BR102016020714A2

BR102016020714A2 - ?motor monofásico de ímã permanente?

Info

Publication number: BR102016020714A2
Application number: BR102016020714A
Authority: BR
Inventors: You Zhou Chui; Li Yong; Wang Yong; Li Yue
Original assignee: Johnson Electric Sa
Priority date: 2015-09-10
Filing date: 2016-09-08
Publication date: 2017-03-14
Also published as: EP3142224A1; JP2017055651A; MX359632B; JP3207654U; MX2016011713A; KR20170031072A; US20170077791A1; CN106532999A; DE202016104810U1

Abstract

um motor monofásico de ímã permanente inclui um estator e um rotor rotativo em relação ao estator. o estator inclui um núcleo do estator e um enrolamento enrolado em torno do núcleo do estator. o rotor inclui um núcleo do rotor e uma pluralidade de polos magnéticos permanentes. o núcleo do estator inclui pelo menos uma primeira laminação do núcleo do estator e pelo menos uma segunda laminação do núcleo do estator empilhada com a primeira laminação do núcleo do estator. estruturas internas da primeira laminação do núcleo do estator e da segunda laminação do núcleo do estator são diferentes. esta estrutura reduz vibração e ruído do motor, evita possível ponto morto na partida e melhora a confiabilidade de partida do motor.

Description

“MOTOR MONOFÁSICO DE ÍMÃ PERMANENTE” CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere a um motor monofásico de ímã permanente e, em particular, a um motor monofásico de ímã permanente com um núcleo do estator laminado.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Em um motor monofásico de ímã permanente convencional, um núcleo do estator é provido como uma estrutura integral, isto é, uma porção de anel externa e dentes de um núcleo do estator são formados ao mesmo tempo em uma estrutura integral. Grandes aberturas de fenda são formadas entre sapatas polares de cada dois dentes adjacentes para facilitar o enrolamento dos enrolamentos. No motor monofásico de ímã permanente como tal configurado, a presença de grandes aberturas de fenda pode fazer o motor gerar um torque de borda excessivamente grande. O torque de borda pode fazer com que o motor gere vibração e ruído. Além disso, em virtude da limitação das grandes aberturas de fenda, o motor tem um pequeno ângulo de partida e baixa confiabilidade de partida.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[003] Assim, existe um desejo de um novo motor monofásico de ímã permanente com confiabilidade de partida melhorada.

[004] A presente invenção fornece um motor monofásico de ímã permanente que inclui um estator e um rotor rotativo em relação ao estator. O estator inclui um núcleo do estator e um enrolamento enrolado em tomo do núcleo do estator. O núcleo do estator inclui pelo menos uma primeira laminação do núcleo do estator, e pelo menos uma segunda laminação do núcleo do estator empilhada com a primeira laminação do núcleo do estator. Estruturas internas da primeira laminação do núcleo do estator e da segunda laminação do núcleo do estator são diferentes. O rotor inclui um núcleo do rotor e uma pluralidade de polos magnéticos permanentes.

[005] Preferivelmente, pelo menos uma primeira laminação do núcleo do estator e pelo menos uma segunda laminação do núcleo do estator são empilhadas altemadamente ao longo de uma direção axial do motor.

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

[007] Preferivelmente, a primeira laminação do núcleo do estator compreende uma primeira porção de anel externa, uma primeira porção de anel interna, e uma pluralidade de primeiras porções de enrolamento conectada entre a primeira porção de anel interna e a primeira porção de anel externa.

[008] Preferivelmente, a segunda laminação do núcleo do estator compreende uma segunda porção de anel externa, uma pluralidade de segundas porções de enrolamento se estendendo para dentro da segunda porção de anel externa, e uma sapata polar se estendendo de uma extremidade distai de cada segunda porção de enrolamento até dois lados circunferenciais da segunda porção de enrolamento, uma abertura de fenda é definida entre cada duas sapatas polares adjacentes, a primeira porção de anel externa e a segunda porção de anel externa são empilhadas ao longo de uma direção axial do motor, as primeiras porções de enrolamento e as segundas porções de enrolamento são empilhadas ao longo da direção axial do motor, a primeira porção de anel interna e as sapatas polares da segunda laminação do núcleo do estator são empilhadas ao longo da direção axial do motor.

[009] Preferivelmente, porções de cada sapata polar em lados opostos de uma linha central de uma segunda porção de enrolamento correspondente são assimétricas em tomo da linha central da segunda porção de enrolamento correspondente.

[0010] Preferivelmente, as porções de cada sapata polar em lados opostos da linha central da segunda porção de enrolamento correspondente têm diferentes comprimentos, ou superfícies internas das porções de cada sapata polar em lados opostos da linha central da segunda porção de enrolamento correspondente são espaçadas de um centro do rotor por diferentes distâncias.

