BR102020025141A2

BR102020025141A2 - Máquina elétrica girante eletronicamente comutada

Info

Publication number: BR102020025141A2
Application number: BR102020025141-4A
Authority: BR
Inventors: Roger Schipmann Eger; Ramon Gomes Da Silva; Rubens Fernando Missio
Original assignee: Weg Equipamentos Elétricos S/A
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2020-12-09
Publication date: 2021-06-22
Also published as: EP3836366A1; US20210175773A1

Abstract

máquina elétrica girante eletronicamente comutada. a presente invenção refere-se a uma máquina elétrica girante eletronicamente comutada (1) que compreende uma primeira parte de involucro (2) que aloja o núcleo ativo da máquina e uma segunda parte de invólucro (3) que aloja o drive de controle, em que as primeira e segunda partes de invólucro (2, 3) são configuradas de modo que, após conectadas uma a outra, um vão seja formado entre elas; as partes (2, 3) possuindo porções defletoras (4a, 6a) que são configuradas para direcionar um fluxo de ar para o vão.

Description

MÁQUINA ELÉTRICA GIRANTE ELETRONICAMENTE COMUTADA

Campo da invenção

[001] A presente invenção refere-se a uma máquina elétrica girante eletronicamente comutada e, mais especificamente, a uma solução de dissipação térmica para uma máquina elétrica girante eletronicamente comutada.

Fundamentos da invenção

[002] Máquinas elétricas girantes eletronicamente comutadas, tal como motores eletronicamente comutados (motores EC), são máquinas que usam um drive de controle eletrônico para a variação da velocidade da máquina.

[003] Os motores EC compreendem um invólucro com uma primeira parte de invólucro destinada a alojar os componentes do motor e uma segunda parte de alojamento destinada a alojar o drive.

[004] Um dos desafios associados às máquinas elétricas girantes eletronicamente comutadas está relacionado à temperatura alcançada pelas máquinas. De fato, tanto os componentes do motor como os componentes do controle eletrônico geram calor durante a operação, de modo que é necessário desenvolver algum tipo de solução de ventilação para refrigerar os componentes e impedir falhas e mau funcionamento.

[005] Uma das soluções conhecidas para a refrigeração de máquinas EC é prever aberturas de entrada e saída de ar no alojamento, para possibilitar que o ar circule e resfrie os componentes por troca de calor.

[006] Outra solução conhecida é descrita no documento US10291102B2, que descreve um motor incluindo uma carcaça, uma tampa dianteira e um ventilador, em que a tampa dianteira é formada com furos de entrada de ar e com aletas direcionadoras de ar.

[007] Outra solução é descrita no documento EP3043450, que revela um motor com um alojamento substancialmente cilíndrico e um ventilador de resfriamento. O motor inclui ainda uma luva ajustada em torno do alojamento e formada integralmente com uma pluralidade de projeções de captura de vento para receber o fluxo de ar induzido pelo ventilador de resfriamento.

[008] O documento EP2973957 mostra ainda outra solução de ventilação, em que a máquina elétrica inclui um alojamento com pelo menos uma entrada de ar, uma saída de ar e uma passagem de ar que se estende entre a pelo menos uma entrada de ar e a saída de ar. A máquina elétrica também inclui um primeiro dissipador de calor posicionado pelo menos parcialmente dentro da passagem de ar e um segundo dissipador de calor posicionado pelo menos parcialmente dentro da passagem de ar a jusante do primeiro dissipador de calor. Um fluxo de ar de resfriamento através da pelo menos uma entrada de ar flui através da passagem de ar para resfriar o primeiro dissipador de calor e o segundo dissipador de calor antes que o fluxo de ar de resfriamento seja exaurido pela saída de ar.

[009] O documento WO2004023628, por sua vez, descreve uma solução de resfriamento de motor elétrico, em que o motor compreende um primeiro alojamento tendo uma primeira parede definindo um primeiro espaço interior e pelo menos uma abertura disposta sobre uma superfície do primeiro alojamento; um segundo compartimento tendo uma segunda parede definindo um segundo espaço interior e pelo menos uma abertura disposta sobre uma superfície do segundo compartimento.

[0010] Ainda que diferentes soluções de resfriamento tenham sido desenvolvidas, permanece no estado da técnica a necessidade por uma solução de dissipação térmica para uma máquina elétrica girante eletricamente comutada que opere, de forma eficiente, com fluxo de ar em ambos os sentidos axiais, que seja de fácil montagem e que possua dimensões reduzidas.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO

[0011] É um objetivo da presente invenção proporcionar uma máquina elétrica girante eletronicamente comutada com uma solução de dissipação térmica aperfeiçoada.

[0012] É um outro objetivo da presente invenção proporcionar uma máquina elétrica girante eletronicamente comutada com uma solução de dissipação térmica que opere com fluxo de ar em ambos os sentidos axiais (bidirecional).

[0013] É ainda outro dos objetivos da presente invenção proporcionar uma máquina elétrica girante eletronicamente comutada de fácil montagem e manutenção.

