BR112016015054B1

BR112016015054B1 - Motor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido sem embreagem

Info

Publication number: BR112016015054B1
Application number: BR112016015054-6A
Authority: BR
Inventors: Louis Finkle
Original assignee: Louis Finkle
Priority date: 2014-01-09
Filing date: 2015-01-08
Publication date: 2022-04-12
Also published as: CA2935961A1; WO2015106002A1; ES2808111T3; US20150194868A1; RU2669206C2; RU2016132385A3; US9923440B2; CN106031002B; PL3092704T3; RU2016132385A; JP6596002B2; CN106031002A; EP3092704B1; JP2017502641A; EP3092704A1; BR112016015054A2; EP3092704A4; CA2935961C

Abstract

motores de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido a presente invenção refere-se a motores elétricos e, em particular, a um motor de indução que tem um rotor de ímã permanente de giro independente acoplado variavelmente a um rotor indutivo. o motor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido (10, 10', 10'', 10a, 10b) compreende um alojamento de motor (12); um estator (16) fixado ao alojamento de motor (12) e que produz um campo magnético de estator giratório; um eixo de motor (14) conectado de modo giratório ao alojamento de motor (12) e que se estende a partir de pelo menos uma extremidade do alojamento de motor (12) para anexação a uma carga; ímãs permanentes (22, 22', 22"); um rotor interno (30, 30', 30a, 30b, 30'a, 30'b, 30'c, 30'd, 30'e) fixado de modo giratório ao eixo de motor (14) que reside de modo coaxial ao eixo de motor (14) e que tem um segundo núcleo de rotor (36), e pelo menos um dentre: segundas barras (32, 32') de gaiola de esquilo eletricamente condutivas embutidas no segundo núcleo de rotor (36); e um número n dos ímãs permanentes (22, 22', 22") embutidos no segundo núcleo de rotor (36); e um rotor externo (20, 20', 30a, 30b, 30'a, 30'b, 30'c, 30'd, 30'e) e é coaxial ao eixo de motor (14) e tem capacidade para girar independentemente do eixo de motor (14) e tem um primeiro núcleo de rotor (23) e primeiras barras (26, 26') de gaiola de esquilo eletricamente condutivas embutidas no núcleo de rotor (23), em que os ímãs permanentes (22, 22', 22") residem em pelo menos um dentre o rotor interno (30, 30', 30a, 30b, 30'a, 30'b, 30'c, 30'd, 30'e) e o rotor externo (20, 20', 20a, 20b).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a motores elétricos e, em particular, a um motor de indução que tem um rotor de ímã permanente de giro independente acoplado variavelmente a um rotor indutivo para reconfigurar o motor da operação de indução assíncrona na partida para a operação síncrona após a partida para uma operação eficiente.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Uma forma preferencial de motores elétricos são os motores de indução CA sem escovas. Os rotores dos motores de indução incluem uma gaiola (ou gaiola de esquilo que se assemelha a uma "roda de hamster") que gira no interior de um estator. A gaiola compreende barras de funcionamento axial separadas de forma angular no perímetro externo do rotor. Uma corrente CA fornecida ao estator introduz um campo magnético de estator giratório dentro do rotor, e o campo giratório induz de modo indutivo corrente nas barras. A corrente induzida nas barras cria um campo magnético induzido que coopera com o campo magnético de estator para produzir torque e, dessa forma, a rotação do rotor.

[003] A introdução de corrente nas barras exige que as barras não estejam em movimento (ou em giro) de modo sincronizado com o campo magnético de estator giratório devido à indução eletromagnética que exige um movimento relativo (chamado de deslizante) entre um campo magnético e um condutor no campo. Como resultado, o rotor precisa deslizar em relação ao campo magnético de estator giratório para induzir corrente nas barras para produzir torque, e os motores de indução são, portanto, chamados de motores assíncronos.

[004] Infelizmente, os motores de indução de baixa potência não são altamente eficientes na velocidade de operação projetada, e são ainda menos eficientes sob cargas reduzidas devido ao fato de que a quantidade de potência consumida pelo estator permanece constante em tais cargas reduzidas.

[005] Uma abordagem para aprimorar a eficiência do motor de indução consiste em adicionar ímãs permanentes ao rotor. O motor começa inicialmente da mesma maneira que um motor de indução típico, mas, conforme o motor alcança sua velocidade de operação, o campo magnético de estator coopera com os ímãs permanentes para entrar em operação síncrona. Infelizmente, os ímãs permanentes são limitados em tamanho, devido ao fato de que se os ímãs permanentes forem muito grandes, os mesmos impedem que a partida do motor. Tais limitações de tamanho limitam o benefício obtido a partir da adição dos ímãs permanentes.

[006] O Pedido de Patente no de série US 14/151333, depositado em 9 de janeiro de 2014, depositado pelo presente requerente, revela um motor elétrico que tem um estator externo, um rotor interno que inclui barras, fixado a um eixo de motor, e um rotor externo de rotação livre que inclui ímãs permanentes e barras, que reside entre o rotor interno e o estator. No momento da partida, um campo de estator giratório acelera o rotor externo de rotação livre e, após a aceleração, os ímãs permanentes do rotor externo de rotação livre aceleram e, então, se fixam ao rotor interno para alcançar uma operação de ímã permanente eficiente.

[007] O projeto da aplicação '333 é adequado para alguns projetos de motor, mas, em outros projetos, os efeitos de superfície na superfície do rotor interno reduzem ou impedem o acoplamento do rotor interno aos campos magnéticos giratórios.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[008] A presente invenção aborda o supracitado e outras necessidades fornecendo-se um motor de indução híbrido que inclui um estator fixo, um rotor externo de giro independente e um rotor interno fixado a um eixo de motor. Em uma realização o rotor externo inclui primeiras barras separadas e ímãs permanentes, e o rotor interno inclui segundas barras separadas. Em outra realização o rotor externo inclui primeiras barras separadas de modo angular, mas nenhum ímã permanente, e o rotor interno inclui ímãs permanentes e também pode incluir segundas barras separadas de modo angular. O rotor externo é inicialmente acelerado pela cooperação de um campo magnético de estator giratório com as primeiras barras. Conforme o rotor externo acelera em direção a uma RPM síncrona, o rotor interno é acelerado para transitar para a operação síncrona eficiente. O rotor externo age, portanto, como uma embreagem para desacoplar o rotor interno do campo magnético de estator giratório no momento da partida e para acoplar o rotor interno ao campo magnético de estator giratório na velocidade síncrona.

