BR112012024767B1

BR112012024767B1 - Rotor de uma máquina elétrica com magnetos permanentes embutidos e máquina elétrica

Info

Publication number: BR112012024767B1
Application number: BR112012024767-0A
Authority: BR
Inventors: Maddalena Cirani; Sture Eriksson
Original assignee: Volvo Truck Corporation
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2020-06-16
Also published as: EP2553792B1; JP2013524757A; KR101736396B1; CN102939699A; EP2553792A1; BR112012024767A2; US20130026872A1; US8896175B2; CN102939699B; JP5662557B2; WO2011122996A1; KR20130006493A; EP2553792A4

Abstract

rotor de uma máquina elétrica com magnetos permanentes embutidos e máquina elétrica. a presente invenção se refere a um rotor (40,240) para uma máquina elétrica (10) excitada por pólos magnéticos formados por um mais magnetos permanentes embutidos (50,52), compreendendo um corpo magnético (140) e o um ou mais magnetos permanentes (50,52) associados com o corpo magnético (140) definindo primeiros pólos magnéticos (n) e segundo pólos magnéticos (s) de polaridade magnética alternada ao longo de uma direção de rotor, em que para pelo menos um dos um ou mais magnetos permanentes embutidos (50,52) um segmento de rotor (44) é disposto entre o um ou mais magnetos permanentes embutidos (50,52) e uma primeira superfície (40a) do corpo magnético (140). em concordância com a presente invenção, pelo menos um elemento retentor (60,70) conecta o segmento de rotor (44) para uma porção do corpo magnético (140), em que o segmento de rotor (44) e/ou pelo menos um dos magnetos permanetes embutidos (50,52) é travado por pelo menos um elemento retentor (60,70) e fixado em uma posição radial ou axial no corpo magnético (140), e de que uma área magneticamente não condutiva (60a, 70a) é atribuída embutidos (50,52), em que a área magneticamente não condutiva (60a, 70a) é incluída no pelo menos um elemento retentor (60,70).

Description

“ROTOR PARA UMA MÁQUINA ELÉTRICA E MÁQUINA ELÉTRICA

CAMPO TÉCNICO DA PRESENTE INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere a um rotor para uma máquina elétrica excitada por polos magnéticos formados por um ou mais ímãs permanentes embutidos e a uma máquina elétrica excitada por um tal rotor compreendendo polos formados por um ou mais ímãs permanentes embutidos. DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA

[002] Máquinas elétricas com rotores de ímã permanente (permanent magnet - PM) são conhecidas no estado da técnica. Tais máquinas PM são empregadas como motores, como geradores e como motores-geradores. Várias maneiras são conhecidas para integrar os ímãs permanentes no rotor. Máquinas PM compreendendo ímãs permanentes embutidos são conhecidas para proporcionar, entre outras coisas, proporções de saliência mais altas, torque de relutância mais alto, proteção aumentada contra desmagnetização de ímã e, no caso de máquinas de rotor interno, a eliminação de uma luva de retenção externa em torno do rotor.

[003] Existem, em geral, três tipos de topologias de rotor de máquinas PM conhecidas no estado da técnica: ímã de superfície, ímã de inserção e topologia de rotor de ímã embutido (enterrado, interior). Na topologia de ímã de superfície, os ímãs permanentes repousam sobre a superfície de laminação de rotor em direção à abertura de ar entre rotor e estator, de uma maneira assemelhada a raios, ortogonalmente à abertura de ar. Ar preenche o espaço entre os ímãs

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2/45 permanentes. Na topologia de ímã de inserção, os ímãs permanentes também se voltam para a abertura de ar entre o rotor e o estator, de uma forma similar à da superfície de ímã, mas ferro preenche a abertura entre os ímãs. Na terceira topologia, os ímãs não são colocados em contato com a abertura de ar, como nos casos precedentes, mas os referidos ímãs são inseridos no interior do ferro de rotor em diferentes configurações. As máquinas PM embutidas convencionais utilizam pontes estreitas para prender a estrutura de rotor mecânica. Estas pontes podem ser colocadas na abertura de ar ou entre os ímãs possibilitando que o rotor gire em médias ou altas velocidades, mas ainda existe usualmente algum vazamento de fluxo restante.

[004] Ranhuras e espaços de ar dentro da laminação de rotor são utilizados para substancialmente reduzir o vazamento de fluxo que ocorre nas pontes de ferro resultando em um desempenho de máquina aperfeiçoado.

[005] A patente norte americana US-A6.888.270 apresenta um rotor estruturalmente robusto de uma máquina elétrica com ímãs permanentes embutidos em que elementos de barreira magneticamente não condutivos são posicionados entre as extremidades de ímãs permanentes embutidos, em que o rotor é feito a partir de material em pó.

SUMÁRIO DA PRESENTE INVENÇÃO

[006] Um objetivo da presente invenção é o de proporcionar um rotor de ímã permanente embutido (PM) com desempenho aperfeiçoado e possibilidade para reduzir peso

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3/45 comparado com rotores de ímã permanente embutidos típicos resultando em um desempenho de máquina aperfeiçoado enquanto mantendo as vantagens de ímãs permanentes embutidos.

[007] Um outro objetivo da presente invenção é o de proporcionar uma máquina elétrica de ímã permanente (PM) embutido com desempenho aperfeiçoado comparado com uma máquina elétrica PM convencional com ímãs permanentes embutidos determinando a mesma quantidade de ímãs permanentes embutidos enquanto mantendo as vantagens de ímãs permanentes embutidos.

[008] Um rotor é proposto para uma máquina elétrica excitada por polos magnéticos formados por um ou mais ímãs permanentes embutidos, compreendendo um corpo magnético e o um ou mais ímãs permanentes associados com o corpo magnético definindo primeiros polos magnéticos e segundos polos magnéticos de polaridade magnética alternada ao longo de uma direção de rotor, em que, para pelo menos um dos um ou mais ímãs permanentes embutidos, um segmento de rotor é disposto entre o um ou mais ímãs permanentes embutidos e uma primeira superfície do corpo magnético. Pelo menos um elemento retentor conecta o segmento de rotor para uma parte do corpo magnético.

[009] O segmento de rotor pode ser colocado em uma direção circunferencial em uma carcaça de rotor para uma máquina de fluxo radial ou sobre uma face dianteira do rotor para uma máquina de fluxo axial ou em uma extensão longitudinal para uma máquina linear. Favoravelmente, os elementos retentores travam os

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4/45 ímãs permanentes embutidos e o segmento de rotor diretamente ou indiretamente no corpo magnético. Os elementos retentores podem ser formados, por exemplo, como cunhas que, quando observadas a partir de uma seção transversal, no caso de uma máquina de fluxo radial ou a partir de uma vista lateral, no caso de uma máquina de fluxo axial, se projetam em um ou mais recessos no corpo magnético, ou têm um ou mais recessos nos quais o corpo magnético se projeta. Por exemplo, quando o elemento retentor encosta e trava um segmento de rotor, mas não o ímã permanente embutido em si, devido ao fato de ser disposto entre o segmento de rotor e a parte principal do corpo magnético, o ímã permanente embutido será indiretamente travado quando o segmento de rotor é diretamente travado para o corpo magnético pelo elemento retentor. Os elementos retentores podem ser vantajosamente dispostos em uma ou mais bordas dos ímãs permanentes embutidos. Os elementos retentores podem incluir áreas magneticamente não condutivas. No caso de projeto de rotor interno de uma máquina de fluxo radial, tais elementos retentores têm convenientemente também alta resistência mecânica para suporte da carga provocada por forças centrípetas. Favoravelmente, a utilização de material magneticamente não condutivo pode proporcionar uma redução ou até mesmo uma eliminação de vazamento de fluxo.

[0010] A presente invenção é aplicável para qualquer topologia de máquina elétrica (por exemplo, máquinas de rotor interno e externo, máquinas de fluxo radial com rotores internos ou

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5/45 externos, máquinas de fluxo axial com rotores internos e externos, máquinas lineares, etc.), para qualquer espécie de topologia de rotor embutido (por exemplo, com ímãs permanentes embutidos únicos ou ímãs permanentes embutidos de múltipla camada, disposições de ímãs permanentes embutidos alinhados ou configurados em V) e para qualquer configuração de ímãs permanentes (retangular, pão de forma, etc.). O rotor pode ser fabricado por chapas de ferro laminadas axialmente empilhadas ao longo de um eixo geométrico de rotação do rotor (tipicamente para uma máquina de fluxo radial) ou bobinadas em torno de um eixo geométrico de rotação, isto é, empilhadas na direção radial (tipicamente para uma máquina de fluxo axial), material de pó de ferro ou outro material ferromagnético.

[0011] Em concordância com uma modalidade favorável da presente invenção, uma área magneticamente não condutiva pode ser atribuída para pelo menos um dos um ou mais ímãs permanentes embutidos.

[0012] Favoravelmente, o elemento retentor pode incluir a área magneticamente não condutiva. Em particular, o elemento retentor constitui a área magneticamente não condutiva. Como um resultado, a configuração da área magneticamente não condutiva pode ser determinada pela configuração do elemento retentor. O elemento retentor pode facilmente ser adaptado para a rigidez requerida do corpo magnético do rotor. Por exemplo, a rigidez pode ser a mesma que a rigidez do corpo magnético ou pode ser mais alta, como requerido para uma desejada disposição do rotor,

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6/45 usualmente considerando as forças atuando sobre os componentes durante operação da máquina elétrica. Como o resultado da substituição do material de rotor, por exemplo, laminação de ferro, com um outro material magneticamente não condutivo, a perda de rotor magnético poderia também ser reduzida.

