ES2302206T3 - Maquina electrica y elemento de anillo colector para una maquina electrica. - Google Patents
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Abstract
Máquina eléctrica con un estator (1, 1¿) y un rotor (2) que está posicionado en dos cojinetes (3, 3¿) de forma giratoria alrededor de su eje longitudinal (4, 4¿) y que presenta un devanado (5, 5¿) de rotor, estando dispuesto en un pivote (6, 6¿) de árbol de rotor, que sobresale de uno de los cojinetes (3, 3¿), un elemento (7, 7¿) de anillo colector que comprende un cuerpo (8, 8¿) de soporte, fabricado de un material aislante, con un taladro (9, 9¿) para pivote de árbol de rotor y dos anillos colectores (10, 10¿; 11, 11¿) que presentan conexiones (12, 12¿; 13, 13¿) que sobresalen de su cuerpo de soporte por el lado frontal, cercano al cojinete, del elemento de anillo colector y que están unidas con el devanado (5, 5¿) de rotor, caracterizada porque en el cuerpo de soporte está incorporado un anillo distanciador (21, 21¿), prefabricado y realizado de manera escalonada, que puentea la hendidura axial (22, 22¿) entre dos anillos colectores adyacentes en cada caso y que se extiende al menos parcialmente hacia el interior de la hendidura radial (23, 23¿) entre un anillo colector (10, 10¿) y la conexión (13, 13¿) del otro anillo colector (11, 11¿).
Description
Máquina eléctrica y elemento de anillo colector
para una máquina eléctrica.
La presente invención se refiere a una máquina
eléctrica con un estator y un rotor que está posicionado en dos
cojinetes de forma giratoria alrededor de su eje longitudinal y que
presenta un devanado de rotor, estando dispuesto en un pivote de
árbol de rotor, que sobresale de uno de los cojinetes, un elemento
de anillo colector que comprende un cuerpo de soporte, fabricado de
un material aislante, con un taladro para pivote de árbol de rotor
y dos anillos colectores que presentan conexiones que sobresalen de
su cuerpo de soporte por el lado frontal, cercano al cojinete, del
elemento de anillo colector y que están unidas con el devanado de
rotor. La presente invención se refiere asimismo a un elemento de
anillo colector para una máquina eléctrica.
En el caso de una máquina eléctrica de este
tipo, como la ya conocida suficientemente en distintas
realizaciones, se puede tratar, por ejemplo, de la dinamo de un
vehículo de motor. Mediante el elemento de anillo colector, la
corriente inducida en el devanado de rotor se alimenta a la
instalación eléctrica del vehículo de motor.
En un primer tipo de máquinas eléctricas
conocidas, en las que el elemento de anillo colector está montado
sobre un pivote de árbol de rotor, que sobresale de uno de los
cojinetes del árbol de rotor, las secciones extremas del devanado
de rotor están guiadas a través de taladros, que atraviesan
axialmente el cuerpo de soporte del elemento de anillo colector, y
están unidas eléctricamente por el lado frontal, alejado del
cojinete, del elemento de anillo colector con las conexiones de los
anillos colectores que sobresalen aquí del cuerpo de soporte
(véase el documento US6437475B1). Esto permite crear la unión
eléctrica entre los extremos del devanado de rotor y las conexiones
de los anillos colectores en el lado frontal libremente accesible
del elemento de anillo colector. Esto resulta válido,
independientemente de si ambos anillos colectores constituyen
primero un elemento constructivo conjunto y se separan
eléctricamente sólo después de moldearse por inyección el cuerpo de
soporte, en especial mediante ranurado, o de si al inicio son dos
elementos constructivos separados. La configuración y la
disposición del elemento de anillo colector, conocidas del
documento US6437475B1, resultan ventajosas porque el elemento de
anillo colector se puede montar una vez finalizada la fabricación
de la máquina eléctrica, por lo demás, prefabricada, así como
sustituir sólo con un costo mínimo. Sin embargo, en el caso de este
conocido elemento de anillo colector es una desventaja que los
anillos colectores presenten grandes dimensiones externas radiales,
no deseadas a menudo, como resultado de los taladros pasantes para
el devanado de rotor a través del cuerpo de soporte. Además, el
montaje es costoso y propenso a fallos debido al trabajo de guiado
de las secciones extremas del devanado de rotor a través de los
taladros pasantes axiales
mencionados.
mencionados.
