BR102017006619A2

BR102017006619A2 - Motor de corrente contínua de ímã permanente, e, módulo de ventoinha de resfriamento

Info

Publication number: BR102017006619A2
Application number: BR102017006619-3A
Authority: BR
Inventors: Rui Feng Qin; Fei Liu
Original assignee: Johnson Electric International AG
Priority date: 2016-04-01
Filing date: 2017-03-30
Publication date: 2021-03-09
Also published as: CN107294334B; CN107294334A; US20170288498A1; DE102017106783A1; JP2017195762A; BR102017006619B1; US10985630B2; JP7109886B2

Abstract

motor de corrente contínua de ímã permanente, e, módulo de ventoinha de resfriamento. um módulo de ventilador de resfriamento (100) inclui um ventilador (80) e um motor pmdc (50). o motor pmdc (50) inclui um estator (10) e um rotor (20). o estator (10) tem 2p polos magnéticos. o rotor (20) inclui um eixo rotativo (21), um núcleo rotativo (22), um comutador (23), e um enrolamento (24). o núcleo do rotor (22) inclui m×p dentes de polo. o comutador inclui k×m×p segmentos de comutador. dentes de polo adjacentes definem entre si fendas de enrolamento para receber o enrolamento. o enrolamento inclui unidades de enrolamento, cada qual tendo p bobinas. cada uma das duas extremidades de cada unidade de enrolamento inclui uma linha de saída conectada ao segmento do comutador. quaisquer duas linhas de saída que se estendem para fora de diferentes fendas de enrolamento são espaçadas uma da outra em locais fora dos segmentos de comutador.

Description

MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA DE ÍMÃ PERMANENTE, E, MÓDULO DE VENTOINHA DE RESFRIAMENTO

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] Esta invenção se refere a motores de corrente contínua e, em particular, a um motor de corrente contínua de ímã permanente e a um módulo de ventilador de resfriamento tendo o motor de corrente contínua de ímã permanente.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Motores de corrente contínua de ímã permanente (PMDC) têm sido amplamente usados em muitas aplicações. Em uma aplicação, o motor PMDC é usado como um motor de ventilador para resfriar um motor de veículo. Por causa das exigências de segurança em veículo, o motor de ventilador precisa ter segurança e confiabilidade mais estritas do que em outras aplicações.

[003] O motor PMDC tipicamente inclui um rotor enrolado com um comutador. Este tipo de rotor inclui uma pluralidade de dentes de polo nos quais um enrolamento do induzido é enrolado. O enrolamento envolve os dentes de polo para formar unidades de bobina. As unidades de bobina têm linhas de saída conectadas a segmentos do comutador. Se as linhas de saída das unidades de bobina que são conectadas nos segmentos de comutador se interceptarem, curto-circuito pode ocorrer facilmente, que pode causar mau funcionamento do motor.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[004] Assim, existe um desejo de um motor PMDC com desempenho estável e um módulo de ventilador de resfriamento usando o motor PMDC.

[005] Uma modalidade da presente invenção fornece um motor de corrente contínua de ímã permanente, compreendendo: um estator tendo 2P polos magnéticos, onde P é um número inteiro maior que um; e um rotor montado rotacionalmente no estator, o rotor compreendendo um eixo rotativo, um núcleo rotativo afixado no eixo rotativo, um comutador, e um enrolamento, o núcleo do rotor compreendendo m×P dentes de polo, onde m é um número ímpar maior que um, o comutador compreendendo k×m×P segmentos de comutador, k sendo igual a 1 ou 2; em que o enrolamento compreende uma pluralidade de unidades de enrolamento, cada qual tendo P bobinas diretamente conectadas em série, as P bobinas são respectivamente enroladas em P dentes de polo tendo a mesma fase, duas extremidades de cada unidade de enrolamento são diretamente conectadas aos segmentos de comutador do comutador, e extremidades das linhas de saída nas duas extremidades de todas as unidades de enrolamento que estão próximas dos segmentos de comutador não se interceptam.

[006] Preferivelmente, o enrolamento é enrolado por um fio contínuo.

