BR102016020629A2

BR102016020629A2 - motor de íma permanente monofásico

Info

Publication number: BR102016020629A2
Application number: BR102016020629A
Authority: BR
Inventors: You Zhou Chui; Li Yong; Wang Yong; Li Yue
Original assignee: Johnson Electric Sa
Priority date: 2015-09-10
Filing date: 2016-09-06
Publication date: 2017-03-14
Also published as: MX2016011714A; US10491058B2; DE202016104830U1; KR20170035794A; US20170077769A1; CN106533000A; JP2017060394A; DE102016116386A1

Abstract

motor de íma permanente monofásico um motor de ímãs permanentes monofásico inclui um estator e um rotor em relação ao estator. o estator inclui um núcleo de estator com um enrolamento enrolado em torno do mesmo. o núcleo de estator inclui primeira e segunda laminações empilhadas de núcleo de estator. a primeira laminação de núcleo de estator inclui uma pluralidade de primeiras sapatas polares. a segunda laminação de núcleo de estator inclui uma pluralidade das segundas sapatas polares. as estruturas das primeiras sapatas polares e das segundas sapatas polares são diferentes. as primeiras sapatas polares e as segundas sapatas polares são empilhadas substancialmente ao longo da direção axial do motor. a presente invenção reduz vibração e ruído causados pelo uso de um único tipo de laminações de núcleo na técnica anterior.

Description

“MOTOR DE ÍMA PERMANENTE MONOFÁSICO” CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere a um motor de ímãs permanentes monofásico, e em particular a um motor de ímãs permanentes monofásico tendo um núcleo de estator laminado.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Em um motor de ímãs permanentes monofásico convencional, um núcleo de estator é provido como uma estrutura integral, isto é, uma porção de anel externa e dentes de um núcleo de estator são formados ao mesmo tempo em uma estrutura integral. Grandes aberturas de ranhura são formadas entre sapatas polares de dentes adjacentes para facilitar o enrolamento dos enrolamentos. No motor de ímãs permanentes monofásico configurado como tal, a presença das grandes aberturas de ranhura pode fazer com que o motor gere um torque de dentes excessivamente grande. O torque de dentes pode resultar no motor gerar vibração e ruído. Além disso, por causa da limitação das grandes aberturas de ranhura, o motor tem um pequeno ângulo de partida e má confiabilidade de partida SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[003] Assim, existe um desejo por um novo motor de ímãs permanentes monofásico com confiabilidade de partida melhorada.

[004] A presente invenção provê um motor de ímãs permanentes monofásico incluindo um estator e um rotor que pode girar em relação ao estator. O estator inclui um núcleo de estator e um enrolamento enrolado em tomo do núcleo de estator. O rotor inclui uma pluralidade de polos magnéticos permanentes. O núcleo de estator inclui pelo menos uma primeira laminação de núcleo de estator e pelo menos uma segunda laminação de núcleo de estator que são empilhadas. A primeira laminação de núcleo de estator compreende uma pluralidade de primeiras sapatas polares. A segunda laminação de núcleo de estator compreende uma pluralidade das segundas sapatas polares. As estruturas das primeiras sapatas polares e das segundas sapatas polares são diferentes, e as primeiras sapatas polares e as segundas sapatas polares são empilhadas substancialmente ao longo da direção axial do motor.

[005] Preferivelmente, uma primeira abertura de ranhura é definida entre cada duas primeiras sapatas polares adjacentes, uma segunda abertura de ranhura é definida entre cada duas segundas sapatas polares adjacentes, uma largura da primeira abertura de ranhura não é igual a uma largura da segunda abertura de ranhura.

[006] Preferivelmente, as primeiras sapatas polares e as segundas sapatas polares definem cooperativamente um espaço de recepção entre elas, o rotor é disposto no espaço de recepção, a primeira sapata polar e o polo magnético permanente do rotor formam um entreferro entre eles, e uma largura da primeira abertura de ranhura é maior do que zero e menor do que quatro vezes uma espessura mínima do entreferro.

[007] Preferivelmente, cada primeira laminação de núcleo de estator compreende adicionalmente uma primeira porção de anel externa e uma pluralidade de primeiros corpos de dente acoplados à primeira porção de anel externa, as primeiras sapatas polares são acopladas aos primeiros corpos de dente, respectivamente, cada segunda laminação de núcleo de estator compreende uma segunda porção de anel externa e uma pluralidade de segundos corpos de dente acoplados à segunda porção de anel externa, as segundas sapatas polares são acopladas aos segundos corpos de dente, respectivamente, a primeira porção de anel externa e a segunda porção de anel externa são empilhadas substancialmente ao longo de uma direção axial do motor, os primeiros corpos de dente e os segundos corpos de dente são empilhados substancialmente ao longo da direção axial do motor.

[008] Preferivelmente, porções de cada segunda sapata polar em lados opostos de uma linha central de um correspondente segundo corpo de dente são assimétricas em tomo da linha central do correspondente segundo corpo de dente.

[009] Preferivelmente, as porções de cada segunda sapata polar em lados opostos de uma linha central do correspondente segundo corpo de dente têm comprimentos diferentes.

[0010] Preferivelmente, superfícies internas das porções de cada segunda sapata polar em lados opostos de uma linha central do correspondente segundo corpo de dente são espaçadas a partir de um centro do rotor por uma distância alterável.