[0013] Em uma modalidade vantajosa da presente invenção, o pelo menos um elemento retentor pode travar o segmento de rotor e/ou o um ou mais ímãs permanentes embutidos por pelo menos um de: (i) travamento por forma; (ii) travamento por atrito; e/ou (iii) o elemento retentor pode ser integralmente unido com o segmento de rotor. Favoravelmente, o pelo menos um elemento retentor pode estabilizar a posição do segmento de rotor. Uma disposição estável dos ímãs permanentes embutidos e do segmento de rotor pode ser alcançada. Adicionalmente ou alternativamente, o elemento retentor pode engatar um ou mais recessos no ímã permanente embutido e/ou no segmento de rotor.

[0014] Em concordância com uma modalidade favorável da presente invenção, particularmente para uma máquina de fluxo radial, o segmento de rotor e/ou pelo menos um dos ímãs permanentes embutidos pode ser fixado em uma posição radial por pelo menos um elemento retentor. O elemento retentor pode ser disposto geralmente no interior do corpo magnético ou, alternativamente, pelo menos parcialmente no exterior do corpo magnético.

[0015] Favoravelmente, em uma máquina

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7/45 de fluxo radial, o um ou mais ímãs permanentes embutidos podem ser dispostos alternadamente em uma direção circunferencial no corpo magnético e definindo primeiros polos magnéticos e segundos polos magnéticos de polaridade magnética alternada na direção circunferencial e/ou que o segmento de rotor pode ser disposto em uma direção substancialmente radial entre o um ou mais ímãs permanentes embutidos e a primeira superfície do corpo magnético. O pelo menos um elemento retentor pode facilmente ser adaptado para um projeto de rotor efetivo de uma máquina elétrica.

Vantajosamente, uma disposição estável de ímãs permanentes embutidos e segmentos de rotor sobre o rotor pode ser estabelecida até mesmo em altas velocidades rotacionais do rotor, e bem como em altas forças geradas por altas correntes elétricas nas bobinas de estator. Favoravelmente, a primeira superfície do corpo magnético é proporcionada para se voltar para um estator. No caso de um rotor interno, a primeira superfície é a superfície externa do rotor. No caso de um rotor externo, a primeira superfície é a superfície interna do rotor. Particularmente, a primeira superfície é a superfície de carcaça no exterior do rotor (no caso do rotor que é proporcionado para ser circundado pelo estator) ou a superfície de carcaça no interior do rotor (no caso do rotor que é proporcionado para circundar o estator).

[0016] Em geral, para todos os tipos de máquinas elétricas e rotores, o pelo menos um elemento retentor pode ser disposto sobre ambas as laterais externas de cada ímã permanente embutido

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8/45 e/ou cada polo de ímã. O propósito do elemento retentor é o de travar o segmento de rotor e o ímã permanente e manter os mesmos fixados em uma posição como tais, quando compreendendo áreas magneticamente não condutivas, para reduzir ou eliminar vazamento de fluxo. No caso de projeto de rotor externo de uma máquina de fluxo radial, onde um estator é circundado pelo rotor, os segmentos de rotor e ímãs permanentes embutidos são dispostos no interior do rotor, proporcionados para se voltarem para o estator. Na medida em que forças centrífugas são direcionadas para o exterior do rotor, as forças centrífugas atuam sobre os ímãs permanentes embutidos e/ou segmentos de rotor de uma maneira para estabilizar suas posições radiais. Como resultado, o propósito do elemento retentor em uma tal disposição de rotor externo é o de primordialmente reduzir ou eliminar vazamento de fluxo.

[0017] Em concordância com uma modalidade favorável da presente invenção, particularmente para um rotor para uma máquina de fluxo radial, um ou mais ímãs permanentes embutidos podem ser empilhados em uma direção radial do corpo magnético com uma distância radial uns para os outros. Isto é particularmente vantajoso para um rotor para uma máquina de fluxo radial com ímãs permanentes embutidos de múltipla camada. Em uma disposição com ímãs permanentes embutidos de múltipla camada, um ímã permanente embutido é colocado entre dois segmentos de rotor em direção radial em que dois ou mais ímãs permanentes embutidos podem ser proporcionados cada um entre

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9/45 segmentos de rotor. Elementos retentores podem ser dispostos nas laterais dos ímãs permanentes embutidos e/ou dos segmentos de rotor, cada um travando o ímã permanente embutido e/ou os segmentos de rotor em suas posições no corpo magnético. Um elemento retentor pode ser disposto entre dois ímãs permanentes embutidos, e/ou em cada uma das extremidades externas opostas dos ímãs permanentes embutidos, dependendo do desejado projeto do rotor. Em uma outra disposição, elementos retentores podem ser dispostos somente nas bordas externas dos ímãs permanentes embutidos na direção circunferencial.

[0018] Em concordância com uma modalidade favorável da presente invenção, particularmente para um rotor para uma máquina de fluxo axial, o segmento de rotor e/ou pelo menos um dos ímãs permanentes embutidos pode ser fixado em uma posição axial por pelo menos um elemento retentor. Isto é vantajoso para um rotor para uma máquina de fluxo axial. O segmento de rotor é seguramente preso independentemente de uma inclinação da máquina elétrica.

[0019] Em concordância com uma modalidade favorável da presente invenção, particularmente para um rotor para uma máquina de fluxo axial, o um ou mais ímãs permanentes embutidos podem ser dispostos alternadamente em pelo menos uma face dianteira do corpo magnético e definindo primeiros polos magnéticos e segundos polos magnéticos de polaridade magnética alternada sobre a face dianteira do corpo magnético. Os segmentos de rotor podem ser dispostos em uma

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10/45 direção substancialmente axial entre o um ou mais ímãs permanentes embutidos e a primeira superfície do corpo magnético. O segmento de rotor é seguramente preso na direção axial independentemente da orientação da máquina elétrica durante utilização. Uma configuração apropriada do elemento retentor juntamente com alta resistência mecânica poderia segurar a posição de ímã permanente embutido também na direção radial, até mesmo em uma alta velocidade rotacional do rotor.

[0020] Em uma outra modalidade vantajosa da presente invenção, o pelo menos um elemento retentor pode ter uma borda externa disposta nivelada com a primeira superfície do corpo magnético. A superfície do rotor pode facilmente ser aparada durante a fabricação.

[0021] Em uma modalidade alternativa da presente invenção, o elemento retentor pode ser disposto desnivelado com referida primeira superfície. Em uma tal disposição, o elemento retentor se projeta para fora a partir do corpo magnético em direção à abertura de ar. Esta solução pode também aperfeiçoar a refrigeração na abertura de ar na medida em que as partes se projetando podem atuar como pás de um ventilador.

[0022] Adicionalmente, como um resultado da borda externa do elemento retentor disposta nivelada com a primeira superfície do corpo magnético, perdas magnéticas provocadas por fluxo magnético se extinguem em uma parte do corpo magnético entre a área magneticamente não condutiva e a primeira superfície do corpo magnético podem ser reduzidas, particularmente se cerâmica ou outro

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11/45 material eletricamente não condutivo é utilizado ao invés de fibra de carbono. Devido ao fato da região de sobreposição, o ímã permanente embutido é retido diretamente ou indiretamente em sua posição radial pelo segmento de rotor no caso de um rotor para uma máquina de fluxo radial (até mesmo em altas velocidades rotacionais). O elemento retentor não somente retém o ímã permanente embutido (e o segmento de rotor) em sua posição no corpo magnético, mas pode também estabilizar o ímã permanente embutido de maneira a evitar vibrações durante rotação do rotor, e bem como contra forças atuando sobre o ímã permanente embutido, geradas por correntes elétricas fluindo nas bobinas de estator. Favoravelmente, é possível reduzir deterioração das características de rotor. Por exemplo, no caso de tolerâncias que são excessivamente altas entre os três diferentes tipos de elementos referenciados, isto é, os ímãs permanentes embutidos, os elementos retentores e a laminação, aberturas indesejadas que poderiam ocorrer durante fabricação do rotor, podem ser preenchidas com epóxi adicionado para o corpo de rotor.

[0023] Convenientemente, os elementos retentores podem ser dispostos em uma borda externa de um ou mais dos ímãs permanentes embutidos. Por consequência, o segmento de rotor pode substancialmente cobrir uma borda do ímã permanente embutido. Uma redução da área magnética efetiva do corpo magnético e/ou do volume devido à introdução dos elementos retentores deveria levar em consideração as tolerâncias dos diferentes

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12/45 elementos (componentes) no projeto do rotor.

[0024] É vantajoso se o ímã permanente embutido no corpo magnético puder ser proporcionado com um tal elemento retentor em cada extremidade de sua extensão na direção circunferencial do rotor. A disposição do elemento retentor com respeito ao ímã permanente embutido possibilita aparar a primeira superfície do corpo magnético por remoção de material a partir da superfície de carcaça de maneira a proporcionar um relacionamento nivelado do elemento retentor com a primeira superfície. Preferivelmente, a primeira superfície é proporcionada para se voltar para um estator. Convenientemente, cada ímã permanente embutido disposto no corpo magnético do rotor é proporcionado com pelo menos um segmento de rotor. É conveniente se todos os ímãs permanentes embutidos no rotor forem proporcionados com pelo menos um elemento retentor, particularmente sobre ambas as extremidades livres, por exemplo, ambas as extremidades circunferenciais, de cada um ímã permanente embutido. A configuração do elemento retentor pode ser otimizada em relação para desejados parâmetros magnéticos e resistência mecânica do rotor, e pode ser adaptada para o número, tamanho e configuração dos ímãs permanentes embutidos, para a posição radial dos ímãs permanentes embutidos e para outros parâmetros de projeto determinando as características do rotor.

