BRPI0908961A2

BRPI0908961A2 - rotor para máquina elétrica rotatva, máquina elétrica de polo modulado e método de fabricação de rotor

Info

Publication number: BRPI0908961A2
Application number: BRPI0908961A
Authority: BR
Inventors: G Jack Alan; Nord Göran; Pennander Lars-Olov
Original assignee: Hoeganaes Ab
Priority date: 2008-03-19
Filing date: 2009-03-18
Publication date: 2019-08-27
Also published as: EP2266187A1; KR20100134673A; CN101978578A; TWI394350B; US20110037329A1; WO2009116935A1; TW201004102A; JP2011516017A; US9130425B2

Abstract

"rotor para máquina elétrica rotativa, máquina elétrica de polo modulado e método de fabricação de rotor". a presente invenção refere-se a uma estrutura da peças de pólo do roto r a ser utilizado como parte de uma estrutura ativa do rotor (301) para uma máquina elétrica giratória, em que a dita estrutura ativa do rotor (301) é circular, compreendendo peças do pólo e ímãs permanentes (307) magnetizados na direção circunferencial da dita estrutura do rotor, em que a dita es- trutura da peças de pólo do rotor (303, 305) é uma estrutura única, com pelo menos duas peças do pólo espaçadas individualmente conectadas por uma ponte de integração. a invenção ainda refere-se a um método de fabricação de uma estrutura da peça de pólo do roto r (303, 305) e um roto r (301) para uma máquina elétrica com uma estrutura da peça de pólo do rotor (303, 305). o conjunto de ímãs (307) para as peças do pólo é significativamente melhorado utilizando estas estruturas de peças de pólo do rotor (303, 305), de acordo com a presente invenção.

Description

Relatório Descritivo da Patente de invenção para 'PEÇAS DE PÓLO DO ROTOR INTEGRADO”.

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a um rotor para uma máquina elé5 ' ......

tríca rotativa. A invenção refere-se ainda a um método de fabricação de um rotor para urna máquina elétrica giratória com uma estrutura da peça de pólo do rotor. O conjunto de ímãs para as peças do pólo é significativamente melhorado utilizando estas estruturas de pólo do rotor de acordo com a presente invenção.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Durante os anos, os projetos de máquina elétrica evoluiram a partir de máquinas de pólo modulado, máquinas pólo com garra, máquinas Lundeli e máquinas de fluxo transversais (TFM) tornaram-se cada vez mais interessante. Máquinas elétricas utilizando cs princípios destas máouinas

.......................... .... ........ ' ....

foram descritas logo por cerca de 1910 por Alexandersson e Fessenden. Uma das razões mais importantes para o crescente interesse é que o projeto permita uma saída de forque muito elevado em relação, por exemplo, às máquinas de indução, máquinas de relutância comutada e até mesmo máquinas de ímã permanente sem escova. Atèm disso, essas máquinas são vantajosas na medida em que a bobina é muitas vezes mais fácil de fabricar. No entanto, um dos inconvenientes do projeto é que eles normalmente são relativamente dispendiosos para a fabricação e que experimentam um fluxo elevado de vazamento, o que provoca urn baixo fator de potência e uma necessidade de mais material magnético. Q baixo fator de potência requer um circuito eletrônico de potência acima do tamanho (ou de fornecimento de potência quando a máquina ê utilizada de forma síncrona), que também aumenta o volume, peso e custo total da unidade.

