ES2973063T3 - Bastidor de soporte de estator y estator - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere a un marco de soporte de estator y a un estator. El bastidor de soporte del estator se aplica en un motor de gran diámetro y comprende: un eje del estator que se puede conectar coaxialmente a un eje fijo de un motor; un conjunto de soporte dispuesto coaxialmente en la periferia del eje del estator; un anillo de estator conectable a un núcleo de hierro de estator del motor, en el que el anillo de estator comprende dos o más secciones de anillo de estator curvadas dispuestas continuamente en una dirección circunferencial del mismo, y las dos o más secciones de anillo de estator curvadas están proporcionadas coaxialmente en la periferia del conjunto de soporte. En el marco de soporte del estator, un anillo de estator que se puede conectar a un núcleo de hierro del estator de un motor está dividido en dos o más secciones de anillo de estator dispuestas en una dirección circunferencial, de manera que el tamaño exterior máximo de la sección de anillo de estator se puede controlar para que esté dentro de límites de transporte, resolviendo así el problema en el que es difícil el transporte de un bastidor de soporte del estator de un motor de gran diámetro. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Bastidor de soporte de estator y estator
CAMPO TÉCNICO
[0001]La presente divulgación se refiere a un campo técnico de los motores eléctricos y, en particular, a un soporte de estator y a un estator.
ANTECEDENTES
[0002]A medida que la potencia de una sola máquina de un grupo electrógeno eólico se hace cada vez mayor, el diámetro exterior de un motor eléctrico se hace cada vez mayor. Si el diámetro exterior de un motor eléctrico de gran diámetro supera un valor límite de transporte por carretera, por ejemplo, superior a 5 m, aumentarán la dificultad de transporte y el coste del motor eléctrico. El documento US20150176571A1 proporciona una máquina eléctrica rotativa de turbina eólica que incluye una parte activa que tiene una pluralidad de segmentos activos axiales dispuestos alrededor de un eje de rotación, y una estructura tubular, que se extiende alrededor del eje de rotación, soporta los segmentos activos, y se divide en una pluralidad de primeros sectores. Los radios de unión se conectan a la estructura tubular y al manguito mediante rótulas.
[0003]El documento US9793766B2 proporciona un conjunto estator que incluye un bastidor estator y una estructura transversal. El bastidor de estator puede incluir segmentos de bastidor. Los bordes del bastidor de estator podrían extenderse de tal manera que, cuando la estructura transversal esté montada/unida a los segmentos de estator, todo el bastidor de estator rodee completamente la estructura transversal.
[0004]El documento US20180375407A1 proporciona un elemento de soporte para un soporte de un generador anular. Varios elementos de soporte se montan sobre una superficie generadora y dicho soporte está diseñado con un anillo de soporte circunferencial exterior para la fijación de un bobinado y con una brida de soporte circunferencial interior para la fijación de un pasador para la conexión a una bancada.
SUMARIO
[0005]El objeto de la presente divulgación es proporcionar un soporte de estator y un estator; el soporte de estator puede al menos disponer un anillo de estator conectado con un núcleo de hierro de estator de un motor eléctrico en segmentos en una dirección circunferencial para facilitar el transporte.
[0006]La invención se define por las reivindicaciones adjuntas. La descripción que sigue está sujeta a esta limitación. Cualquier divulgación que quede fuera del ámbito de dichas reivindicaciones sólo tiene fines ilustrativos y comparativos.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
[0007]La presente divulgación puede comprenderse mejor a partir de la siguiente descripción de las realizaciones específicas de la presente divulgación junto con los dibujos; y los signos de referencia iguales o similares indican características iguales o similares.
