BRPI0807008A2

BRPI0807008A2 - Motor, estrutura de rotor e máquina magnética

Info

Publication number: BRPI0807008A2
Application number: BRPI0807008-3A
Authority: BR
Inventors: Masashi Bando; Shigemitsu Akutsu; Noriyuki Abe; Satoyoshi Oya
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-02-06
Filing date: 2008-01-23
Publication date: 2014-04-22
Also published as: MX2009008346A; CA2677411A1; WO2008096600A1; KR20090104869A; EP2110933B1; US20080238232A1; AU2008212433A1; AU2008212433B2; EP2110933A4; KR101121271B1; EP2110933A1

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MOTOR, ES- TRUTURA DE ROTOR E MÁQUINA MAGNÉTICA".

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a um motor compreendendo: es- 5 tatores anulares dispostos de modo a circundar um eixo geométrico; um pri- meiro rotor giratório ao redor do eixo geométrico; e um segundo rotor dispos- to entre o estator e o primeiro rotor, e giratório ao redor do eixo geométrico.

Ainda, a presente invenção se refere a uma estrutura de rotor compreendendo um rotor feito de um corpo magnético macio e girando ao redor do eixo geométrico, e uma pluralidade de pólos magnéticos de indução feita de um corpo magnético macio e suportada no rotor em intervalos prede- terminados em uma direção circular.

Além disso, a presente invenção se refere a uma máquina mag- nética compreendendo uma primeira fileira de pólo magnético na qual uma 15 pluralidade de pólos magnéticos está disposta na direção circular, uma se- gunda fileira de pólo magnético na qual uma pluralidade de pólos magnéti- cos está disposta na direção circular, e uma fileira de pólo magnético de in- dução na qual uma pluralidade de pólos magnéticos de indução feita de um corpo magnético macio está disposta na direção circular, a fileira de pólo 20 magnético de indução estando disposta entre a primeira fileira de pólo mag- nético e a segunda fileira de pólo magnético.

Antecedentes da Técnica

É conhecido, por exemplo, um motor convencional descrito na Publicação de Patente 1 que se segue. Esse motor é dotado de um rotor 25 interno, um estator, e um rotor externo. O rotor interno está em um formato de coluna na qual uma pluralidade de ímãs permanentes se estendendo li- geiramente na direção radial está disposta na direção circular. O estator está em um formato cilíndrico no qual está disposta uma pluralidade de armadu- ras na direção circular e fixada por um molde de resina. O rotor externo está 30 em um formato cilíndrico incluindo uma bobina enrolada em um núcleo for- mado por uma pluralidade de aros laminados, e a energia elétrica não é su- prida para a bobina. O rotor interno, o estator, e o rotor externo estão dispos- tos seqüencialmente a partir de dentro de maneira a ser relativamente girató- rio.

Nesse motor, quando é suprida energia para o estator de modo a gerar um campo magnético de rotação, uma pólo magnético do ímã per- 5 manente do rotor interno é atraído / repelido com relação ao pólo magnético do estator de maneira que o rotor interno seja girado sincronicamente com o campo magnético de rotação, e o rotor externo seja girado por indução ele- tromagnética sem sincronização com o campo magnético de rotação.

Ainda, a Publicação de Patente 2 que se segue descreve um 10 motor do tipo de saída biaxial no qual um estator anular sendo dotado de uma pluralidade de armaduras e gerando um campo magnético de rotação é fixado em um invólucro, um primeiro rotor suportando uma pluralidade de ímãs permanentes na circunferência externa é suportado giratoriamente dentro do estator, e um segundo rotor cilíndrico suportando uma pluralidade 15 de pólos magnéticos de indução feita de um corpo magnético macio é supor- tada giratoriamente entre o estator e o primeiro rotor, por meio do qual a po- tência pode ser individualmente removida do primeiro rotor e do segundo rotor.

Publicação de Patente 1: Pedido de Patente Japonês Publicado No. 11-341757

Publicação de Patente 2: Patente Japonesa No. 3427511 Descrição da Invenção

Problemas a Serem Solucionados pela Invenção

Contudo, o motor descrito na Publicação de Patente 1 acima é 25 dotado do problema de que não pode ser obtida eficiência alta uma vez que o rotor externo é girado por indução eletromagnética, e o motor funciona não como uma máquina síncrona, mas como uma máquina de indução. Ainda, uma vez que o rotor externo é girado por indução eletromagnética, uma cor- rente de indução gerada na bobina do rotor externo e uma corrente parasita 30 gerada no núcleo do rotor externo provocam o aquecimento no rotor externo, que resulta em uma necessidade de esfriar o rotor externo.

Para solucionar os problemas acima, o presente pedido propõe um motor novo no Pedido de Patente Japonês No. 2006-217141.

Esse motor compreende um estator anular disposto de maneira a circundar um eixo geométrico, um rotor interno giratório ao redor do eixo geométrico, e um rotor externo disposto entre o estator e o rotor interno, e 5 giratório ao redor do eixo geométrico. O estator compreende em justaposi- ção uma primeira fileira de armadura incluindo uma pluralidade de primeiras armaduras e gerando um primeiro campo magnético de rotação girando ao longo da direção circular, e uma segunda fileira de armadura incluindo uma pluralidade de segundas armaduras incluindo uma pluralidade de segundas 10 armaduras e gerando um segundo campo magnético de rotação girando ao longo da direção circular disposta. O rotor interno compreende em justaposi- ção uma primeira fileira de ímã permanente incluindo uma pluralidade de primeiros ímãs permanentes e uma segunda fileira de ímã permanente inclu- indo uma pluralidade de segundos ímãs permanentes. O rotor externo com- 15 preende em justaposição uma primeira fileira de pólo magnético de indução incluindo uma pluralidade de primeiros pólos magnéticos de indução feita de um corpo magnético macio, e uma segunda fileira de pólo magnético de in- dução incluindo uma pluralidade de segundos pólos magnéticos de indução feita de um corpo magnético macio disposto na direção axial. A primeira filei- 20 ra de armadura e a primeira fileira de ímã permanente estão opostas em la- dos opostos na direção radial da primeira fileira de pólo magnético de indu- ção, respectivamente, e a segunda fileira de armadura e a segunda fileira de ímã permanente estão opostas em lados opostos na direção radial da se- gunda fileira de pólo magnético de indução, respectivamente.

Contudo, no motor proposto no Pedido de Patente Japonês No.

2006-217141, uma fase do primeiro pólo magnético de indução e uma fase do segundo pólo magnético de indução suportadas pelo rotor externo são deslocadas por uma metade de passo (um ângulo elétrico de 90°), que com- plica uma estrutura para suportar o primeiro e o segundo pólos magnéticos 30 de indução no rotor externo, resultando em um problema de que a se torna difícil segurar força do rotor externo.

Ainda, no motor do tipo de saída biaxial descrito na Publicação de Patente 2 acima, uma vez que o dispositivo de fixação como, por exem- plo, um pino é usado como meio para fixar o pólo magnético de indução no rotor, os números das partes e as etapas de montagem são aumentadas de acordo, resultando em um problema de aumento de custo. Especificamente, 5 quando o pólo magnético de indução é feito de chapas de aço laminado, não é apenas difícil usinar precisamente um parafuso fêmea no mesmo, como também a força de fixação do pino não pode ser suficientemente segura.

Ainda, no motor de rotação conforme descrito na Patente Japo- nesa No. 3427511, se os pólos magnéticos dos ímãs permanentes no rotor interno, os pólos magnéticos de indução do rotor externo e os pólos magné- ticos das armaduras no estator forem alinhadas na direção radial, um fluxo magnético de um pólo magnético do rotor interno passa através do pólo magnético de indução do rotor externo situado fora de sua direção radial pa- ra fluir para o pólo magnético do estator situado fora na direção radial. Con- tudo, se os pólos magnéticos de indução do rotor externo forem deslocadas na direção circular e situados entre os pólos magnéticos adjacentes na dire- ção circular do rotor interno, o fluxo magnético do pólo magnético do rotor interno passa através do pólo magnético de indução do rotor externo situado fora na direção radial para o curto-circuito para o pólo magnético adjacente ao pólo magnético do rotor interno na direção circular. Portanto, a eficiência magnética é diminuída, e o desempenho do motor de rotação não é suficien- temente exercido.

A presente invenção foi feita em vista das circunstancias acima, e seu primeiro objetivo é simplificar a estrutura de um rotor suportando pólos magnéticos de indução em um motor, e aperfeiçoar a força.

Ainda, o segundo objetivo da presente invenção é fixar confia- velmente os pólos magnéticos de indução feitos de um corpo magnético em um rotor com uma estrutura simples.

Além disso, o terceiro objetivo da terceira invenção é aperfeiçoar o desempenho pela minimização do curto-circuito de um fluxo magnético em uma máquina magnética na qual uma fileira de pólo magnético de indução é disposta entre a primeira e a segunda fileiras de pólo magnético. Meios para Solucionar os Problemas

Para alcançar o primeiro objetivo, de acordo uma primeira carac- terística da presente invenção, é proporcionado um motor compreendendo estatores anulares dispostos de maneira a circundar um eixo geométrico; um 5 primeiro rotor giratório ao redor do eixo geométrico; e um segundo rotor dis- posto entre o estator e o primeiro rotor, e giratório ao redor do eixo geométri- co, no qual os estatores compreendem uma primeira fileira de armadura e uma segunda fileira de armadura dispostas na direção do eixo geométrico, a primeira fileira de armadura incluindo uma pluralidade de primeiras armadu- 10 ras sendo dotada de polaridades dispostas em uma direção circular e geran- do um primeiro campo magnético de rotação girando ao longo da direção circular por um pólo magnético gerado na pluralidade de primeiras armadu- ras ao suprir energia elétrica, a segunda fileira de armadura incluindo uma pluralidade de segundas armaduras disposta na direção circular e gerando 15 um segundo campo magnético de rotação girando ao longo da direção circu- lar por um pólo magnético gerado na pluralidade de segundas armaduras ao suprir energia elétrica; em que o primeiro rotor compreende uma primeira fileira de ímã permanente e uma segunda fileira de ímã permanente dispos- tas na direção do eixo geométrico, a primeira fileira de ímã permanente in- 20 cluindo uma pluralidade de primeiros ímãs permanentes disposta de maneira a ser dotada de pólos magnéticos com polaridades diferente alternadamente com um passo predeterminado na direção circular, a segunda fileira de ímã permanente incluindo uma pluralidade de segundos ímãs permanentes dis- postos de modo a ser dotada de pólos magnéticos com diferentes polarida- 25 des alternadamente com o passo predeterminado na direção circular; em que o segundo rotor compreende uma primeira fileira de pólo magnético de indução e uma segunda fileira de pólo magnético de indução dispostas na direção do eixo geométrico, a primeira fileira de pólo magnético de indução incluindo uma pluralidade de primeiros pólos magnéticos de indução dispos- 30 ta com o passo predeterminado na direção circular e feita de um corpo mag- nético macio; e a segunda fileira de pólo magnético de indução incluindo uma pluralidade de segundos pólos magnéticos de indução disposta com o passo predeterminado na direção circular e feita de um corpo magnético macio; em que a primeira fileira de armadura e a primeira fileira de ímã per- manente são opostas uma a outra em lados opostos na direção radial da primeira fileira de pólo magnético de indução, respectivamente, e a segunda 5 fileira de armadura e a segunda fileira de ímã permanente são opostas uma a outra em lados opostos na direção radial da segunda fileira de pólo mag- nético de indução, respectivamente; e em que uma fase de um pólo magné- tico da primeira fileira de ímã permanente e uma fase do pólo magnético da segunda fileira de ímã permanente do primeiro rotor são deslocadas uma da 10 outra por uma metade do passo predeterminado na direção circular, uma fase da polaridade do primeiro campo magnético de rotação e uma fase da polaridade do segundo campo magnético de rotação do estator são desloca- das uma da outra por uma metade do passo predeterminado na direção cir- cular, e uma fase do primeiro pólo magnético de indução e uma fase do se- 15 gundo pólo magnético de indução do segundo rotor são ajustadas uma a outra.

