BR112013018579B1 - rotor para máquina elétrica rotacional - Google Patents

Abstract

ROTOR PARA MÁQUINA ELÉTRICA ROTACIONAL Rotor (10) destinado a uma máquina elétrica rotacional apresentando uma pluralidade de pólos magnéticos (24) providos em intervalos, em uma direção circunferêncial, junto à periferia externa de um núcleo de rotor (12). Cada um dos pólos magnéticos (24) apresenta um primeiro ímã permanente (26) aterrado no centro do pólo magnético, e um par de segundo ímãs permanentes (28) que são encerrados em ambas laterais do primeiro ímã permanente (26) na direção circunferencial, sendo dispostos de tal maneira que um espaçamento mútuo entre o par dos segundos ímãs permanentes (28) torna-se mais estreito em sentido interno na direção radial. Um espaçamento mais estreito entre o par de segundos ímãs permanentes (28) é ajustado para se apresentar mais largo do que uma largura na direção longitudinal do primeiro ímã permanente (26) na segunda região de trajeto magnético (3) definida pelo primeiro ímã permanente (26) e pelo par de segundos ímãs permanentes (28).

Description

Fundamentos da Invenção: 1. Campo da Invenção:

[001] A invenção se refere a um rotor destinado a uma máquina elétrica rotacional, e mais em particular, a um rotor para uma máquina elétrica rotacional aonde uma pluralidade de pólos magnéticos são posicionados em intervalos, em uma direção circunferencial, junto a uma periferia externa de um núcleo de rotor.

2. Descrição da Técnica Correlata:

[002] O Pedido Publicado de Patente Japonesa N° 2008-306849 (JP-A-2008- 306849) descreve, por exemplo, uma máquina elétrica rotacional incorporando um estator aonde a bobina de estator é envolta de forma distribuída em torno de uma porção da periferia interna, contendo um rotor do tipo imantado permanente embutido provido para rotacionar no estator. O rotor mencionado acima é formado a partir de um eixo mecânico rotacional e de uma carcaça do núcleo cilíndrico fixado junto ao eixo mecânico rotacional.

[003] A carcaça de núcleo acima resulta de uma construção integrada, seja por meio de enrugamento ou coisa do gênero, uma pilha de chapas de aço magnéticas na direção axial, cada uma das quais formadas através de perfuração, em uma configuração em formato de anel circular. Tem-se a provisão de uma pluralidade de pólos magnéticos, espaçados igualmente em uma direção circunferencial, junto à periferia externa da carcaça do núcleo. A FIG. 8 ilustra um pólo magnético em uma condição observada a partir de uma guarnição na extremidade da direção axial. A FIG. 8 ilustra um pólo magnético 104, em conjunto com parte de um estator 106, a partir de um grupo de componentes dispostos com espaçamento uniforme junto à periferia externa da carcaça do núcleo 102 do rotor 100 (em intervalos de ângulos em 45°, de modo que o eixo central de um eixo mecânico rotacional esteja no centro de cada configuração de ventilação).

[004] Tem-se a provisão de uma pluralidade de dentes 108 apontando para dentro em uma direção radial, apresentando espaçamentos idênticos na direção circunferencial, na periferia interna do estator 106. As fendas 108 são formadas, respectivamente, em uma quantidade idêntica aquela dos dentes 106, entre dentes mutuamente adjacentes, de modo que as fendas 108 se apresentem abertas na lateral periférica interna e em ambas porções de extremidade na direção axial. Uma bobina de estador (não mostrada) que vem a ser envolta em torno dos dentes 106 é inserida no interior das fendas 108. Tem-se que como resultado ocorre a formação de um campo magnético rotacional na lateral periférica interna do estator 100 quando a bobina do estator vem a ser energizada.

[005] Cada pólo magnético 104 provido na carcaça do núcleo 102 do rotor 100 é configurada contendo três ímãs permanentes, a saber os ímãs permanentes 112, 114, 116. O ímã permanente 112 disposto no centro da direção circunferencial do pólo magnético 104 é aterrado na vizinhança de uma guarnição periférica externa 103 da carcaça do núcleo 102. O imã permanente 112 apresenta guarnições de extremidade e uma seção transversal exibindo um formato retangular alongado, sendo formada substancialmente com o mesmo comprimento na direção axial daquele referente ao da carcaça de núcleo 102. O ímã permanente 112 é disposto em tal maneira que a sua direção longitudinal, junto à guarnição de extremidade do ímã, vem a funcionar substancialmente ao longo da guarnição periférica externa 103 da carcaça de núcleo 102, apresentando ainda uma largura W na direção longitudinal.

[006] Os outros dois ímãs permanentes 114, 116 são dispostos simetricamente em ambas laterais dos ímãs permanentes 112, na direção circunferencial, de modo que os dois ímãs permanentes 114, 116 formam um formato V que vai se alargando em sentido a periferia externa. em outras palavras, os ímãs permanentes 114, 116 são dispostos em tal maneira que a distância ou o espaçamento mútuo vais e estreitando em sentido a periferia interna, e o espaçamento nas porções de extremidade entre a lateral e periferia dos ímãs permanentes 114, 1116, aonde o espaçamento mútuo se apresenta mais estreito, vem a se tornar ainda mais estreito do que a largura W na direção longitudinal. No pólo magnético 102, tem-se como resultado que uma região de trajeto magnético substancialmente triangular 118 vem a ser formada ou definida pelos três ímãs permanentes 112, 114, 116. Ambas porções de extremidade da região de trajeto magnético 118, na direção circunferencial são conectadas junto á guarnição periférica externa 103 da carcaça de núcleo 102 via as regiões entre o ímã permanente 112, e os ímãs permanentes 114, 116.

[007] O documento JP-A-2008-306849 indica que em uma máquina elétrica rotacional contendo um rotor 100 apresentando a configuração acima, torna-se possível vir a se reduzir uma força eletromotora contrária de uma ordem em particular gerada mediante a operação da máquina elétrica rotacional, com a redução também do ruído, por meio do ajuste de um ângulo pré-definido, com o ângulo de interseção definido pelas linhas retas virtuais que ligam as porções de extremidades na direção circunferencial dos ímãs permanentes 114, 116 e a parte central do eixo mecânico rotacional, e uma linha de referência virtual perpendicular a uma linha reta na direção radial atuando na parte central da direção circunferencial do ímã permanente 112.

[008] Na máquina elétrica rotacional pertinente ao documento JP-A-2008- 306849, o escoamento do fluxo magnético, tal como aqueles ilustrados nas FIGS. 9A a 9C, vem a ser formado no pólo magnético 104 da carcaça de núcleo 102 do rotor 100 mediante a transmissão rotacional do rotor 100 como resultado da corrente passando através da bobina do estator. A FIG. 9A ilustra de forma esquemática o escoamento do fluxo magnético (daqui em diante, fluxo magnético do ímã), gerado pelo ímã permanente 114 em sentido a periferia externa através de uma região de trajeto magnético 118. A FIG. 9B ilustra de forma esquemática a maneira pelo qual o fluxo magnético, vindo a ser gerado pelo componente de corrente no eixo-q, obtido pela resolução do vetor representativo da corrente elétrico escoando através da bobina de estator, em um plano d-q, representando um sistema de coordenadas Cartesiano (daqui em diante, fluxo magnético de corrente no eixo-q ou fluxo magnético de corrente de excitação), vem a escoar a partir das porções de extremidade da periferia interna dos dentes 108 do estator 106 no interior da carcaça do núcleo 102 e transversal a região de trajeto magnético 118 do pólo magnético 104. A FIG. 9C ilustra de forma esquemática o escoamento do fluxo magnético resultante da combinação do fluxo magnético mencionado acima e o fluxo magnético da corrente no eixo-q mencionado acima.

