BR212016025662Y1

BR212016025662Y1 - electric reluctance machine

Info

Publication number: BR212016025662Y1
Application number: BR212016025662-5U
Authority: BR
Inventors: Giuseppe Ranalli; Sante Guercioni; Maurilio Micucci
Original assignee: Tecnomatic S.P.A
Priority date: 2014-05-09
Filing date: 2014-05-09
Publication date: 2020-06-30
Also published as: DE212014000264U1; WO2015170351A1; CN206992823U; BR212016025662U2

Abstract

É descrito uma máquina elétrica de relutância (1) que compreende um estator (2) incluindo um enrolamento do estator (6) e um rotor (3) coaxial com o estator (2) e apresentando um eixo de rotação (X1). A máquina elétrica de relutância é caracterizada pelo fato de que o enrolamento do estator (6) compreende uma barra de enrolamento (6) que inclui uma pluralidade de condutores de barra.An electrical reluctance machine (1) is described which comprises a stator (2) including a stator winding (6) and a rotor (3) coaxial with the stator (2) and having a rotation axis (X1). The electric reluctance machine is characterized by the fact that the stator winding (6) comprises a winding rod (6) that includes a plurality of rod conductors.

Description

ELECTRIC RELUCTANCE MACHINE

[001] A presente descrição se refere ao campo técnico das máquinas elétricas de relutância, tais como os motores ou geradores elétricos de relutância e, mais particularmente, se refere a uma máquina elétrica de relutância conforme definido no preâmbulo da reivindicação 1.[001] The present description refers to the technical field of electric reluctance machines, such as electric reluctance motors or generators and, more particularly, refers to an electric reluctance machine as defined in the preamble of claim 1.

[002] Conforme se sabe, as máquinas elétricas de relutância são máquinas que são particularmente interessante em termos de versatilidade, robustez, relativa simplicidade estrutural e relação custo-eficiência. Por outro lado, tais tipos de máquinas elétricas apresentam algumas desvantagens que até os dias atuais contribuíram para impedi-las de se tornar amplamente utilizadas em alguns campos, tais como, por exemplo, e não para propósitos limitativos, a sua aplicação em veículos de tração híbrida e/ou elétrica. Apesar das vantagens mencionadas acima, as máquinas elétricas de relutância normalmente apresentam, por exemplo, valores de "variação de torque" (ou seja, a variação do torque de saída conforme a posição do rotor varie) que são relativamente elevados que tornam tais motores não muito adequados para alguns tipos de aplicação. Além disso, em particular, no que se refere aos motores elétricos de relutância, os valores do torque de saída, e mais genericamente a eficiência do motor, pode ser melhorada em relação às soluções do estado da arte.[002] As we know, electric reluctance machines are machines that are particularly interesting in terms of versatility, robustness, relative structural simplicity and cost-efficiency. On the other hand, such types of electric machines have some disadvantages that until today have contributed to prevent them from becoming widely used in some fields, such as, for example, and not for limiting purposes, their application in traction vehicles hybrid and / or electric. Despite the advantages mentioned above, electric reluctance machines usually have, for example, "torque variation" values (ie, the variation of the output torque according to the rotor position varies) that are relatively high which make such motors not very suitable for some types of application. In addition, in particular, with regard to reluctance electric motors, the values of the output torque, and more generally the efficiency of the motor, can be improved over state-of-the-art solutions.

[003] Um objetivo geral da presente descrição consiste é o de fornecer uma máquina elétrica de relutância que é capaz de ao menos solucionar parcialmente ou evitar as desvantagens descritas acima com referência ao estado da arte.[003] A general objective of the present description is to provide an electrical machine of reluctance that is capable of at least partially solving or avoiding the disadvantages described above with reference to the state of the art.

[004] Este e outros objetivos são alcançados com uma máquina elétrica de relutância, tal como definido na reivindicação 1, em sua forma mais genérica, e em suas reivindicações dependentes, em algumas formas de realização particulares.[004] This and other objectives are achieved with an electrical reluctance machine, as defined in claim 1, in its most generic form, and in its dependent claims, in some particular embodiments.

[005] No que se refere a isto, deve ser observado que o fato da máquina de relutância de acordo com a presente invenção apresentar um estator com uma barra de enrolamento, faz com que seja possível aumentar vantajosamente o número de ranhuras do estator, para o mesmo diâmetro interno do estator, graças ao fato de ser capaz de usar um maior coeficiente de preenchimento da ranhura no que se refere ao caso de um estator que é dotado de um enrolamento que apresenta um fio de perfil redondo (ou seja, um enrolamento feito por meio de fios eletricamente condutores que apresentam uma seção transversal circular) do tipo que é normalmente utilizado em máquinas elétricas de relutância conhecidas. Graças à possibilidade de aumentar o número de ranhuras do estator é possível fazer o rotor da máquina de relutância por meio do aumento do número de barreiras de fluxo, que leva a uma redução da variação do torque e, no caso de um motor, também um aumento do torque de saída. Além disso, a possibilidade de aumentar o número de ranhuras do estator, vantajosamente torna possível melhorar a forma de onda do fluxo no entreferro.[005] In this regard, it should be noted that the fact that the reluctance machine according to the present invention has a stator with a winding bar, makes it possible to advantageously increase the number of stator grooves, for the same internal diameter as the stator, thanks to the fact that it is able to use a greater coefficient of filling the groove in the case of a stator that is equipped with a winding that has a round profile wire (ie a winding made by means of electrically conductive wires with a circular cross section) of the type that is normally used in electrical machines of known reluctance. Thanks to the possibility of increasing the number of stator grooves, it is possible to make the rotor of the reluctance machine by increasing the number of flow barriers, which leads to a reduction in torque variation and, in the case of a motor, also a increased output torque. In addition, the possibility of increasing the number of stator grooves advantageously makes it possible to improve the waveform of the air gap flow.