[009] De acordo com uma realização da invenção, é fornecido um motor de indução híbrido que inclui um estator fixo, um rotor externo de ímã permanente/gaiola de esquilo (HPMSC) híbrido de giro independente, e um rotor interno de gaiola de esquilo (SC) fixado a um eixo de motor. O rotor de HPMSC tem N ímãs permanentes separados de modo angular e N conjuntos de uma pluralidade de primeiras barras separadas de modo angular entre ímãs permanentes consecutivos. O rotor de SC tem N grupos de segundas barras separadas de modo angular, e fendas em uma superfície externa do rotor de SC entre grupos consecutivos das segundas barras. O rotor de HPMSC é inicialmente acelerado pela cooperação do estator com as primeiras barras. Os ímãs permanentes criam um campo magnético giratório no rotor de SC que coopera com as segundas barras para acelerar o rotor de SC. Conforme o rotor de HPMSC acelera em direção a uma RPM síncrona, o campo de estator alcança o rotor de HPMSC e coopera com os ímãs permanentes de modo a transitar para a operação síncrona. Polos salientes são criados pela cooperação dos ímãs permanentes com as fendas no rotor de SC para fixar os dois rotores em uma RPM síncrona.

[010] De acordo com outro aspecto da invenção, é fornecido um rotor de gaiola de esquilo (SC) interno que tem fendas que se estendem axialmente separadas de modo angular em uma superfície externa do rotor de SC interno. O espaçamento das fendas corresponde ao espaçamento de ímãs permanentes em um rotor externo de ímã permanente/gaiola de esquilo (HPMSC) híbrido de giro independente. Em velocidade síncrona, as fendas e os ímãs permanentes cooperam para formar polos salientes que acoplam a rotação do rotor de SC interno ao rotor de HPMSC externo, eliminando a necessidade de acoplamento mecânico do rotor de HPMSC externo ao rotor de SC interno.

[011] De acordo com ainda outro aspecto da invenção, é fornecido um motor que tem uma sequência aprimorada de partida indutiva e transição para a operação síncrona eficiente. O projeto das primeiras barras do rotor de HPMSC externo produz um torque suficiente para superar o arrasto do rotor de SC interno criado pelos ímãs permanentes. Como resultado, o rotor de HPMSC externo alcança a RPM síncrona rapidamente. Visto que o rotor de HPMSC externo acelera mais rapidamente do que o rotor de SC interno, a cooperação dos ímãs permanentes e das segundas barras do rotor de SC interno criam mais torque no rotor de SC interno para acelerar o rotor de SC interno. Quando o primeiro rotor alcança uma rpm quase síncrona, o fluxo de estator penetra nas segundas barras do rotor de SC interno, aplicam um torque adicional para acelerar adicionalmente o rotor de SC interno em direção a uma RPM síncrona.

[012] De acordo com ainda outro aspecto da invenção, é fornecido um motor que tem um rotor de HPMSC externo e rotor de SC interno acoplado pela cooperação de ímãs permanentes no rotor de HPMSC externo e fendas que se estendem axialmente na superfície do rotor de SC interno. A profundidade das fendas pode ser alterada com base no propósito do motor para otimizar a fixação do rotor de SC interno ao rotor de HPMSC externo.

