BR102014028873A2 - conjunto, máquina de motor e motor - Google Patents

Abstract

"conjunto, máquina de motor e motor" trata-se de um conjunto que inclui múltiplas seções de rotor unidas, em que cada uma tem múltiplos polos e múltiplas fileiras ocas através das mesmas que são radialmente distribuídas em cada um dos polos. as seções de rotor são inclinadas em uma direção circunferencial. o conjunto também tem múltiplos anéis condutores que circundam substancialmente uma das fileiras ocas. um método de conjunto e máquinas elétricas e veículos que utilizam o conjunto também são revelados. aspectos reduzem ondulação de torque em máquinas elétricas e permitem uma operação sem codificador/sensor em uma máquina elétrica que utiliza o conjunto de rotor. a presente invenção foi descrita em termos de realização(s) específica(s), e é reconhecido que equivalentes, alternativas e modificações, além daquelas expressamente declaradas são possíveis e estão dentro do escopo das reivindicações anexas.

Description

“CONJUNTO, MÁQUINA DE MOTOR E MOTOR” Referência Cruzada com Pedidos Relacionados [001] Este pedido de Continuação em parte (C.I.P.) reivindica o benefício da data de depósito 6 de setembro de 2013 do Pedido de Número de Série 14/019.630 (intitulado: ELECTRIC MACHINE HÂVING OFFSET ROTOR SECTIONS, conforme emendado, número de registro legal 267026-1). Este pedido de C.I.P. também reivindica o benefício da data de depósito 1 de novembro de 2012 do Pedido de Número de Série US 13/666.283 (Intitulado: SENSORLESS ELECTRIC MACHINE, número de registro legal 264564-1). Ambos os pedidos mencionados anteriormente são incorporados no presente documento a título de referência em sua totalidade.

Antecedentes da Invenção [002] A presente invenção refere-se, em geral, a máquinas elétricas e, mais partícularmente, a implantações de máquinas elétricas sem sensor que têm seções de rotor inclinadas.

[003] Uma aplicação geral das máquinas elétricas e máquinas de ímã permanente interno (IPM), em particular, é o uso em veículos de mineração subterrâneos, em que motores de rodas tipicamente elétricos (por exemplo, IPM) são conectados âs rodas pode meio de um caixa de engrenagens. Essa aplicação exige, tipicamente, um torque muito alto em velocidades baixas e, ainda, a manutenção da potência nominal em uma faixa de velocidade muito ampla (por exemplo, na ordem de 15:1).

[004] As máquinas de IPM infelizmente sofrem de um defeito tanto de fabricação quanto técnico (isto é, eletromecânico). Com máquinas de IPM, ímãs permanentes são tipicamente inseridos em fendas na estrutura de rotor e empurrados totalmente através da fenda inteira a fim de preencher todo o comprimento da pilha. Devido a pequenos espaços entre os ímãs e as fendas nas laminações, e à desigualdade de tais fendas ao longo de todo o comprimento» os ímãs e/ou as laminações podem ser danificados durante esse processo de inserção.

[005] Adicionalmente, dependendo de sua magnitude, as “ondulações" de torque, ou oscilações de Iorque, do IPM ou com máquinas Síncronas de Relutância, podem resultar em danos ao rotor, à caixa de engrenagens e/ou ao(s) sístema(s) mecânico(s) conectados às máquinas elétricas (devido à fadiga ou torque excessivo), Adícionalmente, a frequência da ondulação de torque pode excitar modos ressonantes do(s) sistema(s) mecânico(s), apresentando adícionalmente uma ameaça às máquinas elétricas e/ou aos sistemas circundantes.

[006] Várias tentativas de reduzir a ondulação de torque incluíram a modificação do estator, por meio de inclinação de estator com uma disposição de inclinação contínua. Essa metodologia sofre de um aumento indesejável na complexidade e no custo de fabricação. Por exemplo, isso pode causar uma complexidade adicional com a inserção de bobinas nas fendas. Outra tendência de compensação na redução de ondulação de torque é utilizar um número ímpar de fendas de estator por par de polos. Embora esse método tenha se provado eficaz para ajudar a reduzir ondulação de torque, o mesmo sofre da desvantagem indesejável de aumentar perdas de núcleo, o que, por sua vez, pode prejudicar a eficiência.

[007] Adicionalmente com uma máquina elétrica, seja na máquina de IPM, máquina síncrona de relutância assistida por ímã permanente (PM), ou a máquina síncrona de relutância, a posição é um elemento informacional crítico para o controle de torque. Tipicamente, um codificador, tacômetro ou resolvedor é utilizado com máquinas elétricas como o sensor de posição.

[008] No entanto, o sensor de posição (por exemplo, codificador) junto com seu cabeamento e eletrônica de interface contribui uma porção significativa do custo do sistema de acionamento do motor e complexidade geral e é frequentemente uma preocupação de confiabilidade muito grande. Visto que o advento do método de injeção de frequência alta para controles sem codificador de frequência zero, os controles sem codificador receberam grandes aprimoramentos, porém nenhum teve sucesso na recuperação da capacidade de torque completa ou quase completa da máquina. Isso se dá devido â perda de proeminêncía de sinal pequena em níveis de carga altos para a máquina.

[009] Consequentemente, há uma necessidade contínua para aprimorar tecnologias atuais de máquina elétrica e/ou fabricação das mesmas que tratem pelo menos de pelo menos um dentre complexidade, custo, eficiência e/ou desempenho sem parte das desvantagens atuais encontraras em metodologias atuais.

Descrição Resumida da Invenção [010] A presente invenção trata de pelo menos parte das desvantagens mencionadas anteriormente fornecendo-se aprimoramentos a máquinas elétricas, tal como máquinas de ímã permanente interno (IPM) e motores Síncronos de Relutância, de modo que as máquinas elétricas podem ser fabricadas mais eficientemente e/ou operar com mais eficiência técnica. Mais especificamente, a presente invenção é direcionada à implantação de anel D de uma seção de rotor inclinada que possa ser utilizada em máquinas elétricas e, então, por sua vez, veículos. Aspectos adicionais da presente invenção incluem componentes e conjuntos que fornecem os recursos inclinados dessas máquinas elétricas. Em uma realização, um veículo, tal como um veículo de mineração subterrâneo, pode empregar motores de tração compactos que utilizam aspectos da presente invenção.

[011] Portanto, de acordo com um aspecto da invenção, um conjunto compreende uma pluralidade de seções de rotor unidas que tem uma pluralidade de polos, que tem adicionalmente uma pluralidade de fileiras ocas através das mesmas» em que a pluralidade de camadas é radialmente distribuída em cada um dentre a pluralidade de polos» em que a pluralidade de seções de rotor é inclinada em uma direção circunferencial; e» uma pluralidade de anéis condutores, em que uma porção de cada um dentre a pluralidade de anéis condutores substancialmente circundam uma dentre a pluralidade de fileiras ocas.

[012] De acordo com outro aspecto da presente invenção, um método compreende fornecer uma pluralidade de seções de rotor, em que cada uma tem uma pluralidade de fileiras ocas; unir a pluralidade de seções de rotor entre si em uma configuração inclinada; e inserir uma pluralidade de elemento condutor através da pluralidade de fileiras ocas; e conectar os elementos condutores entre si definindo» dessa forma uma pluralidade de anéis condutores, em que um eixo geométrico magnético da pluralidade de anéis condutores coincide com um eixo geométrico d da pluralidade de seções de rotor, adicionalmente em que cada da pluralidade de anéis condutores é submetida a curto circuito.

[013] De acordo com outro aspecto da presente invenção, um motor que compreende um conjunto de rotor que compreende: uma pluralidade de seções de rotor» em que a pluralidade de seções de rotor é inclinada em uma direção circunferencial tendo uma pluralidade de cavidades através das mesmas; e uma pluralidade de anéis condutores» em que um eixo geométrico magnético de cada um dentre a pluralidade de anéis condutores é coincidente com um eixo geométrico d da pluralidade de seções de rotor; e um conjunto de estator que é um dentre: circundar o conjunto de rotor; circundado pelo conjunto de rotor; e adjacente ao conjunto de rotor.

[014] Vários outros recursos e vantagens da presente invenção ficarão aparentes a partir da seguinte descrição detalhada e dos desenhos.

Breve Descrição das Figuras [015] Esses e outros recursos, aspectos e vantagens da presente invenção serio mais bem compreendidos quando a seguinte descrição detalhada for lida com referência aos desenhos anexados em que caracteres similares representam partes similares em todos os desenhos, em que: [016] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um componente de estrutura de circuito de rotor de acordo com uma realização da presente invenção.

[017] Â Figura 2 é uma vista em perspectiva do núcleo de rotor de uma máquina elétrica que incorpora um componente de estrutura de circuito de rotor de acordo com uma realização da presente invenção.

[018] A Figura 3A ê uma vista de topo de uma porção de uma lamtnação de rotor e um componente de estrutura de circuito de rotor de acordo com uma realização da presente invenção.

[019] A Figura 3B é um diagrama em perspectiva esquemático do componente de estrutura de circuito de rotor na Figura 3A de acordo com uma realização da presente invenção.

[020] A Figura 4A é uma vista de topo de uma porção de uma laminação de rotor e um componente de estrutura de circuito de rotor de acordo com outra realização da presente invenção.

[021] A Figura 4B é um diagrama em perspectiva esquemático do componente de estrutura de circuito de rotor na Figura 4A de acordo com uma realização da presente invenção.

[022] A Figura 5A é uma vista de topo de uma porção de uma laminação de rotor e um componente de estrutura de circuito de rotor de acordo com outra realização da presente invenção.

[023] A Figura 5B é um diagrama em perspectiva esquemático do componente de estrutura de circuito de rotor na Figura 5A de acordo com uma realização da presente invenção.

[024] A Figura 6A é uma vista de topo de uma porção de uma laminação de rotor e um componente de estrutura de circuito de rotor de acordo com outra realização da presente invenção.

[025] A Figura 6B é um diagrama em perspectiva esquemático do componente de estrutura de circuito de rotor na Figura 8A de acordo com uma realização da presente invenção.

[026] A Figura 7A é uma vista de topo de uma porção de uma laminação de rotor e um componente de estrutura de circuito de rotor de acordo com outra realização da presente invenção.

[027] A Figura 7B é um diagrama em perspectiva esquemático do componente de estrutura de circuito de rotor na Figura 7A de acordo com uma realização da presente invenção.

[028] A Figura 8A é uma vista de topo de uma porção de uma laminação de rotor e um componente de estrutura de circuito de rotor de acordo com outra realização da presente invenção.

[029] A Figura 8B é um diagrama em perspectiva esquemático do componente de estrutura de circuito de rotor na Figura 8A de acordo com uma realização da presente invenção.

[030] A Figura 9A é uma vista de topo de uma porção de uma laminação de rotor e um componente de estrutura de circuito de rotor de acordo com outra realização da presente invenção.

[031] A Figura 9B é um diagrama em perspectiva esquemático do componente de estrutura de circuito de rotor na Figura 9A de acordo com uma realização da presente invenção.

[032] As Figuras 10A, 10B e 10C são diagramas esquemáticos que mostram vistas em perspectiva de um componente de estrutura de circuito de rotor de acordo com realizações da presente invenção.

[033] A Figura 11 é um diagrama esquemático de uma vista de topo de uma porção de um componente de estrutura de circuito de rotor de acordo com uma realização da presente invenção.

[034] Â Figura 12A é um diagrama esquemático de uma vista de topo de uma porção de um componente de estrutura de circuito de rotor de acordo com uma realização da presente invenção.

[035] A Figura 12B é vista de topo de uma porção de uma laminação de rotor e do componente de estrutura de circuito de rotor da Figura 12A de acordo com outra realização da presente invenção.

[038] A Figura 13 é um diagrama esquemático de uma vista de topo de uma porção de um componente de estrutura de circuito de rotor de acordo com uma realização da presente invenção.

[037] A Figura 14A é um diagrama esquemático de uma vista de topo de uma porção de um componente de estrutura de circuito de rotor de acordo com uma realização da presente invenção.

[038] A Figura 14B é vista de topo de uma porção de uma laminação de rotor e do componente de estrutura de circuito de rotor da Figura 14A de acordo com outra realização da presente invenção.

[039] A Figura 15 é vista de topo de uma porção de uma laminação de rotor e do componente de estrutura de circuito de rotor de acordo com outra realização da presente invenção.

[040] A Figura 16 é vista de topo de uma porção de uma laminação de rotor e do componente de estrutura de circuito de rotor de acordo com outra realização da presente invenção.

[041] A Figura 17A é diagrama esquemático que mostra uma vista em perspectiva de uma instalação parcial de uma porção de um componente de estrutura de circuito de rotor em uma porção de rotor de uma máquina de acordo com uma realização da presente invenção.

[042] A Figura 17B é um diagrama esquemático que mostra uma vista em perspectiva de uma realização de instalação completa mostrada na Figura 17A.

[043] A Figura 18 é um diagrama esquemático que mostra uma vista em perspectiva de uma instalação completa de uma porção de um componente de estrutura de circuito de rotor em uma porção de rotor de uma máquina de acordo com outra realização da presente invenção, [044] A Figura 19 é diagrama esquemático que mostra uma vista em perspectiva de uma instalação completa de uma porção de um componente de estrutura de circuito de rotor em uma porção de rotor de uma máquina de acordo com outra realização da presente invenção.

[045] A Figura 20 é um diagrama esquemático que mostra uma vista em perspectiva de um componente de estrutura de circuito de rotor de acordo com outra realização da presente invenção.

[046] A Figura 21 é um gráfico que ilustra uma proeminência de sinal pequena para a máquina elétrica técnica relacionada.