[006] Outros objetivos da presente invenção também são uma roda de acionamento e um motor de tração, tal como definido na reivindicação 11. Outro objetivo da presente invenção é também um dispositivo auxiliar para um veículo conforme definido na reivindicação 12.[006] Other objectives of the present invention are also a drive wheel and a traction motor, as defined in claim 11. Another objective of the present invention is also an auxiliary device for a vehicle as defined in claim 12.

[007] A invenção irá se tornar mais clara a partir da descrição detalhada a seguir das suas formas de realização, dadas a título de exemplo e, portanto, de um modo não limitativo em relação aos desenhos anexos, nos quais: -
a figura 1 é uma vista em corte transversal plana de uma máquina de relutância de acordo com uma forma de realização atualmente preferida;
- a figura 2 é uma vista em perspectiva do estator da máquina de relutância da figura 1;
- a figura 3 é uma vista em corte parcialmente plana, de vista sendo uma seção que é perpendicular em relação ao eixo de rotação do rotor da máquina de relutância da figura 1; e
- a figura 4, é uma vista de seção plana que mostra um detalhe ampliado da figura 3, tal detalhe, na figura 3, sendo delimitado por duas linhas tracejadas.[007] The invention will become clearer from the detailed description below of its embodiments, given by way of example and, therefore, in a non-limiting way in relation to the attached drawings, in which: -
figure 1 is a plan cross-sectional view of a reluctance machine according to a currently preferred embodiment;
figure 2 is a perspective view of the stator of the reluctance machine of figure 1;
figure 3 is a partially flat cross-sectional view, with a section that is perpendicular to the axis of rotation of the rotor of the reluctance machine of figure 1; and
- figure 4, is a flat section view showing an enlarged detail of figure 3, such a detail, in figure 3, being delimited by two dashed lines.

[008] Nas figuras anexas os elementos iguais ou semelhantes serão indicados com os mesmos números de referência. Além disso, deve ser observado que na descrição a seguir, a expressão "radial" ou outras expressões semelhantes usadas para descrever uma parte de uma máquina de relutância deve ser entendida como referente ao eixo de rotação do rotor de tal máquina.[008] In the attached figures the same or similar elements will be indicated with the same reference numbers. In addition, it should be noted that in the following description, the expression "radial" or other similar expressions used to describe a part of a reluctance machine must be understood as referring to the rotor axis of rotation of such a machine.

[009] A figura 1 mostra uma vista em corte de uma máquina de relutância de acordo com uma forma de realização atualmente preferida, que é indicada como um todo com o número de referência 1. De acordo com uma forma de realização preferida, a máquina de relutância 1 é, de preferência, um motor de relutância 1 e, mais preferivelmente, um motor de relutância comutada síncrona (SRM). Ainda mais preferivelmente, a máquina de relutância 1 é um motor de relutância comutada síncrona de três fases CA sem escovas. De acordo com uma forma de realização preferida, o motor de relutância 1 é concebido para ser usado como um motor de tração, por exemplo, em uma roda elétrica de acionamento (não representada) de um veículo de tração híbrida e/ou elétrica, tal como, por exemplo, um veículo de tração elétrica para utilização agrícola, por exemplo, um assim chamado "e-pulverizador". Deve ser observado, em qualquer caso, que um motor elétrico de acordo com a presente descrição não se limita à aplicação em veículos para utilização agrícola, mas que pode ser utilizado do modo genérico, por exemplo, e não por propósitos limitativos, como a um motor de tração, em qualquer tipo de veículo de tração híbrida e/ou elétrica. Deve ser observado ainda que em geral, conforme será descrito mais adiante, uma máquina elétrica de relutância de acordo com a presente descrição não se limita à aplicação como um motor de tração para um veículo.[009] Figure 1 shows a sectional view of a reluctance machine according to a currently preferred embodiment, which is indicated as a whole with reference number 1. According to a preferred embodiment, the machine reluctance motor 1 is preferably a reluctance motor 1 and, more preferably, a synchronous switched reluctance motor (SRM). Even more preferably, the reluctance machine 1 is a brushless AC three phase synchronous switched reluctance motor. According to a preferred embodiment, the reluctance motor 1 is designed to be used as a traction motor, for example, on an electric drive wheel (not shown) of a hybrid and / or electric traction vehicle, such as as, for example, an electric traction vehicle for agricultural use, for example, a so-called "e-sprayer". It should be noted, in any case, that an electric motor according to the present description is not limited to application in vehicles for agricultural use, but that it can be used in a generic way, for example, and not for limiting purposes, such as a traction engine, in any type of hybrid and / or electric traction vehicle. It should also be noted that in general, as will be described below, an electrical reluctance machine according to the present description is not limited to application as a traction motor for a vehicle.