[013] De acordo com outra realização da invenção, é fornecido um motor de indução híbrido que inclui um estator fixo, um rotor externo de gaiola de esquilo (SC) de giro independente, e um rotor interno de ímã permanente (PM) fixado a um eixo de motor. O rotor de SC externo tem primeiras barras separadas de modo angular. O rotor de PM interno pode incluir grupos de segundas barras em espaços entre os ímãs permanentes. O rotor externo de SC é inicialmente acelerado pela cooperação de um campo magnético de estator giratório com as primeiras barras. Conforme o rotor de SC externo acelera em direção à RPM síncrona, o campo de estator alcança através do rotor de SC externo e coopera com o rotor de PM interno para acelerar o rotor de PM interno para transitar para a operação síncrona. O rotor de SC externo age, portanto, como uma embreagem para desacoplar o rotor de PM interno do campo magnético de estator giratório no momento da partida e para acoplar o rotor de PM interno ao campo magnético de estator giratório na velocidade síncrona. Conforme o rotor de SC externo acelera, o fluxo magnético dos ímãs permanentes no rotor de PM interno coopera com as primeiras barras no rotor de SC externo, produzindo torque e acelerando o rotor de PM interno simultaneamente. Conforme o RPM do rotor de SC externo aumenta para próxima à RPM do fluxo de estator, o fluxo de estator penetra no rotor de SC externo e transmite mais fluxo ao rotor de PM interno, adicionando torque adicional ao rotor de PM interno para acelerar o rotor de PM interno para a operação síncrona.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[014] O supracitado e outros aspectos, recursos e vantagens da presente invenção se tornarão mais aparentes a partir da seguinte descrição mais particular dos mesmos, apresentada em conjunto com as Figuras a seguir, em que: a Figura 1A mostra uma vista de extremidade de um motor elétrico que tem um rotor externo de ímã permanente/gaiola de esquilo (HPMSC) híbrido de giro independente e um rotor interno de gaiola de esquilo (SC) acoplado de modo fixo a um eixo de motor, de acordo com a presente invenção; a Figura 1B mostra uma vista lateral do motor elétrico que tem um rotor de HPMSC externo de giro independente e um rotor interno de gaiola de esquilo (SC) acoplado de modo fixo a um eixo de motor, de acordo com a presente invenção; a Figura 2 mostra uma vista em corte transversal do motor elétrico que tem o rotor de HPMSC externo de giro independente e o rotor de SC interno acoplado de modo fixo a um eixo de motor tomada ao longo da linha 22 da Figura 1B, de acordo com a presente invenção; a Figura 3 mostra uma vista em corte transversal do motor elétrico que tem o rotor de HPMSC externo de giro independente e o rotor de SC interno acoplado de modo fixo a um eixo de motor tomada ao longo da linha 33 da Figura 1A, de acordo com a presente invenção; a Figura 4 mostra uma vista em corte transversal de um alojamento e uma porção de estator fixa do motor elétrico que tem o rotor de HPMSC externo de giro independente e o rotor de SC interno acoplado de modo fixo a um eixo de motor tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, de acordo com a presente invenção; a Figura 5 mostra uma vista em corte transversal do alojamento e da porção de estator fixa do motor elétrico que tem o rotor de HPMSC externo de giro independente e o rotor de SC interno acoplado de modo fixo a um eixo de motor tomada ao longo da linha 5-5 da Figura 4, de acordo com a presente invenção; a Figura 6 mostra uma vista em corte transversal do rotor de HPMSC externo de giro independente do motor elétrico que tem o rotor de HPMSC externo de giro independente e o rotor de SC interno acoplado de modo fixo a um eixo de motor tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, de acordo com a presente invenção; a Figura 7 mostra uma vista em corte transversal do rotor de HPMSC externo de giro independente do motor elétrico que tem o rotor de HPMSC externo de giro independente e o rotor de SC interno acoplado de modo fixo a um eixo de motor tomada ao longo da linha 7-7 da Figura 6, de acordo com a presente invenção; a Figura 8 mostra uma vista em corte transversal de um rotor de SC interno do motor elétrico que tem o rotor de HPMSC externo de giro independente e o rotor de SC interno acoplado de modo fixo a um eixo de motor tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, de acordo com a presente invenção; a Figura 9 mostra uma vista em corte transversal de um rotor de SC interno do motor elétrico que tem o rotor de HPMSC externo de giro independente e o rotor de SC interno acoplado de modo fixo a um eixo de motor tomada ao longo da linha 9-9 da Figura 8, de acordo com a presente invenção; a Figura 10 mostra uma vista em corte transversal do motor elétrico que tem o rotor de HPMSC externo de giro independente e o rotor de SC interno acoplado de modo fixo a um eixo de motor que mostra as linhas de campo magnético no momento da partida tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, de acordo com a presente invenção; a Figura 11 mostra uma vista em corte transversal do motor elétrico que tem o rotor de HPMSC externo de giro independente e o rotor de SC interno acoplado de modo fixo a um eixo de motor que mostra as linhas de campo magnético na velocidade síncrona tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, de acordo com a presente invenção; a Figura 12 mostra uma vista em corte transversal do motor elétrico que tem segundas realizações do rotor de HPMSC externo de giro independente e do rotor de SC interno acoplado de modo fixo a um eixo de motor tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, de acordo com a presente invenção; a Figura 13 mostra uma vista em corte transversal do motor elétrico que tem segundas realizações do rotor de HPMSC externo de giro independente e do rotor de SC interno acoplado de modo fixo a um eixo de motor tomada ao longo da linha 3-3 da Figura 1A, de acordo com a presente invenção; a Figura 14 mostra uma vista em corte transversal do motor elétrico que tem uma terceira realização do rotor de HPMSC externo de giro independente e do rotor de SC interno acoplado de modo fixo a um eixo de motor tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, de acordo com a presente invenção; a Figura 15 mostra uma vista em corte transversal do motor elétrico que tem segundas realizações do rotor de HPMSC externo de giro independente e do rotor de SC interno acoplado de modo fixo a um eixo de motor tomada ao longo da linha 3-3 da Figura 1A, de acordo com a presente invenção; a Figura 16 mostra uma vista em corte transversal da segunda realização do rotor de HPMSC externo de giro independente tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, de acordo com a presente invenção; a Figura 17 mostra uma vista em corte transversal da segunda realização do rotor de HPMSC externo de giro independente tomada ao longo da linha 17-17 da Figura 16, de acordo com a presente invenção; a Figura 18 mostra uma vista em corte transversal da terceira realização do rotor de HPMSC externo de giro independente tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, de acordo com a presente invenção; a Figura 19 mostra uma vista em corte transversal da terceira realização do rotor de HPMSC externo de giro independente tomada ao longo da linha 19-19 da Figura 18, de acordo com a presente invenção; a Figura 20 mostra uma vista em corte transversal da segunda realização do motor elétrico que tem o rotor de HPMSC externo de giro independente e o rotor de SC interno acoplado de modo fixo a um eixo de motor, que mostra as linhas de campo magnético no momento da partida tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, de acordo com a presente invenção; a Figura 21 mostra uma vista em corte transversal da segunda realização do motor elétrico que tem o rotor de HPMSC externo de giro independente e o rotor de SC interno acoplado de modo fixo a um eixo de motor, que mostra as linhas de campo magnético na velocidade síncrona tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, de acordo com a presente invenção; a Figura 22 mostra uma vista em corte transversal da terceira realização do motor elétrico que tem o rotor de HPMSC externo de giro independente e o rotor de SC interno acoplado de modo fixo a um eixo de motor no momento da partida tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, de acordo com a presente invenção; a Figura 23 mostra uma vista em corte transversal da terceira realização do motor elétrico que tem o rotor de HPMSC externo de giro independente e o rotor de SC interno acoplado de modo fixo a um eixo de motor na velocidade síncrona tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, de acordo com a presente invenção; a Figura 24 mostra uma vista em corte transversal de uma segunda realização do motor elétrico que tem um rotor de SC externo de giro independente e um rotor de HPMSC interno acoplado de modo fixo a um eixo de motor tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, de acordo com a presente invenção; a Figura 25 mostra uma vista em corte transversal da segunda realização do motor elétrico que tem o rotor de SC externo de giro independente e o rotor de HPMSC interno acoplado de modo fixo a um eixo de motor tomada ao longo da linha 3-3 da Figura 1A, de acordo com a presente invenção; a Figura 26 mostra uma vista em corte transversal de um alojamento e uma porção de estator fixa da segunda realização do motor elétrico que tem o rotor de SC externo de giro independente e do rotor de HPMSC interno acoplado de modo fixo a um eixo de motor tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, de acordo com a presente invenção; a Figura 27 mostra uma vista em corte transversal do alojamento e da porção de estator fixa da segunda realização do motor elétrico que tem o rotor de SC externo de giro independente e o rotor de HPMSC interno acoplado de modo fixo a um eixo de motor tomada ao longo da linha 27-27 da Figura 26, de acordo com a presente invenção; a Figura 28 mostra uma vista em corte transversal do rotor de SC externo de giro independente da segunda realização do motor elétrico que tem o rotor de SC externo de giro independente e o rotor de HPMSC interno acoplado de modo fixo a um eixo de motor tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, de acordo com a presente invenção; a Figura 29 mostra uma vista em corte transversal do rotor de SC externo de giro independente da segunda realização do motor elétrico que tem o rotor de SC externo de giro independente e o rotor de HPMSC interno acoplado de modo fixo a um eixo de motor tomada ao longo da linha 29-29 da Figura 28, de acordo com a presente invenção; a Figura 30 mostra uma vista em corte transversal de um rotor de HPMSC interno da segunda realização do motor elétrico que tem o rotor de SC externo de giro independente e o rotor de HPMSC interno acoplado de modo fixo a um eixo de motor tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, de acordo com a presente invenção; a Figura 31 mostra uma vista em corte transversal de um rotor de HPMSC interno da segunda realização do motor elétrico que tem o rotor de SC externo de giro independente e o rotor de HPMSC interno acoplado de modo fixo a um eixo de motor tomada ao longo da linha 31-31 da Figura 30, de acordo com a presente invenção; a Figura 32 mostra uma vista em corte transversal da segunda realização do motor elétrico, que mostra as linhas de campo magnético no momento da partida, tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, de acordo com a presente invenção; a Figura 33 mostra uma vista em corte transversal da segunda realização do motor elétrico, que mostra as linhas de campo magnético na velocidade síncrona, tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, de acordo com a presente invenção; a Figura 34 mostra uma vista em corte transversal da segunda realização do motor elétrico que não tem barras no rotor interno que mostra as linhas de campo magnético no momento da partida tomada ao longo da linha 22 da Figura 1B, de acordo com a presente invenção; a Figura 35 mostra uma vista em corte transversal da segunda realização do motor elétrico que não tem barras no rotor interno que mostra as linhas de campo magnético na velocidade síncrona tomada ao longo da linha 22 da Figura 1B, de acordo com a presente invenção; a Figura 36A mostra uma primeira realização de um rotor de PM interno de acordo com a presente invenção; a Figura 36B mostra a segunda realização de um rotor de PM interno de acordo com a presente invenção; a Figura 36C mostra uma terceira realização de um rotor de PM interno de acordo com a presente invenção; a Figura 37A mostra uma quarta realização de um rotor de PM interno de acordo com a presente invenção; e a Figura 37B mostra uma quinta realização de um rotor de PM interno de acordo com a presente invenção.

