ES2314060T3 - Maquina rotativa electrica, en especial alternador para vehiculo automovil. - Google Patents

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Daniel Hirsou
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Abstract

Máquina eléctrica rotativa del tipo que comprende un estátor (12) con unos arrollamientos, un rotor (13) provisto de un árbol rotativo (15), un palier delantero y un palier trasero, en los cuales está montado rotativo el árbol de rotor, una disposición de rectificación de la corriente producida por la máquina eléctrica rotativa, que comprende una pluralidad de diodos positivos soportados por un disipador de calor en forma general de placa de soporte y una pluralidad de diodos negativos soportados por unos medios de soporte en forma de placa que forman ventajosamente parte del palier trasero, estando estas placas axialmente yuxtapuestas fijadas al palier trasero, y un dispositivo de refrigeración por circulación de una corriente axial de un fluido de refrigeración a través de unas aberturas axiales en dichas placas, estando al menos determinadas aberturas en la placa (9) de soporte de los diodos positivos (8) provistas de un gran número de nervaduras de refrigeración que presentan la forma de aletas (118, 119) sobre la placa de soporte, estando una abertura (120) de paso del fluido de refrigeración prevista entre cada par de aletas adyacentes (118, 119), caracterizada por el hecho de que un grupo de estas aletas se extienden sensiblemente hasta la periferia externa de la placa (9) de soporte de los diodos positivos y por el hecho de que unos diodos positivos (8) están cada uno rodeados por una pluralidad de aletas de este grupo que están dirigidas hacia este diodo.

Description

Máquina rotativa eléctrica, en especial alternador para vehículo automóvil.
Sector de la invención
La invención se refiere a una máquina eléctrica rotativa, en especial a un alternador para vehículo automóvil, del tipo que comprende un palier delantero y un palier trasero sobre los cuales están fijados unos arrollamientos de estátor y en los cuales está montado rotativo un árbol de rotor, una disposición de rectificación que comprende una pluralidad de diodos positivos soportados por un disipador de calor en forma general de placa de soporte y una pluralidad de diodos negativos soportados por un elemento de soporte en forma de placa, estando estas placas axialmente yuxtapuestas fijadas sobre el palier trasero, y un dispositivo de refrigeración por circulación de una corriente axial de un fluido de refrigeración, como por ejemplo aire, a través de las aberturas axiales en dichas placas, estando al menos determinadas aberturas de la placa de soporte de los diodos positivos provistas de nervaduras de refrigeración. Ventajosamente la placa de soporte de los diodos negativos forma parte del palier trasero.
Estado de la técnica
Una máquina eléctrica de este tipo se describe en el documento DE-A-19705228. Las aberturas que están practicadas en la placa de soporte de los diodos positivos comprenden cinco aberturas de una extensión angular importante, dos de las cuales son de forma general trapezoidal. Estas aberturas trapezoidales están rodeadas cada una de una nervadura que sobresale axialmente de la placa.
Este dispositivo de refrigeración de aberturas axiales asegura efectivamente una refrigeración más eficaz que los dispositivos de refrigeración sin aberturas axiales, pero sin embargo no es del todo satisfactoria.
Lo mismo ocurre con el dispositivo de refrigeración descrito en el documento US-A-5,646,838.
En este documento, la placa de soporte de los diodos positivos comprende un número elevado de nervaduras que presentan la forma de aletas que se extienden sensiblemente radialmente sobre la placa; estando prevista una abertura de paso de aire de refrigeración entre cada par de aletas adyacentes. Las aletas se extienden a partir del borde interno de la placa de soporte y están distanciadas de la periferia externa de la placa y de los diodos positivos; siendo la placa más espesa al nivel de las aletas.
Objeto de la invención
La presente invención tiene como objetivo mejorar la refrigeración de una máquina rotativa del tipo indicado más arriba.
Para alcanzar este objetivo, la máquina de la invención tiene las características descritas en la reivindicación 1.
Según otra característica de la invención, al menos dos diodos positivos están dispuestos cerca de la periferia exterior de la placa de soporte de los diodos positivos y unas segundas aletas se extienden hasta los llamados diodos a proximidad de estos. Gracias a esta disposición, las aberturas pueden ser dispuestas radialmente por debajo de los diodos y el espesor de la placa puede aumentarse al nivel de los diodos para refrigerarlos mejor. Además las segundas aletas contribuyen a la refrigeración.
Según otra característica de la invención, las aberturas en la placa de soporte de los diodos positivos constituyen, con las aletas que las delimitan, unos canales de circulación acelerada del aire de refrigeración.
Ventajosamente, al menos una primera aleta está a proximidad de un diodo positivo para refrigerarlo aún mejor.
