BR102016022670A2 - Motor without brushes - Google Patents

Description

“MOTOR SEM ESCOVAS” CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se ao campo de motores, e em particular, a um motor sem escovas.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Os motores sem escova são amplamente usados devido às vantagens de tamanho compacto, de alta confiabilidade, longa vida útil e baixo ruído. Um estator do motor sem escovas inclui um núcleo de estator tendo uma pluralidade de dentes do estator, cada um formando um polo do estator, e os enrolamentos respectivamente enrolados em tomo dos dentes do estator. Em geral, para um motor tendo um tamanho determinado, quanto maior for o número dos dentes do estator, mais curto o percurso magnético entre os dentes do estator adjacentes, e menor a perda de ferro durante a operação do motor, e maior a eficiência da conversão de energia. No entanto, o número maior de dentes do estator leva a um aumento do consumo do material de enrolamento e de mais espaço a ser ocupado, e é muitas vezes restrito em algumas aplicações.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[003] Assim, há um desejo para um motor sem escovas com um tamanho reduzido e uma eficiência de conversão de energia intensificada.

[004] Um motor sem escovas inclui um estator e um rotor. O estator inclui um núcleo do estator e dois enrolamentos. O núcleo do estator inclui uma culatra, dois primeiros dentes opostos, e dois segundos dentes. Os enrolamentos são, respectivamente, enrolados em tomo dos dois primeiros dentes. Os segundos dentes não são enrolados com qualquer enrolamento. O primeiro e o segundo dentes são altemativamente arranjados. O rotor é recebido em um espaço cooperativamente delimitado pelas sapatas polares dos dentes principais e do segundo. Os interstícios de ar são formados entre uma superfície circunferencial externa do rotor e as respectivas faces polares dos primeiros dentes e dos segundos dentes, cada um dos interstícios de ar tem ainda em espessura regular, e é simétrico em relação a uma linha central de um correspondente dos primeiros dentes e dos segundos dentes.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[005] A Fig. 1 ilustra um motor sem escovas de acordo com uma forma de realização da presente invenção.

[006] A Fig. 2 é uma vista explodida de um núcleo do estator, uma primeira braçadeira de suporte e uma segunda braçadeira de suporte do motor sem escovas da Fig. 1.

[007] A Fig. 3 é uma vista plana do núcleo do estator e um rotor do motor sem escovas da Fig. 1.

[008] A Fig. 4 é uma vista explodida de uma braçadeira de montagem do motor sem escovas da Fig. 1.

[009] A Fig. 5 é uma vista explodida do rotor usado no motor sem escovas da Fig. 1.

[0010] A Fig. 6 é uma vista explodida de um outro rotor aplicável no motor sem escovas da Fig. 1.

[0011] A Fig. 7 é uma vista plana de um núcleo do estator e um rotor de um motor sem escovas de acordo com uma segunda forma de realização da presente invenção.

[0012] A Fig. 8 é uma vista explodida de uma primeira implementação do rotor aplicável no motor sem escovas da Fig. 7.

[0013] A Fig. 9 é uma vista explodida de uma segunda implementação do rotor aplicável no motor sem escovas da Fig. 7.

[0014] A Fig. 10 é uma vista plana de um núcleo do estator e um rotor de um motor sem escovas de acordo com uma terceira forma de realização da presente invenção.

[0015] A Fig. 11 é uma vista plana de um núcleo do estator e um rotor de um motor sem escovas de acordo com uma quarta forma de realização da presente invenção.

[0016] A Fig. 12 é uma vista plana de um núcleo do estator e um rotor de um motor sem escovas de acordo com uma quinta forma de realização da presente invenção.

[0017] A Fig. 13 é uma vista em perspectiva de um núcleo do estator da Fig. 12.

[0018] A Fig. 14 é uma vista plana de um núcleo do estator e um rotor do motor sem escovas de acordo com uma sexta forma de realização da presente invenção.

[0019] A Fig. 15 é uma vista em perspectiva do núcleo do estator da Fig. 14.

[0020] A Fig. 16 é uma vista plana de um núcleo do estator e um rotor do motor sem escovas de acordo com uma sétima forma de realização da presente invenção.

[0021] A Fig. 17 é uma vista plana de um núcleo do estator e um rotor do motor sem escovas de acordo com uma oitava forma de realização da presente invenção.

[0022] A Fig. 18 é uma vista plana de um núcleo do estator e um rotor do motor sem escovas de acordo com uma nona forma de realização da presente invenção.

[0023] A Fig. 19 é uma vista em perspectiva do núcleo do estator da Fig. 18.

[0024] A Fig. 20 é uma vista plana de um núcleo do estator e um rotor do motor sem escovas de acordo com uma décima forma de realização da presente invenção.

[0025] A Fig. 21 é uma vista em perspectiva do núcleo do estator da Fig. 20.

[0026] A Fig. 22 é uma vista em perspectiva de outro modo de empilhamento do núcleo do estator da Fig. 20.

[0027] A Fig. 23 é uma vista plana de um núcleo do estator e um rotor do motor sem escovas de acordo com uma décima primeira forma de realização da presente invenção.

[0028] A Fig. 24 é uma vista em perspectiva do núcleo do estator da Fig. 23.

[0029] A Fig. 25 é uma vista plana de um núcleo do estator e um rotor do motor sem escovas de acordo com uma décima segunda forma de realização da presente invenção.

[0030] A Fig. 26 é uma vista em perspectiva do núcleo do estator da Fig. 25.

[0031] A Fig. 27 é uma vista em perspectiva de outro modo de empilhamento do núcleo do estator da Fig. 20.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERIDAS

[0032] As formas de realização da presente invenção são descritas em detalhe abaixo com referência aos desenhos anexos.

[0033] Fazendo referência às Fig. 1 e Fig. 2, o motor sem escovas 500 da presente invenção inclui um estator 100 e um rotor 200 rotativos em relação ao estator 100.

