ES2619588T3 - Máquina eléctrica con estator segmentado y devanado de dos capas - Google Patents
Máquina eléctrica con estator segmentado y devanado de dos capas Download PDFInfo
- Publication number
- ES2619588T3 ES2619588T3 ES13704781.7T ES13704781T ES2619588T3 ES 2619588 T3 ES2619588 T3 ES 2619588T3 ES 13704781 T ES13704781 T ES 13704781T ES 2619588 T3 ES2619588 T3 ES 2619588T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- rotor
- stator
- transition
- souls
- seen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/16—Stator cores with slots for windings
- H02K1/165—Shape, form or location of the slots
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/16—Stator cores with slots for windings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/12—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
- H02K7/1807—Rotary generators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
- H02K2213/12—Machines characterised by the modularity of some components
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
- H02K7/1807—Rotary generators
- H02K7/1823—Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
- H02K7/183—Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines wherein the turbine is a wind turbine
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Máquina eléctrica, - en la que la máquina eléctrica tiene un estator (1) y un rotor (2), - en la que el rotor (2) se puede mover con respecto al estator (1) en una dirección de movimiento (x), - en la que el estator (1) está dividido en segmentos de estator (10) adyacentes entre sí visto en la dirección de movimiento (x) del rotor (2), - en la que los segmentos de estator (10) tienen en cada caso una zona central (11), una primera zona de transición (12) y una segunda zona de transición (13), - en la que las zonas centrales (11) están dispuestas entre la primera zona de transición (12) y la segunda zona de transición (13) del respectivo segmento de estator (10) visto en la dirección de movimiento (x) del rotor (2), - en la que los segmentos de estator (10) presentan en su lado alejado del rotor (2) en cada caso una culata de estator (14) que se extiende por la respectiva zona central (11) y la respectiva primera zona de transición (12), - en la que, partiendo de las culatas de estator (14), se extienden en la respectiva zona central (11) almas de ranura centrales (16) y en la respectiva primera zona de transición (12) primeras almas de transición (17) hacia el rotor (2), - en la que las primeras almas de transición (17) terminan por debajo de las almas de ranura centrales (16) visto en la dirección hacia el rotor (2), - en la que las almas de ranura centrales (16) y las primeras almas de transición (17) forman en cada caso ranuras que están abiertas hacia el rotor (2) visto desde la culata de estator (14) y están limitadas lateralmente en cada caso por dos almas de ranura centrales (16), por dos primeras almas de transición (17) o por el alma de ranura central (16) adyacente a la primera zona de transición (12) y el primer alma de transición (17) adyacente a la zona central (11) visto en la dirección de movimiento (x) del rotor (2), - en la que los segmentos de estator (10) tienen en su lado alejado del rotor (2) en la respectiva segunda zona de transición (13) en cada caso un alma transversal (18), - en la que, partiendo del respectivo alma transversal (18), en la respectiva segunda zona de transición (13) se extienden respectivas segundas almas de transición (19) hacia el rotor (2), - en la que las segundas almas de transición (19) forman en cada caso ranuras que están abiertas hacia el rotor (2) visto desde la culata de estator (14) y están limitadas lateralmente en cada caso por dos segundas almas de transición (19) visto en la dirección de movimiento (x) del rotor (2), - en la que las segundas almas de transición (19) terminan a la misma altura que las almas de ranura centrales (16) visto en la dirección hacia el rotor (2), - en la que, visto en la dirección hacia el rotor (2), bordes inferiores (15) de las culatas de estator (14) presentan una distancia de culata (a1) con respecto al rotor (2), - en la que, visto en la dirección hacia el rotor (2), una distancia (a3) de las primeras almas de transición (17) con respecto al rotor (2) es al menos igual de grande que una distancia (a5) de un borde inferior (20) de las almas transversales (18) alejado del rotor (2) y - en la que la primera zona de transición (12) y la segunda zona de transición (13) de segmentos de estator (10) directamente adyacentes entre sí se solapan entre sí visto en la dirección de movimiento (x) del rotor (2) y están dispuestas una por encima de la otra visto desde el estator (1) hacia el rotor (2).
Description
5
10
15
20
25
30
35
40
45
DESCRIPCION
Maquina electrica con estator segmentado y devanado de dos capas La presente invention se refiere a una maquina electrica,
- en la que la maquina electrica tiene un estator y un rotor,
- en la que el rotor se puede mover con respecto al estator en una direction de movimiento,
- en la que el estator esta dividido en segmentos de estator adyacentes entre si visto en la direccion de movimiento del rotor,
- en la que los segmentos de estator tienen en cada caso una zona central, una primera zona de transition y una segunda zona de transicion,
- en la que las zonas centrales estan dispuestas entre la primera zona de transicion y la segunda zona de transicion del respectivo segmento de estator visto en la direccion de movimiento del rotor,
- en la que los segmentos de estator tienen en su lado alejado del rotor en cada caso una culata de estator que se extiende por la respectiva zona central y la respectiva primera zona de transicion,
- en la que, partiendo de las culatas de estator, se extienden en la respectiva zona central almas de ranura centrales y en la respectiva primera zona de transicion primeras almas de transicion hacia el rotor,
- en la que las almas de ranura centrales y las primeras almas de transicion forman en cada caso ranuras que estan abiertas hacia el rotor visto desde la culata de estator y estan limitadas lateralmente en cada caso por dos almas de ranura centrales, por dos primeras almas de transicion o por el alma de ranura central adyacente a la primera zona de transicion y el primer alma de transicion adyacente a la zona central visto en la direccion de movimiento del rotor,
- en la que los segmentos de estator tienen en su lado alejado del rotor en la respectiva segunda zona de transicion en cada caso un alma transversal,
- en la que, partiendo del respectivo alma central, se extienden en la respectiva segunda zona de transicion respectivas segundas almas de transicion hacia el rotor,
- en la que las segundas almas de transicion forman en cada caso ranuras que estan abiertas hacia el rotor visto desde la culata de estator y estan limitadas lateralmente en cada caso por dos segundas almas de transicion visto en la direccion de movimiento del rotor,
- en la que las segundas almas de transicion terminan a la misma altura que las almas de ranura centrales visto en la direccion hacia el rotor,
- en la que bordes inferiores de las culatas de estator tienen una distancia de culata con respecto al rotor visto en la direccion hacia el rotor.