[0011] Preferivelmente, o motor compreende adicionalmente uma ranhura de posicionamento definida em cada primeira sapata polar, e cada ranhura de posicionamento é espaçada de dois primeiros corpos de dente adjacentes por distâncias diferentes.

[0012] Preferivelmente, o número das ranhuras de posicionamento é igual ao, ou um múltiplo inteiro do, número dos polos magnéticos permanentes do rotor.

[0013] Preferivelmente, a ranhura de posicionamento é uma fenda exposta de uma superfície circunferencial interna da primeira sapata polar.

[0014] Preferivelmente, a ranhura de posicionamento é um furo invisível posicionado entre uma superfície circunferencial externa e a superfície circunferencial interna da primeira sapata polar.

[0015] Preferivelmente, os primeiros corpos de dente e a primeira porção de anel externa são separadamente formados, e os segundos corpos de dente e a segunda porção de anel externa são separadamente formados.

[0016] Preferivelmente, a primeira laminação de núcleo de estator inclui uma pluralidade de primeiras partes de núcleo de estator unidas ao longo de uma direção circunferencial do estator, cada primeira parte de núcleo de estator inclui um primeiro segmento de culatra arqueado, o primeiro corpo de dente se estendendo a partir do primeiro segmento de culatra arqueado, e a primeira sapata polar se estendendo a partir de uma extremidade distai radial do primeiro corpo de dente para os dois lados circunferenciais do primeiro corpo de dente. A segunda laminação de núcleo de estator inclui uma pluralidade das segundas partes de núcleo de estator unidas ao longo da direção circunferencial do estator, cada segunda parte de núcleo de estator inclui um segundo segmento de culatra arqueado, o segundo corpo de dente se estendendo a partir do segundo segmento de culatra arqueado, e a segunda sapata polar se estendendo a partir de uma extremidade distai radial do segundo corpo de dente para os dois lados circunferenciais do segundo corpo de dente.

[0017] Preferivelmente, as superfícies circunferenciais internas das primeiras sapatas polares da primeira laminação de núcleo de estator são posicionadas em uma mesma superfície cilíndrica.

[0018] Preferivelmente, uma superfície circunferencial interna da primeira sapata polar e uma superfície circunferencial interna da segunda sapata polar são posicionadas em uma mesma superfície cilíndrica.

[0019] Preferivelmente, as primeiras sapatas polares e as segundas sapatas polares definem cooperativamente um espaço de recepção entre elas, o rotor é disposto no espaço de recepção, e uma superfície circunferencial externa do polo magnético permanente e as superfícies circunferenciais internas das primeiras sapatas polares ou das segundas sapatas polares são respectivamente posicionadas em duas superfícies cilíndricas concêntricas.

[0020] Preferivelmente, as superfícies circunferenciais internas das primeiras sapatas polares ou das segundas sapatas polares são posicionadas em uma superfície cilíndrica, e uma superfície circunferencial externa do polo magnético permanente é espaçado a partir de um centro do rotor por uma distância que diminui progressivamente de um centro circunferencial para duas extremidades circunferenciais da superfície circunferencial externa do polo magnético permanente.

[0021] Preferivelmente, o núcleo de estator compreende pelo menos um grupo de primeiras laminações de núcleo de estator e pelo menos um grupo das segundas laminações de núcleo de estator, cada grupo de primeiras laminações de núcleo de estator compreende pelo menos uma dita laminação de núcleo de estator, cada grupo das segundas laminações de núcleo de estator compreende pelo menos uma dita laminação de núcleo de estator, o pelo menos um grupo de primeiras laminações de núcleo de estator e o pelo menos um grupo das segundas laminações de núcleo de estator são altemadamente empilhados ao longo de uma direção axial do motor.

[0022] O motor de ímãs permanentes monofásico da presente invenção usa diferentes tipos de laminações de núcleo de estator com diferentes estruturas que são empilhadas para formar o núcleo de estator, que obtém as vantagens de diferentes laminações de núcleo de estator enquanto supera ou reduz as deficiências causadas pelo uso de um único tipo de laminações de núcleo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0023] A figura 1 ilustra um motor de ímãs permanentes monofásico de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção.

[0024] A figura 2 ilustra o motor de ímãs permanentes monofásico da figura 1, com um alojamento externo estando removido.

[0025] A figura 3 ilustra o motor de ímãs permanentes monofásico da figura 1, com o alojamento externo, enrolamento de estator e o eixo rotativo estando removidos.

[0026] A figura 4 ilustra uma primeira laminação de núcleo de estator de o motor de ímãs permanentes monofásico da figura 3.

[0027] A figura 5 ilustra uma segunda laminação de núcleo de estator de o motor de ímãs permanentes monofásico da figura 3.

[0028] A figura 6 ilustra um núcleo de rotor e elementos de ímã permanente de o motor de ímãs permanentes monofásico da figura 3.

[0029] A figura 7 ilustra uma primeira laminação de núcleo de estator de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção.

[0030] A figura 8 ilustra uma segunda laminação de núcleo de estator de acordo com a segunda modalidade da presente invenção.

[0031] A figura 9 ilustra um núcleo de rotor e elementos de ímã permanente de acordo com a segunda modalidade da presente invenção.