[0034] O estator 100 inclui um núcleo do estator 101, algumas braçadeiras de montagem 112 montadas no núcleo do estator 101, alguns enrolamentos 102, respectivamente, enrolados em tomo da braçadeira de montagem 112, uma primeira braçadeira de suporte 109 e uma segunda braçadeira de suporte 110 montadas no núcleo do estator 101. O núcleo do estator 101 é feito de um material condutor magnético. A primeira braçadeira de suporte 109 e a segunda braçadeira de suporte 110 são montadas em dois lados axiais do núcleo do estator 101, respectivamente, para suportar um eixo rotativo 201 do rotor 200. Especificamente, o núcleo do estator 101 tem furos atravessantes que para permitem que fixadores 111 passem através dos mesmos. A primeira braçadeira de suporte 109 e a segunda braçadeira de suporte 110 são conectadas por fixadores axiais 111, de modo a ensanduichar e fixar o núcleo do estator 101 entre as primeira e segunda braçadeiras de suporte. De preferência, cada uma da primeira braçadeira de suporte 109 e da segunda braçadeira de suporte 110 é um membro integralmente formado. A primeira braçadeira de suporte 109 e a segunda braçadeira de suporte 110 incluem cubos anulares 109a, 110a para montagem de mancais 109b, 110b, respectivamente. Os mancais 109b, 110b são usados para suportar o veio de rotação 201 do rotor 200 de modo que o eixo rotativo 201 seja capaz de girar em relação ao estator 100.

Primeira Forma de Realização [0035] Fazendo referência à Fig. 3, o motor sem escovas desta forma de realização é um motor sem escovas de fase única. O núcleo do estator 101 inclui uma culatra 103, dois primeiros dentes opostos 104, e dois segundos dentes opostos 105. A culatra 103 inclui duas paredes laterais arqueadas 103a, a partir das quais os dois primeiros dentes 104 respectivamente dependem, e duas paredes laterais planas 103b, a partir das quais os dois segundos dentes 105 respectivamente dependem. As paredes laterais arqueadas 103a e as paredes laterais planas 103b são altemativamente conectadas extremidade-à-extremidade para formar uma estrutura em forma de anel. As duas paredes laterais arqueadas 103a e as duas paredes laterais planas 103b são integralmente formadas para facilitar a fabricação das mesmas. Claro que, as duas paredes laterais arqueadas 103a e as duas paredes laterais planas 103b podem também ser formadas separadamente.

[0036] Nesta forma de realização, o primeiro dente 104 e a parede lateral arqueada 103a são formados separadamente. Cada um do primeiro dente 104 é conectado a uma parede lateral arqueada correspondente 103a com uma estrutura de engate de rebaixo-saliência. A estrutura de engate de rebaixo-protrusão inclui uma espiga em cauda de andorinha 121 formada na extremidade do primeiro dente 104 e uma caixa em cauda de andorinha 122 definida na parede lateral arqueada 103a. A espiga em cauda de andorinha 121 é engatada na caixa em cauda de andorinha 122 de modo a conectar travadamente o primeiro dente 104 e a parede lateral arqueada 103a. Deve ser entendido que o primeiros dente 104 pode também ser integralmente formado com as paredes laterais arqueadas 103 a, respectivamente. O segundo dente 105 e as paredes laterais planas 103b são formadas integralmente, respectivamente. Altemativamente, o primeiro dente 104 e a parede lateral arqueada 103a são formados separadamente, e o segundo dente 105 e a parede lateral plana 103b também são formados separadamente.

[0037] Fazendo referência à Fig. 4, cada braçadeira de montagem 112 inclui uma porção de braçadeira superior 113 e uma porção de braçadeira inferior 114. A porção de braçadeira superior 113 e a porção de braçadeira inferior 114 são montadas respectivamente em duas extremidades axiais opostas de um dos primeiros dentes 104 cobrem, respectivamente, duas superfícies de extremidade axiais do primeiro dente 104. A porção de braçadeira superior 113 inclui uma bobinagem superior 113a e duas placas de proteção em forma de L 113b que se estendem a partir de uma extremidade radial externa da bobinagem superior 113a ao longo de lados opostos da bobinagem superior 113a. A porção de braçadeira inferior 114 inclui uma bobinagem inferior 114a e duas placas de proteção em forma de L 114b que se estendem a partir de uma extremidade radial externa da bobinagem inferior 114a ao longo dos lados opostos da bobinagem inferior 114a. Os enrolamentos 102 são, respectivamente, enrolados em tomo das porções de bobina superior e inferior 113a e 114a, e são agressivamente separados do núcleo do estator 101 pela braçadeira de montagem 112.

[0038] Os enrolamentos 102 são enrolados apenas nos dois primeiros dentes 104 para formar dois principais polos do estator com a mesma a mesma polaridade. Os dois segundos dentes 105 não são enrolados com os enrolamentos 102 e, em seguida, formam dois polos auxiliares com a polaridade oposta à dos polos principais. Uma vez que os dois primeiros dentes 104 e os dois segundos dentes 105 são altemativamente arranjados ao longo de uma direção circunferencial da culatra 103, os polos principais e os polos auxiliares são altemativamente arranjados. Por conseguinte, o motor 500 desta forma de realização forma quatro polos do estator, com apenas dois enrolamentos 120, o que pode reduzir o custo, enquanto aumenta a eficiência do motor 500. Além disso, porque os segundos dentes 105 não são enrolados com os enrolamentos, os segundos dentes 105 podem ter um comprimento pequeno, assim economizando espaço.

[0039] Cada primeiro dente 104 inclui duas sapatas polares principais 104a, 104b estendendo-se em caminhos opostos ao longo de uma direção circunferencial, e cada segundo dente 105 inclui duas sapatas polares auxiliares 105a, 105b estendendo-se em caminhos opostos ao longo de uma direção circunferencial. Uma espessura radial das sapatas polares principais 104a, 104b diminui progressivamente ao longo de um caminho que se estende das mesmas. Uma espessura radial das sapatas polares auxiliares 105a, 105b diminui progressivamente ao longo de um caminho que se estende da mesma. As extremidades distais da sapata polar principal adjacente e da sapata polar auxiliar são separadas uma da outra para definirem uma abertura tipo fenda 106 entre as mesmas. A abertura tipo fenda 106 pode reduzir a fuga magnética e aumentar a densidade de potência do motor 500, aumentando assim a eficiência de operação do motor 50.