Ventajosamente la máquina eléctrica rotativa comprende una parte de tapa que comprende al nivel de las aletas de la placa de soporte de los diodos positivos unas aberturas radiales correspondientes a las de la placa de soporte de los diodos positivos.
Estas aberturas están delimitadas por unos bandas de materia o nervaduras radiales estrechas. El espesor de estas nervaduras es función del espesor de las aletas; estando las nervaduras dispuestas por debajo de las aletas. Se obtiene una comunicación entre las aberturas de la tapa y las de la placa de soporte de los diodos positivos.
Las aberturas de la tapa tienen una extensión radial superior a las de la placa de soporte de los diodos positivos.
Ventajosamente, las aberturas de la tapa se dividen en dos a favor de la banda de materia o nervaduras coaxiales, es decir circunferenciales. Una primera parte de las aberturas de la tapa está frente a unas aberturas de paso de la placa de soporte de los diodos positivos, estando la segunda parte de las aberturas implantada en la periferia externa de la tapa.
Breve descripción de los dibujos
La invención se entenderá mejor y otros objetivos, características, detalles y ventajas de esta aparecerán más claramente con la descripción explicativa siguiente hecha con referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos ofrecidos únicamente a título de ejemplo, que ilustra un modo de realización de la invención y en los cuales:
- la figura 1 es una vista en perspectiva de una disposición de rectificación conocida, montada sobre el palier trasero de un alternador para vehículo automóvil;
- la figura 2 es una vista axial de la cara interna del palier según la figura 1;
- la figura 3 es una vista en sección axial de una máquina eléctrica rotativa bajo la forma de un alternador dotado de una disposición de rectificación según la invención;
- la figura 4 es una vista en perspectiva parcial de la disposición de rectificación de la figura 3 sin la tapa;
- la figura 5 es una vista en perspectiva de un disipador de calor de la disposición de rectificación según la figura 4;
- la figura 6 es una vista desde debajo del disipador según la figura 5;
- la figura 7 es una vista en planta de una placa intermedia aislante de la disposición de rectificación según la
figura 4;
- la figura 8 es una vista en perspectiva, de una tapa de protección destinada a coronar la disposición de rectificación según la figura 4, y
- la figura 9 es una vista en perspectiva de un palier trasero de alternador, con tapa de protección integrado, según otro modo de realización de la invención.
Descripción de modos preferidos de realización de la invención
Para facilitar la comprensión de la invención y el contexto en la que se inscribe, se describirá ante todo, con referencia a las figuras 1 y 2, la estructura general clásica de una disposición de rectificación y su disposición en un alternador polifásico para vehículo automóvil del tipo descrito por ejemplo en el documento EP-B-0515259 (US-A-5270605) al cual se podrá recurrir para más detalles.
Tal como lo muestren la figura 1, una disposición de rectificación indicada con el número de referencia 1 está fijada al palier trasero 16 del alternador. Este palier trasero lleva, en el alternador, con un palier delantero adecuado, el árbol de rotor y el estátor del alternador. Estos palieres pertenecen a un cárter de soporte fijo del alternador destinado a ser fijado a una parte fija del vehículo automóvil. Es por esta razón que el palier 16 presenta una oreja. Estos palieres son eléctricamente conductores y están hechos clásicamente a base de aluminio y conectados a la masa. El estátor comprende un cuerpo de estátor en el cual están fijados los arrollamientos de estátor cuyas salidas están conectadas a la disposición de rectificación que se describe a continuación. El palier trasero 16 presenta la forma general de una copela que comprende una parte que forma una plataforma central 3 de orientación transversal y un reborde anular exterior 4 de orientación axial que comprende unas aberturas laterales 5 de salida del aire de refrigeración que ha sido aspirado por un ventilador interno combinado con el rotor del alternador visible en la figura 3.
El palier 16 comprende un alma cilíndrica central 6 de alojamiento, mediante un rodamiento de bolas, del árbol de rotor. La plataforma 3 está provista alrededor del alma 6 de aberturas de entrada de aire 7 destinadas al paso del aire de refrigeración del alternador.