En un segundo tipo de máquinas eléctricas
conocidas, correspondientes al estado genérico de la técnica
mencionado al inicio, están moldeados en el cuerpo de soporte del
elemento de anillo colector, por su lado frontal dirigido hacia el
cojinete de rotor, nervios aislantes que están guiados a través de
ranuras correspondientes del árbol de rotor por debajo del
cojinete contiguo de árbol de rotor y por los que discurren las
conexiones de los anillos colectores o prolongaciones asignadas de
conexión. Para reforzar la estructura, los nervios aislantes están
unidos típicamente entre sí por sus extremos, opuestos al elemento
de anillo colector, mediante un anillo aislante moldeado de manera
que forma una sola pieza con el cuerpo de soporte del elemento de
anillo colector y los nervios
aislantes.
aislantes.
Las conexiones o las prolongaciones de conexión
finalizan aquí, a menudo, en la zona del anillo aislante, en la que
se realiza una unión con el devanado de rotor. En este estado de la
técnica, documentado, por ejemplo, en los documentos US5459364A,
US5486732A, US5521450A y EP1337013A2, resulta desventajosa la
seguridad limitada contra cortocircuitos de las máquinas eléctricas
equipadas convenientemente, ya que al fabricarse estos elementos
de anillo colector, la conexión del segundo anillo colector, guiada
por debajo del primer anillo colector, se puede deformar durante el
moldeo por inyección del cuerpo de soporte del elemento de anillo
colector y de los nervios aislantes moldeados aquí debido al efecto
del material prensado viscoso, inyectado en el molde a alta
velocidad, así como se puede acercar peligrosamente al primer
anillo colector e incluso entrar en contacto con
éste.
éste.
En relación con su disposición dentro del
cojinete contiguo de rotor se conocen además distintos elementos
de anillo colector (véase los documentos US4645962A y US4684179A).
Según el documento US4684179A está previsto un elemento
distanciador de material aislante, incorporado en el cuerpo de
soporte del elemento de anillo colector, que garantiza la
separación axial entre dos anillos colectores prefabricados al
moldearse el cuerpo de soporte. El elemento distanciador constituye
a la vez un elemento auxiliar de montaje al encajarse los dos
anillos colectores en resaltos en forma de casquillo y al
introducirse la unidad creada así en un molde de inyección con el
fin de fabricar el cuerpo de soporte. La hendidura radial entre un
anillo colector y la conexión del otro anillo colector, que
discurre radialmente hacia el interior a partir de éste, se inyecta
con la masa del cuerpo de soporte durante la fabricación del cuerpo
de soporte para crear aquí una sección aislante. A tal efecto, el
elemento distanciador presenta un orificio en forma de ranura que
se extiende por su longitud axial o una entalladura al menos en la
zona de la hendidura radial entre un anillo colector y la conexión
del otro anillo colector. En el caso de este conocido elemento de
anillo colector resulta desventajosa nuevamente la seguridad
limitada contra cortocircuitos.
Sobre la base del estado de la técnica expuesto
arriba y los documentos FR-A-2710464
y FR-A-2549648, la presente
invención tiene el objetivo de proporcionar un elemento de anillo
colector para una máquina eléctrica, que se puede fabricar de forma
económica y que resulta especialmente seguro contra cortocircuitos
a pesar de las pequeñas dimensiones externas radiales de los
anillos colectores, así como una máquina eléctrica con este
elemento de anillo colector. Especialmente se desearía que en caso
de unirse el devanado de rotor con las conexiones del elemento de
anillo colector por fuera del cojinete contiguo de rotor resultara
fácil a la vez el montaje del elemento de anillo colector en el
rotor prefabricado y la conexión de los anillos colectores con el
devanado de rotor.