[0040] Uma vez que o motor é um motor sem escovas de fase única, cada um dos primeiros dentes 104 e dos segundos dentes 105 define uma ranhura de posicionamento 108 voltada para o rotor 200. A ranhura de posicionamento 108 de cada primeiro dente 104 é localizada entre as duas sapatas polares principais 104a, 104b, de preferência, localizada em uma linha central circunferencial do primeiro dente 104. A ranhura de posicionamento 108 de cada segundo dente 105 é localizada entre as duas sapatas polares auxiliares 105 a, 105B, de preferência, localizadas em uma linha central circunferencial do segundo dente 105. Cada uma das ranhuras de posicionamento 108 tem uma seção transversal em forma de arco. A provisão de ranhuras de posicionamento 108 pode efetivamente impedir o motor 500 de parar na posição de ponto morto, aumentando assim a capacidade de partida do motor 50. Além disso, quando as ranhuras de posicionamento 108 são dispostas em linhas centrais circunferenciais do primeiro dente 104 e do segundo dente 105, o motor 500 é provido com capacidade de partida bidirecional.

[0041] O rotor 200 é recebido em um espaço definido cooperativamente pelas sapatas polares principais 104a, 104b dos dois primeiros dentes 104 e as sapatas polares auxiliares 105a, 105B dos dois segundos dentes 105. Uma superfície circunferencial externa do rotor 200 é localizada em um mesmo círculo. Os interstícios de ar 107 são formados entre uma superfície circunferencial externa do rotor 200, e as respectivas faces polares do primeiro dente 104 e do segundo dente 105, para permitir que o rotor 200 gire em relação ao estator 100. As faces polares são superfícies de extremidade das sapatas polares principais 104a, 104b de cada primeiro dente 104 e das sapatas polares auxiliares 105a, 105B de cada segundo dente 105 voltadas para o rotor 200.

[0042] Nesta forma de realização, cada um dos interstícios de ar 107 tem uma espessura irregular e é assimétrico em relação a uma linha central da linha correspondente dos primeiros dentes 104 e dos segundos dentes 105, de modo que o motor 500 tenha capacidade de partida diferente em direções de partida opostas. Em particular, os comprimentos circunferenciais das sapatas polares principais 104a e 104b de cada primeiro dente 104 são iguais um ao outro. A face polar 104a da sapata polar principal é excêntrica com a superfície circunferencial externa do rotor 200. A face polar da sapata polar principal 104b é excêntrica com a superfície circunferencial externa do rotor 200, ou seja, um centro de círculo associado à face polar da sapata polar principal 104b é desviado de um centro de rotação do rotor 200. Além disso, a espessura radial da sapata polar principal 104a é maior do que a espessura radial da sapata polar principal 104b. Os comprimentos circunferenciais das sapatas polares auxiliares 105a e 105b de cada segundo dente 105 são iguais um ao outro. A face polar das sapatas polares auxiliares 105a é concêntrica com a superfície circunferencial externa do rotor 200. A face polar das sapatas polares auxiliares 105b é excêntrica com a superfície circunferencial externa do rotor 200, ou seja, um centro de círculo associado com a face polar da sapata polar auxiliar 105b é desviado de um centro de rotação do rotor 200. Além disso, a espessura radial das sapatas polares auxiliares 105a é maior do que a espessura radial das sapatas polares auxiliares 105b. A provisão do interstício de ar assimétrico 107 com espessura irregular pode alterar a curva de torque sem corrente otimizando o desempenho do motor 500.

[0043] Em uma implementação alternativa, os comprimentos circunferenciais das sapatas polares principais 104a e 104b de cada primeiro dente 104 são iguais um ao outro. As faces polares das sapatas polares principais 104a e 104b de cada primeiro dente 104 são localizadas em uma mesma superfície circunferencial, mas excêntrica com a superfície circunferencial externa do rotor 200, ou seja, um centro de círculo associado com as faces polares das sapatas polares principais 104a e 104b é desviado do centro de rotação do rotor 200. Os comprimentos circunferenciais das sapatas polares auxiliares 105a e 105b de cada segundo dente 105 são iguais um ao outro. As faces polares das sapatas polares auxiliares 105a e 105B de cada segundo dente 105 são localizadas em uma mesma superfície circunferencial, mas excêntricas com a superfície circunferencial externa do rotor 200, ou seja, um centro de círculo associado com as faces polares das sapatas polares auxiliares 105a e 105b é desviado do centro de rotação do rotor 200. Como tal, o interstício de ar 107 tem uma espessura irregular, e é assimétrico considerando uma linha central de um correspondente dos primeiros dentes 104 e dos segundos dentes 105.

[0044] Em uma outra implementação alternativa, os comprimentos circunferenciais das sapatas polares principais 104a e 104b de cada primeiro dente 104 são desiguais entre si. As faces polares das sapatas polares principais 104a e 104b de cada primeiro dente 104 são localizadas em uma mesma superfície circunferencial, mas excêntricas com a superfície circunferencial externa do rotor 200, ou seja, um centro de círculo associado com as faces polares das sapatas polares principais 104a, 104b é desviado do centro de rotação do rotor 200. Os comprimentos circunferenciais das sapatas polares auxiliares 105a e 105b de cada segundo dente 105 são desiguais entre si. As faces polares das sapatas polares auxiliares 105a e 105B de cada segundo dente 105 são localizadas em uma mesma superfície circunferencial, mas excêntricas com a superfície circunferencial externa do rotor 200, ou seja, um centro de círculo associado com as faces polares das sapatas polares auxiliares 105a e 105b é desviado do centro de rotação do rotor 200. Como tal, o interstício de ar 107 tem uma espessura irregular, e é assimétrico em relação a uma linha central de um correspondente dos primeiros dentes 104 e dos segundos dentes 105.