De acordo com a segunda característica da presente invenção, além da primeira característica, é formada uma pluralidade de fendas se es- tendendo linearmente na direção do eixo geométrico em um corpo de rotor cilíndrico do segundo rotor, e o primeiro e segundo pólos magnéticos de in- dução são ajustadas nas fendas.

Para alcançar o segundo objetivo, de acordo com uma terceira característica da presente invenção, é proporcionada uma estrutura de rotor compreendendo um rotor feito de um corpo magnético macio e girando ao 25 redor do eixo geométrico, e uma pluralidade de pólos magnéticos de indução feita de um corpo magnético macio e suportada no rotor em intervalos prede- terminados em uma direção circular, caracterizada pelo fato de que os pólos magnéticos de indução são embutidos no rotor.

De acordo com uma quarta característica da presente invenção, além da terceira característica, uma parte de cada pólo magnético de indu- ção é exposta em uma superfície circular externa do rotor.

De acordo com uma quinta característica da presente invenção, além da terceira e quarta características, o rotor está em um formato cilíndri- co, e uma parte de cada pólo magnético de indução está exposta em uma superfície circular interna do rotor.

De acordo com uma sexta característica da presente invenção, além de qualquer da terceira à quinta características, uma face na qual o rotor é levado a contatar os pólos magnéticos de indução está em um forma- to que limita o movimento dos pólos magnéticos de indução na direção radial com relação ao rotor.

De acordo com uma sétima característica da presente invenção, além da sexta característica, o movimento dos pólos magnéticos de indução na direção radial com relação ao rotor é limitado pelo ajuste entre as saliên- cias proporcionadas no rotor e as cavidades proporcionadas em cada pólo magnético de indução.

De acordo com uma oitava característica da presente invenção, 15 além de qualquer da terceira à sétima características, o rotor compreende uma pluralidade de fendas se estendendo ma direção do eixo geométrico; e a pluralidade de pólos magnéticos de indução e espaçadores feitos de um corpo magnético macio situados entre os pólos magnéticos de indução adja- centes na direção do eixo geométrico são embutidos nas fendas.

De acordo com uma nona característica da presente invenção,

além da oitava característica, uma face na qual o rotor é levado a contatar o espaçador está em um formato que limita o movimento do espaçador na di- reção radial com relação ao rotor.

De acordo com uma décima característica da presente invenção, além da oitava e nona características, uma face circular externa do espaça- dor é coberta por um aro feito de um corpo magnético macio.

De acordo com uma décima primeira característica da presente invenção, além de qualquer da terceira à décima características, a estrutura do rotor também compreende um prendedor para limitar o movimento dos pólos magnéticos de indução na direção do eixo geométrico com relação ao rotor.

De acordo com uma décima segunda característica da presente invenção, além de qualquer da terceira à décima primeira características, o rotor também compreende um corpo de rotor em um formato cilíndrico as- sentado; uma cobertura de rotor conectada ao corpo de rotor de maneira a cobrir uma abertura do corpo de rotor, e são proporcionados eixos de rota- 5 ção nas partes de superfície inferior do corpo do rotor e da cobertura do ro- tor.

Para alcançar o terceiro objetivo, de acordo com uma décima terceira característica da presente invenção, é proporcionada uma máquina magnética compreendendo uma primeira fileira de pólo magnético na qual 10 está disposta uma pluralidade de pólos magnéticos na direção circular, uma segunda fileira de pólo magnético na qual está disposta uma pluralidade de pólos magnéticos na direção circular, e uma fileira de pólo magnético de in- dução na qual está disposta uma pluralidade de pólos magnéticos de indu- ção feita de um corpo magnético macio na direção circular, a fileira de pólo 15 magnético de indução estando disposta entre a primeira fileira de pólo mag- nético e a segunda fileira de pólo magnético, caracterizada pelo fato de que um ângulo Θ2 formado pelas extremidades opostas na direção circular dos pólos magnéticos de indução da fileira de pólo magnético de indução com relação a um eixo geométrico é ajustado menor do que pelo menos um de 20 um ângulo Θ1 de máquina correspondente a um ângulo elétrico de 180° dos pólos magnéticos da primeira fileira de pólo magnético e um ângulo de má- quina Θ0 correspondente ao ângulo elétrico de 180° dos pólos magnéticos da segunda fileira de pólo magnético.

De acordo com uma décima quarta característica da presente 25 invenção, é proporcionada uma máquina magnética compreendendo uma primeira fileira de pólo magnético na qual uma pluralidade de pólos magnéti- cos é disposta em uma direção linear, uma segunda fileira de pólo magnéti- co na qual uma pluralidade de pólos magnéticos é disposta na direção linear, e uma fileira de pólo magnético de indução na qual uma pluralidade de pólos 30 magnéticos de indução feita de um corpo magnético macio está disposta na direção linear, a fileira de pólo magnético de indução estando disposta entre a primeira fileira de pólo magnético e a segunda fileira de pólo magnético, caracterizada pelo fato de que uma distância L2 entre as extremidades opos- tas na direção linear dos pólos magnéticos de indução da fileira de pólo magnético de indução é ajustada menor do que pelo menos uma distância L1 correspondente a um ângulo elétrico de 180° dos pólos magnéticos da 5 primeira fileira de pólo magnético e uma distância LO correspondente a um ângulo elétrico de 180° dos pólos magnéticos da segunda fileira de pólo magnético.

De acordo com uma décima quinta característica da presente invenção, além da décima terceira ou décima quarta características, uma da 10 primeira fileira de pólo magnético e uma segunda fileira de pólo magnético compreende uma pluralidade de armaduras, e um campo magnético de mo- vimento é gerado pelo controle da eletricidade para a pluralidade de armadu- ras, por meio disso movendo pelo menos uma da outra da primeira fileira de pólo magnético e a segunda fileira de pólo magnético e a fileira de pólo 15 magnético de indução.

De acordo com uma décima sexta característica da presente invenção, além da décima terceira ou décima quarta características, uma da primeira fileira de pólo magnético e segunda fileira de pólo magnético com- preende uma pluralidade de armaduras, e pelo menos uma da outra da pri- 20 meira fileira de pólo magnético e uma segunda fileira de pólo magnético e a fileira de pólo magnético de indução é movida por uma força externa, geran- do por meio disso uma força eletromotora na pluralidade de armaduras.

De acordo com uma décima sétima característica da presente invenção, além da décima terceira ou décima quarta características, pelo 25 menos uma da primeira fileira de pólo magnético, da segunda fileira de pólo magnético, e da fileira de pólo magnético de indução é movida por uma força externa de maneira a mover pelo menos uma das duas fileiras remanescen- tes.

Um rotor externo 13 das modalidades correspondem ao rotor ou ao segundo rotor da presente invenção, um rotor interno 14 das modalidades corresponde ao primeiro rotor na presente invenção, o primeiro e segundo estatores 12L, 12R das modalidades correspondem ao estator da presente invenção, a primeira e segunda armaduras 21L, 21R das modalidades cor- respondem ao pólo magnético da primeira fileira de pólo magnético ou às armaduras da presente invenção, o primeiro e segundo eixos do rotor exter- no 34, 36 dessas modalidades correspondem ao eixo de rotação da presen- 5 te invenção, o primeiro e segundo pólos magnéticos de indução 38L, 38R das modalidades correspondem aos pólos magnéticos de indução da pre- sente invenção, e o primeiro e segundo ímãs permanentes 52L, 52R das modalidades correspondem aos pólos magnéticos da segunda fileira de pólo magnético da presente invenção.

Efeito da Invenção

Com a primeira característica da presente invenção, o motor compreende: um estator anular gerando primeiro e segundo campos magné- ticos de rotação pela primeiras e segundas armaduras dispostas de maneira a circundar um eixo geométrico, um primeiro rotor sendo dotado de primeira e segunda fileiras de ímã permanente incluindo primeiros e segundos ímãs permanentes e giratórias ao redor do eixo geométrico; e um segundo rotor disposto entre o estator e o primeiro rotor, sendo dotado de primeira e se- gunda fileiras de pólo magnético de indução incluindo primeiros e segundos pólos magnéticos de indução, e giratório ao redor do eixo geométrico. A pri- meira fileira de armadura e a primeira fileira de ímã permanente estão opos- tas em lados opostos na direção radial da primeira fileira de pólo magnético de indução, respectivamente, e a segunda fileira de armadura e a segunda fileira de ímã permanente estão opostas em lados opostos na direção radial da segunda fileira de pólo magnético de indução, respectivamente. Portanto, controlando a eletricidade para a primeira e segunda armaduras de maneira a girar o primeiro e segundo campos magnéticos de rotação, é formado um caminho magnético de maneira a passar através da primeira e segunda ar- maduras, o primeiro e segundo ímãs permanentes, e o primeira e segundo pólos magnéticos de indução, de maneira que um dos, ou tanto o primeiro rotor quanto o segundo rotor possam ser girados.

Nessa ocasião, a fase do pólo magnético da primeira fileira de ímã permanente e a fase do pólo magnético da segunda fileira de ímã per- manente do primeiro rotor são deslocadas uma da outra por uma metade de um passo predeterminado na direção circular, e a fase de polaridade do pri- meiro campo magnético de rotação e a fase da polaridade do segundo cam- po magnético de rotação do estator são deslocadas uma da outra por uma 5 metade do passo predeterminado na direção circular. Portanto, a fase do primeira pólo magnético de indução e a fase do segundo pólo magnético de indução do segundo rotor podem ser ajustadas uma com a outra. Por meio dessa disposição, não apenas a estrutura do segundo rotor é simplificada e a força é aperfeiçoada, como também são facilitados o suporte e a monta- 10 gem do primeiro, segundo pólos magnéticos no segundo rotor.

Com a segunda característica da presente invenção, uma vez que o primeira, segundo pólos magnéticos de indução sejam ajustados na pluralidade de fendas proporcionada no corpo do rotor do segundo rotor de maneira a se estender na direção axial, é facilitada a montagem do primeira, segundo pólos magnéticos de indução no corpo do rotor.

Com a terceira característica, os pólos magnéticos de indução são embutidas no rotor a fim de sustentar a pluralidade de pólos magnéticos de indução feita de um corpo magnético macio com os intervalos predeter- minados na direção circular no rotor feito de um corpo magnético fraco e gi- 20 rando ao redor do eixo geométrico. Portanto, é possível suportar os pólos magnéticos de indução no rotor sem usar um membro de fixação dedicado como, por exemplo, um pino, reduzindo por meio disso o número de partes correspondentes ao número de membros de fixação.

Com a quarta característica, uma vez que uma parte do pólo magnético de indução é exposta na superfície circular externa do rotor, é possível reduzir um intervalo de ar gerado entre o rotor e o pólo magnético de indução e situado fora do rotor.

Com a quinta característica, uma vez que o rotor é dotado de um formato cilíndrico e uma parte do pólo magnético de indução é exposta na superfície circular interna do rotor, é possível reduzir um intervalo de ar ge- rado entre o rotor e o pólo magnético de indução e situado dentro do rotor.

Com a sexta característica, uma vez que uma face na qual o ro- tor e o pólo magnético de indução estão em contato é feita em um formato que limita o movimento do pólo magnético de indução na direção radial com relação ao rotor, é possível evitar o desprendimento do pólo magnético de indução devido a uma força centrífuga quando o rotor é girado.

5 Com a sétima característica, uma vez que as saliências propor-

cionadas no rotor e as cavidades proporcionadas nos pólos magnéticos de indução são ajustadas umas com as outras, não apenas é limitado o movi- mento dos pólos magnéticos de indução na direção radial com relação ao rotor pelo ajuste, como também é eliminada uma parte desnecessária do 10 pólo magnético de indução pela cavidade de maneira que possa ser reduzi- da a perda contracorrente e a perda de histerese.