La figura 1 muestra una vista esquemática estructural de un soporte de estator según una realización de la presente divulgación;
La figura 2 muestra una vista esquemática estructural de un segmento anular de estator en el soporte de estator mostrado en la figura 1;
La figura 3 muestra una vista esquemática estructural de una placa base en el soporte de estator mostrado en la figura 1;
La figura 4 muestra una vista esquemática estructural de un árbol de estator y un conjunto de soporte en el soporte de estator mostrado en la figura 1;
La figura 5 muestra una vista esquemática estructural de otro segmento de anillo de estator en el soporte de estator mostrado en la figura 1;
La figura 3 muestra una vista esquemática estructural de una placa base en el soporte de estator mostrado en la figura 1;
La figura 4 muestra una vista esquemática estructural de un árbol de estator y un conjunto de soporte en el soporte de estator mostrado en la figura 1;
La figura 5 muestra una vista esquemática estructural de otro segmento de anillo de estator en el soporte de estator mostrado en la figura 1;
La figura 6 muestra una vista esquemática en sección longitudinal del árbol de estator y del conjunto de soporte mostrado en la figura 4;
La figura 7 muestra una vista esquemática estructural despiezada de un árbol de estator y un conjunto de soporte en otro soporte de estator proporcionado por una realización de la presente divulgación;
La figura 8 muestra una vista esquemática estructural de un estator según una realización de la presente divulgación.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
[0008]La siguiente descripción de las realizaciones es meramente para proporcionar una mejor comprensión de la presente divulgación mostrando ejemplos de la presente divulgación. En los dibujos y en la siguiente descripción no se muestran estructuras y tecnologías bien conocidas para evitar que la presente divulgación resulte innecesariamente oscura.
[0009]Para comprender mejor la presente divulgación, a continuación, se describirán en detalle un soporte de estator y un estator proporcionados por algunas realizaciones de la presente divulgación en conjunción con la figura 1 a la figura 8.
[0010]Refiriéndose a la figura 1, el soporte de estator 10 es proporcionado por una realización de la presente divulgación. El soporte de estator 10 se aplica a un motor eléctrico de gran diámetro. El soporte de estator 10 incluye un árbol de estator 1, un conjunto de soporte 2 y un anillo de estator 3.
[0011]El árbol de estator 1 puede conectarse coaxialmente a un árbol de fijación del motor eléctrico; el árbol de estator 1 se forma generalmente mediante un proceso de mecanizado después de adoptar un material de acero para la fundición integral.
[0012]El conjunto de soporte 2 está dispuesto coaxialmente en una circunferencia exterior del árbol de estator 1 para mejorar la capacidad de soporte del árbol de estator 1.
[0013]El anillo de estator 3 puede conectarse a un núcleo de hierro de estator del motor eléctrico; el anillo de estator 3 incluye dos o más segmentos de anillo de estator 31 distribuidos continuamente en una dirección circunferencial propia, cada uno de los segmentos de anillo de estator 31 tiene forma de sector, y los dos o más segmentos de anillo de estator 31 están dispuestos coaxialmente en una circunferencia exterior del conjunto de soporte 2.
[0014]El anillo de estator 3 se forma generalmente mediante un proceso de mecanizado después de adoptar el material de acero para la fundición integral o la soldadura. Una vez fabricado el anillo de estator 3 en un lugar de procesamiento, puede dividirse en dos o más, por ejemplo 6, segmentos de anillo de estator 31 en la dirección circunferencial mediante corte por láser o similar, y un ángulo circunferencial ocupado por cada uno de los segmentos de anillo de estator 31 es de 60°.
[0015]Con el fin de garantizar un requisito de proceso de impregnación a presión de vacío de un conjunto de bobinado de estator dispuesto en el núcleo de hierro de estator, una dimensión de contorno máxima de cada uno de los segmentos de anillo de estator 31, es decir, una dimensión de una longitud de cuerda máxima necesita ser menor que una dimensión de un diámetro interior de un tanque de inmersión en pintura en la fábrica. Por otra parte, la dimensión de la longitud de cuerda máxima de cada uno de los segmentos del anillo de estator 31 se controla dentro del valor límite de transporte. Por ejemplo, la dimensión de la longitud de cuerda máxima de cada uno de los segmentos del anillo de estator 31 es inferior a 4,5 m, lo que resulta conveniente para transportar dos o más segmentos del anillo de estator 31 desde el lugar de procesamiento hasta el lugar de montaje. En el soporte de estator 10 proporcionado por las realizaciones de la presente divulgación, al menos el anillo de estator 3 conectado con el núcleo de hierro de estator del motor eléctrico se divide en dos o más segmentos de anillo de estator 31 en la dirección circunferencial, de modo que la dimensión de contorno máxima de cada uno de los segmentos de anillo de estator puede controlarse dentro del valor límite de transporte, resolviendo así el difícil problema de transporte del soporte de estator 10 del motor eléctrico de gran diámetro.
