BRPI0714229A2

BRPI0714229A2 - motor elÉtrico

Info

Publication number: BRPI0714229A2
Application number: BRPI0714229-3A
Authority: BR
Inventors: Martin Boughtwood
Original assignee: Qed Group Ltd
Priority date: 2006-07-13
Filing date: 2007-07-13
Publication date: 2013-01-15
Also published as: CN102324823A; CN102412649A; EP2658096A3; GB0613941D0; GB2459062B; GB2440251B; GB0913690D0; EP2660953A2; GB2459062A; JP5819793B2; PL2658096T3; GB2440251A; US8688346B2; CN101490926A; EP2041855A2; CN101490926B; WO2008007120A2; EP2658094A3; SI2658096T1; US9065304B2

Abstract

MOTOR ELÉTRICO. A presente invenção refere-se a um motor elétrico que inclui um ou mais conjuntos de bobinas separados, dispostos para produzir um campo magnético do motor. O motor elétrico também inclui uma pluralidade de dispositivos de controle, ligados a respectivos subconjuntos de bobinas para controle de corrente. Uma disposição similiar é proposta para um gerador. Um sistema da montagem de bobina para um motor ou gerador elétrico inclui um ou mais dentes de bobina para receber, de modo enrolável, uma bobina para o motor e uma parte posterior, para receber de modo ligável uma pluralidade de dentes de bobina. Um sistema e um método de controle de tração para um veículo, com uma pluralidade de rodas, que recebem energia, independentemente, de um respectivo motor. Um sistema e método de controle de suspensão para um veícullo com a pluralidade de rodas, em que cada roda está montada em um braço de suspensão do veículo e receber energia, independentemente, por um respectivo motor.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MOTOR E- LÉTRICO".

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a motores elétricos ou geradores e a um sistema de controle de tração. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Motores elétricos conhecidos tipicamente incluem um motor e uma unidade de controle para controlar energia para o motor. Tipos de moto- res elétricos conhecidos incluem o motor de indução, motor de ímã perma- nente sem escova, motor de relutância de comutação e motor de anel cole- tor síncrono. Motores elétricos trifásicos é o tipo mais comum de motores elétricos disponível.

A figura 1 mostra uma representação esquemática de um motor trifásico típico. Nesse exemplo, o motor inclui três conjuntos de bobina. Cada conjunto de bobinas produz um campo magnético associado a uma das três fases do motor. Em um exemplo mais generalizado, N conjuntos de bobinas podem ser usados para produzir um motor elétrico de N fases. Cada conjun- to de bobinas pode incluir um ou mais subconjuntos de bobinas, que estão posicionados em torno de uma periferia do motor. No presente exemplo, ca- da conjunto de bobinas inclui quatro desses subconjuntos - os subconjuntos de bobinas de cada conjunto de bobinas estão assinalados, em cada caso, com 14, 16 e 18 na figura 1. Tal como mostrado na figura 1, os subconjuntos de bobinas 14, 16, 18 estão distribuídos uniformemente em torno do motor 10, para cooperar na produção de um campo magnético rotativo dentro de um rotor 12 central, que tipicamente incorpora um ou mais ímãs permanen- tes, pode girar tal como mostrado pela seta assinalada com C. Os subcon- juntos de bobinas de cada conjunto de bobinas estão ligados uns aos outros em série, tal como mostrado pelas conexões 24, 26 e 28 na figura 1. Isso possibilita que as correntes nas bobinas de cada conjunto de bobinas sejam equilibradas para produzir uma fase substancialmente comum. Os fios de cada conjunto de bobinas estão terminados tal como mostrado em 34, 36 e 38 na figura 1. Tipicamente, uma extremidade do fio para cada conjunto de bobinas está ligado a um terminal de referência comum, enquanto o outro fio está ligado a um sistema de comutação para controlar a corrente dentro de todas as bobinas desse conjunto de bobinas. Tipicamente, então, o controle de corrente para cada conjunto de bobinas envolve controlar uma corrente comum, que passa através de um grande número de bobinas.

Tal como mostrado na figura 2, cada subconjunto de bobinas pode incluir uma ou mais bobinas. Particularmente, a figura 2 mostra as bo- binas 24A, 24B em um dos subconjuntos de bobinas. Nesse exemplo, há duas bobinas por subconjunto de bobinas. As duas bobinas estão enroladas em direções opostas e estão interligadas, de modo que a corrente que corre em cada bobina é substancialmente a mesma. Quando os pólos do rotor 12 passam sobre as bobinas 24A, 24B, a ligação da corrente nas bobinas 24A, 24B pode produzir o campo magnético apropriado para atrair e repelir o rotor para a rotação contínua do mesmo. O campo magnético produzido pelas duas bobinas enroladas em sentidos opostos é referido como pertence à mesma fase desse motor trifásico. Cada terceiro subconjunto de bobinas disposto em torno da periferia do motor 10 produz um campo magnético com uma fase comum. As bobinas e as interligações podem compreender, tipi- camente, um único pedaço de fio (por exemplo, fio de cobre) estendendo-se em torno da periferia do motor e enrolado em bobinas nos locais apropria- dos.

Para um motor elétrico trifásico, o sistema de distribuição é, quase invariavelmente, um circuito de ponte trifásico, que inclui diversas chaves.

Chaves eletrônicas de energia típicas, incluindo o Transistor de Efeito de Campo de Silício de Óxido Metálico (MOSFET) e o Transistor Bipo- Iar de Porta (IGBT) apresentam duas perdas principais: perdas de distribui- ção e perdas de condução.

Embora as perdas de distribuição diminuam com a velocidade de comutação, uma velocidade de distribuição mais rápida também leva a ruído de interferência eletromagnética (EMI) aumentada. Essa interrelação problemática entre velocidade de distribuição e ruído de EMI é composta a limites de energia mais altos (por exemplo, para um motor maior), uma vez que chaves maiores são necessárias. A indutância associada a uma chave de energia e seu sistema de conexão aumenta com o tamanho físico da chave. A indutância causa impacto sobre a velocidade de distribuição do dispositivo de energia e a velocidade de distribuição de um dispositivo de energia está, portanto, tipicamente, limitada por seu tamanho físico. Conse- quentemente, para limites de energia mais altos precisam ser usadas chaves maiores, mas chaves maiores envolvem velocidades de distribuição mais lentas e, portanto, perdas de distribuição maiores. Além disso, o custo de um dispositivo de energia aumenta aproximadamente com o quadrado do tama- nho do dispositivo. Perdas de condução também aumentam com energia mais alta.

Incluindo perdas de distribuição e perdas de condução, as per- das totais são aproximadamente proporcionais ao quadrado da energia. Isso impõe problemas de controle térmico sérios ao motor, uma vez que, por e- xemplo, uma duplicação da energia leva a um aumento quádruplo em per- das térmicas. Extrair esse calor, sem elevar a temperatura do dispositivo acima de seu nível operacional seguro, torna-se o fator Iimitante para a quantidade de energia que o dispositivo pode manejar. Na verdade, atual- mente dispositivos de energia maiores, com capacidades de manejo de cor- rente intrínsecas de, por exemplo, 500A, estão limitado a 200A, devido a restrições térmicas.

Consideremos um motor trifásico convencional, com um deter- minado limite de potência. Se for desejado um limite de potência maior, isso pode ser obtido produzindo um motor com um diâmetro maior. Para um diâ- metro de motor maior, a velocidade periférica do rotor aumenta por uma de- terminada velocidade angular. Para uma determinada voltagem de abaste- cimento, isso requer que as bobinas do motor tenham um número reduzido de voltas. Isso se deve ao fato de que a voltagem induzida é uma função da velocidade periférica do rotor e do número de voltas nas bobinas. A volta- gem induzida sempre precisa ser igual ou estar abaixo da voltagem de abas- tecimento. Mas, o número reduzido de voltas nas bobinas leva a uma indu- tância reduzida para o motor, uma vez que a indutância do motor é propor- cional ao quadrado do número de voltas.

Quase todas as unidades de controle eletrônico para motores elétricos, hoje em dia, operam por alguma forma de controle de voltagem de modulação de largura de pulso (PWM). O controle de PWM opera usando a indutância do motor para calcular a média de uma voltagem de pulso aplica- da para acionar a corrente necessária nas bobinas do motor. Uma voltagem aplicada que usa controle de PWM é distribuída sobre os enrolamentos do motor por um período mínimo ditado pela característica de distribuição do dispositivo de energia. Durante esse período de ligação, a corrente aumenta no enrolamento do motor a uma razão ditada por sua indutância e pela vol- tagem aplicada. O controle de PWM é depois solicitado a desligar, antes de a corrente ter mudado demais, de modo que é obtido um controle preciso da corrente.

Tal como descrito acima, o uso de dispositivos de energia maio- res leva a uma velocidade de distribuição mais lenta, enquanto um motor maior também tem uma indutância mais baixa. Para motores de potência mais alta, esses dois fatores inibem a eficiência do PWM como um sistema de controle, porque a corrente nas bobinas do motor sobe mais rapidamente (devido à indutância baixa do motor, devido ao número menor de voltas nas bobinas), mas o controle de PWM é mais grosseiro (devido à velocidade de distribuição lenta, usando dispositivos de distribuição de energia alta).

Uma solução conhecida para esse problema é introduzir indu- tância adicional no motor, na forma de reatores limitadores de corrente em série com os enrolamentos de motor. A indutância acrescentada aumenta o tempo de subida da corrente nas bobinas de motor. Mas, os reatores são tipicamente do tamanho do próprio motor ou maiores do que o mesmo e co- mo eles portam a corrente total, eles dissipam uma perda de calor adicional grande, bem como são um volume, peso e custo extras, substanciais.

Outros problemas com motores conhecidos referem-se à sua produção. Tal como descrito acima em relação à figura 1, a construção de motores tipicamente envolve usar um único comprimento de fio para produzir os enrolamentos para cada fase do motor. O fio estende-se em torno de uma periferia do motor e as bobinas são enroladas em locais apropriados para produzir uma fase do campo magnético do motor. O enrolamento das bobi- nas do motor, bem como terminar as conexões entre cada subconjunto de bobinas intercaladas em torno da periferia do motor é uma tarefa que requer muito trabalho. O fio grosso (por exemplo, fio de cobre) tipicamente usado em enrolamentos de motor é difícil de manipular e em muitos modelos de motor, o acesso ao interior do motor para instalar as bobinas e suas interco- nexões é limitado. Sistemas de montagem de bobinas conhecidos também são volumosos e têm capacidades de dispersão de calor limitadas.

O controle da tração do veículo pode ser usado para minimizar o risco de patinagens quando o veículo está se movendo. Um veículo que se baseia na tração das rodas para obter uma força Iocomotora resultante sofre do fenômeno de patinagem da roda. Também podem ocorrer patinagens de direção. Em uma patinagem de direção, o movimento do veículo está fora de alinhamento com o das rodas dianteiras (normalmente conhecido como sub- esterço) ou das rodas traseiras (subesterço).

Em geral, o início de uma patinagem não é um acontecimento subido, mas começa com um grau de patinagem da roda, que depois se de- senvolve para uma patinagem de roda total. A quantidade de força necessá- ria para produzir uma derrapagem ou patinagem da roda pode ser calculada pelo peso sobre a roda multiplicado por um coeficiente de fricção entre o pneu e a superfície da estrada. Se essa força for excedida, então ocorre uma derrapagem ou patinagem da roda. A forças logo abaixo da força à qual a derrapagem ou patinagem da roda pode ocorrer, um desempenho máximo de direção é obtido enquanto a roda ainda está em contato de tração. Siste- mas de controle de tração geralmente visam possibilitar operação nesse âmbito, sendo que força máxima pode ser aplicada às rodas deixando que ocorra derrapagem ou patinagem da roda.

Em sistemas conhecidos, torque é aplicado às rodas de um veí- culo de um motor de combustão interna através de um eixo de comando e engrenagens diferenciais. O controle de tração normalmente é aplicado atra- vés de modulação da pressão dos discos de freio (para frear) ou por modu- lação de um mecanismo de embreagem corrediça por cada roda (para ace- leração). Esses sistemas de controle de tração requerem partes mecânicas caras e nem sempre oferecem o melhor desempenho. Por exemplo, freios ABS tendem a trepidar violentamente quando são operados em uma base de ligar/desligar grosseira. Embreagens corrediças têm um efeito sobre o equilíbrio do torque esquerdo/direito do motor. SUMÁRIO DA INVENÇÃO Aspectos da invenção estão definidos nas reivindicações ane-

xas. Para facilidade de entendimento, aspectos da invenção são apresenta- dos em subcabeçalhos abaixo, correspondentes a partes relacionadas da descrição, mas, para evitar dúvidas, esses aspectos podem ser usados jun- tos em uma única modalidade da invenção. Controle de Bobinas

De acordo com um aspecto da invenção, é posto à disposição um motor elétrico. O motor inclui um ou mais conjuntos de bobinas separa- dos, dispostos para produzir m campo magnético do motor. Cada conjunto de bobinas inclui uma pluralidade de subconjuntos de bobinas. Cada sub- conjunto de bobinas inclui uma ou mais bobinas. O campo magnético produ- zido pelas bobinas em cada conjunto de bobinas tem uma fase substancial- mente comum. O motor também inclui uma pluralidade de dispositivos de controle, cada qual ligado a um respectivo subconjunto de bobinas, para controlar uma corrente nas bobinas desse respectivo subconjunto de bobi- nas. Cada dispositivo de controle pode ser operado sem necessitar de um sinal de sincronização de entrada.

O controle das correntes nas bobinas do motor é aumentado porque a corrente em cada subconjunto de bobinas pode ser controlada in- dependentemente da corrente em outro subconjunto de bobinas. Como to- das as bobinas de cada conjunto de bobinas não estão ligadas em série, a bobina ou bobinas de cada subconjunto de bobinas pode ter um número maior de voltas. O número maior de voltas em cada bobina aumenta a indu- tância total do motor. Isso significa que podem ser usadas correntes mais baixas nas bobinas de cada subconjunto de bobinas, o que leva a menos problemas de dissipação de calor, e que permite que sejam usados disposi- tivos de distribuição menores. O uso de dispositivos de distribuição menores, por sua vez, permite velocidades de distribuição mais rápidas e perdas de distribuição menores.

Os dispositivos de controle podem incluir uma ou mais chaves para aplicar uma voltagem pulsada a uma ou mais bobinas de um subcon- junto de bobinas. O controle de PWM das correntes nas bobinas de motor pode ser aumentado devido ao número maior de voltas que pode ser incluí- do nas bobinas. Como podem ser usados dispositivos de distribuição meno- res, podem feitas econômicas significativas em custo, peso e dissipação de calor.

Alguns dos dispositivos de controle podem incluir meios para monitorar um EMF de fundo dentro das bobinas daquele subconjunto de bo- binas. O dispositivo de controle pode ajustar um pulso da voltagem pulsada (por exemplo, uma largura do pulso) em resposta ao EMF de fundo monito- rado para controle de potência de alta velocidade. Os dispositivos de contro- le podem operar independentemente um do outro, porque cada dispositivo de controle compreende lógica suficiente para determinar a posição do rotor e, desse modo, aplicar a voltagem apropriada para controlar a corrente no respectivo subconjunto de bobinas. Os dispositivos de controle podem rece- ber um sinal de necessidade de um dispositivo externo, tal como um sensor de pedal de freio, e aplicar um controle de bobina apropriado com base nas características de bobina, da posição do rotor e do sinal de solicitação.

Como podem ser usados componentes menores (por exemplo, dispositivos de distribuição), eles podem ser alojados dentro de um carcaça do motor, contrariamente a sistemas conhecidos, que usam dispositivos de distribuição grandes, volumosos. Por exemplo, os dispositivos de controle podem ser localizados de modo adjacente aos seus respectivos subconjun- tos de bobinas dentro do motor, desse modo, simplificando a terminação dos enrolamentos de bobina. A carcaça do motor pode incluir uma ou mais aber- turas dimensionadas de tal modo que os dispositivos de controle possam ser acessados um de cada vez, dependendo da orientação do rotor/carcaça e dos dispositivos de controle.

Um dispositivo de controle comum pode ser previsto para coor- denar a operação da pluralidade de dispositivos de controle. Por exemplo, o dispositivo de controle comum pode ser usado para coordenar as chaves dentro da pluralidade de dispositivos de controle, para garantir que a distri- buição das correntes em cada conjunto de bobinas esteja substancialmente em fase. Desse modo, os dispositivos de controle podem operar para tentar igualar um motor, no qual as bobinas de cada conjunto de bobinas estão todas ligadas em série. Alternativamente, cada dispositivo de controle pode controlar sua relação de fase detectando uma posição do rotor do motor e, desse modo, possibilita uma operação paralela completa, sem dependência do controlador central. Isso aumenta a imunidade contra qualquer falha iso- lada dentro do motor.

O dispositivo de controle comum pode ser operado para invalidar seletivamente um ou mais dos dispositivos de controle, para possibilitar uma operação de energia fracionada.