Com a oitava característica, uma vez que a pluralidade de pólos magnéticos de indução e os espaçadores feitos de um corpo magnético fra- co situado entre os pólos magnéticos de indução adjacentes na direção axial 15 são embutidos na pluralidade de fendas proporcionada no rotor de modo a se estender na direção axial, não apenas é facilitada a montagem dos pólos magnéticos de indução e dos espaçadores no rotor como também é cortado um caminho magnético pelos espaçadores do corpo magnético fraco entre os pólos magnéticos de indução adjacentes à direção axial.

Com a nona característica, uma vez que a face na qual o rotor e

o espaçador estão em contato é feita em um formato que limita o movimento do espaçador na direção radial com relação ao rotor, é possível evitar o des- prendimento do espaçador devido a uma força centrífuga quando o rotor é girado.

Com a nona característica, uma vez que a face circular externa

do espaçador é coberta pelo aro feito de um corpo magnético fraco, é não apenas possível evitar com mais confiabilidade o desprendimento do espa- çador devido à força centrífuga quando o rotor é girado, como também é possível evitar o abaulamento da parte central do rotor na direção axial devi- 30 do à força centrífuga. Supondo que um aro esteja enrolado ao redor do cor- po magnético macio, é gerado um intervalo desnecessário na face circular externa do corpo magnético macio, mas a geração do intervalo pode ser evi- tada enrolando o aro na face circular externa do espaçador.

Com a décima primeira característica, uma vez que o prendedor é proporcionado para limitar o movimento do pólo magnético de indução na direção axial com relação ao rotor, é possível evitar o desprendimento do 5 pólo magnético de indução do rotor na direção axial.

Com a décima segunda característica, uma vez que o rotor compreende o corpo de rotor em um formato cilíndrico assentado e a cober- tura conectada no corpo do rotor de modo a cobrir a abertura do corpo do rotor, e são proporcionados os eixos de rotação nas partes de superfície in- 10 ferior do corpo do rotor, o rotor é suportado em suas extremidades opostas para estabilizar a rotação.

Com a décima terceira característica, na máquina magnética na qual a fileira de pólo magnético de indução está disposta entre a primeira fileira de pólo magnético e a segunda fileira de pólo magnético, o ângulo formado entre as extremidades opostas na direção circular dos pólos mag- néticos de indução da fileira de pólo magnético de indução com relação ao eixo geométrico é feito menor do que pelo menos um do ângulo de máquina correspondente a um ângulo elétrico de 180° do pólo magnético da primeira fileira de pólo magnético e o ângulo da máquina correspondente ao ângulo elétrico de 180° do pólo magnético da segunda fileira de pólo magnético. Portanto, é possível eliminar a geração de um curto-circuito magnético entre os pólos magnéticos adjacentes na direção circular da primeira fileira de pólo magnético ou da segunda fileira de pólo magnético através do pólo magnéti- co de indução da fileira de pólo magnético de indução, aperfeiçoado por meio disso a eficiência magnética.

Com a décima quarta característica, na máquina magnética na qual a fileira de pólo magnético está disposta entre a primeira fileira de pólo magnético e a segunda fileira de pólo magnético, uma distância entre as ex- tremidades opostas na direção linear dos pólos magnéticos de indução da 30 fileira de pólo magnético de indução é feita menor do que pelo menos uma de uma distância correspondente a um ângulo elétrico de 180° da primeira fileira de pólo magnético e a distância correspondente a um ângulo elétrico de 180° da segunda fileira de pólo magnético. Portanto, é possível eliminar a geração de um curto-circuito magnético entre os pólos magnéticos adjacen- tes na direção linear da primeira fileira de pólo magnético ou da segunda fileira de pólo magnético através do pólo magnético de indução da fileira de pólo magnético, aperfeiçoando, portanto, a eficiência magnética.

Com a décima quarta característica, uma vez que a primeira filei- ra de pólo magnético e a segunda fileira de pólo magnético compreendem uma pluralidade de armaduras, e é gerado um campo magnético de movi- mento pelo controle da eletricidade para a pluralidade de armaduras, a outra 10 da primeira fileira de pólo magnético e a segunda fileira de pólo magnético ou a fileira de pólo magnético de indução é movida de maneira a funcionar como um motor.

Com a décima sexta característica, uma da primeira fileira de pólo magnético e da segunda fileira de pólo magnético compreende uma 15 pluralidade de armaduras, e a outra da primeira fileira de pólo magnético e da segunda fileira de pólo magnético ou a fileira de pólo magnético de indu- ção é movida por uma força externa. Portanto, é possível gerar uma força eletromotoras na pluralidade de armaduras de maneira que as mesmas fun- cionem como um motor.

Com a décima sétima característica, pelo menos uma da primei-

ra fileira de pólo magnético, segunda fileira de pólo magnético, e a fileira de pólo magnético de indução é movida por uma força externa para mover pelo menos uma das outras duas fileiras, por meio do que as mesmas funcionem como dispositivo de transmissão de força de acionamento.

Breve Descrição dos Desenhos

A figura 1 é uma vista dianteira de um motor de acordo com uma primeira modalidade, tomada na direção axial (vista tomada ao longo da li- nha 1-1 na figura 2).

A figura 2 é uma vista em corte tomada ao longo da linha 2-2 na

figura 1.

A figura 3 é uma vista em corte tomada ao longo da linha 3-3 na

figura 2. A figura 4 é uma vista em corte tomada ao longo da linha 4-4 na

figura 2.

A figura 5 é uma vista em corte tomada ao longo da linha 5-5 na

figura 2.

A figura 6 é uma vista em corte tomada ao longo da linha 6-6 na

figura 3.

A figura 7 é uma vista em perspectiva explodida do motor.

A figura 8 é uma vista em perspectiva explodida de um rotor ex- terno.

A figura 9 é uma vista em perspectiva explodida de um rotor in-

terno.

A figura 10 é uma vista ampliada de uma parte 10 na figura 3.

A figura 11 é uma vista para explicar um curto-circuito magnético de um ímã permanente do rotor interno.

A figura 12 é um diagrama esquemático em que o motor é ex-

pandido na direção circular.

A figura 13 são primeiras vistas explicativas operacionais quan- do o rotor interno é fixado.

A figura 14 são segundas vistas explicativas operacionais quan- do o rotor interno é fixado.

A figura 15 são terceiras vistas explicativas operacionais quando o rotor interno é fixado.

A figura 16 são primeiras vistas explicativas operacionais quan- do o rotor externo é fixado.

A figura 17 são segundas vistas explicativas operacionais quan-

do o rotor externo é fixadoo.

A figura 18 são vistas ilustrando os formatos de uma saliência de um espaçador de acordo com uma segunda modalidade.

A figura 19 é uma vista correspondente à figura 6 de acordo com uma terceira modalidade.

A figura 20 é uma vista em corte tomada ao longo da linha 20-20 na figura 19. A figura 21 é uma vista em corte tomada ao longo da linha 21-21 na figura 19.

A figura 22 são vistas correspondentes à figura 10 de acordo com uma quarta modalidade.

A figura 23 é uma vista correspondente à figura 10 de acordo

com uma quinta modalidade.

A figura 24 é uma vista correspondente à figura 3 de acordo com uma sexta modalidade.

A figura 25 são vistas ampliadas das partes essenciais na figura 24.

Listagem de Referência 12L primeiro estator (estator)

12R segundo estator (estator)

13 rotor externo (rotor, segundo rotor)

14 rotor interno (primeiro rotor)

21L primeira armadura (pólo magnético da primeira fileira de pólo magnético, armadura)

21R segunda armadura (pólo magnético da primeira fileira de pólo magnético, armadura)

31 corpo de rotor

31a fenda 31b saliência

33 cobertura de rotor

34 primeiro eixo de rotor externo (eixo de rotação)

36 segundo eixo de rotor externo (eixo de rotação)

38L primeiro pólo magnético de indução (pólo magnético de indução)

38R segundo pólo magnético de indução (pólo magnético de indução)

38a cavidade

39 espaçador 41 prendedor 52L primeiro ímã permanente (pólo magnético da segunda fileira de pólo magnético)

52R segundo ímã permanente (pólo magnético da segunda fileira de pólo magnético)

59 aro

L eixo geométrico LO distância L2 distância Θ0 ângulo de máquina Θ2 ângulo

P passo predeterminado Descrição das Modalidades Preferidas

As modalidades da presente invenção serão descritas com base nos desenhos em anexo.

Modalidade 1

Será descrita uma primeira modalidade da presente invenção com base nas figuras de 1 a 17.

Conforme mostrado na figura 7, um motor M dessa modalidade compreende um invólucro 11 formando um formato cilíndrico octogonal, que 20 é curto em uma direção de um extremidade L, o primeiro e segundo estato- res anulares 12L, 12R fixados na circunferência interna do invólucro 11, um rotor externo 13 acomodado dentro do primeiro e segundo estatores 12L, 12R e girando ao redor do eixo geométrico L, e um rotor interno 14 acomo- dado dentro do rotor externo 13 e girando ao redor do eixo geométrico L. O 25 rotor externo 13 e o rotor interno 14 são capazes de rotação relativa com relação ao primeiro e segundo estatores 12L, 12R fixos e são capazes de rotação relativa um com o outro.

Como é evidente nas figuras 1 e 2, o invólucro 11 é dotado de uma parte de corpo cilíndrico assentado 15 e uma parte de tampa em forma de chapa octogonal 17 fixada a uma abertura da parte de corpo 15 com uma pluralidade de pinos 16. Uma pluralidade de aberturas 15a, 17a para ventilar é formada na parte de corpo 15 e na parte de tampa 17. Como é evidente nas figuras de 1 a 4 e 7, o primeiro e segundo estatores 12L, 12R são dotados da mesma estrutura, e são sobrepostos um no outro enquanto são deslocados um do outro na direção circular. A estru- tura será descrita tomando um deles, isto é, o primeiro estator 12L como um 5 representativo. O primeiro estator 12L é dotado de uma pluralidade (24 par- tes na modalidade) das primeiras armaduras 21L cada incluindo uma bobina 20 enrolada ao redor da circunferência externa de um núcleo 18 feito de chapas de aço laminadas com um isolador 19 entre os mesmos. Essas pri- meiras armaduras 21L são integradas por um prendedor em forma de aro 22 10 enquanto está sendo conectado na direção circular de maneira formar um formato geralmente anular. Um flange 22a se projetando na direção radial de uma extremidade na direção do eixo geométrico L do prendedor 22 é fixado em uma parte escalonada 15b (ver figura 2) na face interna da parte de cor- po 15 no invólucro 11 por uma pluralidade de pinos 23.

O segundo estator 12R é proporcionado com 24 partes das se-

gundas armaduras 21R similarmente ao primeiro estator 12L. O flange 22a do prendedor 22 é fixado a uma parte escalonada 15c (ver figura 2) na face interna da parte de corpo 15 no invólucro 11 por uma pluralidade de pinos 24. Nesse momento, as fases na direção circular do primeiro estator 12L e 20 do segundo estator 12R são deslocadas uma do outra por uma metade de um passo do primeiro e segundo ímãs permanentes 52L, 52R do rotor inter- no 14 (ver figuras 3 e 4). Uma corrente alternada trifásica é suprida dos três terminais 25, 26, 27 (ver figura 1) proporcionados na parte de corpo 15 do invólucro 11 para a primeira e a segunda armaduras 21L, 21R do primeiro e 25 segundo estatores 12L, 12R, gerando por meio disso um campo magnético de rotação no primeiro e segundo estatores 12L, 12R.