[047] A Figura 22 é um gráfico que ilustra uma proeminência de sinal pequena para uma máquina elétrica com uma estrutura de circuito de rotor, de acordo com uma realização da presente invenção.

[048] A Figura 23 é um gráfico que ilustra um pequeno ângulo de proeminência de sinal para máquina elétrica da técnica relacionada.

[049] A Figura 24 é um gráfico que ilustra um ângulo de proeminência de sinal pequena para uma máquina elétrica com uma estrutura de circuito de rotor, de acordo com uma realização da presente invenção.

[050] A Figura 25 é um gráfico esquemático que compara o torque e a velocidade de motor para uma máquina da técnica relacionada (sem uma estrutura de rotor) e uma máquina com uma estrutura de circuito de rotor, de acordo com uma realização da presente invenção.

[051] A Figura 26 é um gráfico que ilustra um torque ao longo do tempo e os efeitos na redução de ondulação de torque na aplicação de aspectos da presente invenção, [052] A Figura 27 é uma vista em perspectiva de um componente de haste de rotor, de acordo com uma realização da presente invenção.

[053] A Figura 28 é uma vista aumentada em perspectiva da montagem da estrutura de componentes de rotor e do componente de haste de rotor da Figura 27, de acordo com uma realização da presente invenção.

[054] A Figura 29 é uma vista em perspectiva do conjunto completo da Figura 28, de acordo com uma realização da presente invenção, [055] A Figura 30A é uma vista em elevação lateral de uma seção de núcleo de rotor sólida, de acordo com uma realização da presente invenção, [056] A Figura 30B é uma vista em elevação lateral de uma seção de núcleo de rotor que compreende de uma pluralidade de laminações de rotor, de acordo com uma realização da presente invenção.

[057] A Figura 31 é uma vista de extremidade de um componente de haste de rotor, de acordo com uma realização da presente invenção.

[058] A Figura 32 é uma vista de topo de uma seção de rotor, de acordo com uma realização da presente invenção.

[059] A Figura 33 é uma vista em perspectiva de um componente de haste de rotor, de acordo com outra realização da presente invenção.

[060] A Figura 34 é uma vista de topo de uma porção de uma seção de rotor de acordo com uma realização da presente invenção, [061] A Figura 35A é uma vista aumentada de um conjunto de rotor e anel condutor de acordo com uma realização da presente invenção.

[062] A Figura 35B é uma vista aumentada de um conjunto de rotor e anel condutor de acordo com outra realização da presente invenção.

[063] A Figura 36 é uma vista em corte de uma porção de um conjunto de rotor que tem uma configuração inclinada de modo escalonado, de acordo com uma realização da presente invenção.

[064] As Figuras 37A a 37C são vistas em corte de certas porções do conjunto de rotor realização mostradas na Figura 36.

[065] A Figura 38 é uma vista em corte de uma porção de um conjunto de rotor que tem uma configuração continuamente inclinada, de acordo com outra realização da presente invenção.

[066] As Figuras 39 é uma vista em corte de certas porções do conjunto de rotor realização mostrado na Figura 38.

[067] A Figura 40 é uma vista de extremidade de uma porção do conjunto de rotor e da pluralidade de anéis condutores mostradas na Figura 35A.

[068] A Figura 41 é um fluxograma que retrata um método de montagem de acordo com uma realização da presente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção [069] A não ser que seja definido de outra forma, os termos técnicos e científicos no presente documento têm o mesmo significado como é comumente compreendido por um indivíduo de habilidade comum na técnica em relação â matéria presentemente revelada. Os termos “primeiro", “segundo” e similares, conforme utilizado no presente documento, não denotam alguma ordem, quantidade ou importância, porém, ao invés, são utilizados para distinguir um elemento do outro. Os termos “um(a)B e "o(a)” não denotam uma limitação de quantidade, porém, ao invés, denotam a presença de pelo menos um do item referido, e os termos “frontal”, “posterior”, “fundo”, e/ou “topo", a não ser que seja observado de outra forma, são utilizados para conveniência de descrição somente e não sâo limitados a qualquer posição ou orientação espacial.

[070J Se faixas são reveladas, os pontos finais de todas as faixas direcionadas ao mesmo componente ou propriedade são inclusivos e independentemente combináveis (por exemplo, faixas de “até cerca de 25% em peso” sâo inclusivas de todos os pontos finais e todos os valores intermediários das faixas de "cerca de 5% em peso a cerca de 25% em peso,” etc.), O modificador “cerca de" utilizado em conexão com uma quantidade é inclusivo do valor declarado e tem o significado ditado pelo contexto (por exemplo, inclui o grau de erro associado à medição da quantidade particular). Consequentemente, o valor modificado pelo termo “cerca de” não é necessariamente limitado somente peto valor preciso especificado.

[071] Conforme utilizado no presente documento, os termos “eixo geométrico d" e “eixo geométrico D” significam eixo geométrico direto e correspondem ao(s) eixo(s) geométrico(s) no conjunto de rotor com indutância inferior, ou a mais inferior, independente do tipo de máquina elétrica ou motor com o que o conjunto de rotor é utilizado.

[072] Conforme utilizado no presente documento, o termo “Circuito de Polo" significa um ou mais circuitos que são afiliados a um polo da máquina elétrica. Os um ou mais circuitos podem compreender um anel/arco, múltiplos anéis/arcos, um arco/anel de uma gaiola, ou um arco/anel de uma gaiola com um ou mais anéis/arcos internos. A gaiola pode ser uma gaiola deslocada ou não deslocada. Os anéis/arcos podem ser deslocados ou não deslocados.

[073] Conforme utilizado no presente documento, o termo “Gaiola Deslocada” significa um ou mais anéis ou arcos conectados em que um condutor de rotor (ou se mais que um condutor de rotor estiver adjacente, então um ponto médio entre a pluralidade de condutores de rotor adjacentes) não está alinhado com um eixo geométrico q da máquina, porém, ao invés, é deslocado em uma distância do eixo geométrico q. Em contrapartida, uma gaiola que não é deslocada tem um condutor de rotor (ou mais que um condutor de rotor estiver adjacente, então um ponto médio entre a pluralidade de condutores de rotor adjacentes) que é alinhado com o eixo geométrico q da máquina. (074] Aspectos da presente invenção foram mostrados para oferecer vantagens em relação âs construções anteriores de máquina elétrica. Aspectos da presente invenção fornecem recursos de projeto para uma máquina elétrica (por exemplo, motor de IPM) que permitem controle total de torque sem o uso de qualquer sensor de posição. Um aspecto da presente invenção inclui o uso de um componente, denominados no presente documento uma estrutura de rotor especial que introduz proeminência magnética para excitação de alta frequência, em que essa excitação de alta frequência pode ser utilizada para controle de motor sem sensor (por exemplo, sem codificador). A estrutura de rotor introduz circuitos elétricos (circuito circuitado, circuito fechado com elementos passivos ou ativos) em orientação específica do rotor de modo que o mesmo acople ao enrolamento do estator de modo magnético. A posição do rotor é medida aplicando-se tensão de carregador de alta frequência e medindo-se indiretamente a corrente do rotor, medindo-se a resposta de corrente de carregador de alta frequência (refletida) no estator. Se o circuito de rotor estiver alinhado em fase com a injeção de alta frequência, a impedâncía do motor é reduzida. Essa variação de impedância é utilizada para rastrear a posição do rotor. Como um resultado, a proeminência de sinal pequena até o nível de carregamento necessário é introduzida e mantida sem impacto no desempenho, na eficiência e na confiabilidade da máquina elétrica.

[075] Referindo-se à Figura 1 um circuito de rotor ou componente elétrico 10 que incorpora aspectos da presente invenção é mostrado. O componente 10 pode compreender um ou mais condutores de rotor (por exemplo» barras de rotor 14) conectados a um ou mais elementos de conexão 16. Conforme mostrado, as barras de rotor 14 são substancialmente longitudinais em configuração. Conforme será discutido no presente documento o componente 10 e as barras de rotor 14 e os elementos de conexão 16 são configurados de modo a circundar substancíalmente ímãs permanentes 40 localizados em uma máquina elétrica 100. Dessa maneira duas ou mais barras de rotor 14 são conectadas a dois ou mais elementos de conexão 16 de modo que os mesmos definam um arco ou anel 12. Embora a realização na Figura 1 mostre claramente uma quantidade de quatro anéis 12, em que cada anel 12 compreende duas barras de rotor 14 e dois elementos de conexão 16, outras quantidades e configurações de elementos do componente 10 são adequadas sem se separar da presente invenção. Por exemplo, o componente 10 pode compreender quatro barras de rotor 14 e uma pluralidade de elementos de conexão 16 estão em todas as extremidades do componente 10, definido» dessa forma, uma gaiola 13. De modo similar, em outra realização» o componente 10 pode compreender uma pluralidade de arcos ou anéis 12, em que cada anel 12 compreende quatro barras de rotor 14 e dois elementos de conexão 16. Ainda em outras realizações, o(s) anel(s) 12 e/ou a gaiola 13 podem compreender virtualmente qualquer quantidade de condutores e/ou elementos de conexão.

[076] As barras de rotor 14 e os elementos de conexão 16 podem ser feitos de qualquer material condutor, não magnético adequado ou combinações dos mesmos. A título de exemplo, porém sem limitação, as barras de rotor 14 e os elementos de conexão 16 podem ser fundições feitas de alumínio, cobre, ligas metálicas de cobre ou alumínio ou outro material adequado ou combinação de materiais.

[077] Deve-se observar que apesar de várias das realizações discutidas no presente documento discutem o uso de barras de rotor, outros elementos condutores podem ser utilizados no componente 10 sem se separar da invenção. Por exemplo, qualquer condutor de rotor adequado pode ser substituído no lugar das barras de rotor 14 que são discutidas no presente documento para as várias realizações. Outros elementos condutores para uso no lugar das barras de rotor 14 e/ou dos elementos de conexão 16 incluem, porém sem limitação, um ou mais dentre barras torcidas múltiplas vezes, fios torcidos múltiplas vezes, fio lítz e combinações dos mesmos.

[078] De modo similar, a barra de rotor 14 tem um formato em corte transversal que é adequado para tratar de fatores de projeto que incluem efeito de película, superfície de resfriamento, resistência estrutural, adequação de EM e similares. Formatos adequados para o corte transversal da barra de rotor incluem um círculo, quadrado, retângulo e similares.

[079] A vista em perspectiva de extremidade de outra realização do componente 10 localizado na porção de rotor de um motor 100 é mostrada na Figura 2. O motor 100 inclui uma pluralidade de laminações de núcleo de rotor 20 empilhada de modo a formar um núcleo de rotor 90. Conforme mostrado, na vista de extremidade em que uma placa de cobertura é omitida por propósitos ilustrativos somente de modo a permitir uma primeira laminação de núcleo de rotor 20 a ser vista. A laminação de núcleo de rotor 20 inclui uma pluralidade de aberturas 22. ímãs permanentes 40 podem ser se localizados na pluralidade de aberturas 22. Por propósitos ilustrativos somente, os imãs permanentes 40 sâo mostrados dispostos em somente um conjunto (por exemplo, em um polo) das aberturas 22. Os outros três conjuntos de aberturas 22 (isto é, máquina de quatro polos) são mostrados sem ímãs permanentes 40 nos mesmos. No centro da laminação de núcleo de rotor 20 está uma abertura de haste 94 configurada para receber uma haste giratória (não é mostrada). Conforme mostrado, o componente 10 é similar à realização mostrada na Figura 1 e compreende uma quantidade de quatro anéis ou arcos 12, em que cada um compreende duas barras de rotor 14 conectadas aos dois elementos de conexão 16. Dessa maneira, duas das barras de rotor 14 e dos dois elementos de conexão 16 são interconectados de modo a formar um anel de rotor ou arco 12. Quatro anéis de rotor ou arcos 12 são formados como parte do componente 10 dessa maneira de modo a igualar a quantidade de polos (isto é, quatro) na realização do motor mostrado 100.

[080] Referindo-se coletivamente às Figuras 3A e 3B, uma vista de topo de uma porção de uma porção de laminação de rotor 20 de uma máquina elétrica 100 com um componente 10 e um diagrama esquemático de uma vista em perspectiva do componente 10 da Figura 3A são mostrados respectivamente. A Figura 3A retrata uma laminação de rotor 20 de um IPM de quatro polos de única camada 100 que tem permanentes retos 40 nos mesmos. A Figura 3B retrata um componente de rotor 10 que pode ser denominado uma configuração de quatro arcos. Conforme mostrado e conhecido na técnica, a laminação de rotor 20 inclui uma pluralidade de aberturas 22 que, dependendo da realização particular, pode ter disposto na mesma um ou mais ímãs permanentes 40. Uma vez que os ímãs permanentes 40 são dispostos dentro das aberturas 22, tipicamente permanece adjacente a cada extremidade dos ímãs permanentes 40 uma abertura, ou abertura restante, 24. Por propósitos ilustrativos somente, o estator e/ou os enrolamentos de estator não são mostrados que substancialmente circundam o componente de rotor.

[081] Â pluralidade de barras de rotor 14 é disposta na pluralidade de aberturas 24 longítudinalmente através da pilha de laminações de rotor 20. Na pilha ou próximo a qualquer uma das extremidades da pilha de laminações de rotor 20 estão elementos de conexão 16 que são conectados a ambas as extremidades das barras de rotor 14. Dessa maneira, a realização do componente 10 na Figura 3B tem quatro arcos de rotor 12, em que cada um é construído de duas barras de rotor 14 e dois elementos de conexão 18, igualando-se, dessa forma, à quantidade de polos (isto é, quatro) para a máquina particular 100.