[0025] Um elemento retentor internamente disposto pode ser proporcionado se o pelo menos um elemento retentor é disposto entre dois ímãs permanentes embutidos adjacentes. Nas

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13/45 bordas externas, é possível dispor elementos retentores adicionais ou ainda mesmo dispor bolsas de ar. No último caso, o peso do rotor pode ser adicionalmente reduzido.

[0026] Em uma modalidade conveniente da presente invenção, o pelo menos um elemento retentor pode ser disposto em uma abertura axial no corpo magnético. Geralmente, elementos retentores no rotor podem ser feitos com seções transversais idênticas. Entretanto, dependendo do projeto de rotor, elementos retentores de diferentes seções transversais podem também ser utilizados. Entretanto, elementos retentores dispostos em extremidades opostas de um polo de ímã são usualmente de configuração em simetria de espelho.

[0027] Em concordância com uma modalidade favorável da presente invenção, o pelo menos um elemento retentor pode compreender pelo menos um dentre: fibra de carbono, compósitos de fibra de carbono, fibra de vidro, compósitos de fibra de vidro, fibra de polímero, tal como, por exemplo, fibra de aramida, compósito de fibra de polímero, cerâmicas, plásticos, com resistência mecânica similar ou superior para a laminação. Particularmente, o material pode ser um material magneticamente não condutivo. O elemento retentor pode ser manufaturado separadamente a partir do corpo magnético ou do ímã permanente embutido. Como resultado, o elemento retentor pode ser configurado em concordância com a configuração e/ou disposição efetiva do ímã permanente embutido no corpo magnético do rotor. Compósito de fibra de carbono, por exemplo, é robusto e tem um baixo peso

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14/45 específico. Convenientemente, o elemento retentor feito de compósito de fibra de carbono pode ser configurado para ter reduzida condutividade elétrica, por exemplo, por deposição de um material tal como uma resina de verniz-polímero sobre a superfície do elemento retentor.

[0028] Em concordância com uma outra modalidade favorável da presente invenção, o pelo menos um elemento retentor pode se apoiar em uma seção de um contorno externo de um ou mais ímãs permanentes embutidos e/ou pode engatar um recesso no ímã permanente embutido e/ou no corpo magnético e/ou no segmento de rotor. Adicionalmente ou alternativamente, o ímã permanente embutido e/ou o corpo magnético e/ou o segmento de rotor pode engatar um recesso no elemento retentor. Por uma tal disposição interdigital ou dentada do elemento retentor em relação para o ímã permanente embutido e/ou o corpo magnético e/ou o segmento de rotor, cada um de referido componente pode ser diretamente ou indiretamente segurado confiavelmente em sua posição radial até mesmo em velocidades rotacionais muito altas ou altas correntes nas bobinas de estator.

[0029] Em concordância com uma outra modalidade favorável da presente invenção, o corpo magnético pode ser feito de laminados empilhados. Nesta modalidade da presente invenção, aberturas para os ímãs permanentes embutidos e elementos retentores podem facilmente ser manufaturadas por perfuração a partir de material em chapa. Esta etapa de fabricação é particularmente útil para produção em série de grande volume de tais rotores.

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15/45

Um processo de fabricação conveniente inclui as etapas de: (i) perfurar a laminação de rotor de maneira que o corpo magnético e o segmento de rotor estão, no início, atados por pequenas pontes de ferro; (ii) colocar os ímãs permanentes embutidos e elementos retentores em respectivas aberturas do corpo magnético; (iii) remover as pontes de ferro, por exemplo, por moagem.

[0030] Em concordância com uma outra modalidade favorável da presente invenção, o corpo magnético pode ser feito de pó de ferro. Aberturas para o ímã permanente embutido podem ser proporcionadas na forma de sinterização. O corpo magnético pode ser fabricado por sinterização do pó de ferro. É conveniente se pelo menos um elemento retentor puder ser feito a partir de pó e cosinterizado com o corpo magnético. Em tal caso, o corpo magnético e o elemento retentor podem ser fabricados em uma etapa. Como um resultado, tolerâncias de fabricação entre aberturas para o segmento de rotor e os elementos retentores podem ser reduzidas. Em uma modalidade conveniente da presente invenção, o segmento de rotor e os elementos retentores associados com o segmento de rotor podem ser co-sinterizados e dispostos no corpo magnético de rotor, que pode consistir de laminados empilhados ou serem sinterizados a partir de material de pó de ferro.

[0031] Em concordância com uma outra modalidade favorável segmento de rotor, o elemento retentor pode ser suportado por uma ou mais bandagens retendo o segmento de rotor em sua posição no corpo magnético. Isto é vantajoso em

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16/45 casos quando carga não muito alta é exercida no rotor e em casos em que o elemento retentor é projetado para ser comparativamente pequeno.

[0032] Um outro aspecto da presente invenção se refere a uma máquina elétrica com um estator e sendo excitada por um rotor com polos magnéticos formados por um ou mais ímãs permanentes embutidos, em concordância com qualquer uma das características descritas anteriormente.

[0033] Favoravelmente, o rotor da máquina elétrica pode proporcionar qualquer uma das vantagens descritas anteriormente.

[0034] A máquina elétrica pode ter o rotor sendo configurado para uma máquina de fluxo radial, para uma máquina de fluxo axial ou para uma máquina linear.

[0035] Adicionalmente ou alternativamente, o rotor para uma máquina de fluxo radial pode ser configurado como um rotor externo circundando o estator, ou o rotor pode ser configurado como um rotor interno circundado pelo estator, ou o rotor para uma máquina de fluxo axial ou para uma máquina linear pode ser configurado como rotores externos com um estator disposto entre dois rotores externos ou sendo configurado como um rotor interno embutido por dois estatores.

[0036] O elemento retentor pode ser facilmente disposto e configurado para sua aplicação desejada na máquina elétrica. Um tal projeto para um rotor interno ou externo se refere para máquinas de fluxo radial. A máquina pode também ser projetada como máquina de fluxo axial ou linear. No caso de múltiplas camadas de ímãs

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17/45 permanentes embutidos, podem existir duas camadas de ímãs permanentes embutidos acima e uma outra em uma camada abaixo.

[0037] A máquina elétrica é vantajosa para várias aplicações onde baixas perdas e altas densidades de torque são requeridas, convenientemente como um gerador em um veículo ou como motor para tração de um trem de tração em um veículo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0038] A presente invenção juntamente com o anteriormente mencionado e outros objetivos e vantagens pode ser mais bem compreendida a partir da descrição a seguir em maiores detalhes das modalidades, mas não restrita às modalidades, em que é mostrado esquematicamente:

Figura 1: uma vista em perspectiva de uma modalidade exemplificativa de um rotor de uma máquina de fluxo radial em concordância com a presente invenção;

Figura 2a-2c: um detalhe de uma vista em corte de uma modalidade exemplificativa de uma máquina elétrica com ímãs permanentes embutidos em uma disposição em V em concordância com a presente invenção (Figura 2a) e variações de referida disposição (Figura 2b, Figura 2c);

Figura 3: um detalhe de uma vista em corte de uma outra modalidade exemplificativa de um rotor em concordância com a presente invenção abrangendo elementos retentores;

Figura 4: um detalhe de uma vista em corte de uma outra modalidade exemplificativa de um rotor em concordância com a presente invenção

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18/45 abrangendo um elemento retentor geralmente configurado em U;

Figura 5: um detalhe de uma vista em corte de uma outra modalidade exemplificativa de um rotor em concordância com a presente invenção abrangendo um elemento retentor encurvado em direção de um segmento de rotor;

Figura 6 um detalhe de uma vista em corte de uma outra modalidade exemplificativa de um rotor em concordância com a presente invenção abrangendo um elemento retentor com uma conexão dentada com um corpo magnético de um rotor;

Figura 7: um detalhe de uma vista em corte de uma outra modalidade exemplificativa de um rotor em concordância com a presente invenção abrangendo um elemento retentor;

Figura 8: um detalhe de uma vista em corte de uma modalidade exemplificativa de um rotor em concordância com a presente invenção abrangendo elementos retentores;

Figura 9: um detalhe de uma vista em corte de uma outra modalidade exemplificativa de um rotor em concordância com a presente invenção mostrando diversos ímãs permanentes embutidos e elementos retentores;

Figura 10: um detalhe de uma vista em corte de uma outra modalidade de um rotor em concordância com a presente invenção abrangendo um elemento retentor e bandagens para retenção de um segmento de rotor;

Figura 11: em uma vista em corte de uma seção de uma máquina de fluxo radial compreendendo ímãs permanentes embutidos em

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19/45 múltiplas camadas radiais;

Figura 12: uma vista em perspectiva parcial de uma máquina de fluxo axial com dois rotores axialmente espaçados separados por um estator em concordância com o estado da técnica;

Figura 13a-13c: uma primeira modalidade de um rotor para uma máquina de fluxo axial como vista dianteira (Figura 13a), como vista em corte ao longo da linha (13b-13b) na Figura 13a (Figura 13b) e como vista lateral do rotor mostrado na Figura 13a (Figura 13C), e

Figura 14a-14c: uma segunda modalidade de um rotor para uma máquina de fluxo axial como vista dianteira (Figura 14a), como vista em corte ao longo da linha (14b-14b) na Figura 14a (Figura 14b) e como vista lateral do rotor mostrado na Figura 14a (Figura 14c).