[0045] A abertura tipo fenda 106 tem uma largura não superior a quatro vezes uma espessura radial mínima dos interstícios de ar 107, o que resulta em uma operação estável e confiável do motor 500 e a capacidade de partida forte. De preferência, a largura da abertura tipo fenda 106 é maior do que a espessura radial mínima dos interstícios de ar 107, e não é maior do que três vezes a espessura radial mínima dos interstícios de ar 107.

[0046] Fazendo referência à Fig. 5, nesta forma de realização, o rotor 200 inclui um veio rotativo 201, um núcleo do rotor 202 fixado ao veio rotativo 201, uma pluralidade de imãs permanentes 203 afixados a uma superfície circunferencial externa do núcleo do rotor 202, e um membro de retenção 204. O membro de retenção 204 é afixado em tomo do núcleo do rotor 202 e prende firmemente os imãs permanentes 203, retendo assim os imãs permanentes 203 de soltar. Nesta forma de realização, o número de imãs permanentes 203 é quatro. De preferência, os imãs permanentes 203 são arqueados com a mesma curvatura com o núcleo do rotor 202, e iguais em espessura radial.

[0047] A Fig. 6 mostra uma estrutura de rotor alternativa 200. Diferente da primeira forma de realização acima, o membro de retenção 204 inclui uma parte principal em forma de cilindro 205 e duas porções de conexão 206 conectadas respectivamente a extremidades axiais opostas da porção principal 205. A porção principal 205 prende firmemente os imãs permanentes 203, e as duas porções de conexão 206 são conectadas ao veio rotativo 201. De preferência, o membro de retenção 204 é um membro integralmente formado sobremoldado sobre os imãs permanentes 203, o núcleo do rotor 202 e o veio 201.

Segunda Forma de Realização [0048] Fazendo referência à Fig. 7, esta forma de realização difere da primeira forma de realização principalmente pelo fato de que, cada um dos interstícios de ar 107 tem uma espessura regular, e é simétrico em relação uma linha central de um correspondente dos primeiros dentes 104 e dos segundos dentes 105. Assim, o torque sem corrente e o ângulo de partida podem ser concebidos rotineiramente, e o motor 500 é provido com a mesma capacidade de partida em ambas as direções.

[0049] Em particular, os comprimentos circunferenciais das sapatas polares principais 104a e 104b de cada primeiro dente 104 são iguais um ao outro. As faces polares das sapatas polares principais 104a e 104b de cada primeiro dente 104 são localizadas em uma mesma superfície circunferencial concêntrica com a superfície circunferencial externa do rotor 200, ou seja, um centro de círculo associado com as faces polares das sapatas polares principais 104a e 104b coincide com o centro de rotação do rotor 200. Os comprimentos circunferenciais das sapatas polares auxiliares 105a e 105b de cada segundo dente 105 são iguais um ao outro. As faces polares das sapatas polares auxiliares 105a e 105b de cada segundo dente 105 são localizadas em uma mesma superfície circunferencial concêntrica com a superfície circunferencial externa do rotor 200, ou seja, um centro de círculo associado com as faces polares da sapata polar auxiliar 105a e 105b coincide com o centro de rotação do rotor 200.

[0050] Nesta forma de realização, as faces polares das sapatas polares principais 104a, 104b e das sapatas polares auxiliares 105 a, 105b estão todas localizadas no mesmo círculo concêntrico com a superfície circunferencial externa do rotor 200, por conseguinte, todos os interstícios de ar 127 são irregulares e iguais em espessura.

[0051] Com referência às Figs. 8 e 9, nesta forma de realização, o rotor 200 inclui um veio rotativo 201, um núcleo do rotor 202 fixado ao veio rotativo 201, e uma pluralidade de imãs permanentes 203 incorporados no núcleo do rotor 202. Nesta forma de realização, o número dos imãs permanentes 203 é quatro. Como mostrado na Fig. 8, cada imã permanente 203 é arqueado com uma espessura axial irregular, que diminui progressivamente a partir de um centro circunferencial para as duas extremidades circunferenciais do mesmo. Deve ser entendido que a espessura do imã permanente pode também ter uma espessura axial igual. Deve ser entendido que, como mostrado na Fig. 9, o imã permanente 203 também pode ser um imã permanente quadrado com uma espessura regular.

[0052] A Fig. 9 mostra uma estrutura de rotor alternativa 200. O rotor 200 é diferente do rotor 200 da Fig. 8 principalmente em que o imã permanente 203 é um quadrado com uma espessura regular.

Terceira Forma de Realização [0053] Fazendo referência à Fig. 10, esta forma de realização difere da segunda forma de realização principalmente pelo fato de que, esta forma de realização difere da primeira forma de realização principalmente pelo fato de que, cada um dos interstícios de ar 107 tem uma espessura regular, e é assimétrico em relação a uma linha central de um correspondente dos primeiros dentes 104 e dos segundos dentes 105.

[0054] Em particular, o comprimento circunferencial do sapata polar principal 104a de cada primeiro dente 104 é maior do que o da sapata polar principal 104b do primeiro dente 104b. As faces polares das sapatas polares principais 104a e 104b de cada primeiro dente 104 são localizadas em uma mesma superfície circunferencial concêntrica com a superfície circunferencial externa do rotor 200, ou seja, um centro de círculo associado com as faces polares das sapatas polares principais 104a e 104b coincide com o centro de rotação do rotor 200. O comprimento circunferencial da sapata polar auxiliar 105a de cada segundo dente 105 é maior do que o da sapata polar auxiliar 105b do segundo dente 105b. As faces polares das sapatas polares auxiliares 105 a e 105b de cada segundo dente 105 são localizadas em uma mesma superfície circunferencial concêntrica com a superfície circunferencial externa do rotor 200, ou seja, um centro de círculo associado com as faces polares do sapatas polares auxiliares 105a e 105b coincide com o centro de rotação do rotor 200.