La disposición de rectificación comprende tres pares de diodos positivos y negativos, estando repetido un diodo positivo. Los diodos son del tipo de cuerpo cilíndrico que constituye un borne de conexión, mientras que el segundo borne está constituido por una cola que se extiende axialmente a partir de este cuerpo. Para una reducción de la ocupación de espacio axial, los diodos positivos y negativos están montados pies con cabeza, penetrando las colas de los diodos positivos en las aberturas 7. Los diodos positivos indicados en 8 son fijados a presión por su cuerpo cilíndrico en un soporte-disipador de calor en forma general de una placa 9. Los diodos negativos 10 están fijados a presión por su cuerpo cilíndrico en la zona anular de la plataforma 3 del palier trasero 16, que rodea el tramo que comprende las aberturas mencionadas más arriba 7. Las colas indicadas por 111 de los diodos negativos atraviesan unos agujeros 111' practicados en la placa soporte 9 de los diodos positivos 8. Esta placa 9 está separada de la plataforma 3 del palier 16 por un cuerpo en forma general de placa 13 de un material eléctricamente aislante, sobremoldeado sobre un conjunto de conductores planos. Esta placa 13 es llamada conector y, gracias a sus conductores planos, forma con los diodos positivos y negativos un puente rectificador para rectificar la corriente en la salida de los arrollamientos del estátor. Estos arrollamientos están dispuestos para formar las fases de estátor y comprenden unos conductores eléctricos conectados a la placa 13. Así, el número de referencia 114 indica los elementos en forma de prensa-hilos para el paso de estos conductores destinados a unir las fases y el neutro del estátor trifásico del alternador con la disposición de rectificación. La placa 9 de soporte de los diodos positivos 8 y la placa intermedia aislante 13 están axialmente yuxtapuestas y fijadas a un aislante eléctrico por unos tornillos 115 al palier 16. Para completar la descripción, unos números de referencia 116 y 117 indican respectivamente el dispositivo electrónico de regulación del alternador y el borne de salida del alternador que está conectado al soporte disipador 9 y a la red de a bordo del vehículo automóvil, así como al borne positivo de la batería. La placa 9 es metálica. Obviamente una tapa de materia plástica cubre la disposición de rectificación 1. Esta tapa está adaptada para permitir una circulación del aire ya está fijada al palier trasero. Una tal tapa es visible en las figuras 3 y 8 y también tiene forma de copela.
Con referencia a las figuras 3 a 9, se describirán a continuación las medidas constructivas propuestas, según la invención, para optimizar la refrigeración de la disposición de rectificación. Se utilizarán las mismas referencias para los elementos idénticos o similares a los mostrados en las figuras 1 y 2. La disposición de rectificación 1 según la invención es ventajosamente aplicable a los alternadores de vehículos automóviles o a las máquinas eléctricas de tipo "alterno-arrancadores" ya de por sí conocidos, que pueden funcionar alternativamente como motor eléctrico, en especial como motor de arranque o como alternador. Para más detalles, se puede recurrir a la solicitud FR-0003131 presentada el 10 de marzo de 2000 y publicada con el número FR-A-2 806 223 o al documento WO 01/69762. Este alterno-arrancador tiene la estructura de un alternador clásico y presenta unos medios de seguimiento de la rotación del rotor, ventajosamente de tipo magnético, para inyectar corriente en el devanado del estátor en el momento deseado, cuando la máquina funciona en modo motor de arranque.
Se ha representado en la figura 3 un alternador 10 compacto con ventiladores internos 102, 104 dotado de una disposición de rectificación según la invención.
Este alternador, aquí del tipo multifásico, está constituido principalmente por un cárter de soporte en dos porciones 16, 18 agujereadas para la circulación del aire. El cárter lleva interiormente dos elementos principales que son el estátor 12 y el rotor 13, tal como se describe por ejemplo en el documento US A 527 605 (EP B 0 515 259) al cual se podrá recurrir para más detalles.
El estátor 12 rodea el rotor 13, que es solidario de un árbol 15 sobre cuyo extremo trasero están fijados dos anillos colectores 17, mientras que una polea (no referenciada) es solidaria del extremo delantero del árbol 15. Esta polea está destinada a recibir una correa que forma parte de un dispositivo de transmisión de movimiento accionado por el motor de combustión interna del vehículo automóvil. El eje X-X constituye el eje del árbol 15 y el eje de simetría axial del alternador.
El estátor 12 está compuesto por un cuerpo 19 que está aquí constituido principalmente por un apilamiento axial de chapas transversales en hierro dulce. De manera conocida de por sí, las chapas del estátor 12 comprenden cada una unas muescas para la formación de ranuras, aquí axiales. Estas muescas desembocan en la periferia interna del cuerpo 19 de forma cilíndrica.
Las muescas se extienden radialmente hacia el exterior y reciben unas patillas axiales eléctricamente conductoras de un devanado eléctrico de inducido 23. Las ranuras están semi-cerradas hacia el interior tal como se ve por ejemplo en el documento FR A 2 603 429.
El devanado eléctrico 23 está constituido, para cada fase del alternador, o por ejemplo por enrollamiento en espiras de un hilo eléctricamente conductor, aquí un hilo de cobre, revestido por al menos una capa de material aislante eléctrico, por ejemplo un poliéster de dos capas, una del tipo poliimida, la otra del tipo poliamida imida.