[015] As referências numéricas correspondentes indicam componentes correspondentes através das diversas vistas dos desenhos.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[016] A descrição a seguir é o melhor modo presentemente contemplado para se conduzir a invenção. Esta descrição não deve ser tomada em um sentido limitado, mas é realizada apenas para o propósito de descrever uma ou mais realizações preferenciais da invenção. O escopo da invenção deve ser determinado com referência às reivindicações.

[017] Uma vista de extremidade de um motor elétrico 10 que tem um rotor externo de ímã permanente/gaiola de esquilo (HPMSC) híbrido de giro independente 20 e um rotor interno de gaiola de esquilo (SC) 30 acoplado de modo fixo a um eixo de motor 14, de acordo com a presente invenção é mostrada na Figura 1A, e uma vista lateral do motor elétrico 10 é mostrada na Figura 1B. Uma vista em corte transversal do motor elétrico 10 tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, é mostrada na Figura 2, e uma vista em corte transversal do motor elétrico 10 tomada ao longo da linha 3-3 da Figura 1A é mostrada na Figura 3. O motor elétrico 10 inclui um alojamento 12, uma porção de estator 16 acoplada de modo fixo ao alojamento 12, o rotor de HPMSC externo de giro independente 20 conduzido nos mancais 29 (consultar a Figura 7), e o rotor de SC interno 30 fixado ao eixo de motor 14.

[018] Uma vista em corte transversal do alojamento 12 e da porção de estator fixa 16 do motor elétrico 10 tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, é mostrada na Figura 4 e uma vista em corte transversal do alojamento 12 e da porção de estator fixa 16 tomada ao longo da linha 5-5 da Figura 4, é mostrada na Figura 5. Os enrolamentos de estator fixo 18 residem em um núcleo de estator 19. Os enrolamentos de estator 18 criam um campo magnético de estator giratório quando dotados de um sinal de corrente alternada (CA). O alojamento 12 inclui mancais 13 para transportar o eixo 14.

[019] Uma vista em corte transversal do rotor de HPMSC externo de giro independente 20 tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, é mostrada na Figura 6 e uma vista em corte transversal do rotor de HPMSC externo de giro independente 20 tomada ao longo da linha 7-7 da Figura 6, é mostrada na Figura 7. O rotor de HPMSC externo 20 inclui ímãs permanentes separados de modo angular 22 e primeiras barras separadas de modo angular 26 que residem em um primeiro núcleo de rotor 23. O rotor de HPMSC externo 20 pode incluir qualquer número de ímãs permanentes 22, por exemplo, dois, quatro, seis, oito, etc., ímãs permanentes 22. As lacunas não ferrosas 24 no núcleo de rotor 23 estão presentes nas extremidades de cada ímã permanente 22 e a largura angular entre ímãs sucessivos 22 e lacunas 24 é um segmento angular S. As lacunas 24 são lacunas de ar ou de material não ferroso para minimizar o vazamento de fluxo, se um material ferroso estive presente nas extremidades dos ímãs 22, o fluxo magnético iria se encurvar de volta para os ímãs 22, ocasionando o curto-circuito das linhas de fluxo magnético de volta para os ímãs 22. O núcleo 23 é preferencialmente um núcleo laminado 38 e seções finas 23a do núcleo 23 que mantêm as seções de laminação juntas são consideradas áreas de vazamento de fluxo. A espessura das áreas finas 23a são preferencialmente otimizadas para minimizar o vazamento enquanto mantém a integridade mecânica do núcleo de rotor 23. As barras 26 não são necessariamente, porém, preferencialmente separadas uniformemente de modo angular e se encontram, de modo angular, entre os ímãs 22.

[020] As tampas de extremidade de rotor 28 são anexadas a extremidades opostas do rotor de HPMSC externo 20 e incluem mancais 29 que permitem que o rotor de HPMSC externo 20 gire livremente no eixo de motor 14. Os mancais 29 são preferencialmente mancais de baixo atrito (por exemplo, mancais esféricos), mas podem ser simplesmente casquilhos (por exemplo, casquilhos de bronze ou casquilhos de oilite).

[021] Uma vista em corte transversal do rotor de SC interno 30 do motor elétrico 10 tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, é mostrada na Figura 8 e uma vista em corte transversal do rotor de SC interno 30 do motor elétrico 10 tomada ao longo da linha 9-9 da Figura 8, é mostrada na Figura 9. O rotor de SC interno 30 é fixado ao eixo de motor 14 e acopla o rotor de HPMSC externo 20 ao eixo de motor 14. As segundas barras 32 residem em um segundo núcleo de rotor 36. As barras não são necessariamente, mas preferencialmente separadas uniformemente de modo angular, mas são mais preferencialmente bilateralmente simétricas (isto é, estão em pares simétricos em lados opostos. Um equilíbrio entre a resistência da barra 26 e a saturação do núcleo de rotor 23 pode ser optimizado e o formato, quantidade e as dimensões das barras 26 podem ter um grande efeito no desempenho, por exemplo, na partida do motor.