[082] Referindo-se coletivamente às Figuras 4A e 4B, uma vista de topo de uma porção de uma porção de laminação de rotor 20 de uma máquina elétrica 100 com um componente 10 e um diagrama esquemático de uma vista em perspectiva do componente 10 da Figura 4Â são mostrados respectivamente. A Figura 4A retrata uma laminação de rotor 20 de um IPM de quatro poios de única camada 100 que tem permanentes retos 40 nos mesmos. A Figura 4B retrata um componente de rotor 10 que pode ser denominado uma configuração de anel deslocado de quatro arcos. Conforme mostrado e conhecido na técnica, a laminação de rotor 20 inclui uma pluralidade de aberturas 22 que, dependendo da realização particular, pode ter disposto na mesma um ou mais ímãs permanentes 40. Uma vez que os ímãs permanentes 40 são dispostos dentro das aberturas 22, tipicamente permanece adjacente a cada extremidade dos ímãs permanentes 40 uma abertura, ou abertura restante, 24. Por propósitos ilustrativos somente, o estator e/ou os enrolamentos de estator não são mostrados que substancialmente circundam o componente de rotor.

[083] A pluralidade de barras de rotor 14 é disposta em parte da pluralidade de aberturas 24 longitudinalmente através da pilha de laminações de rotor 20. Nessa realização duas barras de rotor adjacentes 14 são colocalizadas em uma única abertura 24 enquanto a abertura 24 na outra extremidade do imã 40 é deixada nâo preenchida. Na pilha ou próximo de qualquer uma das extremidades da pilha de laminações de rotor 20 estão elementos de conexão 16 que são conectados a ambas as extremidades das barras de rotor 14. Dessa maneira, a realização do componente 10 na Figura 4B tem quatro arcos de rotor 12, em que cada um é construído de duas barras de rotor 14 e dois elementos de conexão 16, igualando-se, dessa forma, à quantidade de polos (isto é, quatro) para a máquina particular 100. Colocalízando-se as duas barras de rotor 14 de polos adjacentes, os quatro arcos 12 são conectados de modo eficaz entre si, formando dessa forma, anéis deslocados 13.

[084] Referindo-se coletivamente às Figuras 5A e õB, uma vista de topo de uma porção de uma porção de laminação de rotor 20 de uma máquina elétrica 100 com um componente 10 e um diagrama esquemático de uma vista em perspectiva do componente 10 da Figura 5Â são mostrados respectivamente. A Figura 5Â retrata uma laminação de rotor 20 de um IPM de quatro polos de única camada 100 que tem permanentes retos 40 nos mesmos. A Figura 5B retrata um componente de rotor 10 que pode ser denominado uma configuração de gaiola deslocada de quatro arcos, similar à realização mostrada nas Figuras 4A e 4B. Conforme mostrado e conhecido na técnica, a laminação de rotor 20 inclui uma pluralidade de aberturas 22 que, dependendo da realização particular, pode ter disposto na mesma um ou mais ímãs permanentes 40. Uma vez que os ímãs permanentes 40 são dispostos dentro das aberturas 22, tipicamente permanece adjacente a cada extremidade dos ímãs permanentes 40 uma abertura, ou abertura restante, 24. Por propósitos ilustrativos somente, o estator e/ou os enrolamentos de estator não são mostrados que substancialmente circundam o componente de rotor.

[085J A pluralidade de barras de rotor 14 é disposta em parte da pluralidade de aberturas 24 longitudinalmente através da pilha de laminações de rotor 20. Nessa realização ao invés de colocalizar duas barras de rotor adjacentes 14 em uma única abertura 24 (conforme feito na Figura 4A), as duas barras de rotor adjacentes 14 são combinadas em uma única barra de rotor 14. Novamente, a abertura 24 na outra extremidade do ímã 40 é deixada não preenchida. Na pilha ou próximo a qualquer uma das extremidades da pilha de laminações de rotor 20 estão elementos de conexão 16 que são conectados a ambas as extremidades das barras de rotor 14, Dessa maneira, a realização do componente 10 na Figura 5B tem quatro arcos de rotor 12, em que cada um é construído de duas barras de rotor 14 e dois elementos de conexão 16, igualando-se, dessa forma, à quantidade de poios {isto é, quatro) para a máquina particular 100. No entanto, a quantidade de barras de rotor total 14 é menor devido ao compartilhamento eficaz de barras de rotor 14 dos arcos adjacentes 12 (e poios). O componente 10 tem oito elementos de conexão 16, porém quatro barras de rotor 14 para uso em uma máquina de quatro pofos 100, Coneetando-se de modo cruzado arcos adjacentes 12 aos elementos de conexão 16 dos poios adjacentes, os quatro arcos 12 são conectados de modo eficaz entre si, formando, dessa forma, uma gaiola, ou gaiola deslocada 13.

[086] Referindo-se coletivamente às Figuras 6A e 6B, uma vista de topo de uma porção de uma porção de laminação de rotor 20 de uma máquina elétrica 100 com um componente 10 e um diagrama esquemático de uma vista em perspectiva do componente 10 da Figura 6A sâo mostrados respectivamente. A Figura 6A retrata uma laminação de rotor 20 de um IPM de quatro poios do tipo raio 100 que tem permanentes retos 40 nos mesmos. A Figura 6B retrata um componente de rotor 10 que pode ser denominado uma configuração de quatro arcos. Conforme mostrado e conhecido na técnica, a laminação de rotor 20 inclui uma pluralidade de aberturas 22 que, dependendo da realização particular, pode ter disposto na mesma um ou mais ímãs permanentes 40. Uma vez que os ímãs permanentes 40 são dispostos dentro das aberturas 22, tipicamente permanece adjacente a cada extremidade dos ímãs permanentes 40 uma abertura, ou abertura restante, 24. Por propósitos ilustrativos somente, o estator e/ou os enrolamentos de estator não são mostrados que substancialmente circundam o componente de rotor.

[087] A pluralidade de barras de rotor 14 é disposta na pluralidade de aberturas externas 24 longitudinatmente através da pilha de laminações de rotor 20. Na pilha ou próximo a qualquer uma das extremidades da pilha de laminações de rotor 20 estão elementos de conexão 16 que são conectados a ambas as extremidades das barras de rotor 14. Dessa maneira» a realização do componente 10 na Figura 6B tem quatro arcos de rotor 12, em que cada um é construído de duas barras de rotor 14 e dois elementos de conexão 16, igualando-se, dessa forma, á quantidade de polos (isto é, quatro) para a máquina particular 100.

[088] Referindo-se coletivamente às Figuras 7A e 7B, uma vista de topo de uma porção de uma porção de laminação de rotor 20 de uma máquina elétrica 100 com um componente 10 e um diagrama esquemático de uma vista em perspectiva do componente 10 da Figura 7A são mostrados respectivamente. A Figura 7A retrata uma laminação de rotor 20 de um IPM de quatro polos do tipo raio 100 que tem permanentes retos 40 nos mesmos. A Figura 7B retrata um componente de rotor 10 que pode ser denominado uma configuração de gaiola de rotor de quatro arcos, similar em aspectos à realização mostrada nas Figuras 6A e 6B. Conforme mostrado e conhecido na técnica» a laminação de rotor 20 inclui uma pluralidade de aberturas 22 que» dependendo da realização particular, pode ter disposto na mesma um ou mais ímãs permanentes 40. Uma vez que os ímãs permanentes 40 são dispostos dentro das aberturas 22, tipicamente permanece adjacente a cada extremidade dos ímãs permanentes 40 uma abertura, ou abertura restante, 24. Por propósitos ilustrativos somente» o estator e/ou os enrolamentos de estator não sio mostrados que substancialmente circundam o componente de rotor.

[089] A pluralidade de barras de rotor 14 é disposta na pluralidade externa de aberturas 24 longitudinalmente através da pilha de laminações de rotor 20. Nessa realização, ao invés de colocalizar duas barras de rotor adjacentes 14 em uma única abertura 24 (conforme feito na Figura 6A), as duas barras de rotor adjacentes 14 são combinadas em uma única barra de rotor 14. Na pilha ou próximo a qualquer uma das extremidades da pilha de laminações de rotor 20 estão elementos de conexão 16 que são conectados a ambas as extremidades das barras de rotor 14. Dessa maneira, a realização do componente 10 na Figura 7B tem quatro arcos de rotor 12, em que cada um é construído de duas barras de rotor 14 e dois elementos de conexão 16, igualando-se, dessa forma, à quantidade de polos (isto é, quatro) para a máquina particular 100. No entanto, a quantidade de barras de rotor total 14 é menor devido ao compartilhamento eficaz de barras de rotor 14 dos arcos adjacentes 12 (e polos). O componente 10 compreende, portanto, oito elementos de conexão 16, porém quatro barras de rotor 14 no total para uso em uma máquina de quatro polos 100. Conectando-se de modo cruzado os arcos adjacentes 12 aos elementos de conexão 16 dos polos adjacentes, os quatro arcos 12 são conectados de modo eficaz entre si, formando, dessa forma uma gaiola 13.

[090] Referindo-se coietivamente às Figuras 8A e 8B, uma vista de topo de uma porção de uma porção de laminação de rotor 20 de uma máquina elétrica 100 com um componente 10 e um diagrama esquemático de uma vista em perspectiva do componente 10 da Figura 8A são mostrados respectivamente. A Figura 8A retrata uma laminação de rotor 20 de um IPM de quatro polos de múltiplas camadas 100 que tem permanentes retos 40 nos mesmos. A Figura 8B retrata um componente de rotor 10 que pode ser denominado uma configuração de quatro arcos. Conforme mostrado e conhecido na técnica, a laminação de rotor 20 inclui uma pluralidade de aberturas 22 que, dependendo da realização particular, pode ter disposto na mesma um ou mais ímãs permanentes 40. Uma vez que os ímãs permanentes 40 são dispostos dentro das aberturas 22, tipicamente permanece adjacente a cada extremidade dos ímãs permanentes 40 uma abertura, ou abertura restante, 24. Por propósitos ilustrativos somente, o estator e/ou os enrolamentos de estator não são mostrados que substancialmente circundam o componente de rotor. Assim como com IPM de múltiplas camadas, há, tipicamente, uma pluralidade de fileiras de aberturas 22 e imãs permanentes 40 localizadas nas mesmas para cada polo.

[091] A pluralidade de barras de rotor 14 é disposta na pluralidade de aberturas 24 tongítudinalmente através da pilha de iaminações de rotor 20. Na pilha ou próximo a qualquer uma das extremidades da pilha de Iaminações de rotor 20 estão elementos de conexão 16 que são conectados a ambas as extremidades das barras de rotor 14. Dessa maneira, a realização do componente 10 na Figura 8B tem quatro arcos de rotor 12, em que cada um é construído de duas barras de rotor 14 e dois elementos de conexão 16, igualando-se, dessa forma, à quantidade de polos {isto é, quatro) para a máquina particular 100. Nessa realização particular, as barras de rotor 14 são localizadas nas aberturas mais internas 24 da laminação de rotor de múltiplas camadas 20. Deve-se observar que as barras de rotor poderíam ser localizadas em outras aberturas 24 da laminação 20.

[092] Referindo-se coletivamente às Figuras 9A e 9B, uma vista de topo de (toda uma) porção de uma porção de laminação de rotor 20 de uma máquina elétrica 100 com um componente 10 e um diagrama esquemático de uma vista em perspectiva do componente 10 da Figura 9A são mostrados respectivamente. A Figura 9A retrata uma laminação de rotor 20 de um IPM de quatro polos de múltiplas camadas 100 que tem permanentes retos 40 nos mesmos. A Figura 9B retrata um componente de rotor 10 que pode ser denominado uma configuração de gaiola deslocada ou gaiola de quatro arcos. Conforme mostrado e conhecido na técnica, a laminação de rotor 20 inclui uma pluralidade de aberturas 22 que, dependendo da realização particular, pode ter disposto na mesma um ou mais ímãs permanentes 40, Uma vez que os Imãs permanentes 40 são dispostos dentro das aberturas 22, tipicamente permanece adjacente a cada extremidade dos ímãs permanentes 40 uma abertura, ou abertura restante, 24. Por propósitos ilustrativos somente, o estator e/ou os enrolamentos de estator não são mostrados que substancialmente circundam o componente de rotor. Assim como com IPM de múltiplas camadas, há, tipicamente, uma pluralidade de fileiras de aberturas 22 e ímãs permanentes 40 localizadas nas mesmas para polo, [093] A pluralidade de barras de rotor 14 é disposta na pluralidade de aberturas 24 longitudinalmente através da pilha de laminações de rotor 20. Nessa configuração somente uma única barra de rotor 14 é colocada em uma abertura 24 em cada polo (consultar Figura 9A). Na pilha ou próximo a qualquer uma das extremidades da pilha de laminações de rotor 20 estão elementos de conexão 16 que são conectados a ambas as extremidades das barras de rotor 14. O elemento de conexão 16 conecta uma barra de rotor 14 de um primeiro polo à barra de rotor 14 de um polo adjacente, deslocando, dessa forma, o elemento 10. Dessa maneira, a realização do componente 10 na Figura 9B tem quatro arcos de rotor 12, em que cada um é construído de duas barras de rotor 14 e dois elementos de conexão 16, igualando-se, dessa forma, à quantidade de polos (isto é, quatro) para a máquina particular 100. No entanto, devido à configuração de gaiola deslocada da realização, somente quatro barras de rotor 14 no total e oito elementos de conexão 16 são necessários para uma máquina de quatro polos 100 tal como aquela mostrada. Nessa realização particular, as barras de rotor 14 são localizadas nas aberturas mais internas 24 da laminação de rotor de múltiplas camadas 20. Deve-se observar que as barras de rotor poderíam ser localizadas em outras aberturas 24 da laminação 20, [094] Referindo-se coletivamente às Figuras 10A, 1GB e 10C, diagramas esquemáticos de vistas em perspectiva de componentes 10 de acordo com aspectos da presente invenção são mostrados. As figuras são fornecidas para mostrar várias realizações esquemáticas para mostrar a relação posicionai geral entre vários elementos do componente 10 e de um eixo geométrico d e do eixo geométrico q de uma máquina (não) que pode empregar o componente 10. O eixo geométrico d (eixo geométrico direto) e o eixo geométrico q (eixo geométrico de quadratura) são denotados por setas identificadas como 'd” e “q", respectivamente, Conforme mostrado na Figura 10A, um componente 10 inclui quatro arcos de rotor ou anéis 12. Cada anel 12 compreende duas barras de rotor 14 conectadas em cada extremidade a um elemento conector 16. As barras de rotor 14 são compartilhadas de modo eficaz por anéis adjacentes 12 de modo que todos os quatro anéis 12 sejam conectados. Há um total de quatro barras de rotor 14 para o elemento 10. Devido ao fato de que as barras de rotor 14 são compartilhadas de modo eficaz por polos adjacentes ou pelo componente 10, somente quatro barras de rotor 14 são necessárias pelo componente 10 para uso com uma máquina de quatro polos (não é mostrada). Dessa maneira, os quatro arcos 12, que estão interconectados, definem de modo eficaz uma gaiola 13. Conforme mostrado, o ponto médio aproximado do arco 12 se alinha com o eixo geométrico d. Em outras palavras, um arco 12 ê substancialmente concêntrico com o eixo geométrico d. De modo similar, o eixo geométrico q pode substancialmente se alinhar com uma barra de rotor 14, [095] Conforme mostrado na Figura 1QB, os quatro anéis 12 não são interconectados como na realização mostrada na Figura 10A. Cada anel 12 compreende duas barras de rotor 14 e dois elementos conectores 16. Conforme mostrado, e assim como com a realização na Figura 10A, o ponto médio aproximado do arco 12 se alinha com o eixo geométrico d. Em outras palavras, um arco 12 é substancialmente concêntrico com o eixo geométrico d.