O estator da máquina elétrica de pólo modulado é basicamente caracterizado pela utilização de um enroíamento único centrai que magneticamente irá alimentar vários dentes formados pela estrutura de núcleo magnético suave. Q núcleo magnético suave, em seguida, é formado em torno do enroíamento, enquanto que para outras estruturas comuns de máquina elétrica o enrolamento é formado em torno da seção de núcleo do dente. Exemplos de topologia de máquina de pólos modulados são por vezes reconhecidos como, par exemplo, pólo de garra, pés de gralha, máquinas de 5 Lunddl ou TFM. A máquina da póta modulada oom Imãs enterrados é ainda caracterizada por urna estrutura ativa de rotor incluindo uma pluralidade de ímãs permanentes separados por seções de pólo, A estrutura ativa de rotor è construída a partir de um mesmo número de segmentos, enquanto que metade do número de segmentos ê feita de material magnético suave e a outra metade do número de segmentos é feita de material magnético per10 manento. Os ímãs permanentes são organizados de modo que a direção de magnetização dos ímãs permanentes é substancialmente circunferencial, ou seja, o pólo norte e o sul, respectivamente, estão apontando em uma direção substancialmente circunferencial.

O estado do método da técnica é para produzir o número bastante grande de segmentos de rotor, normalmente 10 a 50 peças individuais, como componentes individuais. O conjunto desses segmentos é ainda mais complicado pela direção de polarização oposta dos segmentos de ímã permanente que tenderá a repelir as seções do pólo de cada um durante a montagem. A funcionalidade magnética das seções do polo magnético sua20 ve na estrutura da máquina desejada é totalmente tridimensional, e è necessário que a seção do pólo magnético macia seja capaz de exercer com eficácia o fluxo magnético com elevada permeabilidade magnética em todas as três direções do espaço, Q projeto tradicional utilizando chapas de aço laminado não irá mostrar a permeabilidade elevada necessária na direção perpendicular ao plano das chapas de aço e é aqui benéfico usar urna estrutura e material magnético suave e que mostram uma Isotropia de fluxo magnético mais forte do que um estado da estrutura da chapa laminada de aço da técnica.

SUMÁRIO '

As modalidades da presente invenção proveem um rotor resolvendo um ou mais dos problemas acima mencionados.

Isso é obtido por uma estrutura de rotor para uma máquina elétries giratória, onde a referida estrutura de rotor é tubular com uma seção transversal circular compreendendo seções de pólo de rotor e imãs permanentes magnetizados na direção cirnunferencíal da referida estrutura de rotor em que dois ímãs permanentes vizinhos são separados na direção ckcunferencial de uma seção de rotor pólo. As modalidades da estrutura de rotor compreendem uma ou mais estruturas de pólo do rotor, cada uma sob a forma de uma estrutura única, com pelo menos respectivas partes de duas seções de póio de rotores individualmente espaçadas ligadas por uma ponte de integração.

Em algumas modalidades, todas as seções de pólo do rotor conectadas e integradas mostram polaridade magnética igual após a montagem para os ímãs permanentes magneticamente ativos e não haverá, então, qualquer vazão magnética adicional devida à ponte de integração entre as seções da mesma estrutura de pólo integrado.

Como os ímãs permanentes* geram o campo magnético do rotor, e uma vez que os ímãs permanentes são magneticamente acoplados dire·· tamente para as respectivas seções do pòlo do rotor, a ponte de integração serve apenas como uma conexão mecânica das seções do pólo do rotor uma com a outra, de modo a prover um arranjo estável das seções do pólo do rotor com distâncias bem definidas entre elas, facilitando assim o arranjo rápido e exato dos ímãs permanentes nas partições formadas entre as seções do pòlo do rotor. A ponte da integração não é necessária e, normalmente, nem sequer desejava realizar fluxo magnético, em especial quando os ímãs permanentes são a única fonte magnética da estrutura do rotor, por exemplo, em uma estrutura do rotor sem bobina. Daí, a ponte dê integração pode ter uma forma e um tamanho grande o suficiente de modo a prover resistência mecânica suficiente para a estrutura da peça do pòlo a fim de permitir o arranjo dos imãs permanentes enbe as seções do pólo do rotor. Além disso, a ponte de integração pode ter uma forma e um tamanha pequeno o suficiente de moda a minimizar qualquer vazão de fluxo magnético.