[0016]Una estructura específica del soporte de estator 10 se describirá con más detalle a continuación con referencia a los dibujos.
[0017]Haciendo referencia a las figuras 1 a 3 conjuntamente, el soporte de estator incluye además un conjunto de conexión 4, y dos segmentos de anillo de estator adyacentes 31 están fijados entre sí en la dirección circunferencial por el conjunto de conexión 4.
[0018]Específicamente, dos extremos de cada uno de los segmentos de anillo de estator 31 en la dirección circunferencial propia respectivamente tienen dos caras de conexión 311, y cada una de las caras de conexión 311 está provista de un primer orificio pasante H1 que penetra en una dirección axial. El número de los primeros orificios pasantes H1 puede ser dos o más.
[0019]El conjunto de conexión 4 incluye una placa base 41 y un elemento de fijación (no mostrado en los dibujos). La placa base 41 está unida a dos caras de conexión adyacentes 311 de los dos segmentos de anillo de estator adyacentes 31 en al menos un lado de en la dirección axial, se forman en la placa base 41 segundos orificios pasantes H2 correspondientes a posiciones de los primeros orificios pasantes H1 de las dos caras de conexión adyacentes 311, y el número de los segundos orificios pasantes H2 puede ser cuatro o más. El elemento de fijación puede pasar a través de los segundos orificios pasantes H2 y los primeros orificios pasantes H1 para conectar la placa base 41 con dos segmentos de anillo de estator 31 adyacentes.
[0020] Opcionalmente, dos placas base 41 se fijan respectivamente a las dos caras de conexión adyacentes 311 correspondientes a dos lados en la dirección axial de los dos segmentos de anillo de estator adyacentes 31, a fin de mejorar la resistencia de conexión de los dos segmentos de anillo de estator adyacentes 31 en la dirección circunferencial.
[0021] Para facilitar el montaje y desmontaje del soporte de estator 10, el árbol de estator 1 y/o los segmentos anulares de estator 31 están conectados de forma desmontable al conjunto de soporte 2. En este caso, el conjunto de soporte 2 incluye dos o más brazos de conexión 21 distribuidos de forma radiante en la circunferencia exterior del árbol de estator 1.
[0022] Refiriéndose a la figura 2 y figura 4 juntas, los segmentos del anillo de estator 31 están conectados de forma desmontable al conjunto de soporte 2, y opcionalmente, el número de los segmentos del anillo de estator 31 y el número de brazos de conexión 21 son iguales, por ejemplo, cada uno de los números es 6. Cada uno de los segmentos de anillo de estator 31 está provisto de primeras porciones de extensión 312, las primeras porciones de extensión 312 están respectivamente dispuestas en dos extremos de cada uno de los segmentos de anillo de estator 31 en la dirección circunferencial propia; cada uno de los brazos de conexión 21 está provisto de una primera porción de conexión 211, y dos primeras porciones de extensión 312 adyacentes de dos segmentos de anillo de estator 31 adyacentes coinciden con la primera porción de conexión 211, de modo que cada dos segmentos de anillo de estator 31 adyacentes están conectados de forma desmontable a uno de los brazos de conexión 21.
[0023] En algunas realizaciones, las primeras porciones de extensión 312 forman una primera estructura convexa que sobresale hacia la primera porción de conexión 211 que forma una primera estructura cóncava que coincide con la primera estructura convexa; dos primeras estructuras convexas adyacentes están dispuestas para ser insertadas en la primera estructura cóncava, con el fin de conectar de forma desmontable los dos segmentos de anillo de estator 31 a uno de los brazos de conexión 21.