Según la presente invención, este objetivo se
consigue en una máquina eléctrica del tipo genérico al estar
incorporado en el cuerpo de soporte del elemento de anillo colector
un anillo distanciador, prefabricado y realizado de manera
escalonada, que puentea la hendidura axial entre dos anillos
colectores adyacentes en cada caso y que se extiende al menos
parcialmente hacia el interior de la hendidura radial entre un
anillo colector y la conexión del otro anillo colector. El elemento
de anillo colector, instalado en las máquinas eléctricas según la
invención, se puede fabricar con anillos colectores, prefabricados y
separados desde el inicio, que se pueden montar por ambos lados
sobre el anillo distanciador antes de introducirse la unión
correspondiente formada por los dos anillos colectores y el anillo
colector en un molde de inyección, en el que se moldea por
inyección el cuerpo de soporte del elemento de anillo colector y,
dado el caso, los nervios aislantes moldeados aquí. Por tanto, no
resulta necesario un mecanizado posterior de una pieza en bruto de
elemento de anillo colector especialmente mediante ranurado. Al
estar realizado de manera escalonada el anillo distanciador del
elemento de anillo colector y al extenderse éste al menos
parcialmente hacia el interior de la hendidura radial entre un
anillo colector y la conexión del otro anillo colector, se logra
una buena fijación de la conexión del segundo anillo colector, por
lo que esta conexión no se puede deformar radialmente hacia fuera
al moldearse por inyección el cuerpo de soporte de modo que se
produzca un cortocircuito o un acercamiento peligroso al anillo
colector contiguo. Cuando se aplica la presente invención aumenta,
en otras palabras, respecto al estado de la técnica según el
documento US4684179A, la seguridad contra cortocircuitos, al
extenderse el anillo distanciador al menos parcialmente hacia el
interior de la hendidura radial entre un anillo colector y la
conexión del otro anillo colector y al impedirse eficazmente de
este modo un contacto, así como un acercamiento no permitido entre
ambos elementos mencionados, en especial durante el moldeo por
inyección del cuerpo de soporte, en el que el material prensado se
inyecta en el molde a alta velocidad.
El anillo distanciador está hecho con especial
preferencia del mismo material que el resto del cuerpo de soporte
del elemento de anillo colector. Esto resulta ventajoso con vistas
a lograr una buena unión del anillo distanciador con el cuerpo de
soporte moldeado por inyección y, por tanto, una alta fiabilidad y
duración. Sin embargo, esto no es obligatorio, ya que el anillo
distanciador puede estar fabricado también de otro material
aislante adecuado.
Según otra variante preferida de la invención,
el anillo distanciador presenta un elemento central y dos resaltos
en forma de casquillo de diámetro reducido, haciendo contacto
externamente los dos anillos colectores, asignados al anillo
distanciador, con los resaltos en forma de casquillo. En este caso
resulta especialmente ventajoso, si ese resalto en forma de
casquillo, que se extiende al menos parcialmente hacia el interior
de la hendidura radial entre un anillo colector y la conexión del
otro anillo colector, presenta una prolongación axial en la zona de
la respectiva conexión. De este modo se logra un efecto óptimo del
anillo distanciador respecto a la seguridad contra cortocircuitos,
sin afectarse por este motivo la unión fija del anillo colector con
el cuerpo de soporte. La respectiva prolongación axial está
dimensionada preferentemente de modo que la hendidura radial entre
un anillo colector y la conexión del otro anillo colector está
ocupada con el anillo distanciador como mínimo al 60%, mejor aún,
como mínimo al 70% de la altura axial del respectivo anillo
colector.
Otra variante preferida de la invención se
caracteriza porque ese resalto en forma de casquillo, que no se
extiende hacia el interior de la hendidura radial entre un anillo
colector y la conexión del otro anillo colector, presenta una
escotadura para la conexión del anillo colector asignado a este
resalto. Con especial preferencia se conecta a esta escotadura un
espacio, dispuesto en el lado interior radial del anillo
distanciador, para alojar la conexión del otro anillo colector,
guiada radialmente por debajo de un anillo colector. Un espacio de
este tipo refuerza el apoyo y la fijación de la respectiva conexión
durante el moldeo por inyección del cuerpo de soporte tanto en
dirección radial como en dirección circunferencial.