Maquinas electricas tienen un estator que, a su vez, tiene una culata de estator partiendo de la que se extienden almas en la direccion hacia el rotor. Almas directamente adyacentes forman en cada caso entre si una ranura de estator. En las ranuras de estator esta dispuesto el sistema de devanado de estator de la maquina electrica.
En el caso mas sencillo esta dispuesta en cada ranura de estator una mitad de devanado de un unico devanado del sistema de devanado de estator. La otra mitad del respectivo devanado discurre en otra ranura de estator, no estando dispuesta en esta ranura ninguna mitad de devanado de otro devanado del sistema de devanado de estator. Un sistema de devanado de estator de este tipo se denomina habitualmente devanado de una sola capa en el estado de la tecnica.
De manera alternativa es posible que en cada ranura de estator esten dispuestas las mitades de devanado de dos devanados del sistema de devanado de estator. La otra mitad de devanado de un devanado y la otra mitad de devanado del otro devanado estan dispuestas en dos ranuras de estator diferentes, estando dispuesta la ranura de estator mencionada en primer lugar entre las dos ranuras de estator diferentes. Un sistema de devanado de estator de este tipo se denomina habitualmente devanado de dos capas en el estado de la tecnica. Un devanado de dos capas tiene ventajas electromagneticas con respecto a un devanado de una sola capa y, por tanto, es preferible por regla general.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Siempre que el estator (visto en la direccion de movimiento del rotor) sea una pieza uniforme, es posible sin problemas arrollar el estator con un devanado de dos capas. Sin embargo, en el caso de maquinas electricas mas grandes, es ventajoso tanto con respecto a la tecnica de fabricacion como con respecto a la tecnica de transporte y con respecto a la tecnica de almacenamiento cuando el estator esta compuesto por varios segmentos (segmentos de estator). En una configuracion de este tipo del estator no se puede realizar sin mas un devanado de dos capas.
En el estado de la tecnica es conocido dotar los segmentos de estator de un devanado de una sola capa, por ejemplo, un devanado de una sola capa tal como es conocido por el documento EP 2 166 644 A1. Esta solucion se puede realizar sin mas, aunque se asumen los inconvenientes electromagneticos relacionados con un devanado de una sola capa.
Una maquina electrica del tipo mencionado al inicio es conocida, por ejemplo, por el documento US 7 772 738 B2. En la maquina electrica del documento US 7 772 738 B2, el alma transversal representa una continuacion de la culata de estator. Las almas de ranura centrales, las primeras almas de transicion y las segundas almas de transicion estan construidas de manera identica. Los segmentos de estator son adyacentes junta contra junta entre si.
Por el documento US 7 772 738 B2 es conocido disponer en las ranuras formadas por las almas de los segmentos de estator un devanado de dos capas, esto es, dotar los segmentos de estator de un devanado de dos capas. Sin embargo, el devanado de dos capas del documento US 7 772 738 B2 no es completo. En particular, en cada caso entre dos almas de ranura centrales estan dispuestas una de dos mitades de devanado de un primer devanado y una de dos mitades de devanado de un segundo devanado. Sin embargo, en las zonas de transicion esta dispuesta en cada caso solo la segunda mitad de devanado de un primer devanado o la segunda mitad de devanado de un segundo devanado. Por tanto, en las zonas de transicion, el devanado de dos capas no es completo. En el documento US 7 772 738 B2 se intenta compensar el efecto electromagnetico desventajoso resultante porque la culata de estator y el alma transversal tienen en las zonas adyacentes a los segmentos de estator adyacentes un mayor grosor que entre las mismas. Sin embargo, la compensacion solo es incompleta.
En teorla es concebible completar posteriormente el devanado de dos capas incompleto del documento US 7 772 738 B2. En este caso se eliminarlan los inconvenientes electromagneticos. Sin embargo, es diflcil hasta casi imposible garantizar la calidad de los devanados fabricados posteriormente en un nivel elevado. Mas bien se tiene que contar con que la seguridad funcional (fiabilidad) de la maquina electrica esta claramente reducida.
Por el documento US 2010/0066199 A1 es conocida una maquina electrica, en el que la maquina electrica tiene un estator y un rotor, en el que el rotor se puede mover con respecto al estator en una direccion de movimiento. El estator esta dividido en segmentos de estator adyacentes entre si visto en la direccion de movimiento del rotor. Los segmentos de estator tienen en cada caso una zona central, una primera zona de transicion y una segunda zona de transicion, estando las zonas centrales dispuestas entre la primera zona de transicion y la segunda zona de transicion del respectivo segmento de estator visto en la direccion de movimiento del rotor. Los segmentos de estator tienen en cada caso una culata de estator que se extiende por la respectiva zona central y la respectiva primera zona de transicion. En la respectiva zona central de las culatas de estator se extiende en cada caso un diente de estator hacia el rotor. Los segmentos de estator tienen en su lado alejado del rotor en la respectiva segunda zona de transicion en cada caso un alma transversal. Visto en la direccion hacia el rotor, bordes inferiores de las culatas de estator tienen una distancia de culata con respecto al rotor. Las primeras y segundas zonas de transicion de segmentos de estator directamente adyacentes entre si se solapan entre si visto en la direccion de movimiento del rotor y estan dispuestas unas por encima de otras visto desde el estator hacia el rotor.