[0014] É mais um dos objetivos da presente invenção proporcionar uma máquina elétrica girante eletronicamente comutada que possua dimensões reduzidas.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[0015] A presente invenção contempla uma máquina elétrica girante eletronicamente comutada que compreende uma primeira parte de invólucro que aloja o núcleo ativo da máquina e uma segunda parte de invólucro que aloja o drive de controle, em que:

[0016] as primeira e segunda partes de invólucro são configuradas de modo que, após fixadas uma a outra, um vão seja formado entre elas;

[0017] a primeira parte de invólucro compreende uma placa traseira com pelo menos uma porção defletora;

[0018] a segunda parte de invólucro compreende uma placa dianteira que compreende pelo menos uma porção defletora;

[0019] o vão sendo formado entre a placa traseira e a placa dianteira, de modo que as porções defletoras são configuradas para direcionar um fluxo de ar para o vão.

[0020] Em uma concretização da invenção, as porções defletoras são configuradas em formato côncavo. No entanto, as porções defletoras podem ter quaisquer outros formatos que permitam o direcionamento do fluxo de ar para o vão.

[0021] As primeira e segunda partes de invólucro podem ser dimensionadas de modo que:

[0022] uma porção da superfície da placa traseira recebe diretamente um fluxo de ar fluindo a partir de uma parte traseira da máquina; e uma porção da superfície da placa dianteira recebe diretamente um fluxo de ar fluindo a partir de uma parte dianteira da máquina.

[0023] Em uma concretização da invenção, a porção defletora da placa traseira é formada no perímetro da dita porção de superfície da placa traseira; e a porção defletora da placa dianteira é prevista no perímetro da dita porção de superfície da placa dianteira.

[0024] Nesse sentido, um fluxo de ar pode fluir da parte dianteira da máquina para a parte traseira, sendo que tal fluxo se choca contra a porção defletora da parte traseira e é direcionado para o vão formado entre as placas. Na porção defletora da placa dianteira é formada, devido ao fluxo de ar, uma zona de baixa pressão, que ajuda na exaustão do ar aquecido que se encontra entre as placas.

[0025] De modo análogo, um fluxo de ar pode fluir da parte traseira da máquina para a parte dianteira, sendo que tal fluxo se choca contra a porção defletora da parte dianteira e é direcionado para o vão formado entre as placas. Na porção defletora da placa traseira é formada, devido ao fluxo de ar, uma zona de baixa pressão, que ajuda na exaustão do ar aquecido que se encontra entre as placas.

[0026] Além disso, a placa dianteira pode possuir uma pluralidade de projeções de troca térmica.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0027] A presente invenção será descrita a seguir com mais detalhes, com referências aos desenhos anexos, nos quais:

[0028] Figura 1 - é uma vista em perspectiva da máquina elétrica girante eletronicamente comutada de acordo com uma concretização da presente invenção;

[0029] Figura 2 - é uma vista frontal da máquina elétrica girante eletronicamente comutada de acordo com uma concretização da presente invenção;

[0030] Figura 3 - é uma vista traseira da máquina elétrica girante eletronicamente comutada de acordo com uma concretização da presente invenção;

[0031] Figura 4 - é uma vista em perspectiva da parte de motor da máquina elétrica girante eletronicamente comutada de acordo com uma concretização da presente invenção;

[0032] Figura 5 - é uma vista em perspectiva da parte de drive da máquina elétrica girante eletronicamente comutada de acordo com uma concretização da presente invenção.

[0033] Figura 6 - é uma vista em perspectiva da máquina elétrica girante eletronicamente comutada de acordo com uma concretização da presente invenção; e

[0034] Figura 7 - é uma vista em perspectiva da máquina elétrica girante eletronicamente comutada de acordo com uma concretização da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0035] As figuras 1 a 7 mostram uma concretização da máquina elétrica girante eletronicamente comutada de acordo com a presente invenção.

[0036] Embora as figuras ilustrem um motor elétrico eletronicamente comutado, deve ser entendido que a presente invenção poderia ser aplicada a qualquer máquina elétrica girante eletronicamente comutada ou com eletrônica incorporada.

[0037] Conforme pode ser visto nas figuras, a máquina elétrica eletronicamente comutada 1 compreende uma primeira parte de invólucro de motor 2 e uma segunda parte de invólucro de drive de controle 3. As partes de invólucro de motor 2 e drive de controle 3 são configuradas de modo que, após conectadas uma a outra para formar o invólucro do motor 1, um vão seja formado entre elas.

[0038] A máquina elétrica eletronicamente comutada 1 da presente invenção é projetada para que a dissipação térmica opere com fluxo de ar em ambos os sentidos axiais (bidirecional). Ou seja, para permitir que ocorra dissipação térmica tanto com um fluxo de ar que flua a partir da frente da parte de invólucro de motor 2 quanto a partir da parte traseira da parte de invólucro de drive de controle 3.

[0039] Para tanto, a primeira e segunda partes de invólucro 2 e 3 são dimensionadas de modo que uma parte do fluxo de ar que atinja a máquina 1 em uma das direções axiais seja necessariamente direcionado para o vão formado entre as partes de invólucro 1 e 2.