Según otra variante también preferida de la
invención está previsto que el anillo distanciador tenga una
realización axialmente simétrica en caso de una unidad de anillo
colector que presenta dos anillos colectores. Siempre que esté
previsto, las prolongaciones, escotaduras y espacios explicados
arriba están duplicados aquí, o sea, en una disposición
diametralmente opuesta en cada caso. Esto simplifica el ensamblaje
del anillo distanciador y de los dos anillos colectores para formar
una unidad premontada, por lo que este paso se puede automatizar
sin más y, por tanto, ejecutar de un modo especialmente
económico.
La presente invención es adecuada en especial
para aplicaciones, en las que el devanado de rotor se guía por
debajo del cojinete de rotor contiguo al elemento de anillo
colector y se une por fuera del respectivo cojinete de rotor con
las conexiones del elemento de anillo colector que sobresalen del
cuerpo de soporte por el lado frontal, cercano al cojinete, del
elemento de anillo colector. En este caso, el cuerpo de soporte del
elemento de anillo colector presenta preferentemente por su lado
frontal cercano al cojinete, en la zona de las conexiones,
depresiones que alojan los extremos del devanado de rotor. Estas
depresiones, que en especial pueden tener una realización radial
externa directamente contigua a las conexiones de los anillos
colectores, refuerzan el posicionamiento de los extremos del
devanado de rotor durante el montaje del elemento de anillo
colector. De este modo facilitan el montaje del elemento de anillo
colector y contribuyen a una unión eléctrica especialmente fiable
entre las conexiones de los anillos colectores y el devanado de
rotor.
Según otra variante preferida de la forma de
realización de la invención explicada arriba, zonas extremas, con
el aislamiento quitado, del devanado de rotor están fijadas
mecánicamente en las conexiones de los anillos colectores. A tal
efecto, las conexiones de los anillos colectores tienen primero una
realización preferente en forma de V en los extremos, estando
abiertos los extremos, realizados en V, de las conexiones de los
anillos colectores con especial preferencia radialmente hacia
fuera. Después de introducirse los conductores, al descubierto tras
quitarse el aislamiento a las secciones extremas del devanado de
rotor, en los extremos en forma de V de las conexiones, estos se
comprimen para establecer un contacto interior por ambos lados con
el conductor del devanado de rotor. La compresión se puede realizar
aquí mediante electrodos, de modo que con la deformación mecánica
de los extremos de las conexiones se sueldan a la vez los
conductores del devanado de rotor con las conexiones mediante
soldadura de resistencia. Esto también resulta ventajoso
especialmente en relación con un montaje simple del elemento de
anillo colector y la creación de una unión eléctrica fiable entre
el devanado de rotor y los anillos colectores. Otros procedimientos
adecuados para unir los conductores del devanado de rotor con las
conexiones de los anillos colectores incorporan la soldadura
indirecta o la soldadura por láser.
Entretanto, la presente invención no se limita a
aplicaciones, en las que el devanado de rotor se guía por debajo
del cojinete de rotor contiguo al elemento de anillo colector. Las
ventajas especiales de la invención explicadas arriba se obtienen
también, si en el cuerpo de soporte del elemento de anillo colector
están moldeados nervios aislantes que están guiados por debajo del
cojinete contiguo de rotor y en los que están alojadas las
conexiones que sobresalen del cuerpo de soporte del elemento de
anillo colector o las prolongaciones asignadas de conexión. Una
configuración de este tipo, en la que el devanado de rotor está
unido por dentro del respectivo cojinete de rotor con las
conexiones del elemento de anillo colector o las prolongaciones
asignadas de conexión, tiene la ventaja de que las uniones del
devanado de rotor con las conexiones del elemento de anillo
colector se pueden realizar cerca de las bobinas del devanado de
rotor y esencialmente por su diámetro.
