MXPA04012773A - Anillo de interconexion y alambre guia para un estator de una maquina electrica. - Google Patents
Anillo de interconexion y alambre guia para un estator de una maquina electrica.Info
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Abstract
Un anillo de interconexion y alambre guia para una maquina electrica incluyen un anillo radial anular que tiene un borde radialmente interior y un borde radialmente exterior. Un anillo axial se proyecta axialmente desde el borde radialmente interior del anillo radial anular. Un posicinador de guia ubica el anillo radial anular y el anillo axial respecto a la maquina electrica. Divisores de alambre se localizan en una superficie radialmente exterior del anillo radial. Los divisores de alambre se localizan en una superficie radialmente exterior del anillo radial. Los divisores de alambre incluyen una pluralidad de proyecciones circunferenciales que se forman en la superficie radialmente exterior del anillo radial. Una pluralidad de alambres guias se localizan adyacentes a un borde radialmente exterior del anillo anular. Senales en una superficie exterior del anillo radial anular identifican al menos una de una posicion de montaje para el anillo de interconexion y alambre guia y un esquematico de cableado para cableado de fases de la maquina electrica.
Description
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For two-letter codes and other abbreviatinns. refer lo the "Guid-ance Notes on Codes andAbbreviations " appearing at the begi -ning ofeach regular issue ofthe PCT Gazette.
ANILLO DE INTERCONEXIÓN Y ALAMBRE GUÍA PARA UN ESTATOR DE UNA MÁQUINA ELÉCTRICA
CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente Invención se refiere a máquinas eléctricas y más particularmente a un anillo de interconexión y alambre guía para una máquina eléctrica. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las máquinas eléctricas, tales como motores y generadores, típicamente incluyen un estator que se monta dentro de un alojamiento y un rotor que se sostiene para rotación respecto al estator. Algunas máquinas eléctricas de magneto permanente sin escobillas incluyen un estator segmentado con una pluralidad de montajes de segmento de estator. Los montajes de segmento de estator típicamente incluyen un núcleo de estator, un montaje de tapa de extremo y alambre para devanado. Algunas máquinas eléctricas de reluctancia conmutada también incluyen un estator segmentado. Los alambres para devanado de los montajes de segmento de estator se bobinan alrededor del núcleo de estator y montaje de tapa de extremo. Extremos opuestos del alambre para devanado se conectan a conectores de desplazamiento con aislamiento (IDC = insulation dispiacement connectors) o bobinan alrededor de terminales que se integran con el montaje de tapa de extremo. Alambre adicional conecta las terminales de cableado o IDC para formar fases de la máquina eléctrica. Un enfoque de cableado de fase involucra el interconectar manualmente los montajes de segmento de estator utilizando alambre para devanado aislado. Este enfoque tiene un costo relativamente elevado. Además, el colocar aleatoriamente alambres de fase suelta sobre bobinas en la máquina eléctrica puede provocar degradación de las características eléctricas de la máquina eléctrica. La falta de alivio de tensión adecuado para alambres puente o de enlace y alambres de terminal puede provocar problemas de confiabilidad. Soluciones incluyen embebido de resina al cableado de fase y/o utilizar alambres de fase aislados de una sola hebra o múltiples hebras. Otras soluciones incluyen utilizar un tablero de circuito impreso en lugar de alambres de fase, que tiene un costo relativamente alto. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Un anillo de interconexión y alambre guía de acuerdo con la presente invención para una máquina eléctrica incluyen un anillo radial anular que tiene un borde radialmente interior y un borde radialmente exterior. Un anillo axial se proyecta axialmente desde el borde radialmente interior del anillo radial anular. En otras características de la invención, un posicionador de guía ubica el anillo radial anular y el anillo axial respecto a la máquina eléctrica. Divisores de alambre se localizan en una superficie radialmente exterior del anillo radial. Los divisores de alambre incluyen una pluralidad de proyecciones circunferenciales que se forma en la superficie radialmente exterior del anillo radial. Los divisores de alambre separan físicamente alambres asociados con primeras, segundas y terceras fases de la máquina eléctrica. En otras características, una pluralidad de alambres guía se ubican adyacentes a un borde radialmente exterior del anillo radial anular. Las guías de alambre tienen proyecciones en forma de "L" que se ubican en ángulos respecto a una dirección radial. Señales en una superficie exterior del anillo radial anular identifican al menos una de una posición de montaje para el anillo de interconexión y un alambre guía y un esquemático de cableado para fases de cableado de la máquina eléctrica. Todavía en otras características, la máquina eléctrica es una máquina eléctrica de estator segmentado. El posicionador guía incluye patas que se extienden radialmente desde el anillo axial. Las patas incluyen una superficie de acoplamiento para acoplar segmentos de estator adyacentes de la máquina eléctrica. La superficie de acoplamiento incluye una proyección que confina a tope esquinas de núcleos de estator de montajes de segmento de estator adyacentes. Adicionales áreas de aplicabilidad de la presente invención serán aparentes de la descripción detallada que se proporciona a continuación. Habrá de entenderse que la descripción detallada y ejemplos específicos mientras que indican la modalidad preferida de la invención, se pretenden para propósitos de ilustración solamente y no se pretende que limiten el alcance de la invención. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La presente invención será más completamente comprendida a partir de la descripción detallada y los dibujos acompañantes, en donde: La Figura 1A es una vista en sección transversal parcial que muestra un estator segmentado, un rotor y un alojamiento de una máquina eléctrica ejemplar; La Figura 1 B es una vista en perspectiva de una máquina eléctrica de estator segmentado ensamblada con el rotor omitido; La Figura 1C ¡lustra terminales de un montaje de segmento de estator; La Figura 1 D ¡lustra un conectar de desplazamiento con aislamiento (IDC) de un montaje de segmento de estator;
La Figura 2 es una vista en perspectiva superior de un anillo de interconexión y alambre guía, de acuerdo con la presente invención; La Figura 3 es una vista en perspectiva de fondo del anillo de interconexión y guía de alambre; La Figura 4 es una vista en perspectiva parcial superior del anillo de interconexión y guía de alambre; La Figura 5 es una vista en perspectiva del anillo de interconexión y guía de alambre después de instalación en la máquina eléctrica del estator segmentado; La Figura 6 es un esquemático de cableado ejemplar para la máquina eléctrica; La Figura 7 es una vista en perspectiva parcial que ilustra un esquemático de cableado moldeado integralmente con el anillo radial anular; La Figura 8 es un esquemático de cableado ejemplar para una máquina eléctrica ejemplar de seis polos/9 ranuras; La Figura 9 es una vista en planta de un anillo de interconexión y guía de alambre alterno; y La Figura 10 es una vista en sección transversal parcial del anillo de interconexión y guía de alambre alterno. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS La siguiente descripción de la o las modalidades preferidas simplemente es ejemplar en naturaleza y de ninguna manera se pretende que limite la invención, su aplicación o usos. Para propósitos de claridad, los mismos números de referencia se utilizarán en los dibujos para identificar elementos similares.