Una hoja aislante eléctrica está interpuesta en cada muesca del cuerpo 19 del estátor 12 entre el devanado eléctrico 23 y el cuerpo 19 del estátor 12.
Esta hoja aislante inmovilizada, descrita en el documento WO 02/29958, para reducir los ruidos y el nivel sonoro del alternador 10, permite disminuir o suprimir los riesgos de corto-circuito entre el devanado 23 y el cuerpo 19.
Debido al enrollamiento del hilo eléctricamente conductor, el devanado 23 comprende entonces en cada muesca del cuerpo 19 del estátor 12 un haz de elementos eléctricamente conductores, que atraviesan axialmente las muescas del cuerpo 19 y que se prolongan por el exterior del cuerpo 19 mediante unas patillas de unión que forman unos moños 39 que se extienden sobresaliendo de parte y otra de este cuerpo 19 conforme a la figura 3.
Como variante, recurre a unas horquillas de sección circular o rectangular montadas en las muescas que forman las ranuras axiales del estátor 12 tal como se describe en el documento WO-92/06527. Como variante, cuatro elementos eléctricamente conductores, tales como unas horquillas de sección rectangular en forma de U, están montadas radialmente en superposición por muesca tal como se describe en el documento FR-A-2 819 117. En todos los casos, el estátor 12 presenta unos arrollamientos que constituyen el devanado 23. Estos arrollamientos de estátor están fijados a las porciones 16, 18 que se describen a continuación.
El rotor 13 inductor es aquí un rotor de garras del tipo Lundel, que está constituido por un devanado eléctrico 62 cilíndrico que está montado entre dos plataformas 64 y 66 metálicas que comprenden cada una unas garras 68 y 70 respectivamente, que se extienden axialmente en dirección de la otra plataforma 66 y 64. Cada conjunto plataforma-garras constituye una rueda polar, aquí de acero magnético. Un núcleo 67, aquí también de acero magnético, está intercalado axialmente entre las plataformas 66, 64 para llevar el devanado 62. El núcleo 67 es de forma anular de orientación axial estando aquí en forma de una arandela gruesa. Este núcleo 67 es distinto de las ruedas polares para facilitar el enrollamiento del elemento eléctricamente conductor sobre el núcleo 67 sin que las garras 68, 70 molesten. Cada rueda polar está fijada al árbol 15 a favor de partes moldeadas del árbol, una de las cuales sirve para la fijación del núcleo 67. Las garras 68 y 70 están separadas angularmente una con respecto a la otra de manera que una garra 68 de la plataforma 64 se interpone entre dos garras 70 adyacentes de la plataforma 66, e inversamente. Las garras presentan unos chaflanes (no referenciados) para reducir los ruidos magnéticos, como se describe en el documento EP-B-0.515.259.
El alternador es aquí de ventilación interna, llevando cada plataforma 64, 66 un ventilador respectivamente 102, 104 adyacente al tramo 16, 18 implicado del cárter. Cada tramo 18, 16 de cárter 12 está agujereado para la circulación del aire y lleva centralmente un palier bajo la forma de un rodamiento de bolas respectivamente 105, 106 para soporte respectivamente del extremo delantero y trasero del árbol 15. Así, uno 18 de estos tramos 16, 18 es llamado palier delantero (el adyacente a la polea) y el otro 16 palier trasero. Se notará que esta polea está fijada por una tuerca al extremo delantero fileteado del árbol 15. En la parte superior de la figura 3 un tirante de sección en forma de escuadra está intercalado entre el anillo interno del rodamiento 105 y la polea. En la parte inferior de esta figura 3, el tirante está integrado en la polea, lo cual permite reducir aún más la ocupación de espacio axial.
Los palieres 16, 18 tienen una forma hueca y comprenden cada uno un fondo en forma de plataforma de orientación transversal con respecto al eje X-X del alternador y, en su periferia externa, un reborde anular de orientación axial que comprende cada uno una cara radial anular de extremo mecanizado implicado 26, 28 que delimitan un plano de junta. Los palieres están conectados entre sí por unos tornillos de fijación 29.
Cada reborde de orientación axial se conecta a su otro extremo axial a la plataforma de orientación transversal soportando centralmente el rodamiento de bolas 105, 106 correspondiente. De manera conocida, cada plataforma y cada reborde comprenden respectivamente unas aberturas de entrada de aire y unas aberturas de salida de aire para la circulación del aire. En la figura 3 se ven determinadas aberturas de entrada de aire realizadas en las plataformas de los palieres 16, 18, en particular las aberturas 7 realizadas en la plataforma 3 del palier trasero 16, y se han representado a trazo discontinuo dos aberturas de salida de aire, del tipo como la abertura 4 de la figura 1, y unos rebordes periféricos de los palieres 16, 18.