[0024] Para mejorar la fuerza de conexión entre las primeras porciones de extensión 312 y la primera porción de conexión 211, dos primeras porciones de extensión 312 adyacentes y la primera porción de conexión 211 también pueden estar conectadas entre sí por el elemento de fijación.
[0025] Refiriéndose a la figura 5, en algunas realizaciones, el número de los segmentos del anillo de estator 31 es menor que el número de los brazos de conexión 21, por ejemplo, el número de los segmentos del anillo de estator 31 es 3 y el número de los brazos de conexión 21 es 6. Además de las primeras porciones de extensión 312 dispuestas en los dos extremos de cada uno de los segmentos de anillo de estator 31 en la dirección circunferencial, cada uno de los segmentos de anillo de estator 31 puede estar provisto además de una segunda porción de extensión 313 dispuesta para estar espaciada de las primeras porciones de extensión 312, y la segunda porción de extensión 313 se empareja con la primera porción de conexión 211 de cada uno de los brazos de conexión 21. Para mejorar la versatilidad de los brazos de conexión 21, una dimensión de la segunda porción de extensión 313 en la dirección circunferencial y una dimensión de la segunda porción de extensión 313 en la dirección radial son las mismas que una dimensión de las dos primeras porciones de extensión 312 adyacentes en la dirección circunferencial y una dimensión de las dos primeras porciones de extensión 312 adyacentes en la dirección radial respectivamente, y una forma de conexión desmontable entre la segunda porción de extensión 313 y uno de los brazos de conexión 21 es similar a una forma de conexión desmontable entre las primeras porciones de extensión 312 y uno de los brazos de conexión 21, y no se repetirá aquí.
[0026] Refiriéndose a la figura 6, una brida interior 13 está dispuesta en un extremo del árbol de estator 1 en la dirección axial, un orificio roscado está formado en una cara extrema de la brida interior 13, y una estructura de brida correspondiente está dispuesta generalmente en una circunferencia exterior del árbol de fijación, y el árbol de estator 1 está conectado coaxialmente con el árbol de fijación a través de la brida interior 13.
[0027] En referencia a la figura 7, para poder transportar el soporte de estator 10 con un diámetro mayor, el árbol de estator 1 está conectado de forma desmontable con el conjunto de soporte 2, el árbol de estator 1 incluye un cuerpo en forma de cilindro 11 y dos o más porciones de fijación 12 dispuestas en una circunferencia exterior del cuerpo en forma de cilindro 11, y los dos o más brazos de conexión 21 están conectados a las dos o más porciones de fijación 12 en una correspondencia de uno a uno.
[0028] Dado que el conjunto de soporte 2 está conectado de forma desmontable con el árbol de estator 1, varios brazos de conexión 21 del árbol de estator 1 y el conjunto de soporte 2 pueden transportarse por separado, de modo que una dimensión máxima del árbol de estator 1 y una dimensión máxima del brazo de conexión 21 pueden controlarse dentro del valor límite de transporte, y una dimensión de diámetro del árbol de estator 1 también puede hacerse mayor para satisfacer los requisitos de funcionamiento.
[0029] Específicamente, los brazos de conexión 21 tienen respectivamente segundas porciones de conexión 212 orientadas hacia las porciones de fijación 12, y las porciones de fijación están respectivamente emparejadas con las segundas porciones de conexión 212, de modo que el árbol de estator 1 está conectado de forma desmontable a dos o más brazos de conexión 21.
[0030] En algunas realizaciones, cualquiera de la porción de fijación 12 y la segunda porción de conexión 212 puede apilarse con la otra, y el elemento de fijación pasa a través de la porción de fijación 12 y la segunda porción de conexión 212 para conectar de forma separable el árbol de estator 1 a los brazos de conexión 21.
[0031] En algunas realizaciones, cualquiera de la porción de fijación 12 y la segunda porción de conexión 212 puede formar una segunda estructura convexa que sobresalga hacia la otra, y la otra puede formar una segunda estructura cóncava que coincida con la segunda estructura convexa; la segunda estructura convexa está dispuesta para insertarse en la segunda estructura cóncava, a fin de conectar de forma desmontable los dos segmentos de anillo de estator 31 a uno de los brazos de conexión 21.