[022] Fendas que se estendem axialmente separadas de modo angular 34 são formadas em uma face externa cilíndrica 36a do núcleo de rotor 36. A quantidade e o espaçamento das fendas 34 correspondem à quantidade e ao espaçamento dos ímãs 22 no rotor de HPMSC externo 20. O tamanho e, particularmente, a profundidade das fendas 34 determinam substancialmente o acoplamento do rotor de HPMSC externo 20 ao rotor de SC interno 30 ao afetar os polos salientes 50 (consultar a Figura 11). Os polos salientes 50, por sua vez, determinam o acoplamento entre o rotor de HPMSC externo 20 e o rotor de SC interno 30 quando o motor 10 opera na velocidade síncrona.

[023] Uma vista em corte transversal do motor elétrico 10 no momento da partida, tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, é mostrada na Figura 10. Quando a potência CA é fornecida ao estator 16, o campo magnético de estator giratório coopera de modo indutivo com as primeiras barras 26 no rotor de HPMSC externo 20 para criar uma corrente nas primeiras barras 26 e as linhas de fluxo magnético resultantes 40. No entanto, no momento da partida, a interação do campo magnético de estator giratório com as barras de rotor estacionárias produz uma frequência de rotor que ocasiona um efeito de superfície, e o campo magnético de estator giratório não penetra profundamente no rotor de HPMSC externo 20 e, portanto, não alcança as porções das primeiras barras de rotor 26 embaixo da superfície do rotor de HPMSC externo 20. O campo de estator giratório acelera, então, o rotor de HPMSC externo 20. As segundas barras 32 no rotor de SC interno 30 cooperam com os ímãs 22 no rotor de HPMSC externo 20 para acelerar o rotor de SC interno 30.

[024] As fendas 34 no rotor de SC interno 30 não se alinham com os ímãs 22 na partida, pois, o rotor de HPMSC externo 20 acelera primeiro, fazendo com que os ímãs 22 (e, portanto, o campo magnético do ímã) pule os polos salientes 50, mas ainda cooperam de modo indutivo com as segundas barras 32 do rotor de SC interno 30 até que o rotor de SC interno 30 alcance a rpm quase síncrona em que a atração dos polos salientes 50 aos ímãs 22 é suficiente para manter o rotor de SC interno 30 na mesma RPM que o rotor de HPMSC externo 20. O projeto de polos salientes 50 determina o torque de acoplamento. O torque de acoplamento é projetado para ser ligeiramente maior do que o torque nominal do motor para manter o rotor de SC interno 30 na mesma RPM que o rotor de HPMSC externo 20 durante a operação normal. Esse projeto também é vantajoso pois o projeto impede que o motor 10 seja completamente paralisado durante a sobrecarga, pois, quando a carga no eixo de motor 14 e, portanto, no rotor de SC interno 30, excede o torque de projeto do motor, o rotor de SC interno 30 pode se desligar do rotor de HPMSC externo 20, deixando o rotor de HPMSC externo 20 na RPM síncrona.

[025] Conforme o rotor de HPMSC externo 20 aumenta em RPM, a frequência do rotor diminui, conforme isso ocorre, o campo magnético de estator giratório alcança mais profundamente no rotor de HPMSC externo 20 e no rotor de SC interno 30, criando um efeito de rotor de gaiola dupla de uma seção de barra na superfície de rotor e barras de seções maiores mais profundamente no rotor, produzindo mais resistência de partida, reduzindo os picos de corrente.

[026] Uma vista em corte transversal do motor elétrico 10 na velocidade síncrona, tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, é mostrada na Figura 11. Conforme o rotor de HPMSC externo 20 e o rotor de SC interno 30 alcançam a velocidade síncrona, a frequência do rotor diminui, a cooperação do rotor de HPMSC externo 20 com o campo magnético de estator giratório transita de indução para a operação de ímã permanente e o fluxo magnético 40 e 42 diminui e as linhas de fluxo 52 que passam através dos ímãs 22 e para dentro do rotor de SC interno 30 aumentam, resultando no rotor de HPMSC externo 20 convergindo para a operação síncrona. O rotor de HPMSC externo 20 continuam a puxar o rotor de SC interno 30 em direção à velocidade síncrona, e os polos salientes 50 acoplam o rotor de SC interno 30 ao rotor de HPMSC externo 20 para uma operação síncrona de ímã permanente eficiente.

[027] Uma vista em corte transversal do motor elétrico 10a que tem segundas realizações do rotor de HPMSC externo de giro independente 20a e do rotor de SC interno 30a acoplado de modo fixo a um eixo de motor tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, é mostrada na Figura 12, e uma vista em corte transversal do motor elétrico 10a tomada ao longo da linha 3-3 da Figura 1A é mostrada na Figura 13. O rotor de SC interno 30a não inclui as fendas 34 do rotor de SC interno 30.

[028] Uma vista em corte transversal do motor elétrico 10b que tem terceira realização do rotor de HPMSC externo de giro independente 20b e do rotor de SC interno 30b acoplado de modo fixo a um eixo de motor tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, é mostrada na Figura 14 e uma vista em corte transversal do motor elétrico 10b tomada ao longo da linha 3-3 da Figura 1A é mostrada na Figura 15. O rotor de SC interno 30b não inclui as fendas 34 do rotor de SC interno 30.

[029] Uma vista em corte transversal da segunda realização do rotor de HPMSC externo de giro independente 20a tomada ao longo da linha 22 da Figura 1B, é mostrada na Figura 16 e uma vista em corte transversal do rotor 20a tomada ao longo da linha 17-17 da Figura 16, é mostrada na Figura 17. O rotor de HPMSC externo 20a inclui quatro barras 26 entre ímãs consecutivos 22.

[030] Uma vista em corte transversal da terceira realização do rotor de HPMSC externo de giro independente 20b tomada ao longo da linha 22 da Figura 1B, é mostrada na Figura 18 e uma vista em corte transversal do rotor de HPMSC externo 20b tomada ao longo da linha 19-19 da Figura 18, é mostrada na Figura 19. O rotor de HPMSC externo 20b inclui cinco 26 entre ímãs consecutivos 22.