Las aberturas de salida de aire de los rebordes están implantadas frente a los moños 39.
Los ventiladores 102, 104 están implantados radialmente por debajo de los moños 39, estando fijados, por ejemplo, por soldadura por puntos, respectivamente a la plataforma 64 y a la plataforma 66. Estos ventiladores 102, 104, solidarios del rotor 13, comprenden unas palas repartidas ventajosamente de manera irregular para la reducción de los ruidos y son aquí del tipo centrífugo. De esta manera, el aire es aspirado y atraviesa las aberturas de las plataformas para ser reenviado a través de las aberturas, aquí de forma oblonga, de los rebordes periféricos.
Los ventiladores pueden comprender dos series de palas, tal como se describe en el documento FR00 08549 presentado el 30 de junio de 2000 y publicado con el número FR-A-2 811 156.
Más concretamente, la segunda serie de palas es más corta que la primera serie de palas y al menos una segunda pala está intercalada entre dos palas consecutivas de la primera serie de palas.
Para más detalles se podrá recurrir a este documento. Todas las variantes de este documento son concebibles. Así, una tapa puede recubrir la primera serie de palas.
Por lo tanto, los moños 39 están bien refrigerados así como la disposición de rectificación 1, el regulador de tensión 116 del que está dotado el alternador 10 y los rodamientos de bolas 105, 106.
El palier trasero 16 lleva una disposición de rectificación 1 de la corriente alterna producida por el devanado 23 del estátor 12, aquí trifásico, y un porta-escobillas que coopera con los anillos colectores 17. Gracias a la disposición 1 la corriente alterna producida por el devanado 23 se transforma en corriente continua para recargar la batería del vehículo y alimentar a los consumidores, tales como el dispositivo de iluminación, el dispositivo de climatización etc.
De manera conocida, los anillos colectores 17 están conectados a los extremos del devanado de excitación 62 del rotor 13 por unos enlaces filares que pasan por detrás del ventilador 104, tal como se ve en esta figura 3. Cuando el devanado 62 se activa, se forman de manera conocida unos polos magnéticos al nivel de las garras 68, 70.
Se prevé además una tapa de protección 27 provista de aberturas de manera descrita a continuación para la circulación del aire.
Este tapa 27, aquí de materia plástica, corona el porta-escobillas, conectado de manera conocida al regulador de tensión 116, y la disposición de rectificación provista de diodos.
Las escobillas del porta-escobillas cooperan par rozamiento contra los anillos 17. El dispositivo de regulación permite limitar la tensión suministrada por el estátor para, en especial, proteger la batería.
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Los palieres 16, 18 comprenden unas patas para su fijación a una parte fija del vehículo y están conectadas entre sí a fijación aquí con ayuda de tornillos, uno de los cuales es visible en la figura 3. Por lo tanto, el alternador del vehículo queda unido eléctricamente a la masa a través de sus palieres 16, 18.
Como variante, las plataformas de los palieres están inclinadas axialmente.
Como variante el ventilador, 102 se suprime, si el ventilador trasero es más potente.
De una manera general, el alternador comprende al menos un ventilador interno solidario 13 del rotor e implantado en el interior del cárter por debajo de un moño 39 de manera que el devanado 23 está bien refrigerado y de manera que el alternador es de alta potencia, siendo a la vez compacto, en especial axialmente, y poco ruidoso.
Como variante, se implanta un único ventilador por el exterior al nivel de la polea.
La invención se refiere en especial a la realización de la placa 9 que hace de soporte de los diodos positivos 8 y que constituye un disipador de calor. Según una característica, esta placa 9 está dispuesta para asegurar una mejor disipación de calor y se llamará disipador de calor. Tal como se ve en las figuras 4 a 6, a la disposición de rectificación según la invención le pueden bastar tres diodos positivos 8, debido a la optimización de la refrigeración proporcionada por la invención. Con diferencia respecto a la figura 1, dos de estos diodos 8 están dispuestos cerca de la periferia externa de la placa, sensiblemente sobre el mismo círculo que los agujeros 111' de las colas 111 de los diodos negativos y los tornillos 115 de fijación de la disposición de rectificación al palier trasero. El tercer diodo está dispuesto en la vecindad del borne 117, llamado borne positivo. más concretamente, la placa presenta una prolongación en la vecindad del borne 117 para su fijación a la plataforma 3.
Los agujeros en los cuales están introducidos a presión los diodos que llevan la referencia 8' y los agujeros de paso de los tornillos 115 están indicados por 115'. Tal como se ve claramente en las figuras, la parte central del disipador 9 queda así despejada.
