BR102016000057A2 - Device for electric motor stator, electric motor and electric motor stator coil isolation process - Google Patents

Abstract

dispositivo para estator de motor elétrico, motor elétrico e processo de isolação de bobina para estator de motor elétrico. a presente invenção descreve um dispositivo para estator de motor, um motor elétrico e um processo de isolamento de bobinas para estator de motores. especificamente, a presente invenção compreende uma bobina de fio condutor elétrico, onde um conjunto de placas de lâmina é inserido, uma primeira placa de isolação (11) e uma segunda placa de isolação (12) são dispostas em uma primeira região (11.a) e uma segunda região (12.a) da bobina, de forma que as placas de isolação são intermediadas por um meio isolador formado de ar (13), onde, no dispositivo, as placas não realizam contato físico. a presente invenção se situa nos campos de processo de fabricação de motores, engenharia elétrica e motores elétricos.

Description

Relatório Descritivo de Patente de Invenção Dispositivo para Estator de Motor Elétrico, Motor Elétrico e Processo de Isolação de Bobina para Estator de Motor Elétrico Campo da Invenção [0001] A presente invenção descreve um dispositivo para estator de motor, um motor elétrico e um processo de isolamento de bobinas para estator de motores. A presente invenção se situa nos campos de processo de fabricação de motores, engenharia elétrica e motores elétricos.

Antecedentes da Invenção [0002] Os processos convencionais de fabricação de bobinas para estatores de motores elétricos consistem em dimensionar um carretei para realizar o enrolamento de um fio condutor elétrico. O carretei é formado por um tubo que interliga dois elementos limitadores, que podem apresentam seção transversal circular ou quadrada, de maneira que um fio condutor elétrico é enrolado no sentido axial ao eixo do tubo, de forma que os elementos limitadores impedem que o enrolamento do fio ultrapasse o comprimento do tubo. Ainda, a bitola do fio condutor é dimensionada de forma a suportar a carga necessária de corrente a qual é submetida, bem como o número de espiras que o mesmo apresenta.

[0003] Ao realizar a instalação de uma bobina em estatores de motores elétricos, deve se certificar de que as partes condutoras de corrente elétrica, bem como os fios condutores, não realizem contato físico com as partes metálicas que compõe o motor. O motor elétrico é formado por uma estrutura que apresenta diversas partes metálicas para suportar os movimentos realizados pelo mesmo quando em operação. Desta forma, quando um fio condutor entra em contato físico com a estrutura de um motor, a corrente elétrica acaba sendo dissipada, ocasionando em perdas efetivas, além de tornar a estrutura metálica do motor uma parte elétrica viva, de maneira a ocasionar em choques elétricos pessoas que entrem em contato com o motor, ou fuga de corrente elétrica para equipamentos que estão nas proximidades do mesmo.

[0004] Para isso, as soluções atuais proporcionam um meio isolante elétrico que visa encobrir a região condutora de corrente elétrica da bobina do estator, onde um material isolante é depositado abaixo das bobinas do estator e sobre o aço elétrico das lâminas, de maneira que sejam fixados nos elementos limitadores do carretei do enrolamento da bobina. Em processos de montagem de motores elétricos, é necessário que o material isolante seja disposto em duas partes, onde uma primeira parte é inserida por um primeiro lado, sendo fixada em um primeiro elemento limitador do carretei, e uma segunda parte do material isolante é inserida por um segundo lado, sendo fixada em um segundo elemento limitador do carretei.

[0005] Assim, as partes são prolongadas de forma a se encostarem, sobrepondo toda a região de condução elétrica da bobina. O contato entre as partes do material isolante pode ser realizada de diversas formas diferentes, sendo a primeira parte sobrepondo a segunda parte, ou vice-versa, a primeira parte apresentando uma conexão do tipo macho e a segunda parte apresentando uma conexão do tipo fêmea, e vice-versa.

[0006] No entanto, tal processo de montagem de motores elétricos com o referido material de isolação em duas partes, entrando em contato, apresenta problemas durante a montagem, onde no ato de conexão entre as partes ocorre uma deformação nas partes de conexão, além de necessitar que os dois materiais apresentem formas diferentes, destinadas especificamente para a tal função, ou seja, a mesma parte que é encaixada por um dos lados, é impossibilita de ser utilizada no outro lado do carretei, e vice-versa.