[031] Uma vista em corte transversal da segunda realização do motor elétrico 10a que mostra as linhas de campo magnético 40a e 42a no momento da partida tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, é mostrada na Figura 20 e uma vista em corte transversal do motor elétrico 10a que mostra as linhas de campo magnético 52a na velocidade síncrona tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, é mostrada na Figura 21. As linhas de campo magnético transitam de modo semelhante às transições descritas nas Figuras 10 e 11.

[032] Uma vista em corte transversal do motor elétrico 10b que mostra as linhas de campo magnético 40b e 42b no momento da partida, tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, é mostrada na Figura 22, e uma vista em corte transversal do motor elétrico 10b que mostra as linhas de campo magnético na velocidade síncrona tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, é mostrada na Figura 23. As linhas de campo magnético transitam de modo semelhante às transições descritas nas Figuras 10 e 11.

[033] A primeira realização da invenção revela, portanto, um motor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido sem embreagem que compreende: um alojamento de motor; um estator fixado ao alojamento de motor e que produz um campo magnético de estator giratório; um eixo de motor conectado de modo giratório ao alojamento de motor e que se estende a partir de pelo menos uma extremidade do alojamento de motor para anexação a uma carga; um rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido que reside de modo coaxial ao eixo de motor e que tem um primeiro núcleo de rotor, um número N de ímãs permanentes separados de modo angular embutidos no núcleo de rotor, lacunas não ferrosas no núcleo de rotor presentes nas extremidades de cada ímã permanente, e primeiras barras embutidas no núcleo de rotor, o rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido com capacidade para girar independentemente do eixo de motor; e um rotor de gaiola de esquilo que reside de modo coaxial ao eixo de motor e que tem um segundo núcleo de rotor, segundas barras embutidas no segundo núcleo de rotor, e as fendas de funcionamento axial separadas uniformemente de modo angular de número N em uma superfície do segundo núcleo de rotor voltada para o rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido, e o rotor de gaiola de esquilo fixado de modo giratório ao eixo de motor.

[034] A primeira realização pode incluir adicionalmente: o rotor de gaiola de esquilo é um rotor de gaiola de esquilo interno que residem dentro do rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido; o rotor de gaiola de esquilo é alinhado axialmente ao rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido; no momento da partida, as primeiras barras do rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido cooperam de modo indutivo com o campo magnético de estator giratório para aplicar torque ao rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido, e as segundas barras do rotor de gaiola de esquilo desviam os ímãs permanentes do rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido, para facilitar a aceleração inicial do rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido; conforme o rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido acelera, os ímãs permanentes criam um campo magnético giratório que coopera de modo indutivo com as segundas barras do rotor de gaiola de esquilo, e que acelera o rotor de gaiola de esquilo; conforme tanto o rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido quanto o rotor de gaiola de esquilo alcançam a operação síncrona: as fendas na superfície do rotor de gaiola de esquilo cooperam com os ímãs permanentes e as lacunas não ferrosas em extremidades de cada ímã permanente do rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido para criar polos salientes que acoplam de modo magnético a rotação do rotor de gaiola de esquilo ao rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido; e o campo magnético de estator giratório se acopla aos ímãs permanentes, passando através dos ímãs permanentes no rotor de gaiola de esquilo interno, em operação síncrona com os ímãs permanentes; os ímãs permanentes compreendem um número par de ímãs permanentes; o rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido inclui tampas de extremidade que retêm mancais, os mancais conduzidos no eixo de motor; os ímãs permanentes e lacunas combinados nas extremidades dos ímãs permanentes no rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido são separados de modo angular por segmentos angulares S, e as primeiras barras no rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido residem separadas uniformemente de modo angular nos segmentos angulares S; as primeiras barras no rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido estão em um raio comum; ou o rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido externo reside entre o rotor de gaiola de esquilo e o estator.

[035] A primeira realização pode ser adicionalmente descrita como um método para a operação de motor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido sem embreagem que compreende: fornecer um sinal CA a um rotor fixo; criar um campo magnético de estator giratório que coopera com um rotor de duas partes que compreende: um rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido externo que reside de modo coaxial a um eixo de motor e que tem um primeiro núcleo de rotor, um número N de ímãs permanentes separados de modo angular embutidos no núcleo de rotor, lacunas não ferrosas no núcleo de rotor presentes nas extremidades de cada ímã permanente, e primeiras barras embutidas no núcleo de rotor, o rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido com capacidade para girar independentemente do eixo de motor; e um rotor interno de gaiola de esquilo que reside de modo coaxial ao eixo de motor e que tem um segundo núcleo de rotor, segundas barras embutidas no segundo núcleo de rotor, e as fendas de funcionamento axial separadas uniformemente de modo angular de número N em uma superfície do segundo núcleo de rotor voltada para o rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido, e o rotor de gaiola de esquilo fixado de modo giratório ao eixo de motor; em que o campo magnético de estator giratório coopera de modo indutivo com as primeiras barras do rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido para criar torque no rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido; desviar um campo magnético dos ímãs permanentes pelas segundas barras residentes do rotor de gaiola de esquilo, reduzindo, desse modo, um efeito de impedimento da aceleração do rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido devido aos ímãs permanentes; acelerar o rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido em direção a uma RPM síncrona; criar um campo magnético permanente giratório de ímã permanente; em que o campo magnético permanente giratório coopera de modo indutivo com as segundas barras do rotor de gaiola de esquilo para criar torque no rotor de gaiola de esquilo; conforme o rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido e os rotores de gaiola de esquilo se aproximam de uma RPM síncrona, em que as fendas na superfície do rotor de gaiola de esquilo cooperam com os ímãs permanentes e as lacunas não ferrosas nas extremidades de cada ímã permanente do rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido para criar polos salientes que acoplam de modo magnético a rotação do rotor de gaiola de esquilo ao rotor de gaiola de esquilo/ímã permanente híbrido; e em que o campo magnético de estator giratório se acopla aos ímãs permanentes, passando através dos ímãs permanentes no rotor de gaiola de esquilo interno, em operação síncrona com os ímãs permanentes.