De acordo com outro aspecto da invenção, pode ser previsto um método para operar um motor elétrico do tipo descrito acima. O método in- clui usar a pluralidade de dispositivos de controle para fornecer energia às bobinas dos respectivos subconjuntos de bobinas ara produzir o campo magnético do motor.

Deve ser entendido que um gerador elétrico é estruturalmente similar a um motor elétrico e que algumas das considerações descritas aci- ma também podem ser usadas em um gerador novo.

De acordo com um outro aspecto da invenção, pode ser previsto um gerador elétrico. O gerador inclui um ou mais conjuntos de bobinas sepa- rados, dispostos para produzir uma corrente induzida, devido a um campo magnético produzido dentro do gerador. Cada conjunto de bobinas inclui uma pluralidade de subconjuntos de bobinas. Cada subconjunto de bobinas inclui uma ou mais bobinas. A corrente produzida nas bobinas de cada con- junto de bobinas tem uma fase comum.

O gerador também inclui uma pluralidade de saídas de energia, cada uma das quais está ligada a um respectivo subconjunto de bobinas para emitir corrente produzida nas bobinas do respectivo subconjunto de bobinas.

Detecção de Posição

Um outro aspecto da invenção é o uso de um anel de focaliza- ção de ferro, para ajudar no alinhamento dos campos magnéticos usados para detectar a posição de um rotor em relação a um estator. Disposição de Freio

De acordo com um outro aspecto da invenção, está previsto um motor elétrico, que pode ser configurado para operar em um modo de frena- gem. O motor inclui um ou mais conjuntos de bobinas, dispostos para produ- zir um campo magnético. Cada conjunto de bobinas inclui uma pluralidade de subconjuntos. Cada subconjunto de bobinas inclui uma ou mais bobinas. O motor também inclui uma pluralidade de dispositivos de controle, cada um dos quais está ligado a um respectivo subconjunto de bobinas, para contro- lar uma corrente na uma ou mais bobinas do respectivo subconjunto de bo- binas. Os dispositivos de controle podem ser operados por corrente extraída das bobinas, quando em um modo de frenagem.

Como os dispositivos de controle podem operar de uma corrente extraída das bobinas, um dispositivo de frenagem à prova de falhas está previsto quando os dispositivos de controle podem continuar a operar (e, desse modo, controlar a frenagem) mesmo no caso de falha do abasteci- mento de energia. De preferência, cada dispositivo de controle está disposto de modo a poder ser operado de corrente de um dos respectivos subconjun- tos de bobinas, quando em um modo de frenagem. Isso garante que há re- dundância incorporada na dispositivo de frenagem, uma vez que, no caso de falha de uma bobina, outras bobinas e dispositivos de controle ainda podem ser operados para fornecer uma força de frenagem.

O motor também inclui, de preferência, uma capacitância, ligada entre as bobinas e uma conexão para um abastecimento de energia. A ca- pacitância garante que a corrente pode continuar a ser fornecida aos dispo- sitivos de controle, quando ocorre uma transição entre um modo que con- some energia e um modo que não consome energia. O motor também inclui uma resistência, ligada, seletivamente, aos dispositivos de controle, de modo que, em uma emergência, energia em modo de frenagem das bobinas pode ser consumida pela resistência. Um modo de frenagem de emergência é um, no qual um abastecimento de energia é incapaz de receber energia das bo- binas, por exemplo, porque o abastecimento de energia, tal como uma bate- ria, falhou, uma bateria está cheia ou uma conexão falhou. A resistência está disposta de preferência, muito próxima aos dispositivos de controle e bobi- nas, desse modo reduzindo o risco de falha de conexão.

Um aspecto da invenção também prevê uma disposição de con- trole, para uso com o motor descrito acima, que compreende um dispositivo de controle de freio mecânico, ligado a uma pluralidade de circuitos contro- Iadores de freio, sendo que cada circuito controlador de freio está ligado a um respectivo motor elétrico. No exemplo de um veículo, o dispositivo de controle de freio mecânico é um pedal de freio e circuitos controladores de freio separados estão ligados ao pedal de freio, de modo a dar redundância, de modo que na falha de qualquer um dos circuitos controladores de freio, outros circuitos podem ser operados para controlar a força de frenagem for- necida por um dos motores ligados para acionar uma respectiva roda do veí- culo.

Ligação de Bobinas

A pluralidade de dispositivos de controle pode ser configurada para fornecer ligação alternada das correntes nas bobinas do motor dentro de um ciclopolifásico do motor. Isso possibilita que ruído de EMI seja atenu- ado, distribuindo as ocorrências de ligação sobre um determinado período de tempo. Esse aspecto opera fazendo com que ocorrências de ligação de PWM ocorram em momentos diferentes em bobinas diferentes. Modalidades desta invenção podem ser usadas para produzir,

por exemplo, um motor linear ou rotativo. Por exemplo, os conjuntos de bo- binas podem ser dispostos para produzir um campo magnético rotativo, e o motor pode incluir um ímã montado para girar dentro do campo rotativo. Montagem de Bobina

De acordo com outro aspecto da invenção, pode ser previsto um sistema de montagem de bobina para um motor elétrico. O sistema inclui um ou mais dentes de bobina, para receber para enrolamento uma bobina para o motor. O sistema também inclui uma parte posterior, para receber para ligação uma pluralidade de dentes de bobina.

Os dentes de bobina possibilitam um meio pelo qual um enrola- mento de bobina pode ser preparado separadamente e fora do motor e de outras bobinas. Desse modo, cada bobina pode ser preparada de modo rela- tivamente fácil, com acesso fácil ao dente de bobina e sem que os outros componentes do motor fiquem no caminho. A parte posterior possibilita um meio, pelo qual as bobinas do sistema de montagem, quando enroladas, podem ser ligadas em uma disposição desejada para produzir o campo magnético apropriado.

O dente de bobina pode incluir um braço alongado para receber a bobina para enrolamento. Novamente, isso simplifica a tarefa de produzir as bobinas.

O dente de bobina pode incluir uma parte de ligação modelada, e a parte posterior pode incluir uma parte receptora modelada de modo cor- respondente. Isso pode possibilitar uma ligação simples e robusta entre os dentes e a parte posterior. A parte de ligação do dente de bobina pode ter dois dedos em uma configuração em forma de V. Os dedos podem estar dobrados em ângulo, para estender-se substancialmente ao longo das linhas do campo magnético produzido por uma bobina enrolada no dente, desse modo, reduzindo interferência dos dedos com o campo.

Pode estar prevista uma pluralidade de partes posteriores interli- gadas. Novamente, isso oferece flexibilidade adicional ao projetar e construir o motor. Por exemplo, múltiplas partes posteriores, cada uma das quais a- presenta diversos dentes, podem ser montadas separadamente e depois unidas uma à outra para formar uma parte posterior de disposição de dentes maiores para o motor. As partes posteriores podem ser empilhadas uma so- bre a outra, e as partes superiores em cada camada podem ser interligadas de tal modo que as interligações estão alternadas, de modo que elas não coincidem verticalmente. Isso aumenta a resistência da construção. As inter- ligações entre as partes posteriores podem ser obtidas por meio dos dentes.

A parte posterior pode ser modelada e dimensionada para pro-

duzir uma disposição desejada para os dentes de bobina ligadas à mesma. Por exemplo, a parte posterior pode estar arqueada. Isso permite que um motor circular seja construído incorporando o sistema de montagem. A parte posterior e/ou o dente de bobina têm uma construção laminada. De acordo com um outro aspecto da invenção, pode estar pre-

visto um motor elétrico ou um gerador elétrico, que inclui o sistema de mon- tagem de bobinas descrito acima.

De acordo com um outro aspecto da invenção, pode estar pre- visto um veículo, que inclui um motor do tipo descrito acima. De acordo com um outro aspecto da invenção, pode estar pre-

visto um método de produção do motor elétrico ou gerador descrito acima. O método inclui enrolar uma bobina para o motor elétrico ou gerador no dente de bobina. O método também inclui ligar o dente de bobina com bobina na parte posterior.

O método também pode incluir ligar a bobina a um dispositivo de

controle, configurado para fornecer controle de corrente individual para a bobina. Esse método é Apropriado para um motor, que inclui dispositivos desse tipo, uma vez que não necessário um único condutor para produzir os enrolamentos para cada dente. Ao invés disso, a bobina de cada dente pode ser enrolada separadamente de pois ligada diretamente a um dispositivo de controle.

Controle de Tração

De acordo com outro aspecto da invenção, pode estar previsto um sistema de controle de tração para um veículo, que inclui uma pluralida- de de rodas, sendo que cada roda recebe energia independentemente de um respectivo motor. O sistema de controle inclui sensores para detectar uma aceleração na rotação de cada uma das rodas. O sistema de controle também inclui uma unidade de controle para ajustar um torque aplicado a cada roda por cada respectivo motor, em resposta à detecção de uma acele- ração predeterminada na rotação de uma ou mais das rodas. A aceleração predeterminada é indicadora de uma patinagem.

Uma respectiva unidade de controle podes ser prevista para ca-

da rede. Cada unidade de controle pode ser operada para realizar controle de tração, independente de outras unidades de controle no sistema de acor- do com regras predeterminadas. As unidades de controle podem ser opera- das para fornecer ajuste de torque contínuo para as rodas. De acordo com um outro aspecto da invenção, pode estar pre-

visto um veículo, que inclui uma pluralidade de rodas, sendo que cada roda recebe energia, independentemente, de um respectivo motor. O veículo in- clui o sistema de controle de tração descrito acima. Controle de Suspensão De acordo com outro aspecto da invenção, pode estar previsto

um sistema de controle de suspensão para um veículo com uma pluralidade de rodas, sendo que cada roda está montada em um braço de suspensão do veículo e recebe energia, independente, de um respectivo motor. O sistema inclui uma unidade de controle para ajustar seletivamente um torque aplica- do a cada roda, para aplicar uma força a cada respectivo braço de suspen- são.

A unidade de controle pode ser operada para ajustar seletiva- mente um torque aplicado a cada roda, para aplicar uma força a cada res- pectivo de braço de suspensão para alterar uma altura do veículo. De acordo com um outro aspecto da invenção, pode estar pre-

visto um veículo com uma pluralidade de rodas, sendo que cada roda está montada em um braço de suspensão e recebe energia, separadamente, de um respectivo motor. O veículo inclui o sistema de controle de suspensão descrito acima.

Os motores dos veículos descritos acima podem ser motores

elétricos, tais como os motores elétricos descritos acima.

De acordo com outro aspecto da invenção, pode estar previsto um método de controle de tração para um veículo que compreende uma plu- ralidade de rodas, sendo que cada roda recebe energia, independentemen- te, de um respectivo motor. O método inclui detectar uma aceleração na ro- tação de uma ou mais das rodas. O método também inclui ajustar um torque aplicado a cada roda por cada respectivo motor, em resposta à detecção de uma aceleração predeterminada na rotação de uma ou mais das rodas. A aceleração predeterminada é indicadora de uma patinagem.

A aceleração predeterminada pode ser calculada de acordo com um determinado limite superior da aceleração do veículo. Uma respectiva unidade de controle pode ser usada para ajustar

o torque aplicado a cada roda. Cada unidade de controle pode realizar um controle de tração independentemente de outras unidades de controle no sistema de acordo com regras predeterminadas. Dados de aceleração das rodas podem ser trocados entre as unidades de controle. Ajuste de torque contínuo pode ser fornecido para as rodas.

De acordo com um outro aspecto da invenção, pode estar pre- visto um método de controle de suspensão para um veículo que compreende uma pluralidade de rodas, sendo que cada roda está montada em um braço de suspensão do veículo e recebe energia, independentemente, de um res- pectivo motor. O método inclui ajustar seletivamente um torque aplicado a cada roda para aplicar uma força a cada respectivo braço de suspensão.

De acordo com outro aspecto da invenção, pode estar previsto um programa de computador para realizar o método de controle de tração e/ou o método de controle de suspensão descrito acima. Um programa de computador para executar a invenção pode

estar na forma de um programa de computador em um meio de suporte, tal como um meio de armazenamento de estado sólido, magnético, óptico, magneto-óptico ou outro meio de armazenamento. O meio de suporte pode ser um médio de transmissão, tal como meio de transmissão de radiodifu- são, telefônico, rede de computador, ligado por fio, sem fio, elétrico, eletro- magnético, óptico ou, na verdade, qualquer outro meio de transmissão. Vedação de Ajuste Outro aspecto da invenção e uma disposição de motor, que compreende um estator e um rotor, sendo que o estator tem uma carcaça de estator e o rotor tem uma carcaça de rotor, sendo que a carcaça de rotor circunda, substancialmente, componentes do estator e o rotor tem uma dis- posição de vedação, disposta entre a carcaça de rotor e a carcaça de esta- tor, configurada de tal modo que um membro ou membros da disposição de vedação é móvel de uma posição em contato com a carcaça de estator para uma posição afastada da carcaça de estator, devido à força centrífuga sobre a rotação da carcaça de rotor. Essa disposição oferece a vantagem de que, quando o rotor está estacionário ou girando a baixas velocidades, a disposi- ção de vedação fecha um espaço vazio entre o rotor e o estator, mas, quan- do o rotor está girando a velocidades mais altas, a vedação não se desgaste por fricção entre a vedação, que se move com o rotor e se esfrega contra a carcaça de estator. A altas velocidades, a entrada de material na carcaça é impedida pelo efeito centrífugo do rotor. Esse processo é progressivo, pelo fato de que a pressão entre o elemento ou elementos móveis da vedação ligados ao rotor e à carcaça de estator é mais alta quando estacionária e diminui quando a velocidade do rotor aumenta para um nível onde o contato cessa.

A ação centrífuga do rotor também cria uma diferença de pres-

são internamente, dentro do conjunto de rotor-estator. Essa diferença de pressão é radial e tem pressão baixa no centro e, progressivamente, pres- são mais alta radialmente. Por incorporar um orifício de entrada, protegido apropriadamente, localizado próximo ao centro do estator, ar pode ser aspi- rado e, subseqüentemente, o mesmo sai na vedação para a superfície de contato do estator. Esse mecanismo produz um filme de ar que protege adi- cionalmente a vedação contra excessivo desgaste e também fornece um benefício de vedação adicional, pelo fato de que o ar que sai impede o in- gresso de material. Essa característica também possibilita a eliminação de qualquer água que tenha entrado no motor, por exemplo, como resultado de condensação.

O orifício de entrada, protegido apropriadamente, pode ser, por exemplo, um orifício com um tubo ligado externamente no estator. O tubo é suficientemente comprido para ter sua outra extremidade aberta localizada em uma posição, na qual está certa de nunca ser imersa em água. A extre- midade aberta pode ainda ser dotada de um filtro de partículas, para impedir que partículas de um material maiores do que um tamanho seguro entrem no motor.