[009] Tendo como referência a FIG. 9A, o fluxo magnético de ímã gerado pelo ímã permanente 114 é direcionado em sentido a guarnição periférica externa 103 da carcaça de núcleo 102. Parte do fluxo magnético advindo do ímã permanente 114 é direcionado em sentido a guarnição periférica externa, através do ímã permanente 112. Entretanto, o ímã permanente 112 que é aterrado na carcaça de núcleo 102 apresenta uma resistência de imantação ou uma permeabilidade relativa equivalente aquela de um vazio, e portanto, a maior parte do fluxo magnético escoa em sentido a guarnição periférica externa, através da região da porção de extremidade da direção circunferencial da região de trajeto magnético 118, consistindo de uma porção de chapa de aço apresentando uma baixa resistência de imantação. Tendo como referência a FIG. 9B, o fluxo magnético da corrente no eixo-q que escoa em sentido ao pólo magnético 104 na carcaça de núcleo 102 é da mesma maneira direcionado em sentido a guarnição periférica externa, por meio do escoamento substancial ao longo de um arco circular através da região de trajeto magnético 118 apresentando baixa resistência a imantação.

[010] Consequentemente, mediante a sobreposição do fluxo magnético do ímã e do fluxo magnético da corrente no eixo-q fluindo de acordo com a descrição dada acima, a densidade do fluxo magnético resultante aumenta junto à região a jusante substancialmente triangular 120, indicada pela porção tracejada no interior da região de trajeto magnético 118, de acordo com a ilustração dada pela FIG. 9C, tendo- se como resultado, a saturação magnética vindo a muito provavelmente a ocorrer. Por sua vez, isto pode resultar em um torque mais fraco da máquina elétrica rotacional.

[011] Na FIG. 9A, o fluxo magnético gerado pelo ímã permanente 116 não vem a ser apresentado. Entretanto, o fluxo magnético advindo do ímã permanente 116 escoa também em sentido a região a jusante 120 mencionada acima, aumentando, portanto, a possibilidade da saturação magnética, tal como o tipo anteriormente descrito. Caso a direção de escoamento do fluxo magnético na região de trajeto magnético 118 venha a ser revertida, a ocorrência da saturação magnética, de acordo com a descrição acima, virá a ocorrer, muito provavelmente, em uma região posicionada entre o ímã permanente 116 e o ímã permanente 112, no interior da região de trajeto magnético 118.

[012] O documento JP 2006 314152 A revela um rotor incluindo uma pluralidade de pólos magnéticos fornecidos em intervalos. Em uma direção circunferencial do núcleo do rotor, em uma periferia externa do núcleo do rotor, cada um dos pólos magnéticos possui um primeiro inã permanente e um par de segundos imãs permanentes que são aterrados em ambos os lados do primeiro imã permanente. O espaço mais estreito entre o par de segundos imãs permanentes é mais largo do que uma largura do primeiro imã permanente em uma direção perpendicular para a direção radial em uma região de trajetória magnética.

[013] Os documentos JP 2006 311772 A, EP 0 889 574 A1 e US 2007/096 579 A1 descrevem rotores tendo um primeiro imã e um par de segundos imãs. O espaço mais estreito entre o par de segundos imãs permanente é mais largo do que uma largura do primeiro imã permanente.

[014] O documento US 2006/290221 A1 descreve um rotor tendo um primeiro imã em uma direção circunferencial do núcleo do rotor e um par de imãs que são aterrados em ambos os lados do primeiro imã.

Sumário da Invenção:

[015] A invenção proporciona com um rotor para uma máquina elétrica rotacional, aonde cada um dos pólos magnéticos inclui pelo menos três ímãs permanentes, e a partir de cada um dos quais é possível se intensificar o torque da máquina elétrica rotacional.

[016] Um rotor para uma máquina elétrica rotacional de acordo com um aspecto da invenção inclui: um núcleo de rotor apresentando uma pluralidade de pólos magnéticos providos em intervalos, na direção circunferencial do núcleo de rotor, junto a uma periferia externa do núcleo de rotor, cada um dos pólos magnéticos apresentando um primeiro ímã permanente aterrado na parte central do pólo magnético, na direção circunferencial, e um par de segundos ímãs permanentes que são encerrados em ambas laterais do primeiro ímã permanente, na direção circunferencial, sendo dispostos de tal maneira que o espaçamento mútuo entre o par de segundos ímãs permanentes vá se tornando mais estreito em sentido a uma direção radial do núcleo de rotor, sendo que este espaçamento mais estreito entre o par de segundos ímãs permanentes vem a ser ajustado para se apresentar mais largo do que a largura do primeiro ímã permanente em uma direção perpendicular aquela da direção radial em uma região de trajeto magnético vinda a ser formada circundada pelo primeiro ímã permanente e pelo par de segundos ímãs permanentes, conforme observado ao longo de uma direção axial do núcleo de rotor.

[017] No rotor destinado a uma máquina elétrica rotacional, de acordo com um aspecto da invenção, tem-se que cada primeiro ímã permanente e o par dos segundos ímãs permanentes podem apresentar um formato plano, e a direção perpendicular junto à direção radial pode representar uma direção longitudinal do primeiro ímã magnético.

[018] No rotor destinado a uma máquina elétrica rotacional, de acordo com um aspecto da invenção, tem-se que uma seção transversal, perpendicular a direção axial do núcleo de rotor, de cada primeiro ímã permanente e o par de segundos ímãs permanentes, pode vir a apresentar um formato retangular alongado.

[019] No rotor destinado a uma máquina elétrica rotacional, de acordo com um aspecto da invenção, cada um dos pólos magnéticos pode vir a apresentar ainda um orifício para a eliminação de fluxo magnético que vem a ser formado junto a uma posição oposta a do primeiro ímã permanente, através da região de trajeto magnético, nas porções de extremidade entre a lateral e a periferia, na direção radial, do par de segundos ímãs permanentes.

[020] No rotor destinado a uma máquina elétrica rotacional, de acordo com um aspecto da invenção, o orifício de eliminação de fluxo magnético pode apresentar dois orifícios se comunicando com as porções de extremidade da lateral e periferia interna dos segundos orifícios de introdução de ímã aonde o par de segundos ímãs permanentes vem a ser inseridos, respectivamente, e um segundo orifício que vem a ser formado entre o primeiro dos orifícios contendo as porções de ponte interpostas entre o segundo orifício e o primeiro dos orifícios; e, pelo menos, um entre o primeiro e o segundo orifícios pode vir a incluir pelo menos um vazio ou uma resina apresentando uma menor permeabilidade relativa do que aquela referente a do material magnético que forma o núcleo de rotor.

[021] No rotor destinado a uma máquina elétrica rotacional, de acordo com um aspecto da invenção, o primeiro ímã permanente pode apresentar dois ímãs permanentes que são posicionados próximos um do outro formando uma configuração em formato substancial em V que vai se alargando em sentido a periferia externa na direção radial.

[022] No rotor destinado a uma máquina elétrica rotacional, de acordo com um aspecto da invenção, cada um dos ímãs no par de segundos ímãs permanentes pode vir a apresentar dois ímãs permanentes dispostos próximos um do outro de modo a formarem uma configuração substancialmente em formato de V que se alarga em direção ao primeiro ímã permanente,

[023] No rotor destinado a uma máquina elétrica rotacional, de acordo com um aspecto da invenção, uma direção longitudinal de cada par de segundos ímãs permanentes pode vir a se apresentar disposto substancialmente ao longo da direção radial.

[024] No rotor destinado a uma máquina elétrica rotacional, de acordo com um aspecto da invenção, um posicionamento do primeiro ímã permanente na direção radial pode ser substancialmente idêntico a um posicionamento, na direção radial, das porções de extremidade entre a lateral e a periferia externa do par de segundos ímãs permanentes na direção radial.

