ES2568930T3 - Procedimiento para la fijación de imanes permanentes, que forman polos magnéticos, en el rotor de una máquina eléctrica, rotor y elemento moldeado para la fijación de los imanes permanentes - Google Patents

Procedimiento para la fijación de imanes permanentes, que forman polos magnéticos, en el rotor de una máquina eléctrica, rotor y elemento moldeado para la fijación de los imanes permanentes Download PDF

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ES2568930T3 ES07017625.0T ES07017625T ES2568930T3 ES 2568930 T3 ES2568930 T3 ES 2568930T3 ES 07017625 T ES07017625 T ES 07017625T ES 2568930 T3 ES2568930 T3 ES 2568930T3
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Abstract

Procedimiento para la fijación de imanes permanentes (25), que forman polos magnéticos, en una superficie de soporte (1) del rotor (2) de una máquina eléctrica, en el que un molde de fundición se forma mediante la colocación de un elemento moldeado (4) en la superficie de soporte (1), delimitándose en un lado la cavidad de molde del molde de fundición formado mediante la superficie de soporte (1), disponiéndose un imán permanente (25) en una posición deseada en el molde de fundición formado y llenándose el molde de fundición formado con un adhesivo curable, llenando el adhesivo espacios intermedios, formados entre el imán permanente (25) y la pared de la cavidad de molde para pegar el imán permanente (25) a la superficie de soporte (1), caracterizado por que el imán permanente (25) se inserta en el molde de fundición formado para facilitar la disposición en la posición después de colocarse el elemento moldeado (4) en la superficie de soporte (1) y se sujeta respecto a la superficie de soporte (1).

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento para la fijacion de imanes permanentes, que forman polos magneticos, en el rotor de una maquina electrica, rotor y elemento moldeado para la fijacion de los imanes permanentes
La invencion se refiere a un procedimiento para la fijacion de imanes permanentes, que forman polos magneticos, en una superficie de soporte del rotor de una maquina electrica, en el que un molde de fundicion se forma mediante la colocacion de un elemento moldeado en la superficie de soporte, delimitandose en un lado la cavidad de molde del molde de fundicion formado mediante la superficie de soporte, disponiendose un iman permanente en una posicion deseada en el molde de fundicion formado y llenandose el molde de fundicion formado con un adhesivo curable, llenando el adhesivo espacios intermedios, formados entre el iman permanente y la pared de la cavidad de molde, para pegar el iman permanente a la superficie de soporte.
La fijacion en posicion exacta y segura de imanes permanentes en el rotor de maquinas electricas excitadas permanentemente, en particular su fijacion por pegado, resulta muy complicada. Los imanes permanentes no se pueden manipular facilmente debido a las altas fuerzas de atraccion entre los imanes permanentes y el rotor.
Un procedimiento del tipo mencionado al inicio es conocido por el documento US2002/0158532A1. Para la fijacion de los imanes permanentes en el rotor esta previsto un molde de fundicion de resina cilmdrico, en cuyo lado exterior se disponen los imanes permanentes y se sujetan mediante un mecanismo de sujecion magnetico. Despues de disponerse los imanes permanentes en el molde de fundicion de resina, el rotor, que presenta una pared circunferencial cilmdrica y una seccion de fondo que cierra el rotor en un lado, se coloca sobre el molde de fundicion de resina provisto de imanes y los espacios intermedios, formados entre el rotor y el molde de fundicion de resina, se llena con resina.
Otros procedimientos para la fijacion de imanes permanentes en el rotor de maquinas electricas son conocidos, por ejemplo, por los documentos DE3913618A1, EP0410048B1 y EP1473816A1.
La invencion tiene el objetivo de crear un procedimiento que simplifique una union en posicion exacta y segura de imanes permanentes con los rotores de maquinas electricas.
El procedimiento segun la invencion, que consigue este objetivo, esta caracterizado por que el iman permanente se inserta en el molde de fundicion formado para simplificar la disposicion en la posicion deseada despues de colocarse el elemento moldeado en la superficie de soporte y se sujeta respecto a la superficie de soporte.
El molde de fundicion permite disponer de manera precisa el iman permanente en la posicion inicial, requerida para el pegado, y crear una union por adhesivo extremadamente estable.