[0011] Preferivelmente, os polos magnéticos permanentes são arranjados em uma superfície circunferencial externa do núcleo do rotor, uma superfície circunferencial externa do polo magnético permanente e uma superfície circunferencial interna da primeira porção de anel interna são respectivamente localizadas em duas superfícies cilíndricas concêntricas.

[0012] Preferivelmente, os polos magnéticos permanentes são arranjados em uma superfície circunferencial externa do núcleo do rotor, uma superfície circunferencial externa do polo magnético permanente é espaçada de um centro do rotor por uma distância que diminui progressivamente de um centro circunferencial até duas extremidades circunferenciais da superfície circunferencial externa.

[0013] Preferivelmente, o motor monofásico de ímã permanente inclui adicionalmente uma fenda de posicionamento definida na primeira porção de anel interna entre cada duas primeiras porções de enrolamento adjacentes, a fenda de posicionamento se estende contínua ou descontinuamente ao longo de uma direção axial do motor, e cada fenda de posicionamento é espaçada das duas primeiras porções de enrolamento adjacentes por diferentes distâncias.

[0014] Preferivelmente, o número das fendas de posicionamento é igual ou é um número inteiro de vezes o número dos polos magnéticos permanentes do rotor.

[0015] Preferivelmente, a fenda de posicionamento é localizada entre uma superfície circunferencial externa e uma superfície circunferencial interna da primeira porção de anel interna.

[0016] Preferivelmente, a fenda de posicionamento é exposta em uma superfície circunferencial interna da primeira porção de anel interna.

[0017] Preferivelmente, uma ponte magnética é definida em um segmento da primeira porção de anel interna entre cada duas primeiras porções de enrolamento adjacentes, e a primeira porção de anel interna tem uma relutância magnética na ponte magnética maior que uma relutância magnética na fenda de posicionamento.

[0018] Preferivelmente, uma superfície circunferencial interna da primeira porção de anel interna e uma superfície circunferencial interna das sapatas polares são localizadas em uma mesma superfície cilíndrica.

[0019] Preferivelmente, as primeiras porções de enrolamento e a primeira porção de anel externa são formadas separadamente.

[0020] Preferivelmente, uma ponte magnética é formada em um segmento da primeira porção de anel interna entre cada duas primeiras porções de enrolamento adjacentes.

[0021] Preferivelmente, cada ponte magnética é localizada em uma posição intermediária das duas primeiras porções de enrolamento adjacentes correspondentes.

[0022] Preferivelmente, a primeira porção de anel interna define pelo menos uma ranhura em uma superfície externa de cada ponte magnética ou define pelo menos um furo entre superfícies interna e externa de cada ponte magnética, e as ranhuras ou furos se estendem em uma direção axial do motor.

[0023] Preferivelmente, a primeira porção de anel interna define uma pluralidade de ranhuras ou furos em cada ponte magnética, e a ponte magnética tem uma máxima relutância magnética em uma posição média da ponte magnética.

[0024] O motor monofásico de ímã permanente de modalidades da presente invenção inclui um núcleo do estator que é formado empilhando uma primeira laminação do núcleo do estator e uma segunda laminação do núcleo do estator com diferentes estruturas. Isto reduz a vibração e ruído produzidos no motor convencional que usa somente as laminações do núcleo do estator com grandes aberturas de fenda, que pode reduzir o torque de borda do motor e melhorar a confiabilidade da partida do motor.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0025] Fig. 1 ilustra um motor monofásico de ímã permanente de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção.

[0026] Fig. 2 ilustra o motor monofásico de ímã permanente da Fig. 1, com uma caixa externa sendo removida.

[0027] Fig. 3 ilustra o motor monofásico de ímã permanente da Fig. 1, com a caixa externa, enrolamento do estator e eixo rotativo sendo removidos.

[0028] Fig. 4 ilustra uma primeira laminação do núcleo do estator do motor monofásico de ímã permanente da Fig. 3.

[0029] Fig. 5 ilustra uma segunda laminação do núcleo do estator do motor monofásico de ímã permanente da Fig. 3.

[0030] Fig. 6 ilustra um núcleo do rotor e membros magnéticos permanentes do motor monofásico de ímã permanente da Fig. 3.

[0031] Fig. 7 ilustra uma primeira laminação do núcleo do estator de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção.

[0032] Fig. 8 ilustra um núcleo do rotor e membros magnéticos permanentes de acordo com a segunda modalidade da presente invenção.

[0033] Fig. 9 ilustra uma primeira laminação do núcleo do estator de acordo com uma terceira modalidade da presente invenção.

[0034] Fig. 10 ilustra uma segunda laminação do núcleo do estator de acordo com a terceira modalidade da presente invenção.