[0055] As faces polares das sapatas polares principais 104a e 104b de cada primeiro dente 104 são localizadas em uma mesma superfície circunferencial concêntrica com a superfície circunferencial externa do rotor 200, ou seja, um centro de círculo associado com as faces polares das sapatas polares principais 104a e 104b coincide com o centro de rotação do rotor 200. Os comprimentos circunferenciais das sapatas polares auxiliares 105a e 105b de cada segundo dente 105 são iguais um ao outro. As faces polares das sapatas polares auxiliares 105a e 105b de cada segundo dente 105 são localizadas em uma mesma superfície circunferencial concêntrica com a superfície circunferencial externa do rotor 200, ou seja, um centro de círculo associado com as faces polares da sapata polar auxiliar 105a e 105b coincide com o centro de rotação do rotor 200. Com o interstício de ar 107 tendo uma espessura regular e sendo assimétrico, o torque sem corrente do motor 500 pode ser optimizado e o motor 500 é provido com capacidade de partida unidirecional.

[0056] A estrutura do rotor 200 é semelhante à estrutura do rotor 200 da Fig. 8 e, por conseguinte, não é aqui repetido. Deve ser entendido que o motor 500 pode também usar o rotor 200 ilustrado na Fig. 5 e na Fig. 6.

Quarta forma de realização [0057] Fazendo referência à Fig. 11, diferente da segunda forma de realização, as ranhuras de posicionamento 108 são desviadas de centros circunferenciais dos primeiros dentes correspondentes 104 e dos segundos dentes 105, de modo que os interstícios de ar assimétricos 107 com uma espessura regular sejam formados, o que proporciona o motor 50 com capacidade de partida unidirecional.

Quinta Forma de Realização [0058] Fazendo referência às Fig. 12 e Fig. 13, diferente da terceira forma de realização, o núcleo do estator 101 inclui primeiras laminações do núcleo do estator 101a e segundas laminações do núcleo do estator 101b empilhadas axialmente. Nem todas as sapatas polares das primeiras laminações do núcleo do estator 101a e das segundas laminações núcleo do estator 101b têm o mesmo comprimento circunferencial. Por conseguinte, as primeiras laminações do núcleo do estator 101a e as segundas laminações do núcleo do estator 101b são escalonadamente arranjadas nas aberturas tipo fenda 106 na direção circunferencial. Por exemplo, a sapata polar 106a da primeira laminação do núcleo do estator 101a é empilhada sobre a sapata polar 106b da segunda laminação do núcleo do estator 101b, mas tem um comprimento circunferencial menor do que o da sapata polar 106b.

[0059] De preferência, os comprimentos circunferenciais de duas sapatas polares de cada dente (por exemplo, as sapatas polares principais 104a, 104b do primeiro dente 104, ou as sapatas polares auxiliares 105a e 105b do segundo dentes 105) da primeira laminação do núcleo do estator 101a são desiguais. Os comprimentos circunferenciais das duas sapatas polares de cada um dos dentes (por exemplo, o primeiro dente 104, os segundos dentes 105) da segunda laminação do núcleo do estator 101b também são desiguais. Mais preferencialmente, a primeira laminação do núcleo do estator 101a é convertida na segunda laminação do núcleo do estator 101b depois de girar 180 graus, isto é, a primeira laminação do núcleo do estator 101a e a segunda laminação do núcleo do estator 101b têm uma estrutura idêntica para facilitar a fabricação das mesmas. No empilhamento, o centro circunferencial de cada primeiro dente 104 e o centro circunferencial de cada segundo dente 105 do primeiro núcleo do estator 101a estão alinhados com o centro circunferencial de cada primeiro dente 104 e o centro circunferencial de cada segundo dente 105 do segundo núcleo do estator 101b em uma direção axial do motor 500, resultando assim em aberturas tipo fenda 106 sendo escalonadamente arranjadas para reduzir o torque sem corrente do motor 500, evitando a fuga magnética. Uma vez que as duas sapatas polares de cada dente da primeira laminação do núcleo do estator 101a e/ou da segunda laminação do núcleo do estator 101a têm comprimentos irregulares, será apreciado que interstícios de ar assimétricos 107 são formados. Além disso, para satisfazer exigências diferentes em várias aplicações, os interstícios de ar 107 podem ainda ser de espessura ou, altemativamente, podem ser desiguais de várias maneiras, tal como descrito na primeira forma de realização.

[0060] Nesta forma de realização, uma camada da primeira laminação do núcleo do estator 101a e uma camada da segunda laminação do núcleo do estator 101b são altemativamente empilhadas no núcleo do estator 101. Deve ser entendido que, altemativamente, o empilhamento de uma pluralidade de primeiras laminações do núcleo do estator 101a com uma segunda pluralidade de laminações do núcleo do estator 101b também é possível.

Sexta Forma de Realização [0061] Fazendo referência às Fig. 14 e Fig. 15, o núcleo do estator 101 desta forma de realização inclui as primeiras laminações do núcleo do estator 101a e as segundas laminações do núcleo do estator 101b axialmente empilhadas.

[0062] As faces polares do núcleo do estator 101 são escalonadas na direção radial. Por exemplo, na primeira laminação do núcleo do estator 101a, a sapata polar principal 104a do primeiro dente se estende para mais perto do rotor 200 do que a sapata polar principal 104b, a sapata polar auxiliar 105a do segundo dente se estende para mais perto do rotor 200 do que a sapata auxiliar 105b. No entanto, na segunda laminação do núcleo do estator 101b, a sapata polar principal 104b do primeiro dente se estende para mais perto do rotor 200 do que a sapata polar principal 104a, a sapata polar auxiliar 105b do segundo dente se estende para mais perto do rotor 200 do que a sapata auxiliar 105 a.

[0063] De preferência, a primeira laminação do núcleo do estator 101a é convertida para a segunda laminação do núcleo do estator 101b depois de girar 180 graus, isto é, a primeira laminação do núcleo do estator 101a e a segunda laminação do núcleo do estator 101b têm uma estrutura idêntica para facilitar a fabricação das mesmas. No empilhamento, o centro circunferencial de cada primeiro dente 104 e o centro circunferencial de cada segundo dente 105 do primeiro núcleo do estator 101a estão alinhados com o centro circunferencial de cada primeiro dente 104 e o centro circunferencial de cada segundo dente 105 do segundo núcleo do estator 101b em uma direção axial do motor 500, resultando assim nas faces polares com o arranjo de escalonamento. Uma vez que as duas sapatas polares de cada dente da primeira laminação do núcleo do estator 101a e/ou da segunda laminação do núcleo do estator 101a são espaçadas do rotor 200 por diferentes distâncias, será apreciado que interstícios de arirregulares e assimétricos 107 são formados.