Como é evidente nas figuras 2, 7 e 8, o rotor externo 13 é um membro oco incluindo um corpo de rotor 31 formado por um corpo magnéti- co fraco em um formato cilíndrico assentado, e uma cobertura de rotor 33 30 formada por um corpo magnético fraco em um formato de disco e fixado pe- los pinos 32 de maneira a cobrir a abertura do corpo de rotor 31. Um primei- ro eixo de rotor externo 34 se projetando do centro da parte de superfície inferior do corpo do rotor 31 no eixo geométrico L é suportado giratoriamente pela parte de corpo 15 do invólucro 11 por um mancai de esfera 35. Um se- gundo eixo de rotor externo 36 se projetando do centro da cobertura de rotor 33 no eixo geométrico L é suportado giratoriamente na parte de tampa 17 do 5 invólucro 11 por um mancai de esfera 37. O primeiro eixo de rotor externo 34 servindo como um eixo de saída do rotor externo 13 penetra a parte de cor- po 15 do invólucro 11 para se estender para fora.

O corpo magnético fraco é um material não atraído por um ímã, inclui resina, madeira e similar além de alumínio e similar, e é também cha- mado em alguns casos de um corpo não-magnético.

Como é evidente nas figuras 2, 6, 8, e 10, uma pluralidade de (20 na modalidade) fendas 31a se estendendo em paralelo com o eixo geo- métrico L é formada na face circular externa do corpo de rotor 31 de maneira a se comunicar com a parte interna e externa na direção radial. Cada fenda 15 31a é aberta no lado da parte de superfície inferior do corpo de rotor 31, e fechada no lado da abertura do corpo de rotor 31. Os primeiros pólos mag- néticos de indução 38L feitos de um corpo magnético macio, os espaçadores 39, e s segundos pólos magnéticos de indução 38R feitos de um corpo mag- nético macio são inseridos nas fendas 31a na direção do eixo geométrico L 20 do lado da parte da superfície inferior do corpo de rotor 31 e embutidos nas mesmas. Os primeiras e os segundos pólos magnéticos de indução 38L, 38R são formadas por chapas de aço laminadas na direção do eixo geomé- trico L.

Um par de saliências 31b, 31b se projetando em uma direção se 25 aproximando uma da outra é formado nas faces internas opostas de cada fenda 31a no corpo de rotor 31. Um par de cavidades 38a, 38a; 39a, 39a ajustadas de maneira deslizante com o par de saliências 31b, 31b é formado nas faces externas dos primeiros e segundos pólos magnéticos de indução 38L, 38R e o espaçador 39 levado a contatar com a face interna das fendas 30 31a.

Dentre os primeiros e segundos pólos magnéticos de indução 38L, 38R e o espaçador 39 inseridos na fenda 31a conforme descrito acima, a extremidade dianteira da primeira pólo magnético de indução 38L é levada a contatar com um obturador 31c (ver figura 6) na extremidade dianteira da fenda 31a de maneira a limitar o seu movimento. Nesse caso, uma de uma pluralidade de garras 41a se projetando na direção do eixo geométrico L de 5 um prendedor anular 41 fixado na parte inferior do corpo de rotor 31 pelos pinos 40 é levada em contato resiliente com a extremidade posterior do se- gundo pólo magnético de indução 38R. Como um resultado, o primeira e o segundo pólos magnéticos de indução 38L, 38R e o espaçador 39 inseridos na fenda 31a são retidos pelo obturador 31c e a garra elástica 41a do pren- 10 dedor 41, por meio do que os mesmos são impedidos de serem puxados na direção do eixo geométrico L e é impedida a ocorrência de ruído.

Como é evidente na figura 2, é proporcionado um primeiro resol- vedor 42 para detectar uma posição de rotação do rotor externo 13 de ma- neira a circundar o segundo eixo do rotor externo 36 do rotor externo 13. O 15 primeiro resolvedor 42 compreende um rotor resolvedor 43 fixado na circun- ferência externa do segundo eixo do rotor externo 36, e um estator resolve- dor 44 fixado à parte de tampa 17 do invólucro 11 de modo a circundar a periferia do rotor resolvedor 43.

Conforme evidente nas figuras de 2 a 5 e 9, o rotor interno 14 compreende um corpo de rotor 45 formado em um formato cilíndrico, um eixo de rotor interno 47 penetrando um cubo de roda 45a do corpo do rotor 45 e fixado a um pino 46, primeiro e segundo núcleos de rotores anulares 48L, 48R incluindo chapas de aço laminadas e ajustadas na circunferência externa do corpo do rotor 45, e um espaçador anular 48 ajustado no circun- ferência externa do corpo do rotor 45. Uma extremidade do eixo de rotor in- terno 47 é suportada giratoriamente no eixo geométrico L por um mancai de esfera 50 dentro do primeiro eixo do rotor externo 34. A outra extremidade do eixo de rotor interno 47 é suportada giratoriamente por um mancai de es- fera 51 dentro do segundo eixo do rotor externo 36, e penetra o segundo eixo do rotor externo 36 e a parte de tampa 17 do invólucro 11 para se es- tender para fora do invólucro 11 de modo a servir como um eixo de saída do rotor interno 14. O primeiro e o segundo núcleos de rotor 48L, 48R ajustados na circunferência externa do corpo de rotor 45 são dotados da mesma estrutu- ra, e são providos de uma pluralidade de (20 partes na modalidade) furos de suporte de ímã permanente 48a ao longo da face circular externa (ver figu- 5 ras 3 e 4), na qual o primeiro e segundo ímãs permanentes 52L, 52R são ajustados por pressão na direção do eixo geométrico L. A polaridade dos primeiros ímãs permanentes 52L adjacentes ao primeiro núcleo de rotor 48L é revertida alternadamente, a polaridade dos segundos ímãs permanentes 52R adjacentes ao segundo núcleo de rotor 48R é revertida alternadamente, 10 e a fase na direção circular dos primeiros ímãs permanentes 52L no primeiro núcleo de rotor 48L e a fase na direção circular dos segundos ímãs perma- nentes 52R no segundo núcleo de rotor 48R é deslocada uma do outra por uma metade de passo (ver figuras 3 e 4).

O espaçador 49 feito do corpo magnético fraco é ajustado na 15 parte central na direção do eixo geométrico L na circunferência externa do corpo de rotor 45; um par de chapas de suporte de ímã permanente 53, 53 para reter o primeiro e o segundo ímãs permanentes 52L, 52R é ajustado na parte externa, respectivamente; o primeiro e segundo núcleos de rotor 48L, 48R são ajustados na parte externa, respectivamente; um par de chapas de 20 suporte de ímã permanente 54, 54 retendo o primeiro e o segundo ímãs permanentes 52L, 52R é ajustado na parte externa, respectivamente; e um par de aros obturadores 55, 55 é fixado por ajuste de pressão na parte ex- terna respectivamente.

Como é evidente na figura 2, é proporcionado um segundo re- 25 solvedor 56 para detectar uma posição rotacional do rotor interno 14 de ma- neira a circundar o eixo de rotor interno 47. O segundo resolvedor 56 com- preende um rotor resolvedor 57 fixado à circunferência externa do eixo de rotor interno 47, e um estator resolvedor 58 fixado à parte de tampa 17 do invólucro 11 de modo a circundar a periferia do rotor resolvedor 57.

Portanto, conforme ilustrado na figura 10 em uma maneira am-

pliada, a face circular interna das primeiras armaduras 21L do primeiro esta- tor 12L é justaposta através de um ligeiro intervalo de ar α na face circular externa dos primeiros pólos magnéticos de indução 38L expostas na face circular externa do rotor externo 13, e a face circular externa do primeiro nú- cleo de rotor 48L do rotor interno 14 é sobreposto através de um ligeiro in- tervalo de ar β na face circular interna dos primeiros pólos magnéticos de 5 indução 38L expostas na face circular interna do rotor externo 13. Similar- mente, a face circular interna das segundas armaduras 21R do segundo es- tator 12R é justaposta através de um ligeiro intervalo de ar α na face circular externa dos segundos pólos magnéticos de indução 38R expostas na face circular externa do rotor externo 13, e a face circular externa do segundo 10 núcleo de rotor 48R do rotor interno 14 é justaposta através de um ligeiro intervalo de ar β na face circular interna dos segundos pólos magnéticos de indução 38R expostos na face circular interna do rotor externo 13.

A seguir, será descrito um princípio operacional do motor M da primeira modalidade sendo dotado da estrutura acima.

A figura 12 ilustra esquematicamente um estado em que o motor

M está estendido na direção circular. Tanto no lado direito quanto no lado esquerdo na figura 12, estão ilustrados, respectivamente, o primeiro e o se- gundo ímãs permanentes 52I, 52R do rotor interno 14. O primeiro e o segun- do ímãs permanentes 52L, 52R estão dispostos na direção circular (direção 20 vertical na figura 12) com as viga Nea viga S proporcionadas alternada- mente em um passo predeterminado P. Os primeiros ímãs permanentes 52L e os segundos ímãs permanentes 52R são dispostos ao mesmo tempo em que deslocados uns dos outros por apenas uma metade de um passo prede- terminado P, isto é, uma metade de passo P/2.

No centro da figura 12, os ímãs permanentes virtuais 21 corres-

pondentes às primeiras e segundas armaduras 21L, 21R do primeiro e se- gundo estatores 12L, 12R são dispostas na direção circular com o passo predeterminado P. Na realidade, o número das primeiras e segundas arma- duras 21L, 21R do primeiro e segundo estatores 12L, 12R é 24, respectiva- 30 mente, e o número dos primeiros e segundos ímãs permanentes 52I, 52R do rotor interno 14 é 20, respectivamente. Assim, o passo das primeiras e se- gundas armaduras 21L, 21R não se iguala ao passo P dos primeiros e se- gundos ímãs permanentes 521, 52R do rotor interno 14.

Contudo, uma vez que as primeiras e segundas armaduras 21L1 21R formam campos magnéticos de rotação, respectivamente, as primeiras e segundas armaduras 21L, 21R podem ser substituídas por 20 partes dos 5 ímãs permanentes virtuais 21 dispostas com o passo P e giradas na direção circular. As primeiras e segundas armaduras 21L, 21R são daqui por diante chamadas de primeiros e segundos pólos magnéticos virtuais 21L, 21R dos ímãs permanentes virtuais 21. A polaridade dos primeiras e segundos pólos magnéticos virtuais 21L, 21R dos ímãs permanentes virtuais 21 adjacentes 10 na direção circular é revertida alternadamente, e os primeiros pólos magnéti- cos de indução 21L e os segundos pólos magnéticos de indução 21R dos ímãs permanentes 21 são deslocadas uns dos outros na direção circular pe- la metade de passo P/2.

Os primeiros e segundos pólos magnéticos de indução 38L, 38R 15 do rotor externo 13 são dispostos entre os primeiros e segundos ímãs per- manentes 52L, 52R e os ímãs permanentes virtuais 21. Os primeiros e se- gundos pólos magnéticos de indução 38L, 38R são dispostos com o passo P na direção circular, e alinhados com os primeiros pólos magnéticos de indu- ção 38L e os segundos pólos magnéticos de indução 38R na direção do eixo 20 geométrico L.

Conforme ilustrado na figura 12, quando a polaridade do primei- ro pólo magnético virtual 21L do ímã permanente virtual 21 é diferente da polaridade do primeiro ímã permanente (mais próximo) oposto 52L, a polari- dade do segundo ímã permanente virtual 21R do ímã permanente virtual 21 25 se torna a mesma daquela do segundo ímã permanente (mais próximo) o- posto 52R. Ainda, quando a polaridade do segundo pólo magnético virtual 21R do ímã permanente virtual 21 é diferente da polaridade do segundo ímã permanente (mais próximo) oposto 52R, a polaridade do primeiro pólo mag- nético virtual 21L do ímã permanente virtual 21 se torna a mesma daquela 30 do primeiro ímã permanente (mais próximo) oposto 52L (vide figura 14 (G)).