A ponte de integração entre as seções do pólo pode ser fisicamente distante das seções do pólo do rotor, em especial as seções do pólo do rotor da estrutura das respectivas outras peças de pólos de polaridade oposta, de modo que a vazão entre as estruturas das peças do pólo de polaridade oposta será minimizada; a redução do fluxo eficaz que atravessa o intervala aéreo e, potenctelmente reduzindo o torque da máquina é assim minimizada.

Em uma modalidade as estruturas do pólo do rotor podem ser atentadas para formar um rotor através do primeiro posicionamento e fixando as estruturas do pólo do refer, segundamente deslizando os imãs permanentes nas partições formadas entre as seções do pòlo da estrutura da peça 10 de pòlo do rotor, Q conjunto de imãs para as seções do pòlo è melhorado significativamente devido ao pré-posicionamento geométrico das seções do pólo magnético suave na estrutura da peça de polo de rotor integrado. Em uma modalidade os imãs permanentes poderão ser fechados por colagem ou por bloqueio mecânico criados por características geométricas integradas 1f5 da estrutura da peça do pólo.

Apôs a montagem ter sido realizada, o rotor está pronto para uso e, portanto, a ponte de Integração padaria ser removida, por exemplo, corte por usinagem, o que reduziría o peso do rotor completo. Em uma modalidade o rotor podería ser formado usando uma estrutura da peça de pólo do 20 rotor para a metade das seções do pólo e então adicionando os ímãs permanentes e seções de pele adicionais, respectivamente, para formar o rotor.

Em uma modalidade a referida estrutura é feita de material magnético suave, tal como pó magnético suave. Ao fazer as seções do pólo a partir do pó magnético suave, a fabricação do rotor pode ser simplificada e a 25 concentração do fluxo magnético, utilizando a vantagem de caminhos de fluxo eficazes tridimensionais, pode ser mais eficaz..

Em uma modalidade a estrutura é circular compreendendo uma ponte de integração circular / em forma de anel conectando as seções da pòlo do rotor individualmente espaçadas. Assim, apenas duas estruturas são

................ .......... .........................................

necessárias para formar um rotor que aumenta ainda mais a montagem do rotor.

Em urna modalidade a referido estrutura é uma subseção circu lar compreendendo urna ponte de integração na forma de urn segmento do anel conectando pelo menus duas seções do pólo. Assim, apenas cs elementos menores e menos complicados devem de ser fabricados, reduzindo assim a complexidade de fabricação.

Dependendo do processo de fabricação das estruturas e os requisitos necessários de fluxo, a ponte de integração podería ser colocada a uma distância radial à dita seção d» pólo ou com uma distância axiai para as ditas seções do pólo. Ter urna ponte de integração com uma distância radial resulta em um rotor mais curto, porém mais amplo do que ter um ponte de integração com uma distância axial. O rotor poderia ser utilizado tanto para as máquinas rotativas axiais e radiais,

Em uma modalidade as seções do pólo possuem uma largura menor que a distância entre as referidas seções do pólo. Assim, a estrutura da peça do pólo node ser usada em conjunto com uma estrutura da peça 15 similar do pólo para gerar pelo menos uma parte de um rotor,, deixando espaço para o imã permanente após a montagem.

Em algumas modalidades, cada uma das pelo menos duas peças de pólo do rotor são divididas em respectivas primeira e segunda subseções, as respectivas subseções de cada seção do pólo do rotor sendo parte das respectivas estruturas de pólo do rotor, ou seja, a primeira subseção de um primeiro das duas seções do pólo do rotor está conectada através de urna primeira ponte de integração à primeira subseção da segunda das duas seções do pólo do rotor, e a segunda subseção da primeira seção do pólo do rotor é conectada através de uma segunda ponte de integração para a segunda seção do pólo do rotor. Cada estrutura da peç-a de pàto do rotor prove uma ou mais partições para c recebimento de pelo menos parte dos ímãs permanentes, a partição sendo definidas pelo menos em parte pelas subseções que estão conectadas umas às outras pela ponte de integração.