[0035] Fig. 11 ilustra um núcleo do rotor e membros magnéticos permanentes de acordo com a terceira modalidade da presente invenção.

[0036] Fig. 12 ilustra uma primeira laminação do núcleo do estator de acordo com uma quarta modalidade da presente invenção.

[0037] Fig. 13 ilustra uma segunda laminação do núcleo do estator, um núcleo do rotor e membros magnéticos permanentes de acordo com a quarta modalidade da presente invenção.

[0038] Fig. 14 ilustra uma primeira laminação do núcleo do estator de acordo com uma quinta modalidade da presente invenção.

[0039] Fig. 15 ilustra uma segunda laminação do núcleo do estator de acordo com a quinta modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

[0040] Deve-se notar que as figuras não estão desenhadas em escala e que elementos de estruturas ou funções similares são no geral representadas por números de referência iguais com propósitos ilustrativos nas figuras. Deve-se também notar que as figuras visam apenas facilitar a descrição das modalidades preferidas. As figuras não ilustram cada aspecto das modalidades descritas e não limitam o escopo da presente descrição.

Primeira Modalidade [0041] Referindo-se à Fig. 1 a Fig. 5, o motor monofásico de ímã permanente 10 de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção inclui um estator 20 e um rotor 50 rotativo em relação ao estator.

[0042] O estator 20 inclui uma caixa externa cilíndrica 21 com uma extremidade aberta, uma tampa de extremidade 23 montada na extremidade aberta da caixa externa 21, um núcleo do estator 30 montado na caixa externa 21, um suporte isolante 38 montado no núcleo do estator 30, e um enrolamento 39 enrolado em tomo do núcleo do estator e suportado pelo suporte isolante 38. O núcleo do estator 30 é formado empilhando uma pluralidade de primeiras laminações do núcleo do estator 310 e uma pluralidade de segundas laminações do núcleo do estator 320. Cada primeira laminação do núcleo do estator 310 inclui uma primeira porção de anel externa 311, uma primeira porção de anel interna 315, e uma pluralidade de primeiras porções de enrolamento 313 conectada entre as primeiras porções interna e externa de anel. A segunda laminação do núcleo do estator 320 inclui uma segunda porção de anel externa 321, uma pluralidade de segundas porções de enrolamento 323 se estendendo para dentro da segunda porção de anel externa 321, e uma sapata polar 325 se estendendo de uma extremidade distai até dois lados circunferenciais de cada segunda porção de enrolamento 323, com uma abertura de fenda 327 definida entre cada duas sapatas polares adjacentes 325. 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, as primeiras porções de enrolamento 313 e as segundas porções de enrolamento 323 são empilhadas ao longo da direção axial do motor, e a primeira porção de anel interna 315 e as sapatas polares correspondente 325 são empilhadas ao longo da direção axial do motor. Em uma modalidade específica, as primeiras laminações do núcleo do estator 310 e as segundas laminações do núcleo do estator 320 são empilhadas altemadamente em um padrão predeterminado. A presente invenção não visa limitar o número das primeiras laminações do núcleo do estator 310 e das segundas laminações do núcleo do estator 320 a um valor particular, e o padrão no qual a primeira e segundas laminações do núcleo do estator 310 e 320 são altemadamente arranjadas pode também variar dependendo das reais exigências. Por exemplo, cada primeira laminação do núcleo do estator 310 é altemadamente arranjada com uma ou duas segundas laminações do núcleo do estator 320 ou, altemativamente, cada gmpo de duas primeiras laminações do núcleo do estator 310 é altemadamente arranjada com cada gmpo de duas ou três segundas laminações do núcleo do estator 320. Na modalidade ilustrada na Fig. 3, cada primeira laminação do núcleo do estator 310 é altemadamente arranjada com cada segunda laminação do núcleo do estator 320. Deve-se entender que não se pretende limitar o número de laminações do núcleo do estator a três camadas.

[0043] O enrolamento 39 é enrolado em tomo das primeiras porções de enrolamento 313 e segundas porções de enrolamento 323 que são empilhadas ao longo da direção axial do motor, e é isolado do núcleo do estator 30 pelo suporte isolante 38. O rotor 50 é recebido na primeira porção de anel interna 315 e nas sapatas polares 325 que são empilhadas ao longo da direção axial do motor. A primeira porção de anel interna empilhada 315 e as sapatas polares 325, e o rotor 50 delimitados por um entreferro 41 para permitir que o rotor 50 gire em relação ao estator 20.

[0044] O rotor 50 inclui um eixo rotativo 51, um núcleo do rotor 53, e uma pluralidade de polos magnéticos permanentes 55. O eixo rotativo 51 passa por um centro do núcleo do rotor 53 e é fixado no núcleo do 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 da caixa externa cilíndrica 21 do estator 20 por meio de um outro mancai, de maneira tal que o rotor 50 é capaz de girar em relação ao estator 20.