[0010] O motor 1 compreende um estator 2 e um rotor 3, que são, de preferência, alojados dentro de uma caixa 4. O rotor 3, que é montado de forma coaxial em relação ao estator 2, compreende um eixo do motor 5, que é montado de modo rotativo para rotacionar em torno de um eixo de rotação X1.[0010] Motor 1 comprises a stator 2 and a rotor 3, which are preferably housed within a housing 4. Rotor 3, which is coaxially mounted with respect to stator 2, comprises a motor shaft 5 , which is rotatably mounted to rotate about an axis of rotation X1.

[0011] A figura 2 mostra uma vista axonométrica do estator 2 do motor 1. O estator 2 é dotado de um enrolamento do estator que é indicado como um todo com o número de referência. 6. De um modo vantajoso, o enrolamento 6 é uma assim chamada barra de enrolamento 6. De uma maneira conhecida de per si, a barra de enrolamento 6 é um enrolamento que é feito por meio de uma pluralidade de condutores de barra elétricos que apresentam uma seção transversal retangular. No exemplo, o estator 2 compreende uma pluralidade de condutores de barra elétricos que apresentam uma seção retangular "plana", ou seja, uma seção que apresenta um formato retangular em que dois lados da seção apresentam dimensões que são menores em relação aos outros dois. Em outras palavras os condutores de barra do enrolamento 6 são d preferência condutores planos, uma vez que apresentam um par de faces opostas que estão afastadas uma da outra por uma distância que é maior do que a distância entre as duas faces opostas restantes. Em qualquer caso, deve ser observado que os ensinamentos da presente descrição não se limitam a uma barra de enrolamento com condutores planos. Em outras palavras, em geral, a barra de enrolamento 6 pode compreender condutores de barra que apresentam uma seção em geral retangular, onde, por retangular, nos referimos tanto à seção "plana" quanto à seção quadrada que representam um caso particular de uma seção retangular. Deve ser observado ainda que também pode ser obtido um condutor apresentando uma seção retangular a partir de um assim chamado fio redondo, ou seja, um condutor que apresenta uma seção transversal circular. Isto pode ser obtido, por exemplo, através da compressão de um fio redondo em quatro lados de tal modo que o dito fio apresente uma seção transversal genericamente retangular.[0011] Figure 2 shows an axonometric view of stator 2 of motor 1. Stator 2 has a stator winding that is indicated as a whole with the reference number. 6. Advantageously, the winding 6 is a so-called winding rod 6. In a manner known per se, the winding rod 6 is a winding which is made by means of a plurality of electric rod conductors having a rectangular cross section. In the example, stator 2 comprises a plurality of electric bus conductors that have a "flat" rectangular section, that is, a section that has a rectangular shape in which two sides of the section have dimensions that are smaller in relation to the other two. In other words, the bar conductors of winding 6 are preferably flat conductors, since they have a pair of opposite faces that are spaced apart from each other by a distance that is greater than the distance between the remaining two opposite faces. In any case, it should be noted that the teachings of the present description are not limited to a winding bar with flat conductors. In other words, in general, the winding bar 6 can comprise bar conductors that have a generally rectangular section, where, by rectangular, we refer to both the "flat" section and the square section that represent a particular case of a section rectangular. It should also be noted that a conductor with a rectangular section can also be obtained from a so-called round wire, that is, a conductor with a circular cross section. This can be achieved, for example, by compressing a round wire on four sides in such a way that said wire has a generally rectangular cross section.

[0012] De acordo com uma forma de realização, o estator 2 é um estator de tipo análogo ao estator descrito no pedido de patente internacional publicado com o número WO2013/005238, do requerente. Em outras palavras, pelo uso da terminologia usada em dito pedido de patente, a figura 2 mostra o estator 2 visto a partir do "lado da soldadura" e compreende uma pluralidade de "condutores de base" 7 e uma pluralidade de "condutores especiais" 8, 9, 10, que são interconectados uns aos outros de modo a obter a barra de enrolamento 6. Os condutores de base 7 são obtidos a partir de condutores pré-conformados em "U" e/ou conformados em "P", também conhecidos no campo como "condutores de base pré-conformados", que tipicamente apresentam duas extensões paralelas com diferentes comprimentos, cada uma apresentando uma porção de extremidade que é unida através de uma porção de conexão à outra das duas extensões e uma porção de extremidade oposta livre. Os condutores especiais 8, 9, 10 são, por outro lado, condutores que são usados para terminar o enrolamento 6 e compreendem, por exemplo, os jumpers 8, os terminais de fase 9 e, ao menos um ponto 10 neutro. Em um modo conhecido per se, os condutores de base 7 apresentam as respectivas extensões que são alojadas em ranhuras do estator 12 que são fornecidos em um núcleo do estator 13 do estator 2. No exemplo, o estator 2 compreende uma pluralidade de ranhuras 12. Mais particularmente o estator 2 compreende um conjuntocircular de ranhuras 12 cada um dos quais recebe uma pluralidade de porções 14 (figura 3) de condutores de barra elétricos 7-10 que são radialmente alinhados um com o outro. De acordo com uma forma de realização preferida, cada ranhura 12 aloja quatro porções 14. Mais particularmente, todas de ditas porções longitudinais 14 alinhadas radialmente podem consistir de porções de extensão dos condutores de base 7 ou de uma pluralidade de extensões de condutores de base 7 e de porções dos terminais de fase 9. No exemplo não limitativo, o estator 2 compreende cinqüenta e quatro ranhuras 12.[0012] According to one embodiment, stator 2 is a stator of a type analogous to the stator described in the international patent application published under number WO2013 / 005238, of the applicant. In other words, using the terminology used in said patent application, figure 2 shows the stator 2 seen from the "welding side" and comprises a plurality of "base conductors" 7 and a plurality of "special conductors" 8, 9, 10, which are interconnected to each other in order to obtain the winding bar 6. The base conductors 7 are obtained from pre-shaped "U" and / or "P" shaped conductors, also known in the field as "preformed base conductors", which typically have two parallel extensions with different lengths, each having an end portion that is joined through a connecting portion to the other of the two extensions and an opposite end portion free. Special conductors 8, 9, 10 are, on the other hand, conductors that are used to terminate winding 6 and comprise, for example, jumpers 8, phase terminals 9 and at least one neutral point 10. In a manner known per se, the base conductors 7 have the respective extensions which are housed in grooves of stator 12 which are provided in a core of stator 13 of stator 2. In the example, stator 2 comprises a plurality of grooves 12. More particularly, the stator 2 comprises a circular set of grooves 12 each of which receives a plurality of portions 14 (figure 3) of electric bus conductors 7-10 which are radially aligned with each other. According to a preferred embodiment, each groove 12 houses four portions 14. More particularly, all of said radially aligned longitudinal portions 14 can consist of extension portions of the base conductors 7 or a plurality of extensions of the base conductors 7 and portions of phase 9 terminals. In the non-limiting example, stator 2 comprises fifty-four grooves 12.