[025] No rotor destinado a uma máquina elétrica rotacional, de acordo com um aspecto da invenção, cada um dos pólos magnéticos apresenta um primeiro orifício de eliminação de fluxo magnético vindo a ser formada em uma posição oposta a do primeiro ímã permanente ao longo da região de trajeto magnético, entre as porções de extremidade da lateral e periferia interna, na direção radial, do par de segundos ímãs permanentes, o primeiro ímã permanente, os segundos ímãs permanentes e o primeiro orifício de eliminação de fluxo magnético definindo a região de trajeto magnético como a primeira região de trajeto magnético; em cada um dos pólos magnéticos, tem-se a formação de uma segunda região de trajeto magnético na lateral periférica interna da primeira região de trajeto magnético contendo o primeiro orifício de eliminação de fluxo magnético interposto entre a primeira região de trajeto magnético e a segunda região de trajeto magnético; cada um dos pólos magnéticos apresenta ainda um par de terceiros ímãs permanentes encerrados em ambas laterais do par de segundos ímãs permanentes na direção circunferencial, e dispostos de maneira que o espaçamento mútuo entre o par de terceiros ímãs permanentes vá se estreitando internamente na direção radial, e um segundo orifício de eliminação de fluxo magnético formado oposto ao primeiro orifício de eliminação de fluxo magnético ao longo da segunda região de trajeto magnético, nas porções de extremidade entre a lateral e periferia na direção radial, do par de terceiros ímãs permanentes; a segunda região de trajeto magnético sendo definida pelos segundos e terceiros ímãs permanentes, assim como o primeiro e segundo orifícios de eliminação de fluxo magnético, em uma lateral periférica interna, na direção radial, da primeira região de trajeto magnético; e na segunda região de trajeto magnético, o espaçamento mais estreito entre o par de terceiros ímãs permanentes é estabelecido para ser igual ou maior do que uma largura presente entre as porções de borda, no sentido externo na direção circunferencial, do par de segundos ímãs permanentes, em uma direção perpendicular a direção radial.

[026] No rotor destinado a uma máquina elétrica rotacional, de acordo com um aspecto da invenção, o primeiro orifício de eliminação de fluxo magnético pode apresentar dois primeiros orifícios se comunicando com as porções de extremidade lateral e periferia interna dos segundos orifícios de inserção de ímã. aonde o par de segundos ímãs permanentes vem a ser respectivamente inserido, e um segundo orifício vem a ser formado entre o primeiro dos orifícios contendo porções de ponte interposto entre o segundo orifício e o primeiro dos orifícios; e pelo menos um dos primeiros e segundos orifícios pode vir a incluir pelo menos um vazio ou uma resina apresentando uma permeabilidade relativa mais baixa do que aquela de um material magnético formando o núcleo de rotor.

[027] No rotor destinado a uma máquina elétrica rotacional, de acordo com um aspecto da invenção, o segundo orifício de eliminação de fluxo magnético pode apresentar dois terceiros orifícios comunicando-se com as porções de extremidade na lateral e periferia externa dos terceiros orifícios de inserção aonde o par de terceiros dos ímãs permanentes vem a ser respectivamente inserido, e um quarto orifício que vem a ser formada entre os terceiros orifícios contendo porções de ponte interpostas entre o quarto e terceiro orifícios; e, pelo menos, um dos terceiros e quarto orifícios pode vir a incluir pelo menos um vazio ou uma resina apresentando uma permeabilidade relativa mais baixa do que aquela pertinente ao material magnético formando o núcleo de rotor.

[028] No rotor destinado a uma máquina elétrica rotacional, de acordo com um aspecto da invenção, o primeiro ímã permanente pode apresentar dois ímãs permanentes que são dispostos próximos um do outro formando dois ímãs permanentes que são dispostos próximos entre si para a constituição de uma configuração em substancial formato em V que se alarga em sentido a uma periferia externa na direção radial.

[029] No rotor destinado a uma máquina elétrica rotacional, de acordo com um aspecto da invenção, cada um dos pares dos segundos ímãs permanentes pode apresentar dois ímãs permanentes dispostos próximos uns dos outros de modo a constituírem um substancial formato em V que se alarga em sentido ao primeiro ímã permanente.

[030] No rotor destinado a um máquina elétrica rotacional, de acordo com um aspecto da invenção, cada um dos pares de terceiros ímãs permanentes pode vir a apresentar dois ímãs permanentes dispostos próximos entre si de modo dando constituição a um formato substancial em V que se alarga em sentido ao primeiro ímã permanente.

[031] No rotor destinado a uma máquina elétrica rotacional, de acordo com um aspecto da invenção, o par de terceiros ímãs permanentes pode apresentar um formato plano.

[032] No rotor destinado a uma máquina elétrica rotacional, de acordo com um aspecto da invenção, uma seção transversal, perpendicular, a direção axial do núcleo de rotor, de cada um dos pares dos terceiros ímãs permanentes, pode apresentar um formato retangular alongado.

[033] No rotor destinado a uma máquina elétrica rotacional, de acordo com um aspecto da invenção, uma direção longitudinal de cada um dos pares dos terceiros ímãs permanentes podem vir a estar dispostos substancialmente ao longo da direção radial.

[034] No rotor destinado a uma máquina elétrica rotacional, de acordo com um aspecto da invenção, um posicionamento na direção radial do primeiro ímã permanente, um posicionamento, na direção radial, das porções de extremidade da lateral e periferia externa do par de segundos ímãs permanentes na direção radial, e um posicionamento, na direção radial, das porções de extremidade da lateral e periferia externa do par de terceiros ímãs permanentes na direção radial, podem se apresentar substancialmente idênticas entre si.

[035] O rotor destinado a uma máquina elétrica rotacional, de acordo com a invenção possibilita a fixação de uma ampla região de trajeto magnético que vem a ser formada entre o primeiro e o segundo ímãs permanentes. Isto possibilita a facilitação quanto a saturação magnética na região de trajeto magnético. Além disso, o escoamento de fluxo magnético é eliminado pelo orifício de eliminação de fluxo magnético, que possibilita a eliminação de vazamentos do fluxo magnético advindo do primeiro ímã permanente em sentido a periferia interna do pólo magnético, enquanto que o fluxo magnético advindo dos segundos ímãs permanentes é levado a escoar efetivamente em sentido a guarnição periférica externa do pólo magnético através da região de trajeto magnético. Pode-se aguardar que o fluxo magnético do ímã no pólo magnético venha a ser ainda mais aumentado. O rotor destinado a uma máquina elétrica rotacional, de acordo com a invenção, descrito anteriormente, permite que ocorra a intensificação do torque em uma máquina elétrica rotacional equipada com o rotor descrito acima.

Breve Descrição dos Desenhos:

[036] Tem-se adiante a descrição dos aspectos, vantagens, e importâncias técnica e industrial das modalidades de exemplo da invenção tendo como referência os desenhos de acompanhamento, aonde numerais de indicação indicam elementos similares, sendo que: A FIG. 1 consiste de um diagrama de seção longitudinal, tomado ao longo da direção axial, de uma máquina elétrica rotacional provida com um rotor destinado a uma máquina elétrica rotacional (daqui em diante referenciada simplesmente como um rotor), compreendendo de uma modalidade da invenção; a FIG. 2 compreende de uma vista ampliada parcial ilustrando um pólo magnético do rotor ilustrado na FIG. 1, em conjunto com parte de um estator; as FIGS. 3A a 3C compreendem de diagramas ilustrando de modo esquemático o escoamento de fluxo magnético em um pólo magnético ilustrado na FIG. 2, sendo que a FIG. 3A ilustra esquematicamente o escoamento do fluxo magnético gerado por um dos segundos ímãs permanentes em sentido a periferia externa através de uma região de trajeto magnético, com a FIG. 3B ilustrando esquematicamente o fluxo magnético de corrente de excitação que escoa a partir de um estator para um rotor, através de uma região de trajeto magnético em um pólo magnético, enquanto a FIG. 3C ilustra de forma esquemática o escoamento do fluxo magnético resultante da combinação de um fluxo magnético de ímã e do fluxo magnético da corrente de excitação; a FIG. 4 compreende de um diagrama, similar aquele pertinente ao da FIG. 2, ilustrando um exemplo aonde um primeiro ímã permanente junto a uma parte central de um pólo magnético vem a ser dividido em uma pluralidade de ímãs permanentes; a FIG. 5 consiste de um diagrama, similar aquele pertinente ao da FIG. 2, ilustrando um exemplo aonde um uma guarnição de lateral periférica externa de um primeiro ímã permanente junto a uma parte central de um pólo magnético vem a se constituir em uma superfície curva; a FIG. 6 compreende de um diagrama, similar a FIG. 2, ilustrando um exemplo aonde tem-se a disposição de um par de segundos ímãs permanentes em uma configuração aberta, substancialmente em formato de V, em sentido ao primeiro ímã permanente; a FIG. 7 consiste de um diagrama, similar ao da FIG. 2, ilustrando um exemplo aonde tem-se a formação de uma segunda região de trajeto magnético, junto a uma lateral na periferia interna de uma primeira região de trajeto magnético, por um par de terceiros ímãs permanentes e um segundo orifício de eliminação de fluxo magnético; a FIG. 8 consiste de um diagrama similar ao da FIG. 2, ilustrando um exemplo convencional, aonde um pólo magnético inclui três ímãs permanentes; e as FIGS. 9A a 9C compreendem de diagramas ilustrando o escoamento de fluxo magnético em um pólo magnético ilustrado na FIG. 8, sendo que a FIG. 9A ilustra esquematicamente o escoamento do fluxo magnético do ímã gerado por um dos ímãs permanentes, dispostos em uma configuração em formato substancial em V, em sentido a periferia externa através de uma região de trajeto magnético, com a FIG. 9B ilustrando esquematicamente o fluxo magnético de corrente de excitação escoando a partir de um estator para um rotor, através de uma região de trajeto magnético no pólo magnético, enquanto que a FIG. 9C ilustra esquematicamente o escoamento de fluxo magnético resultante da combinação de um fluxo magnético de ímã e o fluxo magnético de corrente de excitação.

Descrição Detalhada das Modalidades:

[037] As modalidades da invenção são detalhadas adiante tendo como referência os desenhos de acompanhamento. Na explicação que se segue, as formas específicas, os materiais, os valores numéricos, as direção e assim por diante compreendem de meros exemplos para facilitação da compreensão da invenção, e podem ser modificados adequadamente dependendo da aplicação intencionada, da finalidades, das especificações e coisas do gênero.

[038] A FIG. 1 ilustra uma seção longitudinal ao longo da direção axial de uma máquina elétrica rotacional 1 provida contendo um rotor 10 da modalidade. A FIG. 2 ilustra uma vista ampliada de um pólo magnético do rotor 10 em conjunto com uma parte do estator 2.

[039] A máquina elétrica rotacional 1 incorpora um estator tubular 2 e um rotor 10 disponibilizado rotacionalmente no interior do estator 2. Tem-se provisão de uma pluralidade de dentes 3 apontando para a parte interna em direção radial, apresentando espaçamentos idênticos na direção circunferencial, na periferia interna do estator 2. As fendas 4 são respectivamente formadas, em uma quantidade idêntica aquela a dos dentes 3, mutuamente entre os dentes 3 adjacentes, de modo que as fendas 4 se apresentem abertas na lateral da periferia interna e em ambas laterais na direção axial. Uma bobina de estator 5 envolta em torno dos dentes 3 vem a ser inserida nas fendas 4. Tem-se a formação de um campo magnético rotacional formado na lateral da periferia interna do estator 2, quando a bobina de estator 5 vem a ser energizada, de modo que o rotor 10 seja acionado rotacionalmente pelo campo magnético de rotação.

[040] A bobina de estator 5 que vem a ser envolta em torno dos dentes 3 pode compreender de uma bobina com enrolamento distribuído sendo envolta de modo a abranger uma pluralidade de dentes 3, ou podendo consistir de ma bobina de enrolamentos concêntricos, sendo envoltos em torno de cada um dos dentes 3.

[041] O rotor 10 inclui: um núcleo de rotor cilíndrico 12 contendo um orifício em eixo mecânico 11 no centro de uma direção radial; um eixo mecânico 14 que é passado através do orifício de eixo mecânico 11 do núcleo de rotor 12 e fixado; placas de extremidade 16 que são dispostas em contato com o núcleo de rotor 12, em ambas extremidades deste último, na direção axial do eixo mecânico 12 (e aquele do núcleo de rotor 12) representado pela seta X; e um membro de fixação 18 que fixa o núcleo de rotor 12 e uma placa de extremidade 16 no eixo mecânico 14.

[042] O núcleo de rotor 12 é configurado através do empilhamento, na direção axial, de múltiplas chapas de aço magnéticas que são formadas cada uma das quais através de perfuração, sob um formato em anel circular, por exemplo, chapas de aço de silicone com espessuras de 0,3 mm ou coisa do gênero. As chapas de aço magnéticas que ocupam o núcleo do rotor 12 são ligadas integralmente entre si através de métodos que envolvem o enrugamento, a aglutinação, a soldagem ou coisa do gênero, de todas as chapas, coletivamente ou por meio da divisão do núcleo de rotor 12 em uma pluralidade de blocos na direção axial. Tem-se a provisão de uma pluralidade de pólos magnéticos apresentando iguais espaçamentos na direção circunferencial, no núcleo de rotor 12. De acordo com a descrição fornecida adiante, cada pólo magnético apresenta uma pluralidade de ímãs permanentes e um orifício de eliminação de fluxo magnético.

[043] O eixo mecânico 14 vem a ser formado a partir de uma barra de aço redonda. Uma seção de flange 15 é formada na periferia externa do eixo mecânico 12, de modo que a seção de flange 15 se projeta para for na direção radial. A seção de flange atua como um elemento de batente determinando o posicionamento na direção axial do núcleo de rotor 12 no eixo mecânico 14, através da confinação de encontro a placa de extremidade 16 durante a instalação do rotor 10. O núcleo de rotor 12 é fixado junto ao eixo mecânico 14 por meio de gabarito de ajuste por interferência. Alternativamente, o posicionamento da direção circunferencial do núcleo de rotor 12 é fixado com respeito ao eixo mecânico 14 através de um gabarito de ajuste de uma chave, provida proeminentemente junto a uma porção de borda do orifício de eixo mecânico 11, em uma entrada para a chave no eixo mecânico 14.

[044] Cada placa de extremidade 16 vem a ser formada como um disco contendo substancialmente a mesma configuração das guarnições de extremidade na direção axial do núcleo de rotor 12. Mais preferencialmente, as placas de extremidade 16 são formadas a partir de um material metálico não-magnético, por exemplo, o alumínio, o cobre ou elemento do gênero. Um material metálico não-magnético é utilizado neste caso com a finalidade da eliminação de curtos-circuitos do fluxo magnético nas porções de extremidade na direção axial dos ímãs permanentes que constituem os pólos magnéticos. Desde que o material compreenda de um material não-magnético, as placas de extremidade 16 não ficam restritas a um material metálico, e podem ser formadas a partir de um material de resina.

[045] As placas de extremidades 16 providas em ambas extremidades do núcleo de rotor 12 na direção axial, por exemplo, apresentam uma função de pressionar o núcleo de rotor 12 a partir de ambas extremidades, em uma função de correção da falta de balanceamento no rotor 10 surgindo a partir do corte parcial do trabalho após a instalação do rotor 10, e com uma função de prevenção de que os ímãs permanentes constituindo nos pólos magnéticos venham a sair fora do núcleo de rotor 12 na direção axial.

[046] Na modalidade em questão, as placas de extremidade 16 são descritas e detalhadas nas figuras como apresentando substancialmente o mesmo diâmetro conforme o do núcleo de rotor 12. Entretanto, o diâmetro das placas de extremidade 16 podem ser formados, por exemplo, em menor tamanho, ou as placas de extremidade 16 podem vir a ser omitidas, para corte de custos, em uma situação aonde, por exemplo, os ímãs permanentes que constituem nos pólos magnéticos venham a ser fixados no interior do núcleo de rotor por meio de uma resina ou coisa do gênero.