Del documento US 2006/0071114 A1 se puede deducir un contenido de divulgacion similar.
El objetivo de la presente invencion consiste en crear una maquina electrica que se pueda dotar de un devanado de dos capas de alta calidad, aunque el estator esta dividido en segmentos de estator adyacentes entre si visto en la direccion de movimiento del rotor.
El objetivo se consigue mediante una maquina electrica con las caracterlsticas de la reivindicacion 1. Configuraciones ventajosas de la maquina electrica de acuerdo con la invencion son objeto de las reivindicaciones dependientes 2 a 10.
De acuerdo con la invencion se modifica una maquina electrica del tipo mencionado al inicio
- porque las primeras almas de transicion terminan por debajo de las almas de ranura centrales visto en la direccion hacia el rotor,
- por que, visto en la direccion hacia el rotor, una distancia de las primeras almas de transicion con respecto al rotor es al menos igual de grande que una distancia de un borde inferior alejado del rotor de las almas transversales y
5
10
15
20
25
30
35
40
45
- porque la primera zona de transicion y la segunda zona de transicion de segmentos de estator directamente adyacentes entre si se solapan entre si visto en la direccion de movimiento del rotor y estan dispuestas una por encima de la otra visto desde el estator hacia el rotor.
Mediante esta configuracion de la maquina electrica - en particular de los segmentos de estator - los segmentos de estator se pueden dotar de antemano, es decir, antes del ensamblado de los segmentos de estator para formar el estator, completamente del devanado de dos capas. Por tanto, en la fabrica, el devanado de dos capas se puede introducir en los segmentos de estator. Una introduccion posterior de devanados en las zonas de transicion, que solo deberia tener lugar tras el ensamblado de los segmentos de estator en el lugar de funcionamiento de la maquina electrica, no es necesaria.
Para la estructura de los segmentos de estator son posibles diferentes configuraciones. Por ejemplo, es posible que los segmentos de estator esten configurados en una sola pieza visto en la direccion de movimiento del rotor. De manera alternativa es posible
- que los segmentos de estator tengan en cada caso una primera parte de segmento de estator y una segunda parte de segmento de estator visto en la direccion de movimiento del rotor,
- que la respectiva primera parte de segmento de estator comprenda la zona central y la primera zona de transicion del respectivo segmento de estator,
- que la respectiva segunda parte de segmento de estator comprenda la segunda zona de transicion del respectivo segmento de estator y
- que la respectiva primera parte de segmento de estator y la respectiva segunda parte de segmento de estator esten unidas entre si.
En el caso mencionado en ultimo lugar, la respectiva primera parte de segmento de estator y la respectiva segunda parte de segmento de estator, por ejemplo, pueden estar unidas entre si mediante una union de ranura y lengueta. De manera alternativa, por ejemplo, es posible un atornillado.
El devanado de dos capas puede estar realizado en particular
- porque en cada caso entre dos almas de ranura centrales estan dispuestas en cada caso una de dos mitades de devanado de un primer devanado y una de dos mitades de devanado de un segundo devanado,
- porque la otra mitad de devanado del primer devanado esta dispuesta entre dos almas de ranura centrales, entre el alma de ranura central adyacente a la primera zona de transicion del respectivo segmento de estator y el primer alma de transicion adyacente a la zona central del respectivo segmento de estator o entre dos primeras almas de transicion del respectivo segmento de estator,
- porque la otra mitad de devanado del segundo devanado esta dispuesta entre dos almas de ranura centrales, entre el alma de ranura central adyacente a la segunda zona de transicion del respectivo segmento de estator y el segundo alma de transicion adyacente a la zona central del respectivo segmento de estator o entre dos segundas almas de transicion del respectivo segmento de estator,
- porque en cada caso entre dos primeras almas de transicion esta dispuesta exclusivamente la otra mitad de devanado de un primer devanado pero ninguna mitad de devanado de un segundo devanado y
- porque en cada caso entre dos segundas almas de transicion esta dispuesta exclusivamente la otra mitad de devanado de un segundo devanado pero ninguna mitad de devanado de un primer devanado.
Preferiblemente, los primeros devanados estan construidos de manera identica entre si. Ademas, preferiblemente, los segundos devanados estan construidos de manera identica entre si. Es muy ventajosa una configuracion en la que todos los devanados estan construidos de manera identica.
Es posible que los segmentos de estator sean componentes de una maquina linear electrica. Sin embargo, por regla general (maquina electrica rotatoria), los segmentos de estator estan curvados de manera circular alrededor de un eje de rotacion, discurriendo la direccion de movimiento del rotor de manera tangencial con respecto al eje de rotacion y discurriendo la direccion del estator al rotor de manera radial con respecto al eje de rotacion.
La maquina electrica se puede utilizar en principio para fines cualesquiera. Preferiblemente, se utiliza como generador de una instalacion eolica.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Las propiedades, caracterlsticas y ventajas anteriormente descritas de esta invencion y la manera en la que se consiguen las mismas se vuelven comprensibles de forma mas clara y evidente en relacion con la siguiente descripcion de los ejemplos de realizacion que se explican en mas detalle en conexion con los dibujos. A este respecto muestran en una representacion esquematica:
La figura 1
La figura 2
La figura 3
La figura 4
La figura 5
La figura 6 desarrollada,
La figura 7 un devanado,
La figura 8
La figura 9
La figura 10
La figura 11
una maquina electrica en un corte longitudinal,
la maquina electrica de la figura 1 en un corte a lo largo de una llnea II-II en la figura 1, un segmento de estator en una vista en perspectiva, el segmento de estator de la figura 3 en una vista lateral, partes de dos segmentos de estator adyacentes entre si,
un segmento de estator con devanados de una fase desde el lado en una representacion
una parte de una zona central y de una primera zona de transicion de un segmento de estator con
un segmento de estator con devanados en una vista en perspectiva, un segmento de estator con devanados desde el lado,
una parte de una zona central y una segunda zona de transicion de un segmento de estator y partes de dos segmentos de estator adyacentes entre si.