[007] Preferivelmente, a linha de saída de uma das unidades de enrolamento do enrolamento se estende a partir da última das unidades de enrolamento e é conectada a um segmento do comutador correspondente ou um outro segmento do comutador com o mesmo potencial do segmento do comutador correspondente depois de se estender através de um ou dois dentes de polo adjacentes, de uma maneira tal que um terminal do fio da unidade de enrolamento fique espaçado das extremidades das linhas de saída de outras unidades de enrolamento localizadas próximas ao segmento do comutador.

[008] Preferivelmente, o enrolamento compreende n camadas, onde n é um número inteiro maior que zero, mas menor que P, cada camada compreende k×m unidades de enrolamento, cada segmento do comutador de uma parte dos k×m×P segmentos de comutador é conectada a 2n unidades de enrolamento ao mesmo tempo, cada segmento do comutador de uma outra parte dos k×m×P segmentos de comutador é conectada a n unidades de enrolamento ao mesmo tempo, e os demais segmentos de comutador dos k×m×P segmentos de comutador não são conectados a nenhuma das unidades de enrolamento.

[009] Preferivelmente, nas 2n unidades de enrolamento conectadas a um segmento do comutador compartilhado, n unidades de enrolamento são enroladas em uma direção no sentido horário, e as outras n unidades de enrolamento são enroladas em uma direção no sentido anti-horário.

[0010] Preferivelmente, k é igual a dois, n é igual a um, e cada dente de polo é enrolado com duas bobinas que pertencem a duas unidades de enrolamento, respectivamente. Alternativamente, k é igual a dois, n é igual a um, e cada dente de polo é enrolado com quatro bobinas que pertencem a quatro unidades de enrolamento, respectivamente.

[0011] Preferivelmente, o rotor compreende adicionalmente fios equalizadores para conectar segmentos de comutador tendo o mesmo potencial.

[0012] Preferivelmente, o motor de corrente contínua compreende adicionalmente uma escova positiva e uma escova negativa para serem eletricamente conectadas com os segmentos de comutador do comutador; as kxm unidades de enrolamento de cada camada do enrolamento formam duas derivações paralelas eletricamente conectadas com a escova positiva e a escova negativa.

[0013] Preferivelmente, P é igual a três, m é igual a três, e o motor de corrente contínua é um motor de nove fendas e seis polos. Alternativamente, P é igual a quatro, m é igual a três, e o motor de corrente contínua é um motor de doze fendas e oito polos. Alternativamente, P é igual a dois, m é igual a três, e o motor de corrente contínua é um motor de seis fendas e quatro polos.

[0014] Uma modalidade da presente invenção fornece adicionalmente um módulo de ventilador de resfriamento. O módulo de ventilador de resfriamento inclui um ventilador e qualquer motor de corrente contínua de ímã permanente supradescrito.

[0015] Em comparação com a tecnologia anterior, as modalidades apresentadas da presente invenção têm as seguintes vantagens: as linhas de saída das unidades de enrolamento que são conectadas nos segmentos de comutador não se interceptam, que pode efetivamente evitar curto-circuito das unidades de enrolamento e assegurar operação normal do motor.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0016] A Fig. 1 ilustra um módulo de ventilador de resfriamento de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0017] A Fig. 2 é uma vista explodida de um motor PMDC do módulo de ventilador de resfriamento da Fig. 1.

[0018] A Fig. 3 ilustra um rotor do motor PMDC da Fig. 2.

[0019] A Fig. 4 é uma vista de desenvolvimento do rotor da Fig. 3.

[0020] A Fig. 5 ilustra a conexão entre o enrolamento e os dentes de polo e segmentos de comutador.

[0021] A Fig. 6 ilustra uma porção do esquema de enrolamento do rotor da Fig. 4.

[0022] A Fig. 7 ilustra conexão de circuito entre o enrolamento e segmentos de comutador da Fig. 4 e as escovas do estator.

[0023] A Fig. 8 ilustra conexão de circuito entre o enrolamento, segmentos de comutador e escovas do estator de acordo com uma outra modalidade.

[0024] A Fig. 9 ilustra maneiras de um enrolamento alternativo do rotor da Fig. 3.

[0025] A Fig. 10 ilustra uma porção de esquema de enrolamento do rotor da Fig. 9.

[0026] A Fig. 11 ilustra maneiras de um enrolamento alternativo do rotor da Fig. 3.