[0032] A figura 10 ilustra um núcleo de rotor e elementos de ímã permanente de acordo com uma terceira modalidade da presente invenção.

[0033] A figura 11 ilustra uma primeira laminação de núcleo de estator de acordo com a terceira modalidade da presente invenção.

[0034] A figura 12 ilustra uma primeira laminação de núcleo de estator, um núcleo de rotor e elementos de ímã permanente de acordo com uma quarta modalidade da presente invenção.

[0035] A figura 13 ilustra a primeira laminação de núcleo de estator de acordo com a quarta modalidade da presente invenção.

[0036] A figura 14 ilustra uma segunda laminação de núcleo de estator de acordo com a quarta modalidade da presente invenção.

[0037] A figura 15 ilustra uma segunda laminação de núcleo de estator de acordo com uma quinta modalidade da presente invenção. DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

[0038] Deve ser notado que as figuras não são desenhadas em escala e que elementos de estruturas ou funções similares são geralmente representados pelos mesmos números de referência para finalidades ilustrativas através todas as figuras. Deve ser também notado que as figuras são somente destinadas a facilitar a descrição das modalidades preferidas. As figuras não ilustram cada aspecto das modalidades descritas e não limitam o escopo da presente invenção.

Primeira Modalidade [0039] Com referência à figura 1 até a figura 5, o motor de ímãs permanentes monofásico 10 de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção inclui um estator 20 e um rotor 50 rotativo em relação ao estator.

[0040] O estator 20 inclui um alojamento externo cilíndrico 21 com uma extremidade aberta, uma tampa de extremidade 23 montada na extremidade aberta do alojamento externo 21, um núcleo de estator 30 montado no alojamento externo 21, um suporte de isolamento 38 montado no núcleo de estator 30, e um enrolamento 39 enrolado em tomo do núcleo de estator e suportado pelo suporte de isolamento 38. O núcleo de estator 30 é formado através do empilhamento de uma pluralidade de primeiras laminações de núcleo de estator 310 e uma pluralidade das segundas laminações de núcleo de estator 320. Cada primeira laminação de núcleo de estator 310 inclui uma primeira porção de anel externa 311, uma pluralidade de primeiros corpos de dente 313 que se estendem para dentro a partir da primeira porção de anel externa 311, e uma primeira sapata polar 315 que se estende a partir de uma extremidade distai para os dois lados circunferenciais de cada primeiro corpo de dente 313, com uma primeira abertura de ranhura 317 definida entre cada duas primeiras sapatas polares adjacentes 315. A segunda laminação de núcleo de estator 320 inclui uma segunda porção de anel externa 321, uma pluralidade de segundos corpos de dente 323 que se estendem para dentro a partir da segunda porção de anel externa 321, e uma segunda sapata polar 325 que se estende a partir de uma extremidade distai para os dois lados circunferenciais de cada segundo corpo de dente 323, com uma segunda abertura de ranhura 327 definida entre cada duas segundas sapatas polares adjacentes 325. Uma largura da segunda abertura de ranhura 327 é maior do que uma largura da primeira abertura de ranhura 317. A primeira porção de anel externa 311 e a segunda porção de anel externa 321 são empilhadas ao longo de uma direção axial do motor 10, os primeiros corpos de dente 313 e os correspondentes segundos corpos de dente 323 são empilhadas ao longo da direção axial do motor, e as primeiras sapatas polares 315 e as correspondentes segundas sapatas polares 325 são empilhadas ao longo da direção axial do motor. Em uma modalidade específica, as primeiras laminações de núcleo de estator 310 e as segundas laminações de núcleo de estator 320 são altemadamente empilhadas em um predeterminado padrão. A presente invenção não é destinada a limitar o número das primeiras laminações de núcleo de estator 310 e das segundas laminações de núcleo de estator 320 a um valor particular, e o padrão no qual as primeiras e as segundas laminações de núcleo de estator 310 e 320 são altemadamente arranjadas pode também variar na dependência das exigências atuais. Por exemplo, cada primeira laminação de núcleo de estator 310 é altemadamente arranjada com cada segunda laminação de núcleo de estator 320 ou, alternativamente, cada grupo de duas primeiras laminações de núcleo de estator 310 é altemadamente arranjado com cada gmpo de duas ou três segundas laminações de núcleo de estator 320. Na modalidade ilustrada na figura 3, cada primeira laminação de núcleo de estator 310 é altemadamente arranjada com cada segunda laminação de núcleo de estator 320. Deve ser entendido que ela não é destinada a limitar o número de laminações de núcleo de estator para três camadas.

[0041] O enrolamento 39 é enrolado em torno dos primeiros corpos de dente 313 e segundos corpos de dente 323 que são empilhados ao longo da direção axial do motor, e é isolado do núcleo de estator 30 pelo suporte de isolamento 38. O rotor 50 é recebido em um espaço de recepção cooperativamente definido pelas primeiras sapatas polares 315 e as segundas sapatas polares 325 que são empilhadas ao longo da direção axial do motor. As primeiras sapatas polares 315 e as segundas sapatas polares 325, empilhadas, e o rotor 50, delimitam um entreferro radial 41 entre elas.