Outro método para proteger o orifício de entrada é o uso de uma membrana semipermeável. Essa membrana permite a penetração de ar, sem permitir a passagem de água ou partículas ("Goretex", por exemplo). Esse método pode estar localizado no estator ou remotamente, por meio de um tubo, tal como acima. Disposição de Refrigeração

Um outro aspecto da invenção é um motor que compreende uma disposição de refrigeração. O motor inclui uma pluralidade de bobinas dis- postas em torno de uma circunferência e um canal de refrigeração, disposto de modo imediatamente adjacente à pluralidade de bobinas através do qual um fluido refrigerante pode circular por bombeamento ou por corrente con- vectiva. Esse aspecto usa uma placa de refrigeração multifacetada, que fe- cha os enrolamentos em três lados e apresenta faces para a ligação de dis- positivos de energia eletrônicos, um dispositivo de despejo de energia e um resistor de despejo. O conjunto de estator, que compreende as bobinas, dentes e ferro de fundo, é montado diretamente sobre a placa de refrigera- ção. O conjunto é depois incorporado sobre a placa de refrigeração suando material termicamente condutor, tal como epóxi enchido, por exemplo, com oxido de alumínio ou nitreto de alumínio ou carbono. Esse processo de in- corporação é importante, devido à integridade mecânica conferida a todo o conjunto, todas as partes são como uma e mais capazes de resistir a vibra- ção e choque. A incorporação aperfeiçoa, ainda, a resistência elétrica do sistema de isolamento pelo fato de que evita quaisquer bolsas de ar dentro do sistema de enrolamento. Devido às altas velocidades de ligação, dv/dt é alto e isso induz carga elétrica no meio de isolamento dos enrolamentos. Bolsas de ar poriam em risco a ionização e levam a uma falha precoce do isolamento. Em motores ou geradores controlados eletronicamente, essa avaria do isolamento causado pela carga elétrica repetida, induzida através das ocorrências de ligação é uma questão de segurança importante, sendo que a incorporação reduz o risco em um grau muito grande. A incorporação é realizada do melhor modo sob vácuo, mas material de incorporação de baixa viscosidade pode ser usado sob pressão atmosférica. A incorporação é de importância para aperfeiçoar a condutibilidade térmica entre os enrola- mentos geradores de calor e laminações do ferro de fundo e a placa de refri- geração redutora de calor com seu fluido de refrigeração no interior. A incor- poração é, ainda, de grande benefício, pelo fato de que possibilite que o sis- tema de enrolamento seja totalmente imerso em água, sem risco de falha elétrica. Isso é importante, devido à necessidade de tornar o sistema elétrico imune à condensação ou outra entrada de água. DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS Para um melhor entendimento da invenção e para mostrar como

a mesma pode ser concretizada, referência é feita agora, a título de exem- plo, aos desenhos anexos, nos quais:

figura 1 mostra esquematicamente um exemplo de uma disposi- ção para um motor trifásico; figura 2 mostra esquematicamente a disposição de bobinas em

um dos subconjuntos de bobinas mostrados na figura 1;

figura 3 é uma vista em explosão de um motor que concretiza a

invenção;

figura 4 é uma vista em explosão do motor da figura 3 de um ângulo alternativo;

figura 5 mostra esquematicamente um exemplo de uma disposi- ção de bobinas para um motor trifásico de acordo com uma modalidade des- sa invenção;

figura 6 mostra esquematicamente um exemplo de disposição de bobinas em um dos subconjuntos de bobinas mostrados na figura 3 de acor- do com uma modalidade da invenção;

figura 7 mostra esquematicamente um exemplo de disposição de para um motor trifásico de acordo com uma modalidade desta invenção;

figura 8 mostra esquematicamente um exemplo de disposição de bobinas em um dos subconjuntos de bobinas mostrados na figura 7 de acor- do com uma modalidade da invenção;

figura 9 mostra esquematicamente as bobinas da modalidade

em relação aos ímãs;

figura 10 mostra esquematicamente um exemplo de um disposi- tivo de controle de acordo com uma modalidade desta invenção;

figura 11 é um diagrama de circuito da disposição de distribui-

ção;

figura 12 mostra esquematicamente uma disposição, na qual um dispositivo de controle comum é usado para coordenar a operação de uma pluralidade de dispositivos de controle;

figura 13 mostra esquematicamente uma vista frontal de um den- te de bobina de acordo com uma modalidade da invenção;

figura 14 mostra esquematicamente uma vista lateral de um den- te de bobina de acordo com uma modalidade da invenção;

figura 15 mostra esquematicamente uma parte posterior de di- versos dentes de bobina, recebidos para ligação na mesma, de acordo com uma modalidade da invenção;

figura 16 mostra esquematicamente uma vista detalhada de uma patê posterior de dente de bobina, de acordo com uma modalidade da in- venção;

figura 17 mostra esquematicamente uma vista detalhada de uma parte posterior e uma pluralidade de dentes de bobina, de acordo com uma modalidade da invenção;

figura 18 mostra esquematicamente uma vista detalhada de uma parte posterior e um dente de bobina, de acordo com uma modalidade da invenção;

figura 19 mostra esquematicamente exemplos de uma pluralida-

de de partes posteriores interligadas, empilhadas em ma formação alternada para formar uma parte maior; figura 20 mostra esquematicamente exemplos de uma pluralida- de de partes posteriores interligadas, empilhadas em ma formação alternada para formar uma parte maior;

figura 21 mostra uma disposição de vedação;

figura 22 mostra esquematicamente um exemplo de um veículo

com quatro rodas e indica as forças que incidem sobre essas rodas;

figura 23 mostra esquematicamente um exemplo de uma roda montada sobre um braço de suspensão;

figura 24 mostra esquematicamente a disposição de montagem de ímã de uma modalidade da invenção; e

figura 25 mostra esquematicamente uma disposição de refrige- ração para as bobinas de estator de uma modalidade da invenção. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A modalidade da invenção descrita é um motor elétrico para uso em uma roda de um veículo. O motor é do tipo com um conjunto de bobinas fazendo parte do estator para ligação a um veículo, circundado radialmente por um rotor que sustenta um conjunto de ímãs para ligação a uma roda. Para evitar dúvidas, os diversos aspectos da invenção são igualmente apli- cáveis a um gerador elétrico com a mesma disposição. Além disso, alguns dos aspectos da invenção são aplicáveis a uma disposição com o rotor mon- tado centralmente dentro de bobinas radialmente circundantes. Disposição Física

A disposição física do conjunto exemplificado é mais bem enten- dido com relação às figuras 3 e 4. O conjunto pode ser descrito como um motor com dispositivos eletrônicos e mancai embutidos, ou também pode ser descrito como um motor de cubo ou comando de cubo, uma vez que é cons- truído para alojar uma roda separada.

Com referência, primeiramente, à figura 3, o conjunto compre- ende um estator 252, que compreende uma parte traseira 230, que forma uma primeira parte da carcaça do conjunto, e uma disposição de redução de calor e comando 231, que compreende múltiplas bobinas e dispositivos ele- trônicos para acionar as bobinas, bem como um redutor de calor. A disposi- ção de comando de bobina 231 está fixada na parte posterior 230 para for- mar o estator 252, que pode então ser fixado a um veículo e não gira duran- te o uso. As bobinas em si estão formadas sobre laminações de dente 235, que, junto com a disposição de comando 231 e parte traseira 230, formam o estator 252.

Um rotor 240 compreende uma parte frontal 220 e uma parte cilíndrica 221 que forma uma cobertura, que substancialmente circunda o estator 252. O rotor inclui uma pluralidade de ímãs 242 disposta em torno do interior da parte cilíndrica 221. Desse modo, os ímãs estão em proximidade íntima das bobinas do conjunto 231, de modo que campos magnéticos gera- dos pelas bobinas no conjunto 231 geram uma força sobre os ímãs 242 dis- postos em torno do interior da parte cilíndrica 221 do rotor 240, desse modo levando o rotor 240 a girar.

O rotor 240 está ligado ao estator 252 por um bloco de apoio 223. O bloco de apoio 223 pode ser um bloco de suporte comum, tal como seria usado em veículo, no qual esse conjunto de motor deve ser instalado. O bloco de apoio compreende duas partes, uma primeira parte fixada no es- tator e uma segunda parte fixada no rotor. O bloco de apoio está fixado em uma parte central 233 da parede do estator 252 e também em uma parte central 225 da parede de carcaça 220 do rotor 240. O rotor 240 está, desse modo, fixado rotativamente no veículo com o qual ele deve ser usado por meio do bloco de apoio 223 na parte central 225 do rotor 240. Isso tem uma vantagem significativa pelo fato de que um aro de roda e pneu podem então ser fixados no rotor 240 na parte central 225 usando os parafusos de roda normais para fixar o aro de roda na parte central do rotor e, consequente- mente, firmemente, sobre o lado rotativo do bloco de apoio 223. Os parafu- sos de roda podem ser instalados através da parte central 225 do rotor, pe- netrando dentro do próprio bloco de apoio. Uma primeira vantagem dessa disposição é que todo o conjunto pode ser simplesmente instalado posteri- ormente em um veículo existente, removendo a roda, bloco de apoio e ou- tros componentes, tal como a disposição de freio. O bloco de apoio existente pode ser instalado no veículo no lado do estator e o aro e roda normal insta- lado no rotor, de modo que o aro e a roda circunda todo o conjunto de motor. Consequentemente, a instalação posterior em veículos existente torna-se muito simples.

Uma segunda vantagem é que não há forças para sustentar o veículo no exterior do rotor 240, particularmente, na parede periférica 221 que sustenta os ímãs no perímetro interno. Isso se deve ao fato de que for- ças para sustentar o veículo são transmitidas diretamente da suspensão fi- xada em um lado do bloco de apoio (por meio da parte central da parede de estator), na parte central da roda que circunda o rotor, fixado no outro lado do bloco de apoio (por meio da parte central da parede de rotor). Isso signifi- ca que a parede periférica 221 do rotor não é submetida a quaisquer forças que possam deformar a parede, desse modo causando um alinhamento er- rado dos ímãs. Não é necessária nenhuma disposição de apoio complicada para manter o alinhamento da parede de rotor periférica. O rotor também inclui um anel de focalização e ímãs 227 para

detecção de posição, a ser descrita mais tarde.

A figura 4 mostra uma vista em explosão do mesmo conjunto como a figura 3 do lado oposto mostrando o estator 252, que compreende a parede de estator posterior 230 e bobina e conjunto de dispositivos eletrônicos 231. O rotor 240 compreende a parede de rotor externa 220 e a parede periférica 221 dentro da qual os ímãs 242 estão dispostos perifericamente. Tal como descrito previamente, o estator 252 está ligado no rotor 240 por meio do blo- co de apoio nas partes centrais do rotor e paredes de estator.

Além disso, são mostradas na figura 3 placas de circuito 80 que sustentam dispositivos eletrônicos de controle, a ser descritos mais tarde. Devido ao seu formato de pipa, essas placas de circuito podem ser chama- das de placas de pipa. Além disso, nas figuras 3 e 4, uma vedação 350 em formato de V está prevista entre a parede periférica 221 do rotor e a borda externa da carcaça de estator 230, novamente descrita mais detalhadamen- te mais tarde. Além disso, na figura 4, um anel magnético 227, que compre- ende um anel focalizador de comutação e uma pluralidade de ímãs, está previsto para a finalidade de indicar a posição do rotor com relação ao esta- tor para uma série de sensores dispostos nas placas de circuito 80 do esta- tor 252. Isso também é descrito mais detalhadamente mais tarde. Controle de Bobinas

A figura 5 mostra esquematicamente um exemplo de um motor elétrico de acordo com uma modalidade desta invenção. Nesse exemplo, o motor é, em geral, circular. Mas, deve ser entendidos que modalidades desta invenção podem usar outras topologias. Por exemplo, é considerada uma disposição linear de bobinas para produzir movimento linear.

O motor 40 nesse exemplo é um motor trifásico. Novamente, deve ser entendido que motores de acordo com esta invenção podem incluir um número arbitrário de fases (N = 1,2,3...). Sendo um motor trifásico, o mo- tor 40 inclui três conjuntos de bobinas. Nesse exemplo, cada conjunto de bobinas inclui dois subconjuntos de bobinas. Os subconjuntos de bobinas de cada conjunto de bobinas estão indicados, em cada caso, com 44, 46, 48. Os subconjuntos de bobinas 44, 46, 48 estão dispostos em torno de ume periferia do motor 40. Nesse exemplo, cada subconjunto de bobinas está posicionado oposto ao outro subconjunto de bobinas nesse conjunto de bo- binas, embora essa disposição não seja estritamente essencial para o fun- cionamento da invenção. Cada subconjunto de bobinas inclui uma ou mais bobinas, tal como descrito abaixo em relação à figura 6.

O motor 40 pode incluir um rotor (não mostrado na figura 5), po- sicionado no centro do círculo definido pelo posicionamento das diversas bobinas do motor, desse modo possibilitando a rotação do rotor dentro do campo magnético rotativo produzido pelas bobinas. De preferência, no en- tanto, o rotor está disposto em torno das bobinas tal como descrito previa- mente nas figuras 3 e 4. O rotor pode compreender, tipicamente, um ou mais ímãs permanentes dispostos para girar de modo que seus pólos deslizam sobre as extremidades das bobinas do motor 40. A distribuição apropriada das correntes nas bobinas dos subconjuntos de bobinas possibilita atração e repulsão sincronizadas dos pólos do ímã permanente do rotor, para produzir a ação de rotação do motor 40. Deve ser entendido que a figura 5 é altamen- te esquemática e, na prática, os subconjuntos de bobinas estão dispostos na periferia externa do estator, com os ímãs do rotor circundando as bobinas.

Cada conjunto de bobinas 44, 46, 48 inclui uma ou mais bobi- nas. Tal como mostrado na figura 6, no presente exemplo há uma única bo- bina por subconjunto de bobinas. Um exemplo com mais de uma bobina por subconjunto de bobinas está descrito abaixo, com relação às figuras 7 e 8. Quando mais de uma bobina está prevista em um determinado subconjunto de bobinas, essas bobinas podem, em geral, ser enroladas em direções o- postas, de modo que o campo magnético produzido por cada bobina é uma configuração antiparalela com relação ao campo magnético em uma bobina adjacente. Tal como descrito acima, a distribuição apropriada da corrente nas bobinas faz com que os ímãs permanentes do rotor girem.

Tal como mostrado na figura 5, de acordo com uma modalidade desta invenção, a bobina ou bobinas de cada subconjunto de bobinas po- dem ser ligadas a um dispositivo de controle separado 80. Na figura 5, é mostrado esquematicamente que cada subconjunto de bobinas está ligado aos terminais 54, 56, 58 de respectivos dispositivos de controle 80. Conse- quentemente, as bobinas de subconjuntos de bobinas correspondentes den- tro de um determinado conjunto de bobinas não estão ligadas em série. Ao invés disso, cada subconjunto de bobinas é controlado e dotado de energia individualmente. As conexões com o dispositivo de controle e as bobinas de cada subconjunto de bobinas podem ser formadas usando, por exemplo, um único pedaço de fio (por exemplo, fio de cobre), tal como é mostrado es- quematicamente na figura 6. Existem numerosas vantagens prever controle de energia individual para as bobinas de cada subconjunto de bobinas. Como não há necessidade de estender fios de conexão em tor-

no da periferia do motor para estabelecer interligações em série para as bo- binas de cada subconjunto de bobinas, menos fio é usado na produção do motor. Isso reduz custos de produção, bem como reduz a complexidade da construção do motor. A redução em fio também reduz perdas de condução, Prevendo um controle individual de energia para as bobinas de

cada subconjunto de bobinas e usando um número maior de voltas por bobi- na do que seria obtenível usando um motor, no qual as bobinas de cada subconjunto de bobinas estão ligadas em série, a indutância total do motor pode ser grandemente aumentada. Por sua vez, isso possibilita que uma corrente muito mais baixa seja passada através de cada subconjunto de bo- binas, sendo que dispositivos de distribuição com um limite de energia mais baixo podem ser usados para controle de corrente. Consequentemente, po- dem ser usados dispositivos de distribuição que são mais baratos, mais le- ves e menos volumosos, para operar o motor.

O uso de correntes mais baixas também reduz problemas de dissipação de calor e reduz perdas de distribuição devido à velocidade mais rápida dos dispositivos de distribuição menores, que podem ser usados. O fato de que dispositivos de distribuição menores podem operar a freqüências mais altas possibilita um controle mais fino e mais sensível do motor. Na verdade, o ajuste de torque pode ocorrer na base de uma maneira altamente sensível, sendo que ajustes podem ser feitos dentro de um único período de PWM. Um período de PWM típico, de acordo com uma modalidade da in- venção, é de aproximadamente 50 μ5.

Outra vantagem do uso de dispositivos de distribuição menores é que eles podem ser localizados próximos às bobinas que eles controlam. Em motores elétricos anteriores, quando dispositivos de distribuição relati- vãmente grandes foram usados para controlar a operação de subconjuntos de bobinas ligadas em série, o dispositivo de controle é suficientemente grande para que não possa ser incluído com os outros componentes do mo- tor (por exemplo, estator, rotor etc.), mas, ao invés disso, tem de ser instala- do separadamente. Em contraste, como dispositivos de distribuição peque- nos podem ser usados, de acordo com uma modalidade desta invenção os dispositivos de distribuição e os dispositivos de controle, nos quais esses dispositivos de distribuição estão incorporados, podem ser locados, por e- xemplo, na mesma carcaça/caixa como os outros componentes do motor. Mais detalhes dom relação a um exemplo de um dispositivo de controle, que incorpora dispositivos de distribuição, é dado abaixo com relação às figuras 10e 11.

As figuras 7 e 8 mostram outro exemplo de disposição para um motor 40 de acordo com uma modalidade desta invenção. O motor 40 mos- trado na figura 5 é um motor trifásico. Portanto, o motor tem três conjuntos de bobinas. Nesse exemplo, cada conjunto de bobinas inclui oito subconjun- tos de bobinas. Os subconjuntos de bobinas de cada conjunto de bobinas estão indicados, em cada caso, com 44, 46 e 48 na figura 7. Em comum com o exemplo descrito acima, em relação à figura 5, cada conjunto de bobinas inclui pares de subconjuntos de bobinas, que estão dispostos opostos um ao outro em torno da periferia do motor 40. Novamente, porém, deve ser obser- vado de que não há necessidade expressa de que cada subconjunto de bo- binas tenha um subconjunto de bobinas correspondente localizada oposto ao mesmo, no lado oposto da periferia do motor (40).

Tal como descrito acima com relação à figura 7, cada subconjun- to de bobinas pode ser ligado a um respectivo dispositivo de controle 80. Os terminais para cada subconjunto de bobinas de cada conjunto de bobinas estão designados, em cada caso, com 54, 56 e 58 na figura 7. Embora a disposição mostrada na figura 7 inclua um número maior de subconjuntos de bobinas do que, por exemplo, a disposição mostrada na figura 3, isso não aumenta significativamente o tamanho e o volume dos meios de distribuição, que são usados para operar o motor, tal como seria o caso se o número maior de subconjuntos de bobinas estivesse ligado em série um no outro. Ao invés disso, é necessário apenas prever um dispositivo de controle 80 adi- cional, incorporando dispositivo de distribuição relativamente pequenas, tais como descritos acima, para cada subconjunto de bobinas adicional. Tal co- mo d escrito acima, esses dispositivos de controle 80 são suficientemente pequenos para que possam ser localizados de modo adjacente aos seus subconjuntos de bobinas correspondentes, por exemplo, dentro da mesma carcaça do motor 40.