[0045] Referindo-se à Fig. 6, os polos magnéticos permanentes 55 são formados por uma pluralidade de membros magnéticos permanentes 56 tais como quatro membros magnéticos permanentes 56. Uma superfície circunferencial externa do núcleo do rotor 53 define uma pluralidade de ranhuras que se estende axialmente 54. Cada ranhura 54 é disposta em uma junção de dois membros magnéticos permanentes adjacentes 56 para reduzir fuga magnética. Os membros magnéticos permanentes 56 são montados na superfície circunferencial externa do núcleo do rotor 53. Uma superfície circunferencial externa do membros magnéticos permanentes 56 e uma superfície circunferencial interna da primeira porção de anel interna 315 são respectivamente localizadas em duas superfícies cilíndricas concêntricas, e a superfície circunferencial interna da primeira porção de anel interna e as superfícies circunferenciais internas das sapatas polares 325 são localizadas na mesma superfície cilíndrica, de maneira tal que um entreferro uniforme é definida entre o estator 20 e o rotor 50. O termo “anel” usado nesta descrição se refere a uma estrutura fechada formada se estendendo continuamente ao longo de uma direção circunferencial, tais como anel circular, anel quadrado, anel retangular, ou similares.

[0046] Na presente modalidade, um segmento da primeira porção de anel interna 315 entre cada duas primeiras porções de enrolamento adjacentes 313 é formado com uma ponte magnética 316. A ponte magnética 316 tem uma maior relutância magnética do que outras porções em lados opostos da ponte magnética 316. Preferivelmente, a ponte magnética 316 é localizada em uma posição intermediária das duas primeiras porções de enrolamento adjacentes correspondentes 313. Altemativamente, a ponte magnética 316 pode ser deslocada da posição intermediária das duas primeiras porções de enrolamento adjacentes 313. Especificamente, uma ranhura 317 é definida em uma superfície circunferencial externa da primeira porção de anel interna 315 em uma região correspondente a cada ponte magnética 316. Pode haver uma ou mais ranhuras 317, por exemplo, três ranhuras 317. Quando cada ponte magnética 316 tem múltiplas ranhuras 317, a ranhura 317 mais afastada da primeira porção de enrolamento 313 pode ter um maior tamanho e, consequentemente, ter uma maior relutância magnética. Ou seja, a ranhura 317 mais próxima da primeira porção de enrolamento 313 tem um menor tamanho (particularmente, uma profundidade radial), e a relutância magnética da ponte magnética 316 é menor; a ranhura 317 mais afastada da primeira porção de enrolamento 313 tem um maior tamanho (particularmente, a profundidade radial), e a relutância magnética da ponte magnética 316 é maior. Preferivelmente, a ponte magnética 316 tem uma máxima relutância magnética na posição média.

[0047] A primeira laminação do núcleo do estator 310 e a segunda laminação do núcleo do estator 320 são feitas de material magnético macio condutor magnético. Por exemplo, a primeira laminação do núcleo do estator 310 e a segunda laminação do núcleo do estator 320 são formadas empilhando laminações magnéticas (laminações de silício normalmente usadas na indústria) ao longo de uma direção axial do motor. Preferivelmente, na primeira laminação do núcleo do estator 310, as primeiras porções de enrolamento 313 são uniformemente espaçadas ao longo da direção circunferencial do motor. Cada primeira porção de enrolamento 313 se estende de forma substancialmente radial da primeira porção de anel interna 315 até a primeira porção de anel externa 311.

[0048] Além do mais, referindo-se à Fig. 4, a primeira porção de anel interna 315 entre cada duas primeiras porções de enrolamento adjacentes 313 (incluindo as porções da primeira porção de anel interna 315 radialmente alinhadas com as primeiras porções de enrolamento 313) define uma fenda de posicionamento 318. Cada fenda de posicionamento 318 é espaçada das duas primeiras porções de enrolamento adjacentes 313 por diferentes distâncias e é mais próxima de uma das duas primeiras porções de enrolamento adjacentes. O número das fendas de posicionamento 318 é o mesmo número dos polos do estator e o número dos polos magnéticos permanentes anelares, ou o número de fendas de posicionamento 318 é um número inteiro de vezes o número de polos magnéticos permanentes do rotor. Na presente modalidade, o número das fendas de posicionamento 318 é quatro. Na presente modalidade, o enrolamento do estator é um enrolamento concentrado e, portanto, o número das porções de enrolamento é o mesmo número dos polos do estator. Em uma modalidade alternativa, o número das porções de enrolamento do estator pode ser um número inteiro de vezes o número dos polos do estator, tais como, duas vezes, três vezes ou similares. Nesta modalidade, as fendas de posicionamento 318 são espaçadas ao longo da direção axial do motor, e são dispostas na superfície circunferencial interna da primeira porção de anel interna 315. Em uma modalidade alternativa, as fendas de posicionamento 318 se estendem continuamente ao longo da direção axial do motor.