[0027] A Fig. 12 ilustra uma porção do esquema de enrolamento do rotor da Fig. 11.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

[0028] Modalidades e vantagens da presente invenção serão descritas como se segue com referência aos desenhos anexos. Deve-se notar que as figuras são meramente ilustrativas, e não restritivas. Deve-se também notar que as figuras visam somente facilitar a descrição e não estão desenhadas em escala.

[0029] Referindo-se à Fig. 1, o módulo de ventilador de resfriamento 100 da presente invenção inclui um ventilador 80, e um alojamento 90 para ser montado de forma justa em um dissipador de calor ou uma outra parte de montagem. O alojamento 90 suporta um motor de corrente contínua de ímã permanente (PMDC) 50 que aciona o ventilador 80 para gerar fluxo de ar de resfriamento.

[0030] Referindo-se à Fig. 2, o motor PMDC 50 inclui um estator 10 e um rotor 20.

[0031] O estator 10 inclui um revestimento externo 11 com uma extremidade aberta, um ímã permanente 12 montado em uma superfície de parede interna do revestimento externo 11, uma tampa de extremidade 13 anexável na extremidade aberta, um mancal 14 montado no revestimento externo 11, e um mancal 15 montado na tampa de extremidade 13. Se P for usado para representar o número de pares de polos de polos magnéticos do motor PMDC 50, o ímã permanente 12 forma seis polos magnéticos e, portanto, P é três nesta modalidade.

[0032] Referindo-se também à Fig. 3, o rotor 20 inclui um eixo rotativo 21, um núcleo do rotor 22, um comutador 23 afixado no eixo rotativo 21, e um enrolamento 24 enrolado no núcleo do rotor 22. Duas extremidades do eixo rotativo 21 são suportadas por dois mancais 14, 15, respectivamente, de maneira tal que o rotor 20 é capaz de girar em relação ao estator 10.

[0033] O núcleo do rotor 22 inclui uma pluralidade de dentes de polo, cada dois dentes de polo adjacentes definindo uma fenda de enrolamento entre eles, para receber bobinas do enrolamento 24. O número dos dentes de polo do rotor 20 é um número ímpar vezes o número dos pares de polos. Se o número dos pares de polos do rotor 20 for representado por m×P, m é um número ímpar maior que um. Nesta modalidade, P é três, m é também três, e o número dos pares de polos do rotor 20 é nove.

[0034] O comutador 23 inclui uma pluralidade de segmentos de comutador. Nesta modalidade, o número dos segmentos de comutador é duas vezes do número dos dentes de polo, isto é, dezoito. Se o número dos segmentos de comutador for representado por kx(mxP), k é igual a dois. Em uma outra modalidade, o número dos segmentos de comutador pode ser igual ao número dos dentes de polo, isto é, k é igual a um.

[0035] O enrolamento 24 inclui uma pluralidade de bobinas, cada qual enrolada em um correspondente dos dentes de polo. Nesta modalidade, o número das bobinas é oito, e cada dos dentes de polo é enrolado com duas bobinas.

[0036] Referindo-se à Fig. 4, fios equalizadores, os segmentos de comutador e os dentes de polo do rotor 20 são linearmente apresentados pela vista de desenvolvimento. Os segmentos do comutador 22 são representados por K1-K18. Cada três dos segmentos de comutador corresponde aos polos magnéticos do estator 10 com a mesma polaridade, tais como S polos, isto é, tendo o mesmo potencial. Todos os três segmentos de comutador são eletricamente conectados através de fios equalizadores correspondentes E1-E6. Os segmentos de comutador K1, K7 e K13 são eletricamente conectados pelo fio equalizador E1, os segmentos de comutador K2, K8 e K14 são eletricamente conectados pelo fio equalizador E2 e, similarmente, os outros segmentos de comutador com mesmo potencial são equipotenciais por fios equalizadores correspondentes.

[0037] Os nove dentes de polo do núcleo do rotor 23 são representados por T1-T9, e as dezoito bobinas do enrolamento 24 são representadas por C1-C9 e C1’-C9’. As bobinas C1-C9 são todas enroladas na direção no sentido horário, enquanto as bobinas C1’-C9’ são todas enroladas na direção no sentido anti-horário. Cada dente de polo Tn é enrolado com duas bobinas Cn e Cn’, onde n é um dos números de 1 a 9.