El anillo de interconexión y guía de alambre de acuerdo con la presente invención mejora las conexiones de cableado de fase entre montajes de estator segmentado en una máquina eléctrica. El anillo de interconexión y guía de alambre también retienen alambres de fase de conexión individual, los separan y mantienen ubicación axial y radial de los alambres de fase respecto al estator. El anillo de interconexión y guía de alambre incluye divisores del alambre que separan los alambres de fase. Los divisores de alambre evitan que los alambres de fase entren a la perforación del estator. El anillo de interconexión y guía de alambre incluyen señales de ubicación para localizar el anillo de interconexión y guía de alambre respecto a la máquina eléctrica. Las señales de localización también pueden incluir un esquemático de cableado o información de cableado para ayudar a los trabajadores de ensamblado durante el cableado de fase. Ahora con referencia a la Figura 1A, se ilustra una máquina eléctrica de magneto permanente sin escobillas ejemplar 10. La máquina eléctrica 10 incluye un alojamiento 12 y un estator segmentado 14 montado en el alojamiento 12. Un rotor 16 se sostiene para rotación respecto al estator segmentado 4. Mientras que la presente invención se describirá en conjunto con máquinas eléctricas de magneto permanente sin escobillas, la presente invención también puede utilizarse con otros tipos de máquinas eléctricas tales como máquinas eléctricas de reluctancia conmutada. Para detalles adicionales referentes a máquinas eléctricas de reluctancia conmutada con estator segmentado, ver las solicitudes de patentes de los E.U.A. No. de Serie 09/803,876, presentada en Marzo 12,2001 , "Segmented Stator Switched Reluctance Machine" (Máquina de Reluctancia Conmutada con Estator Segmentado), y No. de Serie 09/754,537, presentada en Enero 4, 2001 , "End Cap Assembly for a Switched Reluctance Electric Machine" (Montaje de Tapa de Extremo para una Máquina Eléctrica de Reluctancia Conmutada), que aquí se incorporan por referencia. Como puede apreciarse, el anillo de interconexión y guía de alambre también pueden utilizarse con otras máquinas eléctricas de estator segmentado y no segmentado. Ahora con referencia a la Figura 1B, el estator segmentado 14 incluye una pluralidad de montajes de segmento de estator 18-1 , 18-2,..., y 18-n (referidos colectivamente como 18) que se ensamblan dentro del alojamiento 12. Los montajes de segmento de estator 18- 1 , 18-2,..., y 18-n incluyen núcleos de segmento de estator 20-1 , 20-2,..., y 20-n y montajes de tapa de extremo 22-1 , 22-2,..., y 22-n. El alambre para devanado 24-1 , 24-2,..., y 24-n se devanado alrededor de los núcleos de segmento de estator 20-1 , 20-2,..., y 20-n y los montajes de tapa de extremo 22-1 , 22-2, y 22-n. . El núcleo de segmento de estator 20 incluye un núcleo sólido o una pila de placa de estator individuales. Las placas de estator de preferencia tiene una forma identificada en 30 en la Figura 1A, aunque pueden emplearse otras formas. Cada una de las placas de estator 30 incluye una sección de labio exterior arqueada 32 y una sección de poste en forma de diente 34. Una superficie de borde exterior 36 de la sección de labio exterior 32, se configura para acoplar con la una superficie de pared interior 38 del alojamiento 12. Una superficie de borde interior de la sección de labio exterior 32 usualmente es arqueada y en general es concéntrica con la superficie de borde exterior 36. La sección de labio exterior 32 incluye opcionaimente una proyección de lengüeta 40 formada en una superficie de borde y una ranura 42 en su superficie de borde opuesto. La sección de poste 34 de las placas de estator tiene una superficie de borde interior arqueada 44 y un par de proyecciones que se extienden circunferencialmente 46. El rotor 16 incluye una sección de labio circular 54 y una pluralidad de magnetos permanentes 56, que se conectan sobre la sección de labio 54. Una perforación circular 58 se forma en el rotor 16. Una flecha de rotor (no mostrada) se recibe por la perforación circular 58 del rotor 16. En la modalidad particular mostrada, el rotor 16 tiene ocho magnetos permanentes igualmente espaciados 56 y el estator segmentado 14 tiene doce secciones de poste igualmente espaciadas. Otras combinaciones de poste de rotor y poste de estator también se contemplan. Además, los magnetos permanentes 56 tienen una superficie de borde exterior arqueada 62, que define un espacio de aire 63 respecto a la superficie de borde interior arqueado 44 en las secciones de poste 34 de las placas de estator. Los montajes de tapa de extremo 22 pueden emplear terminales 70 como se ilustra en la Figura 1 C, conectares IDC 72 mostrados en la Figura 1 D, o cualquier otro enfoque conveniente para conectar los extremos opuestos del alambre para devanado 24 a los alambres de fase. Ahora con referencia a la Figura 2, se ilustra un anillo de interconexión y guía de alambre 100 de acuerdo con la presente invención. El anillo de interconexión y guía de alambre 00 incluye un anillo radial anular 104 y un anillo axial 108. El anillo radial anular 104 incluye un borde radialmente exterior 110 y un borde radialmente interior 1 2. Se localiza una pluralidad de guías de alambre 116 adyacentes al borde radialmente exterior 10. Señales tales como marcas de ubicación guía (una flecha 120) y/o marcas de cableado (tales como llamadas de atención de terminal de energía 122) se forman en, aplican a y/o de otra forma marcan en el anillo radial anular 104.