[0049] Preferivelmente, quando a fenda de posicionamento é formada na primeira porção de anel interna da primeira laminação do núcleo do estator, a segunda laminação do núcleo do estator é configurada para ter uma estrutura simétrica. Como mostrado na Fig. 5, porções da sapata polar 325 da segunda laminação do núcleo do estator 320 em lados opostos de uma linha central da segunda porção de enrolamento 323 são simétricas em tomo da linha central da segunda porção de enrolamento 323, e a superfície interna da sapata polar 325 e a superfície interna da primeira porção de anel interna 315 são localizadas na mesma superfície cilíndrica.

[0050] Quando o motor 10 não está energizado, isto é, está em uma posição inicial, por causa das fendas de posicionamento, o eixo geométrico polar do polo magnético do rotor 55 é deslocado da porção de enrolamento da linha central do estator, isto é, um eixo geométrico polar do estator, de maneira tal que o rotor 50 é deslocado de um ponto morto. Um ângulo formado entre o eixo geométrico polar do polo magnético do rotor 55 e o eixo geométrico polar do estator é referido como um ângulo de partida. Nesta modalidade, o ângulo de partida é maior que o ângulo elétrico de 45 graus e menor que um ângulo elétrico de 135 graus. Quando o enrolamento 39 do motor 10 é suprido com uma corrente elétrica em uma direção, o rotor 50 pode ser iniciado 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 iniciado ao longo de uma direção oposta. Deve-se entender que, quando o ângulo de partida é igual ao ângulo elétrico de 90 graus, o rotor 50 pode ser facilmente iniciado em ambas as direções, isto é, é o ângulo mais fácil de se conseguir partida bidirecional. Quando o ângulo de partida é deslocado do ângulo elétrico de 90 graus, é mais fácil iniciar o rotor em uma direção do que na direção oposta. Observou-se a partir de um grande número de experimentos que, quando o ângulo de partida é na faixa de 45 graus a 135 graus de ângulo elétrico, a partida do rotor 50 em ambas as direções tem boa confiabilidade.

Segunda Modalidade [0051] Referindo-se à Fig. 7, diferente da primeira modalidade, uma ranhura 317 é definida na superfície circunferencial externa da primeira porção de anel interna 313 em uma região correspondente a cada ponte magnética 316. O número da ranhura 317 é apenas um. A ranhura 317 pode ser de qualquer forma, tais como a forma de um arco circular ou a forma quadrada. Além do mais, as fendas de posicionamento 318 são localizadas entre a superfície circunferencial externa e a superfície circunferencial interna da primeira porção de anel interna 315 e são fendas de posicionamento invisíveis. Preferivelmente, as fendas de posicionamento 318 são mais próximas da superfície circunferencial interna da primeira porção de anel interna 315. As fendas de posicionamento 318 podem ser espaçadas ou se estender continuamente ao longo da direção axial do motor.

[0052] Referindo-se à Fig. 8, na presente modalidade, o rotor 60 inclui um núcleo do rotor 63 e polos magnéticos permanentes anelares 65 arranjados ao longo de uma direção circunferencial do rotor 60. Uma superfície circunferencial externa dos polos magnéticos permanentes anelares 65 é concêntrica com a superfície circunferencial interna da primeira porção de anel interna 315, de maneira tal que um entreferro uniforme 41 é formada entre elas. Especificamente, a superfície interna da primeira porção de anel interna 315 é localizada em um círculo centralizado no centro do rotor 60 em uma vista plana axial. Uma superfície externa dos polos magnéticos permanentes anelares 65 é cilíndrica e é localizada em um círculo ‘centralizado no centro do rotor 60. Ou seja, a superfície circunferencial interna da primeira porção de anel interna 315 é concêntrica com a superfície circunferencial externa dos polos magnéticos permanentes 65, de maneira tal que um entreferro uniforme é formado entre a superfície circunferencial interna da primeira porção de anel interna 315 e a superfície circunferencial externa dos polos magnéticos permanentes 65.

[0053] Os polos magnéticos permanentes anelares 65 podem ser formados por um único membro de ímã magnético permanente anelar 66 montado na superfície circunferencial externa do núcleo do rotor 63. Uma superfície circunferencial externa do núcleo do rotor 63 define uma pluralidade de ranhuras que se estendem axialmente 64. Cada ranhura 64 é localizada em uma junção entre dois polos magnéticos permanentes para reduzir fuga magnética. Deve-se entender que os polos magnéticos permanentes anelares 65 podem também ser formados por uma pluralidade de membros magnéticos permanentes arqueados. Deve-se também entender que o rotor 60 da presente modalidade pode ser usado em combinação com o estator 20 da primeira modalidade, e o estator da presente modalidade pode também ser usado em combinação com o rotor 50 da primeira modalidade.