[0013] Uma vez que um estator com a barra de enrolamento e os condutores de barra elétricos com uma seção retangular é amplamente conhecido pelos especialistas na arte, o estator 2 não será descrito adiante na presente descrição.[0013] Since a stator with the winding bar and the electric bus conductors with a rectangular section is widely known to those skilled in the art, stator 2 will not be described further in the present description.

[0014] Retornando agora à figura 1, o rotor 3 é, de preferência, feito a partir de uma pluralidade de lâminas que, de preferência, são feitas de material ferromagnético, que são empilhadas umas sobre as outras de modo a formar o rotor 3. De acordo com uma forma de realização preferida, o rotor 3 é particularmente um rotor do tipo chamado "inclinado". Em outras palavras, o rotor 3 é, de preferência, dividido em uma pluralidade de segmentos de rotor 15, 16, 17, 18 com um formato geralmente cilíndrico, em que cada segmento é rotacionado em torno do eixo de rotação X1 do rotor por um ângulo predeterminado em relação ao segmento adjacente. De acordo com uma forma de realização preferida, o rotor 3 é dividido em quatro segmentos de rotor 15, 16, 17, 18. Deve, em qualquer caso, ser observado que o rotor inclinado 3 pode em geral também ser feito de uma forma diferente. Por exemplo, de acordo com uma forma de realização, o rotor inclinado 3 pode ser obtido através da rotação das lâminas individuais, que formam o rotor, em relação uma à outra de uma maneira substancialmente contínua em vez da rotação dos segmentos do rotor, que apresenta uma espessura relativamente maior em relação ao de lamina única.[0014] Now returning to figure 1, the rotor 3 is preferably made from a plurality of blades which are preferably made of ferromagnetic material, which are stacked on top of each other in order to form the rotor 3 According to a preferred embodiment, rotor 3 is particularly a rotor of the type called "inclined". In other words, rotor 3 is preferably divided into a plurality of rotor segments 15, 16, 17, 18 with a generally cylindrical shape, where each segment is rotated about the axis of rotation X1 of the rotor by one predetermined angle in relation to the adjacent segment. According to a preferred embodiment, rotor 3 is divided into four rotor segments 15, 16, 17, 18. In any case, it should be noted that the inclined rotor 3 can in general also be made in a different way . For example, according to one embodiment, the inclined rotor 3 can be obtained by rotating the individual blades, which form the rotor, relative to each other in a substantially continuous manner instead of rotating the rotor segments, which it presents a relatively greater thickness in relation to that of single blade.

[0015] Com referência à figura 3, a dita figura mostra uma vista em seção do estator 2 e do rotor 3. Em particular, na figura 3 o estator 2 e o rotor 3 são representados parcialmente, uma vez que, por exemplo, o eixo do motor 5 não é representado. Mais particularmente, no exemplo em que tanto o estator 2 quanto o rotor 3 são obtidos através de uma pluralidade de lâminas que são empilhadas uma sobre a outra a vista da figura 3 mostra na prática uma laminação do estator 2 e uma laminação do rotor 3.[0015] With reference to figure 3, said figure shows a sectional view of stator 2 and rotor 3. In particular, in figure 3 the stator 2 and rotor 3 are partially represented, since, for example, the motor axis 5 is not shown. More particularly, in the example in which both the stator 2 and the rotor 3 are obtained through a plurality of blades which are stacked on top of each other the view of figure 3 shows in practice a lamination of the stator 2 and a lamination of the rotor 3.

