formada integralmente, puede causar dificultades considerables en la fabricacion, transporte, instalacion, y mantenimiento. Esto puede causar el aumento del precio del producto. Esta estructura ha sido ampliamente utilizada. En un generador tlpico (o motor), a pesar de que se produzca un fallo en solo una parte o algunos componentes de un sistema, el funcionamiento del generador (o motor) tiene que ser detenido para la reparation y reanudado. La detention de un generador (o motor) que tiene una salida grande puede tener una influencia severa en todo el sistema operativo.
Por lo tanto, con el fin de mejorar las limitaciones descritas anteriormente, el generador en forma de anillo (o motor) pueden modularizarse en una pluralidad para lograr los siguientes elementos.
(1) Superar las limitaciones generadas en la fabricacion, transporte, instalacion, y mantenimiento.
(2) Incluso cuando se produce un fallo en algunos componentes o modulos del generador (o motor), otros modulos que no tienen ningun fallo pueden seguir produciendo electricidad o funcionando.
Para ello, el rotor, el estator, el dispositivo de conversion de energla, y las estructuras del generador (o motor) pueden estar configurados en una forma modular, no en una forma integral. En este caso, cuando el generador (o motor) tiene una estructura de tres fases, cada modulo del estator puede convertirse individualmente en un estator de un generador trifasico (o motor), y puede ser pequeno solo en la salida. En consecuencia, la salida de cada modulo puede ser expresada como “production total de generador (motor)/numero de modulos”.
Las figuras 11 y 12 ilustran un gran generador transversal en forma de anillo (o motor) de acuerdo con una realization de la presente invention, que incluye una pluralidad de modulos. Como se muestra en los dibujos, el rotor puede ser fabricado parcialmente en una forma de modulo y puede ser montado en un rotor circular. El estator de una forma de modulo puede tener una estructura que puede ser facilmente desmontada y montada por modulo. Dispositivos de conversion de potencia correspondiente a cada modulo se pueden acoplar a las superficies de cada modulo de estator. Por lo tanto, aun cuando algunos modulos de dispositivos estator y conversion de energla tengan un fallo, otros modulos pueden mantener la produccion de electricidad (o funcionamiento).
Cuando tal estructura de tipo modulo se aplica a una turbina de energla eolica, otros modulos pueden producir electricidad incluso cuando algunos modulos fallan. En consecuencia, la produccion de electricidad puede ser mejorada. Tal estructura de tipo modulo se puede aplicar a ambos generador y motor utilizando un tipo de accionamiento directo grande, as! como una turbina de energla eolica.
Ademas, aunque la estructura de generador en forma de anillo (o motor) se muestra como un generador de flujo transversal (o motor) en las figuras 12 a 13, la estructura del generador en forma de anillo (o motor) se puede implementar usando un generador de flujo longitudinal (o motor).
Como se muestra en las figuras 10 a 12, la estructura de generador en forma de anillo (o motor) sin un arbol y una estructura para la transmision de par de torsion y el mantenimiento de longitud de entrehierro tambien se puede aplicar a una baja velocidad y el generador de alto par de torsion (o motor) (por ejemplo, el motor de propulsion de un barco y submarino, generador mareomotriz o hidraulico, etc.), ademas de una turbina eolica.
Ademas, este principio y la estructura tambien se pueden aplicar a un motor lineal (o generador) (por ejemplo, motor lineal para el sistema de transporte, generador linealmente en vaiven, etc.) ademas de un generador rotativo (o motor).
- Nuevos sistemas de gula y de cojinetes
Una turbina de energla eolica de accionamiento directo tlpica puede utilizar un cojinete tlpico (por ejemplo, de soporte mecanico) para guiar y soportar el rotor y el estator. Teniendo en cuenta la configuration del cojinete y el rotor del generador, la turbina de energla eolica se puede clasificar en (1) sistema de cojinete doble, (2) sistema de cojinete individual, (3) sistema de rotor interno, y (4) sistema de rotor externo. La figura 13 ilustra la estructura de un sistema de accionamiento directo tlpico utilizable en una turbina de energla eolica. Refiriendonos a la figura 13, se muestran una pieza giratoria, un estator, y un cojinete. Las limitaciones de un sistema de cojinete tlpico como se muestra en la figura 13 se pueden resumir de la siguiente manera.