[0054] Preferivelmente, quando a fenda de posicionamento 318 é formada na primeira porção de anel interna 315 da primeira laminação do núcleo do estator 310, a segunda laminação do núcleo do estator 320 é configurada para ter uma estrutura simétrica. Especificamente, porções de cada sapata polar em lados opostos de uma linha central da segunda porção de enrolamento correspondente são simétricas em tomo da linha central da segunda porção de enrolamento.

Terceira Modalidade [0055] Referindo-se à Fig. 9 e Fig. 10, diferente da primeira modalidade ou da segunda modalidade, o núcleo do estator desta modalidade é de uma estrutura tipo dividida a fim de aumentar a eficiência de enrolamento do enrolamento do estator 39. Especificamente, as primeiras porções de enrolamento 313 e a primeira porção de anel externa 311 são separadamente formadas e então agrupadas; na presente modalidade, as primeiras porções de enrolamento 313 e a primeira porção de anel interna 315 são integralmente formadas em uma estrutura integral, e esta estrutura integral é separada da primeira porção de anel externa 311. Similarmente, as segundas porções de enrolamento 323 e a segunda porção de anel externa 321 são separadamente formadas e então agrupadas; na presente modalidade, cada segunda porção de enrolamento 323 e uma sapata polar correspondente 325 são integralmente formadas em uma estrutura integral, e esta estrutura integral é separada da segunda porção de anel externa 321. Na montagem, a primeiras porções de enrolamento 313 e as segundas porções de enrolamento 323 são empilhadas umas com as outras. O suporte isolante 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 enrolamento dos enrolamentos, a combinação das primeiras porções de enrolamento 313 e as segundas porções de enrolamento 323 são montadas dentro do cilindro formado pelas primeiras porções de anel externas 311 e as segundas porções de anel externas 321 empilhadas, obtendo assim o núcleo do estator com enrolamentos.

[0056] Além do mais, nesta modalidade, referindo-se à Fig. 11, o rotor 70 inclui uma pluralidade de polos magnéticos permanentes 75 arranjada ao longo de uma direção circunferencial do rotor 70. Uma superfície externa de cada polo magnético permanente 75 é uma superfície arqueada. A superfície circunferencial externa do polo magnético permanente 75 é espaçada de um centro do rotor 70 por uma distância que diminui progressivamente de um centro circunferencial até duas extremidades circunferenciais da superfície circunferencial externa, de maneira tal que o polo magnético permanente 75 e a superfície circunferencial interna da primeira porção de anel interna 315 formam entre si um entreferro irregular simétrico. Preferivelmente, o entreferro irregular simétrico tem uma máxima espessura que é pelo menos 1,5 vezes sua espessura mínima.

[0057] Cada polo magnético permanente 75 é formado por um único membro de ímã magnético permanente 76 ou, altemativamente, pode ser formado unindo múltiplos membros magnéticos permanentes. O rotor 70 inclui adicionalmente um núcleo do rotor 73. O membro de ímã magnético permanente 76 é montado em uma superfície circunferencial externa do núcleo do rotor 73. A superfície circunferencial externa do núcleo do rotor 73 define uma pluralidade de ranhuras que se estendem axialmente 74. Cada ranhura 74 é localizada em uma junção entre dois polos magnéticos permanentes adjacentes 75 para reduzir fuga magnética. A fim de formar um entreferro irregular simétrico entre o polo magnético permanente 75 e a superfície circunferencial interna da primeira porção de anel interna 315, a superfície circunferencial externa do membro de ímã magnético permanente 76 é espaçada do centro do rotor 70 por uma distância que diminui progressivamente de um centro circunferencial até duas extremidades circunferenciais da superfície circunferencial externa do membro de ímã magnético permanente 76. Especificamente, a superfície circunferencial externa do núcleo do rotor 73 e a superfície circunferencial interna da primeira porção de anel interna 315 são círculos concêntricos em uma vista plana axial, e uma espessura do membro de ímã magnético permanente 76 diminui progressivamente de um centro circunferencial até duas extremidades circunferenciais do mesmo. Altemativamente, a espessura do membro de ímã magnético permanente 76 é uniforme, e a superfície circunferencial externa do núcleo do rotor 73 é espaçada do centro do rotor 70 por uma distância que diminui progressivamente de um centro circunferencial até duas extremidades circunferenciais, de maneira tal que a distância entre a superfície circunferencial externa do membro de ímã magnético permanente 76 e o centro do rotor diminui progressivamente do centro circunferencial até as duas extremidades circunferenciais.