[0038] Os dentes de polo T1-T9 do núcleo do rotor 23 podem ser divididos em três grupos de acordo com sua fase, cada grupo incluindo três dentes de polo com a mesma fase. Uma distância angular entre os dentes de polo no mesmo grupo é igual a uma distância angular entre os polos do estator com a mesma polaridade. Quando o rotor 20 gira em relação ao estator 10, os dentes de polo de cada grupo são alinhados com os polos magnéticos com a mesma polaridade, tais como S polos, ao mesmo tempo. Por exemplo, quando o dente de polo T1 é alinhado com um polo S do estator 20, os dentes de polo T4 e T7 tendo a mesma fase do dente de polo T1 são alinhados com os outros dois polos S do estator 20.

[0039] Referindo-se também à Fig. 5, o processo de enrolamento do enrolamento 24 é adicionalmente descrito a seguir. Nesta modalidade, um fio tem um terminal de partida conectado ao segmento do comutador K1. O fio é então sequencialmente enrolado nos dentes de polo T1, T7 e T4 de um primeiro grupo com a mesma fase em uma direção no sentido horário (CW), e é então conectado ao segmento do comutador K8 para formar uma unidade de enrolamento WA. Especificamente, o fio começa a partir do segmento do comutador K1. Depois de enrolado diversas voltas no dente de polo T1 na direção no sentido horário para formar a bobina C1, o fio se estende diretamente até o dente de polo T7 onde o fio é enrolado diversas voltas no dente de polo T7 ao longo da direção no sentido horário para formar a bobina C7, o fio então se estende diretamente até o dente de polo T4 onde o fio é enrolado diversas voltas no dente de polo T4 para formar a bobina C4, e finalmente o fio é conectado no segmento do comutador K8. Neste caso, as bobinas C1, C7 e C4 são conectadas diretamente em série. Nesta descrição e nas reivindicações, as bobinas que são conectadas diretamente em série são referidas como uma unidade de enrolamento que conecta nos segmentos de comutador correspondentes somente e seus dois terminais. Ou seja, a unidade de enrolamento conecta diretamente somente a dois segmentos de comutador, e quaisquer duas bobinas adjacentes são conectadas diretamente entre si, mas não conectadas a nenhum segmento do comutador. Especificamente, com relação à unidade de enrolamento WA, ela conecta aos segmentos de comutador K1 e K8 em seus dois terminais, onde o segmento do comutador K8 tem a mesma fase do segmento do comutador K2 que é adjacente ao segmento inicial K1 e, entre todos os segmentos que têm a mesma fase do K2, o segmento do comutador K8 é o mais próximo do dente de polo T4.

[0040] Depois de conectado no segmento do comutador K8, o fio é sequencialmente enrolado nos dentes T3, T6, T9 de um segundo grupo com a mesma fase em uma direção no sentido anti-horário (CCW) para sequencialmente formar a bobina C3’, C6’, C9’, e é então conectado ao segmento do comutador K15 para formar uma unidade de enrolamento WB’, onde o segmento do comutador K15 tem a mesma fase do segmento do comutador K9 e está mais próximo ao dente de polo T9 do que o segmento do comutador K9. Em seguida, o fio é sequencialmente enrolado nos dentes T8, T5, T2 de um terceiro grupo com a mesma fase na direção no sentido horário para sequencialmente formar as bobinas C8, C5, C2, e é então conectado ao segmento do comutador K4 para formar uma unidade de enrolamento WC, onde o segmento do comutador K4 tem a mesma fase do segmento do comutador K16 e está mais próximo ao dente de polo T2 do que o segmento do comutador K16. O fio é então sequencialmente enrolado nos dentes T1, T4, T7 do primeiro grupo com a mesma fase na direção no sentido anti-horário para sequencialmente formar as bobinas C1’, C4’, C7’, e é então conectado ao segmento do comutador K11 para formar uma unidade de enrolamento WA’, onde o segmento do comutador K11 tem a mesma fase do segmento do comutador K5 e está mais próximo ao dente de polo T7 do que o segmento do comutador K5. O fio é então sequencialmente enrolado nos dentes T6, T3, T9 do segundo grupo com a mesma fase na direção no sentido horário para sequencialmente formar a bobina C6, C3, C9, e é então conectado ao segmento do comutador K18 para formar uma unidade de enrolamento WB, onde o segmento do comutador K18 tem a mesma fase do segmento do comutador K12 e está mais próximo ao dente de polo T7 do que o segmento do comutador K12. O fio é sequencialmente enrolado nos dentes T8, T2, T5 do terceiro grupo com a mesma fase na direção no sentido anti-horário para sequencialmente formar as bobinas C8’, C2’, C5’.