El cojinete y la estructura en la que esta instalado el cojinete tienen que ser fabricados y operados con precision.
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Una estructura de cojinete tlpica puede ser aplicada a una estructura que tiene un diametro muy grande, pero puede haber muchas dificultades para satisfacer la precision requerida de cojinete en la estructura que tiene el diametro muy grande.
Dado que un cojinete tlpico tiene que soportar una fuerza de atraccion existente entre el rotor y el estator del generador y mantener la longitud de entrehierro dentro de un cierto rango, ademas de soportar y guiar el alabe del rotor, la carga de la que el cojinete se hace cargo puede ser muy grande.
Por esta razon, un sistema de cojinete mecanico tlpico necesita ser fuerte y preciso. Con el fin de aplicar dicho sistema de cojinete tlpico a la estructura de accionamiento sin cojinetes de acuerdo con la realizacion de la presente invencion, el diametro del cojinete tiene que volverse grande de manera similar al diametro del generador. En este caso, el cojinete tiene que soportar y guiar tanto el peso de los alabes del rotor de la turbina eolica y el peso del rotor del generador. Con el fin de soportar y guiar el peso de los alabes del rotor y el peso del rotor del generador mediante un cojinete que tiene un diametro grande, la estructura puede ser mas precisa, mas fuerte, mas pesada, y mas costosa.
Cuando la velocidad de rotacion de un cuerpo en rotacion o la velocidad de movimiento de un objeto en movimiento de forma lineal es alta, una estructura de una precision mas alta es posible que se requiera para soportar y guiar el objeto. Sin embargo, en el caso de una maquina relativamente de baja velocidad de gran tamano y alto par de torsion (o de alta propulsion), el objeto puede ser soportado y guiado por una estructura con una precision relativamente mas baja que una maquina de alta velocidad. En particular, en la turbina de energla eolica de accionamiento directo, cuando el tamano de la turbina aumenta, la velocidad de rotacion de un cuerpo giratorio puede ser reducida. En consecuencia, si un objeto pesado y grande puede ser soportado y guiado dentro de un rango de error deseado incluso cuando se utiliza un sistema de cojinete que tiene una precision inferior a un sistema de cojinete tlpico, las limitaciones inherentes en el uso del cojinete tlpico descrito anteriormente se pueden superar.
Para ello, el contacto mecanico de un cojinete tlpico puede ser retirado del sistema de cojinete. De acuerdo con ello, el cojinete de fluido o el cojinete magnetico pueden ser utilizados para soportar y guiar a un objeto.
En primer lugar, un fluido que tiene una presion capaz de soportar el peso de un objeto necesita colisionar con el objeto en la direccion opuesta de la fuerza de la gravedad a fin de mantener el objeto en una cierta ubicacion en la direccion gravitacional utilizando el cojinete de fluido. Cuando se utiliza el cojinete magnetico, la fuerza de suspension necesita ser incrementada en la direccion opuesta a la fuerza de la gravedad, y por lo tanto una corriente de bobina de cojinete necesita ser aumentada. Si un objeto es muy pesado, el consumo de energla para soportar y guiar el objeto puede ser muy grande. Por consiguiente, puede ser necesario un nuevo concepto de cojinete en el que el consumo de energla para soportar y guiar un objeto es pequeno. Para ello, un cuerpo giratorio (o cuerpo en movimiento) que tiene flotabilidad para soportar y sostener un objeto se pueden utilizar en esta realizacion de la presente invencion. Ademas, un cojinete hidrostatico se puede usar para prevenir el contacto o la toma de contacto entre un rotor (o motor) y un estator. Cuando se utiliza el cojinete hidrostatico, la carga de la estructura de accionamiento sin cojinetes para el mantenimiento del entrehierro puede reducirse. Dado que el cojinete hidrostatico puede realizar un cierto porcentaje de la funcion de mantener el entrehierro, el cojinete hidrostatico puede tener el efecto de reducir la carga maxima de la estructura de accionamiento sin cojinetes. Una description adicional del nuevo sistema de cojinete se hara de la siguiente manera.