De acuerdo con las figuras 1 y 2, una maquina electrica tiene un estator 1 y un rotor 2. El estator 1 esta fijado sobre un soporte de estator 3. El rotor 2 esta fijado sobre un soporte de rotor 4. El soporte de rotor 4 y, con el, el rotor 2, se puede mover con respecto al estator 1 en una direccion de movimiento x. De acuerdo con las figuras 1 y 2, el rotor 2 esta montado en cojinetes 5 y, de este modo, se puede rotar alrededor de un eje de rotacion 6. Por tanto, la maquina electrica esta construida como maquina electrica rotatoria. La direccion de movimiento x del rotor 2 discurre de este modo de manera tangencial con respecto al eje de rotacion 6. Una direccion y desde el estator 1 hacia el rotor 2 discurre de manera radial con respecto al eje de rotacion 6. Ademas, para una direccion de extension del eje de rotacion 6 se utiliza a continuacion el signo de referencia z, siempre que sea necesario.
De acuerdo con las figuras 1 y 2 - con respecto al eje de rotacion 6 - el estator 1 esta dispuesto de manera radial en el interior, el rotor 2 esta dispuesto de manera radial en el exterior. Por tanto, la maquina electrica de las figuras 1 y 2 esta configurada como maquina de rotor exterior. En conexion con una maquina de rotor exterior se explica a continuacion en mas detalle la presente invencion. Sin embargo, la presente invencion se puede aplicar igualmente en una maquina de rotor interior.
De acuerdo con las figuras 1 y 2 esta fijado sobre el soporte de rotor 4 un cubo 7. El cubo 7 soporta palas de rotor 8 de una rueda eolica 9. Por tanto, la maquina electrica se utiliza como generador de una instalacion eolica. Sin embargo, en principio, la maquina electrica tambien se podrla utilizar para otros fines.
De acuerdo con la figura 2, el estator 1 esta dividido en segmentos de estator 10 adyacentes entre si visto en la direccion de movimiento x del rotor 2. Los segmentos de estator 10 estan curvados de manera circular alrededor del eje de rotacion 6, ya que la maquina electrica esta configurada como maquina electrica rotatoria. Si la presente invencion se aplicara en una maquina linear electrica, los segmentos de estator 10 serlan rectos.
Preferiblemente, los segmentos de estator 10 estan construidos de manera identica entre si. Por tanto, a continuacion, se explica en mas detalle - en representacion de todos los segmentos de estator 10 - en relacion con las figuras 3 y 4 la estructura de un segmento de estator 10 individual. Sin embargo, las realizaciones correspondientes son validas para todos los segmentos de estator 10.
De acuerdo con las figuras 3 y 4, el segmento de estator 10 tiene una zona central 11, una primera zona de transicion 12 y una segunda zona de transicion 13. La zona central 11 esta dispuesta entre la primera zona de transicion 12 y la segunda zona de transicion 13 visto en la direccion de movimiento x del rotor 2.
El segmento de estator 10 tiene en su lado alejado del rotor 2 una culata de estator 14. La culata de estator 14 se
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
extiende por la zona central 11 y la primera zona de transicion 12. Por regla general, tiene un grosor d uniforme. Por tanto, un borde inferior 15 de la culata de estator 14 tiene una distancia a1 con respecto al rotor 2 visto en la direccion hacia el rotor 2 que es constante como funcion de la posicion visto en la direccion de movimiento x del rotor. La distancia a1 se denomina a continuacion distancia de culata.
Partiendo de la culata de estator 14 se extienden en la zona central 11 almas de ranura centrales 16 hacia el rotor 2. Ademas, en la primera zona de transicion 12 se extienden primeras almas de transicion 17 hacia el rotor 2. Las almas de ranura centrales 16 tienen una distancia a2 con respecto al rotor 2 visto en la direccion hacia el rotor 2. La distancia a2 es la misma de manera uniforme para las almas de ranura centrales 16. Las primeras almas de transicion 17 tienen una distancia a3 con respecto al rotor 2 visto en la direccion hacia el rotor 2. La distancia a3 es la misma de manera uniforme para las primeras almas de transicion 17. Sin embargo, es mas grande que la distancia a2 de las almas de ranura centrales 16. Por tanto, las primeras almas de transicion 17 terminan por debajo de las almas de ranura centrales 16 visto en la direccion hacia el rotor 2.
El segmento de estator 10 tiene ademas en su lado alejado del rotor 2 en la segunda zona de transicion 13 un alma transversal 18. Partiendo del alma transversal 18 se extienden en la segunda zona de transicion 13 segundas almas de transicion 19 hacia el rotor 2. Las segundas almas de transicion 19 tienen una distancia a4 con respecto al rotor 2 visto en la direccion hacia el rotor 2. La distancia a4 de las segundas almas de transicion 19 es igual que la distancia a2 de las almas de ranura centrales 16. Por tanto, las segundas almas de transicion 19 terminan a la misma altura que las almas de ranura centrales 16 visto en la direccion hacia el rotor 2.
El alma transversal 18 solo tiene que conducir un flujo magnetico en una medida reducida. Asimismo, el alma transversal 18 solo se ve solicitada mecanicamente en una medida reducida. Por tanto, un grosor del alma transversal 18 puede ser relativamente reducido.