[0032] Para mejorar la fuerza de conexión entre la porción de fijación 12 y la segunda porción de conexión 212, la porción de fijación 12 y la segunda porción de conexión 212 también pueden estar conectadas entre sí por el elemento de fijación.
[0033] Además, como se muestra en la figura 2, se forma una ranura de fijación 314 rebajada hacia dentro en un lado del segmento de anillo de estator 31 alejado del brazo de conexión 21 en la dirección radial, y el segmento de anillo de estator 31 se conecta a un segmento de núcleo de hierro de estator dispuesto en segmentos a través de la ranura de fijación 314. La ranura de fijación 314 puede ser, por ejemplo, pero no exclusivamente, una ranura de cola de milano.
[0034] Así, en el soporte de estator 10 proporcionado por las realizaciones de la presente divulgación, el árbol de estator 1 y/o los segmentos de anillo de estator 31 están conectados de forma desmontable a los brazos de conexión 21 del conjunto de soporte 2, los brazos de conexión 21, el árbol de estator 1 y los segmentos de anillo de estator 31 del soporte de estator 10 pueden diseñarse de forma modular, de modo que se mejore la precisión de procesamiento de cada uno de los componentes modulares, de modo que se favorezca la reducción de costes.
[0035] Refiriéndose a la figura 8, el estator es proporcionado por las realizaciones de la presente divulgación. El estator incluye cualquier soporte de estator 10 descrito anteriormente, el núcleo de hierro de estator 20 y el conjunto de bobinado de estator (no mostrado en los dibujos).
[0036] El núcleo de hierro de estator 20 está conectado de forma desmontable a una circunferencia exterior del anillo de estator 3 del soporte de estator 10, y el núcleo de hierro de estator 20 incluye dos o más segmentos de núcleo de hierro de estator 201 distribuidos en la dirección circunferencial propia. Los segmentos del núcleo de hierro de estator 201 están hechos generalmente de chapas de acero al silicio laminado, y cada uno de los segmentos del núcleo de hierro de estator 201 está dispuesto respectivamente y de forma correspondiente en la circunferencia exterior de los segmentos del anillo de estator 31.
[0037] El conjunto de bobinado de estator incluye dos o más segmentos del conjunto de bobinado de estator distribuidos en la dirección circunferencial propia, y los segmentos del conjunto de bobinado de estator están dispuestos en los segmentos del núcleo de hierro 201 de estator.
[0038] El estator proporcionado por las realizaciones de la presente divulgación adopta el soporte de estator 10 como se ha descrito anteriormente, lo que puede mejorar la conveniencia de transportar el soporte de estator 10 del motor eléctrico con un diámetro mayor.
[0039] Los expertos en la materia deben entender que las realizaciones mencionadas anteriormente son ilustrativas y no limitadas.
Claims (10)
1. Un soporte de estator (10), para ser aplicado a un motor eléctrico de gran diámetro, en el que el soporte de estator (10) comprende
un árbol de estator (1), conectable coaxialmente a un árbol de fijación del motor eléctrico;
un conjunto de soporte (2), dispuesto coaxialmente en una circunferencia exterior del árbol de estator (1);
un anillo de estator (3), conectable a un núcleo de hierro de estator (20) del motor eléctrico, en el que el anillo de estator (3) comprende dos o más segmentos de anillo de estator (31) distribuidos continuamente en una dirección circunferencial propia, cada uno de los segmentos de anillo de estator (31) tiene forma de sector, y los dos o más segmentos de anillo de estator (31) están dispuestos coaxialmente en una circunferencia exterior del conjunto de soporte (2);
en el que el conjunto de soporte (2) comprende dos o más brazos de conexión (21) distribuidos radialmente en la circunferencia exterior del árbol de estator (1);
en el que los segmentos anulares de estator (31) están conectados de forma desmontable al conjunto de soporte (2); caracterizado por que dos extremos de cada uno de los segmentos anulares de estator (31) están respectivamente provistos de dos primeras porciones de extensión (312) que se extienden radialmente hacia dentro, y un extremo exterior de cada uno de los brazos de conexión (21) está provisto de una primera porción de conexión (211), y dos primeras porciones de extensión adyacentes (312) de dos segmentos anulares de estator adyacentes (31) coinciden con la primera porción de conexión (211).