[047] O componente de fixação 18 apresenta uma porção plissada 20 de formato cilíndrica, e uma porção de pressionamento 22 projetando-se para fora na direção radial a partir de uma porção de extremidade da porção plissada 10. O componente de fixação 18 é fixado junto ao eixo mecânico 14 através do enrugamento da porção plissada 20 de encontro ao eixo mecânico 14, em um estado aonde o núcleo de rotor 12 e duas placas de extremidade 16 sejam pressionadas contra porção de flange 15 por meio da porção de pressionamento 22. Tem-se que o núcleo de rotor 12 é fixado em conjunto com as placas de extremidade 16 junto ao eixo mecânico 14.

[048] Em seguida, tem-se a explicação de uma configuração quanto ao pólo magnético 12 com referência a FIG. 2. A FIG. 2 compreende de um diagrama ilustrando um pólo magnético 24 em um estado visto a partir da guarnição de extremidade na direção axial do núcleo de rotor 12, sendo que as configurações das seções transversais que se apresentem perpendiculares a direção axial do núcleo de rotor 12 são idênticas aquelas referentes na figura. A bobina de estator não é descrita na FIG. 2. Na FIG. 2, a linha central da direção circunferencial do pólo magnético 24 vem a ser representada através de uma linha traçada C.

[049] Tem-se a provisão de uma pluralidade de pólos magnéticos 24 igualmente espaçados na direção circunferencial, na periferia externa do núcleo de rotor 12. Na modalidade em questão, um exemplo vem a ser ilustrado com a provisão de oito pólos magnéticos 24 no núcleo de rotor 12. Os pólos magnéticos 24 são providos em tal maneira que os centros respectivos dos pólos magnéticos são posicionados a cada 45° na direção circunferencial, em torno do centro compreendendo do posicionamento do eixo geométrico de rotação do eixo mecânico 14. Os pólos magnéticos 24 são configurados de modo similar, e portanto a configuração de um pólo magnético será explicada adiante.

[050] Cada pólo magnético 24 apresenta um primeiro ímã permanente 26 aterrado no centro do pólo magnético na direção circunferencial; um par de segundos ímãs permanentes 28 enterrados em ambas laterais do primeiro ímã permanente 26, na direção circunferencial, e dispostos em tal maneira que o espaçamento mútuo via se tornando mais estreito para dentro na direção radial ou em sentido a periferia interna; e um orifício de eliminação de fluxo magnético 32 vem a ser formado nas porções de extremidade entre a lateral e a periferia interna do par de segundos ímãs permanentes 28, em uma posição oposta do primeiro ímã permanente 26 através da região de trajeto magnético 30.

[051] O primeiro ímã permanente 26 é aterrado na parte interna do núcleo de rotor 12, na vizinhança de uma guarnição da periferia externa 13. O primeiro ímã permanente 26 apresenta guarnições de extremidade na direção axial (e uma seção transversal perpendicular a direção axial) de configuração retangular alongada, incorporando duas laterais curtas e duas laterais longas e sendo formadas para apresentarem um comprimento na direção axial substancialmente idêntico aquele referente ao do núcleo de rotor 12. O ímã permanente 26 é disposto em uma posição em linha simétrica com respeito a linha central C do pólo magnético de modo que as guarnições da lateral no lado longo se apresentem perpendiculares a linha central C do pólo magnético. Presentemente, o primeiro ímã permanente 26 apresenta uma largura na direção longitudinal W1 (isto é, o comprimento na guarnição da lateral do lado longo), conforme observado a partir das guarnições de extremidade na direção axial.

[052] O primeiro ímã permanente 26 é introduzido em um orifício de inserção de ímã 34 que é formado, se estendendo na direção axial no núcleo de rotor 12. As porções de receptáculo 36 são formadas em ambas laterais, na direção circunferencial do orifício de inserção de ímã 34, de modo que as porções de receptáculo 36 entrem em contato com o orifício de inserção de ímã 34. Por exemplo, uma resina de termocura injetada via as porções de receptáculo 36 flui para a folga presente entre o primeiro ímã permanente 26 e a guarnição de parede interna do orifício de inserção de ímã 34, sendo curada para a fixação do primeiro ímã permanente 26 no orifício de inserção de ímã 34.

[053] A resina para a fixação do ímã pode ser injetada através de qualquer uma das porções de receptáculo 36, e as demais porções de receptáculo 36 podem ser deixadas nos vazios. Em qualquer caso, as porções de receptáculo 36 apresentam nas suas partes internas, uma resina ou um vazio possuindo uma permeabilidade relativamente inferior aquela referente a das chapas de aço magnéticas que constituem o núcleo de rotor 12. Portanto, as porções de receptáculo 36 apresentam a função de virem a eliminar curto-circuitos do fluxo magnético em ambas extremidades do primeiro ímã permanente 26 na direção circunferencial.

[054] Similarmente ao primeiro ímã permanente 26, cada segundo ímã permanente 28 incorpora também guarnições de extremidade na direção axial (e uma seção transversal perpendicular aquela da direção axial) de configuração retangular alongada, contendo dois lados curtos e dois lados alongados e sendo formadas de forma a apresentarem um comprimento na direção axial substancialmente idêntico aquele referente ao do núcleo de rotor 12. Os segundos ímãs permanentes 28 que possuem o mesmo formato e tamanho como daqueles do primeiro ímã permanente 26 podem ser utilizados. Fazendo-se emprego dos mesmos ímãs permanentes no primeiro e segundo ímãs permanentes 26, 28 compreende uma vantagem de procedimento por possibilitar a redução em custos incorridos na fabricação, controle e assim por diante dos ímãs permanentes. Desnecessário dizer que os formatos e tamanhos do primeiro ímã permanente 26 e dos segundos dos ímãs permanentes 28 podem ser diferenciados.

[055] O par de segundos ímãs permanentes 28 nos pólos magnéticos 24 são inseridos nos orifícios de inserção de ímã 38 formados se estendendo na direção axial, para dentro do núcleo de rotor 12, e sendo fixados por uma resina. O par de segundos ímãs permanentes 28 são dispostos, por conseguinte, de tal maneira que o espaçamento mútuo vá se alargando em sentido a guarnição da periferia externa 13 do núcleo de rotor 12. Em outras palavras, o par de segundos ímãs permanentes 28 vem a ser disposto de tal maneira que o espaçamento mútuo torna-se mais estreito em sentido da periferia interna, conforme descrito acima. As guarnições de lateral no lado alongado, constituindo uma direção longitudinal dos segundos dos ímãs permanentes 28, são dispostas ao longo substancialmente da direção radial. O par de segundos ímãs permanentes 28 vem a ser disposto, de acordo com uma relação de alinhamento assimétrico, em ambas laterais da linha central C do pólo magnético na direção circunferencial. Um espaçamento W2 entre as porções de extremidade da lateral e periferia interna do par de segundos ímãs permanentes 28 (isto é, a distância em uma direção perpendicular junto à linha central C do pólo magnético) vem a ser ajustado para ser mais largo do que a largura W1 na direção longitudinal mencionada acima do primeiro ímã permanente 26. Em outras palavras, os segundos ímãs permanentes 28 são dispostos de forma a se apresentarem posicionados além da parte externa em relação ao primeiro ímã permanente 26 com respeito a linha central C do pólo magnético. Na modalidade em questão, mais especificamente, as porções de extremidade da lateral e periferia interna dos segundos ímãs permanentes 28 são posicionadas na parte externa, na direção circunferencial das linhas tangenciais que tocam as porções de extremidade na direção circunferencial do primeiro ímã permanente 26 e que são paralelas a linha central C do pólo magnético. Ou seja, a distância a partir da linha central C do pólo magnético junto à cada porção de extremidade da lateral e periferia interna dos segundos ímãs permanentes 28 (isto é, 1/2 de W2) vem a ser ajustada para se apresentar igual ou maior do que a distância a partir da linha central C do pólo magnético junto à cada porção de extremidade na direção longitudinal do primeiro ímã permanente 26 (isto é, 1/2 de W1).