[0042] O rotor 50 inclui um eixo rotativo 51, um núcleo de rotor 53, e uma pluralidade de polos magnéticos permanentes 55. O eixo rotativo 51 passa através de um centro do núcleo de rotor 53 e é fixado ao núcleo de rotor 53. Uma extremidade do eixo rotativo 51 é montada na tampa de extremidade 23 do estator 20 através de um mancai 24, e a outra extremidade do eixo rotativo 51 é montada em uma base do alojamento externo cilíndrico 21 do estator 20 através de outro mancai, de forma que o rotor 50 seja capaz de girar em relação ao estator 20.

[0043] Com referência à figura 6, os polos magnéticos permanentes 55 da presente modalidade são formados por uma pluralidade de elementos de ímã permanente 56, tais como quatro elementos de ímã permanente 56. Uma superfície circunferencial externa do núcleo de rotor 53 define uma pluralidade de fendas se estendendo axialmente 54. Cada fenda 54 é disposta em uma junção de dois elementos adjacentes de ímã permanente 56 para reduzir a fuga magnética. Os elementos de ímã permanente 56 são montados na superfície circunferencial externa do núcleo de rotor 53. Nesta modalidade, superfícies internas das primeiras sapatas polares 315 e as segundas sapatas polares 325 são posicionadas em círculos concêntricos centrados no centro do rotor 50, em uma vista plana axial. As superfícies externas de todos dos elementos de ímã permanente 56 são posicionadas em uma superfície cilíndrica centrada no centro do rotor 50, de forma que um entreferro uniforme 41 seja definido entre as sapatas polares de estator 315, 325 e os polos magnéticos permanentes de rotor 55. Preferivelmente, a largura da primeira abertura de ranhura 317 é maior do que zero e menor do que, ou igual a, quatro vezes uma espessura do entreferro 41. O termo “espessura” do entreferro 41, usado nesta descrição, se refere a uma espessura radial do entreferro.

[0044] Com referência à figura 4, na primeira laminação de núcleo de estator 310, a primeira sapata polar 315 entre cada dois primeiros corpos de dente adjacentes 313 (incluindo a porção da sapata polar 315 radialmente alinhada com o primeiro corpo de dente 313) define uma ranhura de posicionamento 318. O número das ranhuras de posicionamento 318 é o mesmo que o número dos polos do estator e o número dos polos magnéticos permanentes 55, ou o número das ranhuras de posicionamento 318 é um múltiplo inteiro do número dos polos magnéticos permanentes 55. Na presente modalidade, o número das ranhuras de posicionamento 318 é quatro. Na presente modalidade, o enrolamento de estator é um enrolamento concentrado e, por conseguinte, o número dos corpos de dente é o mesmo que o número dos polos do estator. Em uma modalidade alternativa, o número dos corpos de dente de estator pode ser um múltiplo inteiro do número dos polos de estator, tal, duas vezes, três vezes ou similar.

[0045] Cada ranhura de posicionamento 318 é espaçada dos dois primeiros corpos de dente adjacentes 313 por distâncias diferentes. Uma ranhura de posicionamento 318 é mais próxima a um dos dois primeiros corpos de dente adjacentes 313, e um centro de uma ranhura de posicionamento 318 é deslocada a partir de um centro de simetria de um primeiro corpo de dente adjacente 313. Uma ranhura de posicionamento 318 é principalmente usada para controlar a posição do rotor 50 em relação ao estator 20 na paralisação e impede que o rotor 50 pare em um ponto morto.

[0046] Quando o motor 10 não está energizado, isto é, em uma posição inicial, devido à ranhura de posicionamento 318, o eixo geométrico de polo do polo magnético permanente 55 do rotor 50 é deslocado a partir da linha central do corpo de dente de estator, isto é, um eixo geométrico de polo de estator, de forma que o rotor 50 é deslocado a partir de um ponto morto. Um ângulo formado entre o eixo geométrico de polo do polo magnético permanente 55 e o eixo geométrico de polo de estator é referido como um ângulo de partida. Nesta modalidade, o ângulo de partida é maior do que 45 graus de ângulo elétrico e menor do que 135 graus de ângulo elétrico. Quando o enrolamento 39 do motor 10 é alimentado com uma corrente elétrica em uma direção, o rotor 50 pode ser colocado em funcionamento ao longo de uma direção. Quando o enrolamento 39 do motor 10 é suprido com uma corrente elétrica em uma direção oposta, o rotor 50 pode ser colocado em funcionamento ao longo de uma direção oposta. Deve ser entendido que, quando o ângulo de partida é igual a 90 graus de ângulo elétrico, o rotor 50 pode ser facilmente colocado em funcionamento em ambas as direções, isto é, ele é o ângulo mais fácil para obter a partida bidirecional. Quando o ângulo de partida é deslocado a partir do ângulo elétrico de 90 graus, o rotor é mais fácil de ser colocado em funcionamento em uma direção do que na direção oposta. Verificou-se a partir de um grande número de experimentos que, quando o ângulo de partida está na faixa de 45 graus a 135 graus de ângulo elétrico, a partida do rotor 50 em ambas as direções tem boa confiabilidade.