En este caso resulta especialmente ventajoso
que, lejos de los anillos colectores en cada caso, estén unidas
prolongaciones de conexión, alojadas en los nervios aislantes, con
secciones de conexión fabricadas en forma de una sola pieza con los
anillos colectores. Las prolongaciones de conexión están hechas
convenientemente de cobre, al igual que los anillos colectores con
las secciones de conexión moldeadas aquí, y cortadas a partir de
una chapa correspondiente. La unión de las prolongaciones de
conexión con las secciones asignadas de conexión se realiza aquí
preferentemente mediante soldadura por ultrasonido en cada caso. Al
disponerse los puntos correspondientes de unión alejados de los
anillos colectores, no se influye negativamente sobre estos en
relación con su dureza debido al calor producido durante el proceso
de soldadura.
Precisamente en las formas de realización
explicadas arriba, en las que el devanado de rotor no se guía por
debajo del cojinete de rotor contiguo al elemento de anillo
colector, resultan especialmente ventajosos la fijación y el apoyo
explicados más arriba de la conexión, guiada por debajo del otro
anillo colector, mediante el anillo distanciador que se extiende
hacia el interior de la hendidura radial correspondiente. Como
resultado de este apoyo eficiente, incluso una conexión larga o una
prolongación larga de conexión se ha de apoyar sólo por su extremo
sin aislamiento en el molde usado para el moldeo por inyección del
cuerpo de soporte. Entre este extremo y la unión de la respectiva
conexión con el anillo colector asignado no se necesita un apoyo
adicional. Por tanto, las conexiones o prolongaciones de
conexiones, exceptuando sus extremos, pueden estar recubiertas por
extrusión completamente con la masa comprimida, con la que están
fabricados el cuerpo de soporte del elemento de anillo colector y
los nervios aislantes moldeados aquí. Esto reduce el problema de
rupturas de tensión y corrientes de fuga que se presenta en
elementos conocidos de anillo colector con una construcción similar
durante el funcionamiento de la dinamo en la zona de los apoyos
adicionales de las prolongaciones de conexión.
Aunque la presente invención se explica arriba
por medio de elementos de anillo colector con (sólo) dos anillos
colectores, no existe ninguna limitación al respecto. Más bien, la
presente invención abarca de igual modo máquinas eléctricas, cuyos
elementos de anillo colector presentan más de dos anillos
colectores. Además, las ventajas de la presente invención,
explicadas antes, se pueden aprovechar evidentemente también de
igual modo en aquellas máquinas eléctricas, en las que el elemento
de anillo colector está dispuesto dentro de los dos cojinetes
de
rotor.
rotor.
A continuación se explica detalladamente la
presente invención por medio de dos ejemplos preferidos de
realización ilustrados en el dibujo. Muestran:
Fig. 1 un corte axial a través de la sección
extrema del rotor de una primera forma de realización de una
máquina eléctrica según la invención en caso de una unión, no
terminada definitivamente, entre el devanado de rotor y los
anillos colectores,
Fig. 2 un corte radial a lo largo de la línea
II-II de la figura 1,
Fig. 3 un corte axial a través de la sección
extrema del rotor de una segunda forma de realización de una máquina
eléctrica según la invención y
Fig. 4 una vista en perspectiva, a escala
ampliada, del anillo distanciador usado para fabricar el elemento de
anillo colector según la figura 3.
La máquina eléctrica, representada en las
figuras 1 y 2 sólo en la zona de interés aquí, comprende un estator
1 y un rotor 2. El rotor 2 está posicionado en dos cojinetes 3 de
manera giratoria alrededor de su eje longitudinal 4 y presenta un
devanado 5 de rotor.
Sobre un pivote 6 de árbol de rotor, que
sobresale de uno de los cojinetes 3, está dispuesto un elemento 7
de anillo colector. Éste comprende un cuerpo 8 de soporte fabricado
de un material aislante con un taladro 9 para pivote de árbol de
rotor y dos anillos colectores, o sea, un anillo colector 10
cercano al cojinete y un anillo colector 11 alejado del cojinete.
Cada uno de los anillos colectores 10 y 11 presenta una conexión 12
ó 13 que se deriva interiormente del anillo real y que está unida
con el devanado 5 de rotor.