[0058] Deve-se notar que, nas modalidades citadas, um tamanho radial da primeira porção de anel interna 311 da primeira laminação do núcleo do estator 310 na ponte magnética 316 é menos que um tamanho radial da primeira porção de anel interna 311 na fenda de posicionamento 318. Como tal, mesmo se a fenda de posicionamento 318 for formada, a relutância magnética da primeira porção de anel interna 311 na ponte magnética 316 é ainda máxima.

Quarta Modalidade [0059] Referindo-se à Fig. 12 e Fig. 13, diferente da primeira modalidade, nesta modalidade, um furo passante 312 é formado na primeira porção de anel interna 315 da primeira laminação do núcleo do estator em uma região correspondente a cada ponte magnética 316. Pode haver um ou mais furos passantes 312. A ponte magnética 316 tem uma máxima relutância magnética em uma posição intermediária das duas primeiras porções de enrolamento adjacentes 313. Por exemplo, quando cada ponte magnética 316 tem três furos passantes 312, os furos passantes 312 se estende ao longo de uma direção axial do motor, e o furo passante 312 mais afastado da primeira porção de enrolamento 313 tem um maior tamanho. Ou seja, quanto mais próximo o furo passante 312 está da primeira porção de enrolamento 313, tanto menor é o tamanho (especialmente um diâmetro do furo passante) do furo passante 312; quanto mais afastado o furo passante 312 está da primeira porção de enrolamento 313, tanto maior é (especialmente o diâmetro do furo passante) o furo passante 312, e tanto maior é a relutância magnética a ponte magnética 316. Quando a ponte magnética 316 é disposta na primeira porção de anel interna 315 em uma posição intermediária das duas primeiras porções de enrolamento adjacentes 313, o furo passante 312 na posição intermediária das duas primeiras porções de enrolamento adjacentes 313 tem o máximo diâmetro, e a relutância magnética é também máxima nesta posição.

[0060] Nesta modalidade, a primeira laminação do núcleo do estator não define uma fenda de posicionamento. Porções de cada sapata polar 325 da segunda laminação do núcleo do estator 325 em lados opostos de uma linha central da segunda porção de enrolamento correspondente 323 são assimétricas em tomo da linha central da segunda porção de enrolamento 323. Como mostrado na Fig. 13, a superfície interna da sapata polar 325 é espaçada do centro do rotor por uma distância variável. Por exemplo, a superfície interna de cada sapata polar 325 é espaçada 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 maneira tal que a superfície interna da sapata polar 325 e o rotor definem um entreferro irregular entre si, por meio disto obtendo um resultado de posicionamento.

[0061] Nesta modalidade, os polos magnéticos permanentes 85 do rotor 80 são montados na superfície externa do núcleo do rotor 83. A superfície externa de cada rotor polo magnético permanente 85 é uma superfície arqueada, e a superfície circunferencial externa do polo magnético permanente 85 é localizada em uma superfície cilíndrica centralizada no centro do rotor.

Quinta Modalidade [0062] Referindo-se à Fig. 14, nesta modalidade, uma ranhura 317 é definida na superfície circunferencial externa das primeiras porções internas de anel 315 da primeira laminação do núcleo do estator em uma região correspondente a cada ponte magnética. Pode haver uma ou mais ranhuras 317. A ponte magnética tem uma máxima relutância magnética em uma posição intermediária das duas primeiras porções de enrolamento adjacentes 13. Similarmente, a primeira laminação do núcleo do estator não define uma fenda de posicionamento.

[0063] Referindo-se à Fig. 15, nesta modalidade, porções da sapata polar 325 da segunda laminação do núcleo do estator em lados opostos de uma linha central da segunda porção de enrolamento 323 tem diferentes comprimentos. Neste caso, as superfícies internas das sapatas polares 325 pode também ser localizadas em uma superfície cilíndrica centralizada no centro do rotor. Ou seja, a superfície interna da sapata polar 325 é espaçada do centro do rotor por uma distância uniforme, que similarmente toma a posição inicial do rotor deslocada do ponto morto.

[0064] Deve-se entender que os rotores e estatores das modalidades citadas podem ser usados em diferentes combinações, 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.

[0065] O motor monofásico de ímã permanente de modalidades da presente invenção inclui um núcleo do estator que é formado empilhando primeiras laminações do núcleo do estator e segundas laminações do núcleo do estator com diferentes estruturas internas. Isto reduz a vibração e mído produzidos no motor convencional que usa somente as laminações do núcleo do estator com grandes aberturas de fenda, que pode reduzir o torque de borda do motor e melhorar a confiabilidade da partida do motor.