El anillo axial 108 confina a tope al anillo radial anular 104. De preferencia, el anillo axial 108 se conecta con y/o forma en el borde radialmente interior 112 del anillo radial anular 104. El anillo axial 108 se proyecta en primeras y segundas direcciones axiales desde el anillo radial anular 104. La primera dirección axial es una dirección alejada de la máquina eléctrica 10. La segunda dirección axial es una dirección hacia la máquina eléctrica 10. El anillo axial 108 incluye una superficie radialmente interior 124 y una superficie radialmente exterior 128. El anillo de interconexión y alambre guía 100 incluyen un posicionador de guía 129 que ubica la guía 100 respecto a la máquina eléctrica 10. El posicionador guía 129 de preferencia incluye una o más patas 130-1 , 130-2 y/o 130-x que se proyectan en la segunda dirección axial de al menos uno del anillo radial anular 104 y el anillo axial 108. En una modalidad preferida, las patas 130 se proyectan desde el anillo axial 108. Una superficie radialmente interior 132 de las patas 130 de preferencia es co-planar con la superficie radialmente interior 124. Las patas 130 definen una proyección 140. El anillo axial 108 también incluye una pluralidad de divisores de alambre axial y/o circunferencialmente espaciados 144, que se forman en la superficie radialmente exterior 128. Los divisores de alambre 144 separan los alambres de fase de conexión. Ahora con referencia a la Figura 3, el anillo axial 108 de preferencia se extiende más allá del anillo radial anular 104 en la segunda dirección axial, para proporcionar refuerzo adicional para las patas 130. Una superficie radialmente exterior 150 de las patas 130 define una proyección tipo llave 152. La proyección tipo llave 152 puede ser una proyección en forma de "T" que se ilustra en la Figura 3. Las proyecciones tipo llave 152 también pueden tener otras formas. La proyección 140 y la proyección tipo llave 152 se acoplan por los montajes de tapa de extremo 22 y los núcleos de segmento de estator de montajes de segmento de estator adyacentes 18. De preferencia, los montajes de segmento de estator 18 derivan las patas 130 en una dirección radialmente hacia adentro cuando se ensamblan. Con referencia ahora a la Figura 4, las patas 130, los alambres guía 1 16 y los divisores de alambre 144 se ilustran con más detalle. Los alambres guía 116 de preferencia tienen forma de "L" que usualmente se giran respecto a una dirección radial. Por ejemplo, las guías de alambre 116-1 y 116-2 se giran respecto a una dirección radial. Las guías de cableado 116 se ubican adyacentes a una lineal radial de la terminal asociada o IDC y entre la línea radial y una dirección que genera el alambre de fase para la terminal o IDC asociados. Los divisores de alambre 144 incluyen proyecciones circunferenciales 160 que se forman en la superficie radialmente exterior 128 del anillo axial 108. Por ejemplo, alambres de las tres fases se separan por dos proyecciones circunferenciales 160-1 y 160-2. Una primera fase se ubica entre el anillo radial anular 104 (adyacente al borde interior radial 112) y la proyección 160-1. Una segunda fase se ubica entre la proyección 160-1 y la proyección 160-2. Una tercera fase se ubica entre la proyección 160-2 y un borde axialmente exterior 164 del anillo axial 108. El borde axialmente exterior 164 de preferencia incluye una brida 166 para mejorar la retención de alambre. Ahora con referencia a la Figura 5, el anillo de interconexión y guía de alambre 100 se ilustran montados en el estator segmentado 14. Bordes de las proyecciones 140 se acoplan por montajes de segmento de estator adyacentes (tales como 18-1 y 18-2). Más particularmente, las