Assim, nesta modalidade, a ponte de integração conecta a inte30 gra subseções de seções do pólo do rotor, que após as montagem com cs ímãs permanentes, possuem polaridade magnética diferente. Mesmo que tal disposição resulte em uma certa quantidade de vazão magnética, esta mo dalidade provê partições para receber os ímãs permanentes, onde o tamanho da partição pelo menos na direção círcur?ferencial é definida pelas dimensões des estruturas de pólo de rotor integrado individual, em vez de definido por um conjunto do diferentes estruturas de peças do pólo. Assim, as partes da estrutura do rotor podem ser montadas cem uma maior precisão.

Em algumas modalidades, uma estrutura da peça de paio de rotor compreende duas subseções do pólo que se estendem em direção axial ao longo das respectivas laterais do imã permanente, as subseções sendo conectadas entre si em oada extremidade através das respectivas pontes de integração, de modo a cercar o ímã permanente na direção axial e circunferencial, deixando uma abertura que se estende na direção radial através da estrutura da peça do pólo para receber o fmâ permanente. As fases laterais externas da estrutura da peça do pólo confinam para as faces laterais correspondentes de outras, como estruturas de peças do pólo para formar o

........ .......... ........ .. ..............

rotor. Em uma modalidade, as faces laterais são paralelas oom a direção axial, enquanto que na nutra modalidade, as faces laterais de uma peça de pòlo do rotor são dispostas em um ângulo em relação â direção axial, de modo a formar uma estrutura da peça do pólo em forma de cunha. Por con,,θ seguinte, uma das extremidades, vista na direção axial, da estrutura da peça do pólo em forma de cunha é mais ampla no sentido circunferência! do que a outra extremidade. Essas estruturas em forma de cunha podem ser dispostas com orientação alternativa, ou seja, uma extremidade ampla de uma primeira estrutura da peça do pólo é disposta adjacente às respectivas estruturas das peças do pólo em forma de cunha vizinhas. E uma vantagem desta 25 modalidade, que a montagem do rotor é adíoionalmenfe facilitada, á medida que as estruturas da peça do pólo individual podem ser alinhadas em relação umas és outras através da aplicação de pressão axial. Em especial, o alinhamento axial, das estruturas das peças de pólo do rotor garante distâncias precisas ínter-imà na direção círcunferencial. Além disso, os ímãs per30 manentes podem então ser deslizados nas partições das respectivas estruturas das peças de pòlo.

A invenção ainda refere-se a um método de fabricação de um ro tor como descrito aqui. A estrutura da peça de pólo do rotor pode ser moldado em uma peça por compactação de pò magnético suave, em uma ferramenta.

O pó magnético suave podería ser substancialmente um pó de ferro atomizado por água pura ou um pó de ferro em esponja possuindo partículas em forma irregular que foram revestidas com um isolamento elétrico. Neste contexto, o termo substancialmente puro significa que o pó deve ser substancialmente isento de inclusões e que a quantidade das impurezas de O, C e N deve ser mantida a um mínimo. O tamanho médio de partícula é geralmente inferior a 300 pm e acima de 10 pm.

No entanto, qualquer pó de metal magnético suave ou pó de liga metálica pode ser utilizado, desde que as propriedades magnéticas macias sejam suficientes e que o pó é apropriado para a compactação de morte.

O isolamento elétrico das partículas em pó pode ser feito de um material inorgânico. Especíalmeníe adequados são os tipos de Isolamento descritos em U.S. 6,348,265 (que è incorporada por referência), que diz respeito às partículas de um pó de base que consiste essenciatmente em ferro puro possuindo uma barreira contendo isolamento de oxigênio e fósforo. Os pós possuindo partículas isoladas estão disponíveis como Somaíoy® 500, Somaíoyí§) 550 ou Somaíoy® 700 disponível a partir de Hõganas AS. da Suécia.