El iman permanente se puede disponer en el molde de fundicion a una distancia de la pared de la cavidad de molde de tal modo que casi toda la superficie del iman permanente se cubre con el material adhesivo curado y el iman permanente queda protegido asf contra la corrosion. De manera correspondiente se pueden utilizar imanes de alta energfa muy propensos a la corrosion, pero extremadamente fuertes.
El adhesivo se introduce convenientemente por la parte inferior en un molde de fundicion, abierto por arriba, mediante la aplicacion de una ligera presion. El adhesivo puede subir a continuacion lentamente, evitandose la inclusion de burbujas de aire en el molde de fundicion, y el aire puede salir hacia arriba.
El iman permanente se inserta preferentemente por la parte superior en un molde de fundicion abierto por arriba. En una forma de realizacion preferida de la invencion, el iman permanente se ensambla a partir de piezas dentro del molde de fundicion mediante la insercion de las piezas en el molde de fundicion. Las piezas mas pequenas se pueden fabricar y manipular ventajosamente con mas facilidad que un iman completo de una sola pieza.
En una forma de realizacion particularmente preferida de la invencion, el elemento moldeado se fabrica a partir de un material magnetico suave y de este modo, la fuerza de atraccion, que esta dirigida hacia la superficie de soporte y actua sobre el iman permanente o las piezas, se reduce por retorno magnetico con el elemento moldeado. Al insertarse el iman permanente y las piezas en el molde de fundicion se generan solo fuerzas de friccion proporcionalmente pequenas por atraccion del iman permanente o de las piezas hacia la superficie de soporte.
En otra configuracion de la invencion se pueden disponer varias piezas, que se van a insertar en el molde de fundicion, sobre una via de deslizamiento de un dispositivo de insercion de manera desplazada entre sf en direccion de insercion en una posicion inicial para el proceso de insercion. El desplazamiento evita las fuerzas repulsivas entre las piezas, que impiden la disposicion sobre la via de deslizamiento.
En las posiciones iniciales se pueden disponer imanes de referencia que impiden por repulsion la disposicion de piezas en la posicion inicial con una polaridad incorrecta.
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El elemento moldeado se fija preferentemente en el rotor de manera pivotante alrededor de un eje de articulacion, de modo que se puede levantar de la superficie de soporte mediante pivotado y esto permite desmoldear el polo magnetico encapsulado.
En otra configuracion de la invencion, los imanes permanentes o las piezas se insertan al estar situado el elemento moldeado a una pequena distancia ajustable de la superficie de soporte y el elemento moldeado se coloca a continuacion en la superficie de soporte para sellar la cavidad de molde con una junta extruida. La pequena distancia respecto a la superficie de soporte facilita la insercion del iman permanente o de las piezas en la cavidad de molde que se encuentra abierta aun y proporciona asf mas juego.
En los imanes permanentes y en la superficie de soporte se pueden realizar ranuras, en las que puede fluir el adhesivo y/o circular el aire de escape. Esto facilita el llenado de las hendiduras y los espacios intermedios mencionados arriba y acorta el proceso de llenado.
El molde de fundicion se puede calentar para acelerar el curado del adhesivo en el molde de fundicion.
El adhesivo curable forma preferentemente un material de elasticidad permanente.
La invencion se explica en detalle a continuacion por medio de un ejemplo de realizacion y de los dibujos adjuntos que se refieren a este ejemplo de realizacion. Muestran:
Fig. 1 una parte de un anillo de rotor de una maquina sincronica, en la que esta instalado un dispositivo para la fijacion de imanes permanentes en el anillo de rotor, en representacion en perspectiva;
Fig. 2 un elemento moldeado, utilizado en el dispositivo de fijacion de la figura 1, visto en direccion al eje de giro del anillo de rotor;
Fig. 3 el elemento moldeado de la figura 2 en un corte transversal;
Fig. 4 el dispositivo de la figura 1 con un dispositivo de insercion instalado aqm, en representacion en
perspectiva; y
Fig. 5 una representacion separada del dispositivo de insercion de la figura 4 en una vista girada en 90° respecto a la vista de la figura 4.
En una superficie de soporte 1 de un anillo de rotor 2, representado por secciones en la figura 1, de una maquina sincronica se han de fijar imanes permanentes cuadrados 25 que forman de manera alterna un polo norte magnetico y un polo sur magnetico. Para la fijacion se utiliza un dispositivo 3 que permite fijar simultaneamente en total cuatro imanes de este tipo a una distancia tangencial predefinida entre sf en la superficie de soporte 1.