De acuerdo con la figura 5, el borde inferior 20 del alma transversal 18 alejado del rotor 2 tiene una distancia a5 con respecto al rotor 2 visto en la direccion hacia el rotor 2. La distancia a5 es, como maximo, igual de grande que la distancia a3 de las primeras almas de transicion 17 con respecto al rotor 2. Dicho de otro modo: visto en la direccion hacia el rotor 2, la distancia a3 de las primeras almas de transicion 17 con respecto al rotor 2 es al menos igual de grande (preferiblemente igual de grande) que la distancia a5 del borde inferior 20 del alma transversal 18 con respecto al rotor 2.
La primera zona de transicion 12 y la segunda zona de transicion 13 tienen ademas extensiones longitudinales x1, x2 identicas visto en la direccion de movimiento x del rotor 2. En el estado montado, esto es, cuando los segmentos de estator 10 son adyacentes entre si, por tanto, de acuerdo con la figura 5, la primera zona de transicion 12 y la segunda zona de transicion 13 de segmentos de estator 10 directamente adyacentes entre si se solapan visto en la direccion de movimiento x del rotor 2. Ademas, de acuerdo con la figura 5, visto desde el estator 1 hacia el rotor 2, la primera zona de transicion 12 y la segunda zona de transicion 13 de segmentos de estator 10 directamente adyacentes entre si estan dispuestas una por encima de la otra. A partir de la figura 5 se puede ver tambien que las almas de transicion 17, 19 mas exteriores de la primera y segunda zona de transicion 12, 13 tienen anchos de alma b1, b2 que son aproximadamente la mitad de un ancho de alma b de las almas de ranura centrales 16.
La figura 6 muestra de manera esquematica para una fase individual de varias fases la disposicion de devanados 21 entre las almas de ranura centrales 16, las primeras almas de transicion 17 y las segundas almas de transicion 19. De acuerdo con la figura 6, en cada caso entre dos almas de ranura centrales 16 estan dispuestas dos mitades de devanado 22 de dos devanados 21 diferentes. En un devanado 21, la otra mitad de devanado 22 del devanado 21 correspondiente esta dispuesta entre dos almas de ranura centrales 16, entre el alma de ranura central 16 adyacente a la primera zona de transicion 12 y la primera alma de transicion 17 adyacente a la zona central 11 o entre dos primeras almas de transicion 17. Sin embargo, en cualquier caso, la otra mitad de devanado 22 del devanado 21 correspondiente esta dispuesta "a la izquierda". En el otro devanado 21, la otra mitad de devanado 22 del devanado 21 correspondiente esta dispuesta entre dos almas de ranura centrales 16, entre el alma de ranura central 16 adyacente a la segunda zona de transicion 13 y el segundo alma de transicion 19 adyacente a la zona central 11 o entre dos segundas almas de transicion 19. Sin embargo, en cualquier caso, la otra mitad de devanado 22 del devanado 21 correspondiente esta dispuesta "a la derecha". Sin embargo, en cada caso entre dos primeras almas de transicion 17 y en cada caso dos segundas almas de transicion 19 esta dispuesta exclusivamente una unica mitad de devanado 22. Por tanto, en cada caso entre dos primeras almas de transicion 17 esta dispuesta una mitad de devanado 22 de un devanado 21, estando dispuesta la otra mitad de devanado 22 de este devanado 21 entre dos almas de ranura centrales 16. Sin embargo, en cada caso entre dos primeras almas de transicion 17 no esta dispuesta ninguna mitad de devanado adicional. De manera analoga esta dispuesta entre dos segundas almas de transicion 19 una mitad de devanado 22 de un devanado 21, estando dispuesta la otra mitad de devanado 22 de este devanado 21 entre dos almas de ranura centrales 16. Sin embargo, en cada caso entre dos segundas almas de transicion 19 no esta dispuesta ninguna mitad de devanado adicional.
Con respecto a un par individual de almas de ranura centrales 16, las dos mitades de devanado 22 dispuestas entre estas dos almas de ranura centrales 16 estan dispuestas una por encima de la otra. Por tanto, en cada caso una de
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
estas dos mitades de devanado 22 esta dispuesta mas cerca de la culata de estator 14 ("abajo") y mas cerca del rotor 2 ("arriba"). A continuation, se considera en primer lugar el devanado 21 en el que la mitad de devanado 22 en el par observado de almas de ranura centrales 16 esta dispuesta abajo. Es posible que la otra mitad de devanado 22 de este devanado 21 tambien este dispuesta abajo, esto es, que entre otras dos almas de ranura centrales 16 sea la mitad de devanado 22 inferior all! o este dispuesta entre dos primeras almas de transition 17. En este caso, preferiblemente, los devanados 21 dispuestos "abajo" estan construidos de manera identica entre si.
Ahora se considera el devanado 21 en el que la mitad de devanado 22 en el par observado de almas de ranura centrales 16 esta dispuesta arriba. De manera analoga es posible que la otra mitad de devanado 22 de este devanado 21 tambien este dispuesta arriba, esto es, entre dos otras almas de ranura centrales 16 sea la mitad de devanado 22 superior all! o este dispuesta entre dos segundas almas de transicion 19. Igualmente, en este caso, los devanados 21 dispuestos “arriba” estan construidos preferiblemente de manera identica entre si.
Sin embargo, preferiblemente, las dos mitades de devanado 22 de un devanado 21 estan dispuestas en cada caso, por un lado, arriba y, por otro lado, abajo. Esto esta representado en la figura 6 y - para un devanado 21 individual - en la figura 7. En este caso, todos los devanados 21 pueden estar construidos de manera uniforme. La figura 8 y la figura 9 muestran un segmento de estator 10 correspondiente dotado completamente de devanados 21.