Assim, as seções de pólo integrada são ferias de maneira eficaz na mesma operação através do uso de um pó formando o método onde a formação ê feita em um único ajuste da ferramenta da compactação.

Uma modalidade do método descrito aqui compreende as etapas de

- combinar uma primeira e uma segunda estrutura da peça do põlo cada uma com seções do pólo do rotor individualmente espaçadas conectadas por urna ponte de integração, em quer as estruturas são combinadas formando partições entre suas seções do pólo · organizar pelo menos um imã permanente entre a referida primeira e segunda estrutura da peça do pólo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Em seguida, as modalidades preferidas da invenção serão descritas referindo-se às figuras, onde a figura 1 é uma vista em perspectiva esquemática, explodida de um estado da máquina elétrica do pólo modulado radial da técnica e projetos do rotor / estator da técnica anterior, a figura 2 é uma vista secionai transversal da máquina elétrica do pólo modulado na figura 1, a fiqura 3a ilustra urn rotor para uma máquina elétrica de acordo ~ ^r com a presente invenção, a figura 3b ilustra um rotor para uma máquina elétrica de acordo com a presente invenção, as figuras 4a, 4b e 4c ilustram uma modalidade de um principio de montagem de estruturas da peça de polo do rotor de montagem para formar um rotor, a figura 5 ilustra uma modalidade de uma estrutura da peça de pólo do rotor com uma ponte de integração axiaimente deslocada, a figura 6 ilustra uma modalidade de uma estrutura da peça de pólo do rotor com uma ponte de integração radíalmente deslocada, a figura 7 ilustra outra modalidade de um princípio de montagem de estruturas da peça de pólo do rotor de montagem para formar um rotor;

a figura 8 ilustra ainda outra modalidade de um rotor;

a figura 9 ilustra ainda outra modalidade de um rotor.

Para os efeitos da presente descricão, os termos axial, circunfe renciai e radiai geraimente se referem à geometria do rotor, ou seja, o termo direção axial se refere à direção axial do rotor, etc.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

Esta invenção está no campo de uma máquina elétrica de pólo modulado 100, em que um exemplo é mestrado na figura 1, uma vista em perspectiva esquemática, explodida. O estator da máquina elétrica de pólo modulado 10 é basicamente caracterizado pela utilização de urn único enrclamenta central 20 que magneticamente irá alimentar vários dentes 102 for mados pela estrutura de núcleo magnético suave. O estator é formado em torno do enrolamento 20, enquanto para outras estruturas comuns de máquina elétrica o enrolamento é formado ao redor da seção individual do dente. Exemplos das topologias da máquina de pólos modulados são por vezes •5 ...... ............ ........ ........

reconhecidos como, por exemplo, pólo de garra, pés de gralha, máquinas de Luadeil ou TEM. Mais especificamente, a máquina elétrica de pólo modulado mostrada 100 compreende duas seções de núcleo do estator 14, 16 cada um incluindo uma pluralidade de dentes 102 e sendo substanclalmente clrcular, uma bobina 20 dispostas entre a primeira e segunda seções de núcleo do estator circular e um rotor 30, incluindo uma pluralidade de ímãs permanentes 22. Além disso, as seções de núcleo do estator 14, 16, uma bobina 20 e o rotor 30 estão circundando um eixo geométrico comum 103, e uma pluralidade de dentas das duas seções de núcleo do estator 14, 16 estão dispostas a se projetar em direção xso rotor 30 para formar um caminho de 15 fluxo em circuito fechada, A máquina ma figura 1 è do tipo radiai como as projeções dos dentes do estator em uma direção radial em direção ao rotor, neste caso com o estator em torno do rotor. Να entanto, o estator podaria igualmente ser bem colocado interiormente em relação ao tipo de rotor que também é ilustrada em algumas das figuras a seguir. O escopo da invenção, 20 tal como apresentado no seguinte nao é restrito a nenhum tipo específico de máquina elétrica de pólo modulado e pode ser muito bem aplicado às máquinas tanta do tipo axial e radial e tanto para estatores colocados mteriurmente e exteriormente em relação ao rotor. Da mesma forma, a invenção não esta restrita a máquinas de tose única, mas pode igualmente ser aplicado ás máquinas de fase múltipla.