[0047] Nesta modalidade, a segunda laminação de núcleo de estator 320 é configurada para ter uma estrutura simétrica. Porções de cada segunda sapata polar 325 em lados opostos de uma linha central do correspondente segundo corpo de dente 323 são simétricas em torno da linha central do segundo corpo de dente 323. Preferivelmente, a espessura radial de cada segunda sapata polar 325 da segunda laminação de núcleo de estator 320 diminui progressivamente em uma direção do correspondente segundo corpo de dente 323 para as segundas aberturas de ranhura 327, de forma que a relutância magnética da segunda sapata polar 325 aumenta progressivamente na direção do segundo corpo de dente 323 para as segundas aberturas de ranhura 327.

[0048] A primeira laminação de núcleo de estator 310 e a segunda laminação de núcleo de estator 320 podem ser feitas de material magnético macio magnético-condutor. Por exemplo, a primeira laminação de núcleo de estator 310 e a segunda laminação de núcleo de estator 320 são formadas através do empilhamento de laminações magnéticas (laminações de silício comumente usadas na indústria) ao longo da direção axial do motor. Quando as primeiras laminações de núcleo de estator 310 e as segundas laminações de núcleo de estator 320 são empilhadas, os centros das primeiras aberturas de ranhura 317 se alinham com os centros das segundas aberturas de ranhura 327. Nesta modalidade, cada uma das primeiras aberturas de ranhura 317 e das segundas aberturas de ranhura 327 é posicionada em uma posição central entre dois correspondentes primeiros corpos de dente adjacentes 313 e segundos corpos de dente 323.

Segunda Modalidade [0049] Com referência à figura 7 e à figura 8, diferentemente da primeira modalidade, a fim de aumentar a eficiência de enrolamento do enrolamento 39, a primeira laminação de núcleo de estator 310 inclui uma pluralidade de primeiras partes de núcleo de estator 300 unidas ao longo de uma direção circunferencial do estator. Cada primeira parte de núcleo de estator 300 inclui um primeiro segmento de culatra arqueado 311b, um primeiro corpo de dente 313 que se estende a partir do primeiro segmento de culatra arqueado 31 lb, e uma primeira sapata polar 315 que se estende a partir de uma extremidade distai radial do primeiro corpo de dente 313 para os dois lados circunferenciais do primeiro corpo de dente 313. Nesta modalidade, cada primeira parte de núcleo de estator 300 inclui um único primeiro corpo de dente 313 e uma primeira sapata polar associada 315. Deve ser entendido que cada parte de núcleo de estator pode também incluir mais do que um primeiro corpo de dente 313 e correspondentes primeiras sapatas polares 315. A segunda laminação de núcleo de estator 320 inclui também uma pluralidade das segundas partes de núcleo de estator 300b unidas ao longo da direção circunferencial do estator. Cada segunda parte de núcleo de estator 300b inclui um segundo segmento de culatra arqueado 321b, um segundo corpo de dente 323 se estendendo a partir do segundo segmento de culatra arqueado 321b, e uma segunda sapata polar 325 que se estende de uma extremidade distai radial do segundo corpo de dente 323 para os dois lados circunferenciais do segundo corpo de dente 323.

[0050] Na montagem, as primeiras partes de núcleo de estator 300 e as segundas partes de núcleo de estator 300b são empilhadas conjuntamente, e o suporte de isolamento é montado, seguido pelo enrolamento dos enrolamentos. Depois de o enrolamento dos enrolamentos ser completado, as primeiras partes de núcleo de estator 300 e as segundas partes de núcleo de estator 300b empilhadas são unidas para obter o núcleo de estator com enrolamentos de estator.

[0051] Nesta modalidade, uma estrutura de engate de rebaixo-projeção é formada em uma área de união entre os primeiros segmentos de culatra arqueados 311b das duas primeiras partes de núcleo de estator adjacentes 300. Especificamente, na formação da estrutura de rebaixo-projeção, duas extremidades do primeiro segmento de culatra arqueado 311b de cada primeira parte de núcleo de estator 300 a serem conectadas para formar a primeira porção de anel externa podem ser providas com um rebaixo de engate 314 e uma projeção de engate 312, respectivamente. O rebaixo de engate 314 e a projeção de engate 312 formam conjuntamente a estrutura de engate de rebaixo-projeção. Similarmente, uma estrutura de engate de rebaixo-projeção 324 pode também ser formada em uma área de união entre os segundos segmentos de culatra arqueados 321b das duas segundas partes de núcleo de estator adjacentes 300b.

[0052] Porque o núcleo de estator é formado por meio da junção de múltiplas primeiras partes de núcleo de estator 300 e segundas partes de núcleo de estator 300b empilhadas, a primeira abertura de ranhura entre as primeiras sapatas polares adjacentes 315 e/ou a segunda abertura de ranhura entre as segundas sapatas polares 325 podem ter uma largura muito pequena. Nesta descrição, a largura da primeira abertura de ranhura se refere à distância entre duas primeiras sapatas polares adjacentes, e a largura da segunda abertura de ranhura se refere à distância entre duas segundas sapatas polares adjacentes.