De la disposition en cada caso de dos mitades de devanado 22 en cada caso entre dos almas de ranura centrales 16 y en cada caso una mitad de devanado 22 en cada caso entre dos primeras y segundas almas de transicion 17, 19 resultan anchos de zona necesarios de la zona central 11, de la primera zona de transicion 12 y de la segunda zona de transicion 13. En particular, las primeras almas de transicion 17 de la primera zona de transicion 12 y las segundas almas de transicion 19 de la segunda zona de transicion 13 tienen que formar en cada caso m+1 ranuras, siendo m el numero de ranuras que salta un determinado devanado 21. Las almas de ranura centrales 16 tienen que formar un multiplo entero de m+1 ranuras.
En la configuration explicada anteriormente en conexion con las figuras 3 a 9 de los segmentos de estator 10, los segmentos de estator 10 estan configurados en una sola pieza visto en la direction de movimiento x del rotor 2 (recorte de chapa). Sin embargo, esto no es obligatorio. A continuacion, se explica en conexion con las figuras 10 y 11 una configuracion adicional de los segmentos de estator 10 en la que los segmentos de estator 10 tienen en cada caso una primera parte de segmento de estator 23 y una segunda parte de segmento de estator 24 visto en la direccion de movimiento x del rotor 2. La division de los segmentos de estator 10 en la primera parte de segmento de estator 23 y la segunda parte de segmento de estator 24 constituye la diferencia fundamental. Las realizaciones que estan realizadas anteriormente en conexion con las figuras 3 a 9, por tanto, - con exception de la configuracion en una sola pieza - de manera analoga, tambien se pueden aplicar a la configuracion de acuerdo con las figuras 10 y 11.
De acuerdo con las figuras 10 y 11, la segunda parte de segmento de estator 24 comprende la segunda zona de transicion 13. La primera parte de segmento de estator 23 comprende la parte restante del segmento de estator 10, esto es, la zona central 11 y la primera zona de transicion 12. La primera parte de segmento de estator 23 y la respectiva segunda parte de segmento de estator 24 - evidentemente - estan unidas entre si. Por ejemplo, el alma de ranura central 16 adyacente a la segunda zona de transicion 13 puede tener un saliente 25 en su extremo dirigido al rotor 2. En este caso, el saliente 25 colabora con una hendidura 26 correspondiente que esta introducida en el segundo alma de transicion 19 adyacente a la zona central 11. El saliente 25 y la hendidura 26 forman una union de ranura y lengueta mediante la que la primera parte de segmento de estator 23 y la segunda parte de segmento de estator 24 estan unidas entre si.
La maquina electrica de acuerdo con la invention tiene ventajas considerables con respecto a otras maquinas electricas en las que el estator 1 esta construido a partir de segmentos de estator 10. En particular, se puede realizar de manera relativamente sencilla una maquina electrica con un devanado de dos capas completo sin influir de manera negativa en la fiabilidad y la seguridad funcional de la maquina electrica. Mediante la misma configuracion de los devanados 21 se pueden realizar proyecciones mas cortas, por lo que, a su vez, se pueden minimizar perdidas electricas. Ademas, los devanados 21 tienen (al menos fundamentalmente) resistencias electricas identicas. Ademas, unas denominadas corrientes circulantes se pueden reducir claramente.
Aunque la invencion se ha ilustrado y descrito en mas detalle mediante el ejemplo de realization preferido, la invencion no esta limitada por los ejemplos dados a conocer y un experto en la tecnica puede deducir de ello otras variaciones sin abandonar el alcance de protection de la invencion que se establece mediante las siguientes reivindicaciones.
Claims (10)
- 510152025303540REIVINDICACIONES1. Maquina electrica,- en la que la maquina electrica tiene un estator (1) y un rotor (2),- en la que el rotor (2) se puede mover con respecto al estator (1) en una direccion de movimiento (x),- en la que el estator (1) esta dividido en segmentos de estator (10) adyacentes entre si visto en la direccion de movimiento (x) del rotor (2),- en la que los segmentos de estator (10) tienen en cada caso una zona central (11), una primera zona de transicion (12) y una segunda zona de transicion (13),- en la que las zonas centrales (11) estan dispuestas entre la primera zona de transicion (12) y la segunda zona de transicion (13) del respectivo segmento de estator (10) visto en la direccion de movimiento (x) del rotor (2),- en la que los segmentos de estator (10) presentan en su lado alejado del rotor (2) en cada caso una culata de estator (14) que se extiende por la respectiva zona central (11) y la respectiva primera zona de transicion (12),- en la que, partiendo de las culatas de estator (14), se extienden en la respectiva zona central (11) almas de ranura centrales (16) y en la respectiva primera zona de transicion (12) primeras almas de transicion (17) hacia el rotor (2),- en la que las primeras almas de transicion (17) terminan por debajo de las almas de ranura centrales (16) visto en la direccion hacia el rotor (2),- en la que las almas de ranura centrales (16) y las primeras almas de transicion (17) forman en cada caso ranuras que estan abiertas hacia el rotor (2) visto desde la culata de estator (14) y estan limitadas lateralmente en cada caso por dos almas de ranura centrales (16), por dos primeras almas de transicion (17) o por el alma de ranura central (16) adyacente a la primera zona de transicion (12) y el primer alma de transicion (17) adyacente a la zona central (11) visto en la direccion de movimiento (x) del rotor (2),- en la que los segmentos de estator (10) tienen en su lado alejado del rotor (2) en la respectiva segunda zona de transicion (13) en cada caso un alma transversal (18),- en la que, partiendo del respectivo alma transversal (18), en la respectiva segunda zona de transicion (13) se extienden respectivas segundas almas de transicion (19) hacia el rotor (2),- en la que las segundas almas de transicion (19) forman en cada caso ranuras que estan abiertas hacia el rotor (2) visto desde la culata de estator (14) y estan limitadas lateralmente en cada caso por dos segundas almas de transicion (19) visto en la direccion de movimiento (x) del rotor (2),- en la que las segundas almas de transicion (19) terminan a la misma altura que las almas de ranura centrales (16) visto en la direccion hacia el rotor (2),- en la que, visto en la direccion hacia el rotor (2), bordes inferiores (15) de las culatas de estator (14) presentan una distancia de culata (a1) con respecto al rotor (2),- en la que, visto en la direccion hacia el rotor (2), una distancia (a3) de las primeras almas de transicion (17) con respecto al rotor (2) es al menos igual de grande que una distancia (a5) de un borde inferior (20) de las almas transversales (18) alejado del rotor (2) y- en la que la primera zona de transicion (12) y la segunda zona de transicion (13) de segmentos de estator (10) directamente adyacentes entre si se solapan entre si visto en la direccion de movimiento (x) del rotor (2) y estan dispuestas una por encima de la otra visto desde el estator (1) hacia el rotor (2).