Tal como descrito acima, cada subconjunto de bobinas pode in- cluir uma ou mais bobinas. Nesse exemplo, cada subconjunto de bobinas inclui três bobinas, tal como é mostrado esquematicamente na figura 8. Na figura 8, esses três bobinas estão indicadas com 74A,m 74B e 74C. As três bobinas 74A, 74B e 74C estão enroladas alternadamente, de modo que ca- da bobina produz um campo magnético que é anti-paralelo à(s) sua(s) bobi- nais) adjacente(s) para uma determinada direção de fluxo de corrente. Tal como descrito acima, quando os ímãs permanentes do rotor do motor 40 deslizam sobre as extremidades das bobinas 74A, 74B e 74C, a distribuição apropriada das correntes nas bobinas pode ser usada para criar as forças desejadas para proporcionar um impulso ao rotor. Tal como é mostrado es- quematicamente na figuras 6, cada bobina em um subconjunto de bobinas pode ser enrolada em série.

A razão pela qual as bobinas 74A, 74B e 74C dentro de cada subconjunto são enroladas em direções opostas, para dar campos magnéti- cos antiparalelos, pode ser entendida com relação à figura 9, que mostra a disposição dos ímãs 242 no rotor que circunda as bobinas 44, 46 e 48 do estator. Por razões de simplificação, a disposição é mostrada como uma disposição linear de ímãs e bobinas, mas entende-se que na modalidade da invenção descrita, as bobinas são dispostas em torno da periferia do estator, com os ímãs dispostos em torno do interior da circunferência do rotor, tal como já descrito.

Os ímãs 242 estão dispostos com polaridade magnética alterna- da em direção aos subconjuntos de bobinas 44, 46 e 48. Cada subconjunto de três bobinas 74A, 74B e 74C apresenta, desse modo, campos magnéti- cos alternados às faces de pólo alternadas dos ímãs. Desse modo, quando a bobina à esquerda de um subconjunto tem uma força repulsora contra um Pólo Norte de um dos ímãs, a bobina central adjacente tem uma força repul- sora contra o Pólo Sul dos ímãs e assim por diante. Tal como mostrado esquematicamente na figura 9, a relação de

ímãs para bobinas é de oito ímãs para nove bobinas. A vantagem dessa dis- posição é que os ímãs e as bobinas nunca se alinham perfeitamente. Se ocorresse esse alinhamento perfeito, então o motor poderia ficar parado em uma posição na qual não podem ser aplicadas quaisquer forças entre as bobinas e os ímãs, para dar uma direção clara sobre o sentido no qual o mo- tor deve girar. Pela disposição de um número diferente de bobinas e ímãs em torno do motor, há sempre uma força resultante em uma direção especí- fica, qualquer que seja a posição na qual o rotor e o motor estejam parados.

Um benefício especial do controle independente dos subconjun- tos de bobinas pelos dispositivos de controle separados é que um número maior do que o normal de fases pode ser disposta. Por exemplo, ao invés de um motor trifásico, tal como descrito na figura 7, números de fases mais al- tos, tais como vinte e quatro fases ou trinta e seis fases são possíveis, com números diferentes de ímãs e bobinas. As relações de bobinas para ímãs, tais como dezoito bobinas para dezesseis ímãs, trinta e seis bobinas para trinta de dois ímãs e assim por diante, são perfeitamente possíveis. Na ver- dade, a disposição preferida, tal como mostrada nas figura 3 e 4, é prever 24 placas "pipa" de controle 80 separadas, sendo que cada uma controla três bobinas em um subconjunto, desse modo, obtendo um motor de vinte e qua- tro fases. O uso de uma disposição de fases múltiplas, tais como vinte e quatro fases, oferece diversas vantagens. As bobinas individuais dentro de cada subconjunto podem ter uma indutância maior do que disposições com números de fases mais baixos, porque cada circuito de controle não precisa controlar números grandes de bobinas (o que exigiria o controle de uma in- dutância agregada grande). Um número alto de fases também possibilita níveis mais baixos de corrente ondulada. Isso significa que o perfil da corren- te necessário para operar o motor ondula substancialmente menos do que o perfil de, por exemplo, um motor trifásico. Consequentemente, também são necessários níveis mais baixos de capacitância dentro do motor. O alto nú- mero de fases também minimiza o potencial de ondas errantes de alta volta- gem, resultantes da necessidade de transferir correntes grandes, rapidamen- te, através da linha de abastecimento. Como a ondulação é mais baixa, o impacto da indutância dos cabos de abastecimento é mais baixo e, portanto, há uma redução nos níveis de ondas errantes de voltagem. Quando usado em uma disposição de freio (descrita mais tarde), essa é uma vantagem im- portante, uma vez que em condições de frenagem duras, diversas centenas de quilowatts precisam ser transferidos ao longo de diversos segundos e a disposição de fases múltiplas reduz o risco de ondas errantes de alta volta- gem nessa situação. A disposição relativa de ímãs e bobinas, mostrada na figura 9, pode repetida duas, três, quatro vezes ou, na verdade, tantas vezes quanto conveniente, em torno de 360 graus mecânicos da disposição de rotor e es- tator. Quando maior o número de subconjuntos de bobinas com fases inde- pendentes, tanto mais baixa a probabilidade de ondas errantes de alta volta- gem ou ondulação de voltagem significativa.

De acordo com uma modalidade desta invenção, uma pluralida- de de subconjuntos de bobinas com controle de energia individual pode ser posicionada de modo adjacente um ao outro no motor. Nesse exemplo, três bobinas, tais como as mostradas na figura 8, podem ser previstas adjacen- tes uma à outra em um motor, mas não estão ligadas em série no mesmo dispositivo de controle 80. Ao invés disso, cada bobina tem seu próprio dis- positivo de controle 80.

Quando controle de energia individual está previsto para cada subconjunto de bobinas, os dispositivos de controle associados podem ser operados para fazer o motor funcionar a um limite de potência reduzido. Isso pode ser feito, por exemplo, se bobinas de uma seleção dos subconjuntos de bobinas forem dotadas de menos energia.

A título de exemplo, na figura 7 alguns dos subconjuntos de bo- binas estão destacados com a***. Se esses subconjuntos de bobinas forem dotados de menos energia, o motor ainda seria capaz de operar, embora com desempenho reduzido. Desse modo, a potência do motor pode ser ajus- tada de acordo com as necessidades de uma determinada aplicação. Em um exemplo, no qual o motor é usado em um veículo, tal como um automóvel, dotar alguns dos subconjuntos de bobinas de menos energia pode ser usado para ajustar o desempenho do automóvel. No exemplo mostrado na figura 7, se cada um dos subconjuntos de bobinas indicado com um *** fosse dotado de menos energia, os subconjuntos de bobinas restantes resultariam em uma configuração similar à mostrada na figura 5, embora, naturalmente, haja três bobinas para cada subconjunto de bobinas, contrariamente à única bo- bina por subconjunto de bobinas mostrado na figura 5.

Dotar um ou mais dos subconjuntos de bobinas de menos ener- gia tem ainda a vantagem de que, no caso de uma falha de um dos subcon- juntos de bobinas, outros subconjuntos de bobinas no motor 40 podem ser dotados de menos energia, resultando em uma operação contínua do motor 40, de um modo que mantém um perfil de campo magnético equilibrado em torno da periferia do motor para uma operação de fases múltiplas apropria- da. Em contraste, em sistemas anteriores, que envolvem interligação em série das bobinas dos subconjuntos de bobinas, uma falha nas bobinas ou interligações associadas a qualquer bobina determinada, tem a probabilida- de de ser catastrófica e altamente perigosa, em vista das correntes grandes envolvidas. Além disso, uma falha em qualquer ponto dentro das bobinas ou interligações entre as bobinas de um determinado conjunto de bobinas resul- ta no fato de o motor não ser capaz de funcionar de modo algum.

Em resumo, o controle de energia individual para os subconjun- tos de bobinas de acordo com uma modalidade desta invenção permite dotar subconjuntos de bobinas selecionados de mais energia e/ou menos energia, a fim de reagir a diferentes exigências de dotação de energia e/ou defeitos ou falhas dentro dos subconjuntos de bobinas. Circuito de Controle

A figura 10 mostra um exemplo de um dispositivo de controle 80 de acordo com uma modalidade desta invenção. Tal como descrito acima, o dispositivo de controle 80 inclui diversas chaves, que podem compreender, tipicamente, um ou mais dispositivos semicondutores. O dispositivo de con- trole 80 mostrado na figura 10 inclui uma placa de circuito impresso 82 sobre a qual estão montados diversos componentes. A placa de circuito 82 inclui meios para fixar o dispositivo de controle 80 dentro do motor, por exemplo, adjacente ao subconjunto de bobinas que ela controla - diretamente na pla- ca de refrigeração. No exemplo ilustrado, esses meios incluem aberturas 84, através das quais parafusos ou similares podem passar. Nesse exemplo, a placa de circuito impresso está, substancialmente, em formato de cunha. Esse formato possibilita que múltiplos dispositivos de controle 80 sejam loca- lizados adjacentes um ao outro dentro do motor, formando uma disposição semelhante a leque. Montados na placa de circuito impresso 82 do dispositivo de controle 80 podem estar previstos terminais 86 para receber fios para enviar e receber sinais 92 de um dispositivo de controle, tal como descrito abaixo.

No exemplo mostrado na figura 10, o dispositivo de controle 80 inclui diversas chaves 88. As chaves podem incluir dispositivos semiconduto- res, tais como MOSFETs ou IGBTs. No presente exemplo, as chaves com- preendem IGBTs. Qualquer circuito de distribuição apropriado, conhecido, pode ser usado para controlar a corrente dentro das bobinas do subconjunto de bobinas associado ao dispositivo de controle 80. Um exemplo bem co- nhecido desse circuito de distribuição é o circuito de ponte em H. Esse cir- cuito requer quatro dispositivos de distribuição, tais como os mostrados na figura 10. Os fios (por exemplo, fios de cobre) dos subconjuntos de bobinas podem ser ligados diretamente nos dispositivos de distribuição 88, conforme conveniente, e interligações entre os dispositivo de distribuição 88 podem ser formados na placa de circuito impresso 82. Como os dispositivos de dis- tribuição 88 podem ser localizados adjacentes aos subconjuntos de bobinas, tal como descrito acima, a terminação dos fios dos subconjuntos de bobinas nos dispositivo de distribuição 88 é tornada mais fácil.

Tal como mostrado na figura 11, o dispositivo de controle inclui chaves semicondutoras dispostas em uma disposição de ponte em Η. A pon- te em H, naturalmente, é conhecida dos que são versados na técnica e compreende quatro chaves semicondutoras 88 separadas, ligadas a um a- bastecimento de voltagem (aqui, 300 volts) e à terra. As bobinas de cada subconjunto de bobinas estão ligadas sobre os terminais 81 e 83. Aqui, uma sub-bobina 44 é mostrada ligada sobre os terminais. Simplificadamente, pa- ra operar o motor e fornecer uma voltagem em uma direção, as chaves 88A e 88D são fechadas e a outra chave é deixada aberta, de modo que é feito um circuito com corrente em uma direção. Para operar o motor, essa direção de corrente é mudada em harmonia com a polaridade magnética alternada, que passa pela bobina. Para mudar a direção de rotação do motor, a regula- gem e a polaridade do fluxo de corrente na bobina é mudado, para causar as forças resultantes na direção oposta. A direção do fluxo de corrente na bobi- na é invertida quando as chaves 88B e 88C são fechadas e as outras duas chaves são deixadas abertas. Na prática, a técnica de modulação de largura de pulso é usada para modular a largura de pulso do sinal aplicada à porta das chaves semicondutoras para controlar a voltagem aplicada às bobinas. A disposição de freio opera de um modo não conhecido na técnica anterior e é descrita depois de descrever a disposição de controle total.

Tal como mostrado na figura 12, um dispositivo de controle co- mum 92 pode ser usado para coordenar as operações dos múltiplos disposi- tivos de controle 80 previstos no motor. Em motores anteriores, nos quais a sincronização dos campos magnéticos produzidos pelas bobinas de cada subconjunto de bobinas é obtida automaticamente, em virtude do fato de que estão ligados em série. Mas, quando controle de energia separado está pre- visto para cada subconjunto de bobinas, uma sincronização automática des- se tipo não ocorre. Consequentemente, de acordo com uma modalidade desta invenção, um dispositivo de controle comum 92, tal como o mostrado na figura 12, pode estar previsto, para garantir simular um sistema polifásico, que incorpora bobinas ligadas em série. Tal como descrito acima com rela- ção à figura 11, terminais 86 podem estar previstos nos dispositivos de con- trole 80 múltiplos, para possibilitar a formação de interligações 90 entre os dispositivos de controle múltiplos (80) e o dispositivo de controle comum 92.

As interligações 90 podem passar sinais entre o dispositivo de controle comum 92 e os dispositivos de controle 80, tais como sinais de re- gulagem/sincronização, para simulação apropriada de um sistema polifásico ligado em série.

Em uma modalidade alternativa, cada unidade de controle pode operar independentemente, sem a necessidade de um dispositivo de contro- le central. Por exemplo, cada unidade de controle pode ter sensores inde- pendentes, para detectar uma posição de um rotor do motor, que dispensa a necessidade de obter sinais de sincronização do tipo descrito acima. Ao in- vés disso, cada unidade de controle recebe um sinal de solicitação, capaci- tando a mesma a controlar a voltagem aplicada a suas bobinas associadas, em isolamento. Enfatiza-se que a modalidade preferida não necessita de ne- nhuma forma de dispositivo de controle central para a operação de cada ro- da que incorpora um motor. De preferência, cada motor é independente, e dentro de cada motor, os circuitos de controle 80 são independentes e não dependem de nada além de um sinal de solicitação de torque para operar. Isso significa que os elementos são capazes de continuar a funcionar e de fornecer níveis de torque solicitados, independentemente de quaisquer ou- tras falhas dentro do sistema de comando total. Em um sistema que incorpo- ra uma pluralidade de rodas, cada qual com um motor, cada motor incorpora toda a inteligência necessária para controlar suas ações. Cada motor enten- de sua posição no veículo e controle suas ações de modo correspondente. De preferência, cada motor está ainda dotado de informações referentes aos outros motores, tais como a velocidade, torque e condições, e com base no conhecimento de cada motor de sua posição no veículo e do estado e condi- ções dos outros motores pode determinar o nível ótimo de torque que deve aplicar para um determinado torque solicitado. Mesmo sem essa outra in- formação, no entanto, o motor pode continuar a responder a um torque soli- citado.

Outros sinais de controle, tais como sinais de controle de au- mentar energia/reduzir energia, também podem ser enviados/recebidos por meio das interligações. Esses sinais também podem incluir sinais para ajus- tar/definir os pulsos de voltagem aplicados pelo dispositivo de controle 80 às bobonas de seu subconjunto de bobinas associado para fornecer energia para o motor.

Por exemplo, de acordo com uma modalidade desta invenção,

méis podem ser previstos para monitorar um EMF de fundo dentro da bobina ou bobinas de um subconjunto de bobinas. A tarefa de simular um motor com subconjuntos de bobinas ligados em série, tal como descrito acima, é complicado, em virtude do EMF de fundo associado ao motor. Em um siste- ma ligado em série, os EMFs de fundo também estão em série e isso dá ori- gem a um perfil de fundo EMF de fundo de onda senoidal uniforme. Conse- quentemente, em uma configuração em série o EMF de fundo senoidal mi- nimiza a largura de banda necessária para os dispositivos eletrônicos de comando, ao controlar a corrente nas bobinas.

Em contraste, o número reduzido de subconjuntos de bobinas ligados em série de acordo com uma modalidade desta invenção pode resul- tar em um EMF de fundo não senoidal. Consequentemente, um sistema de controle mais ágil é desejável, a fim de garantir que as correntes nas bobi- nas permaneçam senoidais.

De acordo com uma modalidade desta invenção, uma compen- sação praticamente instantânea pode ser obtida para EMF de fundo e, além disso, fazer ajustes para quaisquer variações em uma voltagem de abaste- cimento de dc de sistema. Os meios para medir o EMF de fundo pode incluir um dispositivo de detecção de corrente, instalado para fornecer feedback da corrente efetiva que corre na bobina ou bobinas de cada subconjunto de bo- binas. Em um exemplo, pode ser usado um simples resistor em série de va- Ior apropriadamente baixo, em série com os dispositivos de distribuição. Por exemplo, em uma modalidade, dois resístores podem estar previstos em um emissor de fundo de um estágio de energia de ponte em Ή".