De modo similar, o eixo geométrico q pode substancialmente se alinhar com uma linha conceituai ou eixo geométrico entre duas barras de rotor adjacentes 14, [096] Referindo-se à realização mostrada na Figura 10C, o elemento 10 compreende quatro arcos de rotor ou anéis 12, Cada anel 12 compreende duas barras de rotor 14 conectado em cada extremidade a um elemento conector 16. As barras de rotor 14 são compartilhadas de modo eficaz pelos anéis adjacentes 12 de modo que todos os quatro anéis 12 sejam conectados, definindo de modo eficaz uma configuração de gaiola deslocada 13. Portanto, há um total de quatro barras de rotor 14 para o elemento 10, Conforme mostrado, e assim como com as realizações nas Figuras 1GA e 10B, o ponto médio aproximado do arco 12 se alinha com o eixo geométrico d. Em outras palavras, um arco 12 é substancialmente concêntrico com o eixo geométrico d. No entanto, na realização mostrada na Figura 10C, a barra de rotor 14 não se alinha com o eixo geométrico q, porém é deslocada por certo ângulo (ou distância) do eixo geométrico q.

[097] Conforme mostrado nas Figuras 10A a 10C, cada realização ê configurada de modo que o eixo geométrico d se alinhe com o ponto médio do elemento conector 16. Ou seja, um arco 12 ou uma pluralidade de arcos internos podem ser substancialmente concêntricos com o eixo geométrico d. No entanto, dependendo da realização, a barra de rotor 14 ou um eixo geométrico equidistante entre barras de rotor adjacentes 14 podem se alinhar com o eixo geométrico q mostrado nas Figuras 10A e 1GB, respectivamente, Em contrapartida, conforme mostrado, por exemplo, na Figura 1GC, a barra de rotor 14 ou um eixo geométrico equidistante entre barras de rotor adjacentes 14 podem ser desviados, ou deslocados, de estarem alinhados com o eixo geométrico q. As realizações mostradas são configuradas para uso em uma máquina de quatro polos 100. Deve ser observado por um indivíduo versado na técnica que outras configurações de elementos 10 são permitidas sem se separar dos aspectos da presente invenção. Por exemplo, um elemento 10 configurado para uso em uma máquina de oito polos 100 teria, em contrapartida, pelo menos oito barras de rotor 14. Em realizações da presente invenção, a quantidade de barras de rotor 14 seria igual à quantidade de polos da máquina 100 (consultar, por exemplo, as Figuras 10A e 10C). Em contrapartida, em outras realizações, tal como o elemento 10 mostrado na Figura 10B, a quantidade de barras de rotor 14 (por exemplo, oito) pode ser o dobro da quantidade de polos (por exemplo, quatro) da máquina 100. Claramente, outras configurações de elementos 10 que têm quantidades diferentes de barras de rotor 14 em vista da quantidade de polos da máquina 100 para qual o elemento 10 é configurado estão disponíveis em aspectos da presente invenção sem se separar da intenção da invenção.

[098] Referindo-se às Figuras 11 e 12A, os diagramas esquemáticos de vistas de topo de uma porção de uma estrutura de componente de rotor 10 de acordo com realizações da presente invenção são mostrados. (Essas vistas esquemáticas são de modo tal que, de modo eficaz, fosse como se o componente 10 estivesse aberto e estendido e achatado, de uma maneira planar, no plano da página). O componente 10 compreende uma pluralidade de barras de rotor 14 conectada a uma pluralidade de elementos de conexão 16. O componente 10 na Figura 11 compreende um único anel 12 por polo da máquina 100 (não é mostrada). As duas barras de rotor adjacentes 14 se alinham com o eixo geométrico q e o ponto médio aproximado do anel 12 se alinha com o eixo geométrico d. Ou seja, o anel 12 no lado direito na Figura 11 é substancialmente concêntrico com o eixo geométrico d. Alternativamente, o componente 10 da Figura 12A compreende múltiplos anéis 12 por polo da máquina 100 (não é mostrada). Múltiplos anéis 12 podem assistir adicionalmente no aumento adicional de proeminência. Há três anéis 12 por polo no componente 10 mostrado. As duas barras de rotor adjacentes mais externas 14 dos anéis 12 se alinham com o eixo geométrico q e os pontos médios aproximados dos múltiplos anéis 12 se alinham com o eixo geométrico d. Ou seja» os anéis 12 no lado direito na A Figura 12A são substancialmente concêntricos com o eixo geométrico d. Deve-se observar que, apesar de três anéis 12 serem mostrados, outras configurações e quantidades são permissíveis sem se separar dos aspectos da presente invenção.

[099] Referindo-se à Figura 12B» uma vista de topo de uma porção de uma porção de Iam inação de rotor 20 de uma máquina elétrica 100 com um componente 10 e um diagrama esquemático de uma vista em perspectiva do componente 10 da Figura 12A são mostrados, A Figura 12B retrata uma laminação de rotor 20 de um IPM de quatro polos de múltiplas camadas 100 que tem permanentes retos 40 nos mesmos. Alguns atributos da realização mostrada são similares à realização mostrada na Figura 8A. Conforme mostrado e conhecido na técnica, a laminação de rotor 20 incluí uma pluralidade de aberturas 22 que, dependendo da realização particular» pode ter disposto na mesma um ou mais ímãs permanentes 40. Uma vez que os ímãs permanentes 40 são dispostos dentro das aberturas 22, tipicamente permanece adjacente a cada extremidade dos ímãs permanentes 40 uma abertura, ou abertura restante, 24. Por propósitos ilustrativos somente, o estator e/ou os enrolamentos de estator nio são mostrados que substancialmente circundam o componente de rotor. Assim como com IPM de múltiplas camadas, há tipicamente uma pluralidade de fileiras de aberturas 22 e ímãs permanentes 40 localizados nas mesmas para cada polo.

[0100] A pluralidade de barras de rotor 14 é disposta na pluralidade de aberturas 24 longitudinalmente através da pilha de laminações de rotor 20. Na pilha ou próximo a qualquer uma das extremidades da pilha de laminações de rotor 20 estão elementos de conexão 16 que são conectados a ambas as extremidades das barras de rotor 14, Dessa maneira, a realização do componente 10 na Figura 12B tem quatro arcos de rotor 12, em que cada um é construído de duas barras de rotor 14 e dois elementos de conexão 16, igualando-se, dessa forma, à quantidade de polos (isto é, quatro) para a máquina particular 100. No entanto, há dois anéis ou arcos internos 12 para cada anel ou arco 12 (consultar Figura 12A). Conforme mostrado, as barras de rotor 14 para cada um dos dois anéis ou arcos internos 12 também são inseridas nas aberturas 24 adjacentes aos ímãs 40, (0101} Referindo-se às Figuras 13 e 14A, diagramas esquemáticos de vistas de topo de uma porção de uma estrutura de componente de rotor 10 de acordo com realizações da presente invenção são mostrados. (Essas vistas esquemáticas são de modo tal que, de modo eficaz, fosse como se o componente 10 estivesse aberto e estendido e achatado, de uma maneira planar, no plano da página), O componente 10 compreende uma pluralidade de barras de rotor 14 conectada a uma pluralidade de elementos de conexão 16. As barras de rotor 14 são compartilhadas por arcos ou anéis adjacentes 12, Como tal, os anéis 12 formam coletivamente uma gaiola 13, O componente 10 na Figura 13 compreende uma gaiola 13 com um único arco 12 por polo da máquina 100 (não é mostrada), Â única barra de rotor compartilhada 14 se alinha com o eixo geométrico q e o ponto médio aproximado dos arcos 12 da gaiola 13 se alinha com o eixo geométrico d. Ou seja, o anel 12 da gaiola 13 no lado direito da Figura 13 é substancialmente concêntrico com o eixo geométrico d. Alternativamente, o componente 10 da Figura 14A compreende uma gaiola 13 que também têm múltiplos anéis internos 12 por polo da máquina 100 (não é mostrada). Os múltiplos anéis adicionais 12 podem auxiliar, adícionalmente, no aumento adicional de proeminência. Há dois anéis internos 12 por polo no componente 10 além da gaiola 13. A barra de rotor compartilhada 14 da gaiola 13 se alinha com o eixo geométrico q e os pontos médios aproximados dos múltiplos anéis internos 12 e da gaiola 13 se alinham com o eixo geométrico d. Ou seja, os anéis 12 e a gaiola 13 no lado direito da Figura 14A são substancialmente concêntricos com o eixo geométrico d. Deve-se observar que, apesar de dois anéis 12 serem mostrados além da gaiola 13, outras configurações e quantidades são permissívets sem se separar dos aspectos da presente invenção.

[0102] Referindo-se à Figura 14B, uma vista de topo de uma porção de uma porção de laminação de rotor 20 de uma máquina elétrica 100 com um componente 10 e um diagrama esquemático de uma vista em perspectiva do componente 10 da Figura 14A são mostrados. A Figura 14B retrata uma laminação de rotor 20 de um IPM de quatro polos do tipo raio/múltiplas camadas de combinação 100 que tem permanentes retos 40 nos mesmos. Alguns atributos da realização mostrada são similares às realizações mostradas tanto na Figura 7Â quanto na Figura 8A. Conforme mostrado e conhecido na técnica, a laminação de rotor 20 incluí uma pluralidade de aberturas 22 que, dependendo da realização particular, pode ter disposto na mesma um ou mais ímãs permanentes 40. Uma vez que os ímãs permanentes 40 são dispostos dentro das aberturas 22, tipicamente permanece adjacente a cada extremidade dos ímãs permanentes 40 uma abertura, ou abertura restante, 24, Por propósitos ilustrativos somente, o estator e/ou os enrolamentos de estator não são mostrados que substancíalmente circundam o componente de rotor. Assim como com IPM de múltiplas camadas, há tipicamente uma pluralidade de fileiras de aberturas 22 e ímãs permanentes 40 localizados nas mesmas para cada polo. Conforme mostrado, o aspecto de tipo raio do IPM 100 também inclui ímãs 40 que são radialmente dispostos em uma pluralidade de aberturas 22. Uma vez que os imãs permanentes 40 são dispostos dentro das aberturas 22, permanece tipicamente adjacente a cada extremidade dos ímãs permanentes 40 uma abertura 24, [0103] A pluralidade de barras de rotor 14 é disposta na pluralidade de aberturas 24 longitudinalmente através da pilha de Iam inações de rotor 20. Na pilha ou próximo a qualquer uma das extremidades da pilha de lamínações de rotor 20 estão elementos de conexão 16 que são conectados a ambas as extremidades das barras de rotor 14. Conforme mostrado na Figura 14A, os anéis externos 12 compartilham barras de rotor comuns 14, definindo, dessa forma, uma gaiola 13. Dessa maneira, a realização do componente 10 na Figura 14B tem quatro arcos de rotor 12, em que cada um é construído de duas barras de rotor 14 e dois elementos de conexão 16, igualando-se, dessa forma, à quantidade de polos {isto é, quatro) para a máquina particular 100. Os quatro arcos de rotor 12 que compartilham barras de rotor comuns 14 definem, dessa forma, uma gaiola 13. Portanto, a gaiola 13 pode ser formada de quatro barras de rotor 14 e oito elementos conectores no total 16. No entanto, há, também, dois anéis internos ou arcos 12 para cada anel ou arco externo 12 (consultar Figura 14A). Conforme mostrado, as barras de rotor 14 para cada um dos dois anéis ou arcos internos 12 também são inseridas nas aberturas 24 adjacentes aos ímãs 40. As barras de rotor 14 para a gaiola 13 podem ser inseridas nas aberturas 24 adjacentes aos ímãs do tipo raio 40. As barras de rotor 14 para os dois arcos ou anéis internos 12 podem ser inseridas nas aberturas 24 adjacentes aos ímãs do tipo múltiplas camadas 40.