[0016] Conforme pode ser observado na figura 3, de acordo com uma forma de realização preferida, o rotor 3 visto em corte compreende uma pluralidade de grupos de barreiras de fluxo, no exemplo, há seis grupos de barreiras de fluxo, cada um dos quais compreende uma pluralidade de barreiras de fluxo 19, 20, 21, 22. Conforme é sabido, as barreiras de fluxo são fendas ou espaços de ar que são previstos em uma laminação das laminas do rotor e que são obtidas, por exemplo, através de corte das lâminas do rotor. As barreiras de fluxo são praticamente as regiões que apresentam um valor de permeabilidade magnética que é relativamente baixo em relação ao valor de permeabilidade magnética das partes das laminas do rotor que separam as barreiras de fluxo a partir uma um da outra e que são tipicamente chamadas de "guias de fluxo". No exemplo, cada grupo de barreiras de fluxo da laminação do rotor da figura 3 compreende, de preferência, quatro barreiras de fluxo 19, 20, 21, 22. Em geral, no exemplo, todas as pequenas placas do rotor apresentam uma estrutura que é a mesma que a da pequena placa do rotor da figura 3. Os grupos de barreiras de fluxo mencionados acima são distribuídos em torno do eixo de rotação X1 do rotor. De acordo com uma forma de realização preferida, tais grupos de barreiras de fluxo são os mesmos que o outro e são, de preferência, espaçados angularmente de maneira uniforme em torno do eixo 5, ou em torno do eixo de rotação X1. As barreiras de fluxo 19-22 de cada grupo são, de preferência, separadas uma da outra na direção radial. De um modo preferido, as barreiras de fluxo de cada grupo apresentam dimensões que vão diminuindo a partir da barreira de fluxo 19 radialmente mais interna para a barreira de fluxo 22 radialmente mais externa. Em outras palavras, para cada grupo de barreiras de fluxo, a barreira de fluxo 19, que é a mais próxima do eixo 5 (ou que é mais próxima de um orifício de eixo 23 que se destina a receber o eixo 5), representa a maior barreira de fluxo, ao passo que a barreira de fluxo 22, que é a barreira de fluxo mais distante do eixo 5, ou do orifício de eixo 23, é a menor barreira de fluxo.[0016] As can be seen in figure 3, according to a preferred embodiment, the rotor 3 seen in section comprises a plurality of groups of flow barriers, in the example, there are six groups of flow barriers, each of which comprises a plurality of flow barriers 19, 20, 21, 22. As is known, flow barriers are cracks or air spaces that are provided in a lamination of the rotor blades and which are obtained, for example, through cutting the rotor blades. The flow barriers are practically the regions that have a magnetic permeability value that is relatively low in relation to the magnetic permeability value of the parts of the rotor blades that separate the flow barriers from one another and which are typically called "flow guides". In the example, each group of flow barriers in the rotor lamination in Figure 3 preferably comprises four flow barriers 19, 20, 21, 22. In general, in the example, all small rotor plates have a structure that is the same as that of the small rotor plate of figure 3. The groups of flow barriers mentioned above are distributed around the axis of rotation X1 of the rotor. According to a preferred embodiment, such groups of flow barriers are the same as the other and are preferably evenly spaced angularly around the axis 5, or around the axis of rotation X1. The flow barriers 19-22 of each group are preferably separated from each other in the radial direction. Preferably, the flow barriers of each group have dimensions that decrease from the flow barrier 19 radially more internal to the flow barrier 22 radially more external. In other words, for each group of flow barriers, the flow barrier 19, which is the closest to axis 5 (or which is closest to an orifice of axis 23 that is intended to receive axis 5), represents the highest flow barrier, while flow barrier 22, which is the flow barrier furthest from axis 5, or from shaft orifice 23, is the lowest flow barrier.

[0017] Novamente com referência à figura 3, de acordo com uma forma de realização preferida, cada barreira de fluxo 19-22 apresenta um formato que é substancialmente o de um trapézio isósceles sem a base maior.[0017] Again with reference to figure 3, according to a preferred embodiment, each flow barrier 19-22 has a shape that is substantially that of an isosceles trapezoid without the major base.