El dispositivo de fijacion 3 comprende un elemento moldeado 4 que se puede colocar en la superficie de soporte 1, que esta reforzado mediante nervios en su lado opuesto a la superficie de soporte 1 y que, como se explica mas adelante, forma moldes de fundicion junto con la superficie de soporte 1. El elemento moldeado 4 esta colocado de manera pivotante alrededor de un eje de giro 7 en un dispositivo de sujecion 8, unido al anillo de rotor 2. La distancia entre el elemento moldeado 4 y la superficie de soporte 1 se puede variar mediante tornillos de ajuste 9 y 10.
En la figura 2, que muestra el lado del elemento moldeado 4 dirigido hacia la superficie de soporte 1, se pueden observar cuatro compartimentos 11 para insertar respectivamente un iman permanente 25. Los imanes permanentes 25 estan formados por piezas 12, dispuestas en trece filas y cuatro columnas, de modo que en el ejemplo de realizacion en cuestion, cada iman permanente 25 esta ensamblado a partir de cincuenta y dos piezas 12.
Los compartimentos 11, abiertos hacia la superficie de soporte 1, estan cerrados solo en su lado inferior mediante una pared limitadora 14. En el lado superior se encuentran abiertos. En el fondo 22 de los compartimentos 11 esta previsto un revestimiento de teflon.
En la disposicion del elemento moldeado 4, mostrada en la figura 4, las piezas 12 se pueden insertar en cuatro camaras formadas por los compartimentos 11 y la pared de soporte 1 con ayuda de un dispositivo de insercion 15 accionado por motor. El dispositivo de insercion 15 presenta una via de deslizamiento 16 para ocho piezas en total. A traves de ventanas 17 en una tapa 20, las piezas se pueden disponer sobre la via de deslizamiento 16 en una posicion inicial para el proceso de insercion, estando desplazadas entre sf las posiciones iniciales en direccion de insercion para no impedir la disposicion de las piezas en la posicion inicial por repulsion mutua.
Una seccion inferior 18 del dispositivo de insercion 15 sirve para la union con el dispositivo de fijacion 3. Una corredera 19, accionada por motor, mueve las cuatro piezas 12, dispuestas en la posicion inicial, mediante elementos de arrastre 21 en direccion al elemento moldeado 4, sujetandose las piezas mediante la tapa 20 sobre la via de deslizamiento 16.
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En el ejemplo de realizacion en cuestion, en la periferia del anillo de rotor 2 se han de colocar en total 4992 piezas que forman iimanes permanentes o polos ensamblados a partir de cincuenta y dos piezas respectivamente. Para la colocacion simultanea en cada caso de cuatro imanes permanentes, el dispositivo de fijacion 3 se fija en la posicion requerida en el anillo de rotor 2 y se situa en la posicion pivotada que se muestra en las figuras 1 y 4. Mediante los tornillos de ajuste 9 y 10 es posible crear una distancia deseada entre el elemento moldeado 4 y la pared de soporte 1. En esta posicion de separacion, las piezas 12 se insertan en los compartimentos 11, a los que esta opuesta por su lado abierto la pared de soporte 1. En cada caso se pueden insertar a la vez ocho piezas en las camaras, formadas por los compartimentos 11 y la pared de soporte 1, con ayuda del dispositivo de insercion 15. Los imanes de referencia en el lado trasero de la via de deslizamiento 16 (no mostrada), que esta opuesto a las ventanas 17, garantizan que las piezas 12 se puedan disponer solo con la polaridad correcta en la posicion inicial sobre la via de deslizamiento 16.
La via de deslizamiento 16, formada por varias vfas individuales, no esta fabricada de un material magnetico suave. Por tanto, durante el avance de las piezas 12 sobre la via de deslizamiento no hay que superar fuerzas de friccion debido a la atraccion de las piezas hacia la via de deslizamiento. En la zona de transicion hacia los compartimentos 11 o las camaras estan formados topes 26, mediante los que las piezas 12 se alinean en una hilera recta para la entrada simultanea en las camaras. La alineacion se podna realizar tambien de manera alternativa o adicional al fabricarse una seccion extrema de la via de deslizamiento a partir de un material magnetico suave.