Primeiro, a operação será descrita em um caso em que um campo magnético de rotação é gerado no primeiro e segundo estatores 12L, 12R (primeiro e segundo pólos magnéticos virtuais 21L1 21R) de maneira a acionar e girar o rotor externo 13 (primeiros e segundos pólos magnéticos de indução 38L, 38R) em um estado em que o rotor interno 14 (primeiros e se- gundos ímãs permanentes 52L, 52R) fixados não-giratoriamente. Nesse ca- 5 so, os ímãs permanentes virtuais 21 são girados para baixo nas figuras com relação aos primeiros e segundos ímãs permanentes 52L, 52R fixos na or- dem da figura 13(A), figura 13(B), figura 13(C), figura 13(D), figura 14(E), figura 14(F), e figura 14(G), por meio do que os primeiros e segundos pólos magnéticos de indução 38L, 38R são girados para baixo nas figuras.

Na figura 13(A), os primeiros pólos magnéticos de indução 38L

são alinhadas com relação aos primeiros ímãs permanentes 52L opostos e os primeiros pólos magnéticos virtuais 21L dos ímãs permanentes virtuais 21, e os segundos pólos magnéticos de indução 38R são deslocadas pela metade de passo P/2 com relação aos segundos pólos magnéticos virtuais 15 opostos 21R e os segundos ímãs permanentes 52R. Nesse caso, os ímãs permanentes virtuais 21 são girados para baixo na figura 13(A). No início da rotação, a polaridade dos primeiros pólos magnéticos virtuais 21L dos ímãs permanentes virtuais 21 é diferente da polaridade dos primeiros ímãs per- manentes opostos 52L, e a polaridade dos segundos pólos magnéticos vir- 20 tuais 21R dos ímãs permanentes virtuais 21 é a mesma conforme a polari- dade dos segundos ímãs permanentes opostos 52R.

Uma vez que os primeiros pólos magnéticos de indução 38L são dispostos entre os primeiros ímãs permanentes 52L e os primeiros pólos magnéticos virtuais 21L dos ímãs permanentes virtuais 21, os primeiros pó- 25 Ios magnéticos de indução 38L são magnetizadas pelos primeiros ímãs per- manentes 52L e os primeiros pólos magnéticos virtuais 21L, por meio das quais é gerada a primeira linha magnética G1 entre os primeiros ímãs per- manentes 52L, os primeiros pólos magnéticos de indução 38L e os primeiros pólos magnéticos virtuais 21L. Similarmente, uma vez que os segundos pó- 30 Ios magnéticos de indução 38R são dispostos entre os segundos pólos magnéticos virtuais 21R e os segundos ímãs permanentes 52R, os segun- dos pólos magnéticos de indução 38R são magnetizados pelos segundos pólos magnéticos virtuais 21R e os segundos ímãs permanentes 52R, por meio do que a segunda linha magnética G2 é gerada entre os segundos pó- los magnéticos virtuais 21R, os segundos pólos magnéticos de indução 38R e os segundos ímãs permanentes 52R.

5 Em um estado ilustrado na figura 13(A), a primeira linha magné-

tica G1 é gerada de modo a conectar juntos os primeiros ímãs permanentes 52L, os primeiros pólos magnéticos de indução 38L, e os primeiros pólos magnéticos virtuais 21L, enquanto a segunda linha magnética G2 é gerada de modo a conectar cada dois segundos pólos magnéticos virtuais 21R ad- 10 jacentes na direção circular e os segundos pólos magnéticos de indução 38R situados entre os mesmos e para conectar os segundos ímãs perma- nentes 52R adjacentes na direção circular e os segundos pólos magnéticos de indução 38R situados entre os mesmos. Como um resultado, nesse esta- do, é estabelecido um circuito magnético conforme ilustrado na figura 15(A). 15 Nesse estado, uma força magnética para rotação na direção circular não age nos primeiros pólos magnéticos de indução 38L, uma vez que a primeira li- nha magnética G1 é linear. Ainda, um grau de inclinação e um fluxo magné- tico total das duas segundas linhas magnéticas G2 são semelhantes entre cada dois pólos magnéticos virtuais 21R adjacentes na direção circular e os 20 segundos pólos magnéticos de indução 38R, e o grau de inclinação e a quantidade de fluxo magnético total das duas segundas linhas magnéticas G2 são também semelhantes entre cada dois ímãs permanentes 52R adja- centes na direção circular e os segundos pólos magnéticos de indução 38R, estabelecendo por meio disso um equilíbrio. Assim, uma força magnética 25 para rotação na direção circular também não age nos segundos pólos mag- néticos de indução 38R.

Quando os ímãs permanentes virtuais 21 são girados das posi- ções ilustradas na figura 13(A) para as posições ilustradas na figura 13(B), é gerada a segunda linha magnética G2 conectando juntos os segundos pólos 30 magnéticos virtuais 21R, os segundos pólos magnéticos de indução 38R, e os segundos ímãs permanentes 52R, e a primeira linha magnética G1 entre os primeiros pólos magnéticos de indução 38L e os primeiros pólos magnéti- cos virtuais 21L é inclinada. Com essa operação, a primeira e segunda li- nhas magnéticas G1 e G2 estabelecem um circuito magnético conforme ilus- trado na figura 15(B).

Nesse caso, apesar do grau de inclinação da primeira linha magnética G1, a quantidade total do fluxo magnético é grande, e, assim, uma força magnética relativamente grande age nos primeiros pólos magnéti- cos de indução 38L. Por essa disposição, os primeiros pólos magnéticos de indução 38L são acionados por uma força de acionamento relativamente grande na direção de rotação dos ímãs permanentes virtuais 21, isto é, na direção de rotação do campo magnético. Como um resultado, o rotor externo 13 é girado na direção de rotação do campo magnético. Ainda, apesar do grau de inclinação da segunda linha magnética G2 ser grande, a quantidade total de fluxo magnético é pequena, e, portanto, uma força magnética relati- vamente pequena age nos segundos pólos magnéticos de indução 38R, por meio da qual os segundos pólos magnéticos de indução 38R são acionados por uma força de acionamento relativamente baixa na direção de rotação do campo magnético. Como resultado, o rotor externo 13 é girado na direção de rotação do campo magnético.

Assim, quando os ímãs permanentes virtuais 21 são girados das posições ilustradas na figura 13(B) para as posições ilustradas nas figuras 13(C), 13(D), 14(E) e 14(F) nessa ordem, os primeiros pólos magnéticos de indução 38L e os segundos pólos magnéticos de indução 38R são aciona- dos na direção de rotação do campo magnético por uma força magnética ocasionada pelas primeira e segunda linhas magnéticas G1, G2 respectiva- mente. Como um resultado, o rotor externo 13 é girado na direção de rota- ção do campo magnético. Durante esse processo, apesar do grau de incli- nação da primeira linha magnética G1 se tornar maior, a quantidade de fluxo magnético total se torna menor, e, assim, a força magnética agindo nos pri- meiros pólos magnéticos de indução 38L é gradualmente enfraquecida, por meio da qual a força de acionamento acionando os primeiros pólos magnéti- cos de indução 38L na direção de rotação do campo magnético é gradual- mente reduzida. Ainda, apesar do grau de inclinação da segunda linha mag- nética G2 se tornar menor, a quantidade de fluxo magnético total se torna maior, e, assim, a força magnética agindo nos segundos pólos magnéticos de indução 38R se torna gradualmente mais forte, por meio da qual a força de acionamento acionando os segundos pólos magnéticos de indução 38R 5 na direção de rotação do campo magnético é gradualmente aumentada.

Ao mesmo tempo em que os ímãs permanentes virtuais 21 são girados das posições ilustradas na figura 14(E) para as posições ilustradas na figura 14(F), a segunda linha magnética G2 é inclinada, e a quantidade total do fluxo magnético se torna próxima à maior. Como um resultado, a 10 força magnética mais forte age nos segundos pólos magnéticos de indução 38R, e a força de acionamento agindo nos segundos pólos magnéticos de indução 38R se torna a maior. Em seguida, conforme ilustrado na figura 14(G), o ímã permanente virtual 21 é girado pelo passo P da posição inicial na figura 13 (A), e os primeiros e segundos pólos magnéticos virtuais 21L, 15 21R do ímã permanente virtual 21 são giradas para a posição oposta aos primeiros e segundos ímãs permanentes 52L, 52R, respectivamente, resul- tando em um estado onde o lado direito e o lado esquerdo são revertidos na figura 13(A). Apenas nesse momento, a força magnética não age para girar o rotor externo 13 na direção circular.

Nesse estado, quando o ímã permanente virtual 21 é também

girado, os primeiras e segundos pólos magnéticos de indução 38L, 38R são acionadas na direção de rotação magnética pela força magnética ocasiona- da pelas primeira e segunda linhas magnéticas G1, G2, por meio das quais o rotor externo 13 é girado na direção de rotação magnética. Nessa ocasião, 25 enquanto o ímã permanente virtual 21 é girado e novamente retornado para a posição ilustrada na figura 13(A), a força magnética agindo nos primeiros pólos magnéticos de indução 38L se torna mais forte de modo inverso ao caso acima uma vez que a quantidade total do fluxo magnético é aumentada apesar do grau de inclinação da primeira linha magnética G1 ser diminuída, 30 de maneira que a força de acionamento agindo nos primeiros pólos magnéti- cos de indução 38L se torna maior. Por outro lado, a força magnética agindo nos segundos pólos magnéticos de indução 38R é enfraquecida uma vez que a quantidade total do fluxo magnético é diminuída apesar do grau de inclinação da segunda linha magnética G2 ser aumentada, de maneira que a força de acionamento agindo nos segundos pólos magnéticos de indução 38R se torna menor.

Conforme evidenciado pela comparação entre a figura 13(A) e a

figura 14(G), com a rotação do ímã permanente virtual 21 pelo passo P, os primeiros e segundos pólos magnéticos de indução 38L, 38R são girados apenas por metade do passo P/2. Portanto, o rotor externo 13 é girado em uma velocidade de 1/2 da velocidade de rotação do campo magnético de 10 rotação do primeiro e segundo estatores 12L, 12R. Isso se deve ao fato de que os primeiros e segundos pólos magnéticos de indução 38L, 38R são girados pela ação da força magnética ocasionada pelas primeira e segunda linhas magnéticas G1, G2, ao mesmo tempo em que são mantidos posicio- nados entre os primeiros ímãs permanentes 52L e os primeiros pólos mag- 15 néticos virtuais 21L conectados pela primeira linha magnética G1 e entre os segundos ímãs permanentes 52R e os segundos pólos magnéticos virtuais 21R conectados pela segunda linha magnética G2.

A seguir, será descrita a operação do motor M quando o rotor interno 14 é girado enquanto o rotor externo 13 é fixo com relação às figuras 15 e 16.

Primeiro conforme ilustrado na figura 16(A), em um estado onde cada dos primeiros pólos magnéticos de indução 38L é oposto a cada dos primeiros ímãs permanentes 52L, e cada dos segundos pólos magnéticos de indução 38R é situado entre cada dois dos segundos ímãs permanentes ad- 25 jacentes 52R, o primeiro e segundo campos magnéticos de rotação são gi- rados para baixo na figura 16(A). No início da rotação, a polaridade de cada dos primeiros pólos magnéticos virtuais 21L é feita diferente da polaridade de cada dos primeiros ímãs permanentes opostos 52L, e a polaridade de cada dos segundos pólos magnéticos virtuais 21R é igual à polaridade de 30 cada dos segundos ímãs permanentes opostos 52R.

Nesse estado, quando os ímãs permanentes virtuais 21 são gi- rados para a posição ilustrada na figura 16(B), a primeira linha magnética G1 entre os primeiros pólos magnéticos de indução 38L e os primeiros pólos magnéticos virtuais 21L é inclinada, e os segundos pólos magnéticos virtuais 21R se aproximam dos segundos pólos magnéticos de indução 38R. Portan- to, é gerada a segunda linha magnética G2 que conecta os segundos pólos 5 magnéticos virtuais 21R, os segundos pólos magnéticos de indução 38R, e os segundos ímãs permanentes 52R juntos. Como um resultado, um circuito magnético conforme ilustrado na figura 15(B) descrita acima é estabelecido nos primeiros e segundos ímãs permanentes 52L, 52R, os ímãs permanen- tes virtuais 21 e os primeiros e segundos pólos magnéticos de indução 38L, 10 38R.