proyecciones 140 se ubican entre esquinas del núcleo de segmento de estator. Una porción de borde axialmente interior dei anillo axial 108 de preferencia confina a tope las porciones de borde circunferencial del montaje de tapa de extremo. Ahora con referencia a la Figura 6, se ilustra un esquemático de cableado ejemplar para la máquina eléctrica 0. El anillo de interconexión y la guía de alambre facilitan el uso de máquinas de cableado automático. Ahora con referencia a la Figura 7, el anillo de interconexión y la guía de alambre 100 incluyen un esquemático de cableado para los alambres de fase. El esquemático de cableado se moldea integralmente o de otra forma marca en el anillo radial anular 104 para ayudar durante cableado de los alambres de fase. Por ejemplo, el esquemático de cableado ilustra una conexión 202 entre dos guías de alambre 116 y una conexión 204 desde el divisor de alambre 144 a la guía de alambre 1 6. Ahora con referencia a la Figura 8, se ilustra un esquemático de cableado ejemplar para una máquina eléctrica de 6 polos/9 ranuras. Los alambres de fase 220-1 , 220-2,..., y 220-6 interconectan alambres para devanado 24 para formar fases de la máquina eléctrica. Ahora con referencia a las Figuras 9 y 10, un anillo de interconexión y guía de alambre alterno 230 tiene una forma generalmente anular e incluye una superficie radialmente exterior 232, una superficie radialmente interior 234, una superficie axialmente exterior 236, y una superficie axialmente interior 238. La superficie radialmente interior 234 de preferencia es concéntrica con la perforación del estator. En la Figura 10, un borde radialmente interior de una perforación de estator se ¡lustra por la línea punteada 239. En una implementación ejemplar, el anillo de interconexión y guía de alambre 230 incluyen una superficie muescada 240 formada sobre la superficie radialmente interior 238 que acopla con un borde radialmente interior de los montajes de tapa de extremo 22 de los montajes de segmento de estator 18. El anillo de interconexión y guía de alambre 230 pueden conectarse al estator 14 utilizando un ajuste forzado entre el anillo de interconexión y la guía de alambre 230 y el montaje de tapa de extremo 22, se proporciona retención por los alambres de fase 220, adhesivo, conectores mecánicos, patas y/o cualquier otro método conveniente. El anillo de interconexión y guía de alambre 230 de preferencia incluye una o más ranuras 244 formadas en la superficie radialmente exterior 232 del anillo de interconexión y guía de alambre 230. El anillo de interconexión y guía de alambre 230 también pueden incluir una superficie en ángulo 250 entre la superficie axialmente interior 238 y la superficie radialmente exterior 232. La superficie en ángulo 250 proporciona separación para el alambre de devanado 24 en los montajes de segmento de estator 18. Los alambres de fase 220 se reciben en y colocan por las ranuras 244. Como puede apreciarse, el estator 14 puede ser segmentado o no segmentado. La conexión al estator 14 puede realizarse con IDCs, terminales, terminales de gancho, directamente al alambre de devanado o cualquier otra forma conveniente. Aquellos con destreza en la especialidad ahora pueden apreciar de la descripción anterior que las amplias enseñanzas de la presente invención pueden implementarse en una variedad de formas. Por lo tanto, mientras que esta invención se ha descrito en conexión con ejemplos particulares de la misma, el alcance real de la invención no habrá de ser así limitado ya que otras modificaciones serán aparentes para la persona con destreza ante un estudio de los dibujos, la especificación y las siguientes reivindicaciones.