[0053] Com referência à figura 9, nesta modalidade, o rotor 60 inclui um núcleo de rotor 63 e polos magnéticos permanentes em forma de anel 65 arranjados ao longo da direção circunferencial do núcleo de rotor 63. Uma superfície circunferencial externa dos polos magnéticos permanentes em forma de anel 65 é concêntrica com as superfícies circunferenciais internas das primeiras sapatas polares e das segundas sapatas polares, de forma que o entreferro 41 formado entre elas seja um entreferro uniforme. Especificamente, as superfícies internas das primeiras sapatas polares e das segundas sapatas polares são posicionadas em um círculo centrado no centro do rotor 60, na vista plana axial. Uma superfície externa dos polos magnéticos permanentes em forma de anel 65 é cilíndrica, e é posicionada em um círculo centrado no centro do rotor 60, na vista plana axial, formando assim o entreferro uniforme entre a superfície circunferencial interna das primeiras sapatas polares e das segundas sapatas polares e a superfície circunferencial externa dos polos magnéticos permanentes 65.

[0054] Os polos magnéticos permanentes em forma de anel 65 podem ser formados por um único elemento de ímã permanente em forma de anel 66 montado na superfície circunferencial externa do núcleo de rotor 63. Uma superfície circunferencial externa do núcleo de rotor 63 é provida com uma pluralidade de fendas se estendendo axialmente 64. Cada fenda 64 é posicionada em uma junção entre dois polos magnéticos permanentes 65 para reduzir a fuga magnética.

Terceira Modalidade [0055] Com referência à figura 10, nesta modalidade, o rotor 70 inclui uma pluralidade de polos magnéticos permanentes 75 arranjados ao longo de uma direção circunferencial do rotor. Uma superfície externa de cada polo magnético permanente 75 é uma superfície de arco. A superfície circunferencial externa do polo magnético permanente 75 é espaçada a partir de um centro do rotor 70 por uma distância que diminui progressivamente de um centro circunferencial para duas extremidades circunferenciais da superfície circunferencial externa. O estator pode ser o mesmo que o estator das modalidades acima. Quando as superfícies internas da primeira sapata polar 315 e da segunda sapata polar 325 são posicionadas em uma superfície cilíndrica centrada no centro do rotor, os polos magnéticos permanentes 75 e as superfícies circunferenciais internas das primeiras sapatas polares 315 e as segundas sapatas polares 325 formam entre eles um entreferro simétrico não uniforme. Preferivelmente, o entreferro simétrico não uniforme tem uma espessura máxima que é pelo menos 1,5 vezes sua espessura mínima. Preferivelmente, a largura da primeira abertura de ranhura 317 é maior do que zero e menor do que, ou igual a, quatro vezes a espessura mínima do entreferro não uniforme.

[0056] Cada polo magnético permanente 75 pode ser formado por um único elemento de ímã permanente 76. O rotor 70 inclui adicionalmente um núcleo de rotor 73. O elemento de ímã permanente 76 é montado em uma superfície circunferencial externa do núcleo de rotor 73. A superfície circunferencial externa do núcleo de rotor 73 é provida com uma pluralidade de fendas se estendendo axialmente 74. Cada fenda 74 é posicionada em uma junção entre dois polos magnéticos permanentes adjacentes 75 para reduzir a fuga magnética.

[0057] Com referência à figura 11, nesta modalidade, a fim de aumentar a eficiência de enrolamento dos enrolamentos 39, o núcleo de estator pode ser de uma estrutura do tipo dividido. Especificamente, os primeiros corpos de dente 313 e a primeira porção de anel externa 311 da figura 4 da primeira modalidade são separadamente formados e então montados conjuntamente. Da mesma maneira, os segundos corpos de dente 323 e a segunda porção de anel externa 321 são separadamente formados e então montados conjuntamente. Na presente modalidade, os segundos corpos de dente 323 e as correspondentes segundas sapatas polares 325 são integralmente formados em uma estrutura integral, e esta estrutura integral é separada da segunda porção de anel externa 321. Na montagem, os primeiros corpos de dente 313 e os segundos corpos de dente 323 são empilhados uns aos outros. O suporte de isolamento é então montado e os enrolamentos são enrolados. As primeiras porções de anel externas 311 e as segundas porções de anel externas 321 são empilhadas para formar um cilindro. Depois de o enrolamento dos enrolamentos ser completado, os primeiros corpos de dente 313 e os segundos corpos de dente 323 são montados dentro do cilindro formado pelas primeiras porções de anel externas 311 e segundas porções de anel externas 321 empilhadas, obtendo assim o núcleo de estator com enrolamentos.

Quarta Modalidade [0058] Com referência à figura 12, nesta modalidade, o rotor 80 inclui uma pluralidade de polos magnéticos permanentes 85 arranjados ao longo de uma direção circunferencial do rotor 80. Uma superfície externa de cada polo magnético permanente 85 é uma superfície de arco. Cada polo magnético permanente 85 é formado por um único elemento de ímã permanente montado em uma superfície circunferencial externa de um núcleo de rotor 83. A superfície circunferencial externa de cada polo magnético permanente 85 é espaçado a partir de um centro do rotor 80 por uma distância que diminui progressivamente de um centro circunferencial para duas extremidades circunferenciais da superfície circunferencial externa. A superfície circunferencial externa do núcleo de rotor 83 é provida com uma pluralidade de fendas se estendendo axialmente 84. Cada fenda 84 é posicionada em uma junção entre dois polos magnéticos permanentes adjacentes 85 para reduzir a fuga magnética. Nesta modalidade, a espessura do elemento de ímã permanente é uniforme, enquanto a superfície circunferencial externa do núcleo de rotor 83 entre cada duas fendas 84 é espaçada a partir do centro do rotor 80 por uma distância que diminui progressivamente de um centro circunferencial para duas extremidades circunferenciais, e as superfícies circunferenciais internas dos elementos de ímã permanente correspondem às superfícies circunferenciais externas do núcleo de rotor 83 no formato. Altemativamente, a superfície circunferencial externa do núcleo de rotor 83 é posicionada em uma superfície cilíndrica centrada no centro do rotor 80, enquanto a espessura do elemento de ímã permanente é não uniforme, que diminui progressivamente de um centro circunferencial para duas extremidades circunferenciais do mesmo.