Como o EMF de fundo muda com o ângulo do rotor e a veloci- dade do rotor, isso resulta em uma mudança na razão de mudança da cor- rente na bobina. Essa razão de mudança da corrente pode ser detectada sobre um resistor ou outro dispositivo de detecção de corrente como uma mudança de voltagem. Essa mudança pode depois ser diferenciada para produzir um voltagem que é proporcional ao EMF de fundo.

De modo similar, a voltagem de abastecimento pode ser aplica- da a um capacitor no início de cada período de PWM. A rampa de voltagem resultante pode ser adicionada ao sinal de EMF de fundo e combinada como um termo de avanço de alimentação para modificar o período de PWM de corrente para cima ou para baixo. Desse modo, tanto variação de abasteci- mento como de EMF de fundo como um termo de avanço de alimentação para modificar o período de PWM de corrente para cima ou para baixo. Des- se modo, a variação de abastecimento como mudanças de EMF fundo, substancialmente, ajustam instantaneamente o período de PWM e, portanto, a voltagem aplicada à bobina, resultando em um ajustamento rápido de cor- rente de bobina para acompanhar o valor solicitado.

Em um outro exemplo, pode estar prevista uma bobina de de- tecção. Bobinas de detecção podem ser previstas, por exemplo, em torno de um subconjunto de dentes de bobina do tipo descrito abaixo. A bobina de detecção pode depois ser monitorada em momentos apropriados com rela- ção à voltagem de EMF de fundo. Isso, por sua vez, pode ser usado de mo- do similar ao descrito acima para alimentar um termo para ajustar o período de PWM no meio do ciclo, em resposta ao tamanho do EMF de fundo. Em modalidades, onde cada módulo de comando gera seu pró-

prio sinal de PWM, a correção de EMF de fundo pode, desse modo, ocorrer de um modo que não está sincronizado com outros módulos resultando em um espectro de dispersão aleatória distribuído. Alternativamente, os disposi- tivos de controle podem ter seus geradores de PWM sincronizados por um dispositivo fora da placa, tal como o dispositivo de controle comum 92.

O dispositivo de controle também pode incluir, opcionalmente, meios para monitorar uma temperatura dentro do motor, por exemplo, dentro do subconjunto de bobinas associada àquele dispositivo de controle 80. O dispositivo de controle pode ser configurado automaticamente para respon- der à medição de temperatura para, por exemplo, reduzir energia para o subconjunto de bobinas para evitar superaquecimento. Alternativamente, a medição de temperatura pode ser passada para o dispositivo de controle comum 92 de cada dispositivo de controle 80, sendo que o dispositivo de controle comum 92 pode monitorar a temperatura total dentro do motor e ajustar a operação dos dispositivos de controle 80 de acordo. Redução de Ruído

De acordo com uma modalidade da invenção, ruído de EMI pode ser reduzido prevendo ligação alternada das chaves dentro de cada disposi- tivo de controle 80. Incluindo um ligeiro retardamento entre a ligação dos diversos dispositivos de distribuição no motor, pode ser evitada uma situa- ção, na qual um grande número de ocorrências de ligação ocorre em uma curta quantidade de tempo, levando a um pico em ruído de EMI. Desse mo- do, a alternância da ligação dentro das chaves 88 dos dispositivos de contro- le 80 pode dispersar o ruído de EMI associado às ocorrências de ligação durante a operação do motor sobre um período de tempo mais amplo, desse modo, evitando um pico de ruído de EMI. Esse tipo de dispersão das ocor- rências de ligação pode ser coordenado localmente nos dispositivos de con- trole 80 individuais ou, alternativamente, pode ser coordenado pelo dispositi- vo de controle comum 92, usando sinais de regulagem ajustados enviados por meio das interligações 90. Abastecimento de energia Embora os dispositivos de controle 80 descrito neste pedido

possam proporcionar controle de energia individual para as bobinas de cada subconjunto de bobinas em um motor, e embora isso possa ser obtido suan- do diversos tipos e disposições de distribuição, as células do sistema de dis- positivo de controle podem ser acopladas a uma fonte de energia comum, tal como um abastecimento de energia de DC. Uma disposição particularmente útil para o abastecimento de energia de DC é prever uma barra de caminho circular. Como os circuitos de controle 80 estão dispostos em um anel, a a- limentação de energia de DC também pode estar disposta como um anel. Isso oferece maior segurança pelo fato de que há um caminho de corrente em torno de cada lado do anel (do mesmo modo como uma linha de abaste- cimento principal doméstica) e, desse modo, uma interrupção do abasteci- mento de DC em um ponto não impede a energia de chegar aos circuitos de controle. Além disso, como a corrente pode correr do abastecimento de e- nergia da fonte para cada circuito de controle por dois caminhos através da barra de caminho circular, a solicitação de corrente sobre a barra de cami- nho é dividida pela metade. Disposição de Frenagem

Diversas das características já descritas proporcionam uma van- tagem significativa quando executadas em um motor dentro de uma roda de veículo, oferecendo um mecanismo seguro para aplicar uma força de frena- gem e, desse modo, evitar a necessidade de uma disposição de frenagem mecânica separada. O próprio motor pode fornecer a força de frenagem e, com isso, devolver energia ao abastecimento de energia, de modo que essa disposição pode ser designada como frenagem "regenerativa". Ao operar nesse modo, o motor está funcionando como um gerador.

A disposição de frenagem faz uso da considerável redundância incorporada no conjunto de motor como um todo. O fato de que cada sub- conjunto de bobinas 44 separado, mostrado nas figuras 7 e 8, é controlado independentemente por um circuito de distribuição 80, significa que um ou mais dos circuitos de distribuição podem falhar, sem resultar em uma perda total de força de frenagem. Da mesma maneira como motor é capaz de ope- rar uma energia reduzida ao fornecer uma força de comando, ligando inten- cionalmente alguns dos circuitos de distribuição para serem inoperáveis, o motor pode operar com uma ligeira redução em força de frenagem se um ou mais dos circuitos de distribuição falharem. Essa redundância é inerente no modelo já descrito, mas torna o motor uma disposição muito eficiente para uso em um veículo, uma vez que ele pode substituir tanto a disposição de comando como a de frenagem.

Uma outra razão pela qual o conjunto de motor pode proporcio- nar uma disposição de frenagem eficiente está relacionada ao manejo de energia. Tal como já mencionado, o uso de múltiplas bobinas controladas independentemente significa que a corrente através de cada bobina, ao ope- rar em um modo generativo, não precisa ser tão alta quando a corrente atra- vés de uma disposição equivalente com menos fases. Portanto, é mais sim- ples fornecer a energia gerada pelas bobinas de volta à fonte de energia.

Para garantir uma operação segura da disposição de frenagem, mesmo no caso de uma falha da fonte de energia, o circuito 80 para cada subconjunto de bobinas individual, por sua vez, recebe energia de um abas- tecimento de eletricidade derivado da própria roda. Quando a roda gira, ela gera uma corrente quando os ímãs passam pelas bobinas. Se o abasteci- mento de energia falhar, a corrente é usada para fornecer energia para as chaves 80.

Uma outra medida de redundância está em prever sensores físi- cos separados, ligados no pedal de freio (ou outra disposição de freio mecâ- nica) do veículo, um sensor para cada roda. Por exemplo, em um carro de quatro rodas típico, quatro disposições de sensor de freio separadas são fisicamente ligadas ao pedal de freio com quatro cabos separados que se- guem para os quatro motores separados. Consequentemente, um ou mais desses sensores elétricos separados ligados ao pedal de freio mecânico ou, então, os cabos separados podem falhar e ainda uma ou mais das rodas é controlada para operar uma força de frenagem. Em virtude da capacidade de as unidades de controle se comunicarem umas com as outras, característi- cas de software possibilitam que a falha de qualquer sensor ou de seu cabo não tenha nenhum efeito sobre a operação do motor. Isso é obtido pelo fato de que cada motor é capaz de arbitrar as informações do sensor e usar os dados do sensor dos outros motores se os dados de seu sensores forem diferentes dos outros três sensores.

Ainda uma outra medida de redundância é o uso de um chama- do resistor de despejo. No caso de falha do abastecimento de energia, a e- nergia gerada pela roda, ao fornecer uma força de frenagem, precisa ser dissipada. Para fazer isso, uma resistência está prevista, através da qual a energia elétrica gerada pela roda pode ser dissipada como calor. O uso do modelo de fases múltiplas, com distribuição elétrica separada de cada sub- conjunto possibilita o uso de resistência distribuída, de modo que cada sub- conjunto pode dissipar sua energia sobre uma resistência, e a resistência de despejo como um todo pode, portanto, ser distribuída em torno da roda. Isso garante que o calor gerado desse modo pode ser dissipado uniformemente através da massa da roda e da disposição de refrigeração. Com referência, novamente, à figura 14, o modo de operação da

chave 80 para cada subconjunto de bobinas é o seguinte, quando em um modo de frenagem. As chaves superiores 88A e 88B são abertas e a chave 88C é operada em um modo de PWM ligado/desligado, para controlar a vol- tagem gerada pela bobina. Quando o ímã passa pelo subconjunto de bobi- nas 44, a voltagem no ponto de conexão 83 sobe. Quando a chave 88C é então aberta, como parte do processo de PWM, a voltagem no ponto 83 so- be, para manter a corrente da bobina e, desse modo, energia é devolvida ao abastecimento de energia (por meio do diodo sobre a chave 88B). Essa dis- posição usa eficientemente as bobinas do próprio motor como indutor em uma forma de reforço de carga do conversor de DC para DC. A ligação dos controles no circuito de ponte em H controla a voltagem de DC1 que é forne- cida de volta à fonte de energia.

A estratégia de ligação do conversor de DC/DC do tipo de refor- ço de carga usada para frenagem regenerativa tem uma outra vantagem especial pelo fato de que ela reduz a carga de bateria. Em sistemas conhe- cidos, o modo regenerativo opera ligando as chaves superiores para forne- cera bateria volts em série com a bobina de motor e seu EMF de fundo. Isso requer que a corrente seja estabelecida através da bateria. Portanto, mesmo que a bobina esteja gerando, ela esvazia o estado de carga da bateria em virtude de sua corrente ter de correr através da bateria na direção de des- carga. Usando a disposição de conversor de DC para DC descrita acima, a bobina estabelece sua corrente localmente por um curto circuito eficiente sobre a bobina, criado pelas chaves inferiores. Quando a corrente gerada é estabelecida, ela é depois guiada de volta para a bateria na direção de car- ga. Desse modo, enquanto os dois regimes coletam a energia transitória quando a chave inferior é desligada na seqüência de PWM normal, o siste- ma convencional consome corrente de bateria, enquanto estabelece o fluxo de corrente gerado, enquanto a disposição aqui descrita não consome cor- rente da bateria.

Quando a voltagem gerada pela bobina cai abaixo de, digamos, quatro volts, a corrente não pode mais fluir, devido à queda de voltagem so- bre as chaves ou diodos usados dentro do circuito de ponte em H. Na moda- lidade, um voltagem de aproximadamente 1,75 volts por milha por hora é gerada e, desse modo, a situação ocorre a velocidades abaixo de 3 milhas por hora. Nessa velocidade, a estratégia de ligação muda para uma forma de tomada de corrente de DC. Na tomada de corrente de DC, a fase de to- das as voltagens está disposta para ser igual. Essa fase comum de todas as voltagens resulta na remoção da força de rotação e na aplicação de uma força estática. A força estática tenta reter o rotor em uma posição. Desse modo, controle de PWM normal é usado, mas com cada subconjunto de bo- binas tendo sua voltagem aplicada em fase com todas as outras. Esse modo de operação de DC é particularmente vantajoso a baixas velocidades, uma vez que ele garante uma parada segura do veículo. Quando o veículo che- gou a uma parada total, o veículo permanece parado, uma vez que qualquer movimento do rotor é resistido pelo campo estático. Desse modo, não há risco de o motor mover-se acidentalmente para frente ou para trás.

A disposição de resistor de despejo já descrita também pode ser usada no caso de a bateria estar simplesmente cheia e energia precisar ser dissipada na frenagem. Se a voltagem sobre o abastecimento passar acima de um determinado limiar, então a energia pode ser comutada para o resis- tor de despejo.

Modalidades desta invenção podem proporcionar um motor ou gerador altamente confiável, pelo menos em parte, devido à separação do controle de energia para os subconjuntos de bobinas, tal como descrito aci- ma. Consequentemente, um motor ou gerador de acordo com esta invenção é particularmente apropriado para aplicações, nas quais é necessário um alto grau de confiabilidade.

Uma outra característica de segurança, particularmente vantajo- sa quando incorporada em um veículo, é que o motor pode fornecer energia não apenas para as chaves dentro do motor, mas também para aspectos remotos de um sistema total, inclusive um processador controlador principal, mostrado como dispositivo de controle comum 92, na figura 12, e para ou- tros sensores, tal como o sensor de pedal de freio. Desse modo, mesmo se houver uma falha total de abastecimento de energia dentro do veículo, a dis- posição de frenagem ainda consegue operar.

Por exemplo, aplicações tais como turbinas de vento dependem para seu sucesso e levantamento de custo e confiabilidade. Sistema de tur- bina típicos funcionam por 25 anos e, idealmente, requerem um mínimo de tempo de manutenção de serviço para manutenção/paralisação etc. Incorpo- rando os dispositivos eletrônicos de comando em uma forma compacta, com enrolamentos compactos, tal como pode ser obtido de acordo com uma mo- dalidade desta invenção, o custo do sistema total pode ser minimizado. De acordo com uma modalidade desta invenção, controle de energia indepen- dentes dos subconjuntos de bobinas pode possibilitar a operação contínua, mesmo sob falha parcial do sistema.

Particularmente, turbinas de eixo vertical, que recentemente vem

crescendo em popularidade devido à operação eficiente, podem beneficiar- se com a incorporação de um motor de acordo com esta invenção. Isso se deve à alta relação de energia para peso que pode ser obtida, que possibilita massa de cabeça mais baixa e, portanto menos custo para a colu- na/estrutura de suporte.

Aviões marinhos militares e sistemas de comando baseados em terra todos são atualmente menos confiáveis do que seria desejável, devido à dependência da confiabilidade de um único dispositivo em topologias de ponte trifásicas, clássicas. Novamente, usando um motor de acordo com uma modalidade desta invenção, a confiabilidade desses veículos pode ser aperfeiçoada.

Fica claro da descrição acima que motores elétricos geralmente incluem uma disposição complexa de interligações e enrolamentos. Tal co- mo descrito acima, a produção de um motor elétrico, que incorpora essas características, é um processo laborioso e requer dispêndio de tempo. O tempo e o esforço que são necessários para construir um motor elétrico ge- ralmente são exacerbados pelo uso de, por exemplo, fio de cobre para os enrolamentos e interligações. Fio desse tipo freqüentemente é relativamente grosso (para poder manejar correntes altas) e é difícil de evitar durante a construção do motor, novamente à dificuldade para manipular o fio. Acesso às partes importantes de um motor para instalar os enrolamentos e interliga- ções freqüentemente é limitado e inibido por outros componentes do motor. Montagem das Bobinas

As figuras 13 a 18 mostram esquematicamente um exemplo de um sistema de montagem de bobina para um motor elétrico ou, na verdade, para um gerador elétrico, que possibilita uma construção e montagem mais fáceis de um motor. Tal como mostrado na figura 15, o sistema de monta- gem de bobinas inclui uma parte posterior 150 e uma pluralidade de dentes de bobina 100, que estão intercalados em torno de uma periferia de uma parte de montagem de bobina 150. Os dentes estão posicionados de modo que possam receber os enrolamentos das bobinas de motor para produzir o motor de N fases desejado. A disposição de dentes mostrada na figura 11, por exemplo, pode ser usada para construir um motor elétrico trifásico do tipo descrito acima.

Os dentes de bobina 100 são mostrados em mais detalhes nas figuras 13 e 14. A figura 13 mostra uma vista frontal de um dente de bobina e a figura 14 mostra uma vista lateral do dente de bobina. O dente 100 inclui um braço alongado 102 para receber, para enrolamento, uma bobina do mo- tor elétrico. Um flange 104 pode ser previsto em uma extremidade do braço alongado 102 do dente de bobina 100, para evitar desenrolamento involuntá- rio da bobina do dente de bobina, depois de ter sido enrolada no mesmo. De acordo com uma modalidade da invenção, cada dente de

bobina é recebido para ligação na parte posterior 150. Consequentemente, cada dente de bobina pode incluir meios para ligar o dente de bobina 100 na parte posterior 150. No exemplo mostrado nas figuras 9 e 10, esses meios incluem dois dedos alongados 106. Esses dentes estendem-se de uma ex- trem idade do braço alongado 102, oposta ao flange 104, em uma configura- ção geralmente em formado de V. Tal como é descrito abaixo, a parte poste- rior 150 pode ter partes modeladas correspondentemente para receber es- ses dedos para ligação do dente de bobina 102 na parte posterior 150.

As figuras 16 e 17 mostram a parte posterior e um dente de bo- bina recebido em maiores detalhes. Nos exemplos mostrados nas figuras 16 a 17, a parte posterior é constituída de uma pluralidade de partes posteriores 150 menores, que estão unidas umas às outras.