Claims (16)
12
REIVINDICACIONES 1. Un anillo de interconexión y guía de alambre para una máquina eléctrica, que tienen alambres de fase múltiples que forman devanado respecto a dientes de estator, caracterizados porque comprenden: un anillo radial anular que se coloca adyacente a los devanados y que tiene un borde radialmente interior y un borde radialmente exterior; el anillo radial anular acopla los alambres de fases múltiples para guiar los alambres de fases múltiples; un anillo axial que se proyecta axialmente desde el borde radialmente interior del anillo radial anular; y un posicionador de guía que ubica el anillo radial anular y el anillo axial respecto a la máquina eléctrica. 2. El anillo de interconexión y guía de alambre de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizados porque además comprenden divisores de alambre que se ubican en una superficie radialmente exterior del anillo axial.
3. El anillo de interconexión y guía de alambre de conformidad con la reivindicación 2, caracterizados porque además comprenden los divisores de alambre incluyen una pluralidad de proyecciones circunferenciales que se forman en la superficie radialmente exterior del anillo axial.
4. El anillo de interconexión y guía de alambre de conformidad con la reivindicación 3, caracterizados porque además comprenden las proyecciones circunferenciales están espaciadas al menos uno de axialmente y circunferencialmente.
5. El anillo de interconexión y guía de alambre de conformidad con la reivindicación 4, caracterizados porque los divisores de alambre separan físicamente los alambres de fases múltiples asociados con primeras, segundas y terceras fases de la máquina eléctrica. 13
6. El anillo de interconexión y guía de alambre de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizados porque además comprende una pluralidad de guías de alambre que se localizan adyacentes al borde exterior radial del anillo radial anular.
7. El anillo de interconexión y guía de alambre de conformidad con la reivindicación 6, caracterizados porque los alambres guía son proyecciones en forma de "L" que se ubican en ángulos respecto a una dirección radial.
8. El anillo de interconexión y guía de alambre de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizados porque además comprenden señales en una superficie exterior del anillo radial anular, que identifican al menos una de una posición de montaje para el anillo de interconexión y guía de alambre y un esquemático de cableado para fases de cableado de la máquina eléctrica.
9. El anillo de interconexión y guía de alambre de conformidad con la reivindicación 8, caracterizados porque las señales incluyen llamadas de atención (callouts) de terminal de energía.
10. El anillo de interconexión y guía de alambre de conformidad con la reivindicación 8, caracterizados porque además comprenden las señales incluyen un indicador de localización.
11. El anillo de interconexión y guía de alambre de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizados porque la máquina eléctrica es una máquina eléctrica de estator segmentado. ·
12. El anillo de interconexión y guía de alambre de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizados porque el posicionador guía incluye patas que se extienden axialmente desde el anillo axial y en donde las patas incluyen una 14 superficie de acoplamiento para acoplar los segmentos de estator adyacentes de la máquina eléctrica.
13. El anillo de interconexión y guía de alambre de conformidad con la reivindicación 12, caracterizados porque la superficie de acoplamiento incluye una proyección que se ubica entre esquinas de los núcleos de estator de montajes de segmento de estator adyacentes.
14. El anillo de interconexión y guía de alambre de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizados porque además comprenden una superficie muescada que recibe bordes radialmente interiores de los montajes de tapa de extremo de los montajes de segmento de estator.
15. El anillo de interconexión y guía de alambre de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizados porque además comprenden una superficie de acoplamiento formada por al menos uno de una superficie axialmente interior y una superficie radialmente exterior para acoplar el estator.
16. El anillo de interconexión y guía de alambre de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizados porque además comprenden ranuras de alambre de fase formadas en una superficie radialmente exterior del anillo anular, para guiar los alambres de fases múltiples.
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