[0041] Referindo-se também à Fig. 6, entretanto, se, depois de enrolado no dente de polo T5, o terminal do fio for diretamente conectado ao segmento do comutador K7, isto é, conectado ao segmento do comutador que está mais próximo ao dente de polo T5 entre todos os segmentos de comutador tendo a mesma fase do segmento do comutador K1 adjacente ao segmento do comutador K18, como indicado pela linha tracejada conectada entre o dente de polo T5 e o segmento do comutador K7 mostrado na Fig. 6, o terminal do fio interceptará uma linha de saída da bobina C3’ conectada ao segmento do comutador K8, que pode facilmente causar curto-circuito do motor durante operação. Portanto, o fio é enrolado de uma maneira diferente nesta invenção, de maneira tal que, depois de enrolado no dente de polo T5 para formar a bobina C5’, o terminal do fio se estende através do dente de polo T4 a partir de um lado inferior do dente de polo T4, através da fenda de enrolamento entre os dentes de polo T4 e T3, e é então conectado ao segmento do comutador K7, por meio disto impedindo que o terminal do fio intercepte uma outra linha de saída em locais próximos ao comutador. As linhas de saída conectadas aos segmentos de comutador K7 e K8 como mostrado parecem interceptar. Entretanto, as duas linhas de saída saem da mesma fenda de enrolamento entre os dentes de polo T3 e T4 e, portanto, durante o processo de enrolamento, as duas linhas de saída se interceptam na fenda de enrolamento ou em um local próximo à fenda de enrolamento, as não se interceptam em locais próximos ao comutador. Portanto, nesta invenção, as linhas de saída que se estendem para fora de diferentes fendas de enrolamento não se interceptam. Além do mais, as situações “não se interceptam” como descrito nesta invenção não se aplica às linhas de saída conectadas ao mesmo segmento do comutador.

[0042] Como pode-se ver pelo processo de enrolamento citado, cada dente é enrolado com duas bobinas que pertencem a duas diferentes unidades de enrolamento, respectivamente. Duas extremidades das duas unidades de enrolamento são conectadas a diferentes segmentos de comutador. Por exemplo, o dente de polo T1 é enrolado com duas bobinas C1 e C1’, as bobinas C1 e C1’ pertencem a diferentes unidades de enrolamento WA e WA’, respectivamente, e as diferentes unidades de enrolamento são conectadas a diferentes segmentos de comutador.

[0043] Nesta invenção, cada unidade de enrolamento é diretamente conectada a dois segmentos de comutador. Nesses dois segmentos de comutador, um segmento do comutador tem o mesmo potencial que um outro segmento do comutador adjacente ao outro segmento do comutador. Por exemplo, a unidade de enrolamento WA é conectada nos segmentos de comutador K1 e K8, os segmentos de comutador K8 e K2 têm o mesmo potencial, e o segmento do comutador K2 é adjacente ao segmento do comutador K1. Similarmente, K1 e K7 têm o mesmo potencial, e K7 é adjacente a K8. O circuito é equivalente quando a bobina é conectada a um segmento do comutador tendo o mesmo potencial. Ou seja, os dois terminais da unidade de enrolamento WA podem ser conectados a segmentos de comutador adjacentes K1 e K2. Alternativamente, um dos dois terminais pode ser conectado ao segmento do comutador K1, e o outro terminal é conectado a um segmento do comutador que tem o mesmo potencial do segmento do comutador K2, tal como o segmento do comutador K8 ou K14. Altemativamente, os dois terminais podem ser conectados aos segmentos de comutador K7 e K8, ou conectados aos segmentos de comutador K13 e K14. No geral, os dois terminais da unidade de enrolamento podem ser conectados a um par de segmentos de comutador adjacentes, e qualquer dos dois segmentos de comutador adjacentes pode ser substituído por um outro segmento do comutador que tem o mesmo potencial. É preferido minimizar a distância à qual o fio se estende para conectar ao segmento do comutador. Por exemplo, depois que o fio da unidade de enrolamento é enrolado para formar a bobina C4, o fio é conectado no segmento do comutador mais próximo K8 do grupo de segmentos de comutador K2, K8 e K14 tendo o mesmo potencial, em vez de ser conectado nos segmentos de comutador mais distantes K2 e K214, para reduzir ainda mais o tempo de enrolamento e custo de material do fio.