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES PREFERIDAS

[0039] Nos desenhos, elementos iguais ou similares são referenciados por referências numéricas idênticas. Os desenhos são meramente representações esquemáticas, não intencionadas para retratar parâmetros específicos da presente invenção. Além do mais, os desenhos são intencionados para representarem somente modalidades típicas da presente invenção e, consequentemente, não deveriam ser considerados como limitantes do escopo da presente invenção. De maneira a evitar repetições desnecessárias, a descrição dos desenhos primordialmente focaliza sobre diferenças entre as modalidades individuais de maneira que não necessariamente todos os elementos em um desenho são discutidos, em

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20/45 particular se os mesmos já foram discutidos nos desenhos precedentes.

[0040] A Figura 1 representa esquematicamente uma visão geral integral de uma modalidade de um rotor 40 de uma máquina elétrica de rotor interno (não mostrada) incluindo ímãs permanentes embutidos 50, 52 em uma vista em perspectiva. A máquina elétrica é projetada como uma máquina de fluxo radial excitada pelos ímãs permanentes embutidos 50, 52, em que o fluxo magnético do rotor 40 se estende para o estator (não mostrado) em uma direção radial com respeito a um eixo geométrico rotacional 100 do rotor 40.

[0041] Os ímãs permanentes embutidos

50, 52 são representados como elementos retangulares, mas podem também ter outras configurações.

[0042] O rotor 40 é disposto em torno do eixo geométrico de rotação 100 e os ímãs permanentes embutidos são dispostos como conjunto de pares de ímãs permanentes embutidos 50, 52 (mais ou menos pares de ímãs permanentes embutidos podem ser utilizados) definindo um primeiro polo magnético N e um segundo polo magnético S alternativamente em uma direção circunferencial 102 do rotor 40. O rotor 40 compreende um corpo magnético substancialmente cilíndrico 140, em que um ímã permanente embutido 50, 52 é ajustado pelo menos sobre a borda de cada polo magnético N, S, como geralmente conhecido no estado da técnica, o que é indicado no desenho por setores de polo magnético em uma superfície de carcaça 40a do rotor 40 (ver as linhas tracejadas separando regiões

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21/45 correspondendo aos polos magnéticos N e polos magnéticos S na Figura].

[0043] Esta configuração de ímã resulta no rotor 40 sendo excitado em direções opostas. A superfície de carcaça 40a é também chamada primeira superfície 40a do rotor 40. Os ímãs permanentes embutidos 50, 52 são distribuídos de maneira equidistante ao longo da direção circunferencial 102 do rotor 40 e podem ser inseridos em aberturas axiais 144a e 144b paralelos ao eixo geométrico rotacional 100. Em concordância com uma modalidade da presente invenção não exibida, os polos magnéticos N, S (isto é, o conjunto de pares de ímãs permanentes embutidos 50, 52) podem também ser distribuídos com variação de distâncias relativamente uns para os outros, ao invés de maneira equidistante. O rotor 40 pode ser montado sobre um eixo (não mostrado) disposto ao longo do eixo geométrico rotacional 100.

[0044] Nesta modalidade da presente invenção, por intermédio de exemplo, elementos retentores 60, 70 são dispostos nas laterais dos ímãs permanentes embutidos 50, 52, os elementos retentores 60, 70 tendo bordas externas 62, 72 que são niveladas com a superfície de carcaça 40a (também chamada primeira superfície 40a) do rotor 40.

[0045] Segmentos de rotor 44 são dispostos em frente de cada um dos ímãs permanentes embutidos 50, 52. Os segmentos de rotor 44 são nivelados com a superfície de carcaça 40a e são travados pelos elementos retentores 60, 70 em suas posições radiais no rotor 40.

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[0046] A magnetização dos ímãs permanentes embutidos 50, 52 é tipicamente em uma direção geralmente radial, de maneira que os polos magnéticos de alternação N, S são gerados na superfície de carcaça 40a do rotor 40. Particularmente, a magnetização é transversal, por exemplo, perpendicular à extensão principal longitudinal dos ímãs permanentes embutidos 50, 52.

[0047] É possível que exista somente um ímã permanente embutido ao invés de um par de ímãs permanentes embutidos, dependendo da geometria. Com uma disposição configurada em V, convenientemente pelo menos um par de ímãs permanentes embutidos é proporcionado. Com uma disposição linear, podem ser um ou mais ímãs permanentes embutidos, por exemplo, um par de ímãs permanentes embutidos. Um polo magnético do rotor 40 deve ser compreendido como sendo uma região coberta por cada ímã permanente embutido 50, 52. O ímã permanente embutido ou ímãs permanentes embutidos cobrem usualmente 2/3 do polo magnético. Em particular, se o rotor 40 da máquina elétrica tem oito polos magnéticos (como mostrado na Figura 1) o rotor 40 pode ser particionado em oito seções do mesmo tamanho. Cada seção representa um polo magnético S ou N alternadamente.

[0048] Os ímãs permanentes embutidos 50, 52 são dispostos em pares assemelhados paralelos na direção circunferencial 102 do rotor 40. A disposição dos ímãs permanentes embutidos 50, 52 pode, entretanto, ser disposta diferentemente em outras modalidades da presente invenção. Por exemplo, os ímãs permanentes embutidos 50, 52 podem

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23/45 ser orientados transversalmente em relação à direção circunferencial 102 (Figura 1) e formar uma disposição configurada em V (observada a partir de cima). O ímã permanente embutido 50 pode se apoiar no ímã permanente embutido 52, como indicado na Figura 1, ou ser separado por uma ponte de ferro ou um material magneticamente não condutivo (também chamado “magneticamente isolado”).

[0049] O rotor 40 é mostrado por intermédio de exemplo como um rotor interno que é circundado por um estator 20 como mostrado na Figura 2. Entretanto, o rotor 40 pode também ser projetado como rotor externo configurado em anel circundando um estator (não mostrado). Os polos magnéticos N, S são proporcionados para interação com bobinas elétricas de um estator se voltando para a superfície de carcaça 40a do estator 40.

[0050] A Figura 2a representa, em uma vista superior em corte, um detalhe de uma máquina elétrica 10 compreendendo um rotor 40 circundado por um estator configurado em anel 20. O estator 20 compreende bobinas elétricas na forma de enrolamentos 22 ajustadas em aberturas axiais 26 no estator 20. As aberturas igualmente espaçadas das aberturas 26 no estator 20 são separadas por dentes de estator e abertas em direção de uma abertura de ar 30.

[0051] O estator 20 está circundando um rotor 40, em que a abertura de ar 30 é disposta entre o estator 20 e o rotor 40. Com sua superfície interna 20a o estator 20 se volta para uma superfície de carcaça 40a do rotor 40 compreendendo em seu corpo magnético cilíndrico 140 ímãs

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24/45 permanentes embutidos 50, 52 em uma disposição configurada em V (observada a partir de cima).

[0052] Tais estruturas configuradas em V com pares de ímãs permanentes embutidos 50, 52 são dispostas de maneira equidistante em aberturas axiais 144a (para ímã permanente embutido 50) e 144b (para ímã permanente embutido 52) na direção circunferencial do rotor 40. Somente uma tal estrutura com um par de ímãs permanentes embutidos 50, 52 é mostrada na Figura. Os ímãs permanentes embutidos 50, 52 podem ser magnetizados transversalmente para uma extensão longitudinal principal dos ímãs permanentes embutidos 50, 52, por exemplo, perpendicular para a orientação longitudinal principal ou inclinado com respeito para a orientação perpendicular, com um ângulo de magnetização. Os ímãs permanentes embutidos 50, 52 têm uma configuração retangular com duas laterais estreitas opostas e duas laterais largas opostas. O primeiro ímã permanente embutido 50 é disposto na abertura 144a, e o segundo ímã permanente embutido 52 é disposto na abertura 144b. Entre os ímãs permanentes embutidos 50, 52 e a abertura de ar 30, são dispostos segmentos de rotor 44a, 44b que são magneticamente associados com o corpo magnético 140 do rotor 40.9

[0053] O corpo magnético 140 do rotor 40 inclui aberturas axiais 42a, 42b, 42c nas quais são dispostos elementos retentores 60, 70, 90 que são atribuídos para os ímãs permanentes embutidos 50, 52. Os elementos retentores 60, 70, 90 podem ser feitos de um material magneticamente não condutivo formando áreas magneticamente não

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25/45 condutivas 60a, 70a, 90a. O elemento 90a pode também ter uma alta resistência mecânica no caso de máquinas de rotor interno.