[0064] Nesta forma de realização, uma camada de primeira laminação do núcleo do estator 101a e uma camada da segunda laminação do núcleo do estator 101b são altemativamente empilhadas no núcleo do estator 101. Deve ser entendido que, altemativamente, o empilhamento de uma pluralidade de primeiras laminações do núcleo do estator 101a com uma pluralidade de segundas laminações do núcleo do estator 101b, também é possível. Sétima Forma de Realização [0065] Fazendo referência à Fig. 16, diferente da primeira forma de realização, o segundo dente 105 e a parede lateral plana 103b também são formados separadamente nesta forma de realização. Cada um dos segundos dentes 105 é conectado à uma correspondente parede lateral plana 103b com uma estrutura de engate de rebaixo-saliência. A estrutura de engate de rebaixo-protrusão inclui uma espiga em cauda de andorinha 121 formada na extremidade do primeiro dente 104 e uma caixa em cauda de andorinha 122 definida na parede lateral arqueada 103a. A espiga em cauda de andorinha 123 é engatada na caixa em cauda de andorinha 124, de modo a conectar travadamente o segundo dente 105 e a parede lateral plana 103b.

[0066] Cada uma das sapatas polares principais 104a, 104b é conectada às sapatas polares auxiliares adjacentes 105a, 105b através de uma ponte magnética 116 tendo uma relutância magnética maior do que as sapatas polares principais 104a, 104b e as sapatas polares auxiliares 105a, 105B. Em comparação com a configuração com as aberturas tipo fenda 106, as pontes magnéticos 116 entre as sapatas polares principais 104a, 104b e as sapatas polares auxiliares 105a, 105b podem reduzir vibrações e ruídos na operação do motor 500. Além disso, as posições relativas entre os primeiros dentes 104 e os segundos dentes 105 são retidas, facilitando assim a montagem dos enrolamentos 102.

[0067] As ranhuras que se estendem axialmente 117 são definidas em uma superfície lateral externa radial de cada ponte magnética 116. O número das ranhuras axiais 117 que se estendem axialmente em cada ponte magnética 116 é um número ímpar. Nesta forma de realização, o número de ranhuras que se estendem axialmente 117 é três. As ranhuras tipo árvores que se estendem axialmente são arranjadas espaçadamente em uma direção circunferencial da ponte magnética 116. Uma seção transversal de cada uma das ranhuras 117 é em forma de U. A provisão da ranhura 117 facilita o aumento da relutância magnética da ponte magnética 116.

[0068] O rotor 200 é recebido em um espaço definido pela porção do anel interna 119. A superfície circunferencial externa do rotor 200 é localizada sobre um mesmo círculo. Em uma forma de realização, as duas principais sapatas polares 104a, 104b de cada primeiro dente 104 são simétricas umas às outras, as faces polares das duas sapatas polares principais e a superfície circunferencial externa do rotor 200 são excêntricas uma com a outra, as duas sapatas polares auxiliares 105a, 105b de cada segundo dente 105 são simétricas umas com as outras, e as faces polares das duas sapatas polares auxiliares e a superfície circunferencial externa do rotor 200 são excêntricas uma com a outra, de modo que os interstícios de ar simétricos 107 sejam formados entre as duas sapatas polares principais 104a, 104b de cada primeiro dente 104 e o rotor 200, e entre as duas sapatas polares auxiliares 105a, 105B de cada segundo dente 105 e o rotor 200, respectivamente.

[0069] Em uma forma de realização alternativa, as duas sapatas polares principais 104a, 104b de cada primeiro dente 104 são simétricas umas com as outras, e as faces polares das duas sapatas polares principais 104a, 104b e a superfície circunferencial externa do rotor 200 são excêntricas umas com as outras, ou seja, um centro de círculo associado com as faces polares das duas sapatas polares principais 104a, 104b é desviado do centro de rotação do rotor 200; as duas sapatas polares auxiliares 105a, 105b de cada segundo dente 105 são simétricas umas com as outras, e as faces polares das duas sapatas polares auxiliares 105a, 105B e a superfície circunferencial externa do rotor 200 são excêntricas umas com as outras, ou seja, um centro de círculo associado com as faces polares das duas sapatas polares auxiliares 105a, 105b é desviado do centro de rotação do rotor 200. Como tal, os interstícios de ar assimétricos 107 com espessura irregular são formados entre as duas sapatas polares principais 104a, 104b de cada primeiro dente 104 e o rotor 200, e entre as duas sapatas polares auxiliares 105a, 105b de cada segundo dente 105 e o rotor 200, respectivamente.

[0070] Com referência às Figs. 5, 6, 8, e 9, o rotor 200 pode ser qualquer das estruturas como descritas acima.

Oitava Forma de Realização [0071] Fazendo referência à Fig. 17, diferente da sétima forma de realização, furos atravessantes que se estendem axialmente 118, em vez de ranhuras que se estendem axialmente 117, são definidos na ponte magnética 116. A provisão do furo atravessante 118 de igual modo pode aumentar a relutância magnética. O número de furos atravessantes 118 em cada ponte magnética 116 é um número ímpar. Nesta forma de realização, o número de furos atravessantes 118 é três. Os furos atravessantes 118 são arranjados espaçadamente ao longo de uma direção circunferencial da ponte magnética 116. Um meio dos furos atravessantes 118, que se comunica com os recortes 106, é maior do que as laterais do diâmetro. De modo que a área central da ponte magnética 116 tenha a relutância magnética máxima.

Nona Forma de Realização [0072] Fazendo referência às Fig. 18 e Fig. 19, cada uma das sapatas polares principais 104a, 104b é conectada às sapatas polares adjacentes auxiliares 105a, 105B através de uma ponte magnética 116 tendo uma relutância magnética maior do que a das sapatas polares principais 104a, 104b e das sapatas polares auxiliares 105 a, 105B. No entanto, o núcleo do estator 101 define um ou mais recortes 106 adjacentes a cada ponte magnética 116. Pelo menos uma extremidade axial oposta de cada recorte 106 é fechada por uma correspondente ponte magnética 116. Por conseguinte, uma espessura axial da ponte magnética 116 do rotor é menor do que a de outras partes do núcleo do estator 101, por exemplo, das sapatas polares principais 104a, 104b e das sapatas polares auxiliares 105a, 105b.