[056] Dá-se a formação de uma porção de receptáculo 40 comunicando-se com cada orifício de inserção de ímã 38 junto à lateral da periferia externa de cada orifício de inserção de ímã 38. Cada porção de receptáculo 40 é formada se estendendo na direção axial ao longo da guarnição lateral do lado curto de cada segundo ímã permanente 28. Cada porção de receptáculo 40 apresenta no seu interior um vazio ou uma resina apresentando uma permeabilidade relativa inferior aquela referente a das chapas de aço magnéticas. Portanto, as porções de receptáculo 40 apresentam a função de eliminarem curtos-circuitos do fluxo magnético junto às porções de extremidade na lateral e periferia externa dos segundos ímãs permanentes. A resina para a fixação dos segundos ímãs permanentes 28 pode ser injetada via as porções de receptáculo 40.

[057] O orifício de eliminação de fluxo magnético 32 é formado em uma posição (fundo na FIG. 2) próxima a periferia interna, entre as porções de extremidade da periferia interna do par de segundos ímãs permanentes 28. O orifício de eliminação de fluxo magnético 32 é disposto oposto ao primeiro ímã permanente 26 ao longo da região de trajeto magnético 30. O orifício de eliminação de fluxo magnético 32 apresenta no seu interior um vazio apresentando uma permeabilidade relativamente inferior aquela referente a das chapas de aço magnéticas. Portanto, o orifício de eliminação de fluxo magnético 32 apresenta a função de eliminar ou modificar o escoamento de fluxo magnético gerado pelos ímãs permanentes 26, 28 e o escoamento do fluxo magnético que escoa a partir das extremidades dianteiras junto à periferia interna dos dentes 3 do estator 2 e que penetram na região de trajeto magnético 30 do pólo magnético 24 do núcleo de rotor 12.

[058] Na modalidade em questão, o orifício de eliminação de fluxo magnético 32 é constituído de dois primeiros orifícios 41, 42, e de um segundo orifício 44. Os primeiros orifícios 41, 42 são formados comunicando-se com as porções de extremidade da lateral e periferia interna dos orifícios de inserção de ímã 38 através de onde vem a ser inseridos os segundos ímãs permanentes 28. Os primeiros orifícios 41, 42 são formados de modo a apresentarem um formato substancialmente triangular, junto aos posicionamentos simétricos em ambos lados da linha central C do pólo magnético, Os primeiros orifícios 41, 42 apresentam a função de eliminarem curtos-circuitos de fluxo magnético junto às porções de extremidade na direção do lado alongado na lateral da periferia interna dos segundos ímãs permanentes 28. A resina para fixação dos segundos ímãs permanentes 28 pode ser injetada nos orifícios de inserção de ímã 38, cia os primeiros orifícios 41, 42. Neste caso, os primeiros orifícios podem ser parcialmente preenchidos com a resina mencionada acima. Similarmente para o caso dos vazios, a resina apresenta uma permeabilidade relativamente baixa, e portanto, a resina pode atuar na função de eliminar o escoamento de fluxo magnético, de acordo com a descrição dada anteriormente,

[059] O segundo orifício 44 é formado entre os primeiros orifícios 41, 42 contendo porções de ponte 46, que são empilhadas nas porções de chapa de aço, interpostas entre o segundo orifício 44 e os primeiros orifícios 41, 42. O segundo orifício 44 vem a ser formado de modo a apresentar um formato substancialmente perpendicular que é simétrico com respeito a um centro que é atravessado pela linha central C do pólo magnético. O segundo orifício 44 é posicionado oposto a guarnição da periferia externa 13 do núcleo de rotor 12 através da região de trajeto magnético 30, junto a uma posição central, na direção circunferencial, entre o par de segundos ímãs permanentes 28. O segundo orifício 44 apresenta também, no seu interior, um vazio (ou resina) contendo uma permeabilidade relativa inferior aquela referente a das chapas de aço magnéticas. Portanto, o segundo orifício 44 apresenta a função de vir a eliminar o escoamento de fluxo magnético, conforme descrito acima.

[060] Na modalidade em questão, tem-se a explicação de um exemplo em que o orifício de eliminação de fluxo magnético 32 é formado a partir de três orifícios 41, 42, 44, porém este orifício de eliminação de fluxo magnético 32 não fica restrito aos mesmos, e a configuração e a quantidade de orifícios pode ser variada. Por exemplo, o orifício de eliminação de fluxo magnético 32 pode ser feito a partir de dois orifícios formados em ambas laterais de uma porção de ponte se estendendo ao longo da linha central C do pólo magnético, ou pode ser formado como sendo um orifício, sem qualquer porção de ponte, ou pode ser concebido com sendo de quatro ou mais orifícios. O orifício de eliminação de fluxo magnético 32 completo pode ser preenchido com material apresentando uma permeabilidade relativamente baixa, por exemplo, uma resina ou elemento do gênero.

[061] No pólo magnético 24, uma porção de chapa de aço empilhada envolta pelo primeiro ímã permanente 26, os segundos ímãs permanente 28 e o orifício de eliminação de fluxo magnético 32 são formados como a região de trajeto magnético 30. Na modalidade em questão, o espaçamento W2 entre as porções de extremidade da lateral e periferia interna dos segundos ímãs permanentes 28 é ajustada para ser mais larga do que a largura W1 na direção longitudinal do primeiro ímã permanente 26; tem-se que a região de trajeto magnético 30 é envolta pelo primeiro ímã permanente 26, com o par de segundos ímãs permanentes 28 apresentando um formato substancialmente em forma d trapézio. Em consequência, as regiões de núcleo entre o primeiro ímã permanente 26 e os segundos ímãs permanentes 28 e'mais larga do que a região de trajeto magnético de um pólo magnético convencional do tipo de três ímãs permanentes, aonde as porções de extremidade de lateral e periferia interna dos segundos ímãs permanentes 28 são dispostas próximas entre si dando configuração a um formato V. A região de trajeto magnético 30 apresentando um formato substancialmente trapezoidal se estende em sentido da periferia externa, em ambas laterais de extremidade na direção circunferencial, e se conecta com a guarnição da periferia externa 13 do núcleo de rotor 12.

[062] Em seguida, segue uma explicação do escoamento de fluxo magnético no pólo magnético 24 do rotor 10 apresentando a configuração descrita acima. O escoamento do fluxo magnético tal como os ilustrados nas FIGS. 3A a 3C vem a ser formado junto ao pólo magnético 24 do rotor 10 mediante a transmissão rotacional do rotor 100 como um resultado do escoamento de corrente através da bobina de estator 5 do estator 2.

[063] A FIG. 3A ilustra esquematicamente o escoamento do fluxo magnético de ímã por um dos segundos ímãs permanentes 28 em sentido a periferia externa através da região de trajeto magnético 30. A FIG. 3B ilustra esquematicamente a maneira aonde o fluxo magnético, que vem a ser gerado pelo componente de corrente no eixo-q obtido pela resolução do vetor representativo da corrente elétrica fluindo através da bobina de estator em um plano d-q compreendendo de um sistema de coordenadas Cartesiano, escoa a partir das porções de extremidade da periferia interna dos dentes 3 do estator 2 para o núcleo de rotor 12 e atravessa a região de trajeto magnético 30 no pólo magnético 24. A FIG. 3C ilustra de forma esquemática o escoamento de fluxo magnético resultante da combinação do fluxo magnético mencionado acima e do fluxo magnético corrente no eixo-q mencionado acima.