[0054] Na modalidade da presente invenção mostrada, os ímãs permanentes embutidos 50, 52 são separados pelo elemento retentor 90, com uma parte 90b em uma posição interna radial distante a partir da abertura de ar 30 e uma parte 90c se estendendo radialmente em direção à abertura de ar 30. Os ímãs permanentes embutidos 50, 52 são orientados transversalmente em relação à direção circunferencial 102 (Figura 1) e formam uma disposição configurada em V (observada a partir de cima), mas podem também ser posicionados paralelos para a superfície de carcaça 40a. Considerando a disposição geométrica, os ímãs permanentes embutidos 50, 52 são dispostos em ambas as laterais de um eixo geométrico de simetria (radialmente orientado) local 55 na metade do elemento retentor 90.

[0055] Em uma extremidade externa do ímã permanente embutido 50 oposta ao elemento retentor 90, é disposto o elemento retentor 60, formando a área magneticamente não condutiva 60a, no caso do elemento retentor 60 ser feito de um material magneticamente não condutivo com alta resistência mecânica. Da mesma forma, em uma extremidade externa do ímã permanente embutido 52 oposta ao elemento retentor 90, é disposto o elemento retentor 70, formando a área magneticamente não condutiva 70a, no caso do elemento retentor 70 ser feito de um material magneticamente não condutivo.

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[0056] Os elementos retentores 60, 70 são dispostos nas laterais dos ímãs permanentes embutidos 50, 52. Todos os elementos retentores 60, e 90 se estendem a partir da região interna do rotor 40 para a superfície de carcaça 40a. Os elementos retentores 60, 70, 90 se estendem a partir de uma posição radial interna dos ímãs permanentes embutidos 50, 52 distantes a partirda superfície de carcaça 40a para a abertura de ar30 e são nivelados com a superfície de carcaça 40a com interfaces para a abertura de ar 30 formadas por suas bordas externas 62, 72, 92. Em uma extremidade interna radial dos elementos retentores 60, 70,90 distantes a partir da superfície de carcaça 40a, os elementos retentores 60, 70, 90 atravessam por baixo o corpo magnético 140 observado em vista de topo, por consequência, travando os elementos retentores 60, 70, 90 no corpo magnético 140 do rotor 40 na direção radial.

[0057] Os segmentos de rotor 44a, 44b se apoiando na abertura de ar 30 são dispostos entre os ímãs permanentes embutidos 50, 52 e a superfície de carcaça 40a e são confinados lateralmente pelos elementos retentores 60 e 90, e 90 e 70, respectivamente. Como os elementos retentores 60, 70, 90 são nivelados com a superfície de carcaça 40a do rotor 40, os segmentos de rotor 44a e 44b são geometricamente separados a partir da parte principal do corpo magnético 140 pelos ímãs permanentes embutidos 50 e 52, respectivamente, e os elementos retentores 60, 90 e

90, 70, respectivamente. Entretanto, os segmentos de rotor 44a e 44b ainda formam magneticamente uma

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27/45 parte do corpo magnético 140.

[0058] Na modalidade da presente invenção mostrada na Figura 2a, os elementos retentores 60, 70 se apoiam nas bordas 50a, 52a em uma direção geralmente radial com um afastamento na extensão circunferencial dos elementos retentores 60, 70, enquanto que o elemento retentor mediano 90 disposto entre os ímãs permanentes embutidos 50, 52 se apoia nas bordas dos ímãs permanentes embutidos 50, 52 opostos para as bordas 50a, 52a. Acima dos ímãs permanentes embutidos 50, 52 os elementos retentores 60, 70 são inclinados em direção do eixo geométrico de simetria local 55 de maneira que cada elemento retentor 60, 70 sobrepõe as bordas 50a,

52a dos ímãs permanentes embutidos 50, 52. Sobre uma lateral do segmento de rotor 44a, o elemento retentor 60 tem uma parte 68 engatando o segmento de rotor 44a e na lateral oposta com respeito à extensão circunferencial do segmento de rotor 44b, o elemento retentor 70 tem uma parte 78 engatando o segmento de rotor 44b a partir da lateral oposta.

As partes 68, 78 estabelecem o afastamento da extensão radial do elemento retentor 60, 70 em direção do eixo geométrico de simetria local 55. As partes 68, 78 dos elementos retentores 60, 70 estabelecem uma fixação estável da posição dos segmentos de rotor 44a, 44b com respeito de uma direção radial do rotor 40. O elemento retentor 90 é mais estreito próximo aos ímãs permanentes embutidos 50, 52 e mais largo próximo à abertura de ar 30 que também forma travamentos para os segmentos de rotor 44a, 44b. A disposição é uma forma de disposição de travamento dos segmentos de

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28/45 rotor 44a, 44b, dos elementos retentores 60, 70, 90 e dos ímãs permanentes embutidos 50, 52.

[0059] A Figura 2b mostra uma modalidade alternativa da disposição do elemento retentor assemelhado a cunha 90. Somente um elemento retentor 90 é proporcionado associado com os ímãs permanentes embutidos 50, 52, onde o elemento retentor 90 é disposto entre os ímãs permanentes embutidos 50, 52. Um segmento de rotor único 44 é disposto entre os ímãs permanentes embutidos 50, 52, os ímãs permanentes embutidos 50, sendo substancialmente dispostos em uma disposição configurada em V observada a partir de cima. O elemento retentor 90 tem em sua extremidade interna radial 90b distante a partir da superfície de carcaça 40a e em sua extremidade externa radial 90c próxima à superfície de carcaça 40a, estruturas em forma de uma cunha dupla que trava o elemento retentor 90 e o segmento de rotor 44 no corpo magnético 140. Aberturas cheias de ar 42a e 42b formando bolsas de ar são configuradas no corpo magnético 140. O corpo magnético 140 suporta retenção dos ímãs permanentes embutidos 50, 52 no lugar pelas aberturas 144a, 144b para os ímãs permanentes embutidos 50, 52 que formam uma região de corte por baixo com respeito para as aberturas 42a, 42b. Os ímãs permanentes embutidos 50, 52 se apoiam em uma parte mediana 90d do elemento retentor 90 com suas laterais estreitas. A parte mediana 90d se projeta com um pescoço curto 90e para a extremidade externa radial 90c do elemento retentor 90 próximo à superfície de carcaça 40a, de maneira que as laterais largas externas radiais dos

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29/45 ímãs permanentes embutidos 50, 52 se apoiam no segmento de rotor 44 do corpo magnético 140.

[0060] As extremidades externas opostas dos ímãs permanentes embutidos 50, 52 se apoiam nas aberturas cheias de ar 42a, 42b. Nesta modalidade da presente invenção, o elemento retentor 90 está completamente no interior do corpo magnético 140 e não tem nenhuma interface com a abertura de ar 30 (Figura 2a) . O elemento retentor 90 e as aberturas cheias de ar 42a, 42b formam regiões magneticamente não condutivas no corpo magnético 140 do rotor 40. O elemento retentor 90 pode também ter alta resistência mecânica.

[0061] A Figura 2c mostra uma modalidade alternativa para a Figura 2b em que o elemento retentor 90 disposto entre os ímãs permanentes embutidos 50, 52 tem novamente cunhas duplas em sua extremidade interna radial 90b distantes a partir da superfície de carcaça 40a e em sua extremidade externa radial 90c mais próxima para a superfície de carcaça 40a. Uma parte mediana 90b conecta a extremidade interna radial 90b e a extremidade externa radial 90c do elemento retentor 90. O elemento retentor 90 é mais curto do que o elemento retentor 90 mostrado na Figura 2b e é formado tal que as laterais estreitas opostas internas dos ímãs permanentes embutidos 50, 52 se apoiam no elemento retentor 90 e bem como partes internas das laterais largas externas dos ímãs permanentes embutidos 50, 52. Em cada uma das laterais estreitas externas dos ímãs permanentes embutidos 50, 52 um elemento retentor 60, 70 é disposto como na Figura 2a que tem uma interface

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30/45 com a abertura de ar 30 formada por suas bordas 60, 72 e são niveladas com a superfície de carcaça 40a do rotor 40.

[0062] A Figura 3 com uma configuração alternativa dos elementos retentores 60, 70. Nesta modalidade da presente invenção, não existe nenhum elemento retentor proporcionado entre os dois ímãs permanentes embutidos 50, 52 dispostos em aberturas axiais 144a, 144b no corpo magnético 140 do rotor 40. Os elementos retentores 60, 70 são dispostos em aberturas axiais 42a, 42b.

[0063] Como pode ser observado na Figura 3, uma borda 62, 72 formando uma interface de abertura de ar de cada elemento retentor 60, 70 é nivelada com a superfície de carcaça 40a do rotor 40 e, por consequência, se apoia na abertura de ar 30. Um segmento de rotor 44 é disposto entre os ímãs permanentes embutidos 50, 52 e a superfície de carcaça 40a do rotor 40. A disposição de ímãs permanentes embutidos 50, 52 e elementos retentores 60, 70 é simétrica a um eixo geométrico de simetria local 55.

[0064] Os elementos retentores 60, 70 se estendem a partir das extremidades internas radiais dos ímãs permanentes embutidos 50, 52 distantes a partir da superfície de carcaça 40a para a superfície de carcaça 40a e a abertura de ar 30. Ao longo de suas extensões radiais, os elementos retentores 60, 70 têm uma configuração côncava na direção do corpo magnético 140 de maneira que em suas extremidades inferiores radiais distantes a partir da superfície de carcaça 40a uma parte 64, 74 do respectivo elemento retentor 60, 70

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31/45 se projeta para o corpo magnético 140 apontando para fora a partir dos ímãs permanentes embutidos 50, 52 e bem como a extremidade superior do respectivo elemento retentor 60, 70 mais próxima para a superfície de carcaça 40a de partes 66, 76 se projetando para o corpo magnético 140 na mesma direção.