A figura 16 mostra um único dente de bobina 100 recebido para ligação na parte posterior 150.Tal como mostrado na figura 16, a parte pos- terior 150 pode incluir uma pluralidade de aberturas 126 para receber carac- terísticas modeladas correspondentemente do dente de bobina 100, tais co- mo os dedos 106 em formato de V mencionados acima, para possibilitar Ii- gação do dente 100 na parte posterior 150.

A figura 16 mostra um exemplo de como o fio de uma bobina de motor pode ser recebida para enrolamento em torno do braço alongado 102 do dente de bobina 100 e terminado nos terminais 142. O terminal pode compreender, por exemplo, os terminais de um dispositivo de controle do tipo descrito acima. Como o dente 100 é recebido para ligação na parte pos- terior 150, os enrolamentos da bobina podem ser recebidos pelo dente de bobina 100 em um estágio de produção, antes da ligação do dente 100 e da parte posterior 150. Isso possibilita que o processo de enrolamento seja rea- Iizado afastado do restante dos componentes do motor, de modo que não podem inibir o processo de enrolamento. Consequentemente, acesso fácil ao braço alongado 102 pode ser obtido, enquanto o dente 100 está separa- do da parte posterior 150, e a bobina pode ser enrolada com risco mínimo para o isolamento elétrico previsto na mesma. Isso possibilita que sejam u- sados fios com menos material de instalação elétrica, o que, por sua vez, possibilita uma melhor dissipação de calor por comprimento unitário da bobi- na. Isso, por sua vez, possibilita que o limite de energia do motor, que com- preende o sistema de montagem de bobinas, seja maximizado.

O sistema de montagem de bobinas descrito no presente pode ser usado em conjunto com motores elétricos que usam subconjuntos de bobinas ligados em série, tais como descritos em relação à figura 1. Nesses exemplos, a construção do motor elétrico pode incluir pegar um único peda- ço de fio e enrolar o mesmo em torno de uma pluralidade de dentes de bobi- na, afastados da parte posterior, deixando um comprimento de fio entra cada dente para proporcionar as interligações em série apropriadas. Quando isso tiver sido feito, o dente de bobina pode então ser ligado na parte posterior nas posições apropriadas.

O sistema de montagem de bobinas descrito no presente é a- propriado, particularmente, no entanto, para um motor, no qual os subcon- juntos de bobinas são controlados individualmente. Isso se deve ao fato de que controles individuais requerem de terminação separada do dente de bo- bina de cada subconjunto de bobinas, sendo que não é necessário julgar o comprimento apropriado da pluralidade de interligações em série entre cada subconjunto de bobinas, ao enrolar os fios em torno do dente de bobina, a- fastado da parte posterior. Ao invés disso, uma pluralidade de dentes de bo- bina e enrolamentos associados podem ser produzidos em um primeiro pas- so e, depois, esses dentes de bobina simplesmente podem ser dispostos, tais como desejados, na parte posterior 150.

Tal como descrito acima, pode haver mais de uma bobina por subconjunto de bobinas. A figura 17 mostra que o presente sistema de mon- tagem de bobinas também é compatível com esses subconjuntos de bobi- nas. Particularmente, a figura 17 mostra um exemplo de como três dentes de bobina 100 podem ser enrolados e dispostos para formar as bobinas de um subconjunto de bobinas de acordo com o presente sistema de montagem de bobinas. A disposição dos enrolamentos mostrada na figura 17 corresponde à disposição das bobinas mostrada na figura 8, tal como descrito acima. Outros detalhes da parte posterior 150 são descritos agora em

relação à figura 18. A parte posterior 150 mostrada nas figuras é substanci- almente arqueada. Isso possibilita que uma pluralidade de partes posteriores sejam interligadas para formar uma parte posterior maior, circular, desse modo, construir um motor circular. As partes posteriores 150 são interligá- veis para formar a parte posterior maior. No exemplo mostrado na figura 18, as parles posteriores podem ser interligadas usando características do dente de bobina 100. Particularmente, pode ser visto que o dente de bobina 100 mostrado na figura 18 une duas partes posteriores 150 uma à outra, com um de seus dedos 106 recebido na abertura receptora 126 de cada uma das partes posteriores 150. Em outros exemplos, podem estar previstos meios alternativos para interligar as partes posteriores. Também é considerado que possa ser prevista uma parte posterior 150 circular com uma construção em uma peça.

Quando partes posteriores 150 múltiplas são interligadas para formar uma parte posterior maior, por meio de um dos dentes de bobina 100, deve ser observado que a união entre partes posteriores 150 adjacentes es- tendem-se de modo substancialmente paralelo ao campo magnético produ- zido por uma botina recebida para enrolamento no dente de bobina 100, sendo que a união não interfere substancialmente com o campo magnético produzido pela bobina.

Tal como mostrado na figura 18, partes elevadas 128 podem estar previstas na periferia da parte posterior 150 para adaptar-se ao formato do dente de bobina.

A parte posterior 150 também pode ser dotada de características para ajudar na dissipação de calor. No presente exemplo, a parte posterior 150 está dotada de partes recortadas 130. Essas partes recortadas servem para dar uma construção mais para a parte posterior 150, que é tipicamente construída de aço ou outro metal. De acordo com uma modalidade desta invenção, um ou mais pinos 134, que podem ser produzidos, por exemplo, de alumínio, podem ser inseridos nas partes recortadas para 130 proporcio- nar um contato térmico aperfeiçoado entre a parte posterior 150 e outro componente do motor, tal como o estator.

Tal como mostrado na figura 18, a parte posterior 150 pode ter uma construção laminada, que compreende uma pluralidade de camadas 115. A parte posterior pode ser produzida usando um processo de estampa- gem, no qual a pluralidade de camadas 115 é estampada de acordo com o formato e configuração desejados da parte posterior, empilhadas umas com as outras, tal como mostrado na figura 18, e depois unidas para formar a parte posterior 150.

Esse sistema de montagem de bobinas compreende uma plura- lidade de partes posteriores 150 interligadas possibilita que um processo de estampagem seja usado para construir os dentes e/ou partes posteriores 150 usando uma construção laminada. Isso se deve ao fato de que relativa- mente pouco material é perdido ou desperdiçado durante o processo de es- tampagem, contrariamente ao caso onde uma parte posterior, que compre- ende uma construção laminada de uma única peça, sem interligações 126, é estampada.

Tal como descrito acima, uma pluralidade de partes posteriores 150 pode ser interligada para forma uma parte posterior maior. Além disso, uma pluralidade de camadas dessas partes posteriores interligadas pode ser empilhada, para formar uma parte posterior ainda maior. Exemplos disso são mostrados nas figuras 19 e 20. As figuras 19 e 20 mostram uma vista lateral das partes posteriores empilhadas e suas uniões 126 correspondentes. Tal como é mostrado nas figuras 19 e 20, as uniões 126 podem ser alternadas em diversas configurações diferentes, de modo que camadas adjacentes de partes posteriores 150 interligadas não têm interligações 126 que coincidem uma com a outra verticalmente. Isso serve para aumentar a resistência da parte posterior maior, que compreende as partes posteriores 150 interliga- das, empilhadas.

Uma vantagem de usar um grande número de bobinas, em con- junto com a disposição mostrada nas figuras 13 a 17, refere-se à espessura da parte de ferro posterior 150, necessária para uma determinada aplicação. Tipicamente, a espessura da parte posterior 150 é, aproximadamente, um quarto a um meio da largura do ímã, para combinar com o fluxo magnético. Menos bobinas necessitariam de ímãs maiores e, portanto, mais massa de ferro, levando a um modelo de motor mais pesado. Usando um grande nú- mero de bobinas separadas, a espessura da parte de ferro posterior 150 po- de ser reduzida. A espessura do ferro que sustenta os ímãs no rotor também pode ser reduzida. É importante que a espessura do rotor, como um todo, possa ser a mais fina possível, de modo a aplicar a força entre as bobinas e os ímãs tão próxima quanto possível do aro externo, desse modo aumenta- do o momento rotativo previsto. Disposição de Vedação As figuras 3 e 4 mostram diversas vistas de um exemplo de um

motor de acordo com uma modalidade desta invenção, e o mecanismo para vedar o espaço é descrito agora. As figuras 3 e 4 mostram, em cada caso, uma vista frontal e uma vista traseira do motor 210. O motor 210 nesse e- xemplo inclui uma carcaça, que tem uma parte dianteira 220 e uma parte traseira 230. Na figura 3, a parte traseira 230 e uma outra parte de cobertura foram removidos para exibir o conteúdo da carcaça.

Nesse exemplo, o motor 210 inclui um rotor 240, que gira em relação ao estator 252, que pode ficar estacionário durante a operação do motor 210. Nesse exemplo, o rotor 240 inclui uma pluralidade de ímãs per- manentes 242, que estão dispostos em um círculo dentro do rotor, substan- cialmente circular. Tal como descrito acima, os campos magnéticos rotativos formados dentro do motor 210 podem gerar as forças atrativas e repulsivas necessárias para produzir o movimento rotativo do rotor 240.

O estator 252 pode incluir uma disposição de conjuntos de bobi- nas, tais como descritos acima. Particularmente, no presente exemplo, as bobinas estão dispostas em subconjuntos de bobinas, cada um dos quais é controlado individualmente por um dispositivo de controle correspondente 280. Esses dispositivos de controle 80 são visíveis na figura 3. Abaixo da parte frontal 220, uma pluralidade de placas pode estar prevista para prote- ger os componentes dos dispositivos de controle 280 do motor 210. Tal co- mo descrito acima com relação à figura 7, esses componentes podem incluir um ou mais dispositivos semicondutores, tais como MOSFETs ou IGBTs. No presente exemplo, IGBTs estão montados sobre uma placa de circuito im- presso 82 tal como mostrado na figura 10. Nesse exemplo, há quatro IGBTs 88 por dispositivo de controle 80.

Cada dispositivo de controle 80 pode controlar as bobinas de um respectivo subconjunto de bobinas, tal como descrito acima. No presente exemplo, o estator 252 inclui uma pluralidade de dentes de bobina 200, que estão montados em uma parte posterior 250. Os dentes de bobina 200 e a parte posterior 250 podem ser do tipo descrito acima, por exemplo, em rela- ção às figuras 13 a 20. Voltando à figura 3, pode ser visto que a parte dianteira 220 da

carcaça do motor está dotada de uma primeira e segunda portinhola 222. Essas portinholas 222 possibilitam acesso aos dispositivos de controle 80 do motor 210 para fins de instalação, manutenção e/ou reparo. Meios, tais co- mo parafusos, podem estar previstos para possibilitar que coberturas das portinholas 222 sejam ligadas de modo removível na parte dianteira 220. Se a parte dianteira 220 da carcaça do motor for girada em relação ao estator 252 e os diversos dispositivos de controle 80, pode ser obtido acesso à pia- ca apropriada de um dispositivo de controle 280 desejado. A placa pode en- tão ser removida, para possibilitar acesso ao dispositivo de controle 80 em si. Desse modo, os dispositivos de controle 80 podem ser submetidos a ma- nutenção/reparo etc., sem ter de remover completamente a parte dianteira 220 do motor 210.

A figura 21 mostra uma outra parte da disposição de vedação, pela qual é impedida a entrada de material na carcaça do conjunto de motor. A mesma mostra uma parte ampliada da parede de estator 230 e parede circunferencial 221 do rotor no ponto no qual se encontram. Uma pequena abertura de ar existe, necessariamente, entre a parede de rotor e a parede de estator para permitir a rotação de uma em relação à outra. Essa abertura é preenchida com uma vedação em V 350, tal como mostrado nas figuras 3 e 4 e mostrado em maiores detalhes na figura 21. A vedação está fixada na parede circunferencial em uma da carcaça do rotor e uma extremidade livre da vedação está em contato com a parede 230 da carcaça do estator. Quando o rotor gira com velocidade crescente, a extremidade livre da veda- ção é levada a defletir-se, devido à força centrífuga, para fora da parede 230 do estator, desse modo minimizando o desgaste da vedação 350. A entrada de sujeira ou outros materiais na carcaça é impedida pela força centrífuga causada pela rotação do rotor. Além disso, isso é auxiliado por uma corrente de ar deixada passar por um pequeno furo 351 na parede do estator. Isso permite uma corrente de ar do pequeno furo sobre a face interior da parede de estator 230 e para fora, através do vão apresentado pela vedação defleti- da 350, desse modo garantindo que a entrada de sujeira ou outro material seja impedida.

Fica claro do precedente que modalidades da presente invenção são aplicáveis a geradores elétricos, bem como a motores elétricos, em par- te, devido à similaridade estrutural e conceituai entre ambos. Por exemplo, um gerador elétrico pode beneficiar-se da terminação de energia separada das bobinas de um subconjunto de bobinas, tal como descrito acima. Além disso, o sistema de montagem de bobinas, descrito acima, é igualmente a- plicável à construção da disposição de bobinas em um gerador e em um mo- tor.

Controle de Tração

Tal como descrito acima, motores construídos de acordo com uma modalidade desta invenção podem possibilitar um controle de torque altamente sensível. Além disso, de acordo com uma modalidade desta in- venção, cada roda de um veículo pode ter seu próprio motor. Por exemplo, um motor do tipo descrito acima pode ser previsto localmente para cada ro- da.

O uso de motores separados para cada roda de um veículo pode possibilitar uma maior flexibilidade no manejo do controle de tração para o veículo. Além disso, os tempos de resposta curtos para controle de torque proporcionados por um motor de acordo com uma modalidade desta inven- ção podem aumentar essa flexibilidade.

De acordo com uma modalidade desta invenção, cada roda de um veículo pode ser controlada por seu próprio motor e software de coman- do correspondente, desse modo possibilitando a cada motor manejar seu próprio controle de tração. Isso significa que cada motor pode manejar, por exemplo, uma situação de patinagem, independentemente das outras rodas. Além disso, os tempos de resposta rápidos (por exemplo, dentro de um uni- do período de PWM de, por exemplo, 50 με), proporcionados pelas modali- dades desta invenção podem possibilitar um controle complexo do torque aplicado a cada roda, independentemente, para maior eficiência no manejo de uma patinagem.

De acordo com uma modalidade desta invenção, o controle do motor é por um circuito de torque de extensão contínua, de alta velocidade. Isso pode possibilitar que a resposta seja mais uniforme e o agarramento obtido, maior do que um sistema de controle de patinagem modulado meca- nicamente. Os comandos de motor podem ser ligados em rede uns aos ou- tros por uma rede de área de controlador (CAN). Isso pode possibilitar, por exemplo, que informações com relação a ocorrências de patinagem sejam trocadas entre os comandos de motor, para que seja tomada uma ação co- ordenada. Em um exemplo, essas informações incluem dados de acelera- ção, indicadores da aceleração angular de cada roda. Um aumento acentua- do na aceleração angular pode ser interpretado como uma derrapagem da roda ou patinagem da roda.

Consequentemente, uma parte importante do controle de pati- nagem é a detecção do início de uma ocorrência de patinagem. Como um veículo, tal como um automóvel, tem uma massa substancial e uma roda tem uma massa muito menor, um limite superior pode ser posto sobre a ra- zão de mudança da velocidade angular da roda, acima da qual deve ocorrer uma patinagem. Esse limite pode ser predeterminado de acordo com fatores, que incluem os pesos do veículo e das rodas.

De acordo com uma modalidade da invenção, sensores, tais como sensores de ângulo magnético internos podem estar previstos no mo- tor de cada roda ou nas próprias rodas. Esses sensores podem detectar a velocidade angular de cada roda. Tomando uma derivada da velocidade an- guiar determinada pelos sensores, a aceleração angular de cada roda pode ser determinada para determinação de patinagem da roda.

Em outra modalidade, a patinagem da roda pode ser detectada comparando cada velocidade da roda com a de outras rodas.

Tal como descrito acima, a patinagem da roda pode ser detecta- da por detecção de mudanças na velocidade angular de uma roda.

O limite superior para a aceleração de um veículo pode ser defi- nida em termos da potência total de todos os motores (Pmotores) e da massa do veículo (mveículo):

Pmotores = Far. Vve(cu|0+m veículo'Vveículoâveículo (1)

onde vveícUio é a velocidade do veículo e Far é uma medida da resistência do ar encontrada pelo veículo. A equação (1) pode ser reformulada para formar uma expressão para o limite superior da aceleração obtenível pelo veículo:

P -FV.,

a , , 'motores ' ar·" veiculo ÍO\

«veiculo -—- \C·)

™ veículo ' veículo

Usando a equação (2), uma expressão para um limite superior viável na aceleração de uma roda do veículo ar0da pode ser determinada:

d P _P 1/

çj < veiculo _ r motores ar · veículo (3)

^roda ^roda veículo ^veículo ) onde rr0Cia é o raio da roda. Essa expressão pode ser simplificada presumin- do que a resistência do ar seja desprezível (isto é, Far=O): α roda <_-^^- (4)

rroda veículo ^veículo

Para acelerações de roda acima do valor definido na equação (3) ou na equação (4), pode ser concluído que uma patinagem está ocorren- do nessa roda.