[0018] Com referência à figura 4, de acordo com uma forma de realização preferida, o rotor visto em corte, ou a pequena placa do rotor, compreende uma pluralidade de pontes periféricas 25, 26, 27, 28, cada uma das quais é definida entre uma extremidade 29, 30, 31, 32 de um dentre as barreiras de fluxo 19-22 e a borda radialmente externa 33 da seção do rotor 3. No exemplo, a borda externa 33, em particular apresenta um formato em geral circular. De acordo com uma forma de realização preferida, duas pontes periféricas 25-28, respectiva mente, são associadas com as duas extremidades opostas de cada barreira de fluxo de cada um dentre os grupos de barreiras de fluxo mencionados anteriormente. No exemplo, duas pontes 25 são associadas com cada barreira 19, duas pontes 26 são associadas com cada barreira 20, duas pontes 27 são associadas com cada barreira 21 e duas pontes 28 são associadas com cada barreira 22. Deve ser observado que, de acordo com uma forma de realização vantajosa, considerando-se um grupo de barreiras de fluxo, as pontes periféricas 25-28 apresentam uma largura decrescente passando da barreira de fluxo radialmente mais interna para a barreira de fluxo radialmente mais externa. Por "largura" de cada uma dentre as pontes 25-28 queremos dizer, em particular, uma distância da relativa extremidade 29-32 da barreira de fluxo a partir da borda 33 radialmente externa do rotor. De um modo preferido, tal largura é uma largura radial ou praticamente radial no sentido que tal distância é medida na direção substancialmente radial ou radial. Em outras palavras, de acordo com uma forma de realização vantajosa, as pontes periféricas 25-28 apresentam uma dimensão decrescente, indo da maior barreira de fluxo 19 para a menor barreira de fluxo 22. Por exemplo, de acordo com uma forma de realização preferida, as pontes 25 apresentam uma largura dl = 2 mm, as pontes 26 apresentam uma largura D2 = 1,8 mm, as pontes 27 apresentam uma largura d3 = 1,6 mm e as pontes 28 apresentam uma largura d4 = 1,5 mm. Deve ser observado que, de acordo com uma forma de realização, as pontes periféricas 25-28 também podem ser concebidas de uma maneira diferente daquela que é descrita acima, na qual cada uma dentre as pontes periférica 25-28 apresenta uma seção ou largura constante e na qual as larguras ou seções das pontes periféricas 25-28 diminuem radialmente a partir da barreira de fluxo mais interna para a barreira de fluxo mais externa. Por exemplo de acordo com uma forma de realizacão rada uma dentre as pontes periféricas 25-28 pode, por sua vez, apresentar uma largura que varia, em vez de uma seção ou largura constante, ou cada uma dentre as pontes 25-28 pode apresentar uma largura ou seção constante, mas as dimensões das pontes 25-28 não variam de forma decrescente, indo da barreira de fluxo radialmente mais interna para a barreira de fluxo radialmente mais externa. Em outras palavras, os ensinamentos que formam a base da presente descrição podem em geral ser aplicados a qualquer tipo de variação da largura ou da seção das pontes periféricas.[0018] With reference to figure 4, according to a preferred embodiment, the rotor seen in section, or the small rotor plate, comprises a plurality of peripheral bridges 25, 26, 27, 28, each of which is defined between an end 29, 30, 31, 32 of one of the flow barriers 19-22 and the radially outer edge 33 of the rotor section 3. In the example, the outer edge 33 in particular has a generally circular shape. According to a preferred embodiment, two peripheral bridges 25-28, respectively, are associated with the two opposite ends of each flow barrier of each of the groups of flow barriers mentioned above. In the example, two bridges 25 are associated with each barrier 19, two bridges 26 are associated with each barrier 20, two bridges 27 are associated with each barrier 21 and two bridges 28 are associated with each barrier 22. It should be noted that, according to with an advantageous embodiment, considering a group of flow barriers, the peripheral bridges 25-28 have a decreasing width passing from the radially more internal flow barrier to the radially more external flow barrier. By "width" of each of the bridges 25-28 we mean, in particular, a distance from the relative end 29-32 of the flow barrier from the radially outer edge 33 of the rotor. Preferably, such a width is a radial or substantially radial width in the sense that such a distance is measured in the substantially radial or radial direction. In other words, according to an advantageous embodiment, the peripheral bridges 25-28 have a decreasing dimension, going from the largest flow barrier 19 to the smallest flow barrier 22. For example, according to a preferred embodiment , bridges 25 have a width dl = 2 mm, bridges 26 have a width D2 = 1.8 mm, bridges 27 have a width d3 = 1.6 mm and bridges 28 have a width d4 = 1.5 mm . It should be noted that, according to one embodiment, peripheral bridges 25-28 can also be designed in a different way than described above, in which each of the peripheral bridges 25-28 has a constant section or width and in which the widths or sections of peripheral bridges 25-28 decrease radially from the innermost flow barrier to the outermost flow barrier. For example, according to a preferred embodiment, one of the peripheral bridges 25-28 can, in turn, have a width that varies, instead of a section or constant width, or each of the 25-28 bridges can present a constant width or section, but the dimensions of bridges 25-28 do not vary in decreasing way, going from the radially innermost flow barrier to the radially outermost flow barrier. In other words, the teachings that form the basis of the present description can generally be applied to any kind of variation in the width or section of peripheral bridges.

[0019] O Requerente observou que com as pontes periféricas, que apresentam uma largura que pode variar, no rotor, torna por um lado vantajosamente possível não utilizar pontes internas que dividem as barreiras de fluxo nos rotores das máquinas de relutância do estado da arte e, por outro lado, ao mesmo tempo torna possível garantir uma estrutura particularmente forte do rotor que faz com que seja possível para o último lidar com elevado número de rotações, por exemplo, 7000 a 8000 rpm. Além disso, graças à possibilidade da não disponibilização das pontes internas mencionadas acima, é possível melhorar o fluxo magnético no rotor, permitindo que haja uma melhoria no desempenho da máquina elétrica de relutância em relação às soluções do estado da arte em que são fornecidas as pontes periféricas e internas. Em particular, o requerente observou que uma máquina elétrica de relutância comutada com um rotor em que há pontes periféricas que apresentam uma largura que pode variar, conforme descrito acima, faz com que seja possível obter um compromisso ideal entre o bom desempenho do motor (maior do que 95%), uma boa variação de torque e uma resistência mecânica satisfatória do rotor.[0019] The Applicant has observed that with peripheral bridges, which have a width that can vary, in the rotor, on the one hand it advantageously possible not to use internal bridges that divide the flow barriers in the rotors of the state of the art reluctance machines and , on the other hand, at the same time it makes it possible to guarantee a particularly strong rotor structure which makes it possible for the latter to handle a high number of revolutions, for example, 7000 to 8000 rpm. In addition, thanks to the possibility of not making the internal bridges mentioned above available, it is possible to improve the magnetic flow in the rotor, allowing an improvement in the performance of the electric reluctance machine in relation to the state of the art solutions in which the bridges are provided peripheral and internal. In particular, the applicant noted that an electrical reluctance machine switched with a rotor in which there are peripheral bridges that have a width that can vary, as described above, makes it possible to obtain an ideal compromise between good engine performance (greater than 95%), good torque variation and satisfactory mechanical resistance of the rotor.