[0065] Na extremidade superior do respectivo elemento retentor 60, 70 mais próxima para a superfície de carcaça 40a do rotor 40 de partes 68, 78 se projetam para o segmento de rotor partindo a partir das bordas externas 50a e 52a dos ímãs permanentes embutidos 50, 52 formando um travamento por forma do segmento de rotor 44 na direção radial.

[0066] Uma outra variação de um elemento retentor 70 é exibida na Figura 4, que mostra somente um ímã permanente embutido 52 (ajustado em uma abertura axial 144b) da disposição de ímãs permanentes embutidos 50, 52 e elementos retentores 60, 70 sendo dispostos em simetria de espelho para um eixo geométrico de simetria local 55.

[0067] O elemento retentor 70, formando uma área magneticamente não condutiva 70a, é disposto em uma abertura axial 42b e é nivelado com a superfície de carcaça 40a se apoiando em uma abertura de ar 30.

[0068] O elemento retentor 70 é substancialmente configurado em U e tem em sua extremidade inferior, que começa a se nivelar com a extremidade inferior do ímã permanente embutido 52 distante da superfície de carcaça 40a, uma parte

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32/45 radial se projetando descendentemente para o corpo magnético 140 do rotor 40 para fora a partir da superfície de carcaça 40a. O segmento de rotor 44 disposto entre o ímã permanente embutido 52 e a superfície de carcaça 40a se estende com uma parte 46 para a configuração em U do elemento retentor 70 tendo uma primeira perna 44a em uma direção geralmente radial e uma segunda perna 44b em direção circunferencial. A perna 44a do segmento de rotor 44 e do ímã permanente embutido 52 engloba uma parte 80 do elemento retentor 70. O segmento de rotor 44 é formado travado no elemento retentor 70 por intermédio da parte 46.

[0069] Na extremidade superior do elemento retentor 70 próximo à superfície de carcaça 40a uma parte 78 do elemento retentor 70 se projeta para o segmento de rotor 44 formando um travamento de forma na direção radial, enquanto que uma parte oposta 76 do elemento retentor 70 se projeta para o corpo magnético 140 para fora a partir do segmento de rotor 44. Uma parte 142 do corpo magnético 140 engata um recesso no elemento retentor 70 proporcionando um travamento por forma para o elemento retentor 70 no corpo magnético 140. O elemento retentor 70 forma uma área magneticamente não condutiva 70a no corpo magnético 140 em caso em que o elemento retentor 70 é feito de um material magneticamente não condutivo.

[0070] A Figura 5 ilustra uma outra modalidade de um elemento retentor 70 disposto em uma abertura axial 42b em um corpo magnético 140 de um rotor 40. É exibida somente uma metade de uma disposição em simetria de espelho para um eixo

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33/45 geométrico de simetria local 55 (similar à disposição na Figura 4).

[0071] Na extremidade radial inferior distante a partir da superfície de carcaça 40a se apoiando em uma abertura de ar 30, o elemento retentor 70 é nivelado com a extremidade inferior do ímã permanente embutido 52 distante a partir da superfície de carcaça 40a e se apoia no ímã permanente embutido 52 disposto em uma abertura axial 144b. Uma borda externa do elemento retentor 70 é inclinada para fora a partir do ímã permanente embutido 52 ascendente para uma curva 82 na posição radial da extremidade superior do ímã permanente embutido 52 a partir de onde a mesma é inclinada na direção do eixo geométrico de simetria local 55 para sobrepor o segmento de rotor 44 e o ímã permanente embutido 52 na direção circunferencial.

[0072] O elemento retentor 70 tem uma borda 72 nivelada com a superfície de carcaça 40a se apoiando na abertura de ar 30 e é inclinada próxima à superfície de carcaça 40a com uma parte 78 na direção do segmento de rotor 44. O elemento retentor 70, por intermédio disso, é travado por ajuste de forma do segmento de rotor 44 e do ímã permanente embutido 52 no corpo magnético 140.

[0073] A Figura 6 mostra uma modalidade exemplificativa onde o segmento de rotor do rotor 40 é integrado com a parte principal do corpo magnético 140 do rotor 40. É exibida somente uma metade de uma disposição em simetria de espelho para um eixo geométrico de simetria local 55 (similar à disposição na Figura 4 e na Figura 5).

[0074] O segmento de rotor 144 é

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34/45 conectado com a parte principal do corpo magnético por intermédio de uma ponte 146. Entre a ponte 146 e a lateral estreita do ímã permanente embutido 52, uma bolsa de ar 54 é disposta. O ímã permanente embutido 52 é disposto em uma abertura axial 144b no corpo magnético 140.

[0075] O elemento retentor 70, formando uma área magneticamente não condutiva 70a, no caso em que o elemento retentor 70 é magneticamente não condutivo, se apoia na ponte 146, em que uma região 84 é proporcionada na interface entre a ponte 146 e o elemento retentor 70. Na região 84 o elemento retentor 70 é dentado com a ponte 146.

[0076] O elemento retentor 70 se estende a partir de uma posição interna radial distante a partir da superfície de carcaça 40a do rotor 40 para a superfície de carcaça 40a que se apoia em uma abertura de ar 30. O elemento retentor 70 tem uma borda 72 que é nivelada com a superfície de carcaça 40a. Na extremidade superior próxima para a superfície de carcaça 40a, uma parte 78 do elemento retentor 70 aponta em direção do eixo geométrico de simetria local 55, por consequência, estabilizando o segmento de rotor 44 em sua posição radial.

[0077] A Figura 7 ilustra uma outra modalidade exemplificativa que é similar à modalidade na Figura 6. É exibida somente uma metade de uma disposição em simetria de espelho para um eixo geométrico de simetria local 55 (similar à disposição na Figura 4, na Figura 5 e na Figura 6).

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[0078] Nesta modalidade da presente invenção, o elemento retentor 70, formando uma área magneticamente não condutiva 7 0a no caso em que o elemento retentor 70 é magneticamente não condutivo, se apoia no ímã permanente embutido 52 sem bolsa de ar 54 e ponte 146 (comparada com a modalidade mostrada na Figura 6). O elemento retentor 70 é nivelado com a superfície de carcaça 40a e se apoia em uma abertura de ar 30 com sua borda 72. O ímã permanente embutido 52 é disposto em uma abertura axial 144b no corpo magnético 140 do rotor 40.

[0079] O segmento de rotor 44 do rotor 40 tem uma parte 46 se projetando para um recesso abaixo de uma parte 78 na extremidade superior do elemento retentor 70 próximo à superfície de carcaça 40a do rotor 40. A parte 78 está apontando na direção do eixo geométrico de simetria local 55 de maneira que a parte 46 trava (de uma maneira de ajuste de forma) o segmento de rotor 44 no elemento retentor 70 na direção radial e parcialmente sobrepõe o ímã permanente embutido 52 na direção circunferencial.

[0080] O elemento retentor 70 se apoia no ímã permanente embutido 52 e é inclinado para fora a partir do ímã permanente embutido 52 em sua borda oposta para a lateral estreita do ímã permanente embutido 52. Em um nível de posição radial com a extremidade superior do ímã permanente 52 mais próxima para a superfície de carcaça 40a, o elemento retentor 70 tem uma parte 86 se projetando para um recesso no corpo magnético 140 do motor 40, por consequência, fixando e elemento retentor 70 no

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36/45 corpo magnético 140. A extremidade inferior com parte 74 do elemento retentor 70 distante a partir da superfície de carcaça 40a é nivelada com a extremidade inferior do ímã permanente embutido 52.

[0081] Em contradição com as modalidades mostradas nas Figuras 3 até 7, onde os ímãs permanentes embutidos 50, 52 são dispostos em uma disposição reta geralmente paralela à superfície de carcaça 40a, a Figura 8 mostra uma disposição configurada em V (observada a partir de cima) dos ímãs permanentes embutidos 50, 52. Mais particularmente, a Figura 8 mostra um detalhe de uma vista em corte de uma modalidade exemplificativa de um rotor 40 em concordância com a presente invenção com dois ímãs permanentes embutidos 50, 52 dispostos substancialmente em uma configuração em V simetricamente dispostos com respeito a um eixo geométrico de simetria local 55, similar à disposição mostrada nas Figuras 2a - 2c.

[0082] Na modalidade da presente invenção representada na Figura 8, entretanto, comparada com as modalidades da presente invenção em concordância com as Figuras 2a - 2c, os ímãs permanentes embutidos 50, 52 são separados por uma ponte de ferro 48 ao invés de um elemento retentor magneticamente não condutivo (como mostrado nas Figuras 2a - 2c). Os elementos retentores 60, 70 são inseridos em aberturas axiais 42a e 42b, respectivamente. Os elementos retentores 60, 70 constituem magneticamente áreas não condutivas (60a, 70a) em caso em que os elementos retentores

60, 70 são magneticamente não condutivos, e são nivelados com a superfície de carcaça 40a do rotor

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37/45 na abertura de ar 30 com suas bordas 62, 72. Cortes por baixo sobre ambas as laterais dos elementos retentores 60, 70 em uma distância radial a partir da superfície de carcaça 40a travam os elementos retentores 60, 70 em uma maneira de ajuste de forma no corpo magnético 140 do rotor 40. Os elementos retentores 60, 70 têm uma extensão longitudinal principal que é inclinada com respeito para eixo geométrico de simetria local 55 de maneira que o segmento de rotor 44 é travado sobre ambas as laterais pelos elementos retentores 60, 70 em sua posição radial adicionalmente para a conexão para a parte principal do corpo magnético 140 por intermédio da ponte 48.