- 2. Maquina electrica de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada porque los segmentos de estator (10) estan configurados en una sola pieza visto en la direccion de movimiento (x) del rotor (2).
- 3. Maquina electrica de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada- porque los segmentos de estator (10) tienen en cada caso una primera parte de segmento de estator (23) y una segunda parte de segmento de estator (24) visto en la direccion de movimiento (x) del rotor (2),5101520253035- porque la respectiva primera parte de segmento de estator (23) comprende la zona central (11) y la primera zona de transicion (12) del respectivo segmento de estator (10),- porque la respectiva segunda parte de segmento de estator (24) comprende la segunda zona de transicion (13) del respectivo segmento de estator (10) y- porque la respectiva primera parte de segmento de estator (23) y la respectiva segunda parte de segmento de estator (24) estan unidas entre si.
- 4. Maquina electrica de acuerdo con la reivindicacion 3, caracterizada porque la respectiva primera parte de segmento de estator (23) y la respectiva segunda parte de segmento de estator (24) estan unidas entre si mediante una union de ranura y lengueta.
- 5. Maquina electrica de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada- porque en cada caso entre dos almas de ranura centrales (16) estan dispuestas una de dos mitades de devanado (22) de un primer devanado (21) y una de dos mitades de devanado (22) de un segundo devanado (21),- porque la otra mitad de devanado (22) del primer devanado (21) esta dispuesta entre dos almas de ranura centrales (16), entre el alma de ranura central (16) adyacente a la primera zona de transicion (12) del respectivo segmento de estator (10) y el primer alma de transicion (17) adyacente a la zona central (11) del respectivo segmento de estator (10) o entre dos primeras almas de transicion (17) del respectivo segmento de estator (10),- porque la otra mitad de devanado (22) del segundo devanado (21) esta dispuesta entre dos almas de ranura centrales (16), entre el alma de ranura central (16) adyacente a la segunda zona de transicion (13) del respectivo segmento de estator (10) y el segundo alma de transicion (19) adyacente a la zona central (11) del respectivo segmento de estator (10) o entre dos segundas almas de transicion (19) del respectivo segmento de estator (10),- porque en cada caso entre dos primeras almas de transicion (17) esta dispuesta exclusivamente la otra mitad de devanado (22) de un primer devanado (21) pero ninguna mitad de devanado (22) de un segundo devanado (21) y- porque en cada caso entre dos segundas almas de transicion (19) esta dispuesta exclusivamente la otra mitad de devanado (22) de un segundo devanado (21) pero ninguna mitad de devanado (22) de un primer devanado (21).
- 6. Maquina electrica de acuerdo con la reivindicacion 5, caracterizada porque los primeros devanados (21) estan construidos de manera identica entre si.
- 7. Maquina electrica de acuerdo con la reivindicacion 5 o 6, caracterizada porque los segundos devanados (21) estan construidos de manera identica entre si.
- 8. Maquina electrica de acuerdo con la reivindicacion 5, caracterizada porque todos los devanados (21) estan construidos de manera identica.
- 9. Maquina electrica de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los segmentos de estator (10) estan curvados de manera circular alrededor de un eje de rotacion (6), porque la direccion de movimiento (x) del rotor (2) discurre de manera tangencial con respecto al eje de rotacion (6) y porque la direccion (y) del estator (1) al rotor (2) discurre de manera radial con respecto al eje de rotacion (6).