[036] Uma vista em corte transversal de uma segunda realização, o motor elétrico 10' que tem o rotor de SC externo de giro independente 20' e um rotor de PM interno 30' acoplado de modo fixo a um eixo de motor tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, é mostrada na Figura 24 e uma vista em corte transversal da segunda realização do motor elétrico 10' tomada ao longo da linha 3-3 da Figura 1A é mostrada na Figura 25. Uma vista em corte transversal de um alojamento 12 e da porção de estator fixa 16 da segunda realização do motor elétrico 10' tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, é mostrada na Figura 26, uma vista em corte transversal do alojamento 12 e da porção de estator fixa 16 da segunda realização do motor elétrico 10' tomada ao longo da linha 27-27 da Figura 26, é mostrada na Figura 27, uma vista em corte transversal do rotor de SC externo de giro independente 20' da segunda realização do motor elétrico 10' tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, é mostrada na Figura 28, uma vista em corte transversal do rotor de SC externo de giro independente 20' tomada ao longo da linha 29-29 da Figura 28, é mostrada na Figura 29, uma vista em corte transversal de um rotor de SC interno 30' tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, é mostrada na Figura 30, e uma vista em corte transversal do rotor de SC interno 30' tomada ao longo da linha 31-31 da Figura 30, é mostrada na Figura 31.

[037] O rotor de SC externo 20' inclui primeiras barras 26' e pequenas lacunas 27 entre as barras 26' e a superfície 21 do rotor de SC externo 20'. As primeiras barras 26' cooperam inicialmente com o campo magnético de estator giratório para acelerar de modo indutivo o rotor de SC externo e, posteriormente, cooperam com os ímãs permanentes. As lacunas 27 podem ser lacunas de ar ou de um material não ferroso. Se nenhuma lacuna 27 estiver presente, uma ponte de ferro pode resultar, diminuindo o efeito indutivo através da criação de vazamento de fluxo entre as barras 26' que agem como polos conforme as polaridades comutam para frente e para trás durante a partida quando as frequências de rotor são mais altas, reduzindo a aceleração do rotor de SC externo, no entanto, alguma formação de ponto de ferro pode ser aceitável e é objetivado que um motor, de acordo com a presente invenção, que é submetido a alguma formação de ponte de ferro é esteja dentro do escopo da presente invenção.

[038] O rotor de PM interno 30' inclui ímãs permanentes 22' e pode incluir segundas barras 32'. Conforme a aceleração do rotor de SC externo cria uma frequência do rotor entre os rotores interno e externo, a cooperação indutiva entre as primeiras barras 26' e os ímãs permanentes 22' acelera o rotor interno 30' em direção a uma RPM síncrona.

[039] Uma vista em corte transversal da segunda realização do motor elétrico 10', que mostra as linhas de campo magnético no momento da partida, tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, é mostrada na Figura 32 e uma vista em corte transversal da segunda realização do motor elétrico 10', que mostra as linhas de campo magnético na velocidade síncrona, tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, é mostrada na Figura 33. Durante a partida, quando as frequências (por exemplo, a diferença entre a RPM de campo magnético do estator e a RPM do rotor) são mais altas, as linhas de fluxo magnético 40' tendem a permanecer próximas à superfície, isso é chamado de efeito de pele ou de superfície. O motor elétrico 10' tira proveito do efeito de pele para a partida, pois, o fluxo de estator giratório coopera com as primeiras barras no rotor de SC externo que não é substancialmente afetado pelo fluxo de ímã permanente do rotor de PM interno fluxo, pois, o efeito de pele reduz a cooperação dos ímãs permanentes no rotor de PM interno com o rotor de SC externo.

[040] Próximo à sincronia, as frequências de rotor são baixas, e na operação síncrona a frequência do rotor é 0, e as linhas de fluxo magnético 52' não estão em cisalhamento e penetram profundamente no ferro do rotor, fornecendo um efeito de barra profundo. Conforme a RPM do rotor de SC externo aumenta, o efeito de pele também entra em ação, acoplando as primeiras barras 26' no rotor de SC externo 20' aos ímãs permanentes 22' no rotor de PM interno 30' conforme a frequência entre o rotor de SC externo 20' e o rotor de PM interno 30' aumenta, produzindo torque para acelerar o rotor de PM interno 30'.

[041] Uma vista em corte transversal da segunda realização do motor elétrico 10" que não tem barras no rotor interno, que mostra as linhas de campo magnético, no momento da partida, tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, é mostrada na Figura 34 e uma vista em corte transversal da segunda realização do motor elétrico 10" tomada ao longo da linha 2-2 da Figura 1B, que mostra as linhas de campo magnético na velocidade síncrona, é mostrada na Figura 35. As linhas de campo magnético 40" e 52" são semelhantes às linhas de campo magnético 40' e 52' com uma diferença que é a ausência de linhas entre as primeiras barras 26' e as segundas barras 32' que não estão mais presentes. O motor elétrico 10" fornece uma vantagem de um projeto mais simples e menos dispendioso em comparação ao motor elétrico 10'.

[042] Uma primeira realização de um rotor de PM interno 30'a é mostrada na Figura 36A, uma segunda realização de um rotor de PM interno 30'b é mostrada na Figura 36B, e uma terceira realização de um rotor de PM interno 30'c é mostrada na Figura 36C. O rotor de PM interno 30'a inclui dois ímãs permanentes 22', o rotor de PM interno 30'b inclui quatro ímãs permanentes 22', e o rotor de PM interno 30'c inclui seis ímãs permanentes 22'. As segundas barras 32' podem ou não residir entre os ímãs permanentes 22'.

[043] Uma quarta realização de um rotor de PM interno 30'd é mostrada na Figura 37A e uma quinta realização de um rotor de PM interno 30'e é mostrada na Figura 37B. Um rotor de PM interno 30d inclui dois ímãs permanentes 22" em contato, e um rotor de PM interno 30e inclui quatro ímãs permanentes 22" em contato. Os ímãs permanentes 22" podem ser ímãs de ferrita de baixo custo.

[044] Várias realizações de motores elétricos híbridos que têm um rotor interno fixado de modo giratório ao eixo de motor que reside de modo coaxial ao eixo de motor e que têm um segundo núcleo de rotor, e pelo menos uma dentre as segundas barras de gaiola de esquilo eletricamente condutivas embutidas no segundo núcleo de rotor e um número N dos ímãs permanentes embutidos no segundo núcleo de rotor, e um rotor externo que reside entre o estator e o rotor interno e é coaxial ao eixo de motor e tem capacidade para girar independentemente do eixo de motor e que tem um primeiro núcleo de rotor e primeiras barras de gaiola de esquilo eletricamente condutivas embutidas no núcleo de rotor, em que os ímãs permanentes residem em pelo menos um dentre o rotor interno e o rotor externo, são descritas acima. Os técnicos no assunto reconhecerão outras realizações que não foram descritas aqui com diferentes números de ímãs, barras e fendas, porém, apoiando-se nos princípios revelados aqui, e objetiva-se que essas realizações estejam dentro do escopo da presente invenção.