[0059] Com referência à figura 13 e à figura 14, diferentemente da modalidade acima, a primeira laminação de núcleo de estator 310 desta modalidade não forma uma ranhura de posicionamento. A superfície interna da primeira sapata polar 315 é posicionada em uma superfície cilíndrica. Neste caso, porções de cada segunda sapata polar 325 da segunda laminação de núcleo de estator 320 em lados opostos de uma linha central do correspondente segundo corpo de dente 323 são assimétricas em tomo da linha central do segundo corpo de dente 323. Especificamente, nesta modalidade, uma largura radial da porção 325a de cada segunda sapata polar 325 no lado esquerdo do corpo de dente 323 é maior do que uma largura radial da porção 325b da sapata polar 325 no lado direito do corpo de dente 323, a superfície interna de cada segunda sapata polar 325 é espaçada a partir do centro do rotor por uma distância alterável. Por exemplo, a superfície interna de cada segunda sapata polar 325 é espaçado a partir do centro do rotor por uma distância que aumenta progressivamente de uma extremidade para a outra extremidade ao longo da direção circunferencial do motor, de forma que o entreferro 41 formado entre o estator 20 e o rotor 80 aumenta progressivamente de uma extremidade para a outra extremidade de cada segunda sapata polar 325, obtendo assim um posicionamento do rotor 80. Quinta Modalidade [0060] Com referência à figura 15, nesta modalidade, porções de cada segunda sapata polar 325 da segunda laminação de núcleo de estator 320 em lados opostos de uma linha central do correspondente segundo corpo de dente 323 têm comprimentos diferentes. Neste caso, as superfícies internas das segundas sapatas polares 325 pode também ser posicionadas em uma superfície cilíndrica centrada no centro do rotor. Isto é, as superfícies internas das segundas sapatas polares 325 são espaçadas a partir do centro do rotor por uma distância uniforme, o que igualmente faz com que a posição inicial do rotor seja deslocada do ponto morto. Nesta modalidade, a segunda abertura de ranhura 327 da segunda laminação de núcleo de estator 320 pode também ser uma pequena abertura de ranhura, uma largura da segunda abertura de ranhura 327 é menor do que, ou igual a, uma largura de uma primeira abertura de ranhura 317 de uma primeira laminação de núcleo de estator 310.

[0061 ] O motor de ímãs permanentes monofásico das modalidades da presente invenção inclui um núcleo de estator que é formado através do empilhamento das primeiras laminações de núcleo de estator e das segundas laminações de núcleo de estator com diferentes estruturas internas. Isto reduz a vibração e ruído produzidos no motor convencional devido às aberturas de ranhura indevidamente grandes, melhorando assim a confiabilidade da partida do motor. Em adição, o ângulo de partida e o torque de dentes necessários durante a partida podem ser facilmente ajustados de acordo com as exigências do projeto, reduzindo ou eliminando assim os pontos mortos de partida e consequentemente aumentando a confiabilidade da partida do motor. Por exemplo, o ângulo de partida do motor pode ser facilmente ajustado através do ajuste da posição das ranhuras de posicionamento das primeiras sapatas polares. Quando o ângulo de partida Q é maior do que um ângulo elétrico de 45 graus e menor do que um ângulo elétrico de 135 graus, o rotor pode obter partida bidirecional. A largura da primeira abertura de ranhura da primeira laminação de núcleo de estator é menor do que, ou igual a, quatro vezes a espessura do entreferro, que evita uma súbita alteração da relutância magnética que ocorrería na técnica anterior devido à grande abertura de ranhura entre as sapatas polares adjacentes de estator, reduzindo assim o torque de dentes do motor. Quando o núcleo de estator é de uma estrutura do tipo dividido, o processo de enrolamento pode ser realizado por meio do uso de uma máquina de enrolamento de alta eficiência antes da montagem dos corpos de dente e da porção de anel externa, o que aumenta a eficiência de enrolamento.

[0062] Deve ser entendido que, os rotores e os estatores das modalidades acima podem ser usados em combinações diferentes, isto é, o rotor de cada modalidade pode ser usado em combinação com o estator de qualquer modalidade, e o estator de cada modalidade pode ser usado em combinação com o rotor de qualquer modalidade.