1) Cuerpo giratorio flotante (o en movimiento)
Una estructura pesada puede ser levantada facilmente usando la flotabilidad. Si un cuerpo giratorio o un cuerpo en movimiento se convierten en una estructura que tiene flotabilidad en el llquido, el cuerpo giratorio o el cuerpo en movimiento pueden ser facilmente localizados en un punto deseado en contra de la gravedad. Por consiguiente, una estructura pesada, fuerte y precisa existente puede no ser necesaria mas para mantener la ubicacion gravitacional del cuerpo giratorio o el cuerpo en movimiento dentro de un cierto rango.
2) Cojinete hidrostatico
Cuando se produce un fallo de control en un generador (o motor), o se produce un defecto en cualquier componente tal como el dispositivo de conversion de energla, el generador (o motor) y el accionamiento sin cojinetes pueden ser detenidos al mismo tiempo, causando danos de la estructura debido al contacto entre un rotor y un estator. En consecuencia, el cojinete hidrostatico puede tener una funcion de prevenir el dano debido al contacto del rotor y el estator, as! como una funcion de mantener el entrehierro junto con el accionamiento sin cojinetes.
El nuevo metodo de guiado y de soporte puede ser utilizado para una estructura de rotor de un generador de accionamiento directo/motor grande. Ademas, el nuevo metodo de guiado y de soporte puede ser utilizado para guiar y soportar ambos alabes del rotor (o impulsores, tornillos, etc.) y la estructura de rotor del generador/motor. En consecuencia, ya que las estructuras pesadas para soportar y guiar los componentes giratorios pueden omitirse, el peso de la turbina de accionamiento directo de energla eolica de gran tamano puede ser reducido significativamente.
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En lo sucesivo, el cojinete hidrostatico y el cuerpo giratorio (o cuerpo en movimiento) que tiene flotabilidad se describiran en mas detalle con referencia a los dibujos adjuntos.
La figura 14 es una vista que ilustra un rotor que tiene flotabilidad, y la figura 15 es una vista que ilustra el principio basico de un cojinete hidrostatico.
La figura 14A ilustra un estado estable en el que un objeto flotante se encuentra en un fluido. El objeto flotante puede flotar en un fluido. La figura 14B ilustra un estado inestable en el que un objeto flotante se encuentra en un fluido y se genera una fuerza de movimiento de balanceo y de vuelco del objeto. Por consiguiente, cuando el objeto se balancea o se vuelca en el estado inestable, y la fuerza opuesta de la fuerza de los movimientos de balanceo y vuelco se aplica desde el exterior, el objeto puede volver al estado estable. Con este fin, un cojinete hidrostatico puede ser utilizado en esta realization. El concepto basico y la estructura del cojinete hidrostatico se muestran en la figura 15. Refiriendonos a la figura 15, mientras que un fluido suministrado a un pasaje de fluido mediante una bomba se mantiene a una cierta presion, un cuerpo en rotation puede ser soportado por la flotabilidad.
Cuando se aplican el cuerpo giratorio flotante y el cojinete hidrostatico, la estructura puede estar configurada como se muestra en la figura 16. Tal estructura se puede aplicar a un sistema de accionamiento directo grande, y en particular, para soportar y guiar los alabes del rotor de la turbina eolica de accionamiento directo y el rotor del generador. Especlficamente, cuando se aplica la estructura de generador de acuerdo con la forma de realizacion de la presente invention a la turbina de energla eolica, una estructura en la que el rotor de la turbina de energla eolica se combina junto puede ser implementada sin estar limitado al generador de la turbina de energla eolica de accionamiento directo. Esto se ilustra en la figura 17. El generador en forma de anillo sin cojinetes, la estructura del rotor flotante, y el sistema de cojinete hidrostatico pueden aplicarse integradamente para guiar el rotor de la turbina de energla eolica.