[0104] Referindo-se à Figura 15, uma vista de topo de (toda uma) porção de uma porção de laminação de rotor 20 de uma máquina elétrica 100 com um componente 10 é mostrada. A Figura 15 retrata uma laminação de rotor 20 de um IPM de quatro polos de múltiplas camadas 100 que tem permanentes retos 40 nos mesmos. Essa realização é similar em alguns aspectos às realizações ilustradas nas Figura 9A e 9B e nas Figuras 14A e 14B. O componente de rotor 10 pode ser denominado uma gaiola deslocada com anéis internos ou arcos configuração. Conforme mostrado e conhecido na técnica, a íaminação de rotor 20 inclui uma pluralidade de aberturas 22 que, dependendo da realização particular, pode ter disposto na mesma um ou mais ímãs permanentes 40, Uma vez que os ímãs permanentes 40 sio dispostos dentro das aberturas 22, tipicamente permanece adjacente a cada extremidade dos ímãs permanentes 40 uma abertura, ou abertura restante, 24, Por propósitos ilustrativos somente, o estator e/ou os enrolamentos de estator não são mostrados que substancialmente circundam o componente de rotor. Assim como com IPM de múltiplas camadas, há tipicamente uma pluralidade de fileiras de aberturas 22 e ímãs permanentes 40 localizados nas mesmas para cada polo.

[0105]A pluralidade de barras de rotor 14 é disposta na pluralidade de aberturas 24 longitudinalmente através da pilha de iaminações de rotor 20. Nessa configuração somente uma única barra de rotor 14 é colocada em uma abertura 24 em cada polo (consultar Figura 9A). Na pilha ou próximo a qualquer uma das extremidades da pilha de Iaminações de rotor 20 estão elementos de conexão 16 que são conectados a ambas as extremidades das barras de rotor 14, O elemento de conexão 16 conecta uma barra de rotor 14 de um primeiro polo à barra de rotor 14 de um polo adjacente, deslocando, dessa forma, o elemento 10, criando uma configuração de gaiola deslocada 13 configuração. Dessa maneira, a realização do componente 10 tem quatro arcos de rotor 12, em que cada um é construído de duas barras de rotor 14 e dois elementos de conexão 16, igualando-se, dessa forma, à quantidade de polos (isto é, quatro) para a máquina particular 100. No entanto, devido à configuração de gaiola deslocada da realização, somente quatro barras de rotor 14 no total e oito elementos de conexão 16 são necessários para uma máquina de quatro polos 100 tal como aquela mostrada. Nessa realização particular, as barras de rotor 14 são localizadas nas aberturas mais internas 24 da íaminação de rotor de múltiplas camadas 20. Deve-se observar que as barras de rotor poderíam ser localizadas em outras aberturas 24 da laminação 20, Além disso, há dois arcos internos adicionais 12 para cada polo que é deslocado na sua configuração também. {0106] Referindo-se à Figura 16, uma vista de topo de uma porção de uma porção de laminação de rotor 20 de uma máquina elétrica 100 com um componente 10 é mostrada. A Figura 16 retrata uma laminação de rotor 20 de um IPM de quatro polos de única camada 100 que tem permanentes retos 40 nos mesmos. (A realização é similar em aspectos à realização mostrada nas Figuras 3A e 3B). Conforme mostrado e conhecido na técnica, a laminação de rotor 20 inclui uma pluralidade de enrolamentos de estator (não sâo mostrados) e na parte interna dos enrolamentos de estator são dispostos um ou mais ímãs permanentes 40 localizados em uma ou mais aberturas 22 na laminação de rotor 20. Uma vez que os ímãs permanentes 40 são dispostos dentro das aberturas 22, permanece tipicamente adjacente a cada extremidade dos imãs permanentes 40 uma abertura 24.

[0107]A pluralidade de barras de rotor 14 é disposta na pluralidade de aberturas 24 longitudinalmente através da pilha de laminações de rotor 20. Na pilha ou próximo a qualquer uma das extremidades da pilha de laminações de rotor 20 estão elementos de conexão 16 que são conectados a ambas as extremidades das barras de rotor 14. Nessa realização, um ou mais anel 12 (isto é, barras de rotor 14 e elementos de conexão 16) são divididos em dois ou mais anéis 12. Conforme mostrado, há duas barras de rotor 14 colocadas nas aberturas 24, e há dois elementos de conexão 16 que conectam as duas barras de rotor 14. Dessa maneira, a realização do componente 10 na Figura 16 tem quatro arcos de rotor 12 em que cada arco 12 é construído de quatro barras de rotor 14 e quatro elementos de conexão 16 para a máquina particular 100. Dividindo-se os arcos em múltiplos arcos (termo configuração de “barra de rotor dividida”), tolerância a falhas é fornecida. Contanto que pelo menos um arco na pluralidade de arcos permaneça funcional, o anel 12 poderá introduzir a proeminência de anel desejada. Deve-se observar que, em aspectos da presente invenção, são possíveis várias configurações de divisão por meio de desenho de um elemento de conexão 16, de barra de rotor 14, arco 12 e/ou gaiola 13 em dois ou mais elementos além do que é mostrado. Por exemplo, os elementos podem estar em outras quantidades além de apenas dois (conforme mostrado na Figura 16). (0108| Referindo-se coletivamente às Figuras 17A, 17B, 17 e 18, diagramas esquemáticos de vistas em perspectiva de várias realizações mostram a instalação de uma porção de um componente 10 em uma máquina 100 de acordo com aspectos da presente invenção. Embora a Figura 17A mostre uma instalação parcial de um elemento, a Figura 17B mostra a instalação completa do elemento da Figura 17A. Um elemento de formato U, que pode ser previamente conformado (por exemplo, dobrado), é feito de um material não magnético condutor que compreende duas barras de rotor 12 conectadas por meio de um elemento de conexão 16. O elemento de formato U pode ser inserido em duas aberturas {por exemplo, 24) no rotor 90 da máquina 100 (não é completamente mostrada). Conforme mostrado, cada uma das barras de rotor 14 tem extensões 15 que se estendem além do comprimento do núcleo de rotor 90 da máquina 100. As extensões 15 podem ser dobradas, então, e conectadas juntas para formar um segundo elemento de conexão 16, formando, dessa forma, um anel completo 12, conforme mostrado na Figura 17B. As extensões 15 podem ser conectadas através de qualquer método conhecido que inclui, porém sem limitação, brasagem, soldagem, ligação mecânica e similares.

[0109] Referindo-se à realização mostrada na Figura 18, um elemento de formato U (similar à realização discutida na Figura 17A) que compreende elemento, que pode ser previamente conformado (por exemplo, dobrado), é feito de um material não magnético condutor que compreende duas barras de rotor 12 conectadas por meio de um elemento de conexão 16. O elemento de formato U pode ser inserido em duas aberturas (por exemplo, 24) no rotor 90 da máquina 100 (não é mostrada totalmente). Conforme mostrado, cada uma das barras de rotor 14 tem extensões 15 que se estendem além do comprimento do rotor 90 da máquina 100. Em uma realização típica, as extensões 15 da realização na Figura 18 não precisam ser tão longas quanto as extensões 15 da realização na Figura 17A. Uma peça de extremidade de formato U pequena 18, feita de um material condutor, que tem extensões 15 pode ser colocada de modo que as respectivas extensões 15 da peça de extremidade 18 e do elemento de formato U sejam adjacente uma a outra. As extensões 15 podem ser conectadas por meios adequados (por exemplo, brasagem, soldagem, ligação mecânica, etc.), criando, dessa forma, um arco 12. Deve-se observar que a peça de extremidade não precisa ser de formato U conforme discutido acima. Por exemplo, em outra realização, um elemento reto como o elemento de conexão 16 sem extensões 15 pode ser utilizado no lugar da peça de extremidade de formato U 18, em que o elemento de conexão 16 é ligado ao elemento de formato U e conectado ao mesmo, [0110] Referindo-se à realização mostrada na Figura 19, um elemento de formato U (similar à realização discutida na Figura 18) que compreende elemento, que pode ser previamente conformado (por exemplo, dobrado), é feito de um material não magnético condutor que compreende duas barras de rotor 12 conectadas por meio de um elemento de conexão 16. O elemento de formato U pode ser inserido em duas aberturas (por exemplo, 24) no rotor 90 da máquina 100. Conforme mostrado, cada uma das barras de rotor 14 tem extensões 15 que se estendem além do comprimento do rotor 90 da máquina 100. Em uma realização típica, as extensões 15 da realização na Figura 19 nâo precisam ser tão longas quanto as extensões 15 da realização na Figura 17A. Um conector de anel completo 17, feito de material condutor, pode ser colocado de modo que as extensões 15 do elemento de formato U sejam adjacentes ao conector e/ou se estendam através do conector 17. As extensões 15 e/ou as barras de rotor 14 podem ser conectadas ao conector 17 através de meios adequados (por exemplo, brasagem, soldagem, ligação mecânica, etc.) criando, dessa forma, um arco 12.

[0111] Referindo-se à Figura 20, um diagrama esquemático de uma vista em perspectiva de um componente 10 de acordo com um aspecto da presente invenção é mostrado. O eixo geométrico d (eixo geométrico direto) e o eixo geométrico q (eixo geométrico de quadratura) são denotados por setas identificadas como “d" e “q”, respectivamente. Conforme mostrado, o componente 10 inclui quatro arcos de rotor ou anéis 12. Cada anel 12 compreende duas barras de rotor 14 conectadas em uma extremidade a um elemento conector 16. As outras extremidades das barras de rotor 14 são conectadas a um único conector de anel completo 17. Dessa maneira, todos os anéis 12 são conectados de modo eficaz ao conector de anel completo 17, definindo, dessa forma, uma gaiola 13. Há um total de oito barras de rotor 14 para o elemento 10. Dessa maneira, os quatro arcos 12, que estão interconectados, definem, de modo eficaz uma gaiola 13. Conforme mostrado, o ponto médio aproximado de um arco 12 se alinha com o eixo geométrico d. Em outras palavras, um arco 12 é substancialmente concêntrico com o eixo geométrico d. De modo similar, o eixo geométrico q substancialmente se alinha com um ponto médio entre duas barras de rotor adjacentes 14.

[0112] Embora várias realizações discutidas tenham ímãs 40 e aberturas 22 revelados gerais de tamanhos e configurações específicos, deve-se observar que diferentes quantidades, formatos e configurações que aqueles ilustrados podem ser utilizados sem se separar dos aspectos da presente invenção. Por exemplo, as aberturas 22 e/ou os ímãs 40 podem ser de outros formatos que não seja reto, por exemplo, encurvado, trapezoidal, redondo e similares, e combinações dos mesmos, [0113] Embora várias realizações discutidas tenham condutores de rotor revelados gerais (por exemplo, barras de rotor 14) dispostos nas aberturas 24 adjacentes aos Imãs 40 na Iam inação de rotor 20, deve-se observar que em aspectos da presente invenção que os condutores de rotor, em certas realizações, são dispostos em aberturas e/ou cavidades (por exemplo, ranhuras, canais, intervalos, etc.) na porção externa 90 do rotor. Em outras palavras, em realizações, os condutores de rotor podem ser colocados em um local de modo que, pelo menos inicialmente, não seja completamente circundado por laminação de rotor material, [0114] Modelagem baseada em analise de elemento finita foi conduzida em vários modelos de máquinas, tanto para máquinas elétricas que não tem qualquer estrutura de circuito de rotor (isto é, técnica relacionada) quanto para máquinas elétricas que utilizam realizações das estruturas de circuito de rotor da presente invenção. Alguns resultados da modelagem são ilustrados nas Figuras 21 a 24 no presente documento.

[0115] Proeminência de sinal pequena e ângulo de proeminência de sinal pequena são informações-chave para controle sem sensor, em aspectos da presente invenção, e são definidos com uso de impedância de sinal pequena. A impedância de sinal pequena é definida por uma pequena variação de alta frequência de corrente (Aid, Aiq) do vetor de corrente (id, iq) do ponto de operação. A impedância de sinal pequena varia dependendo da orientação da variação de alta frequência (Aid, Aiq). A proeminência de sina! pequena em um dado ponto de operação (Aiq, Aiq) é a razão da impedância de sinal pequena máxima para a impedância de sinal pequena mínima em uma faixa completa de orientação da variação de alta frequência. A proeminência de sinal pequena é maior ou igual a 1, e deseja-se que seja muito maior que n1 para desempenho de controle sem sensor. O ângulo de proeminência de sinal pequena é o deslocamento angular da orientação de impedâncía de sinal pequena máxima da armação de referência de rotor, por exemplo, o eixo geométrico q da armação de referência de rotor. Deseja-se que o ângulo de proeminência de sinal pequena seja constante durante a faixa de operação, próximo a zero, por exemplo, a fim de alcançar desempenho de controle sem codificador. {0116] Referindo-se à Figura 21, um gráfico que mostra a proeminência de sinal pequena no plano de vetor de corrente (ia, iq) para uma máquina IPM da técnica relacionada é mostrado como o elemento 300. Em contrapartida, a Figura 22 mostra os traços de contorno de proeminência de sinal pequena de uma máquina IPM que incorpora o componente de acordo com a presente invenção como o elemento 350. Conforme mostrado no gráfico, a proeminência resultante é aprimorada e aumentada em comparação com a proeminência na máquina da técnica relacionada (Figura 21), [0117] Referindo-se à Figura 23, um gráfico que mostra os traços de contorno de ângulo de proeminência de sinal pequena no plano de vetor de corrente (id, iq), uma máquina IPM técnica relacionada ê mostrada como o elemento 400. Em contrapartida, a Figura 24 mostra os traços de contorno de ângulo de proeminência de sinal pequena de uma máquina IPM que incorpora o componente de acordo com a presente invenção como o elemento 450. Conforme mostrado no gráfico, a margem angular ampla resultante com o uso do componente em comparação com a máquina da técnica relacionada (A Figura 23) que retrata o ângulo de proeminência muito apertado.