[0073] Em particular, o núcleo do estator 101 inclui as primeiras laminações do núcleo do estator 101a e as segundas laminações do núcleo do estator 101b axialmente empilhadas. O centro circunferencial de cada primeiro dente 104 e o centro circunferencial de cada segundo dente 105 do primeiro núcleo de estator 101a são receptivamente alinhados com o centro circunferencial de cada primeiro dente 104 e o centro circunferencial de cada segundo dente 105 do segundo núcleo do estator 101b em uma direção axial do motor 500. Os recortes 106 são definidos na primeira laminação do núcleo do estator 101a, e, respectivamente, entre as duas principais sapatas polares 104a, 104b de cada primeiro dente 104 na primeira laminação do núcleo do estator 101a e as sapatas polares auxiliares 105b, 105a do segundo dente adjacente 105 na primeira laminação do núcleo do estator 101a. As duas sapatas polares principais 104a, 104b de cada primeiro dente 104 na segunda laminação do núcleo do estator 101b são, respectivamente, conectadas com as sapatas polares auxiliares 105b, 105a do segundo dente adjacente 105.

[0074] Nesta forma de realização, os comprimentos circunferenciais das sapatas polares principais 104a e 104b de cada primeiro dente 104 são iguais um ao outro. A face polar da sapata polar principal 104a é concêntrica com a superfície circunferencial externa do rotor 200. A face polar da sapata polar principal 104b é excêntrica com a superfície circunferencial externa do rotor 200, ou seja, um centro de círculo associado com a face polar da sapata polar principal 104b é desviado de um centro de rotação do rotor 200. Os comprimentos circunferenciais das sapatas polares auxiliares 105a e 105b de cada segundo dente 105 são iguais um ao outro. A face polar das sapatas polares auxiliares 105 a é excêntrica com a superfície circunferencial externa do rotor 200. A face polar das sapatas polares auxiliares 105b é excêntrica com a superfície circunferencial externa do rotor 200, ou seja, um centro de círculo associado com a face polar da sapata polar auxiliar 105b é desviado de um centro de rotação do rotor 200. Por conseguinte, cada um dos interstícios de ar 107 tem uma espessura irregular, e é considerado assimétrico com a uma linha central de um correspondente do primeiro dente 104 e do segundo dente 105, de modo que o motor 500 tenha capacidade de partida diferente em direções de partida opostas.

[0075] As ranhuras que se estendem axialmente 117 são definidas em uma superfície lateral externa radial de cada ponte magnética 116. O número das ranhuras axiais que se estendem axialmente 117 em cada ponte magnética 116 é um número ímpar. Nesta forma de realização, o número de ranhuras que se estendem axialmente 117 é três. As ranhuras tipo árvores que se estendem axialmente são arranjadas espaçadamente em uma direção circunferencial da ponte magnética 116. De um modo preferido, uma seção transversal de cada uma das ranhuras 117 é em forma de U. Pelo menos uma das ranhuras que se estendem axialmente em cada ponte magnética 116 é comunicada com os recortes 106 adjacentes à ponte magnética 116.

[0076] Nesta forma de realização, uma camada de primeira laminação do núcleo do estator 101a e uma camada da segunda laminação do núcleo do estator 101b são altemativamente empilhadas no núcleo do estator 101. Deve ser entendido que, altemativamente, o empilhamento de uma pluralidade de primeiras laminações do núcleo do estator 101a com uma segunda pluralidade de laminações do núcleo do estator 101b, também é possível. Décima Forma de Realização [0077] Fazendo referência às Fig. 20 e Fig. 21, fazendo referência à Fig. 7, esta forma de realização difere da primeira forma de realização principalmente pelo fato de que: cada um dos interstícios de ar 107 tem uma espessura regular, e é assimétrico em relação a uma linha central de um correspondente do primeiro dente 104 e os segundos dentes 105, de modo que o motor 500 tenha capacidade de partida diferente em direções de partida opostas. O comprimento circunferencial da sapata polar principal 104a de cada primeiro dente 104 é maior do que o da sapata polar principal 104b do primeiro dente 104b. As faces polares das sapatas polares principais 104a e 104b de cada primeiro dente 104 são localizadas em uma mesma superfície circunferencial concêntrica com a superfície circunferencial externa do rotor 200, ou seja, um centro de círculo associado com as faces polares das sapatas polares principais 104a e 104b coincide com o centro de rotação do rotor 200. O comprimento circunferencial da sapata polar auxiliar 105a de cada segundo dente 105 é maior do que o da sapata polar auxiliar 105b do segundo dente 105b. As faces polares das sapatas polares auxiliares 105a e 105b de cada segundo dente 105 são localizadas em uma mesma superfície circunferencial concêntrica com a superfície circunferencial externa do rotor 200, ou seja, um centro de círculo associado com as faces polares das sapatas polares auxiliares 105a e 105b coincide com o centro de rotação do rotor 200.

[0078] Como mostrado na Fig. 22, uma camada da primeira laminação do núcleo do estator 101a e uma camada da segunda laminação do núcleo do estator 101b podem ser altemativamente empilhadas no núcleo do estator 101. Deve ser entendido que também é possível empilhar, altemativamente, uma pluralidade das primeiras laminações do núcleo do estator 101a com uma pluralidade de segundas laminações do núcleo do estator 101b.