La cara superior del disipador 9 lleva una pluralidad de aletas 118, 119 que sobresalen perpendicularmente de la cara de la placa y se extienden sensiblemente radialmente a partir del borde radialmente interno de la placa, extendiéndose las aletas 118, llamadas primeras aletas, según una característica de la invención, prácticamente hasta la periferia externa de la placa disipadora, las otras aletas 119, llamadas segundas aletas, hasta los agujeros de recepción de los diodos, de los tornillos de fijación y de paso de las colas de los diodos negativos.
Aquí, algunas de las segundas aletas 119, más cortas que las primeras aletas 118, se extienden conforme a la invención a proximidad de los diodos positivos 8 dispuestos en la periferia externa de la placa 9 para una buena refrigeración de esta. Otras de las segundas aletas 19 se extienden hasta proximidad de los tornillos de fijación 115.
Se constata que el diodo positivo medio 8 está situado entre dos aletas largas 118, dispuestas en su periferia externa para rodear al máximo el diodo medio 8, y que una de las aletas largas 118 está a proximidad de los dos otros diodos 8. Las aletas 18, asociadas al diodo positivo medio 8, están curvadas en su periferia externa una en dirección de la otra para rodear mejor a este diodo medio. En el ejemplo representado, se prevén doce aletas 118, 119 sobre el disipador en forma de placa 9. Se prevén unas aletas en las dos caras de la placa. La figura 5 muestra que determinadas aletas presentan una anchura mayor para aumentar la masa de la placa 9.
Más concretamente, para evacuar aún mejor el calor, la cara inferior, girada hacia la plataforma 3, de la placa 9 está provista de aletas largas 119' y cortas 118' igual que la cara superior. Algunas de las aletas 119', 118' tienen una anchura considerable.
Tal como lo muestran claramente las figuras, la placa tiene unos orificios entre las aletas en la superficie disponible. Estas aberturas 120 constituyen, con las aletas radiales 118, 119 convergentes hacia el interior, unos canales axiales de refrigeración que aseguran una circulación acelerada del aire de refrigeración aspirado por el ventilador interno y luego reenviado a través de las aberturas laterales 5 del palier.
La figura 7 ilustra la placa intermedia aislante 13 que comprende, de manera correspondiente en la placa 9 de soporte de los diodos positivos, unos agujeros de paso 122 de las colas de los diodos positivos 8, unos agujeros de paso 123 de los tornillos de fijación 115 y unos agujeros de paso 124 de las colas de paso de los diodos negativos 10, todos en la zona anular exterior cerca de su periferia, estando la parte anular 125 situada más en el interior provista de amplias aberturas 126 de circulación del aire de refrigeración y cuya disposición corresponde a las aberturas 120 de la placa 8. En el marco de la invención, se podría concebir suprimir esta parte anular 125 de la placa aislante, lo cual permite reducir las medidas de la placa 13.
De manera conocida, las cabezas de los tornillos 115 se apoyan sobre el fondo de un alojamiento que pertenece a la placa 113 para prensar la placa 9 en contacto con la placa 113.
La figura 8 muestra un tapa de protección 27 en forma de copela destinada a coronar la disposición de rectificación según la invención, que se distingue por su configuración optimizada, perfectamente adaptada al disipador debido a que su parte situada por encima de este está muy agujereada dejando solamente unas nervaduras radiales estrechas 128 y una nervadura coaxial también estrecha 129. Las grandes aberturas 130 así obtenidas, que se extienden radialmente como las aletas de refrigeración 119, 118 aseguran una circulación acelerada puramente axial del aire de refrigeración aspirado y así una refrigeración óptima de la disposición de rectificación del alternador según la invención. Se notará que es únicamente la parte que forma la plataforma central de orientación transversal de la tapa 27 la que está provista de aberturas, ya que el reborde anular de orientación axial de la tapa, que está unido a la periferia externa de la plataforma central, está desprovisto de aberturas. Por lo tanto, el aire pasa axialmente a través de las aberturas 130 y 120, puesto que las aberturas 120 están frente a unas aberturas 7 del palier trasero.
Se notará que el espesor de las nervaduras, o banda de materia, radial 128 es función del espesor de las aletas 118, 119 siendo aquí globalmente igual a estas. Las nervaduras 128 están frente a las aletas 118, 119.
Aquí, la nervadura o banda de materia 129 es circularmente continua de manera que las aberturas 130 se dividen en dos. Una primera parte de las aberturas 130 está frente a unas aberturas 120 de la placa 9 teniendo, ventajosamente, cada una una longitud o altura radial superior a la de una abertura 120. La nervadura 129 se extiende por encima de las aberturas 120, de manera que la segunda parte de las aberturas 130 está frente, en especial, de los dos diodos positivos 8 implantados en la periferia externa de la placa 9.