En la estructura de cojinete hidrostatico se muestra en las figuras 16 y 17, una parte fija en forma de anillo llena de un fluido puede estar dispuesta de manera fija en una estructura fija y una parte giratoria en forma de anillo puede estar dispuesta de forma concentrica dentro de la parte fija. Un estator puede estar dispuesto dentro de la parte fija, y un rotor puede estar dispuesto fuera de la parte giratoria en una ubicacion opuesta al estator. Ademas, un fluido puede ser llenado en la parte fija para mantener el entrehierro, y se puede llenar de aire la parte giratoria. En particular, los alabes del rotor (impulsor o helice) pueden estar conectados de manera integral a una parte de conexion que sobresale de la superficie circunferencial exterior de la parte fija en una direction radial. La parte de conexion puede extenderse hacia el exterior por un elemento de sellado (sellado del fluido) instalado en la superficie circunferencial exterior de la parte fija para ser conectada a un alabe de rotor exterior, y el rotor y la parte giratoria puede girar integralmente con los alabes del rotor en la parte fija. La aplicacion del cojinete hidrostatico puede permitir que la estructura giratoria incluyendo el rotor gire con respecto a la estructura fija mientras es soportado por la presion y la flotabilidad del fluido.
Aunque la figura 18 muestra que los alabes del rotor estan dispuestos en la circunferencia exterior del generador (o motor) y la parte fija, los alabes del rotor pueden estar dispuestos en la circunferencia interior del generador y la parte fija como se muestra en las figuras 18 a 20. En este caso, cuando la parte de conexion se extiende hacia el exterior a traves de un elemento de cierre hermetico instalado en la superficie circunferencial interior de la parte fija, la parte de conexion puede extenderse hacia la circunferencia interior de la parte fija, y los alabes del rotor tambien puede ser conectados integralmente a la parte de conexion en la circunferencia interior de la parte fija.
La estructura de generador en forma de anillo (o motor) aplicado con el cojinete hidrostatico se puede aplicar tambien a un generador de baja velocidad y alto par de torsion (o motor), ademas de a una turbina de energla eolica. Por ejemplo, la estructura de generador en forma de anillo (o motor) se puede aplicar a motores de propulsion de buques y submarinos y generadores mareomotrices o hidraulicos.
De acuerdo con las realizaciones, una maquina electrica de accionamiento directo puede reducir el coste mediante la maximization de la densidad de fuerza y reducir al mlnimo el material activo o material electromagnetico, y puede reducir significativamente el material inactivo o el material estructural mediante la aplicacion de un metodo sin cojinetes para soportar y guiar un cuerpo giratorio tal como un rotor. Ademas, como el rotor y el estator tienen una estructura modular que incluye una pluralidad de modulos que estan configurados por separado, su fabrication, manipulation, transporte, instalacion, y mantenimiento son faciles.
La invencion se ha descrito en detalle con referencia a ejemplos de realizacion de la misma. Sin embargo, se apreciara por los expertos en la tecnica que son posibles variaciones y modificaciones dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

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    REIVINDICACIONES
    1. Una maquina electrica de accionamiento directo tal como un generador y un motor que comprende un rotor (12) o un propulsor y un estator (14), estando la maquina electrica de accionamiento directo configurada con una estructura de combination de una pluralidad de modulos en la que el rotor (12) o el propulsor y el estator (14) estan mutuamente combinados de tal manera que una pluralidad de modulos forman una fase, respectivamente, en donde cada uno de la pluralidad de modulos del rotor (12) o del propulsor comprende:
    dos imanes permanentes (24);
    un nucleo de hierro de concentration de flujo (23) que tiene una section triangular invertida; y
    dos nucleos de hierro de mantenimiento de pasaje de flujo (22) que tienen una seccion triangular, en donde cada
    uno de los dos imanes permanentes (24) esta dispuesto entre una superficie inclinada del nucleo de hierro de
    concentracion de flujo (23) y una superficie inclinada de cada uno de los dos nucleos de hierro de mantenimiento
    de pasaje de flujo (22),
    caracterizada por que
    cada uno de la pluralidad de modulos del rotor (12) o del propulsor corresponde a cada uno de los polos magneticos y esta instalado sobre material no ferromagnetico del rotor (12) o del propulsor.