Nesse estado, apesar da quantidade total do fluxo magnético da primeira linha magnética G1 entre os primeiros ímãs permanentes 52L e os primeiros pólos magnéticos de indução 38L ser maior, a primeira linha mag- nética G1 é reta, e, assim, não é gerada uma força magnética para girar os primeiros ímãs permanentes 52L com relação aos primeiros pólos magnéti- cos de indução 38L. Ainda, uma vez que a distância entre os segundos ímãs permanentes 52R e os segundos pólos magnéticos virtuais 21R sendo dota- da de uma polaridade diferente da mesma é relativamente longa, apesar da quantidade total do fluxo magnético da segunda linha magnética G2 entre os segundos pólos magnéticos de indução 38R e os segundos ímãs permanen- tes 52R ser relativamente pequena, o grau de inclinação é grande, e, assim, uma força magnética para levar os segundos ímãs permanentes 52R próxi- mos aos segundos pólos magnéticos de indução 38R age nos segundos í- mãs permanentes 52R. Portanto, os segundos ímãs permanentes 52R são acionados juntos com os primeiros ímãs permanentes 52L na direção de rotação dos ímãs permanentes virtuais 21, isto é, uma direção (lado superior nas figuras de 16(A) a 16(D) oposta à direção de rotação do campo magné- tico e girados em direção a uma posição ilustrada na figura 16(C). Com essa rotação, o rotor interno 14 é girado em uma direção oposta à direção de ro- tação do campo magnético.

Enquanto os primeiros e segundos ímãs permanentes 52L, 52R são girados das posições ilustradas na figura 16(B) em direção às posições ilustradas na figura 16(C), os ímãs permanentes virtuais 21 são girados em direção à posição ilustrada na figura 16(D). Conforme descrito acima, quan- do os segundos ímãs permanentes 52R se aproximam dos segundos pólos magnéticos de indução 38R, o grau de inclinação da segunda linha magnéti- 5 ca G2 entre os segundos pólos magnéticos de indução 38R e os segundos ímãs permanentes 52R se torna menor, mas a quantidade total do fluxo magnético da segunda linha magnética G2 se torna maior à medida que os ímãs permanentes virtuais 21 também se aproximam dos segundos pólos magnéticos de indução 38R. Como um resultado, ainda nesse caso, a força 10 magnética para levar os segundos ímãs permanentes 52R mais próximo aos segundos pólos magnéticos de indução 38R age nos segundos ímãs perma- nentes 52R, por meio da qual os segundos ímãs permanentes 52R são a- cionados juntos com os primeiros ímãs permanentes 52L em uma direção oposta à direção de rotação do campo magnético.

Ainda, á medida que os primeiros ímãs permanentes 52L são

girados em uma direção oposta à direção de rotação do campo magnético, a primeira linha magnética G1 entre os primeiros ímãs permanentes 52L e os primeiros pólos magnéticos de indução 38L é inclinada, e, assim, uma força magnética para levar os primeiros ímãs permanentes 52L mais próximo aos 20 primeiros pólos magnéticos de indução 38L age nos primeiros ímãs perma- nentes 52L. Contudo, nesse estado, a força magnética ocasionada pela pri- meira linha magnética G1 é mais fraca do que a força magnética ocasionada pela segunda linha magnética G2, uma vez que o grau de inclinação da pri- meira linha magnética G1 é menor do que a segunda linha magnética G2. 25 Como um resultado, os segundos ímãs permanentes 52R são acionados juntos com os primeiros ímãs permanentes 52L em uma direção oposta à direção de rotação do campo magnético pela força magnética corresponden- te a uma diferença entre as duas forças magnéticas.

Conforme ilustrado na figura 16(D), quando a distância entre os primeiros ímãs permanentes 52L e os primeiros pólos magnéticos de indu- ção 38L se torna substancialmente igual à distância entre os segundos pólos magnéticos de indução 38R e os segundos ímãs permanentes 52R, a quan- tidade total do fluxo magnético e o grau de inclinação da primeira linha mag- nética G1 entre os primeiros ímãs permanentes 52L e os primeiros pólos magnéticos de indução 38L se torna substancialmente igual à quantidade total do fluxo magnético e o grau de inclinação da segunda linha magnética 5 G2 entre os segundos pólos magnéticos de indução 38R e os segundos í- mãs permanentes 52R, respectivamente.

Como resultado, as forças magnéticas ocasionadas pelas pri- meira e segunda linhas magnéticas G1, G2 são substancialmente equilibra- das umas com a outras, e, assim, os primeiros e segundos ímãs permanen- tes 52L, 52R não são acionados temporariamente.

Nesse estado, quando os ímãs permanentes virtuais 21 são gi- rados para as posições ilustradas na figura 17(E), o estado de geração da primeira linha magnética G1 é alterado e é estabelecido um circuito magnéti- co ilustrado na figura 17(F). Portanto, a força magnética ocasionada pela 15 primeira linha magnética G1 dificilmente age de modo a levar os primeiros ímãs permanentes 52L mais próximos aos primeiros pólos magnéticos de indução 38L, e, assim, os segundos ímãs permanentes 52R são acionados pela força magnética ocasionada pela segunda linha magnética G2 junta- mente com os primeiros ímãs permanentes 52L para uma posição ilustrada 20 na figura 17(G) em uma direção oposta à direção de rotação do campo magnético.

Quando os ímãs permanentes virtuais 21 são girados ligeira- mente da posição ilustrada na figura 17(G) de modo inverso ao caso acima, a força magnética ocasionada pela primeira linha magnética G1 entre os 25 primeiros ímãs permanentes 52L e os primeiros pólos magnéticos de indu- ção 38L age nos primeiros ímãs permanentes 52L de modo a levar os mes- mos mais próximo aos primeiros pólos magnéticos de indução 38L, por meio da qual os primeiros ímãs permanentes 52L são acionados juntos com os segundos ímãs permanentes 52R em uma direção oposta à direção de rota- 30 ção do campo magnético, e, assim, o rotor interno 14 é girado em uma dire- ção oposta à direção de rotação do campo magnético. Quando os ímãs permanentes virtuais 21 são também girados, os primeiros ímãs permanen- tes 52L são acionados juntos com os segundos ímãs permanentes 52R em uma direção oposta à direção de rotação do campo magnético pela força magnética correspondente a uma diferença entre a força magnética ocasio- nada pela primeira linha magnética G1 entre os primeiros ímãs permanentes 5 52L e os primeiros pólos magnéticos de indução 38L e a força magnética ocasionada pela segunda linha magnética G2 entre os segundos ímãs per- manentes 52R e os segundos pólos magnéticos de indução 38R. Em segui- da, quando a força magnética ocasionada pela segunda linha magnética G2 age duramente para levar os segundos ímãs permanentes 52R mais próxi- 10 mos aos segundos pólos magnéticos de indução 38R, os primeiros ímãs permanentes 52L são acionados juntos com os segundos ímãs permanentes 52R pela força magnética ocasionada pela primeira linha magnética G1.

Conforme descrito acima, com a rotação dos primeiros e segun- dos campos magnéticos de rotação, a força magnética ocasionada pela pri- 15 meira linha magnética G1 entre os primeiros ímãs permanentes 52L e os primeiros pólos magnéticos de indução 38L, a força magnética ocasionada pela segunda linha magnética G2 entre os segundos ímãs permanentes 52R e os segundos pólos magnéticos de indução 38R, e a força magnética cor- respondente à diferença entre as forças magnéticas agem alternadamente 20 nos primeiros e segundos ímãs permanentes 52L, 52R, isto é, o rotor interno 14, por meio das quais o rotor interno 14 é girado em uma direção oposta à direção de rotação do campo magnético. Ainda, as forças magnéticas, isto é, as forças de acionamento agem no rotor interno 14, por meio disso tornando constante o torque do rotor interno 14.

Nesse caso, o rotor interno 14 é girado em uma velocidade igual

aquelas do primeiro e segundo campos magnéticos de rotação. Isso se deve ao fato de que os primeiros e segundos ímãs permanentes 52L, 52R são girados, enquanto os primeiros e segundos pólos magnéticos de indução 38L, 38R são mantidos posicionados entre os primeiros ímãs permanentes 30 52L e os primeiros pólos magnéticos de indução 21L e entre os segundos ímãs permanentes 52R e os segundos pólos magnéticos virtuais 21R, res- pectivamente pela ação das forças magnéticas ocasionadas pelas primeira e segunda linhas magnéticas G1, G2.

O caso onde o rotor interno 14 é fixo e o rotor externo 13 é gira- do na direção de rotação do campo magnético e o caso onde o rotor externo

13 é fixo e o rotor interno 14 é girado em uma direção oposta à direção de 5 rotação do campo magnético foram descritos separadamente acima, mas é evidente que tanto o rotor interno 14 quanto o rotor externo 13 podem girar em direções mutuamente opostas.

Conforme descrito acima, quando um do rotor interno 14 e do rotor externo 13 ou tanto o rotor interno 14 quanto o rotor externo 13 são girados, os mesmos podem ser girados sem deslizar para aperfeiçoar a efi- ciência ao mesmo tempo em que funcionam como máquinas sincronizadas, porque os estados de magnetização dos primeiros e segundos pólos magné- ticos de indução 38L, 38R são alterados de acordo com as posições rotacio- nais relativas do rotor interno 14 e do rotor externo 13. Ainda, uma vez que os números dos primeiros pólos magnéticos virtuais 21L, dos primeiros ímãs permanentes 52L e dos primeiros pólos magnéticos de indução 38L são a- justados iguais uns aos outros, e os números dos segundos pólos magnéti- cos virtuais 21R, dos segundos ímãs permanentes 52R e dos segundos pó- los magnéticos de indução 38R são ajustados iguais uns aos outros, é pos- sível se obter torque suficiente do motor M tanto sendo acionado o rotor in- terno 14 quanto o rotor externo 13.

Então, de acordo com o motor M dessa modalidade, uma vez que o rotor externo 13 é suportado em suas extremidades opostas pelo invó- lucro 11 por via do primeiro eixo de rotor 34 proporcionado no corpo de rotor 31 e o segundo eixo de rotor 36 proporcionado na cobertura de rotor 33, possibilitando assim uma rotação estável do rotor externo 13.

Ainda, uma vez que o rotor externo 13 é suportado giratoriamen- te pelo invólucro 11 através do par de rolamentos de esfera 35, 37, e o rotor interno 14 é suportado giratoriamente pelo rotor externo 13 através do par de 30 rolamentos de esfera 50, 51, disposto entre o par de rolamentos de esfera 35, 37, o tamanho do motor M na direção do eixo geométrico L pode ser re- duzido conforme comparado com o caso em que o rotor externo 13 e o rotor interno 14 são suportados giratoriamente diretamente pelo invólucro 11, res- pectivamente.

Isso se deve ao fato de que os rolamentos de esfera 50, 51 não podem ser dispostos entre o par de rolamentos de esfera 35, 37 do rotor ex- 5 terno 13 quando o rotor interno 14 é diretamente suportado pelo invólucro 11 através do par de rolamentos de esfera 50, 51, e os mesmos são requeridos a serem dispostos em uma posição fora da direção do eixo geométrico L do par de rolamentos de esfera 35, 37 do rotor externo 13.