[0020] De acordo com o que é descrito acima é, portanto, em qualquer caso possível compreender como uma máquina de relutância do tipo descrito acima torne possível alcançar os objetivos mencionados acima com referência ao estado da arte.[0020] According to what is described above it is, therefore, in any case possible to understand how a reluctance machine of the type described above makes it possible to achieve the objectives mentioned above with reference to the state of the art.

[0021] Conforme indicado acima, o fato de dispor de um estator dotado de uma barra de enrolamento em uma máquina de relutância de acordo com a presente descrição, vantajosamente torna possível aumentar o número de ranhuras do estator, para o mesmo diâmetro interno do estator, graças ao fato que é possível utilizar um maior coeficiente de preenchimento da ranhura no que se refere ao caso de um estator que é dotado de um enrolamento com um fio redondo (ou seia um enrolamento que é produzido por meio de fios eletricamente condutores apresentando uma seção transversal circular) do tipo que é normalmente utilizado em máquinas elétricas de relutância conhecidas. Graças à possibilidade de aumentar o número de ranhuras no estator é possível produzir o rotor da máquina de relutância, aumentando o número de barreiras de fluxo, o que leva a uma redução da variação do torque e, no caso de um motor, também um aumento do torque de saída. Além disso, a possibilidade de aumentar o número de ranhuras do estator, vantajosamente torna possível melhorar a forma de onda do fluxo no entreferro.[0021] As indicated above, the fact of having a stator equipped with a winding bar in a reluctance machine according to the present description, advantageously makes it possible to increase the number of stator grooves, for the same internal diameter of the stator , thanks to the fact that it is possible to use a higher coefficient of filling the groove with regard to the case of a stator that has a winding with a round wire (or a winding that is produced by means of electrically conductive wires presenting a circular cross section) of the type that is normally used in known electrical reluctance machines. Thanks to the possibility of increasing the number of grooves in the stator, it is possible to produce the rotor of the reluctance machine, increasing the number of flow barriers, which leads to a reduction in torque variation and, in the case of a motor, also an increase of the output torque. In addition, the possibility of increasing the number of stator grooves advantageously makes it possible to improve the waveform of the air gap flow.

[0022] É evidente que numerosas modificações e/ou variantes podem ser realizadas em uma máquina elétrica de relutância de acordo com a presente descrição.[0022] It is evident that numerous modifications and / or variants can be carried out on an electric reluctance machine in accordance with the present description.

[0023] Por exemplo, apesar de um motor de relutância comutada (SRM) ter sido descrito, é claro que os ensinamentos da presente descrição podem ser aplicados a qualquer motor de relutância, como, por exemplo, um motor de relutância assistida, ou seja, um motor de relutância em que os magnetos, como, por exemplo, magnetos permanentes, por exemplo, de magnetos de ferrite ou outros tipos de magnetos, são fixados no interior das barreiras de fluxo do rotor. Em particular, os ensinamentos da presente descrição podem ser aplicados a um motor de relutância síncrona assistida de magneto permanente (PMa- SynRM).[0023] For example, although a switched reluctance motor (SRM) has been described, it is clear that the teachings of this description can be applied to any reluctance motor, such as, for example, an assisted reluctance motor, ie , a reluctance motor in which magnets, such as permanent magnets, for example, ferrite magnets or other types of magnets, are fixed inside the flow barriers of the rotor. In particular, the teachings of the present description can be applied to a permanent magnet assisted synchronous reluctance motor (PMa- SynRM).

[0024] Deve ainda ser observado que, apesar de um motor elétrico de relutância ter sido descrito, os ensinamentos que formam a base da presente descrição podem ser aplicados a qualquer máquina elétrica de relutância e, em particular, a qualquer gerador elétrico de relutância, como, por exemplo, um gerador elétrico de relutância comutada ou um gerador elétrico de relutância assistida. Um especialista na arte, que conhece a estrutura de um gerador elétrico de relutância, pode facilmente aplicar os ensinamentos da presente descrição para tal tipo de gerador elétrico. A fim de manter a descrição breve, a estrutura de um gerador elétrico de relutância, portanto, não é descrita na presente descrição.[0024] It should also be noted that, although an electric reluctance motor has been described, the teachings that form the basis of this description can be applied to any electric reluctance machine and, in particular, to any electric reluctance generator, such as a switched reluctance electric generator or an assisted reluctance electric generator. A person skilled in the art, who knows the structure of a reluctance electric generator, can easily apply the teachings of the present description to such a type of electric generator. In order to keep the description brief, the structure of an electrical reluctance generator is therefore not described in the present description.

[0025] Além disso, deve ser observado que as aplicações de um motor de relutância de acordo com a presente descrição não são limitadas a um uso como um motor de tração em um veículo de tração híbrida e/ou elétrica. De fato, um motor de relutância e, mais geralmente, uma máquina elétrica de relutância de acordo com a presente descrição node por exemplo ser utilizada em geral em um dispositivo auxiliar para um veículo como, por exemplo, uma bomba de água, uma bomba de óleo, um condicionador, uma direção hidráulica, um servo-freio, um atuador elétrico, etc.. Ainda mais geralmente, deve ser observado que os principais princípios que formam a base da presente descrição podem ser estendidos a qualquer aplicação em que uma máquina elétrica de relutância pode ser usada, dotada de um estator que compreende uma barra de enrolamento.[0025] Furthermore, it should be noted that the applications of a reluctance motor according to the present description are not limited to use as a traction motor in a hybrid and / or electric traction vehicle. In fact, a reluctance motor and, more generally, an electric reluctance machine according to the present description can for example be used in general in an auxiliary device for a vehicle such as a water pump, a water pump oil, a conditioner, a power steering, a brake servo, an electric actuator, etc. Even more generally, it should be noted that the main principles that form the basis of this description can be extended to any application where an electric machine reluctance can be used, provided with a stator that comprises a winding bar.