2. El soporte de estator (10) según la reivindicación 1, en el que el soporte de estator (10) comprende además un conjunto de conexión (4), y dos segmentos de anillo de estator adyacentes (31) están fijados entre sí en la dirección circunferencial a través del conjunto de conexión (4).
3. El soporte de estator (10) según la reivindicación 2, en el que dos extremos de cada uno de los segmentos de anillo de estator (31) en la dirección circunferencial propia respectivamente tienen dos caras de conexión (311), y cada una de las caras de conexión (311) está provista de un primer orificio pasante (H1) que penetra en una dirección axial;
el conjunto de conexión (4) comprende
una placa base (41), fijada a dos caras de conexión adyacentes (311) de los dos segmentos adyacentes del anillo de estator (31) por al menos un lado en la dirección axial, en la que se forman en la placa base (41) segundos orificios pasantes (H2) correspondientes a posiciones de los primeros orificios pasantes (H1) de las dos caras de conexión adyacentes (311); y
un elemento de fijación, que pasa a través de los segundos orificios pasantes (H2) y los primeros orificios pasantes (H1) para conectar la placa base (41) con dos segmentos adyacentes del anillo de estator (31).
4. El soporte de estator (10) según la reivindicación 1, en el que el árbol de estator (1) y/o los segmentos anulares de estator (31) están conectados de forma desmontable al conjunto de soporte (2).
5. El soporte de estator (10) según la reivindicación 1, en el que el número de los segmentos de anillo de estator (31) es menor que el número de los brazos de conexión (21), y cada uno de los segmentos de anillo de estator (31) está provisto además de una segunda porción de extensión (313) dispuesta para estar separada de las primeras porciones de extensión (312), y la segunda porción de extensión (313) coincide con la primera porción de conexión (211).
6. El soporte de estator (10) según la reivindicación 1, en el que el árbol de estator (1) está conectado de forma desmontable al conjunto de soporte (2), el árbol de estator (1) comprende un cuerpo en forma de cilindro (11) y dos o más porciones de fijación (12) dispuestas en una circunferencia exterior del cuerpo en forma de cilindro (11), y dos o más brazos de conexión (21) están conectados respectivamente a dos o más porciones de fijación (12).
7. El soporte de estator (10) según la reivindicación 6, en el que los brazos de conexión (21) tienen respectivamente segundas porciones de conexión (212) orientadas hacia las porciones de fijación (12), y las porciones de fijación (12) están respectivamente emparejadas con las segundas porciones de conexión (212), de modo que el árbol de estator (1) está conectado de forma desmontable a los dos o más brazos de conexión (21).
8. El soporte de estator (10) según la reivindicación 1, en el que una brida interior (13) está dispuesta en un extremo del árbol de estator (1) en dirección axial, y el árbol de estator (1) está conectado coaxialmente con el árbol de fijación a través de la brida interior (13).
9. El soporte de estator (10) según la reivindicación 1, en el que una ranura de fijación (314) rebajada hacia dentro está formada en un lado de cada uno de los segmentos del anillo de estator (31) alejados de los brazos de conexión (21) en dirección radial.
10. Un estator, que comprende
el estator (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-9;
el núcleo de hierro de estator (20), unido de forma desmontable a una circunferencia exterior del anillo de estator (3) del soporte de estator (10), y que comprende dos o más segmentos de núcleo de hierro de estator (201) distribuidos en la dirección circunferencial propia; y
un conjunto de bobinado de estator, que comprende dos o más segmentos del conjunto de bobinado de estator distribuidos en la dirección circunferencial propia, en el que los segmentos del conjunto de bobinado de estator están dispuestos en los segmentos del núcleo de hierro de estator (201).
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