Ainda, uma vez que o primeiro resolvedor 42 para detectar a po- 10 sição rotacional do rotor externo 13 e o segundo resolvedor 56 para detectar a posição rotacional do rotor interno 14 são dispostos juntos em uma manei- ra concentrada em um lado de extremidade da direção do eixo geométrico L, isto é, no lado da parte de tampa 17 do invólucro 11, é possível realizar a operação, como, por exemplo, inspeção, reparo, montagem e desmontagem 15 no primeiro e segundo resolvedores 42, 56 ao mesmo tempo apenas remo- vendo a parte de tampa 17, por meio disso aperfeiçoando muito a conveni- ência. Além disso, é facilitada a manipulação do endurecimento do primeiro e segundo resolvedores 42, 56.

No rotor externo 13, uma vez que as superfícies circular externa 20 e circular interna dos primeiros e segundos pólos magnéticos de indução 38L, 38R são expostas na superfície circular externa e na superfície circular interna do corpo de rotor 31, respectivamente, o intervalo de ar α do rotor externo 13 com relação ao primeiro e segundo estatores 12L, 12R e o inter- valo de ar β do rotor interno 14 com relação ao primeiro e segundo núcleos 25 48L, 48R podem ser minimizados, aperfeiçoando por meio disso a eficiência magnética.

Além disso, uma vez que os primeiros pólos magnéticos de in- dução 38L e os segundos pólos magnéticos de indução 38R são dispostos com a mesma fase na direção circular, não apenas é simplificada a estrutura 30 do corpo de rotor 31 do rotor externo 13 suportando os primeiros e os se- gundos pólos magnéticos de indução 38L, 38R conforme comparada com a disposição dos primeiros e segundos pólos magnéticos de indução 38L, 38R com as fases diferentes na direção circular como pode ser também aperfei- çoada a força do corpo de rotor 31.

Particularmente, uma vez que o suporte dos primeiros e segun- dos pólos magnéticos de indução 38L, 38R e dos espaçadores 39 com rela- ção ao corpo de rotor 31 é estabelecido pela inserção dos primeiros e se- gundos pólos magnéticos de indução 38L, 38R e as cavidades 38a, 38a, 39a, 39b do espaçador 39 enquanto deslizam na direção do eixo geométrico L com relação às saliências 31b, 31b da fenda 31a no corpo de rotor 31, não apenas o trabalho de montagem é facilitado como também não são necessá- rios os dispositivos de fixação dedicados como, por exemplo, pinos, o que contribui para a redução no número de partes e para a simplificação da es- trutura. Além disso, é possível evitar confiavelmente o desprendimento dos primeiros e segundos pólos magnéticos de indução 38L, 38R e do espaça- dor 39 na direção radial por uma força centrifuga gerada pela rotação do rotor externo 13.

Além disso, as cavidades 38a são formadas nos primeiros e se- gundos pólos magnéticos de indução 38L, 38R, as partes desnecessárias e os primeiros e segundos pólos magnéticos de indução 38L, 38R são elimi- nados pelas cavidades 38a, reduzindo por meio disso a perda de corrente parasita e a perda de histerese.

Conforme ilustrado na figura 11, no caso em que o fluxo magné- tico passa da primeira armadura 21L do primeiro estator 12L para o primeiro ímã permanente 52L do rotor interno 14 através do primeiro pólo magnético de indução 38L do rotor externo 13, se o primeiro pólo magnético de indução 25 38L estiver presente em uma posição indicada por uma catenária, os curtos- circuitos do fluxo magnético do primeiro ímã permanente 52L através do primeiro pólo magnético de indução 38L para o primeiro ímã permanente adjacente 52L, que diminui a eficiência magnética. Esse problema também surge nas segundas armaduras 21R, nos segundos ímãs permanentes 52R 30 e nos segundos pólos magnéticos de indução 38R.

Para solucionar esse problema, nessa modalidade, conforme ilustrado na figura 10, um ângulo Θ2 formado por duas linhas retas delinea- das a partir do eixo geométrico L para as extremidades opostas na direção circular dos primeiros e segundos pólos magnéticos de indução 38L, 38R é ajustado menor do que um ângulo mecânico Θ0 correspondente a um ângulo elétrico 180° dos primeiros e segundos ímãs permanentes 52L, 52R. Θ1 é 5 um ângulo formado por duas linhas retas delineadas a partir do eixo geomé- trico L para as extremidades opostas na direção circular dos primeiros e se- gundos ímãs permanentes 52L, 52R, e a relação entre os três ângulos é Θ0>Θ1>Θ2. Por meio dessa disposição, é possível minimizar o curto-circuito magnético entre os dois ímãs permanentes 52L, 52L adjacentes na direção 10 circular ou o curto-circuito magnético entre os dois ímãs permanentes 52R, 52R adjacentes na direção circular.

Modalidade 2

A seguir, será descrita uma segunda modalidade da presente invenção com base na figura 18.

Na primeira modalidade, o formato das cavidades 38a, 39a dos

primeiros e segundos pólos magnéticos de indução 38L, 38R e do espaça- dor 39, bem como o formato das saliências 31b das fendas 31a no corpo de rotor 31 são quadrados, mas podem também ser alcançados os mesmos efeitos por um formato triangular conforme ilustrado na figura 18(A) ou um formato-U conforme ilustrado na figura 18(B).

Ademais, os primeiros e segundos pólos magnéticos de indução 38L, 38R podem ser confiavelmente suportados pela reversão da relação posicionai entre as cavidades 38a, 39a e as saliências 31b, formando as sa- liências no lado dos primeiros e segundos pólos magnéticos de indução 38L, 25 38R e o espaçador 39, e formando as cavidades no lado das fendas 31a. Contudo, se as cavidades 38a forem formadas no lado dos primeiros e se- gundos pólos magnéticos de indução 38L, 38R como nas modalidades, po- dem ser reduzidas a perda de corrente parasita e a perda de histerese con- forme comparado com o caso em que as cavidades são formadas no lado 30 das fendas 31a.

Modalidade 3

A seguir será descrita uma terceira modalidade da presente in- venção com base na figura 19 e na figura 21.

Na terceira modalidade, as ranhuras 39b se estendendo na dire- ção circular são formadas na superfície dos espaçadores 39 do rotor externo

13, as ranhuras 31d conduzindo as ranhuras 39b dos espaçadores 39 são formadas na face circular externa do corpo de rotor 31 do rotor externo 13, e um aro 59 feito de um corpo magnético fraco é ajustado nas ranhuras 39b, 31d.

Quando o rotor externo 13 é girado, uma força centrífuga age nos primeiros e segundos pólos magnéticos de indução 38L, 38R e nos es- 10 paçadores 39, uma parte intermediária do corpo de rotor 31 na direção do eixo geométrico L é deformada para abaular. Contudo, a parte intermediária do corpo de rotor 31 na direção do eixo geométrico L é pressionada pelo aro 59, evitando por meio disso a deformação.

Modalidade 4

A seguir, será descrita uma quarta modalidade da presente in-

venção com base na figura 22.

Na quarta modalidade, o primeiro ímã permanente 52L ou o se- gundo ímã permanente 52R constituindo um único pólo magnético do rotor interno 14 é dividido em duas partes. Nesse caso, para que os dois ímãs permanentes constituam um único pólo magnético, é necessário que a pola- ridade dos dois ímãs permanentes seja igual.

Nesse caso, Θ1 correspondente ao ângulo elétrico de 180° do pólo magnético no rotor interno 14 é definido como um ângulo formado por duas linhas radiais passando entre pares adjacentes, quando os dois ímãs permanentes 52L, 52L (ou 52R, 52R) constituindo um único pólo magnético sejam feitos como um par.

Modalidade 5

A seguir, será descrita uma quinta modalidade da presente in- venção com base na figura 23.

Da primeira à quarta modalidades acima descritas, a presente

invenção é aplicada para o motor do tipo rotação M, mas na quinta modali- dade, a presente invenção é aplicada em um motor do tipo movimento linear M (chamado motor linear).

Nesse caso, conforme ilustrado na figura 12, uma fileira de pólos magnéticos de indução linear formada pelos primeiros e segundos pólos magnéticos de indução 38L, 38R está disposta entre uma fileira de primeiro 5 pólo magnético linear consistindo das primeiras e segundas armaduras 21L, 21R e uma fileira de segundo pólo magnético linear consistindo dos primei- ros e segundos ímãs permanentes 52L, 52R. Assim, se for suprida eletrici- dade para as primeiras e segundas armaduras 21L, 21R de modo a gerar um campo magnético de movimento na primeira fileira de pólo magnético, 10 uma das ou tanto a segunda fileira de pólo magnético quanto a fileira de pólo magnético de indução pode ser movida na direção linear.

Então, conforme ilustrado na figura 23, uma distância L2 entre as extremidades opostas na direção linear entre os primeiros e segundos pólos magnéticos de indução 38L, 38R da fileira de pólo magnético de indu- 15 ção é ajustada menor do que uma distância LO correspondente ao ângulo elétrico de 180° dos primeiros e segundos ímãs permanentes 52L, 52R da segunda fileira de pólo magnético, por meio da qual é possível eliminar a geração de um curto-circuito magnético entre os primeiros ímãs permanen- tes 52L ou os segundos ímãs permanentes 52R adjacentes na direção linear 20 da segunda fileira de pólo magnético através dos primeiros pólos magnéticos de indução 38L (ou dos segundos pólos magnéticos de indução 38R) da filei- ra de pólo magnético de indução, aperfeiçoando assim a eficiência magnéti- ca.

Modalidade 6

A seguir, será descrita uma sexta modalidade da presente in-

venção com base nas figuras 24 e 25.

Na sexta modalidade, a presente invenção é aplicada em uma engrenagem magnética, na qual o primeiro e segundo estatores 12L, 12R são providos de primeiros e segundos ímãs permanentes 60L, 60R em vez das primeiras e segundas armaduras 21L, 21 R. Quando um do rotor interno

14 e do rotor externo 13 é acionado enquanto o primeiro e segundo estato- res 12L, 12R são fixos, o outro é girado correspondentemente, constituindo assim um mecanismo de transmissão de energia. Se o rotor interno 14 for fixo, pode ser transmitida uma força de acionamento entre o primeiro e se- gundo estatores 12L, 12R e o rotor externo 13; se o rotor externo 13 for fixo, a força de acionamento pode ser transmitida entre o primeiro e segundo es- 5 tatores 12L, 12R e o rotor interno 14, e se os três foram feitos giratórios, os mesmos podem funcionar como um dispositivo diferencial.

Ainda, nessa modalidade, conforme ilustrado na figura 25(A), Θ0 correspondente ao ângulo elétrico de 180° dos primeiros e segundos ímãs permanentes 52L, 52R do rotor interno 14 é ajustado de maneira que a rela- 10 ção de Θ0 < Θ1 < Θ2 seja estabelecida com relação a um ângulo Θ2 formado pelas duas linhas retas delineadas a partir do eixo geométrico L para as ex- tremidades opostas dos primeiros e segundos pólos magnéticos de indução 38L, 38R na direção circular, e o ângulo Θ1 formado pelas duas linhas retas delineadas a partir do eixo geométrico L para as extremidades opostas dos 15 primeiros e segundos ímãs permanentes 52L, 52R na direção circular.

Similarmente, conforme ilustrado na figura 25(B), Θ0 correspon- dente ao ângulo elétrico de 180° dos primeiros e segundos ímãs permanen- tes 60L, 60R do primeiro e segundo estatores 12L, 12R é ajustado de manei- ra que a relação de Θ0 < Θ1 < Θ2 seja estabelecida com relação ao ângulo 20 Θ2 formado por duas linhas retas delineadas a partir do eixo geométrico L para as extremidades opostas dos primeiros e segundos pólos magnéticos de indução 38L, 38R na direção circular, e o ângulo Θ1 formado pelas duas linhas retas delineadas a partir do eixo geométrico L para as extremidades opostas dos primeiros e segundos ímãs permanentes 60L, 60R na direção 25 circular.

Foram descritas acima as modalidades exemplificativas da pre- sente invenção, mas podem ser feitas várias alterações sem se afastar da matéria da presente invenção.