  2. 2. La maquina de accionamiento directo electrico segun la reivindicacion 1, en la que la estructura de combinacion del rotor (12) o del motor y el estator (14) comprende una estructura de entrehierro de doble cara (1, 2) en la que el estator (14) esta dispuesto de manera que dichos entrehierros (1, 2) estan formados en ambos lados del rotor (12) o del propulsor.
  3. 3. La maquina electrica de accionamiento directo segun la reivindicacion 2, en la que ambos entrehierros (1, 2) entre el rotor (12) o el propulsor y el estator (14) estan mantenidos por un accionamiento sin cojinete que mantiene el entrehierro (1, 2) mediante el control de una corriente aplicada a una bobina de cobre del estator (14), y el accionamiento sin cojinetes esta formado de manera que no sostiene un peso del rotor (12) o del propulsor.
  4. 4. La maquina electrica de accionamiento directo segun una cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3, que comprende una estructura de una maquina de flujo axial en la que la direction del flujo magnetico en ambos entrehierros (1, 2) es la direccion axial.
  5. 5. La maquina electrica de accionamiento directo segun una cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3, que comprende un conjunto izquierdo de estator (14) y rotor (12) o propulsor y un conjunto derecho de estator (14) y rotor (12) en el que el rotor (12) o el propulsor se corresponden con el estator (14), respectivamente.
  6. 6. La maquina electrica de accionamiento directo segun una cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3, en la que el rotor (12) y el estator (14) estan conformados para tener una forma de anillo.
  7. 7. La maquina electrica de accionamiento directo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende un generador de flujo transversal o un motor de flujo transversal.
  8. 8. La maquina electrica de accionamiento directo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende un generador de flujo longitudinal o un motor de flujo longitudinal.
  9. 9. La maquina electrica de accionamiento directo segun la reivindicacion 2, en la que el entrehierro (1, 2) entre el rotor (12) y el estator (14) se mantiene por flotabilidad, soportando los cojinetes el rotor por presion hidrostatica de fluido, y por un accionador sin cojinetes que mantiene el entrehierro (1, 2) mediante el control de una corriente aplicada a las bobinas de cada estator (14).
  10. 10. La maquina electrica de accionamiento directo segun la reivindicacion 9, en la que como generador o motor:
    una parte fija en forma de anillo llena de un fluido esta dispuesta de manera fija en una estructura fija; una pieza giratoria en forma de anillo esta dispuesta concentricamente dentro de la parte fija; un estator (14) esta dispuesto dentro de la parte fija;
    un rotor (12) esta dispuesto fuera de la parte giratoria en una ubicacion opuesta al estator (14); la parte fija esta llena del fluido para mantener el entrehierro (1, 2); y
    la parte giratoria esta conectada a los alabes del rotor (11) a traves de una parte conexion que se extiende hacia el exterior de la parte fija.
  11. 11. La maquina electrica de accionamiento directo segun la reivindicacion 10, en la que el alabe de rotor (11) esta dispuesto en una circunferencia exterior de la parte fija de tal manera que la parte giratoria esta conectada al alabe de rotor (11) a traves de la parte de conexion que se extiende hacia la circunferencia exterior de la parte fija.
  12. 12. La maquina electrica de accionamiento directo segun la reivindicacion 10, en la que el alabe de rotor (11) esta dispuesto en una circunferencia interior de la parte fija de tal manera que la parte giratoria esta conectada al alabe
    de rotor (11) a traves de la parte de conexion que se extiende hacia la circunferencia interior de la parte fija.
  13. 13. La maquina electrica de accionamiento directo segun la reivindicacion 1, en la que la pluralidad de modulos esta configurada por separado para llevar a cabo de forma independiente una funcion y una operacion, respectivamente.
    5
  14. 14. La maquina electrica de accionamiento directo segun la reivindicacion 3, en la que la bobina tiene una estructura en forma de pista de carreras.
  15. 15. La maquina electrica de accionamiento directo segun la reivindicacion 3, que comprende una maquina electrica 10 lineal que comprende un propulsor y un estator (14).