[0026] Deve ser compreendido que a quantidade e o tipo de condutores especiais utilizados, assim como o número de condutores de base, pode em geral variar de acordo com os requisitos da concepção específica.[0026] It should be understood that the number and type of special conductors used, as well as the number of basic conductors, can in general vary according to the requirements of the specific design.

[0027] Além disso, deve ser observado que uma máquina de relutância de acordo com a presente descrição não se limita a um estator em que cada ranhura recebe quatro porções de condutores de barras radialmente alinhados. Por exemplo, de acordo com uma forma de realização variante, cada sulco do estator pode receber apenas duas porções de condutores de barras radialmente alinhados. Deve ser observado que a quantidade de porções de condutores de barra radialmente alinhados que são recebidos em cada ranhura do estator pode variar em geral de acordo com os requisitos da concepção específica e, portanto, também pode ser em uma quantidade diferente de duas ou quatro conforme indicado acima.[0027] Furthermore, it should be noted that a reluctance machine according to the present description is not limited to a stator in which each groove receives four portions of radially aligned bar conductors. For example, according to a variant embodiment, each stator groove can receive only two portions of radially aligned bar conductors. It should be noted that the number of portions of radially aligned bus conductors that are received in each stator groove can vary in general according to the requirements of the specific design and therefore can also be in a different quantity of two or four as indicated above.

[0028] Não afetando o princípio da invenção, as formas de realização e os detalhes de produção podem variar amplamente em relação ao que foi descrito e ilustrado puramente a título de exemplo e sem propósitos limitativos, sem que por esse motivo se afaste da invenção conforme definida nas reivindicações anexas.[0028] Not affecting the principle of the invention, the embodiments and details of production may vary widely in relation to what has been described and illustrated purely by way of example and without limiting purposes, without for that reason departing from the invention as defined in the appended claims.

Claims

Electric reluctance machine (1) comprising:
- a stator (2) including a stator winding (6), and
- a rotor (3) coaxial with the stator (2) and having a rotation axis (X1), characterized in that said winding of the stator (6) comprises a winding bar (6) which includes a plurality of bus conductors (7 -10).

Electric machine, according to claim 1, characterized in that said bus conductors (7-10) have a generally rectangular cross section.

Electric machine according to claim 1, characterized in that the stator (2) comprises a plurality of grooves of the stator (12) and said bar conductors (7-10) comprise the respective conductor portions (14) received in the grooves of the stator (12), two of said portions of radially aligned conductors (14) being housed in each groove of the stator (12).

Electric machine according to claim 1, characterized in that the stator (2) comprises a plurality of grooves in the stator (12) and in that said bus conductors (7-10) comprise the respective conductor portions (14) received in the stator grooves (12), four of said radially aligned conductor portions (14) are housed in each stator groove (12).

Electric machine according to claim 1, characterized in that said machine is a switched reluctance electric machine (1).

Electric machine according to claim 1, characterized in that said machine (1) is an assisted reluctance electric machine.

Electric machine according to claim 1, the rotor (3) comprising a rotor section having a radially outer edge (33), said rotor section including flow barriers (19-22), each of which has a barrier end (29-32), the rotor (3) also comprising a plurality of peripheral bridges (25-28), each of which is defined between one of said barrier ends (29-32) and the edge radially external (33) of the rotor section (3), characterized in that said flow barriers (19-22) include a plurality of groups of flow barriers distributed around the rotational axis (X1) of the rotor each group of barriers flow comprising a plurality of flow barriers (19-22) which are separated from one another in the radial direction, and in that said peripheral bridges (25-28) have a variable width.

Electric machine according to claim 1, the rotor (3) comprising a rotor section having a radially outer edge (33), said rotor section including flow barriers (19-22), each of which has a barrier end (29-32), the rotor (3) also comprising a plurality of peripheral bridges (25-28), each of which is defined between one of said barrier ends (29-32) and the edge radially external (33) of the rotor section (3), characterized in that said flow barriers (19-22) include a plurality of groups of flow barriers distributed around the rotation axis (X1) of the rotor, each group of flow barriers comprising a plurality of flow barriers (19-22) which are separated from each other in the radial direction, and in that said peripheral bridges (25-28) have a decreasing width from the radially innermost flow barrier (19 ) for the radially outermost flow barrier (22).

Electric machine according to claim 1, characterized in that said rotor is an "inclined" type rotor.

Electric machine according to claim 1, characterized in that said machine is a reluctance motor.

Electric machine, according to claim 1, characterized by being comprised in a wheel with the internal motor or traction motor in one wheel.

Electric machine according to claim 1, characterized in that it is comprised of an auxiliary device for a vehicle.

Electric machine according to claim 1, characterized in that it is comprised in an auxiliary device for a vehicle, said auxiliary device being a water pump, an oil pump, a conditioner, a power steering, a brake servo or a electric actuator.