[0007] Na busca pelo estado da técnica em literaturas científica e patentária, foram encontrados os seguintes documentos que tratam sobre o tema: [0008] O documento BR PI0706119-6 A2 descreve um processo e um arranjo de isolamento elétrico de uma bobina para motores elétricos de compressores de refrigeração, onde os elementos de isolação são divididos em duas partes que são dispostas na superfície da bobina, cobrindo toda a região que apresenta condução de corrente elétrica, além das partes serem encaixadas uma a outra, de forma a se sobreporem ou apenas se encontrarem. Tal solução, no entanto, visa que as partes sejam encostadas ou sobrepostas, o que no momento da montagem do motor implicam uma deformação nas partes, além da necessidade de serem de formas diferentes, aumentando o custo de manufatura do motor além da dificuldade de realizar o processo de montagem.

Sumário da Invenção [0009] Dessa forma, a presente invenção tem por objetivo resolver os problemas constantes no estado da técnica a partir do desenvolvimento de um dispositivo para estator de motor elétrico apresentando os elementos de isolação, tal como placas isolantes elétricas, sendo dispostas de maneira oposta, onde ambas apresentam as mesmas características físicas, tais como geometria e material, que são separadas por um meio de isolação formado por ar (13).

[0010] Em um primeiro objeto, a presente invenção apresenta um dispositivo para estator de motor elétrico compreendendo: a. um conjunto de placa de lâminas (14); b. bobina de fio condutor elétrico (15); c. uma primeira placa de isolação (11); e d. uma segunda placa de isolação (12); em que, o conjunto de placa de lâminas (14) é inserido no centro da bobina de fio condutor elétrico (15); a primeira placa de isolação (11) é disposta em uma primeira região (11.a); a segunda placa de isolação (12) é disposta em uma segunda região (12.a); e a primeira placa isolante elétrica (11) e a segunda placa isolante elétrica (12) são intermediadas por um meio de isolação por ar (13).

[0011] Em um segundo objeto, a presente invenção apresenta um motor elétrico compreendendo: a. conjunto de bobinas (15) acopladas a um elemento fixo, formando o estator; b. elemento girante excitado magneticamente pelo conjunto de bobinas (15); em que, o conjunto de bobinas (15) compreende uma primeira placa isolante elétrica (11), disposta em uma primeira região (11.a), e uma segunda placa isolante elétrica (12) disposta em uma segunda região (12.a); a primeira placa isolante elétrica (11) e a segunda placa isolante elétrica (12) são intermediadas por um meio de isolação por ar (13).

[0012] Em um terceiro objeto, a presente invenção apresenta um processo de isolação de bobina para estator de motor elétrico compreendendo as etapas de: a. inserção de uma primeira placa de isolação (11) em uma primeira região (11.a); b. inserção de uma segunda placa de isolação (12) em uma segunda região (12.a); em que, a primeira placa de isolação (11) e a segunda placa de isolação (12) são intermediadas por um meio de isolação por ar (13); e a primeira placa de isolação (11) apresentar as mesmas características físicas da segunda placa de isolação (12).

[0013] O conceito inventivo comum a todos os contextos de proteção reivindicados se refere a um meio de isolar a bobina, compreendendo fios condutores de corrente elétrica, de uma estrutura capaz de conduzir corrente elétrica, apresentando uma primeira placa de isolação (11) e uma segunda placa de isolação (12), separadas por um meio isolante formado por ar.

[0014] Estes e outros objetos da invenção serão imediatamente valorizados pelos versados na arte e pelas empresas com interesses no segmento, e serão descritos em detalhes suficientes para sua reprodução na descrição a seguir.

Breve Descrição das Figuras [0015] Com o intuito de melhor definir e esclarecer o conteúdo do presente pedido de patente, são apresentadas as presente figuras: [0016] A figura 1 mostra um esquema da montagem do dispositivo apresentado na presente invenção.

[0017] A figura 2 mostra uma vista frontal de um motor elétrico apresentando uma concretização da presente invenção.