[0083] A Figura 9 representa um detalhe de uma vista em corte de uma modalidade exemplificativa de um rotor 40 em concordância com a presente invenção com diversos ímãs permanentes embutidos 150, 152, 154. Os ímãs permanentes embutidos 150, 152, 154 estão alternando com áreas magneticamente não condutivas 160a, 170a, 180a, 190a formadas por respectivos elementos retentores 160, 170, 180, 190 que, cada um, têm uma superfície nivelada com a superfície de carcaça 40a do rotor 40 na abertura de ar 30. A disposição continua sobre ambas as laterais da vista detalhada todas em torno da circunferência do rotor 40. Entre os ímãs permanentes embutidos 150, 152, 154 e a superfície de carcaça 40a, segmentos de rotor 44 são dispostos, um segmento de rotor 44 atribuído para cada ímã permanente embutido 150, 152, 154 que são confinados lateralmente pelos elementos retentores 160, 170, 180, 190.

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[0084] Como exemplificado em maiores detalhes para o elemento retentor 160, os elementos retentores 160, 170, 180, 190 têm cortes inferiores com partes se projetando sobre ambas as laterais (observadas a partir de cima) para o corpo magnético 140 em uma lateral inferior 164 em uma distância radial a partir da superfície de carcaça 40a, por consequência, formando travamento dos elementos retentores 160, 170, 180, 190 no corpo magnético 140 do rotor 40. Uma parte superior 166 próxima à superfície de carcaça 40a se projeta sobre ambas as laterais (observadas a partir de cima) para os segmentos de rotor 44, por consequência, travando os segmentos de rotor 44 seguramente em direção radial.

[0085] A Figura 10 exibe uma outra modalidade exemplificativa de um rotor 40 em concordância com a presente invenção, em que um segmento de rotor 44 disposto em uma direção radial entre ímãs permanentes embutidos 50, 52 e a superfície de carcaça 40a, é fixado pelos elementos retentores 60, 70 e bem como por bandagens 56 axialmente enroladas em torno da superfície de carcaça externa 40a e da superfície de carcaça interna do rotor 40. Elementos de suporte tais como tiras, bandagens e os assemelhados podem ser utilizados no caso em que a força de retenção dos elementos retentores 60, 70 tenha que ser suportada.

[0086] Nas várias modalidades da presente invenção anteriormente descritas, os elementos retentores 60, 70, 90; 150, 160, 170,

180, 190 podem favoravelmente ser magneticamente

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39/45 não condutivos e podem compreender ou podem ser compostos de, por exemplo, fibra de carbono, compósitos de fibra de carbono, fibra de vidro, compósitos de fibra de vidro, fibra de polímero, tal como, por exemplo, fibra de aramida, compósito de fibra de polímero, cerâmicas, plásticos. Os elementos retentores 60, 70, 90; 150, 160, 170,

180, 190 podem ser dispositivos separados que são inseridos em correspondentes aberturas axiais 42a, 42b no corpo magnético 140 do rotor 40, mas pode alternativamente ser feito de material em pó e cosinterizado com o corpo magnético 140 no caso em que o corpo magnético é fabricado a partir de material em pó de ferro. Geralmente, o corpo magnético 140 pode ser feito de laminados empilhados ou sinterizados a partir de material em pó de ferro, como conhecido no estado da técnica.

[0087] Nas modalidades da presente invenção anteriormente descritas, onde os elementos retentores 60, 70, 90, 160, 170, 180, 190 se estendem a partir de uma posição radial interna ou inferior distante a partir da superfície de carcaça 40a do rotor 40 para a superfície de carcaça 40a e são nivelados com a superfície de carcaça 40a, perdas magnéticas devidas ao fluxo magnético extinguido no corpo magnético 140 podem ser minimizadas por substituição de material condutivo magnético do corpo magnético 140 pelo material magneticamente não condutivo dos elementos 60, 70,

90, 160, 170, 180, 190. Nestas modalidades da presente invenção, exemplos das quais são exibidos nas Figuras 1, 2a, 2c, 3 até 10, os elementos retentores 60, 70, 90, 160, 170, 180, 190 travam os

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40/45 segmentos de rotor 44 na posição radial. Em modalidades da presente invenção onde os elementos retentores 90 não se projetam para a superfície de carcaça 40a, como exemplificado na Figura 2b, é possível ter aberturas axiais 42a, 42b formando bolsas de ar niveladas com a superfície de carcaça 40a para substituição de material magnético do corpo magnético 140, caso contrário o fluxo magnético seria extinto.

[0088] Geralmente, os elementos retentores podem ser projetados como desejado e podem facilmente ser adaptados para cumprir com outros requerimentos do projeto da máquina elétrica.

[0089] A Figura 11 representa em uma vista em corte de um polo magnético de uma máquina de fluxo radial 10 que compreende um rotor 40 com ímãs permanentes embutidos de múltipla camada radiais 50, 52 circundados por um estator 20 com bobinas de estator 22 dispostas em aberturas verticais 26, em que uma abertura de ar 30 é disposta entre estator 20 e rotor 40. O rotor 40 tem uma seção transversal geralmente anular com uma abertura para um eixo no centro (indicada pela linha encurvada sólida na lateral radialmente interna do rotor 40).

[0090] Na modalidade da presente invenção mostrada na Figura 11, quatro pares de ímãs permanentes embutidos estendidos longitudinalmente 50, 52 são dispostos paralelos uns para os outros em direção radial de maneira que os mesmos são empilhados na direção radial, em que cada segmento de rotor 44x, 44y, 44z é colocado

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41/45 entre dois ímãs adjacentes dos ímãs permanentes embutidos 50, 52. Entre os ímãs permanentes embutidos os mais externos 50, 52 e a abertura de ar 30, um segmento de rotor 44 é disposto. Evidentemente, o número de pares de ímãs permanentes embutidos pode ser maior ou menor do que quatro pares nesta modalidade exemplificativa.

[0091] A partir da superfície de carcaça 40a do rotor 40, a extensão longitudinal dos pares de ímãs permanentes embutidos 50, 52 se prolonga na direção do centro do rotor 40. Em cada lateral dos pares de ímãs permanentes embutidos 50, 52, elementos retentores 192, 192x, 192y, 192z sobre uma lateral e 194, 194x, 194y, 194z sobre a lateral oposta são dispostos os quais travam os pares de ímãs permanentes embutidos 50, 52 no corpo magnético 140 do rotor 40. Os elementos retentores 192, 192x, 192y, 192z, 194, 194x, 194y, 194z incluem ou consistem de áreas magneticamente não condutivas com alta resistência mecânica.

[0092] Os elementos retentores 192, 192x, 192y, 192z, 194, 194x, 194y, 194z são encurvados em direção da abertura de ar 30 de maneira que os mesmos se estendem somente no interior do segmento do polo magnético do rotor 40. Em suas extremidades livres, os elementos retentores 192, 192x, 192y, 192z, 194, 194x, 194y, 194z podem ser configurados de maneira assemelhada a cunha como descrito nas modalidades anteriormente mencionadas para proporcionar um travamento dos ímãs permanentes embutidos 50, 52 e dos segmentos de rotor 44, 44x, 44y, 44z no corpo magnético 140. Entretanto, pode ser possível que somente um ou

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42/45 somente uma parte dos ímãs permanentes embutidos 50, 52 sejam proporcionadas com elementos retentores 192, 192x, 192y, 192z, 194, 194x, 194y, 194z.

[0093] A Figura 12 mostra uma vista parcial em perspectiva de uma máquina de fluxo axial 200 com ímãs permanentes montados em superfície em concordância com o estado da técnica. Em uma máquina de fluxo axial 200, o fluxo magnético de um rotor 240 se estende para um estator 220 em uma direção axial 100 com respeito ao eixo geométrico rotacional do rotor 240. O estator 220 pode estar entre dois rotores 240 ou vice-versa. Adicionalmente, é possível que uma multiplicidade de estatores 220 e rotores 240 sejam empilhadas ao longo do eixo geométrico rotacional 100.

[0094] A máquina de fluxo axial 200 como representada na Figura 12 tem dois rotores assemelhados a discos cilíndricos espaçados axialmente 240 com um estator, assemelhado a disco, cilíndrico 220 compreendendo bobinas de estator 222 como conhecido no estado da técnica, dispostas entre os rotores 240 com uma distância axial para cada estator 220. As bobinas podem ter diferentes disposições e não são explicitamente mostradas na Figura 12.

[0095] Os ímãs permanentes 250, 252,

que nesta modalidade da	presente invenção,	se
projetam axialmente a partir dos	rotores 40,	são
magnetizados em direção	axial	e dispostos	nas
laterais internas axiais	dos	rotores 240	se
voltando para o estator	220,	em que os	ímãs

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43/45 permanentes 250, 252 de um rotor 240 estão apontando em direção dos ímãs permanentes 250, 252 do outro rotor 240 (e vice-versa). Os ímãs permanentes 250, 252 de cada rotor 240 têm a mesma posição relacionada para a circunferência dos rotores 240. Cada ímã permanente pode ser dividido em segmentos menores, por exemplo, para reduzir perdas magnéticas.