[0066] Embora a invenção esteja descrita com referência a uma ou mais modalidades preferidas, versados na técnica devem perceber que várias modificações são possíveis. Portanto, o escopo da invenção deve ser determinado pela referência às reivindicações que se seguem.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Motor monofásico de ímã permanente, caracterizado pelo fato de que compreende: um estator compreendendo um núcleo do estator e um enrolamento enrolado em tomo do núcleo do estator, o núcleo do estator compreendendo: pelo menos uma primeira laminação do núcleo do estator, e pelo menos uma segunda laminação do núcleo do estator empilhada com a primeira laminação do núcleo do estator, em que estmturas internas da primeira laminação do núcleo do estator e da segunda laminação do núcleo do estator são diferentes; e um rotor rotativo em relação ao estator, o rotor compreendendo um núcleo do rotor e uma pluralidade de polos magnéticos permanentes.

2. Motor monofásico de ímã permanente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o núcleo do estator compreende pelo menos um grupo de primeiras laminações do núcleo do estator e pelo menos um grupo de segundas laminações do núcleo do estator, cada grupo de primeiras laminações do núcleo do estator compreende pelo menos uma dita primeira laminação do núcleo do estator, cada grupo de segundas laminações do núcleo do estator compreende pelo menos uma dita segunda laminação do núcleo do estator, pelo menos um grupo de primeiras laminações do núcleo do estator e pelo menos um grupo de segundas laminações do núcleo do estator são empilhadas altemadamente ao longo de uma direção axial do motor.

3. Motor monofásico de ímã permanente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-2, caracterizado pelo fato de que a primeira laminação do núcleo do estator compreende uma primeira porção de anel externa, uma primeira porção de anel interna, e uma pluralidade de primeiras porções de enrolamento conectada entre a primeira porção de anel interna e a primeira porção de anel externa.

4. Motor monofásico de ímã permanente de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a segunda laminação do núcleo do estator compreende uma segunda porção de anel externa, uma pluralidade de segundas porções de enrolamento se estendendo para dentro da segunda porção de anel externa, e uma sapata polar se estendendo de uma extremidade distai de cada segunda porção de enrolamento até dois lados circunferenciais da segunda porção de enrolamento, uma abertura de fenda é definida entre cada duas sapatas polares adjacentes, a primeira porção de anel externa e a segunda porção de anel externa são empilhadas ao longo de uma direção axial do motor, as primeiras porções de enrolamento e as segundas porções de enrolamento são empilhadas ao longo da direção axial do motor, a primeira porção de anel interna e as sapatas polares da segunda laminação do núcleo do estator são empilhadas ao longo da direção axial do motor.

5. Motor monofásico de ímã permanente de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que porções de cada sapata polar em lados opostos de uma linha central de uma segunda porção de enrolamento correspondente são assimétricas em tomo da linha central da segunda porção de enrolamento correspondente, as porções de cada sapata polar em lados opostos da linha central da segunda porção de enrolamento correspondente têm diferentes comprimentos, ou superfícies internas das porções de cada sapata polar em lados opostos da linha central da segunda porção de enrolamento correspondente são espaçadas de um centro do rotor por diferentes distâncias.

6. Motor monofásico de ímã permanente de acordo com qualquer uma das reivindicações 4-5, caracterizado pelo fato de que uma superfície circunferencial interna da primeira porção de anel interna e uma superfície circunferencial interna das sapatas polares são localizadas em uma mesma superfície cilíndrica.

7. Motor monofásico de ímã permanente de acordo com qualquer uma das reivindicações 3-6, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma fenda de posicionamento definida na primeira porção de anel interna entre cada duas primeiras porções de enrolamento adjacentes, a fenda de posicionamento se estende contínua ou descontinuamente ao longo de uma direção axial do motor, e cada fenda de posicionamento é espaçada das duas primeiras porções de enrolamento adjacentes por diferentes distâncias.

8. Motor monofásico de ímã permanente de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que uma ponte magnética é definida em um segmento da primeira porção de anel interna entre cada duas primeiras porções de enrolamento adjacentes, e a primeira porção de anel interna tem uma relutância magnética na ponte magnética maior que uma relutância magnética na fenda de posicionamento.

9. Motor monofásico de ímã permanente de acordo com qualquer uma das reivindicações 3-8, caracterizado pelo fato de que as primeiras porções de enrolamento e a primeira porção de anel externa são formadas separadamente.

10. Motor monofásico de ímã permanente de acordo com qualquer uma das reivindicações 3-7 e 9, caracterizado pelo fato de que uma ponte magnética é formada em uma posição intermediária da primeira porção de anel interna entre cada duas primeiras porções de enrolamento adjacentes.

11. Motor monofásico de ímã permanente de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a primeira porção de anel interna define pelo menos uma ranhura em uma superfície externa de cada ponte magnética ou define pelo menos um furo entre superfícies interna e externa de cada ponte magnética, as ranhuras ou furos se estendem em uma direção axial do motor, e a ponte magnética tem uma máxima relutância magnética em uma posição média da ponte magnética.