[0118] Referindo-se à Figura 23, um gráfico que mostra os traços de contorno de ângulo de proeminência de sinal pequena no plano de vetor de corrente (idl iq), uma máquina IPM técnica relacionada é mostrada como o elemento 400. Em contrapartida, A Figura 24 shows os traços de contorno de ângulo de proeminência de sinal pequena de uma máquina IPM que incorpora o componente de acordo com a presente invenção como o elemento 450, Conforme mostrado no gráfico, a margem angular ampla resultante com o uso do componente em comparação com a máquina da técnica relacionada (Figura 23) que retrata o ângulo de proeminência muito apertado.

[0119] A Figura 25 mostra um gráfico que retrata velocidade (%) em um eixo geométrico x vs. torque {%} em um eixo geométrico y. Conforme mostrado, quando uma máquina utiliza o componente da presente invenção, o desempenho da máquina pode alcançar a porção superior esquerda (isto é, a seta escura que aponta para cima) do gráfico. Ou seja, empregando-se aspectos da presente invenção, capacidade de torque total em velocidades de máquina inferiores pode ser obtida. (Por exemplo, uma máquina elétrica da presente invenção pode alcançar 50% da capacidade de torque em velocidades abaixo de 10% da velocidade nominal da máquina. Em outras realizações, a máquina elétrica pode alcançar over 75% da capacidade de torque em velocidades abaixo de 10% da velocidade nominal da máquina. Em ainda outras realizações, a máquina elétrica pode alcançar over 90% da capacidade de torque em velocidades abaixo de 10% da velocidade nominal da máquina. Em ainda outras realizações, a máquina elétrica pode alcançar 100% da capacidade de torque em velocidades abaixo de 10% da velocidade nominal da máquina).

[0120] Em aspectos da presente invenção, os componentes 10 e as máquinas elétricas 100 discutidas no presente documento podem ser utilizados como um motor de tração para virtualmente qualquer veículo. Uma armação de sustentação de veículo é conectada a uma ou mais máquinas elétricas 100. Veículos adequados para uso incluem, porém sem limitação, um veículo fora de estrada (OHV), uma locomotiva, um veículo de mineração, vagão elétríco-motorizado, automóveis, caminhões, veículos de construção, veículos agrícolas, veículos de serviço térreo de aeroporto, empílhadeiras, veículos militares não táticos, veículos militares táticos, carrinhos de golfe, motocicletas, bicicletas motorizadas, veículos para todos os terrenos, e similares.

[0121] Embora as realizações ilustradas e descritas de modo geral no presente documento terem mostrado que a máquina elétrica 100 é uma máquina de ímã permanente interno (IPM), outras máquinas elétricas além daquelas ilustradas no presente documento podem empregar aspectos da presente invenção que incluem, por exemplo, PMSRM, SRM e máquina de indução e similares. Várias realizações do circuito de componente de rotor 10 podem ser utilizadas nesses vários outros tipos de máquinas elétricas.

[0122] Aspectos da presente invenção fornecem uma metodologia de projeto de motor que oferece várias vantagens incluindo tanto um processo de fabricação mais fácil que leva a custos de produção mais baixos quanto uma redução na ondulação de Iorque. Esse projeto, por sua vez, se traduz em exigência menos rigorosa no projeto de uma caixa de engrenagens conectada entre o motor elétrico que emprega esse projeto com a roda. Finalmente, esse aprimoramento pode levar, adicionalmente, a economias de custo e/ou pequenas dimensões com a caixa de engrenagens.

[0123] A ondulação de torque para propósitos no presente documento pode ser estimada pela seguinte equação: [0124] Aspectos da presente invenção solucionam um problema tanto de fabricação quanto eletromecânico com máquinas de IPM em que certas realizações permitem o uso de múltiplas seções de rotor curtas que facilitam a inserção de Imãs permanentes na estrutura de rotor, reduzindo, dessa forma, o risco de danos aos ímãs e/ou às seções de rotor ou às íaminações de rotor. Adicionalmente, a partir de um ponto de vista eletromecânico, certas realizações deslocam de modo angular múltiplas seções de rotor em relação a seções de rotor adjacentes (por exemplo, deslocamento por certo ângulo constante ao longo da mesma direção), que causa uma redução grande na amplitude de ondulação de torque. A redução na ondulação de torque resulta em uma redução concomitante no tamanho de caixa de engrenagens e/ou fator de segurança maior no sistema de motor/caixa de engrenagens. A Figura 26 retrata um gráfico que mostra o com o tempo. Conforme mostrado, a quantidade de ondulação de torque é, em grande parte, diminuída quando aspectos da presente invenção (por exemplo, rotor inclinado de modo escalonado) sio aplicados a um rotor em uma máquina elétrica.

[0125] Certos símbolos e definições e equações concomitantes são utilizados no presente documento, através da Tabela a seguir: [0126] Em certas realizações da presente invenção, o rotor da máquina IPM é dividido em seções axiais Nseç5o, em que cada seção e desviada (ou inclinada) de sua seção adjacente “vizinha” com um ângulo 9inciinaçâo/(Nseção - 1), em que “einciinaçâo” é o ângulo de inclinação de rotor entre as seções de extremidade de toda pilha de rotor. Dessa maneira, a máquina de IPM pode apresentar uma ondulação de torque inferior à obtida na versão de rotor reto de modo axial. Tal mitigação de ondulação de torque resultará em fadiga inferior nas partes mecânicas, aprimorando, dessa forma, a vida da máquina e dos vários componentes mecânicos conectados. Adicionalmente, devido ao fato de que a necessidade de empurrar os ímãs através de toda a pilha de rotor não é mais necessária, a inserção de ímãs previamente magnetizados é, portanto, facilitada.

[0127] Em uma realização, o conjunto de rotor pode utilizar um número Nseçso de seções de rotor separadas para reduzir o comprimento ao longo do qual os ímãs precisam ser empurrados, reduzindo, assim, o risco de danos. Essas seções Nseçâo previamente montadas são, então, montadas em uma haste de motor, resultando em um conjunto de rotor inclinado. Em algumas realizações particulares, a compressão pode ser aplicada ao conjunto após placas de compressão, ou outros elementos, serem aplicados a qualquer uma das extremidades do conjunto de rotor.

[0128] Adicionalmente, em uma realização uma rotação angular pequena entre seções de rotor adjacentes é fornecida que irá ajudar, também, o perfil do torque eletromagnético produzido pelo motor. De fato, a presença de harminas de ordem maior em fluxos tanto de estator quanto de rotor introduz uma série de componentes de torque que variam de modo sinusoidal (com valor médio zero) sobreposta ao torque constante que é exigido. Deslocando as várias seções do rotor todas no mesmo ângulo e na mesma direção, a interação dos fluxos do estator do rotor não será a mesma ao longo do comprimento axial da máquina, no entanto ainda haverá algum atraso de fase entre as várias seções. Fornecendo-se um ângulo de deslocamento apropriado, tal atraso de fase pode ser utilizado para produzir componentes de torque sinusoidal iguais e opostos que atuam nas várias seções do rotor, filtrando, assim, a maior parte da ondulação de torque, no entanto com pouca redução do valor médio de torque. 10129] Esse ângulo de inclinação, ou pequena rotação angular, entre seções de rotor adjacentes é encontrado na equação [1]: [0130] O valor apropriado do deslocamento entre as seções deveria ser cuidadosamente avaliado para cada máquina, dependendo de sua geometria, esquema de enrolamento e condições de suprimento. Em uma realização da invenção, por exemplo, o rotor tem 300 mm de comprimento e dividido em 5 seções de rotor, cada uma com 60 mm de comprimento e deslocadas 1,26° (isto é, 0seÇâo) de suas vizinhas. Nessa realização particular, a ondulação de pico a pico é observada ser somente 6% do torque médio, em comparação com o valor de 30% obtido em um caso de rotor reto. Entrementes, o torque médio é reduzido apenas 1%.

[0131] Outra de certas realizações é que, a fim de acomodar com as seções de rotor deslocadas, a haste pode incluir muitas barras-chave ao longo comprimento axial, para travar as seções de rotor à haste. Tais barras-chave podem ser deslocadas de modo tanto axial quanto angular. Na direção angular, tal deslocamento é igual ao deslocamento entre as seções, 0seç§o, para reduzir ondulação de torque mais um ângulo constante, θ0, que pode ser necessário para separar fisicamente as barras-chave o suficiente de modo a acomodar o travamento de seções de rotor à haste. Por exemplo, na realização mencionada acima, cada barra-chave é deslocada em 61,25°. (por exemplo, 0Chave = 61,25°; Θseção = 1,25°; θ0 = 60°). Esse ângulo total entre barras-chave adjacentes, 0Chave, é mostrado na equação [2]: [0132] θ0 é um desvio mecânico adicional que permite que as seções de rotor adjacentes acomodem fisicamente mais facilmente a inclinação escalonada em relação uma a outra mais facilmente. Em uma realização particular, θ0 é relacionado à quantidade de polos de rotor Npotos no conjunto de rotor. Em realizações particulares, o valor 0oé encontrado na equação [3]: Θο = 360 / Npotos [0133] Em outras realizações, θο pode ser virtualmente qualquer valor e completamente nâo relacionado à quantidade de polos. Em certas realizações, θο pode ainda ter um valor de zero (0).

[0134] Em outra realização da presente invenção, as seções de rotor 660 (por exemplo, núcleo sólido ou laminações de rotor) podem apresentar, em seu diâmetro interno, uma série de entalhes igualmente deslocados para fornecer uma união apropriada com as barras-chave bem como um guia para o deslocamento de seção.

[0135] Referindo-se à Figura 27, uma vista em perspectiva de um componente de haste de rotor, de acordo com uma realização, é mostrada. O componente de haste de rotor, ou eixo, é mostrado como 610. Conforme será discutido no presente documento o eixo 610 pode ser utilizado em coordenação com um conjunto de rotor; um estator; e, dessa forma, em combinação, faz parte de uma máquina elétrica. O eixo 610 pode compreender um elemento longitudinal, ou eixo, ao longo de um eixo geométrico longitudinal, denotado X. Dependendo da realização, o eixo 610 pode compreender adicionalmente um ou mais elementos de extremidade 614 que auxiliam no uso do eixo 610 com as várias seções de rotor conforme discutido no presente documento. O comprimento do eixo 610 compreende adicionalmente uma pluralidade de barras-chave 612 que se estende do corpo do eixo 610.

[0136] A quantidade de barras-chave 612 pode variar dependendo da configuração do conjunto de rotor e/ou da máquina elétrica com a qual ê utilizado em combinação. A quantidade pode ser qualquer quantidade de dois a virtualmente o infinito, apesar de ser visualizado uma quantidade típica de barras-chave 612 para muitas, porém não todas, realizações é na magnitude de entre três e dez barras-chave 612 ao longo do eixo 610. A localização e a configuração da pluralidade de barras-chave 612 são significativas em que as mesmas auxiliam no fornecimento da inclinação de várias seções de rotor na mesma conforme discutido no presente documento, A pluralidade de barras-chave 612 é configurada para igualar â pluralidade de entalhes em uma pluralidade de seções de rotor para fornecer a inclinação escalonada de seções de rotor, e, em certas realizações, inclinação contínua de laminações de rotor. A pluralidade de barras-chave 612 é localizada de modo que as mesmas sejam distribuídas de modo axial ao longo da haste do eixo 610 e de modo circunferencial ao redor da mesma, A pluralidade de barras-chave 12 é substancialmente paralela ao eixo geométrico longitudinal, X. Ou seja, os pontos médios da pluralidade de barras-chave 612 definiríam um padrão em forma de espiral, ou helicoidal, ao redor e ao longo do eixo 610. Em uma realização, uma porção de cada barra-chave 612 pode sobrepor, ou se estender de modo axial, no comprimento axial com outra barra-chave adjacente 612. Apesar de a Figura 27 mostrar barras-chave retas 612, em outras realizações, outros formatos e configurações de barras-chave 612 podem ser utilizados, incluindo, por exemplo, barra(s)-chave de formato em espiral, (consultar, por exemplo, Figura 33).

[0137] Vários métodos para fabricar o componente 610 podem ser utilizados em várias realizações. Por exemplo, os vários elementos (por exemplo, 612, 614) do componente 610 podem ser criados pela remoção de material de um único ou múltiplos elementos de lingote. Em outra realização, o material pode ser removido ao longo da haste do eixo 610 de modo a definir cavidades, ou reentrâncias, configuradas para receber elementos de barra-chave separados, ou protrusões, 612 que poderíam ser ligados de modo fixo ou removível à pluralidade de cavidades. Em ainda outras realizações, vários elementos (por exemplo, 612, 614, e similares) podem ser ligados por meio de outros meios e maneiras.