Las conexiones 12 y 13, moldeadas en los anillos
colectores, están guiadas en el cuerpo 8 de soporte hacia el lado
frontal 14, cercano al cojinete, del elemento 7 de anillo colector
y sobresalen por el lado frontal 14, cercano al cojinete, del
elemento de anillo colector. Los extremos 15 de las conexiones 12 y
13 están realizados en forma de V en el estado de fabricación
representado y tienen una forma en V abierta radialmente hacia
fuera.
Radialmente en el exterior, de manera contigua a
las conexiones 12 y 13, el cuerpo 8 de soporte del elemento 7 de
anillo colector presenta por su lado frontal 14, cercano al
cojinete, dos depresiones 16 que alojan los extremos 17 de los
conductores 18 del devanado 5 de rotor, al descubierto tras
quitarse el aislamiento. Los conductores 18, al descubierto, del
devanado de rotor se encuentran, por lo demás, respectivamente en
la base de los extremos en forma de V del extremo 15 de la conexión
asignada 12 ó 13. La compresión de los extremos 15 de las
conexiones 12 y 13 mediante dos electrodos 19 y 20, opuestos entre
sí en cada caso, provoca una deformación de estos extremos 15,
mediante la que los conductores 18 se fijan mecánicamente con las
conexiones, así como una soldadura de los conductores con las
conexiones mediante soldadura de resistencia.
En el cuerpo 8 de soporte está incorporado un
anillo distanciador prefabricado 21 que puentea la hendidura axial
22 entre los dos anillos colectores 10 y 11. El anillo distanciador
21 tiene una realización escalonada, de modo que no sólo hace
contacto por el lado frontal con los dos anillos colectores 10 y
11, sino también parcialmente con su superficie periférica radial
interna. Por tanto, el anillo distanciador 21 se extiende
especialmente también de manera parcial hacia el interior de la
hendidura radial 23 entre el anillo colector 10 cercano al cojinete
y la conexión 13 del anillo colector 11 alejado del cojinete.
En la forma de realización según las figuras 3 y
4, las conexiones 12' y 13' del elemento 7' de anillo colector
dispuesto sobre el pivote 6' de árbol de rotor comprenden
respectivamente una sección 24 ó 25 de conexión fabricada en forma
de una sola pieza con el anillo colector asignado 10' u 11' y una
prolongación 26 ó 27 soldada con ésta y alejada de los anillos
colectores. Las prolongaciones 26 y 27 de conexión están guiadas
por debajo del cojinete 3' de rotor, de modo que el devanado 5' de
rotor se encuentra unido dentro del respectivo cojinete 3' de rotor
con las conexiones 12' y 13' del elemento 7' de anillo colector. En
el cuerpo 8' de soporte del elemento 7' de anillo colector están
moldeados por su lado frontal, situado del lado del cojinete, dos
nervios aislantes 36 y 37 que están guiados a través de ranuras
axiales del árbol de rotor por debajo del anillo interior del
cojinete 3' de rotor y en los que están alojadas las prolongaciones
26 y 27 de conexión. Los nervios aislantes 36 y 37 están unidos
entre sí por los extremos mediante un anillo aislante 38 moldeado
por inyección en forma de una sola pieza con el cuerpo 8' de
soporte del elemento 7' de anillo colector y los nervios aislantes.
Las prolongaciones 26 y 27 de conexión finalizan en la zona del
anillo aislante 38 con resaltos libres 39 de conexión, en los que
se realiza una unión con el devanado 5' de
rotor.
rotor.
Entre su resalto 39 de conexión y el paso de la
sección asignada de conexión al respectivo anillo colector, las
conexiones 12' y 13' están incorporadas completamente en la masa
comprimida, a partir de la que se moldean por inyección el cuerpo
8' de soporte y los nervios aislantes 36 y 37.