Al producirse la entrada en los compartimentos 11 o las camaras actuan grandes fuerzas de atraccion en direccion a la pared de soporte 1. Sin embargo, estas fuerzas de atraccion estan compensadas en gran medida por el hecho de que el elemento moldeado 4 esta fabricado de un material magnetico suave y, por tanto, hay un retorno magnetico hacia el elemento moldeado. En caso de una capacidad magnetica correspondiente del material del elemento moldeado se podna eliminar por completo la fuerza de atraccion en direccion a la superficie de soporte e incluso se podna generar una fuerza de atraccion en direccion al elemento moldeado. Como resultado de la reduccion de la fuerza de atraccion tampoco hay que superar grandes fuerzas de friccion, condicionadas por la fuerza de atraccion, durante la insercion de las piezas en las camaras.
Cuando la primera hilera de piezas avanza, las piezas hacen tope con las paredes limitadoras 14. Las hileras siguientes de cuatro piezas respectivamente hacen tope con las piezas insertadas antes.
Despues de ensamblarse cuatro imanes permanentes a partir de piezas mediante la insercion de las piezas en las camaras, el elemento moldeado 4 sigue descendiendo hasta la superficie de soporte 2 con ayuda de los tornillos de ajuste 9 y 10, sellando las juntas de elastomero (no mostradas) los moldes de fundicion formados por el elemento moldeado 4 y la pared de soporte. Las piezas cuadradas 12 descansan con dos cantos laterales contra la superficie de soporte 2 ligeramente redondeada, quedando una hendidura respectivamente entre las piezas y la superficie de soporte. Existen hendiduras tambien entre las superficies laterales de las piezas exteriores y los nervios 13, configurados con una forma ligeramente conica. Las superficies de fondo 22, revestidas de teflon, de los compartimentos 11 presentan tambien una pequena separacion respecto a los lados de las piezas 22, que estan opuestos a la superficie de soporte 1.
A traves de boquillas 24 en el lado inferior del elemento moldeado 4 se introduce ahora un adhesivo lfquido con una ligera presion. El adhesivo asciende lentamente en las columnas y los espacios intermedios mencionados. El ascenso del adhesivo se apoya mediante ranuras longitudinales, identificadas con el numero 23, en las piezas 12. A traves de las ranuras longitudinales se puede escapar tambien el aire que sale hacia arriba. En la superficie de soporte 1 pueden estar formadas ranuras que discurren en transversal a las ranuras 23. La introduccion del adhesivo finaliza cuando el nivel de adhesivo supera los extremos superiores de las piezas superiores.
El adhesivo se deja curar ahora. Este proceso se puede acelerar mediante el calentamiento del molde de fundicion, en particular del elemento moldeado 4.
Despues de la curacion, el elemento moldeado 4 se pivota alrededor del eje de giro 7 para el desmoldeo de los cuatro imanes permanentes 25. Los imanes permanentes estan pegados no solo a la superficie de soporte 1, sino integrados casi por completo en el adhesivo curado y protegidos contra la corrosion.
El desmoldeo resulta posible debido al revestimiento de teflon en el fondo 22 de los compartimentos 11 y debido a la aplicacion de un agente separador en los flancos de los nervios 13 y de la pared limitadora 14. El revestimiento de teflon garantiza que las piezas 12 se puedan deslizar de manera suave al introducirse en el molde de fundicion.
Para disponer las piezas 12 en la posicion inicial sobre la via de deslizamiento 16 se puede usar una herramienta en forma de matillo, cuya cabeza esta fabricada de un material magnetico suave con un revestimiento no magnetizable. El espesor del revestimiento se puede seleccionar de modo que se genere una fuerza de atraccion deseada entre la pieza y la cabeza de martillo.
Los polos magneticos, pegados a la superficie de soporte 1, se pueden asegurar adicionalmente contra la separacion mediante un elemento de sujecion u otra tapa adecuada.

Claims (15)

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    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para la fijacion de imanes permanentes (25), que forman polos magneticos, en una superficie de soporte (1) del rotor (2) de una maquina electrica, en el que un molde de fundicion se forma mediante la colocacion de un elemento moldeado (4) en la superficie de soporte (1), delimitandose en un lado la cavidad de molde del molde de fundicion formado mediante la superficie de soporte (1), disponiendose un iman permanente (25) en una posicion deseada en el molde de fundicion formado y llenandose el molde de fundicion formado con un adhesivo curable, llenando el adhesivo espacios intermedios, formados entre el iman permanente (25) y la pared de la cavidad de molde para pegar el iman permanente (25) a la superficie de soporte (1), caracterizado por que el iman permanente (25) se inserta en el molde de fundicion formado para facilitar la disposicion en la posicion despues de colocarse el elemento moldeado (4) en la superficie de soporte (1) y se sujeta respecto a la superficie de soporte (1).