[0096] O fluxo magnético é indicado por linhas tracejadas em círculos fechados, cada um dos tais círculos englobando uma área entre dois ímãs permanentes adjacentes 250, 252 com uma ramificação no rotor 240 e uma ramificação no estator 220.

[0097] Enquanto que laminados de ferro do rotor 40 e/ou do estator 20 em uma máquina de fluxo radial 10 como descrita nas modalidades precedentes, são empilhados em direção axial, em uma máquina de fluxo axial 200 feita de laminação de ferro, os laminados são empilhados em direção radial, isto é, um material em chapa é enrolado em torno do eixo geométrico rotacional 100, formando o rotor 240 ou o estator 220. Em uma tal disposição, técnicas especiais devem ser utilizadas para formar as aberturas no material laminado antes ou depois de formação do rotor 240 ou do estator 220. Alternativamente, o rotor 240 e/ou o estator 220, entretanto podem também ser formados por material de pó de ferro, tal como o chamado material SMC [Soft Magnetic Composite - Compósito Magnético Macio].

[0098] As Figuras 13a - 13c ilustram uma primeira modalidade de um rotor 240 para uma

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44/45 máquina de fluxo axial 200 similar para aquela uma mostrada na Figura 12, como vista frontal (Figura 13a), como vista de corte ao longo da linha (13b13b) (Figura 13) e como vista lateral (Figura 13c).

[0099] Os ímãs permanentes embutidos

250, 252 são dispostos sobre a face dianteira 240a do rotor assemelhado a disco 240, o rotor 240 tendo um corpo magnético 214, e os mesmos se estendem a partir de uma superfície de carcaça externa 240bdo rotor 240 em direção de uma superfície internade uma abertura proporcionada para um eixo de uma maneira tal que os ímãs permanentes embutidos 250, 252 são dispostos em recessos axiais com elementos retentores 260 em cada lateral dos ímãs permanentes embutidos 250, 252. Observados a partir de cima, cada um dos ímãs permanentes embutidos 250, 252 tem uma configuração de um segmento de um círculo. Cada ímã permanente embutido 250 tem um ímã permanente embutido 252 vizinho de polaridade oposta. A configuração dos ímãs permanentes embutidos 250, 252 pode ter qualquer configuração, por exemplo, os ímãs permanentes embutidos 250, 252 podem ser cortados como segmentos retos ao invés de segmentos de um círculo, e os assemelhados.

[00100] Sobre o topo (na direção axial) de cada ímã permanente embutido 250, 252, um segmento de rotor 244 é disposto, que é travado por intermédio dos elementos retentores 260 em sua posição axial sobre o topo do ímã permanente embutido 250, 252. O segmento de rotor 244 pode ser feito de material de SMC. As superfícies externas 262 dos elementos retentores 260 são ilustradas niveladas com a face dianteira 240a do rotor 240.

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Entretanto, pode ser possível que os elementos retentores 260 e/ou os segmentos de rotor 244 sejam não nivelados, mas se projetem a partir da superfície externa 240a. Em um tal caso, um efeito positivo sobre refrigeração pode ser conseguido enquanto o rotor 240 gira. As partes de projeção podem atuar similarmente a nadadeiras criando turbulências no ar ambiente, por consequência, aperfeiçoando a transferência de calor a partir do rotor 240 para o ar.

[00101] As Figuras 14a - 14c mostram uma segunda modalidade de um rotor 240 para uma máquina de fluxo axial 200, como mostrada na Figura 12, como vista dianteira (Figura 14a), como vista de corte ao longo da linha (14b - 14b) (Figura 14b) e como vista lateral (Figura 14c).

[00102] A disposição é similar à disposição descrita nas Figuras 13a - 13c, exceto que o rotor 240 tem ímãs permanentes embutidos 250, 252 sobre ambas as faces dianteiras de seu corpo magnético 214. As posições dos ímãs permanentes embutidos 250, 252 sobre um rotor 240 são conformadas sobre cada lateral do rotor 240.

[00103] Vantajosamente, rotores de máquinas elétricas compreendendo os elementos retentores podem proporcionar melhor desempenho com ímãs permanentes embutidos e parcialmente permitem uma redução de peso e de perdas magnéticas no caso em que os elementos retentores sejam feitos de ou compreender compósitos de material magneticamente não condutivo.

Claims

1. Rotor (40, 240) para uma máquina elétrica (10; 200), excitada por polos magnéticos formados por um ou mais ímãs permanentes embutidos (50, 52; 150, 152, 154; 250, 252), compreendendo um corpo magnético (140; 214) e o um ou mais ímãs permanentes embutidos (50, 52; 150, 152, 154; 250,

252) associados com o corpo magnético (140; 214) definindo primeiros polos magnéticos (N) e segundos polos magnéticos (S) de polaridade magnética alternada ao longo de uma direção do rotor, em que para pelo menos um do um ou mais ímãs permanentes embutidos (50, 52; 150, 152, 154; 250, 252) um segmento de rotor (44, 44a, 44b; 244) é disposto entre o um ou mais ímãs permanentes embutidos (50, 52; 150, 152, 154; 250, 252) e uma primeira superfície (40a; 240a) do corpo magnético (140;

214), em que pelo menos um elemento retentor eletricamente não condutor (60, 70, 90; 160, 170,

180, 190; 192, 194; 260) conecta o segmento de rotor (44; 244) a uma parte do corpo magnético (140; 214), em que uma área magneticamente não condutiva (60a, 70a, 90a; 160a, 170a, 180a, 190a) é atribuída para pelo menos um do um ou mais ímãs permanentes embutidos (50, 52; 150, 152, 154;250,

252), em que a área magneticamente não condutora (60a, 70a, 90a; 150a, 160a, 170a, 180a, 190a) é incluída no pelo menos um elemento retentor (60, 70, 90; 160, 170, 180, 190; 192, 194;260), caracterizado pelo fato de que o segmento de rotor (44, 44a, 44b) é fixado em uma posição radial por o pelo menos um elemento retentor (60, 70, 90;160,

170, 180, 190; 192, 194), em que o pelo menos um

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2/4 elemento retentor (60, 70, 90; 160, 170, 180, 190;

260) trava o segmento de rotor (44, 44a, 44b; 244) por travamento por forma.

2. Rotor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o um ou mais ímãs permanentes embutidos (50, 52; 150, 152, 154) são dispostos alternadamente em uma direção circunferencial (102) no corpo magnético (140) e definindo primeiros polos magnéticos (N) e segundos polos magnéticos (S) de polaridade magnética alternada na direção circunferencial (102) e/ou que o segmento de rotor (44, 44a, 44b) é disposto em uma direção substancialmente radial entre o um ou mais ímãs permanentes embutidos (50, 52; 150, 152,

154) e a primeira superfície (40a) do corpo magnético (140).

3. Rotor, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que um ou mais ímãs permanentes embutidos (50, 52; 150, 152, 154) são empilhados em direção radial do corpo magnético (140) com uma distância radial uns para os outros.

4. Rotor, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um elemento retentor (60, 70, 90; 160, 170, 180, 190; 192, 194; 260) tem uma borda externa (62, 72, 92; 262) disposta nivelada com a primeira superfície (40a; 240a) do corpo magnético (140; 214).

5. Rotor, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um elemento retentor (60, 70, 90; 160, 170, 180, 190; 192; 194; 260) é

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3/4 disposto em uma borda externa de um ou mais dos ímãs permanentes embutidos (50, 52; 150, 152, 154;

250, 252).

6. Rotor, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um elemento retentor (90; 160; 170, 180, 190) é disposto entre dois ímãs permanentes embutidos (50, 52; 150, 152, 154; 250,

252) adjacentes.

7. Rotor, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a área magneticamente não condutiva (60a, 70a) em uma borda externa (50a, 52a) do pelo menos um dos ímãs permanentes embutidos (50, 52;

150, 152, 154) compreende uma bolsa de ar.

8. Rotor, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um elemento retentor (60, 70, 90; 160, 170, 180, 190; 192, 194; 260) compreende pelo menos um dentre fibra de carbono, compósito de fibra de carbono, fibra de vidro, compósito de fibra de vidro, fibra de polímero, compósito de fibra de polímero, cerâmicas, plásticos.

9. Rotor, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o corpo magnético (140; 214) é feito de pelo menos um dentre: (i) laminados empilhados;

(ii) pó de ferro.

10. Rotor, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um elemento retentor (60, 70, 90; 160, 170, 180, 190;

192, 194; 260) é feito a partir de pó e coPetição 870190102532, de 11/10/2019, pág. 9/12

4/4 sinterizado com o corpo magnético (140; 214).

11. Máquina elétrica (10; 200), caracterizada pelo fato de que tem um estator (20; 220) e é excitada por um rotor (40; 240) com polos magnéticos formados por um ou mais ímãs permanentes embutidos (50, 52; 150, 152, 154; 250, 252) do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10.

12. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que o rotor (40; 240) é configurado para uma máquina de fluxo radial (10).

13. Máquina elétrica, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizada pelo fato de que o rotor (40) para uma máquina de fluxo radial (10) é configurado como um rotor externo (40) circundando o estator (20) ou em que o rotor (40) é configurado como um rotor interno (40) circundado pelo estator (20).