El anillo distanciador 21', ilustrado en detalle
en la figura 4, presenta un elemento central 28 y dos resaltos 29
y 30 en forma de casquillo de diámetro reducido. Cada uno de los
anillos colectores 10' y 11' hace contacto exteriormente con uno de
los resaltos en forma de casquillo. El resalto 29 en forma de
casquillo, que se extiende hacia el interior de la hendidura radial
23' entre el anillo colector 10' representado a la izquierda y la
sección 25 de conexión del anillo colector 11' representado a la
derecha, presenta en la zona de la respectiva sección 25 de conexión
y de forma diametralmente opuesta a ésta una prolongación axial 31
en cada caso. La prolongación axial 31 está dimensionada de modo
que la hendidura radial 23' entre el anillo colector 10' y la
sección 25 de conexión está ocupada por el anillo distanciador 21'
al 75% aproximadamente de la altura axial del anillo colector
10'.
El resalto opuesto 30 en forma de casquillo
presenta, en dirección a las prolongaciones 31, dos escotaduras 32
adecuadas para introducir la sección 25 de conexión del anillo
colector 11', asignado a este resalto 30', en el interior del
anillo distanciador 21'. A cada una de las escotaduras 32 se
conecta un espacio 34 dispuesto en el interior radial 23 del anillo
distanciador 21' y en forma de una depresión 35 de tipo ranura que
resulta adecuado para alojar la sección 25 de conexión del anillo
colector 11', guiada radialmente por debajo del anillo colector
10'.
Por lo demás, las explicaciones precedentes de
las figuras 1 y 2 resultan válidas para el elemento de anillo
colector ilustrado en las figuras 3 y 4, de modo que para evitar
repeticiones se remite a las realizaciones correspondientes.
\vskip1.000000\baselineskip
- \bullet US 6437475 B1 [0003] [0003]
- \bullet US 4645962 A [0006]
- \bullet US 5459364 A [0005]
- \bullet US 4684179 A [0006] [0006] [0008]
\bullet US 5486732 A [0005]
- \bullet US 5521450 A [0005]
- \bullet FR 2710464 A [0007]
- \bullet EP 1337013 A2 [0005]
- \bullet FR 2549648 A [0007]
Claims (14)
1. Máquina eléctrica con un estator (1, 1') y un
rotor (2) que está posicionado en dos cojinetes (3, 3') de forma
giratoria alrededor de su eje longitudinal (4, 4') y que presenta
un devanado (5, 5') de rotor, estando dispuesto en un pivote (6,
6') de árbol de rotor, que sobresale de uno de los cojinetes (3,
3'), un elemento (7, 7') de anillo colector que comprende un cuerpo
(8, 8') de soporte, fabricado de un material aislante, con un
taladro (9, 9') para pivote de árbol de rotor y dos anillos
colectores (10, 10'; 11, 11') que presentan conexiones (12, 12';
13, 13') que sobresalen de su cuerpo de soporte por el lado
frontal, cercano al cojinete, del elemento de anillo colector y que
están unidas con el devanado (5, 5') de rotor, caracterizada
porque en el cuerpo de soporte está incorporado un anillo
distanciador (21, 21'), prefabricado y realizado de manera
escalonada, que puentea la hendidura axial (22, 22') entre dos
anillos colectores adyacentes en cada caso y que se extiende al
menos parcialmente hacia el interior de la hendidura radial (23,
23') entre un anillo colector (10, 10') y la conexión (13, 13') del
otro anillo colector (11, 11').
2. Máquina eléctrica según la reivindicación 1,
caracterizada porque el cuerpo (8, 8') de soporte y el
anillo distanciador (21, 21') del elemento (7, 7') de anillo
colector están hechos del mismo material.
3. Máquina eléctrica según la reivindicación 1 o
la reivindicación 2, caracterizada porque la hendidura
radial (23') entre un anillo colector (10') y la conexión (13') del
otro anillo colector (11') está ocupada por el anillo distanciador
(21') como mínimo al 60% de la altura axial del respectivo anillo
colector.
4. Máquina eléctrica según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el anillo
distanciador (21, 21') del elemento (7, 7') de anillo colector
presenta un elemento central (28) y dos resaltos (29, 30) en forma
de casquillo de diámetro reducido, haciendo contacto externamente
los dos anillos colectores (10, 10'; 11, 11') con los resaltos en
forma de casquillo.