De esta manera, la placa 9 está bien refrigerada y la tapa 27 es más resistente. De manera conocida, la tapa 27 está fijada por clipado a los tornillos 115 provistos, a tal efecto, de una parte fileteada, tal como se describe en el documento WO01/69762.
El reborde anular de orientación axial de la tapa 27 está aquí desprovisto de aberturas.
La figura 9 ilustra una versión 132 integrada del conjunto formado por el palier trasero y la tapa de protección de la disposición de rectificación, con unas aberturas de circulación axial 132 en la parte que corona el disipador de la disposición de rectificación fijado en el interior del conjunto. En este caso, los diodos negativos están montados en una placa que tiene la configuración de la plataforma 3 de la figura 1. Esta placa está fijada al palier trasero con cualquier medio, puesto que este palier trasero 16 está unido a la masa. Entonces, la tapa 132 presenta ventajosamente unos sobreespesores en forma de nervaduras que provienen de un tramo tubular que se extienden sobresaliendo axialmente con respecto a la parte central de la tapa y que constituyen el fondo del palier trasero. Estas nervaduras están conectadas por su extremo libre a unas chimeneas de fijación. Así el alternador puede accionar mediante su árbol de rotor una bomba de vacío. Por simplicidad, las nervaduras, el tramo tubular y las chimeneas de fijación no están indicadas.
En todos los casos, la disposición de rectificación comprende un disipador 9 en forma de placa agujereada de aletas radiales, una placa 13 de conectores y un tercero que constituyen el soporte de los diodos negativos formado por el palier trasero o una placa solidaria del palier trasero. Por lo tanto, recurre a tres piezas principales contrariamente al modo de realización descrito en el documento DE-A-19705228, ya mencionado, en el cual el conector está montado por encima de la placa que lleva los diodos positivos y que obstruye la ventilación. En la presente invención, el conector 13 está intercalado entre la disipación 9 y la plataforma 3 del palier trasero o una placa solidario de este. Unos canales radiales están formados entre las aletas. Las colas de los diodos positivos están dirigidos hacia el soporte de los diodos negativos. Dos o menos de los diodos positivos se extienden por encima de las aberturas 120.
Resulta de la anterior descripción de la invención, que gracias a las aletas radiales y a las aberturas que se establecen entre ellas, del disipador que soporta los diodos positivos, se obtiene una circulación acelerada y así optimizada del aire de refrigeración, al cual contribuyen las aberturas previstas en frente en el palier y en la placa aislante que forma conector. Puesto que los diodos positivos están dispuestos cerca de la periferia exterior de la placa de soporte, el conector puede tener unas dimensiones reducidas. Hay que destacar que todas las aberturas están configuradas de manera que reducen pérdidas de carga facilitando la circulación del aire. También hay que destacar que las aberturas en la tapa están alineadas con las aletas del disipador soporte de los diodos positivos.
El hecho de que las aletas 118, 119 convergen hacia el interior, permite acelerar la circulación del fluido de refrigeración aquí del aire o, como variante, otro fluido. El dispositivo de dos de los diodos positivos en la periferia externa del disipador 9 permite aumentar el espesor del disipador 9 en ese punto, creando sobre este, por ejemplo un sobreespesor de sección globalmente trapezoidal. Así, se evacua mejor el calor y se da rigidez a la placa 9. Ventajosamente, el disipador 9 se obtiene por moldeado a base de aluminio.
Se notará que las referencias 46, 50, 34 de la figura 3 indican respectivamente una junta anular plana, de resina termoconductora y unos tampones, tal como se describe en el documento WO02/29958.
La junta 46 está interpuesta axialmente entre el cuerpo 19 y un apoyo no referenciado del reborde del palier delantero 18.
La resina está interpuesta radialmente entre la periferia interno del reborde del palier 18 y la periferia externa del cuerpo 19.
Unos tampones 34 se interponen axialmente entre el cuerpo 19 y un apoyo del reborde (no referenciado) del palier trasero. Los tampones 34 son de un material elástico como la junta 46. Están hechos por ejemplo a base de elastómero.
Los tampones 34 presentan unas patas 38 para su montaje en unos alojamientos complementarios del palier trasero 16 tal como se ve en el documento WO02/29958. De esta manera, se obtiene un desacoplamiento mecánico entre el estátor y los palieres 16, 18, deformándose la resina 50 elásticamente en el sentido radial.
Así, el alternador es menos ruidoso. La resina 50 permite evacuar bien el calor, de manera que el rotor, en especial el devanado 62 de este, puede ser más potente.
Todo esto es posible gracias a la disposición de rectificación 1 según la invención que puede evacuar más calor.