[0063] Embora a invenção tenha sido descrita com referência a uma ou mais modalidades preferidas, deve ser apreciado por aqueles especializados na técnica várias modificações são possíveis. Por conseguinte, o escopo da invenção deve ser determinado por referência às reivindicações que seguem.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Motor de ímãs permanentes monofásico, caracterizado pelo fato de que compreende: um estator compreendendo um núcleo de estator e um enrolamento enrolado em torno do núcleo de estator, o núcleo de estator compreendendo: pelo menos uma primeira laminação de núcleo de estator, cada uma compreendendo uma pluralidade de primeiras sapatas polares; e pelo menos uma segunda laminação de núcleo de estator empilhada com a primeira laminação de núcleo de estator, a segunda laminação de núcleo de estator compreendendo uma pluralidade das segundas sapatas polares, as estruturas das primeiras sapatas polares e das segundas sapatas polares sendo diferentes, as primeiras sapatas polares e as segundas sapatas polares sendo empilhadas substancialmente ao longo da direção axial do motor; e um rotor que pode girar em relação ao estator, o rotor compreendendo uma pluralidade de polos magnéticos permanentes.

2. Motor de ímãs permanentes monofásico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada primeira laminação de núcleo de estator compreende adicionalmente uma primeira porção de anel externa e uma pluralidade de primeiros corpos de dente acoplados à primeira porção de anel externa, as primeiras sapatas polares são acopladas aos primeiros corpos de dente, respectivamente, cada segunda laminação de núcleo de estator compreende adicionalmente uma segunda porção de anel externa e uma pluralidade de segundos corpos de dente acoplados à segunda porção de anel externa, as segundas sapatas polares são acopladas aos segundos corpos de dente, respectivamente, a primeira porção de anel externa e a segunda porção de anel externa são empilhadas substancialmente ao longo de uma direção axial do motor, os primeiros corpos de dente e os segundos corpos de dente são empilhados substancialmente ao longo da direção axial do motor.

3. Motor de ímãs permanentes monofásico de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que porções de cada segunda sapata polar em lados opostos de uma linha central de um correspondente segundo corpo de dente são assimétricas em tomo da linha central do correspondente segundo corpo de dente.

4. Motor de ímãs permanentes monofásico de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 3, caracterizado pelo fato de que compreende uma ranhura de posicionamento definida em cada primeira sapata polar, e cada ranhura de posicionamento é espaçada de dois primeiros corpos de dente adjacentes por distâncias diferentes.

5. Motor de ímãs permanentes monofásico de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que os primeiros corpos de dente e a primeira porção de anel externa são separadamente formados, e os segundos corpos de dente e a segunda porção de anel externa são separadamente formados.

6. Motor de ímãs permanentes monofásico de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que: a primeira laminação de núcleo de estator compreende uma pluralidade de primeiras partes de núcleo de estator unidas ao longo de uma direção circunferencial do estator, cada primeira parte de núcleo de estator compreende um primeiro segmento de culatra arqueado, o primeiro corpo de dente se estendendo a partir do primeiro segmento de culatra arqueado, e a primeira sapata polar se estendendo a partir de uma extremidade distai radial do primeiro corpo de dente para os dois lados circunferenciais do primeiro corpo de dente; e a segunda laminação de núcleo de estator compreende uma pluralidade das segundas partes de núcleo de estator unidas ao longo da direção circunferencial do estator, cada segunda parte de núcleo de estator compreende um segundo segmento de culatra arqueado, o segundo corpo de dente se estendendo a partir do segundo segmento de culatra arqueado, e a segunda sapata polar se estendendo a partir de uma extremidade distai radial do segundo corpo de dente para os dois lados circunferenciais do segundo corpo de dente.

7. Motor de ímãs permanentes monofásico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que uma primeira abertura de ranhura é definida entre cada duas primeiras sapatas polares adjacentes, uma segunda abertura de ranhura é definida entre cada duas segundas sapatas polares adjacentes, uma largura da primeira abertura de ranhura não é igual a uma largura da segunda abertura de ranhura.

8. Motor de ímãs permanentes monofásico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que uma superfície circunferencial interna da primeira sapata polar e uma superfície circunferencial interna da segunda sapata polar são posicionadas em uma mesma superfície cilíndrica.

9. Motor de ímãs permanentes monofásico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que as primeiras sapatas polares e as segundas sapatas polares definem cooperativamente um espaço de recepção entre elas, o rotor é disposto no espaço de recepção, e uma superfície circunferencial externa do polo magnético permanente e as superfícies circunferenciais internas das primeiras sapatas polares ou das segundas sapatas polares são respectivamente posicionadas em duas superfícies cilíndricas concêntricas.

10. Motor de ímãs permanentes monofásico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que as superfícies circunferenciais internas das primeiras sapatas polares ou das segundas sapatas polares são posicionadas em uma superfície cilíndrica, e uma superfície circunferencial externa do polo magnético permanente é espaçado a partir de um centro do rotor por uma distância que diminui progressivamente de um centro circunferencial para duas extremidades circunferenciais da superfície circunferencial externa do polo magnético permanente.

11. Motor de ímãs permanentes monofásico de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o núcleo de estator compreende pelo menos um grupo de primeiras laminações de núcleo de estator e pelo menos um grupo das segundas laminações de núcleo de estator, cada grupo de primeiras laminações de núcleo de estator compreende pelo menos uma dita primeira laminação de núcleo de estator, cada grupo das segundas laminações de núcleo de estator compreende pelo menos uma dita segunda laminação de núcleo de estator, o pelo menos um grupo de primeiras laminações de núcleo de estator e o pelo menos um grupo das segundas laminações de núcleo de estator são alternadamente empilhados ao longo de uma direção axial do motor.