Por exemplo, o motor Mea engrenagem magnética estão ilus- trados nas modalidades, mas a presente invenção é aplicável a um motor que possa gerar uma força eletromotora em um estator pela fixação de um do rotor externo e do rotor interno e girando o outro. Ainda, nas modalidades, as armaduras 21L, 21R são proporcio- nadas nos estatores 12L, 12R dispostos fora na direção radial, e os ímãs permanentes 52L, 52R são proporcionados no rotor interno 14 disposto den- tro na direção radial, mas suas relações posicionais podem ser revertidas de 5 maneira que o estator sendo dotado das armaduras 21L, 21R seja disposto dentro na direção radial e o rotor externo sendo doado dos ímãs permanen- tes 52L, 52R seja disposto fora na direção radial.

Nas modalidades, os estatores 12L, 12R, o rotor externo 13 e o rotor interno 14 estão dispostos na direção radial (disposição radial), mas os 10 mesmos podem ser dispostos na direção do eixo geométrico L. Isto é, os estatores sendo dotados das armaduras e os rotores sendo dotados dos í- mãs permanentes podem ser dispostos em lados opostos na direção do eixo geométrico L do rotor sendo dotado dos pólos magnéticos de indução (dis- posição axial).

Ademais, os estatores 12L, 12R são enrolados na maneira con-

centrada nas modalidades, mas o enrolamento pode ser um tipo distribuído.

Além disso, os logaritmos polares do primeiro e segundo estato- res 12L, 12R, o rotor externo 13 e o rotor interno 14 não estão limitados a- queles nas modalidades, e podem ser alterados apropriadamente.

Claims

1. Motor, compreendendo: estatores anulares (12L, 12R) dispostos de maneira a circunda- rem um eixo geométrico (L); um primeiro rotor (14) giratório ao redor do eixo geométrico (L); e um segundo rotor (13) disposto entre o estator (12) e o primeiro rotor (14), e giratório ao redor do eixo geométrico (L)1 caracterizado pelo fato de que os estatores (12L, 12R) compre- endem uma primeira fileira de armadura e uma segunda fileira de armadura dispostas na direção do eixo geométrico (L), a primeira fileira de armadura incluindo uma pluralidade de primeiras armaduras (21L) disposta em uma direção circular e gerando um primeiro campo magnético de rotação girando ao longo da direção circular por um pólo magnético gerado na pluralidade de primeiras armaduras (21L) ao suprir energia elétrica, a segunda fileira de armadura incluindo uma pluralidade de segundas armaduras (21R) disposta na direção circular e gerando um segundo campo magnético de rotação gi- rando ao longo da direção circular por um pólo magnético gerado na plurali- dade de segundas armaduras (21R) ao suprir energia elétrica; em que o primeiro rotor (14) compreende uma primeira fileira de ímã permanente e uma segunda fileira de ímã permanente dispostas na di- reção do eixo geométrico (L), a primeira fileira de ímã permanente incluindo uma pluralidade de primeiros ímãs permanentes (52L) disposta de maneira a ser dotada de pólos magnéticos com polaridades diferentes alternadamente com um passo predeterminado (P) na direção circular, a segunda fileira magnética permanente incluindo uma pluralidade de segundos ímãs perma- nentes (52R) disposta de maneira a ser dotada de pólos magnéticos com polaridades diferentes alternadamente com o passo predeterminado (P) na direção circular; em que o segundo rotor (13) compreende uma primeira fileira de pólo magnético de indução e uma segunda fileira de pólo magnético de in- dução dispostas na direção do eixo geométrico (L), a primeira fileira de pólo magnético de indução incluindo uma pluralidade de primeiros pólos magnéti- cos de indução (38L) disposta com o passo predeterminado (P) na direção circular e feita de um corpo magnético macio; e a segunda fileira de pólo magnético de indução incluindo uma pluralidade de segundos pólos magné- ticos de indução (38R) disposta com o passo predeterminado (P) na direção circular e feita de um corpo magnético macio; em que a primeira fileira de armaduras e a primeira fileira de ímã permanente são opostas uma a outra nos lados opostos na direção radial da primeira fileira de pólo magnético de indução, respectivamente, e a segunda fileira de armadura e a segunda fileira de ímã permanente são opostas uma a outra em lados opostos na direção radial da segunda fileira de pólo mag- nético de indução, respectivamente; e em que uma fase de um pólo magnético da primeira fileira de ímã permanente e uma fase do pólo magnético da segunda fileira de ímã permanente do primeiro rotor (14) são deslocadas uma da outra por uma metade do passo predeterminado (P) na direção circular, uma fase da pola- ridade do primeiro campo magnético de rotação e uma fase da polaridade do segundo campo magnético de rotação do estator (12) são deslocadas uma da outra por uma metade do passo predeterminado (P) na direção circular, e uma fase do primeiro pólo magnético de indução (38L) e uma fase do se- gundo pólo magnético de indução (38R) do segundo rotor (13) são igualadas uma à outra.

2. Motor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma pluralidade de fendas (31a) se estendendo linearmente na direção do eixo geométrico (L) é formada em um corpo de rotor cilíndrico (31) do segundo rotor (13), e o primeiro e segundo pólos magnéticos de in- dução (38L, 38R) são ajustados nas fendas (31a).

3. Estrutura de rotor, compreendendo um rotor (13) feito de um corpo magnético macio e girando ao redor do eixo geométrico (L), e uma pluralidade de pólos magnéticos de indução (38L, 38R) feita de um corpo magnético macio e suportada no rotor (13) em intervalos predeterminados em uma direção circular, caracterizada pelo fato de que os pólos magnéticos de indução (38L, 38R) são embutidos no rotor (13).

4. Estrutura de rotor, de acordo com a reivindicação 3, caracteri- zada pelo fato de que uma parte de cada pólo magnético de indução (38L, 38R) é exposta em uma superfície circular externa do rotor (13).

5. Estrutura de rotor, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, ca- racterizada pelo fato de que o rotor (13) está em um formato cilíndrico, e uma parte de cada pólo magnético de indução (38L, 38R) é exposta em uma superfície circular interna do rotor (13).

6. Estrutura de rotor, de acordo com qualquer uma das reivindi- cações 3 a 5, caracterizada pelo fato de que uma face na qual o rotor (13) é levado em contato com os pólos magnéticos de indução (38L, 38R) está em um formato que limita o movimento dos pólos magnéticos de indução (38L, 38R) na direção radial com relação ao rotor (13).

7. Estrutura de rotor, de acordo com a reivindicação 6, caracteri- zada pelo fato de que o movimento dos pólos magnéticos de indução (38L, 38R) na direção radial com relação ao rotor (13) é limitado pelo ajuste entre as saliências proporcionadas no rotor (13) e as cavidades (38a) proporcio- nadas em cada pólo magnético de indução (38L, 38R).

8. Estrutura de rotor, de acordo com qualquer uma das reivindi- cações 3 a 7, caracterizada pelo fato de que o rotor (13) compreende uma pluralidade de fendas (31a) se estendendo na direção do eixo geométrico (L) e a pluralidade de pólos magnéticos de indução (38L, 38R) e os espaçado- res (39) feitos de um corpo magnético macio situado entre os pólos magnéti- cos de indução (38L, 38R) adjacentes na direção do eixo geométrico (L) são embutidos nas fendas (31a).

9. Estrutura de rotor, de acordo com a reivindicação 8, caracteri- zada pelo fato de que uma face na qual o rotor (13) é levado em contato com o espaçador (39) está em um formato que limita o movimento do espaçador (39) na direção radial com relação ao rotor (13).

10. Estrutura de rotor, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, ca- racterizada pelo fato de que uma face circular externa do espaçador (39) é coberta por um aro (59) feito de um corpo magnético macio.

11. Estrutura de rotor, de acordo com qualquer das reivindica- ções 3 a 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um prendedor (4) para limitar o movimento dos pólos magnéticos de indução (38L, 38R) na direção do eixo geométrico (L) com relação ao rotor (13).

12. Estrutura de rotor, de acordo com qualquer uma das reivindi- cações 3 a 11, caracterizada pelo fato de que o rotor (13) compreende adi- cionalmente um corpo de rotor (31) em um formato cilíndrico assentado; uma cobertura de rotor (33) conectada ao corpo de rotor (31) de modo a cobrir uma abertura do corpo de rotor; e os eixos de rotação (34, 35) são propor- cionados nas partes da superfície inferior do corpo de rotor (31) e na cober- tu ra de rotor (33).

13. Máquina magnética, compreendendo uma primeira fileira de pólo magnético na qual uma pluralidade de pólos magnéticos (21L, 21R) es- tá disposta na direção circular, uma segunda fileira de pólo magnético na qual uma pluralidade de pólos magnéticos (52L, 52R) está disposta na dire- ção circular, e uma fileira de pólo magnético de indução na qual uma plurali- dade de pólos magnéticos de indução (38L, 38R) feita de um corpo magnéti- co macio está disposta na direção circular, a fileira de pólo magnético de indução estando disposta entre a primeira fileira de pólo magnético e a se- gunda fileira de pólo magnético, caracterizada pelo fato de que um ângulo (Θ2) formado por ex- tremidades opostas na direção circular dos pólos magnéticos de indução (38L, 38R) da fileira de pólo magnético de indução com relação a um eixo geométrico (L) é ajustado menor do que pelo menos um ângulo de máquina Θ1 correspondente a um ângulo elétrico de 180° dos pólos magnéticos (21L, 21R) da fileira de pólo magnético e um ângulo de máquina (Θ0) correspon- dente a um ângulo elétrico de 180° dos pólos magnéticos (52L, 52R) da se- gunda fileira de pólo magnético.

14. Máquina magnética, compreendendo uma primeira fileira de pólo magnético na qual uma pluralidade de pólos magnéticos (21L, 21R) es- tá disposta em uma direção linear, uma segunda fileira de pólo magnético na qual uma pluralidade de pólos magnéticos (52L, 52R) está disposta na dire- ção linear, e uma fileira de pólo magnético de indução na qual uma plurali- dade de pólos magnéticos de indução (38L, 38R) feita de um corpo magnéti- co macio está disposta na direção linear, a fileira de pólo magnético de indu- ção estando disposta entre a primeira fileira de pólo magnético e a segunda fileira de pólo magnético, caracterizada pelo fato de que uma distância (L2) entre as ex- tremidades opostas na direção linear dos pólos magnéticos de indução (38L,38R) da fileira de pólo magnético de indução é ajustada menor do que pelo menos uma de uma distância L1 correspondente a um ângulo elétrico de 180° dos pólos magnéticos (21L, 21R) da primeira fileira de pólo magnético e uma distância (LO) correspondente ao ângulo elétrico de 180° dos pólos magnéticos (52L, 52R) da segunda fileira de pólo magnético.

15. Máquina magnética, de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizada pelo fato de que uma da primeira fileira de pólo magnético e segunda fileira de pólo magnético compreende uma pluralidade de arma- duras (21L, 21R), e é gerado um campo magnético de movimento pelo con- trole da eletricidade para a pluralidade de armaduras (21L, 21R), movendo por meio disso pelo menos uma da outra da primeira fileira de pólo magnéti- co e segunda fileira de pólo magnético e a fileira de pólo magnético de indu- ção.

16. Máquina magnética, de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizada pelo fato de que uma da primeira fileira de pólo magnético e segunda fileira de pólo magnético compreende uma pluralidade de arma- duras (21L, 21R), e pelo menos uma da outra da primeira fileira de pólo magnético e segunda fileira de pólo magnético e a fileira de pólo magnético de indução é movida por uma força externa, gerando assim uma força ele- tromotora na pluralidade de armaduras (21L, 21R).

17. Máquina magnética, de acordo com a reivindicação 13 ou14, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma da primeira fileira de pó- lo magnético, a segunda fileira de pólo magnético e a fileira de pólo magnéti- co de indução é movida por uma força externa de modo a mover pelo menos uma das duas fileiras remanescentes.