[0018] A figura 3 mostra uma vista posterior de um motor elétrico apresentando uma concretização da presente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção [0019] As descrições que se seguem são apresentadas a título de exemplo e não limitativas ao escopo da invenção e farão compreender de forma mais clara o objeto do presente pedido de patente.

[0020] A presente invenção apresenta um dispositivo para ser utilizado em estatores de motores elétricos, onde que é capaz de conduzir corrente elétrica e gerar campo magnético suficiente para o funcionamento de um motor. Tal dispositivo evita que a corrente elétrica que flui através de seus elementos condutores percorra pela estrutura metálica de um motor elétrico, o que ocasiona em perdas na corrente, além de ocasionar em choques elétricos em usuários que estejam em contato com uma parte metálica da estrutura de um motor.

[0021] O dispositivo apresentado é composto por uma bobina de fio condutor elétrico (15), um conjunto de placa de lâminas (14) que funcionam como o núcleo, onde o mesmo é inserido no centro da bobina de fio condutor elétrico (15).

[0022] Para o isolamento da bobina (15), uma primeira placa de isolação (11) é disposta em uma primeira região (11 .a), como por ser visto na figura 1, e uma segunda placa de isolação (12) disposta em uma segunda região (12.a), onde por placa de isolação entende-se qualquer material capaz de apresentar uma elevada resistência para a passagem de corrente elétrica, dificultando a passagem da mesma ao longo do material. Ademais, a placa de isolação apresenta um meio para a fixação da mesma ao conjunto de Lâminas (14), onde, em uma concretização, o meio para fixação é o fato de a placa do estator (14), o que gera interferência e proporciona a fixação da placa no estator.

[0023] Como pode ser observado na figura 1, a primeira placa de isolação (11) e a segunda placa de isolação (12) são intermedias por um meio de isolação formado por ar (13), ou seja, as placas de isolação não são encostadas, conectadas ou sobrepostas uma a outra para realizar a isolação da região condutora de eletricidade. No dispositivo proposto, as placas apresentam uma espessura elevada (B) de forma que, mesmo com os movimentos causados pela operação do motor elétrico, a parte metálica da estrutura do motor não entra em contato com a parte condutora de corrente elétrica do conjunto de bobina (15), devido ao fato de que a própria espessura do corpo das placas de isolação (11) e (12) impedirem o dito contato.

[0024] Para fins de facilitar a montagem do dispositivo proposto na presente invenção e para redução do custo de manufatura do mesmo, tanto a primeira placa de isolação (11) quanto a segunda placa de isolação (12) apresentam as mesmas características físicas, tanto em relação ao material de qual ambas são compostas, conforme citado anteriormente, quando à geometria das mesmas, sendo que, em uma concretização, ambas as placas apresentam geometria retangular sem a necessidade de compreenderem uma elemento para se conectarem uma a outra, ou apresentarem formas diferenciadas nas extremidades aproximadas.

[0025] Tais fatos proporcionam vantagens quanto à montagem, também, do dispositivo em si, por exemplo, redução da quantidade de material pela variação da distância (H), baseada na espessura do meio de isolação formado por ar (13), além do fato de que há a redução da complexidade de se alcançar a distância mínima de Clearance (B), que se trata da menor distância entre duas partes condutoras de energia elétrica.

[0026] Em um outro objeto da invenção, é proposto um motor elétrico que compreende um conjunto de bobinas (15) acopladas a um elemento fixo que, desta maneira, forma o estator do motor, o qual é responsável pela geração de um campo magnético para a operação do motor. Ainda, o motor compreende um elemento girante o qual é excitado pelo campo magnético gerado pelo conjunto de bobinas (15) do estator, onde o referido elemento girante é um rotor do tipo convencional adotado em motores elétricos.

[0027] O conjunto de bobinas (15) do estator do motor elétrico compreende uma primeira placa isolante elétrica (11), disposta em uma primeira região (11.a), e uma segunda placa isolante elétrica (12), disposta em uma segunda região (12.a), onde desta forma, é realizada a isolação elétrica das bobinas (15) do estator do motor em relação às partes metálicas da estrutura do próprio motor. As placas isolantes elétricas (11) e (12) são intermediadas por um meio de isolação por ar (13), ou seja, as placas não realizam contato físico entre si.