[0044] Deve-se entender que as bobinas de uma unidade de enrolamento são enroladas nos dentes de polo tendo a mesma fase e, portanto, essas bobinas têm também a mesma fase, isto é, elas são alinhadas com os polos magnéticos do estator tendo a mesma polaridade ao mesmo tempo. As bobinas na mesmo unidade de enrolamento podem ser enroladas em uma sequência diferente daquela ilustrada na modalidade anterior. Por exemplo, os dentes de polo T1, T7 e T4 têm a mesma fase, e as bobinas correspondentes C1, C7 e C4 têm também a mesma fase. Portanto, a sequência de enrolamento das bobinas C1, C7 e C4 pode ser ajustada dependendo das reais exigências. Por exemplo, a bobina C1 pode ser enrolada primeiro, seguida pelo enrolamento das bobinas C4 e C7.

[0045] Referindo-se também à Fig. 7, o motor CC desta modalidade inclui dois pares de escovas. Cada par de escovas inclui uma escova positiva B+ e uma escova negativa B-, e as dezoito bobinas do motor CC formam um total de duas derivações paralelas, cada qual conectada entre a escova positiva B+ e a escova negativa B-, com cada derivação incluindo nove bobinas.

[0046] O rotor do motor CC desta modalidade forma um total de seis unidades de enrolamento, cada qual incluindo três bobinas diretamente conectadas em série. A seguir, a regra do número das unidades de enrolamento e das bobinas do rotor do motor CC da presente invenção é descrita com detalhes.

[0047] Nesta modalidade, todas as unidades de enrolamento são diferentes entre si, tanto nos dentes de polo nos quais as unidades de enrolamento são enroladas, quanto na direção de enrolamento. Este tipo de enrolamento é referido como um enrolamento de uma única camada. Deve-se entender que, se um enrolamento do rotor inclui pelo menos um par de unidades de enrolamento, cada par de unidades de enrolamento inclui duas unidades de enrolamento paralelas que são idênticas tanto nos dentes de polo nos quais as unidades de enrolamento são enroladas quanto na direção de enrolamento, este tipo de enrolamento é referido como um enrolamento de camada dupla. Nota-se que, uma vez que o número das bobinas de cada unidade de enrolamento é igual ao número dos dentes de polo de um grupo tendo a mesma fase, se o enrolamento do rotor for um enrolamento de uma única camada, então o número das unidades de enrolamento do rotor pode ser representado por k×m. Pode-se assim deduzir que, se o enrolamento do rotor for um enrolamento de n camadas, então o número das unidades de enrolamento do rotor pode ser representado por n×k×m.

[0048] A Fig. 8 é um diagrama mostrando a conexão de circuito das escovas, enrolamento do rotor e segmentos de comutador de um motor CC de acordo com uma outra modalidade da presente invenção. O motor CC é também um motor CC de nove fendas de seis polos tendo dezoito segmentos de comutador, isto é, o número de polos 2P é seis, e o número de dente m×P é nove, isto é, m é igual a três; o número dos segmentos de comutador é duas vezes o número de dentes, isto é, k é igual a dois. A modalidade da Fig. 8 difere da modalidade da Fig. 7 basicamente em que o enrolamento do motor CC da Fig. 8 é um enrolamento de camada dupla, isto é, n é igual a dois, e o número das unidades de enrolamento e o número das bobinas são duas vezes daqueles do motor CC da Fig. 3, respectivamente.