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Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9564786B2 (en) * 2011-01-05 2017-02-07 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine generator with fluid film bearing units
JP5812320B2 (ja) * 2011-01-18 2015-11-11 独立行政法人交通安全環境研究所 磁石体
ITBO20110673A1 (it) * 2011-11-24 2013-05-25 Samp Spa Con Unico Socio Generatore elettrico per un generatore eolico
EP2645536B1 (en) * 2012-03-30 2020-01-08 GE Renewable Technologies Wind B.V. Permanent magnet rotor
CN104953780A (zh) * 2012-08-03 2015-09-30 埃塞克科技有限公司 模块化旋转横向磁通发电机
US9698633B2 (en) * 2012-08-31 2017-07-04 Leantec Motor Gmbh Electromechanical transducer
EP2728712A1 (en) * 2012-10-31 2014-05-07 Openhydro IP Limited A power generator for a hydro turbine
JP6134126B2 (ja) * 2012-11-20 2017-05-24 株式会社東芝 回転電機及び車輌
CN102938603B (zh) * 2012-11-26 2015-04-22 江苏大学 模块化c型定子铁芯的圆筒型永磁直线电机
EP2802062A1 (en) 2013-05-08 2014-11-12 Phase Motion Control S.p.A. An electric generator for a wind power generator
JP6139353B2 (ja) * 2013-09-20 2017-05-31 株式会社東芝 回転電機、電動機、機械、発電機及び発電装置
GB2522021B (en) * 2014-01-08 2018-02-07 Protean Electric Ltd A rotor for an electric motor or generator
WO2016030168A1 (en) * 2014-08-28 2016-03-03 Pascal Chretien Electromagnetic distributed direct drive for aircraft
US9906111B2 (en) * 2014-10-21 2018-02-27 Xiuhong Sun Fine element magnet array
GB2545627B (en) * 2015-10-16 2021-04-21 Yasa Ltd Axial flux machine arrangement
WO2018158604A1 (en) * 2017-03-03 2018-09-07 Ge Renewable Technologies Salient pole machine
FR3064837B1 (fr) * 2017-04-03 2020-01-17 Moving Magnet Technologies Rotor pour machine electrique a aimants permanents internes
JP6447662B2 (ja) 2017-05-09 2019-01-09 ダイキン工業株式会社 電動機システムおよびそれを備えたターボ圧縮機
CN107013410B (zh) * 2017-06-07 2023-08-11 曲阜师范大学 一种垂直轴永磁直驱风力发电机及其控制方法
TWI658682B (zh) * 2017-09-29 2019-05-01 煊銘國際股份有限公司 模組式發電裝置
EP3477820B1 (de) 2017-10-26 2021-02-24 Jan-Dirk Reimers Elektrische ringmaschine für den umrichterbetrieb
EP3503358A1 (de) 2017-12-21 2019-06-26 Jan-Dirk Reimers Baukasten für eine elektrische ringmaschine
KR102069579B1 (ko) * 2018-02-12 2020-01-23 엘지전자 주식회사 회전축의 하중 부담을 경감시키기 위한 모터 구동 장치
US20190300165A1 (en) * 2018-03-28 2019-10-03 Airborne Motors, Llc Self propelled thrust-producing controlled moment gyroscope
DE102018109158A1 (de) * 2018-04-17 2019-10-17 Wobben Properties Gmbh Generator einer Windenergieanlage und Windenergieanlage mit selbigem
KR20210116532A (ko) 2019-01-20 2021-09-27 에어본 모터스, 엘엘씨 의료용 안정기 하니스 방법 및 장치
CN110545010B (zh) * 2019-01-20 2024-05-31 深圳市实能高科动力有限公司 无轴承电机和安装有无轴承电机的铁路货车车厢
WO2021000184A1 (zh) * 2019-06-30 2021-01-07 瑞声声学科技(深圳)有限公司 振动电机
US11289985B2 (en) * 2019-08-09 2022-03-29 Hamilton Sundstrand Corporation Dual stator machine with a rotor magnet set configured to minimize flux leakage
US11264850B2 (en) * 2019-09-05 2022-03-01 Nidec Motor Corporation Laminated rotor having deflecting magnet retaining prongs and support posts for the prongs
CN110556994B (zh) * 2019-09-16 2025-05-02 续新技术电器(深圳)有限公司 电机