[0079] Com referência às Figs. 5, 6, 8, e 9, o rotor 200 pode ser qualquer uma das estruturas tal como descrita acima. Décima Primeira Forma de Realização [0080] Fazendo referência às Fig. 23 e Fig. 24, esta forma de realização difere da primeira forma de realização principalmente pelo fato de que: furos atravessantes que se estendem axialmente 118, em vez de ranhuras que se estendem axialmente 117, são definidos na ponte magnética 116. A provisão do furo atravessante 118 de igual modo pode aumentar a relutância magnética. O número dos furos atravessantes 118 em cada ponte magnética 116 é um número ímpar. Nesta forma de realização, o número de furos atravessantes 118 é três. Os furos atravessantes 118 são arranjados espaçadamente ao longo de uma direção circunferencial da ponte magnética 116, com um meio de um dos furos atravessantes 118 maior do que as laterais de diâmetro. De modo que a área central da ponte magnética 116 tenha a relutância magnética máxima. Décima Segunda Forma de Realização [0081] Fazendo referência à Fig. 25 e Fig. 26, esta forma de realização difere da primeira forma de realização principalmente pelo fato de que: furos atravessantes que se estendem axialmente 118, em vez de ranhuras que se estendem axialmente 117, são definidos na ponte magnética 116. A provisão do furo atravessante 118 de igual modo pode aumentar a relutância magnética. O número dos furos atravessantes 118 em cada ponte magnética 116 é um número ímpar. Nesta forma de realização, o número de furos atravessantes 118 é três. Os furos atravessantes 118 são arranjados espaçadamente ao longo de uma direção circunferencial da ponte magnética 116, com um meio de um dos furos atravessantes 118 maior do que as laterais de diâmetro. De modo que a área central da ponte magnética 116 tenha a relutância magnética máxima.

[0082] Como mostrado na Fig. 27, uma camada da primeira laminação do núcleo do estator 101a e uma camada da segunda laminação do núcleo do estator 101b podem ser altemativamente empilhadas no núcleo do estator 101. Deve ser entendido que também é possível empilhar, altemativamente, uma pluralidade de primeiras laminações do núcleo do estator 101a com uma pluralidade de segundas laminações do núcleo do estator 101b.

[0083] Embora a invenção seja descrita com referência a uma ou mais formas de realização preferenciais, deve ser entendido pelos habilitados na técnica que várias modificações são possíveis. Portanto, o escopo da invenção deve ser determinado com referência às reivindicações a seguir.

REIVINDICAÇÕES

Claims (10)

1. Motor sem escovas, caracterizado pelo fato de compreender: um estator compreendendo um núcleo do estator e um enrolamento, o núcleo do estator compreendendo: uma culatra; dois primeiros dentes opostos conectados à culatra, o enrolamento enrolado em tomo dos dois primeiros dentes; e dois segundos dentes conectados à culatra, os segundos dentes evitando ser enrolados com qualquer enrolamento, o primeiro dente e o segundo dente sendo altemativamente arranjados ao longo de uma direção circunferencial da culatra, cada um dos primeiros dentes compreendendo duas sapatas polares principais se estendendo em caminhos opostos ao longo da direção circunferencial, cada um dos segundos dentes compreendendo duas sapatas polares auxiliares que se estendem em caminhos opostos ao longo da direção circunferencial, um rotor rotativamente recebido em um espaço cooperativamente definido entre as sapatas polares principais dos dois primeiros dentes e as sapatas polares auxiliares dos dois segundos dentes; e que os interstícios de ar são formados entre uma superfície circunferencial externa do rotor e respectivas faces polares dos primeiros dentes e dos segundos dentes, cada um dos interstícios de ar tem ainda uma espessura regular, e é simétrico em relação a uma linha central de um correspondente dos primeiros dentes e dos segundos dentes.

2. Motor sem escovas de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma pluralidade de aberturas tipo fenda é definida entre as sapatas polares principais e as sapatas polares auxiliares adjacentes, as aberturas tipo fenda se estendem axialmente através do núcleo do estator, as sapatas polares principais e as sapatas polares auxiliares adjacentes são interrompidas pelas aberturas tipo fenda, cada uma das aberturas tipo fenda tem uma largura maior do que uma espessura radial mínima dos interstícios de ar e não maior do que quatro vezes da espessura radial mínima dos interstícios de ar.

3. Motor sem escovas de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os comprimentos circunferenciais das sapatas polares principais de cada primeiro dente são iguais, os comprimentos circunferenciais das sapatas polares auxiliares de cada segundo dente são iguais.

4. Motor sem escovas de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que as faces polares das sapatas polares principais de cada dente são localizadas em uma mesma superfície circunferencial concêntrica com a superfície circunferencial externa do rotor; as faces polares das sapatas polares auxiliares de cada segundo dente são localizadas em uma mesma superfície circunferencial concêntrica com a superfície circunferencial externa do rotor.

5. Motor sem escovas de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada um dos primeiros dentes e dos segundos dentes define uma ranhura de posicionamento voltada para o rotor, e, respectivamente, localizado entre as duas sapatas polares principais de um primeiro dente correspondente, ou entre as duas sapatas polares auxiliares do segundo dente correspondente.

6. Motor sem escovas de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que cada uma das ranhuras de posicionamento é localizada na linha central circunferencial de um dos primeiros dentes ou dos segundos dentes.

7. Motor sem escovas de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as sapatas polares principais são conectadas à sapata polar auxiliar adjacente através de pontes magnéticas tendo uma relutância magnética maior que a das sapatas polares principais e a das sapatas polares auxiliares.

8. Motor sem escovas de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o núcleo do estator compreende primeiras laminações do núcleo do estator e segundas laminações do núcleo do estator empilhadas, as sapatas polares principais são conectadas às sapatas polares auxiliares adjacentes nas primeiras laminações do núcleo do estator através das pontas magnéticas, as sapatas polares principais e as sapatas polares auxiliares adjacentes nas segundas laminações do núcleo do estator são interrompidas.

9. Motor sem escovas de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os primeiros dentes e a culatra são separadamente formados, cada um dos primeiros dentes é operativamente conectado à culatra com uma estrutura de engate de rebaixo-protuberância.

10. Motor sem escovas de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a estrutura de engate de rebaixo-protuberância compreende uma espiga em cauda de andorinha formada em uma extremidade do primeiro dente e uma caixa em cauda de andorinha arranjadas em uma superfície lateral interna da culatra adaptada para engatar com a espiga em cauda de andorinha.