5. Máquina eléctrica según la reivindicación 4,
caracterizada porque el resalto (29) en forma de casquillo,
que se extiende al menos parcialmente hacia el interior de la
hendidura radial (23, 23') entre un anillo colector (10, 10') y la
conexión (13, 13') del otro anillo colector (11, 11'), presenta una
prolongación axial (31) en la zona de la respectiva conexión.
6. Máquina eléctrica según la reivindicación 4 o
la reivindicación 5, caracterizada porque el resalto (30) en
forma de casquillo, que no se extiende hacia el interior de la
hendidura radial (23, 23') entre un anillo colector (10, 10') y la
conexión (13, 13') del otro anillo colector (11, 11'), presenta una
escotadura (32) para la conexión (13, 13') del anillo colector (11,
11') asignado a este resalto.
7. Máquina eléctrica según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el anillo
distanciador (21, 21') del elemento de anillo colector presenta por
su lado interior radial (33) un espacio (34) para alojar la
conexión (13, 13') del anillo colector contiguo (11, 11'), guiada
radialmente por debajo de un anillo colector (10, 10').
8. Máquina eléctrica según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el elemento de
anillo colector presenta en dos anillos colectores (10, 10'; 11,
11') un anillo distanciados (21, 21') con una realización axial
simétrica.
9. Máquina eléctrica según la reivindicación 8,
caracterizada porque el cuerpo (8) de soporte del elemento
(7) de anillo colector presenta por su lado frontal (14) cercano al
cojinete, en la zona de las conexiones (12, 13), depresiones (16)
adecuadas para alojar los extremos (17) de los conductores (18) del
devanado (5) de rotor.
10. Máquina eléctrica según la reivindicación 8
o la reivindicación 9, caracterizada porque las zonas
extremas, con el aislamiento quitado, del devanado (5) de rotor se
pueden fijar mecánicamente en los extremos (15) de las conexiones
(12, 13) de los anillos colectores (10, 11).
11. Máquina eléctrica según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque en el cuerpo
(8') de soporte del elemento (7') de anillo colector están
moldeados nervios aislantes, guiados por debajo del cojinete
contiguo (3') de rotor, estando unidas lejos de los anillos
colectores (10', 11') en cada caso prolongaciones (26, 27) de
conexión, alojadas en los nervios aislantes, con secciones (24, 25)
de conexión fabricadas en forma de una sola pieza con los anillos
colectores.
12. Máquina eléctrica según la reivindicación
11, caracterizada porque las prolongaciones (26, 27) de
conexión están soldadas por ultrasonido con las secciones asignadas
(24, 25) de conexión.
13. Máquina eléctrica según la reivindicación 11
ó la reivindicación 12, caracterizada porque las
prolongaciones (26, 27) de conexión están incorporadas
completamente en los nervios aislantes, exceptuando los resaltos
extremos de conexión.
14. Elemento (7, 7') de anillo colector para una
máquina eléctrica que comprende un estator (1, 1') y un rotor (2),
cuyo rotor presenta un devanado (5, 5') de rotor y está posicionado
en dos cojinetes (3, 3') de forma giratoria alrededor de su eje
longitudinal (4, 4'), comprendiendo el elemento de anillo colector
un cuerpo (8, 8') de soporte, fabricado de un material aislante,
con un taladro (9, 9') para árbol de rotor y al menos dos anillos
colectores (10, 10'; 11, 11') que presentan conexiones (12, 12';
13, 13') que sobresalen en la misma dirección del cuerpo de soporte
del elemento de anillo colector y que se pueden unir con el
devanado (5, 5') de rotor, y estando incorporado además en el
cuerpo de soporte al menos un anillo distanciador (21, 21'),
prefabricado y realizado de manera escalonada, que puentea la
hendidura axial (22, 22') entre dos anillos colectores adyacentes
en cada caso, caracterizado porque el anillo distanciador
(21, 21') se extiende al menos parcialmente hacia el interior de la
hendidura radial (23, 23') entre un anillo colector (10, 10') y la
conexión (13, 13') del anillo colector contiguo (11, 11').
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