A aceleração angular efetiva de uma roda pode ser determinada computando as derivadas de posições angulares das rodas com respeito a tempo.

De acordo com uma modalidade da invenção, isso pode ser ob-

tido usando um método, tal como o método de elementos finitos de Newton.

De acordo com outra modalidade da invenção, isso pode ser feito por interpolação de medições da posição angular da roda e depois to- mando derivadas da função interpolada. Em um exemplo, pode ser usada uma interpolação de Pronney. Usando essa interpolação, a primeira e a se- gunda derivada de uma função f(x) podem ser definidas como:

/(x) = Lim +axJ = Lim Ébt&à (5)

ΔΧ-Ο Λχ ΔΧ^Ο X2 +X1

e:

/(x)·= Lim /(x - Ax) - 2 · /(χ) + /(χ + Ax)

V ' ΔΧ-Ό AX2

Com relação às equações (5) e (6), uma fórmula básica para estimativa de velocidade angular pode ser definida como:

(7)

que dá:

co

f* Sk-Gl^1 (8)

onde k é um índice de uma medição k,h da posição angular de uma roda. Consequentemente, em um exemplo, a estimativa da aceleração pode estar baseada pelo menos em dois intervalos definidos com três pontos (onde ca- da ponto constitui uma medição kth de posição angular):

— 6k-1 0k_t — 9k_2

At At (Atf W

Tal como descrito acima, a aceleração efetiva determinada de cada roda pode ser comparada com o limite definido, por exemplo, pelos valores dados pelas equações (3) e/ou (4) acima, para determinar a ocor- rência de uma patinagem.

Quando uma patinagem é detectada, é um objeto do software de comando do motor tirar a roda para fora da patinagem o mais cedo possível.

A fim de obter isso, o torque aplicado à roda ou rodas que estão patinando pode ser reduzido. Quando o torque é reduzido, a velocidade angular da ro- da diminui, até que a roda pare de patinar. Consequentemente, a tarefa do software de comando é reduzir o torque aplicado à roda que está patinando, de uma maneira que possibilite que a patinagem seja eliminada rapidamen- te.

Existem diversas maneiras pelas quais o torque aplicado a uma roda que está patinando pode ser reduzido para recuperar a tração. Por e- xemplo, uma combinação de uma redução gradual calculada do torque, se- guida de uma redução linear, pode ser aplicada, até ser detectado que a tra-

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ção foi recuperada. Alternativamente, o torque pode ser reduzido para zero ou para um valor muito baixo. O tempo que a roda leva para estabilizar-se de volta para a velocidade média do veículo pode então ser determinado. Isso dá informações suficientes para dar o coeficiente de agarramento do pneu, uma vez que a inércia rotacional da roda é conhecida previamente.

Por sua vez, essa medição pode depois ser usada para modular o torque produzido no motor da roda.

Tal como descrito acima, os comandos de motor de um veículo podem ser ligados em rede uns aos outros, por exemplo, uma rede de área de controlador (CAN). A ligação em rede desse tipo pode possibilitar aos comandos de motor de se comunicarem para obter uma percepção aperfei- çoada de cada comando de motor em relação à condição total do veículo. Por exemplo, em uma configuração desse tipo, os comandos de motor po- dem assegurar a conservação de um equilíbrio de tração à esquerda/à direi- ta sobre as quatro rodas, por exemplo, de um automóvel. Isso pode possibili- tar que seja corrigido um desequilibro à esquerda/à direita, o que pode alte- rar a direção ao guiar o automóvel ou até mesmo fazer o mesmo rodopiar.

Com referência à figura 22, se uma das rodas estiver patinando, pares de rodas (por exemplo, as rodas 312 e 314, ou as rodas 316 e 318) podem reagir, começando a agir da mesma forma. Mas, deve ser evitada uma situação, na qual rodas em lados opostos do veículo começam a agir, porque isso causaria a rotação do veículo pela criação de um torque. Uma força assimétrica em lados diferentes do veículo (o esquerdo ou o direito) produz esse torque. Por exemplo, se um veículo estiver rodando ao longo de uma beirada macia, com as rodas esquerdas do veículo sobre a grama e as rodas direitas sobre alcatrão e o motorista frear subitamente, então o veículo irá responder guinando para a direita - possivelmente no caminho do tráfego que vem do lado oposto.

De acordo com uma modalidade da invenção, pode ser usado um equilíbrio de tração que equilibra a tração de pares de rodas, tal como descrito acima. Por exemplo, o equilíbrio à esquerda/à direita pode ser reali- zado dentro de um determinado nível de amortecimento, para igualar as car- gas de torque nos conjuntos de motores à esquerda e à direita. Um equilíbrio desse tipo pode não ser necessário a baixas velocidades ou onde não está ocorrendo uma quantidade significativa de frenagem. Em outro exemplo, pode ser usado o equilíbrio dianteiro/traseiro - isso possibilita que o veículo tire vantagem máxima da potência do motor.

A título de exemplo, em um veículo, tal como um automóvel, com quatro rodas, se a roda dianteira esquerda estiver patinando, mas todas as outras rodas não o estão, o torque pode ser reduzido para a roda diantei- ra esquerda, mas aumentado pra a traseira esquerda, para compensar a diferença. Mas, em algumas situações, a traseira esquerda pode não ser capaz de compensar totalmente a redução em toque da roda dianteira es- querda. Se esse for o caso, então os dois motores do lado direito podem reduzir seu torque, para uniformizar o equilíbrio de toque à esquerda/à direi- ta para dentro de uma determinada quantidade de "amortecimento". Regras predeterminadas podem ser usadas para cada motor de acionamento, para determinar como ele deve reagir em uma determinada situação. Como as regras são predeterminadas, cada motor pode presumir que os outros moto- res de acionamento no veículo irão reagir de um modo que está definido pro essas regras. Desse modo, os motores de acionamento podem agir de ma- neira coordenada, tal como descrito acima. Além disso, as regras predeter- minadas podem ser alteradas, por exemplo, de acordo com as condições de rolamento, inclusive a umidade da superfície da estrada e a temperatura da estrada.

Controle de Suspensão O uso de motores separados para cada roda de um veículo tam-

bém pode possibilitar uma maior flexibilidade no manejo do controle de sus- pensão para o veículo. Novamente, o tempo de resposta curto para controle de torque apresentado por um motor de acordo com uma modalidade desta invenção pode aumentar ainda mais essa flexibilidade. De acordo com uma modalidade da invenção, pode estar previs-

to um sistema de controle de suspensão para um veículo com uma plurali- dade de rodas. Com referência à figura 23, cada roda 330 nesse exemplo pode estar montada em um braço de suspensão 340.

Na figura 23, a direção de deslocamento normal do veículo com relação à superfície 350 é mostrada na figura 23 com a seta designada com Z. Consequentemente, tal como mostrado na figura 23, a roda 330 gira na direção indicada pela seta designada com X. Se torque adicional for aplicado à roda na direção indicada pela seta designada com X, isso tende a conferir uma força sobre o braço de suspensão 340, com o que o braço de suspen- são 340 tende a subir na direção indicada na figura 23 pela seta designada com Y. Nesse exemplo, a roda 330 é uma roda dianteira de um veículo, tal como um automóvel. O levantamento do braço de suspensão 340 na direção indicada pela seta designada com Y na figura 23, faria, portanto, com que o lado dianteiro do carro, no local da roda 330, também se levantasse. Desse modo, por ajuste do toque à roda de um veículo, pode ser executado um sistema de controle de suspensão para um veículo.

De acordo com uma modalidade desta invenção, pode estar

previsto um sistema de controle de suspensão, no qual o torque aplicado a cada roda de um veículo pode ser ajustado, seletivamente, para ajustar a suspensão e/ou altura do veículo. O sistema de controle pode ser executado por uma unidade de controle, que pode ser prevista para cada respectiva roda ou que pode ser prevista como uma unidade de controle central, que pode ser operada para controlar uma pluralidade de rodas. Cada roda pode receber energia, por exemplo, por um motor elétrico do tipo descrito acima. Nessas modalidades, o controle fino e os tempos de resposta rápidos pro- porcionados pelo motor descrito acima podem aumentar a reação do contro- Ie de suspensão. Os dispositivos de controle para controlar a suspensão po- dem ser ligados em rede uns aos outros, usando uma rede de área de con- trole (CAN), tal como descrita acima.

Em um primeiro exemplo de uma situação, na qual a capacidade de controlar, independentemente, a suspensão de uma pluralidade de rodas, usando controle de torque, é quando um veículo está de deslocando em tor- no de uma esquina. Quando um veículo está se deslocando em torno de uma esquina, pode ser desejável inclinar o veículo, de modo que o lado do veículo no lado externo da esquina se levanta em relação ao lado do veículo no lado interno da esquina. Isso pode ser usado para contrabalançar a ten- dência do lado externo do veículo de inclinar-se para baixo, em direção à superfície da estrada. Nesse exemplo, mais torque pode ser fornecido às rodas externas do veículo (isto é, as rodas do veículo no lado externo da esquina), a fim de levantar essa parte do veículo. Inversamente, menos tor- que pode ser fornecido às rodas no lado interno da esquina. Isso abaixa a suspensão do veículo no lado interno da esquina, conforme desejado.

O exemplo acima descreve uma situação, na qual pares de ro- das no veículo são controladas em conjunto, para levantar ou abaixar uma parte do veículo. Em outro exemplo, as rodas dianteiras de um veículo e as rodas traseiras do veículo podem ser controladas para agir uma contra a outra, com o efeito de levantar o nível total do veículo. Particularmente, mais/menos torque pode ser fornecido às rodas dianteiras/traseiras de um veículo para empurrar eficientemente os braços de suspensão das rodas do lado dianteiro e traseiro do veículo, um em direção ao outro, desse modo fazendo com que ambos se levantem.

De acordo com uma modalidade da invenção, entradas em um sistema de controle, tal como o sistema de controle de tração e/ou suspen- são, podem ser feitas por meio de sensores no volante e sensores de atitude e guinada do veículo.

Em um exemplo, se um veículo estiver em um estado de contro- le de patinagem (no qual uma patinagem foi detectada em um ou mais das rodas) e o motorista decidir mover o volante abruptamente em uma direção, essa magnitude de movimento e velocidade de mudança pode ser comuni- cada aos dispositivos de controle descrito acima, de modo que uma ação de compensação apropriada pode ser tomada pelos dispositivos de controle em sua estratégia de controle de tração. Consequentemente, uma função de alimentação das intenções do motorista pode ser adicionada à estratégia do software de comando das rodas, para controlar melhor uma patinagem e responder aos comandos do motorista. Devido à reação aumentada de um motor elétrico do tipo descrito acima, a resposta das rodas individuais pode ser muito mais rápida do que a em sistemas existentes. Além disso, como cada roda responde de acordo com suas condições locais, existe a possibili- dade de um controle mais estável, em comparação com sistemas existentes.

Os sistemas de controle de tração e de controle de suspensão descritos acima podem ser executados usando um software executado em um microprocessador. O software pode estar previsto em um meio de supor- te.

Montagem de ímãs

Um modo particularmente eficiente de montagem de ímãs é mostrado na figura 24. Tal como já descrito, os ímãs são montados em torno da parede circunferencial interna 221 do rotor 252. Os ímãs transferem toda a força do campo magnético das bobinas ao rotor e, desse modo, entende- mos, precisam estar montados fixamente na parede de rotor circunferencial 221.

Uma parte da parede circunferencial, inclusive ímãs 242, é mos-

trada como ampliação A na figura 24. Em cada posição do ímã, existem, efe- tivamente, três ímãs separados 401, 402 e 403, que estão inseridos em fen- das 405 em forma de rabo de andorinha do ferro posterior 407 do rotor. Essa disposição tem diversas vantagens. Primeiramente, por usar partes de ímã separadas, para criar um único ímã em cada posição de ímã, correntes pa- rasitas nos ímãs podem ser reduzidas. Embora sejam preferidas três partes de ímã separadas, outros números são perfeitamente possíveis. Em segun- do lugar, a disposição de montagem em rabo de andorinha garante uma lo- calização exata dos ímãs na parede circunferencial 221 e também garante que eles estejam montados fixamente. Outras disposições de tipo de fenda são possíveis, mas a montagem em rabo de andorinha é preferida. Disposição de Refrigeração

Uma configuração particularmente eficiente para refrigerar as bobinas é mostrada na figura 25. Essa vista do estator é um corte transver- sal no plano do eixo do estator. Em uma breve referência à figura 3, os den- tes de bobina 235 da figura 3 são mostrados em corte transversal na figura 25, sendo mostrado um único dente de bobina 514, que pode receber enro- lamentos, que se encaixam nos espaços de enrolamento 510 e 512. Tal co- mo descrito em relação às figuras 16 e 17, os dentes estão montados em um ferro posterior 150. O ferro posterior está montado diretamente sobre uma placa de refrigeração 515, que, junto com outras paredes, define canais de refrigeração 502 e 504, através dos quais líquido de refrigeração pode circu- lar, quer por convecção quer por bombeamento. Além disso, um canal de refrigeração 508 em um lado das bobinas no espaço 512 refrigera as bobi- nas em um lado dos dentes e um canal de refrigeração 506 no lado oposto refrigera as bobinas no espaço 510. Consequentemente, as bobinas são refrigeradas por essa placa de refrigeração multifacetada, que fecha os enro- lamentos em três lados. Além disso, as faces dos canais de refrigeração possibilitam a ligação de dispositivos de energia eletrônicos, tais como os dispositivos de controle 80, resistor de despejo e assim por diante. Uma úni- ca disposição de refrigeração de três lados fornece, desse modo, a refrige- ração para as bobinas, bem como para os componentes associados, dos quais calor é gerado.

Todo o conjunto das bobinas é instalado sobre a placa de refri- geração usando um material termicamente condutor, mas um material eletri- camente isolante, tal como epóxi enchido com óxido de alumínio. Isso aper- feiçoa a condutibilidade térmica das bobinas para o ferro posterior e para a placa de refrigeração.

Claims

1. Motor elétrico, que compreende: um ou mais conjuntos de bobina separados, dispostos para pro- duzir um campo magnético do motor, sendo que cada conjunto de bobinas compreendendo uma pluralidade de subconjuntos de bobinas, cada subcon- junto compreendendo uma ou mais bobinas, o campo magnético produzido pelas bobinas em cada conjunto de bobinas tendo uma fase substancialmen- te comum; e uma pluralidade de dispositivos de controle, cada qual ligado a um respectivo subconjunto de bobinas para controlar independentemente uma corrente nas bobinas do respectivo subconjunto de bobinas, cada dis- positivo de controle sendo operável para controlar a corrente em um respec- tivo subconjunto, sem um sinal de sincronização de entrada.

2. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 1, ainda com- preendendo, um sensor disposto para detectar a posição de um rotor do mo- tor para gerar um sinal de posição, em que cada dispositivo de controle é operável para controlar a corrente em um respectivo subconjunto de bobinas usando o sinal de posição.

3. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 2, em que cada dispositivo de controle tem um sensor associado para detectar a posição do rotor, para gerar um sinal de posição para o respectivo dispositivo de contro- le.

4. Motor elétrico, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, em que cada unidade de controle é operável para receber um sinal de ne- cessidade e disposto para controlar a corrente em um respectivo subconjun- to de bobinas, com base no sinal de necessidade.

5. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 3, em que cada unidade de controle compreende uma placa de circuito e em que o sensor associado é montado na placa de circuito.

6. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 5, em que a pla- ca de circuito é disposta em um estator do motor e um rotor do motor com- preende uma pluralidade de ímãs, em que o sensor detecta a posição dos ímãs e, desse modo, detecta a posição do rotor.

7. Motor elétrico, de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, em que cada subconjunto de bobinas compreende uma pluralidade de bobi- nas adjacentes.

8. Motor elétrico, de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, em que os dispositivos de controle compreendem uma ou mais chaves para aplicar uma voltagem pulsada a uma ou mais bobinas de um subconjunto de bobinass.

9. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 8, em que pelo menos um dos dispositivos de controle compreende um meio para monitorar um EMF de fundo dentro dos bobinas daquele subconjunto de bobinas, e em que o dispositivo de controle é operável para ajustar um pulso da voltagem pulsada em resposta ao EMF de fundo monitorado.

10. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 9, em que o monitoramento do EMF de fundo é usado para determinar a posição do rotor para, desse modo, controlar o ajuste de um pulso da voltagem pulsada.

11. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, em que ajustar um pulso da voltagem pulsada em resposta ao EMF de fundo monitorado compreende ajustar uma largura do pulso.

12. Motor elétrico, de acordo com uma das reivindicações 1 a 11, que compreende um cárter de motor, em que os dispositivos de controle são alojados dentro do cárter.

13. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 12, em que os dispositivos de controle são localizados de modo adjacente aos seus respec- tivos subconjuntos de bobina dentro do motor.