[0040] Na concretização mostrada nas figuras, a parte de invólucro de motor 2 compreende um corpo aletado com uma parte de carcaça frontal, que pode ser, por exemplo, uma tampa dianteira com uma extremidade de carcaça com um furo de passagem de eixo 5, e uma placa traseira 4, que preferencialmente, possui um formato côncavo e pelo menos uma porção defletora 4a (vide figura 4). Deve ser ressaltado que, em outras concretizações da invenção, a placa traseira 4 poderia ter outro formato, por exemplo, como um formato plano ou aletado.

[0041] A parte de invólucro de drive de controle 3 compreende um corpo de carcaça fechado por uma tampa ou parte de invólucro traseira e por uma placa dianteira 6 que compreende pelo menos uma porção defletora 6a.

[0042] As porções defletoras 4a e 6a são configuradas para direcionar um fluxo de ar que as atinja para o vão, sendo projetadas com formato côncavo ou quaisquer outros formatos que permitam o direcionamento do fluxo de ar para o vão. Assim, um fluxo de ar fluindo a partir da parte frontal da máquina atinge a placa dianteira 6 e tem uma parte direcionada para o vão (vide seta S na figura 7 para o fluxo que flui a partir da parte dianteira).

[0043] Nesse sentido, a porção defletora 6a ajuda a direcionar o fluxo de ar no vão, possibilitando que ele seja refletido e direcionado à parte de motor da máquina.

[0044] De modo análogo, um fluxo de ar fluindo a partir da parte traseira da máquina atinge a placa traseira 4 e tem uma parte direcionada para o vão (vide seta S na figura 6 para o fluxo que flui a partir da parte traseira).

[0045] Nesse sentido, a porção defletora 4a ajuda a direcionar o fluxo de ar no vão, possibilitando que ele seja refletido e direcionado à parte de drive de controle.

[0046] Em uma concretização da invenção, as primeira e segunda partes de invólucro são dimensionadas de modo que, quando o fluxo de ar sobre a máquina flui a partir da parte traseira da máquina, uma porção da superfície da placa traseira 4 recebe diretamente o fluxo de ar fluindo a partir da parte traseira da máquina e quando o fluxo de ar sobre a máquina flui a partir da parte dianteira da máquina, uma porção da superfície da placa dianteira 6 recebe diretamente o fluxo de ar fluindo a partir da parte dianteira da máquina.

[0047] Nessa concretização, a porção defletora 4a é prevista no perímetro da porção de superfície que recebe o fluxo da placa traseira 4. De modo análogo, a porção defletora 6a é prevista no perímetro da porção de superfície que recebe o fluxo da placa dianteira 6.

[0048] Conforme mostrado na figura 5, a placa dianteira 6 pode possuir uma pluralidade de projeções de troca térmica 6b, as quais ajudam na dissipação térmica do calor gerado pela parte de drive.

[0049] Na concretização mostrada nos desenhos, as primeira e segunda partes de invólucro são fixadas por parafusos. No entanto, meios de fixação alternativos poderiam ser utilizados dentro do contexto da presente invenção.

[0050] Tendo sido descrito um exemplo de concretização da presente invenção, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras variações possíveis do conceito inventivo descrito, sendo limitadas tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.

Claims

Máquina elétrica girante eletronicamente comutada (1) que compreende uma primeira parte de invólucro (2) que aloja o núcleo ativo da máquina e uma segunda parte de invólucro (3) que aloja o drive de controle, caracterizada pelo fato que:
as primeira e segunda partes de invólucro (2, 3) são configuradas de modo que, após conectadas uma a outra, um vão seja formado entre elas;
a primeira parte de invólucro (2) compreende uma placa traseira (4) com pelo menos uma porção defletora (4a);
a segunda parte de invólucro (3) compreende uma placa dianteira (6) que compreende pelo menos uma porção defletora (6a);
o vão sendo formado entre a placa traseira (4) e a placa dianteira (6), de modo que as porções defletoras (4a, 6a) são configuradas para direcionar um fluxo de ar para o vão.
Máquina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato que porções defletoras (4a, 6a) são configuradas em formato côncavo.
Máquina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato que: as primeira e segunda partes de invólucro (2, 3) são dimensionadas de modo que:
uma porção da superfície da placa traseira (4) recebe diretamente um fluxo de ar fluindo a partir de uma parte traseira da máquina (1); e
uma porção da superfície da placa dianteira (6) recebe diretamente um fluxo de ar fluindo a partir de uma parte dianteira da máquina (1).
Máquina, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato que:
a porção defletora (4a) da placa traseira (4) é formada no perímetro da dita porção de superfície da placa traseira (4); e
a porção defletora (6a) da placa dianteira (6) é prevista no perímetro da dita porção de superfície da placa dianteira (6).
Máquina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4 caracterizada pelo fato que a placa dianteira (6) possui uma pluralidade de projeções de troca térmica (6b).