[064] Tendo como referência a FIG. 3A, o fluxo magnético de ímã gerado por um dos segundos ímãs permanentes 28 vem a ser direcionado em sentido a guarnição da periferia externa 13 do núcleo de rotor 12, através da região de trajeto magnético 30. Com referência a FIG. 3B, o fluxo magnético de corrente no eixo-q fluindo para o pólo magnético 24 no núcleo de rotor 12 é da mesma maneira direcionado em sentido a guarnição de periferia externa 13, escoando substancialmente ao longo de um arco circular, através da região de trajeto magnético 30 incorporando baixa resistência de imantação. Mediante a sobreposição do fluxo magnético de ímã e o fluxo magnético de corrente no eixo-q que escoa da maneira descrita acima, a densidade dos fluxos magnéticos combinados aumenta comparativamente junto à região a jusante ou na região de saída 48, representada pela porção tracejada no interior da região de trajeto de magnético 30 que é formada em uma formato substancialmente trapezoidal, de acordo com a ilustração na FIG. 3C. Contudo, uma comparação com a região tracejada 120 na FIG. 9C mostra que a região aonde tem-se o medo quanto a uma ocorrência de saturação magnética é agora significativamente menor. Tem-se que o torque de relutância aumenta assim como ocorre um aumento na indutância Lq no eixo-q, mediante o crescimento do torque de ímã através do aumento no fluxo magnético de ímã no pólo magnético 24. Isto permite com que haja efetivamente a intensificação do torque total, consistindo do somatório do torque de ímã e do torque de relutância, na máquina elétrica rotacional 1 fazendo uso do rotor 10.

[065] No rotor 10 da modalidade em questão, o orifício de eliminação de fluxo magnético 32 provido na lateral da periferia interna de cada pólo magnético 24 elimina o escoamento de fluxo magnético. Portanto, é possível se prevenir a que o fluxo magnético proveniente do primeiro ímã permanente 26 venha a vazar em sentido da periferia interna do pólo magnético 24, e o fluxo magnético advindo dos segundos ímãs permanentes 28 venha a ser levado a escoar efetivamente em sentido da guarnição de periferia externa 13 do pólo magnético 24 através da região de trajeto magnético 30. tem-se como resultado que o fluxo magnético de ímã no pólo magnético 24 aumenta, o que leva a um aumento no torque do ímã, sendo possível se reduzir a indutância Ld no eixo-d. Desse modo, torna-se possível se acentuar ainda mais efetivamente o torque de ímã e o torque de redundância na máquina elétrica rotacional 1 fazendo uso do rotor 10.

[066] No rotor 10 da modalidade em questão, a força eletro motiva contrária gerada na bobina de estator 5 é feita para apresentar um formato de onda substancialmente sinusoidal, e uma perda de ferro por conta dos componentes harmônicos de uma ordem particular, na força eletromotora contrária, por meio de um arranjo distributivo, descrito acima, do primeiro ímã permanente 26 na parte central do pólo magnético 26, e do par de segundos ímãs permanentes 28 em ambas laterais do primeiro ímã permanente 26, na direção circunferencial.

[067] Uma modalidade preferida veio a ser explicada acima aonde o orifício de eliminação de fluxo magnético 32 é proporcionado junto a uma posição na lateral da periferia interna do primeiro ímã permanente 26, porém a presença de um orifício de eliminação de fluxo magnético não se constitui em algo essencial para a invenção, e pode ser omitido.

[068] As variações do rotor 10 da modalidade acima são explicadas em seguida com referência as FIGS. de 4 a 7.

[069] A FIG. 4 ilustra um exemplo aonde o primeiro ímã permanente 26 vem a ser dividido em uma pluralidade de ímãs permanentes na parte central do pólo magnético 24. Neste exemplo, os dois primeiros ímãs permanentes divididos 26a, 26b são dispostos em posições simétricas ao longo da linha central C do pólo magnético, os primeiros ímãs permanentes 26a, 26b se encontram próximos uns dos outros e configuram um formato substancial em V que se alarga em sentido a periferia externa. Respectivamente, as porções de receptáculo 36 para a eliminação de curtos-circuitos do fluxo magnético são proporcionadas entre os dois primeiros ímãs permanentes 26a, 26b. Neste caso, a distância entre os cantos de periferia externa dos dois primeiros ímãs permanentes 26a, 26b correspondem a largura W1 da direção longitudinal do primeiro ímã permanente. Os dois orifícios de eliminação de fluxo magnético 36 presentes entre os primeiros ímãs permanentes 26a, 26b podem se comunicar entre si para formarem um único orifício. Outras características se mostram idênticas aquelas referentes ao rotor 10 descrito acima, os elementos constituintes similares e iguais são representados por meio de numerais de referência similares, omitindo-se uma explicação dos mesmos.

[070] A FIG. 5 ilustra um exemplo aonde uma guarnição de lateral de periferia externa de um primeiro ímã permanente 26, junto à parte central do pólo magnético 24, consiste de uma superfície curva incorporando um formato em arco substancialmente circular. Desse modo, o formato da guarnição de extremidade do primeiro ímã permanente não necessita de ser retangular. O mesmo é verdadeiro quanto aos segundos ímãs permanentes. Outras características se apresentam idênticas aquelas referentes ao rotor 10 descrito acima.

[071] A FIG. 6 ilustra um exemplo aonde um par de segundos ímãs permanentes vem a se apresentar disposto sob a configuração aberta em formato substancial de um V em sentido ao primeiro ímã permanente 26. Neste exemplo, cada ímã no par de segundos ímãs permanentes 28 vem a ser constituído de dois ímãs permanentes 28a, 28b dispostos próximos uns dos outros para configurarem um formato substancial em V que se alarga em sentido ao primeiro ímã permanente 26. Neste caso o espaçamento mais estreito entre o par de segundos ímãs permanentes 28 corresponde a distância entre os cantos na lateral da periferia interna dos dois dos segundos ímãs permanentes 28a, 28b que vem a ser respectivamente dispostos na lateral da periferia interna. Outras características se apresentam idênticas aquelas descritas para o rotor 10 descrito acima.

[072] A FIG. 7 ilustra um exemplo em que uma pluralidade de regiões de trajeto magnético no eixo-q vem a ser formadas em um pólo magnético 24. Neste exemplo, o pólo magnético 24 compreende ainda: um par de terceiros ímãs permanentes 50, encerrados em ambas laterais do par de segundos ímãs permanentes 26, na direção circunferencial, e dispostos de maneira que o espaçamento mútuo vá se estreitando para dentro na direção radial; e um segundo orifício de eliminação de fluxo magnético 52 formado oposto no primeiro orifício de eliminação de fluxo magnético 32 através da região de trajeto magnético 54, entre as porções de extremidade da lateral e periferia interna do par de terceiros ímãs permanentes 50. Uma segunda região de trajeto magnético 54 vem a ser formada, por meio dos pares de segundos e terceiros ímãs permanentes 28, 50, assim como por meio do primeiro e segundo orifícios de eliminação de fluxo magnético 32, 52, na lateral da periferia interna da região de trajeto magnético 30 (primeira região de trajeto magnético). Neste caso, preferencialmente, o espaçamento mais estreito entre o par de terceiros ímãs permanentes 50 é ajustado para ser igual ou maior do que a largura entre as porções de borda, na parte externa na direção circunferencial, do par de segundos ímãs permanentes 28, em uma direção perpendicular a direção radial. Preferencialmente, o formato, o tamanho, e disposição e assim por diante do primeiro ímã permanente 26, o par de segundos ímãs permanentes 28,e o orifício de eliminação de fluxo magnético 32 vem a ser projetados para se apresentarem mais compactos do que no caso do rotor 10 descrito acima, de maneira a se minimizar o alargamento do pólo magnético 24 na direção circunferencial. Outras características se mostram idênticas aquelas com referência ao rotor 10 descrito anteriormente.