WO2021052564A1 (en) * 2019-09-17 2021-03-25 Kone Corporation Linear rotor for an electric linear motor, electric linear motor and elevator
KR102696292B1 (ko) * 2020-01-08 2024-08-20 엘지마그나 이파워트레인 주식회사 회전 전기 기기의 스테이터
US12546287B2 (en) 2020-02-28 2026-02-10 Airborne Motorworks Inc. Sound vibration and friction limiting turbine generator gyroscope method and apparatus
CN111404290B (zh) * 2020-03-12 2021-08-03 华中科技大学 一种集中绕组横向磁通永磁同步电机
US11923733B2 (en) * 2020-08-28 2024-03-05 Quantentech Limited High efficiency high density motor and generator with multiple airgaps
CN112511055B (zh) * 2020-10-21 2022-02-22 南京航空航天大学 一种集中绕组无轴承交替极电机的减小悬浮力脉动的方法
EP4089893A1 (en) * 2021-05-10 2022-11-16 General Electric Renovables España S.L. Armature assemblies for generators and assembly methods
US11641151B2 (en) * 2021-05-11 2023-05-02 Aac Microtech (Changzhou) Co., Ltd. Linear vibration motor with elastic members with brackets, foams and damping glue
KR20230001455U (ko) 2022-01-10 2023-07-18 두산에너빌리티 주식회사 직접구동식 풍력발전기
US12264649B2 (en) * 2023-03-06 2025-04-01 Clifford J. Mcilvaine Single and twin turbine fluid stream energy collection and conversion devices
DE102024207935A1 (de) 2024-08-20 2026-02-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zum Betreiben eines Elektromotors
CN121618810A (zh) * 2026-02-02 2026-03-06 精基科技有限公司 永磁悬挂式提升机电机定转子装配与气隙保持系统及方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5334899A (en) * 1991-09-30 1994-08-02 Dymytro Skybyk Polyphase brushless DC and AC synchronous machines
JPH09232164A (ja) * 1996-02-22 1997-09-05 Meidensha Corp 三角配置三脚鉄心形三相変圧器
DE10039466A1 (de) * 2000-05-05 2001-11-08 Bosch Gmbh Robert Unipolar-Transversalflußmaschine
JP2002101610A (ja) * 2000-09-20 2002-04-05 Toshiba Corp 磁気ディスク装置及びモータ
DE10140303A1 (de) * 2001-08-16 2003-02-27 Bosch Gmbh Robert Unipolar-Transversalflußmaschine
JP3935702B2 (ja) * 2001-10-12 2007-06-27 三菱重工業株式会社 風力発電装置
US6879080B2 (en) 2002-01-30 2005-04-12 Ramon A. Caamano High frequency electric motor or generator including magnetic cores formed from thin film soft magnetic material
KR100426616B1 (ko) * 2002-04-25 2004-04-14 한국과학기술연구원 베어링리스 리니어 모터
DE10255745A1 (de) * 2002-11-28 2004-06-17 Jörck, Hartmut Direkt angetriebene Windenergieanlage mit im Generator integriertem Lager
US20060192453A1 (en) * 2003-05-27 2006-08-31 Gieras Jacek F Modular transverse flux motor with integrated brake
FI117458B (fi) * 2004-05-27 2006-10-13 Abb Oy Sähkökoneen roottori
JP4543793B2 (ja) * 2004-07-09 2010-09-15 株式会社デンソー 交流モータおよびその制御装置
DE102004039180A1 (de) * 2004-08-12 2006-02-23 Robert Bosch Gmbh Hauptelement für eine elektrische Maschine
KR100616614B1 (ko) * 2004-08-30 2006-08-28 삼성전기주식회사 전기모터
DE102005020952A1 (de) * 2005-05-04 2006-11-16 Bosch Rexroth Aktiengesellschaft Phasenmodul für eine Transversalflussmaschine
DE102006019533B4 (de) 2006-04-27 2007-12-13 Joachim-Andreas Wozar Hydrostatische Führungsvorrichtung sowie Kanüle hierfür
KR100860606B1 (ko) * 2006-12-28 2008-09-26 한국전기연구원 내전형 영구자석 여자 횡자속 전동기

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