- 10. Maquina electrica de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque se utiliza como generador de una instalacion eolica.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/EP2013/053094 WO2014124687A1 (de) | 2013-02-15 | 2013-02-15 | Elektrische maschine mit segmentiertem stator und zweischichtwicklung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2619588T3 true ES2619588T3 (es) | 2017-06-26 |
Family
ID=47722278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES13704781.7T Active ES2619588T3 (es) | 2013-02-15 | 2013-02-15 | Máquina eléctrica con estator segmentado y devanado de dos capas |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9450458B2 (es) |
| EP (1) | EP2941814B1 (es) |
| CN (1) | CN104995819B (es) |
| AU (1) | AU2013378593B2 (es) |
| CA (1) | CA2901278C (es) |
| DK (1) | DK2941814T3 (es) |
| ES (1) | ES2619588T3 (es) |
| WO (1) | WO2014124687A1 (es) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3007328A1 (de) | 2014-10-08 | 2016-04-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Aktivteil einer elektrischen Maschine |
| EP3035500A1 (de) | 2014-12-18 | 2016-06-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Statorsegment für einen hohlzylinderförmigen, segmentierten Stator einer elektrischen Maschine |
| EP3748814A1 (de) * | 2019-06-07 | 2020-12-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Stator für eine rotierende elektrische maschine |
| EP3937348A1 (de) * | 2020-07-09 | 2022-01-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Blechpaketsegment und verfahren zu dessen herstellung |
| CN112202312B (zh) * | 2020-09-30 | 2022-05-27 | 中车株洲电机有限公司 | 一种直线感应电机及其电机初级 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4080724A (en) * | 1976-01-13 | 1978-03-28 | Zephyr Wind Dynamo Company | Method of forming electrical machine care from E-laminations |
| US4990809A (en) * | 1987-04-27 | 1991-02-05 | The Superior Electric Company | Variable reluctance motor |
| WO2006008331A1 (en) | 2004-07-19 | 2006-01-26 | Rotatek Finland Oy | Electric machine |
| CN100423415C (zh) * | 2004-09-06 | 2008-10-01 | 东洋电装株式会社 | 分割型定子铁心的绕线装置 |
| US7077355B2 (en) | 2004-09-28 | 2006-07-18 | Toyo Denso Kabushiki Kaisha | Split-type stator core winding device |
| JP2010068686A (ja) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Honda Motor Co Ltd | 回転電機用の固定子 |
| DK2166644T3 (da) | 2008-09-18 | 2019-05-06 | Siemens Ag | Gruppe af tre statorviklinger til en stator af en elektrisk maskine, statoranordning, generator og vindmølle |
| DE102008064498A1 (de) | 2008-12-23 | 2010-07-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Elektrische Maschine mit radial versetztem Kühlstrom und Kühlverfahren |
| DE102008064495B3 (de) | 2008-12-23 | 2010-10-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Elektrische Maschine mit mehreren Kühlströmen und Kühlverfahren |
| EP2385609B1 (en) * | 2010-05-05 | 2018-11-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Generator with a segmented stator |
| EP2395632A1 (en) * | 2010-06-10 | 2011-12-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Stator segment unit adapted to build a ring-shaped stator when assembled |
| DE102010039871A1 (de) | 2010-08-27 | 2012-03-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Aktivteil einer elektrischen Maschine mit schrägen Spulen im Wickelkopfbereich |
| JP5641902B2 (ja) * | 2010-10-08 | 2014-12-17 | 日本発條株式会社 | モーターのステーター・コア及び製造方法 |
| US8487502B2 (en) * | 2011-06-30 | 2013-07-16 | GM Global Technology Operations LLC | Segmented stator core |
-
2013
- 2013-02-15 DK DK13704781.7T patent/DK2941814T3/en active
- 2013-02-15 CN CN201380073120.8A patent/CN104995819B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2013-02-15 WO PCT/EP2013/053094 patent/WO2014124687A1/de active Application Filing
- 2013-02-15 ES ES13704781.7T patent/ES2619588T3/es active Active
- 2013-02-15 CA CA2901278A patent/CA2901278C/en not_active Expired - Fee Related
- 2013-02-15 AU AU2013378593A patent/AU2013378593B2/en active Active
- 2013-02-15 EP EP13704781.7A patent/EP2941814B1/de active Active
- 2013-02-15 US US14/767,950 patent/US9450458B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104995819B (zh) | 2017-09-08 |
| AU2013378593B2 (en) | 2016-06-09 |
| DK2941814T3 (en) | 2017-03-13 |
| WO2014124687A1 (de) | 2014-08-21 |
| US9450458B2 (en) | 2016-09-20 |
| CA2901278A1 (en) | 2014-08-21 |
| AU2013378593A1 (en) | 2015-08-13 |
| EP2941814B1 (de) | 2016-12-14 |
| CA2901278C (en) | 2019-06-04 |
| CN104995819A (zh) | 2015-10-21 |
| US20150380991A1 (en) | 2015-12-31 |
| EP2941814A1 (de) | 2015-11-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2619588T3 (es) | Máquina eléctrica con estator segmentado y devanado de dos capas | |
| US8461737B2 (en) | Permanent-magnet (PM) rotors and systems | |
| CN103141010A (zh) | 用于电机的机器部件 | |
| US10622853B2 (en) | Synchronous reluctance type rotary electric machine | |
| US20120043155A1 (en) | Synchronous machine | |
| WO2014034157A1 (ja) | 回転電機およびその製造方法 | |
| BRPI0614041B1 (pt) | acionamento direto para acionamentos de grande porte | |
| BR112019011846A2 (pt) | estrutura de suporte, segmento de estator e estator de uma máquina dinamoelétrica, gerador de rotor externo ou motor de rotor externo, instalação de energia eólica, e, processos para fabricar um segmento de estator e um estator | |
| US10020708B2 (en) | Electrical machine with damper to resist vibratory stresses mechanically, and corresponding damper | |
| ITFI20090185A1 (it) | "alternatore elettrico del tipo per generatori eolici" | |
| BR112015014604A8 (pt) | Máquina elétrica | |
| BR112013025512B1 (pt) | dispositivo de mancal axial magnético e máquina elétrica | |
| JP2011103755A (ja) | 回転電機の固定子および回転電機 | |
| JP6718797B2 (ja) | 同期リラクタンス回転電機 | |
| CN107251375A (zh) | 无刷电机和具有该无刷电机的电动自行车 | |
| JP5960068B2 (ja) | 回転電機システム | |
| US20120187798A1 (en) | Three-phase dc motor | |
| US10727708B2 (en) | Rotor and permanent magnet type rotating electrical machine | |
| JP2008061442A (ja) | 平角線の巻線構造、電動機、平角線の巻装方法及び平角線の成形方法 | |
| ES2805325T3 (es) | Máquina eléctrica rotativa | |
| JP7306040B2 (ja) | モータ | |
| US10778052B2 (en) | Synchronous reluctance type rotary electric machine | |
| ES2652261T3 (es) | Motor y su rotor de imanes permanentes | |
| JP6210160B2 (ja) | 同期リラクタンス回転電機 | |
| JP6036599B2 (ja) | 誘導機の回転子 |