[0049] Especificamente, o motor CC da Fig. 7 inclui seis (n×k×m=1×2×3=6) unidades de enrolamento, cada qual tendo três (P) bobinas diretamente conectadas em série, e o motor CC da Fig. 8 inclui doze (nxkxm= 2x2x3=12) unidades de enrolamento, cada qual tendo as mesmas três bobinas. As doze unidades de enrolamento formam um total de seis pares de unidades de enrolamento, cada par incluindo duas unidades de enrolamento paralelas. Nesta modalidade, as duas unidades de enrolamento são idênticas nos dentes de polo nos quais as unidades de enrolamento são enroladas, na direção de enrolamento, e nos segmentos de comutador aos quais as unidades de enrolamento são conectadas.

[0050] Na modalidade ilustrada na Fig. 8, o número total das bobinas é quatro vezes o número de dentes. Portanto, cada dente é enrolado com quatro bobinas que pertencem a quatro unidades de enrolamento, respectivamente. Nas quatro unidades de enrolamento, duas unidades de enrolamento são conectadas em paralelo e cada qual tem duas extremidades conectadas no mesmo par de segmentos de comutador, isto é, as duas unidades de enrolamento pertencem ao mesmo par de unidades de enrolamento, enquanto as outras unidades de enrolamento são conectadas em paralelo e cada qual tem duas extremidades conectadas a um outro par de segmentos de comutador, isto é, as outras duas unidades de enrolamento pertencem a um outro mesmo par de unidades de enrolamento. Por exemplo, o dente T5 é enrolado com duas bobinas C5 e duas bobinas C5’. As duas bobinas C5 são enroladas em uma camada interna e uma camada externa (ou uma primeira camada e uma segunda camada), respectivamente, e pertencem a duas unidades de enrolamento tendo duas extremidades conectadas ao mesmo par de segmentos de comutador K15 e K4. As outras duas bobinas C5’ são enroladas na camada interna e na camada externa (ou na primeira camada e na segunda camada) e pertencem a duas unidades de enrolamento tendo duas extremidades conectadas a um outro par de segmentos de comutador K7 e K18.

[0051] Referindo-se também à Fig. 9 à Fig. 12, deve-se entender que a trajetória de extensão do terminal do fio pode ser modificada, desde que o terminal do fio e as linhas de saída das duas extremidades de todas as unidades de enrolamento não se interceptem. Especificamente, depois de enrolado no dente de polo T5 na direção no sentido anti-horário para formar a bobina C5’, o terminal do fio sequencialmente se estende através do dente de polo T4 a partir de um lado superior do dente de polo T4 e então através do dente de polo T3 a partir de um lado inferior do dente de polo T3, e é então conectado em e termina no segmento do comutador K7; o terminal do fio e cada das linhas de saída de outras unidades de enrolamento não se interceptam (Fig. 9 e Fig. 10). Alternativamente, depois de enrolado no dente de polo T5 na direção no sentido anti-horário para formar a bobina C5’, o terminal do fio se estende através dos dentes de polo T6, T7 a partir de um lado inferior dos dentes de polo T6, T7, e é então conectado em e termina no segmento do comutador K13 tendo o mesmo potencial do segmento do comutador K1; o terminal do fio e cada das linhas de saída de outras unidades de enrolamento não se interceptam (Fig. 11 e Fig. 12).

[0052] Deve-se entender que, em outras modalidades, o número dos polos magnéticos, dentes de polo e segmentos de comutador pode variar, e o número das bobinas conectadas em série da unidade de enrolamento pode variar correspondentemente. Por exemplo, o número dos polos magnéticos é estabelecido para que seja oito ou quatro, o número dos dentes de polo é estabelecido para que seja doze ou seis, e o número dos segmentos de comutador é estabelecido para que seja vinte e quatro ou doze, isto é, o motor CC é um motor CC de doze fendas e oito dentes ou um motor CC de seis fendas e quatro dentes.

[0053] Deve-se entender que, em outras modalidades, a maneira de enrolar o enrolamento 24 pode variar. Por exemplo, o enrolamento pode ser descontínuo, e as duas extremidades de todas as unidades de enrolamento são conectadas a diferentes segmentos de comutador, respectivamente.

[0054] No motor CC do módulo de ventilador de resfriamento, cada unidade de enrolamento inclui P bobinas diretamente conectadas em série, duas extremidades de cada unidade de enrolamento são conectadas aos segmentos de comutador, e as linhas de saída das unidades de enrolamento que são conectadas aos segmentos de comutador não se interceptam, que pode efetivamente evitar curto-circuito das unidades de enrolamento e garantir operação normal do motor.