[0028] Ainda, no motor elétrico proposto na presente invenção as placas isolantes, como pode ser visto ainda na figura 1, são igualmente dispostas no conjunto de bobinas, ou seja, a primeira placa isolante elétrica (11) dispõe de um espaçamento do mesmo tamanho ocupado pela segunda placa isolante elétrica (12). Ademais, conforme citado anteriormente as placas isolantes (11) e (12) apresentam as mesmas características físicas, quanto a material de composição quanto à geometria da mesma.

[0029] Em um outro objeto da presente invenção, é apresentado um processo de isolação de bobina para estator de motor elétrico, onde a bobina citada no processo é do tipo convencional utilizada em motores, transformadores, etc., sendo definida por ser um fio condutor elétrico enrolado em um elemento tubular, que permite operar com campos magnéticos.

[0030] Assim, o processo é definido pela etapa de inserção de uma primeira placa de isolação (11) em uma primeira região (11.a); inserção de uma segunda placa de isolação (12) em uma segunda região (12.a). No processo de montagem, a primeira placa de isolação (11) é inserida na primeira região (11.a) e presa por um meio de fixação, e assim, a segunda placa de isolação (12) é inserida na segunda região (12.a) e, também, presa por um meio de fixação, porém ambas são dispostas de forma a serem intermediadas por um meio de isolação por ar (13), ou seja, ambas não realizam contato físico. Ainda, a primeira placa de isolação (11) apresenta as mesmas características físicas que a segunda placa de isolação (12), por exemplo, quando a geometria e ao material utilizado na confecção das mesmas.

[0031] Os versados na arte valorizarão os conhecimentos aqui apresentados e poderão reproduzir a invenção nas modalidades apresentadas e em outras variantes, abrangidas no escopo das reivindicações anexas.

Reivindicações

Claims (7)

1. Dispositivo para estator de motor elétrico caracterizado pelo fato de compreender: a. um conjunto de placa de lâminas (14); b. bobina de fio condutor elétrico (15); c. uma primeira placa de isolação (11); e d. uma segunda placa de isolação (12); em que, o conjunto de placa de lâminas (14) é inserido no centro da bobina de fio condutor elétrico (15); a primeira placa de isolação (11) é disposta em uma primeira região (11.a); a segunda placa de isolação (12) é disposta em uma segunda região (12.a); e a primeira placa isolante elétrica (11) e a segunda placa isolante elétrica (12) são intermediadas por um meio de isolação por ar (13).

2. Dispositivo para estator de motor elétrico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da primeira placa de isolação (11) apresentar geometria igual a segunda placa de isolação (12).

3. Dispositivo para estator de motor elétrico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato da primeira placa de isolação (11) ser composta de material igual à segunda placa de isolação (12).

4. Motor elétrico caracterizado pelo fato de compreender: a. conjunto de bobinas (15) acopladas a um elemento fixo, formando o estator; b. elemento girante excitado magneticamente pelo conjunto de bobinas (15); em que, o conjunto de bobinas (15) compreende uma primeira placa isolante elétrica (11), disposta em uma primeira região (11.a), e uma segunda placa isolante elétrica (12) disposta em uma segunda região (12.a); a primeira placa isolante elétrica (11) e a segunda placa isolante elétrica (12) são intermediadas por um meio de isolação por ar (13).

5. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato da primeira placa isolante elétrica (11) e a segunda placa isolante elétrica (12) serem igualmente dispostas no conjunto de bobinas (15).

6. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato da primeira placa isolante elétrica (11) apresentar as mesmas características físicas da segunda placa isolante elétrica (12).

7. Processo de isolação de bobina para estator de motor elétrico caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: a. inserção de uma primeira placa de isolação (11) em uma primeira região (11.a); b. inserção de uma segunda placa de isolação (12) em uma segunda região (12.a); em que, a primeira placa de isolação (11) e a segunda placa de isolação (12) são intermediadas por um meio de isolação por ar (13); e a primeira placa de isolação (11) apresentar as mesmas características físicas da segunda placa de isolação (12).