[0138] Referindo-se à Figura 31 junto com a Figura 27, uma vista de extremidade de uma realização de um seção do eixo 610 é mostrada. A Figura 31 está mostrando as barras-chave 612 configuradas para duas seções de rotor adjacentes (não são mostradas). O ângulo de desvio entre as barras-chave adjacentes 612 é mostrado como as 0Chave> em que 0Chave = 9seçâo + θο, em que 0Chave compreende um desvio elétrico adequado para reduzir a ondulação de torque cancelando-se pelo menos parcialmente os componentes de ondulação nas seções de rotor adjacentes, e adicionalmente em que θ0 compreende o desvio mecânico adicional que permite a acomodação física de seções de rotor adjacentes para inclinação escalonada adequada. Conforme mostrado, duas barras-chave para duas seções de rotor correspondentes (não são mostradas) são mostradas aproximadamente nas posições de Ί2 horas" e "2 horas’. Na realização mostrada, as barras-chave para as outras seções de rotor do conjunto de rotor são omitidas para propósitos de clareza. Na realização particular mostrada, barras-chave de equilíbrio adicionais 612 são mostrados e localizados a 180° das duas barras-chave 612. Assim, as duas barras-chave de equilíbrio 612 sâo mostradas aproximadamente nas posições de “6 horas" e "8 horas”. A realização mostrada (junto com as barras-chave omitidas) seria um eixo adequado 610 para uso, por exemplo, em uma máquina de IPM de 6 polos ou Relutância Síncrona. As barras-chave 612 de haste no eixo 610 da Figura 31 são configuradas para igualar os entalhes de barra-chave 664 mostrados na abertura interna 662 da seção de rotor 660 mostrada na Figura 32. A título de exemplo somente, os 6 polos de rotor da seção de rotor 660 da Figura 32 quando utilizados com o eixo 610 mostrado resultaria em desvios entre seções de rotor adjacentes 660 de 1,25°.

[0139] Referindo-se às Figuras 28 e 29, uma pluralidade de seções de rotor 860 é mostrada sendo montada ao longo de um eixo haste 610 para formar um conjunto de rotor 650 na Figura 28 e mostrada completamente montada na Figura 29, A pilha de rotor, ou conjunto, 650 compreende uma pluralidade de seções de rotor antes da fabricação 660, reunidas junto na haste 610. Em uma realização, cada uma dentre a pluralidade de seções de rotor 660 é instalada em uma configuração inclinada de modo escalonada. As duas opções de inclinação incluem um deslocamento angular tanto de passo de uma fenda quanto passo de meia fenda entre as duas extremidades da pilha de rotor 650. A rotação angular entre as duas seções de rotor consecutivas 660 pode ser calculada a partir da Equação [1] citada na Tabela acima.

[0140] Uma análise foi conduzida durante a entrega de torque nominal, em que a condição é quando o valor absoluto da ondulação de torque é o maior e, portanto, mais danoso aos componentes mecânicos conectados à haste. Assume-se que o conjunto de rotor 650 é composto de cinco (5) seções de rotor 660.

[0141} Conforme mostrado nas Figuras 28 e 29, cada seção de rotor 660 pode ser previamente fabricada. As seções de rotor 660 são, cada uma, colocada de uma maneira inclinada sobre o eixo 610. Visto que cada seção de rotor 660 tem uma barra-chave correspondente 612, a pluralidade de seções de rotor 660 compreende um conjunto de rotor, ou pilha 650. Portanto, para uma máquina elétrica (por exemplo, máquina de IPM ou de Relutância Síncrona) o desvio angular entre barras-chave consecutivas 612 pode ser encontrado a partir da equação [2], citada acima e encontrada na Tabela.

[0142] Referindo-se às Figuras SOA e SOB, duas realizações de uma seção de rotor 660 são mostradas de acordo com realizações da presente invenção são mostrados em vistas elevadas. A primeira realização (A Figura 30A) retrata uma única seção de rotor 660 que inclui uma abertura 662 através da mesma e compreende adicionalmente um seção de núcleo de rotor de núcleo sólido. Ã segunda realização (Figura 30B) retrata uma única seção de rotor 660 que inclui de modo similar uma abertura através da mesma, porém, em contrapartida, compreende adicionalmente uma pluralidade de laminações de rotor 664. Deve-se observar que a quantidade de laminações de rotor 664 pode variar da realização mostrada na Figura SOB. Adicionalmente, as laminações de rotor 664 podem ser ligadas de modo fixo uma a outra para formar as seções de rotor separadas particulares 660. Ainda adicionalmente, em outras realizações, as laminações de rotor 664 podem ser empilhadas livremente (por exemplo, ligadas de modo não fixo) com as seções de rotor particulares 660. 10143] Referindo-se à Figura 33, outra realização de um componente de eixo de rotor 610 é mostrada em vista em perspectiva. Conforme mostrado, o componente de 610 pode incluir um elemento de extremidade 614 que auxilia na manutenção das seções de rotor 660 no mesmo. Na realização mostrada, o eixo 610 que compreende adicionalmente uma barra-chave 616 configurada em um perfil em forma de espiral, ao contrário das barras-chave retas 612 mostradas, por exemplo na Figura 27. Dependendo da realização, a barra-chave em espiral 616 pode ser uma única barra-chave configurada em um padrão em espiral contínuo ao redor da haste do componente de 610. Em outra realização, duas barras-chave em espiral contínuas 616 podem ser localizadas a 180° em frente uma a outra na haste do componente de 610. Dessa maneira, as duas barras-chave em espiral 616 atuam como barras-chave de equilíbrio uma para outra.

[0144] Em uma realização da presente invenção o componente de eixo de rotor 610 mostrado na Figura 33 pode ser utilizado com seções de rotor 660 como aquelas mostradas na Figura 308. Ou seja, a pluralidade de seções de rotor 660, em que cada uma compreende de uma pluralidade de laminações de rotor 664, pode ser colocada sobre o componente de 610 que tem pelo menos uma barra-chave em espiral contínua 616, Em outra realização, o componente de eixo de rotor 610 mostrado na Figura 33 pode ser utilizado com seções de rotor 660 como aquelas mostradas na Figura SOA, Ou seja, a pluralidade de seções de rotor 660, em que cada uma compreende seções de rotor de núcleo sólido, pode ser colocada sobre o componente de 610 que tem pelo menos uma barra-chave em espiral contínua 616. Dessa maneira, a pilha de rotor, ou conjunto, terá uma configuração continuamente inclinada entre a pluralidade de seções de rotor 660.

[0145] Um método de montagem de um núcleo de rotor conjunto pode incluir montar cada uma das seções de núcleo de rotor em uma haste de eixo chaveada, conforme discutido no presente documento, A haste de eixo chaveada, dependendo da realização, pode ter uma ou mais chaves na mesma. A(s) chave(s) acomoda(m) as múltiplas seções de rotor, definindo, dessa forma, um conjunto de pilha de núcleo de rotor inclinado (inclinado de modo escalonado ou contínuo), O conjunto de pilha de núcleo de rotor pode ter uma força compressiva aplicada à mesma. Em uma realização, uma ou mais placas de compressão podem ser primeiramente unidas a uma ou a ambas as extremidades do conjunto de pilha de núcleo de rotor, antes da compressão, Na realização de IPM, uma pluralidade de ímãs pode ser inserida através das seções de núcleo de rotor e afixada às seções de núcleo de rotor. Em uma realização, a afixação de ímãs pode ser feita por um dentre; infusão de uma resina nas seções de núcleo de rotor; prender os ímãs com um material de enchimento ou cunha; e, encolher os ímãs nas seções de núcleo de rotor. O método é adequado para o motor de IPM ou Relutância Síncrona (com a exceção de imãs; configurações inclinadas de modo escalonado ou contínuo; e núcleo sólido ou uma pluralidade de seções de rotor de laminação.

[0146] Em aspectos da presente invenção, os componentes 610, 660 e os conjuntos 650 e as máquinas elétricas 600 discutidas no presente documento podem ser utilizados como um motor de tração para virtualmente qualquer veículo, Uma armação de sustentação de veículo (não é mostrada) pode ser conectada a uma ou mais máquina elétrica 600, Veículos adequados para uso incluem, porém sem limitação, um veículo fora de estrada (OHV), um locomotiva, um veículo de mineração, vagão elétrico-motorizado, automóveis, caminhões, veículos de construção, veículos agrícolas, veículos de serviço térreo de aeroporto, empilhadeiras, veículos militares não táticos, veículos militares táticos, carrinhos de golfe, motocicletas, bicicletas motorizadas, veículos para todos os terrenos, e similares, [0147] Observe que embora várias realizações discutidas no presente documento descrevam os aprimoramentos a serem utilizados no e com IPM, deve-se observar que os vários aspectos da presente invenção são igualmente adequados para uso em e com máquinas de Relutância Síncrona.

[0148] Aspectos da presente invenção permitem a montagem de um ou mais anéis D em conjuntos de rotor inclinado de motores que permitem, dessa forma, controle sem codificador melhorado do motor junto com uma redução na ondulação de Iorque. Com uso de controle sem codificador ou controle sem sensor, a posição de falha e despesa a que os codificadores são propensos é evitada, tanto reduzindo, dessa forma, o custo quanto aumentado à confiabilidade do acionamento. Combinando-se o recurso sem codificador com um conjunto de rotor inclinado, um perfil de torque mais suave com ondulação baixa é alcançado. Finalmente, um desempenho de motor aprimorado acoplado com projeto mecânico simplificado dos outros componentes de transmissão (por exemplo, caixa de engrenagens, haste) é alcançado.

[0149] Referindo-se á Figura 34, uma vista de topo de uma porção de um seção de rotor 810 de acordo com uma realização da presente invenção é mostrada. A seção de rotor 810 pode compreender uma pluralidade de fileiras ocas 820 através da mesma. Conforme mostrado, a pluralidade de fileiras ocas 820 pode ser radialmente distribuída em cada um dentre a pluralidade de polos. Dependendo da realização, a pluralidade de fileiras ocas 820 pode ou nâo ter uma pluralidade de ímãs 830 localizada na mesma, Nas realizações que utilizam use ímãs 830, a pluralidade de ímãs 830 que reside na pluralidade de fileiras ocas 820 definirá, portanto, uma pluralidade de fileiras de ímã 830 que também é radialmente distribuída.

[0150] Conforme discutido no presente documento, um conjunto 800, ou conjunto de rotor, irá compreender uma pluralidade de as seções de rotor 810, em que as seções de rotor 810 são inclinadas em uma direção círcunferenctal. De modo similar, dependendo da realização particular e conforme revelado no presente documento, cada uma dentre a pluralidade de seções de rotor 810 pode ou compreender uma seção de rotor sólida ou uma pluralidade de laminações de rotor. Então, também, o tipo de inclinação da pluralidade de seções de rotor 810 pode ser descrita como inclinação escalonada ou inclinação contínua, dependendo da realização. Embora realizações que têm uma configuração continuamente inclinada de seções de rotor 810 possam ter laminações de rotor em cada seção de rotor 810, outras realizações que têm uma configuração continuamente inclinada podem ter alternativamente seções de núcleo de rotor sólidas para cada uma dentre a pluralidade de seções de rotor 810. De modo similar, embora algumas realizações que têm uma configuração inclinação escalonada de seções de rotor 810 possam ter seções de rotor de núcleo sólido para cada seção de rotor 810, outras realizações que têm uma configuração de rotor inclinado de modo escalonado podem ter alternativamente uma pluralidade de laminações de núcleo de rotor para cada uma dentre a pluralidade de seções de rotor 810.

[0151] Conforme mostrado na Figura 34, por exemplo, em uma extremidade de cada fileira oca 820, um elemento condutor passa através da mesma, O elemento condutor é conectado a si mesmo, definindo, dessa forma, um anel condutor 850. Dessa maneira, os anéis condutores 850 são, cada um, curto-circuitados. Dessa maneira, cada um dos anéis condutores pode circundar substanciaimente a pluralidade de fileiras ocas 820 (com ou sem ímãs). Conforme mostrado na Figura 34, o anel condutor 850 pode passar através do espaço restante 822 (consultar, por exemplo, as Figuras 36 a 39) da cavidade 820 que resta na extremidade da colocação dos ímãs 830. Dessa maneira, a pluralidade de anéis condutores 850 é colocalizada com a pluralidade de ímãs 830 na pluralidade de fileiras ocas 820, Conforme discutido no presente documento, por meio de qualquer meio adequado, o anel condutor 850 não deve estar em contato com a pluralidade de ímãs 830 e/ou a seção de rotor adjacente 810. Uma configuração geral para a localização da pluralidade de anéis condutores 850 é de modo que um eixo geométrico magnético do(s) anel(s) condutor(s) 850 coincida com um eixo geométrico d do conjunto de rotor 800.

[0152} Embora a Figura 34 mostre uma quantidade de três fileiras de cavidades 820 e três anéis condutores 850, há outras combinações e configurações possíveis. Por exemplo, cada fileira de cavidades não tem que receber um anel condutor. Dado a quantidade de anéis condutores, R, e a quantidade de fileiras ocas, L, o conjunto pode ser configurado de modo que R < L. De modo similar, a Figura 34 mostra somente uma porção de um polo de uma máquina. Aspectos da presente invenção podem ser utilizados com virtualmente qualquer conjunto de rotor inclinado, [0153] O material, ou combinação de materiais, utilizado para os anéis condutores 850 pode ser qualquer material eletricamente condutor adequado. Os anéis condutores 850 podem compreender um condutor sólido (por exemplo, cobre, alumínio, etc.) ou um condutor trançado (por exemplo, fio Litz, etc.) ou uma combinação dos mesmos.

[0154] Referindo-se adicionalmente à Figura 36, uma vista em corte de extremidade de uma porção de uma seção de rotor 810 de acordo com uma realização da presente invenção é mostrada, A realização mostrada é denominada um configuração “inclinada de modo escalonado". Conforme mostrado, uma porção do anel condutor 850 passa através da extremidade da cavidade 822 e, se ímãs 830 forem utilizados (conforme mostrado), adjacente aos ímãs 830. Assim como com a pluralidade de seções de rotor 810 que são inclinadas (de modo escalonado ou contínuo), as porções do anel condutor 850 sâo inclinadas também. As vistas em corte através das várias porções do anel condutor na Figura 36 são mostradas adicionalmente nas Figuras 37A a 37C. Conforme ilustrado, a angulação do anel condutor 850 pode igualar, ou ser aproximadamente paralela, a inclinação das seções de rotor 810. A porção do anel condutor 850 que passa através da extremidade da fileira oca 822 pode ser reta (consultar, por exemplo, Figura 36). Em outras realizações, as porções do anel condutor 856 podem não ser retas (por exemplo, escalonadas, etc.).