  2. 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que el adhesivo se introduce por la parte inferior en el molde de fundicion abierto por arriba.
  3. 3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que el iman permanente (25) se inserta por la parte superior en el molde de fundicion abierto por arriba.
  4. 4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 3, caracterizado por que el iman permanente (25) se ensambla a partir de piezas (12) dentro del molde de fundicion mediante la insercion de las piezas (12) en el molde de fundicion.
  5. 5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el elemento moldeado (4) se fabrica a partir de un material magnetico suave y de este modo, la fuerza de atraccion, que esta dirigida hacia la superficie de soporte (1) y actua sobre el iman permanente (25) o las piezas (12), se reduce por retorno magnetico con el elemento moldeado (4).
  6. 6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el iman permanente (25) o las piezas se insertan en el molde de fundicion con ayuda de un dispositivo de insercion (15) accionado preferentemente por motor.
  7. 7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 6, caracterizado por que varias piezas (12), que se van a insertar en el molde de fundicion, se disponen sobre una via de deslizamiento (16) del dispositivo de insercion de manera desplazada entre sf en direccion de insercion en una posicion inicial para el proceso de insercion.
  8. 8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 6 o 7, caracterizado por que en las posiciones iniciales se disponen imanes de referencia que impiden por repulsion la disposicion de piezas en la posicion inicial con una polaridad incorrecta.
  9. 9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que el elemento moldeado (8) se fija en el rotor (2) de manera que puede pivotar alrededor de un eje de articulacion (7) y el elemento moldeado (4) se levanta para el desmoldeo, mediante pivotado, de la superficie de soporte y del iman permanente encapsulado (25).
  10. 10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que los imanes permanentes (25) o las piezas (12) se insertan al estar situado el elemento moldeado (4) a una pequena distancia de la superficie de soporte (1) y el elemento moldeado (4) se coloca finalmente en la superficie de soporte (1) mediante el accionamiento de un dispositivo de ajuste de distancia (9, 10) para sellar la cavidad del molde.
  11. 11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que el iman permanente (25) y/o la superficie de soporte (1) se proveen de ranuras (23), en las que puede fluir el adhesivo y/o circular el aire de escape.
  12. 12. Rotor (2) de una maquina electrica con una superficie de soporte (1), en la que estan colocados imanes permanentes (25) que forman polos magneticos, estando unidos los imanes permanentes (25) con la superficie de soporte (1) mediante un adhesivo curado introducido en un molde de fundicion, que aloja los imanes permanentes (25) y cuya cavidad de molde esta delimitada en un lado por la superficie de soporte (1), para llenar los espacios intermedios entre el iman permanente y la pared de la cavidad del molde, caracterizado por que los imanes permanentes (25) estan compuestos respectivamente de una pluralidad de piezas (12).
  13. 13. Elemento moldeado para la fijacion de imanes permanentes (25), que forman polos magneticos, en una superficie de soporte (1) de un rotor (2) de una maquina electrica, que esta previsto para formar mediante el apoyo en la superficie de soporte (1) un molde de fundicion, cuya cavidad de molde esta delimitada en un lado por la superficie de soporte (1), caracterizado por que el elemento moldeado (4) presenta para el alojamiento de los imanes permanentes (25) superficies (11) abiertas en su lado superior, de modo que el molde de fundicion, formado mediante la disposicion de elemento moldeado (4) en la superficie de soporte (1), queda abierto para insertar los imanes permanentes (25).
  14. 14. Elemento moldeado de acuerdo con la reivindicacion 13, caracterizado por que el elemento moldeado (4) esta fabricado de un material magnetico suave.
  15. 15. Elemento moldeado de acuerdo con la reivindicacion 13 o 14, caracterizado por que el elemento moldeado (4) 5 se puede fijar en el rotor (2) de manera que puede pivotar alrededor de un eje de articulacion (7) y el elemento
    moldeado se puede levantar para el desmoldeo, mediante pivotado, de la superficie de soporte (1) y del iman permanente encapsulado (25).
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