[045] A presente invenção encontra aplicabilidade industrial no campo de motores elétricos.

[046] Embora a invenção revelada no presente documento tenha sido descrita por meio de realizações específicas e aplicações da mesma, várias modificações e variações podem ser feitas à mesma por técnicos no assunto sem se afastar do escopo da invenção apresentada nas reivindicações.

Claims

1. MOTOR DE GAIOLA DE ESQUILO/ÍMÃ PERMANENTE HÍBRIDO SEM EMBREAGEM (10, 10’, 10”, 10a, 10b), compreendendo: um alojamento de motor (12); um estator (16) fixado ao alojamento de motor (12) e que produz um campo magnético de estator giratório; um eixo de motor (14) conectado de modo giratório ao alojamento de motor (12) e que se estende a partir de pelo menos uma extremidade do alojamento de motor (12) para anexação a uma carga; um rotor interno de gaiola de esquilo (30, 30’, 30a, 30b) fixado de modo giratório ao eixo de motor (14) que reside de modo coaxial ao eixo de motor (14) e que inclui: um segundo núcleo de rotor (36); e segundas barras (32, 32’) de gaiola de esquilo eletricamente condutivas embutidas no segundo núcleo de rotor (36); caracterizado por compreender: um rotor externo de ímã permanente/gaiola de esquilo híbrido (20, 20’, 20a, 20b) que reside entre o estator (16) e o rotor interno de gaiola de esquilo (30, 30’, 30a, 30b) e é coaxial ao eixo de motor (14) e incluindo: um primeiro núcleo de rotor (23); um número N de ímãs permanentes (22) separados de modo angular embutidos no primeiro núcleo de rotor (23); primeiras barras (26) de gaiola de esquilo eletricamente condutivas embutidas no primeiro núcleo de rotor (23); em que o rotor externo de ímã permanente/gaiola de esquilo híbrido (20, 20’, 20a, 20b) não é mecanicamente acoplado em rotação ao rotor interno de gaiola de esquilo (30, 30’, 30a, 30b); e em que o rotor externo de ímã permanente/gaiola de esquilo híbrido (20, 20’, 20a, 20b) é configurado para girar independentemente do eixo de motor (14) e para ser magneticamente acoplado em rotação ao rotor interno de gaiola de esquilo (30, 30’, 30a, 30b) em velocidade síncrona.

2. MOTOR (10, 10’, 10”, 10a, 10b), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo motor (10, 10’, 10”, 10a, 10b) ser configurado de modo que no momento da partida: as primeiras barras de gaiola de esquilo (26) do rotor externo de ímã permanente/gaiola de esquilo híbrido (20, 20’, 20a, 20b) cooperam de modo indutivo com o campo magnético de estator giratório para aplicar torque ao rotor externo de ímã permanente/gaiola de esquilo híbrido (20, 20’, 20a, 20b); e a cooperação do campo magnético de estator giratório com os ímãs permanentes (22) do rotor externo de ímã permanente/gaiola de esquilo híbrido (20, 20’, 20a, 20b) é reduzida para facilitar a aceleração inicial do rotor externo de ímã permanente/gaiola de esquilo híbrido (20, 20’, 20a, 20b).

3. MOTOR (10, 10’, 10”, 10a, 10b), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo motor estar configurado de modo que à medida que o rotor externo de ímã permanente/gaiola de esquilo híbrido (20, 20’, 20a, 20b) acelera, os ímãs permanentes (22) criam um campo magnético giratório cooperando de modo indutivo com as segundas barras (32) do rotor interno da gaiola de esquilo (30, 30’, 30a, 30b) e acelerando o rotor interno da gaiola de esquilo (30, 30’, 30a, 30b).

4. MOTOR (10, 10’, 10”, 10a, 10b), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo motor (10, 10’, 10”, 10a, 10b) estar configurado de modo que, conforme tanto o rotor externo de ímã permanente/gaiola de esquilo híbrido (20, 20’, 20a, 20b) quanto o rotor interno de gaiola de esquilo (30, 30’, 30a, 30b) alcançam a operação síncrona, fendas (34) em uma superfície do rotor interno da gaiola de esquilo (30, 30’, 30a, 30b) cooperam com os ímãs permanentes (22) e com lacunas não ferrosas (24) nas extremidades de cada ímã permanente (22) do rotor externo de ímã permanente/gaiola de esquilo híbrido (20, 20’, 20a, 20b) para criar pólos salientes (50) que acoplam de modo magnético a rotação do rotor interno de gaiola de esquilo (30, 30’, 30a, 30b) ao rotor externo de ímã permanente/gaiola de esquilo híbrido (20, 20’, 20a, 20b).

5. MOTOR (10, 10’, 10”, 10a, 10b), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelos ímãs permanentes (22) compreenderem um número par de ímãs permanentes (22).

6. MOTOR (10, 10’, 10”, 10a, 10b), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo rotor externo de ímã permanente/gaiola de esquilo híbrido (20, 20’, 20a, 20b) compreender tampas de extremidade (28) incluindo mancais (29), os mancais (29) montados no eixo do motor (14).

7. MOTOR (10, 10’, 10”, 10a, 10b), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelos ímãs permanentes (22) e as lacunas (24) combinados nas extremidades dos ímãs permanentes (22) no rotor externo de ímã permanente/gaiola de esquilo híbrido (20) serem espaçados de modo angular por segmentos angulares S, e as primeiras barras (26) no rotor externo de ímã permanente/gaiola de esquilo híbrido (20, 20’, 20a, 20b) residirem separadas uniformemente de modo angular nos segmentos angulares S.

8. MOTOR (10, 10’, 10”, 10a, 10b), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo rotor interno de gaiola de esquilo (20, 20’, 20a, 20b) não possuir ímãs permanentes (22).

9. MOTOR (10, 10’, 10”, 10a, 10b), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo rotor externo de ímã permanente/gaiola de esquilo híbrido (20, 20’, 20a, 20b) incluir lacunas não ferrosas (24) no primeiro núcleo do rotor (23) presentes nas extremidades de cada ímã permanente (22), e o rotor interno de gaiola de esquilo (30, 30’, 30a, 30b) incluir fendas axialmente separadas de modo angular (34) em uma superfície (36a) do segundo núcleo de rotor (36) voltada para o rotor externo de ímã permanente/gaiola de esquilo híbrido (20, 20’, 20a, 20b).