[0155] Referindo-se adicionalmente á Figura 38, uma vista em corte de extremidade de uma porção de uma seção de rotor 816 de acordo com outra realização da presente invenção ê mostrada. A realização mostrada é denominada uma configuração “inclinada continua mente". Conforme mostrado, uma porção do anel condutor 850 passa através da extremidade da cavidade 822 e, se ímãs 830 forem utilizados (conforme mostrado), adjacente aos ímãs 836. Assim como com a pluralidade de seções de rotor 810 que são inclinadas (de modo escalonado ou contínuamente), as porções do anel condutor 850 são inclinadas também. As vistas em corte através de várias porções do anel condutor na Figura 36 são mostrados adicionalmente na Figura 39. Diferente da realização mostrada na Figura 36 a 37C, o espaçamento entre o anel condutor 850 e os ímãs próximos 836 e as seções de rotor 810 é substancialmente uniforme ao longo de todos os comprimentos do anel condutor 850. Conforme ilustrado» a angulação do anel condutor 850 pode igualar» ou ser aproximadamente paralela, a inclinação contínua das seções de rotor 810. A porção do anel condutor 850 que passa através da extremidade da fileira oca 822 pode ser reta (consultar, por exemplo» Figura 38). Em outras realizações, as porções do anel condutor 850 podem não ser retas (por exemplo, escalonadas, etc.).

[0156] Dependendo da realização, um elemento espaçador não condutor pode circundar pelo menos parcialmente porções do anel condutor 850. Por exemplo» conforme mostrado nas Figuras 34 a 39, um elemento espaçador nâo condutor pode circundar completamente o anel condutor ao longo da porção do anel condutor 850 que passa através das seções de rotor 810. O elemento espaçador não condutor pode compreender qualquer material não condutor eletricamente adequado ou uma combinação de materiais. Conforme mostrado nas Figuras 37A a 37C por exemplo» o elemento espaçador nâo condutor pode compreender um elemento de enchimento plástico, material de resina, e similares. Em uma realização» ar o u fluido não condutor podem atuar como o elemento espaçador não condutor. Em realizações em que o elemento de enchimento plástico é utilizado como o elemento espaçador não condutor, um furo pode ser feito através do elemento de enchimento plástico configurado para receber o anel condutor 850. Em ainda outras realizações» elementos não condutores parciais podem ser inseridos no espaço de cavidade 822 antes, ao mesmo tempo que a inserção do elemento condutor no espaço de cavidade 822. Então, após o elemento condutor ser situado, um material não condutor (por exemplo, resina, etc.) é colocado (por exemplo, injetado) no espaço de cavidade 822 fixando, dessa forma, a localização do anel condutor 850 dentro do espaço de cavidade 822 de modo que, durante o uso» o anel condutor 850 não entre em contato com a seção de rotor adjacente 810.

[0157] Várias metodologias podem ser empregadas para construir o conjunto de rotor inclinado que tem a implantação de anel D dos anéis condutores. Por exemplo, referindo-se à Figura 35A, uma vista aumentada de um conjunto de rotor 800 e um anel condutor 850 de acordo com uma realização da presente invenção é mostrada. Conforme ilustrado, um conjunto de rotor inclinado 800 pode receber, então, a pluralidade de elementos condutores 850 através das extremidades de cavidade nas seções de rotor 810. Uma vez que os elementos condutores tenham passado completamente através do conjunto de rotor inclinado 800, os elementos condutores 850 são dobrados para se alinharem com as extremidades (ou placas de extremidade) do conjunto de rotor 810. As duas extremidades dos elementos condutores dobrados são ligadas, então, entre si por qualquer meio adequado de modo a definir um anel condutor 850. Por exemplo, as extremidades de elemento podem ser soldadas juntas ou mecanicamente ligadas entre si por meio de retenção, por exemplo, e similares.

[0158] Conforme mostrado na Figura 35B, o elemento condutor 850 que compreende duas pernas 852 e uma porção de extremidade 854 pode ser inserido através do conjunto de rotor 800, que compreende a pluralidade de seções de rotor 810. Na extremidade distai do conjunto de rotor 800, as extremidades 852 podem entrar em contato e serem conectadas a um anel de extremidade condutor 852, definindo, dessa forma, um ou mais anéis condutores 850.

[0159] Referindo-se à Figura 40, uma vista de extremidade de uma porção do conjunto de rotor 800 e do anel condutor 850 agora formado é mostrada. As extremidades conectadas de anéis condutores 850 podem ser embutidas, ou rebaixadas, em reentrâncias 826 das placas de extremidade. Dependendo da realização, após a conexão dos elementos condutores e da formação de anéis condutores 850, um material de resina pode ser inserido (por exemplo, injetado) em qualquer cavidade restante entre os anéis condutores 850 e as seções de rotor 810 (e ímãs, se aplicável) de modo a fixar o conjunto e assistir na prevenção dos anéis condutores 850 de entrar em contato elétrico com as seções de rotor adjacentes 810, durante a operação subsequente.

[0160J Referindo-se à Figura 41, um fluxograma de um método de montagem de acordo com uma realização da presente invenção é mostrado. O método, 900, pode incluir, em 902, fornecer uma pluralidade de seções de rotor, em que cada uma das seções de rotor tem uma pluralidade de fileiras ocas. Em 904, a pluralidade de seções de rotor é unida uma a outra em uma configuração inclinada. Em 906, uma pluralidade de elementos condutores é inserida através da pluralidade de fileiras ocas. Então, em 908, os elementos condutores sâo conectados entre si de modo a definir uma pluralidade de anéis condutores, em que um eixo geométrico magnético da pluralidade de anéis condutores coincide com um eixo geométrico d da pluralidade de seções de rotor, adicionalmente em que cada um dentre a pluralidade de anéis condutores sofre curto-circuito.

[0161J O conjunto de rotor construído no presente documento pode ser utilizado em um conjunto com um conjunto de estator de modo a construir uma máquina elétrica. A máquina elétrica resultante pode ser utilizada em uma variedade de uso incluindo, porém sem limitação, como motores de tração ou motores motriz para veículos. Claramente, as máquinas elétricas que utilizam os aprimoramentos discutidos no presente documento podem ter propósitos outros que não o uso em veículos.

[0162] Deve-se observar que várias realizações além daquelas discutidas e/ou ilustradas no presente documento podem ser utilizadas em aspectos da presente invenção. Por exemplo, conforme discutido no presente documento, a pluralidade de anéis condutores pode ser configurada de modo que a mesma compreenda uma gaiola de rotor (consultar» por exemplo, as Figuras 5B» 7B, 9B, etc.). A gaiola de rotor, dependendo da realização, pode ser inclinada para igualar a inclinação do conjunto de rotor inclinado assistente.

[0183] De modo similar» embora várias realizações ilustradas e discutidas no presente documento se refiram ao uso do conjunto de rotor em um motor elétrico do tipo de fluxo radial, aspectos da presente invenção podem ser utilizados em outros tipos de motores. A título de exemplo» e não limitação, o conjunto de rotor inclinado revelado no presente documento pode ser utilizado em motores de fluxo axial» motores de duplo estator» motores de rotor internos» motores de rotor externos» e similares. Por exemplo» o conjunto de estator de uma máquina pode circundar o conjunto de rotor; ser circundado pelo conjunto de rotor; ou ser adjacente ao conjunto de rotor.

[0164] De modo similar» embora aspectos da presente invenção possam certamente ser utilizados em máquinas de Relutância Síncrona e máquinas de IPM do tipo de múltiplas camadas conforme mostrado no presente documento» os aspectos podem ser utilizados, também, por exemplo, máquinas do tipo raio e de uma camada do tipo IPM e Relutância Síncrona.

[0165] Em todas as realizações, a ondulação de torque é reduzida de modo eficaz. Adicionalmente, as máquinas elétricas que utilizam aspectos da invenção podem operar sem a necessidade de uso de um codificador.

[0186] Portanto» de acordo com uma realização da presente invenção, um conjunto compreende uma pluralidade de seções de rotor unidas que tem uma pluralidade de polos» que tem adicionalmente uma pluralidade de fileiras ocas através das mesmas, em que a pluralidade de camadas é radialmente distribuída em cada um dentre a pluralidade de polos» em que a pluralidade de seções de rotor é inclinada em uma direção circunferência); e uma pluralidade de anéis condutores» em que uma porção de cada um dentre a pluralidade de anéis condutores substancialmente circunda uma dentre a pluralidade de fileiras ocas.

[0167] De acordo com outra realização da presente invenção, um método compreende fornecer uma pluralidade de seções de rotor, em que cada uma tem urna pluralidade de fileiras ocas: unir a pluralidade de seções de rotor entre si em uma configuração inclinada; e inserir uma pluralidade de elemento condutor através da pluralidade de fileiras ocas; e conectar os elementos condutores entre si, definindo, dessa forma, uma pluralidade de anéis condutores, em que um eixo geométrico magnético da pluralidade de anéis condutores coincide com um eixo geométrico d da pluralidade de seções de rotor, adicionalmente em que cada um dentre a pluralidade de anéis condutores sofre curto-circuito.

[0168] De acordo com outra realização da presente invenção, um motor compreende um conjunto de rotor que compreende: uma pluralidade de seções de rotor, em que a pluralidade de seções de rotor é inclinada em uma direção circunferencial, que tem uma pluralidade de cavidades através das mesmas; e uma pluralidade de anéis condutores, em que um eixo geométrico magnético de cada um dentre a pluralidade de anéis condutores é coincidente com um eixo geométrico d da pluralidade de seções de rotor; e um conjunto de estator realiza um dentre: circunda o conjunto de rotor; é circundado pelo conjunto de rotor; e é adjacente ao conjunto de rotor [0169] Embora apenas certos recursos da invenção tenham sido ilustrados e/ou descritos no presente documento, muitas modificações e alterações ocorrerão àqueles versados na técnica. Ainda que realizações individuais sejam discutidas, a presente invenção cobre todas as combinações de todas essas realizações. Deve-se compreender que as reivindicações anexas se destinam a cobrir todas essas modificações e mudanças em conformidade com o que é pretendido pela invenção.

Reivindicações

Claims (15)

1. CONJUNTO (800), caracterizado pelo fato de que compreende: uma pluralidade de seções de rotor unidas (810) que têm uma pluralidade de polos, sendo que têm, adicionalmente, uma pluralidade de fileiras ocas (820) através das mesmas, em que a pluralidade de camadas é radialmente distribuída em cada um dentre a pluralidade de polos, em que a pluralidade de seções de rotor (810) é inclinada em uma direção circunferencial; e uma pluralidade de anéis condutores (850), em que uma porção de cada um dentre a pluralidade de anéis condutores (850) substancialmente circunda uma dentre a pluralidade de fileiras ocas (820).

2. CONJUNTO (800), de acordo com a reivindicação 1. caracterizado peio fato de que compreende, adicionalmente, urna pluralidade de ímãs localizados na pluralidade de fileiras ocas (820) definindo, dessa forma, uma pluralidade de fileiras de ímãs (830) que são radialmente distribuídas.

3. CONJUNTO (800), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que peto menos uma porção da pluralidade de anéis condutores (850) é colocalizada com a pluralidade de ímãs (830) na pluralidade de fileiras ocas (820).

4. CONJUNTO (800), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de seções de rotor (810) é inclinada de modo escalonado.

5. CONJUNTO (800), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de seções de rotor (810) é continuamente inclinada.

6. CONJUNTO (800), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada uma dentre a pluralidade de seções de rotor (810) compreende seções de núcleo sólido.

7. CONJUNTO (800), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada uma dentre a pluralidade de seções de rotor (810) compreende uma pluralidade de laminações de rotor.

8. CONJUNTO (800). de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que há uma quantidade da pluralidade de anéis condutores (850), R, e uma quantidade de pluralidade de fileiras ocas (820), L, em que, ainda, o componente é configurado de modo que R < L.

9. CONJUNTO (800), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de anéis condutores (850) é composta por um condutor sólido.

10. CONJUNTO (800). de acordo com a reivindicação 1. caracterizado pelo fato de que a pluralidade de anéis condutores (850) é composta por um condutor trançado.

11. MÁQUINA DE MOTOR, caracterizada pelo fato de que compreende: o conjunto, conforme definido na reivindicação 1; um estator que circunda o conjunto; e uma haste através do mesmo.

12. MÁQUINA DE MOTOR, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que a máquina de motor compreende uma máquina de Relutância Síncrona.

13. MÁQUINA DE MOTOR, caracterizada pelo fato de que compreende: o conjunto, conforme definido na reivindicação 2; um estator que circunda o conjunto; e uma haste através do mesmo.

14. MÁQUINA DE MOTOR, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que a máquina de motor compreende uma máquina ímã Permanente Interno (IPM).

15. MOTOR, caracterizado pelo fato de que compreende: um conjunto de rotor que compreende; uma pluralidade de seções de rotor, em que a pluralidade de seções de rotor é inclinada em uma direção circunferência!, tendo uma pluralidade de cavidades entre as mesmas; e uma pluralidade de anéis condutores, em que um eixo geométrico magnético de cada um dentre a pluralidade de anéis condutores é coincidente com um eixo geométrico d da pluralidade de seções de rotor; e um conjunto de estator que se encontra um dentre: circundando o conjunto de rotor; cercado pelo conjunto de rotor; e adjacente ao conjunto de rotor.