Claims

Motor de corrente contínua de ímã permanente, caracterizado pelo fato de que compreende:
um estator (10) tendo 2P polos magnéticos, onde P é um número inteiro maior que um; e
um rotor (20) montado rotacionalmente no estator (10), o rotor compreendendo um eixo rotativo (21), um núcleo rotativo (22) afixado no eixo rotativo (21), um comutador (23), e um enrolamento (24), o núcleo do rotor (22) compreendendo m×P dentes de polo, onde m é um número ímpar maior que um, o comutador compreendendo k×m×P segmentos de comutador, k sendo igual a 1 ou 2, dentes de polo adjacentes definindo entre si fendas de enrolamento para receber o enrolamento;
em que o enrolamento (24) compreende uma pluralidade de unidades de enrolamento, cada qual tendo P bobinas diretamente conectadas em série, as P bobinas são respectivamente enroladas em P dentes de polo tendo a mesma fase, cada das duas extremidades de cada unidade de enrolamento compreende uma linha de saída, a linha de saída se estende a partir da unidade de enrolamento na fenda de enrolamento e é diretamente conectada a um segmento do comutador, quaisquer duas linhas de saída que se estendem para fora de diferentes fendas de enrolamento são espaçadas uma da outra em locais fora dos segmentos de comutador.
Motor de corrente contínua de ímã permanente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o enrolamento (24) é enrolado por um fio contínuo.
Motor de corrente contínua de ímã permanente de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a linha de saída de uma das unidades de enrolamento do enrolamento se estende para fora da última das unidades de enrolamento e é conectada a um segmento do comutador correspondente ou um outro segmento do comutador tendo o mesmo potencial do segmento do comutador correspondente depois de se estender através de um ou dois dentes de polo adjacentes, de uma maneira tal que um terminal do fio da unidade de enrolamento fique espaçado das extremidades das linhas de saída de outras unidades de enrolamento localizadas próximas do segmento do comutador.
Motor de corrente contínua de ímã permanente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o enrolamento compreende n camadas, onde n é um número inteiro maior que zero, mas menor que P, cada camada compreende kxm unidades de enrolamento, cada segmento do comutador de uma parte dos k×m×P segmentos de comutador é conectado a 2n unidades de enrolamento ao mesmo tempo, cada segmento do comutador de uma outra parte dos k×m×P segmentos de comutador é conectado a n unidades de enrolamento ao mesmo tempo, e os demais segmentos de comutador dos kxmxP segmentos de comutador não são conectados a nenhuma das unidades de enrolamento.
Motor de corrente contínua de ímã permanente de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que, nas 2n unidades de enrolamento conectadas a um segmento do comutador compartilhado, n unidades de enrolamento são enroladas em uma direção no sentido horário, e as outras n unidades de enrolamento são enroladas em uma direção no sentido anti-horário.
Motor de corrente contínua de ímã permanente de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que,
k é igual a dois, n é igual a um, e cada dente de polo é enrolado com duas bobinas que pertencem às duas unidades de enrolamento, respectivamente; ou
k é igual a dois, n é igual a dois, e cada dente de polo é enrolado com quatro bobinas que pertencem a quatro unidades de enrolamento, respectivamente.
Motor de corrente contínua de ímã permanente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o rotor (20) compreende adicionalmente fios equalizadores para conectar segmentos de comutador tendo o mesmo potencial.
Motor de corrente contínua de ímã permanente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o motor de corrente contínua compreende adicionalmente uma escova positiva e uma escova negativa para serem eletricamente conectadas com os segmentos de comutador do comutador; as k*m unidades de enrolamento de cada camada do enrolamento formam duas derivações paralelas eletricamente conectadas com a escova positiva e a escova negativa.
Motor de corrente contínua de ímã permanente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que,
P é igual a dois, m é igual a três, e o motor de corrente contínua é um motor de seis fendas de quatro polos; ou
P é igual a três, m é igual a três, e o motor de corrente contínua é um motor de nove fendas e seis polos; ou
P é igual a quatro, m é igual a três, e o motor de corrente contínua é um motor de doze fendas e oito polos.
Módulo de ventilador de resfriamento (100), caracterizado pelo fato de que compreende um ventilador (80) e um motor de corrente contínua de ímã permanente (50) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.