[073] A invenção veio a ser descrita com referência as modalidades de exemplo para finalidades somente ilustrativas. Deve ser entendido que a descrição não pretendeu ser de caráter exaustivo ou vir a limitar o formato da invenção e que a invenção pode ser adaptada para aplicação em outros sistemas e tipos de aplicações. O escopo da invenção abrange diversas modificações e disposições equivalentes que podem vir a ser concebidas pelos especialistas técnicos da área.

Claims (12)

1. Rotor destinado a uma máquina elétrica rotacional compreendendo um núcleo de rotor (12) incluindo uma pluralidade de pólos magnéticos (24) providos em intervalos, em uma direção circunferencial do núcleo de rotor, junto a uma periferia externa do núcleo de rotor, cada um dos pólos magnéticos (24) inclui um primeiro ímã permanente (26; 26a; 26b; 26c) aterrado no centro do pólo magnético, na direção circunferencial, e um par de segundos ímãs permanentes (28; 28a; 28b) que são aterrados em ambas laterais do primeiro ímã permanente (26; 26a; 26b; 26c), na direção circunferencial, e que são dispostos de tal modo que um espaçamento mútuo entre o par dos segundos ímãs permanentes (28; 28a; 28b) vá se estreitando internamente em uma direção radial do núcleo de rotor, CARACTERIZADO pelo fato de o espaçamento (w2) mais estreito entre o par de segundos ímãs permanentes (28; 28a; 28b) ser ajustado para se apresentar mais largo do que uma largura (w1) do primeiro ímã permanente (26; 26a; 26b; 26c) em uma direção perpendicular junto à direção radial em uma região de trajeto magnético (30) formada envolta pelo primeiro ímã permanente (26; 26a; 26b; 26c) e pelo par de segundos ímãs permanentes (28; 28a; 28b), conforme observado ao longo de uma direção axial do núcleo de rotor, sendo que cada um dos pólos magnéticos (24) apresenta um primeiro orifício (32) de eliminação de fluxo magnético formado em uma posição oposta ao primeiro ímã permanente (26; 26a; 26b; 26c) ao longo da região de trajeto magnético (30), entre as porções de extremidade da lateral e periferia interna, na direção radial, do par de segundos ímãs permanentes (28; 28a; 28b), do primeiro ímã permanente (26; 26a; 26b; 26c), dos segundos ímãs permanentes (28; 28a; 28b) e do primeiro orifício (32) de eliminação de fluxo magnético definindo a primeira região de trajeto magnético (30); em cada um dos pólos magnéticos, uma segunda região de trajeto magnético (54) é formada em uma lateral da periferia interna, na direção radial, da primeira região de trajeto magnético (30) contendo o primeiro orifício (32) de eliminação de fluxo magnético interposto entre a primeira região de trajeto magnético (30) e a segunda região de trajeto magnético (54); cada um dos pólos magnéticos compreende ainda um par de terceiros ímãs permanentes (50) aterrados em ambas laterais do par de segundos ímãs permanentes (28; 28a; 28b) na direção circunferencial, e dispostos de modo que um espaçamento mútuo entre o par de terceiros ímãs permanentes (50) vá se tornando mais estreito em sentido interno, na direção radial, e um segundo orifício (52) de eliminação de fluxo magnético formado oposto ao primeiro orifício (32) de eliminação de fluxo magnético ao longo da segunda região de trajeto magnético (54) entre as porções de extremidade da lateral e periferia interna, na direção radial, do par de terceiros ímãs permanentes (50); com a segunda região de trajeto magnético (54) sendo definida pelos segundos e terceiros ímãs permanentes, assim como o primeiro e segundo orifícios de eliminação de fluxo magnético, junto a uma lateral da periferia interna, na direção radial, da primeira região de trajeto magnético; e na segunda região de trajeto magnético (54), o espaçamento mais estreito entre o par de terceiros ímãs permanentes (50) é ajustado para ser igual ou maior do que uma largura entre as porções de borda para fora na direção circunferencial, do par de segundos ímãs permanentes (28; 28a; 28b), em uma direção perpendicular a direção radial.

2. Rotor destinado à máquina elétrica rotacional, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de cada primeiro ímã permanente (26; 26a; 26b; 26c) e o par de segundos ímãs permanentes (28; 28a; 28b) apresentarem um formato plano, e a direção perpendicular à direção radial é uma direção longitudinal do primeiro ímã permanente (26; 26a; 26b; 26c).

3. Rotor destinado à máquina elétrica rotacional, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que uma seção transversal, perpendicular a direção axial do núcleo de rotor, de cada primeiro ímã permanente (26; 26a; 26b; 26c) e o par de segundos ímãs permanentes (28; 28a; 28b), apresenta um formato retangular alongado.

4. Rotor destinado à máquina elétrica rotacional, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato do primeiro orifício (32) de eliminação de fluxo magnético apresentar dois primeiros orifícios (41, 42) que se comunicam com as porções de extremidade da lateral e periferia interna dos segundos dos orifícios (38) de inserção de ímã aonde o par de segundos ímãs permanentes (28; 28a; 28b) vem a ser respectivamente inserido, e um segundo orifício (44) vem a ser formado entre os primeiros orifícios (41, 42) contendo primeiras porções de ponte (46) interpostas entre o segundo orifício (44) e os primeiros orifícios (41, 42); e pelo menos um dos primeiros e segundos orifícios (41, 42, 44) incluindo pelo menos um vazio ou uma resina apresentando uma permeabilidade relativa inferior aquela referente a do material magnético que forma o núcleo do rotor.

5. Rotor destinado à máquina elétrica rotacional, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato do segundo orifício (52) de eliminação de fluxo magnético apresentar dois terceiros orifícios que se comunicam com as porções de extremidade da lateral e periferia interna dos terceiros orifícios de inserção de imã aonde o par de terceiros ímãs permanentes (50) vem a ser respectivamente inserido, havendo um quarto orifício formado entre os terceiros orifícios contendo segundas porções de ponte interpostas entre o quarto orifício e os terceiro orifícios; e pelo menos um dos terceiros e quarto orifícios incluindo pelo menos um vazio ou uma resina apresentando uma permeabilidade relativa inferior aquela referente a do material magnético formando o núcleo de rotor.

6. Rotor destinado à máquina elétrica rotacional, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato do primeiro ímã permanente (26a; 26b) apresentar dois ímãs permanentes dispostos próximos um do outro configurando um formato substancial em V se alargando em sentido a uma periferia externa na direção radial.

7. Rotor destinado à máquina elétrica rotacional, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de cada par de segundos ímãs permanentes (28a, 28b) apresentar dois ímãs permanentes dispostos próximos um do outro de modo a configurarem um formato substancial em V que se alarga em sentido ao primeiro ímã permanente.

8. Rotor destinado à máquina elétrica rotacional, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de cada par de terceiros ímãs permanentes (50) apresentar dois ímãs permanentes dispostos próximos um do outro de modo a configurarem um formato substancial em V se alargando em sentido ao primeiro ímã permanente.

9. Rotor destinado à máquina elétrica rotacional, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, CARACTERIZADO pelo fato do par de terceiros ímãs permanentes (50) apresentar um formato plano.

10. Rotor destinado à máquina elétrica rotacional, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, CARACTERIZADO pelo fato da seção transversal, perpendicular a direção axial do núcleo de rotor, de cada par de terceiros ímãs permanentes (50), apresentar um formato retangular alongado.

11. Rotor destinado à máquina elétrica rotacional, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de uma direção longitudinal de cada par de terceiros ímãs permanentes (50) ser disposta substancialmente ao longo da direção radial.

12. Rotor destinado à máquina elétrica rotacional, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 11, CARACTERIZADO pelo fato do posicionamento na direção radial do primeiro ímã permanente, de um posicionamento, na direção radial, das porções de extremidade da lateral e periferia externa do par de segundos ímãs permanentes na direção radial, e de um posicionamento, na direção radial, das porções de extremidade da lateral e periferia externa do par de terceiros ímãs permanentes na direção radial, serem substancialmente idênticos entre si.

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