Ventajosamente, se da forma a los devanados eléctricos 23 y/o 62 mediante una herramienta de conformado que ejerce un esfuerzo sobre al menos una zona de un devanado de manera que lo deforma. Aquí se aumentan las medidas del devanado 62, teniendo la periferia externa de este una forma convexa, como variante en forma de barril, de manera que su volumen aumenta, así como aumenta la potencia del alternador, lo cual es posible gracias a la disposición 1 según la invención.
Para más detalles, se recurrirá al documento WO02/295, estando montados los devanados 23, 62, respectivamente, en las muescas del cuerpo 19 y sobre el núcleo 67 mediante una hoja aislante revestida de un material de enlace, tal como un polímetro, ventajosamente del tipo termoendurecible. Por calefacción, se asegura un enlace del devanado 23, 62 con, respectivamente, el cuerpo 23 y el núcleo 67.
Se pueden utilizar horquillas para constituir el devanado 62. Todo ello es posible gracias a la disposición 1.
Gracias a la invención, el alternador es más potente y poco ruidoso. Obviamente, la presencia de la resina 50, de los tampones 34 y de la junta 46 no es obligatoria. Asimismo, tal como se describe en el documento FR 01 07178 presentado el 31/05/2001, el devanado 62 puede realizarse, como variante, por enrollamiento del elemento conductor sobre un elemento tubular montado sobre el núcleo 67 pero entonces en dos partes; cada parte proviniendo de una de las plataformas 66, 64.
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Referencias citadas en la descripción
Esta lista de referencias citadas por el solicitante está prevista únicamente para ayudar al lector y no forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha puesto el máximo cuidado en su realización, no se pueden excluir errores u omisiones y la OEP declina cualquier responsabilidad en este respecto.
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Claims (9)

1. Máquina eléctrica rotativa del tipo que comprende un estátor (12) con unos arrollamientos, un rotor (13) provisto de un árbol rotativo (15), un palier delantero y un palier trasero, en los cuales está montado rotativo el árbol de rotor, una disposición de rectificación de la corriente producida por la máquina eléctrica rotativa, que comprende una pluralidad de diodos positivos soportados por un disipador de calor en forma general de placa de soporte y una pluralidad de diodos negativos soportados por unos medios de soporte en forma de placa que forman ventajosamente parte del palier trasero, estando estas placas axialmente yuxtapuestas fijadas al palier trasero, y un dispositivo de refrigeración por circulación de una corriente axial de un fluido de refrigeración a través de unas aberturas axiales en dichas placas, estando al menos determinadas aberturas en la placa (9) de soporte de los diodos positivos (8) provistas de un gran número de nervaduras de refrigeración que presentan la forma de aletas (118, 119) sobre la placa de soporte, estando una abertura (120) de paso del fluido de refrigeración prevista entre cada par de aletas adyacentes (118, 119), caracterizada por el hecho de que un grupo de estas aletas se extienden sensiblemente hasta la periferia externa de la placa (9) de soporte de los diodos positivos y por el hecho de que unos diodos positivos (8) están cada uno rodeados por una pluralidad de aletas de este grupo que están dirigidas hacia este diodo.
2. Máquina según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que al menos dos diodos positivos (8) están dispuestos cerca de la periferia exterior de la placa (9) de soporte de los diodos positivos (8) y por el hecho de que otras aletas (119), llamadas segundas aletas, se extienden hasta la proximidad de estos diodos.
3. Máquina según la reivindicación 2, caracterizada por el hecho de que las aberturas (120) en la placa (9) de soporte de los diodos positivos (8) constituyen con las aletas (118, 119) adyacentes unos canales de circulación acelerada del líquido de refrigeración.
4. Máquina según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que al menos una primera aleta (118) que se extiende radialmente hasta la periferia externa de la placa de soporte (9) está a proximidad de un diodo positivo (8).
5. Máquina según la reivindicación 4, caracterizada por el hecho de que la placa de soporte (9) presenta al nivel del diodo positivo un sobreespesor.
6. Máquina según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que una placa (13) de un material eléctricamente aislante está interpuesta entre las placas (9,3) de soporte de los diodos positivos (8) y negativos y está configurada para asegurar un libre paso del fluido de refrigeración en su tramo situado por debajo de la parte de la placa (9) de soporte de los diodos positivos (8), que comprende las aberturas (120) de paso del aire de refrigeración.
7. Máquina según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que comprende una parte de tapa provista, al nivel de las aletas (118, 119) de la placa (9) de soporte de los diodos positivos (8), de unas aberturas radiales correspondientes.
8. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que dos de las aletas que rodean uno de los diodos positivos (8) convergen una hacia la otra.
9. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que determinadas aletas se extienden a partir del borde radialmente interno de la placa (9) de soporte de los diodos positivos.
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