14. Motor elétrico, de acordo com uma das reivindicações 1 a 13, em que cada dispositivo de controle é operável para controlar uma tem- peratura de seu respectivo subconjunto de bobinas ajustando uma corrente dentro das bobinas desse subconjunto de bobinas.

15. Motor elétrico, de acordo com uma das reivindicações 1 a 14, que compreende um dispositivo de controle comum, configurado para coordenar a operação da pluralidade de dispositivos de controle.

16. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 15, em que o dispositivo de controle comum é configurado para coordenar a operação da pluralidade de dispositivos de controle, para controlar a corrente em uma ou mais bobinas de cada respectivo subconjunto de bobinas, de modo que cada conjunto de bobinas produz um campo magnético tendo uma fase, substan- cialmente comum.

17. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 16, que com- preende uma pluralidade de conjuntos de bobinas, em que o dispositivo de controle comum é configurado para coordenar a pluralidade de dispositivos de controle para produzir emulação de corrente polifásica dentro das bobi- nas.

18. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 17, em que a pluralidade de dispositivos de controle é configurada para produzir uma liga- ção escalonada das correntes nas bobinas do motor dentro de um ciclopoli- fásico do motor.

19. Motor elétrico, de acordo com uma das reivindicações 15 a 18, em que o dispositivo de controle comum é operável para invalidar seleti- vamente um ou mais dos dispositivos de controle, para possibilitar uma ope- ração de energia fracionada.

20. Motor elétrico, de acordo com uma das reivindicações 1 a 19, em que cada dispositivo de controle é ligado a uma fonte de tensão DC comum.

21. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 20, em que cada dispositivo de controle é desconectável da fonte de tensão DC comum, no caso de uma falha.

22. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 21, em que cada dispositivo de controle inclui uma disposição de fusíveis para desco- nectar o dispositivo de controle da fonte de tensão DC comum, no caso de uma falha.

23. Motor elétrico, de acordo com uma das reivindicações 1 a 27, em que cada dispositivo de controle é acoplado para receber energia gerada por bobinas do motor, com o que cada dispositivo de controle conti- nua a receber energia no caso de uma falha de uma fonte de tensão DC comum.

24. Motor elétrico, de acordo com uma das reivindicações 1 a 23, em que as bobinas do motor são conectáveis a dispositivos de controle externos ao motor, para, desse modo, fornecer energia gerada por bobinas aos dispositivos externos, no caso de falha da fonte de tensão DC.

25. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 24 e um dispo- sitivo externo, que compreende pelo menos um sensor de freio, em que as bobinas do motor são acopladas ao sensor de freio para fornecer energia gerada por bobinas ao sensor de freio.

26. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 24 ou 25 e um dispositivo externo, que compreende pelo menos um controlador externo, em que as bobinas do motor estão acopladas ao controlador externo, para fornecer energia gerada pelas bobinas ao controlador externo.

27. Motor elétrico, de acordo com uma das reivindicações 1 a 26, em que os conjuntos de bobinas estão dispostas para produzir um cam- po magnético rotativo, e em que o motor ainda compreende um ímã rotativo ou ímãs.

28. Gerador elétrico, que compreende: um ou mais conjuntos de bobinas, dispostas para produzir uma corrente induzida, devido a um campo magnético produzido dentro do gera- dor, cada conjunto de bobinas compreendendo uma pluralidade de subcon- juntos de bobinas, cada subconjunto de bobinas compreendendo uma ou mais bobinas, a corrente produzida nas bobinas de cada conjunto de bobi- nas tendo uma fase comum; e uma pluralidade de saídas de energia, cada uma conectada a um respectivo subconjunto de bobinas para emitir corrente produzida nas bobinas do respectivo subconjunto de bobinas.

29. Sistema de montagem de bobina para um motor elétrico, o sistema compreendendo: um ou mais dentes de bobina para receber de modo enrolável uma bobina para o motor; e uma parte posterior para receber de modo conexo uma plurali- dade dos dentes de bobina.

30. Sistema de montagem de bobina, de acordo com a reivindi- cação 29, em que o dente de bobina compreende um braço alongado para receber de modo enrolável a bobina.

31. Sistema de montagem de bobina, de acordo com a reivindi- cação 29 ou 30, em que o dente de bobina compreende uma parte de liga- ção moldada, e em que a parte posterior compreende uma parte receptora, moldada correspondentemente.

32. Sistema de montagem de bobina, de acordo com a reivindi- cação 31, em que a parte de ligação do dente de bobina compreende dois dedos em uma configuração em formato de V.

33. Sistema de montagem de bobina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 29 a 32, que compreende uma pluralidade de partes posteriores interligadas.

34. Sistema de montagem de bobina, de acordo com a reivindi- cação 33 ou 34, em que duas partes posteriores estão interligadas por meio do dente de bobina.

35. Sistema de montagem de bobina, de acordo com qualquer a reivindicação 29 a 35, em que a parte posterior é arqueada.

36. Sistema de montagem de bobina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 29 a 36, em que a parte posterior e/ou o dente de bobina tem uma construção laminada.

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38. Motor elétrico que compreende o sistema de montagem co- mo definido em qualquer uma das reivindicações 29 a 37.

39. Motor elétrico, de acordo com uma das reivindicações 1 a 27, que compreende o sistema de montagem como definido em qualquer uma das reivindicações 29 a 37.

40. Sistema de montagem de bobina para um gerador elétrico, o sistema compreendendo: um ou mais dentes de bobina, para receber de modo enrolável uma bobina para o gerador; uma parte posterior, para receber de modo conexo uma plurali- dade dos dentes de bobina.

41. Gerador elétrico, que compreende o Sistema de montagem de bobina, como definido na reivindicação 40.

42. Gerador elétrico, de acordo com a reivindicação 28, que compreende o Sistema de montagem de bobina, como definido na reivindi- cação 40.

43. Veículo que compreende o motor como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 27, 38 ou 39.

44. Método para produzir o Motor elétrico, como definido na rei- vindicação 38 ou 39, em que o método compreende: obter uma bobina para o motor elétrico sobre o dente de bobina; e ligar o dente de bobina com a bobina na parte posterior.

45. Método para produzir o gerador elétrico como definido nas reivindicações 41 ou 42, o método compreendendo: enrolar uma bobina para o motor elétrico sobre o dente de bobi- na; e ligar o dente de bobina com a bobina na parte posterior.

46. Método, como definido na reivindicação 44 ou 45, ainda compreendendo ligar a bobina a um dispositivo de controle, configurado para fornecer controle de corrente individual para a bobina.

47. Sistema de controle de tração para um veículo, que compre- ende uma pluralidade de rodas, em que cada roda recebe energia indepen- dentemente de um respectivo motor, o sistema de controle compreendendo: sensores, para detectar uma aceleração na rotação de cada uma das rodas; e uma unidade de controle para ajustar um torque aplicado a cada roda por cada motor respectivo, em resposta à detecção de uma aceleração predeterminada na rotação de uma ou mais das rodas, em que a aceleração predeterminada é indicadora de uma patinagem.

48. Sistema de controle de tração, de acordo com a reivindica- ção 47, que compreende uma respectiva unidade de controle para cada ro- da.

49. Sistema de controle de tração, de acordo com a reivindica- ção 47 ou 48, em que cada unidade de controle é operável para realizar o controle de tração, independentemente de outras unidades de controle no sistema, de acordo com regras predeterminadas.

50. Sistema de controle de tração, de acordo com a reivindica- ção 48 ou 49, em que as unidades de controle estão ligadas em rede para trocar dados de aceleração das rodas.

51. Sistema de controle de tração, de acordo com qualquer uma das reivindicações 47 a 50, em que as unidades de controle são operáveis para realizar ajuste de torque contínuo para as rodas.

52. Veículo, que compreende: uma pluralidade de rodas, em que cada roda recebe energia, independentemente, por um respectivo motor; o sistema de controle de tração como definido em qualquer uma das reivindicações 46 a 51.

53. Sistema de controle de suspensão para um veículo, que compreende uma pluralidade de rodas, em que cada roda está montada em um braço de suspensão do veículo e recebe energia, independentemente, por um respectivo motor, em que o sistema de controle compreendendo: uma unidade de controle para ajustar, seletivamente, um torque aplicado a cada roda, para aplicar uma força a cada respectivo braço de suspensão.

54. Sistema de controle de suspensão, de acordo com a reivin- dicação 53, em que a unidade de controle é operável para ajustar, seletiva- mente, um torque aplicado a cada roda, para aplicar uma força a cada res- pectivo braço de suspensão, para alterar uma altura do veículo.

55. Veículo, que compreende, uma pluralidade de rodas, em que cada roda é montada em um braço de suspensão e recebe energia, inde- pendentemente, por um respectivo motor; e o sistema de controle de suspensão como definido na reivindica- ção 53 ou 54.

56. Veículo, como definido na reivindicação 52 ou 55, em que os motores compreendem motores elétricos.

57. Veículo, de acordo com a reivindicação 56, em que o motor compreende a motor como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 27, 38 ou 39.

58. Método de controle de tração para um veículo, que compre- ende uma pluralidade de rodas, em que cada roda recebe energia indepen- dentemente de um motor separado, em que o método de controle compre- endendo: detectar uma aceleração na rotação de uma ou mais rodas; e ajustar um torque aplicado a cada roda por um motor respectivo, em resposta à detecção de uma aceleração predeterminada na rotação de uma ou mais das rodas, em que a aceleração predeterminada é indicadora de uma patinagem.

59. Método de controle de tração, de acordo com a reivindicação 58, que compreende usar uma respectiva unidade de controle para ajustar o toque aplicado a cada roda.

60. Método de controle de tração como definido na reivindicação 58 ou 59, em que cada unidade de controle realiza o controle de tração, in- dependentemente de outras unidades de controle no sistema, de acordo com regras predeterminadas.

61. Método de controle de tração, de acordo com a reivindicação 59 ou 60, que compreende trocar dados de aceleração das rodas entre as unidades de controle.

62. Método de controle de tração, de acordo com qualquer uma das reivindicações 58 a 61, que compreende realizar o ajuste de torque con- tínuo para as rodas.

63. Método de controle de suspensão para um veículo, que compreende uma pluralidade de rodas, em que cada roda está montada em um braço de suspensão do veículo e recebe energia independentemente, por um respectivo motor, o método de controle compreendendo: ajustar, seletivamente, um torque aplicado a cada roda, para a- plicar uma força a cada respectivo braço de suspensão.

64. Método de controle de suspensão, de acordo com a reivindi- cação 63, que compreende ajustar, seletivamente, um torque aplicado a ca- da roda, para aplicar uma força a cada respectivo braço de suspensão, para alterar uma altura do veículo.

65. Programa de computador, para realizar o método de controle como definido em qualquer uma das reivindicações 58 a 64.

66. Motor elétrico para montagem em uma roda para um veículo de estrada, que compreende: um estator, com uma pluralidade de bobinas; um rotor, com uma pluralidade de ímãs circundando as bobinas do estator; uma parede radical do estator, com uma região central para montagem em um veículo, em um lado, e para ligação a um bloco de apoio; uma parede radial do estator, com uma região central para mon- tagem de um roda no exterior e no bloco de apoio no interior; e em que uma roda pode ser montada no motor na parte central da parede do rotor, para ligação em um veículo pelo bloco de apoio.

67. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 66, em que o rotor tem uma parede circunferencial, sobre a qual a pluralidade de ímãs está montada no interior, em que o exterior da parede circunferencial do ro- tor não tem partes de apoio para carga.

68. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 66, em que a parede radial do rotor não tem partes de apoio para carga.

69. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 66, 67 ou 68, montado dentro de uma roda, em que a roda é montada na região central da parede radial do rotor.

70. Motor elétrico e roda, de acordo com a reivindicação 69, em que existe um espaço intermediário entre a roda e uma parte externa da pa- rede radial do rotor.

71. Motor elétrico e roda, de acordo com a reivindicação 69, em que existe um espaço intermediário entre a parede circunferencial do rotor e a roda.

72. Disposição de vedação em um motor elétrico, que compre- ende: uma vedação ligada em um lado a uma parede circunferencial de uma carcaça de rotor e com pelo menos uma parte defletível, elástica; e a parte defletível elástica está disposta para encostar-se em uma parede de estator, desse modo, formando uma vedação, e é defletível por força centrífuga, devido à rotação do rotor para fora da parede de estator.

73. Disposição de vedação, de acordo com a reivindicação 72, com duas partes defletíveis elásticas.

74. Disposição de vedação, de acordo com a reivindicação 72 ou 73, em que a parede de estator ainda compreende uma entrada de ar, dis- posta para possibilitar uma corrente de ar para dentro do motor e para fora, pela parte defletível da vedação.

75. Disposição de vedação, de acordo com a reivindicação 74, em que a entrada de ar está disposta em direção ao central radical de uma parede radial do estator.

76. Motor elétrico que pode ser operado em um modo de frena- gem regenerativa, que compreende: um ou mais conjuntos de bobinas, dispostos para produzir um campo magnético do motor, em que cada conjunto de bobinas compreende uma pluralidade de subconjuntos de bobinas, em que cada subconjunto compreende uma ou mais bobinas; e uma pluralidade de dispositivos de controle, ligados a um abas- tecimento de dc, cada qual ligado a um respectivo subconjunto de bobinas para controlar independentemente uma corrente nas bobinas do respectivo subconjunto de bobinas, em que cada dispositivo de controle compreende uma disposi- ção de ligação em ponte de H, com uma primeira e uma segunda chave li- gada em um primeiro lado do abastecimento de dc e uma terceira e uma quarta chave ligada em um segundo lado do abastecimento de dc e que po- dem ser configuradas de tal modo que, no modo de frenagem regenerativa, a primeira e a segunda chave no primeiro lado da fonte DC são abertas, a terceira chave no segundo lado da fonte DC é fechada e a quarta chave no segundo lado da fonte DC é repetidamente aberta e fechada.

77. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 76, em que a quarta chave é repetidamente aberta e fechada por modulação de largura de pulso.

78. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 76 ou 77, ainda compreendendo uma disposição de diodo, de modo que, quando a quarta cha- ve é repetidamente aberta e fechada, uma voltagem é aplicada pelo subconjun- to de bobinas à fonte DC por meio do diodo para regenerar a fonte DC.

79. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 76, 77 ou 78, que pode, ainda, ser configurado de modo que, quando a velocidade do mo- tor cai abaixo de um determinado valor, os dispositivos de controle podem ser operados em um modo não regenerativo, para aplicar voltagens ao con- juntos de bobinas em uma fase comum.

80. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 79, em que os dispositivos de controle podem ser operados no modo não regenerativo para obter a fase comum por modulação de largura de pulso.

81. Motor elétrico, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 76 a 80, ainda compreendendo um resistor de descarga, ligado ao dis- positivo de controle e configurado para receber corrente do dispositivo de controle, no caso de energia não poder ser retornada à fonte DC.

82. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 81, em que o resistor de descarga é configurado para receber corrente, no evento da fonte DC ser uma bateria que está cheia, a voltagem sobre a fonte passar de um determinado limiar, ou a fonte DC falhar.

83. Motor elétrico, que pode ser operado em um modo de frena- gem, que compreende: um ou mais conjuntos de bobinas separadas, dispostas para produzir um campo magnético do motor, em que cada conjunto de bobinas compreende uma pluralidade de subconjuntos de bobinas, em que cada subconjunto de bobinas compreende uma ou mais bobinas; e uma pluralidade de dispositivos de controle, ligados a uma fonte DC, cada qual ligado a um respectivo subconjunto de bobinas para controlar independentemente uma corrente nas bobinas do respectivo subconjunto de bobinas, em que o campo magnético produzido pelas bobinas em cada con- junto de bobinas tem uma fase substancialmente comum, em que no modo de frenagem, os dispositivo de controle podem ser operados para aplicar voltagens a todos os conjuntos de bobina em uma fase comum.

84. Motor elétrico, que compreende uma pluralidade de subcon- juntos de bobinas, em que cada subconjunto de bobinas está ligado para receber energia gerada por bobinas do motor, com o que cada dispositivo de controle continua a receber energia, no caso de falha de uma fonte de ten- são DC comum.

85. Motor elétrico do tipo que compreende uma pluralidade de bobinas montadas circunferencialmente em torno de um estator e uma plura- lidade de ímãs montados em um rotor, em que o motor inclui uma placa de refrigeração e canais estão dispostos de tal modo a refrigerar as bobinas em três lados.

86. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 85, em que a placa de refrigeração é disposta de tal modo que uma face oposta às bobi- nas pode receber circuitos de controle.

87. Disposição de montagem de ímãs para um rotor de um mo- tor, no qual ímãs estão montados em uma parede circunferencial do rotor, que compreende uma pluralidade de fendas no rotor, para a recepção de ímãs individuais.

88. Disposição de montagem de ímãs, de acordo com a reivindi- cação 87, em que as fendas são fendas em feitio de rabo de andorinha.

89. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 85, em que a placa de refrigeração é disposta para transmitir a força mecânica do estator.

90. Motor elétrico, de acordo com a reivindicação 85, em que as bobinas do estator são dispostas em um material termicamente condutor.