A estrutura ativa do rotor 30 è construída a partir de um mesmo número de segmentos 22, 24 segundo o quaí metade do número de segmentas também chamado de seções do pólo do rotor .24 é feita de material magnético suave e a outra metade do número de segmentos de material de imã permanente 22. O estado do método da técnica é para produzir esses segmentos como componentes individuais. Muitas vezes, o número de segmentos pode ser bastante grande normalmente da ordem de 10 a 60 seções individuais. Os imãs permanentes 22 são dispostos de modo que as dire ções de rnagnetização dos imãs permanentes são substancialrnente circunferenciais, ou seja, o polo norte e o sul. respeotivameate, se enfrentam em uma direção substancialmente círcunferencial. Além disso, nada um segunde

............................................ ......................................

imã permanente 22, contado círcunferenciaímente ê organizado tenda a sua direção de magnetizaçãu na direção oposta em relação a outros ímãs permanentes. A funcionalidade magnética das seções de pólo magnético suave 24 na estrutura da máquina desejada è totalmente tridimensional e é necessário que a seção magnética do pólo suave 24 seja capaz de exercer com 10 eficácia o tluxo magnético variando com alta permeabilidade magnética em todas as três direções do espaço. Um projeto tradicional utilizando ohapas de aço laminado não irá mostrar a alta permeabilidade necessária na direção perpendicular ao plano das chapas de aço e os seus benefícios para usar aqui uma estrutura e material magnético suave e que mostra uma isotropia

.... ...... ...... ...... ........

de fluxo magnético mais forte do que um estado da estrutura da chapa de aço laminado da técnica.

A figura 2 mostra a mesma máquina elétrica de pólo radial modulado come da figura 1, mas em uma vista secional transversal da máquina montada mostrando mais claramente como os dentes do estator 102 se es20 tendem para o rotor e como os dentes das duas seções de núcleo do estator 14,16 são deslocados rotacionalmente em relação uns aos outros.

Na figura 3a o rotor 301 para uma máquina elétrica de acordo com uma modalidade da presente invenção é Ilustrado. O rotor compreende uma primeira e uma segunda estrutura da peça de pólo do rotor 303, 305 cada uma com metade das seções de pôio do rotor do rotor e em partições entre seções de pólo do rotor vizinha a partir da primeira e segunda parta da estrutura da peça de pòlo do rotor, respectivamente, os ímãs permanentes 307 são posicionados.

As seções de pólo das estruturas de pòlo do rotor estão conec30 ' · ' ......' ' ' ' fadas por uma ponte de integração. A ponte de integração pode ter a forma de um elemento em forma de anel ou sob a forma de um anel de segmento. Nesta modalidade, cada uma das estruturas das peças de pólo do rotor co11 necta peças de pólo de mesma respectiva polaridade.

Na figura 3a cada estrutura da peça de pólo de rotor é um elemento Integrado, em que duas estruturas, juntamente com o número de imàs permanentes são necessários para formar um rotor, mas. em modalidades alternativas cada estrutura pode ser formada por uma série de estruturas da peça de pòlo do rotor interligadas.

A figura 3b ilustra uma modalidade de um número de estruturas da peça de pêlo do rotor interligadas que são usadas para formar o rotor. Quatro estruturas da peça de pòlo interligadas 309,. 311, 313, 315 passou a constituir a estrutura da peça de pòlo do rotor 303 ilustrada na figura 3a

Nas figuras 4a, 4b e 4o o princípio da montagem de estruturas das peças de pólo do rotor para formar um rotor é ilustrado,

Na figura 4a a estrutura da peça de pólo rotor ou parte de uma estrutura da peça de pólo de rotor 401 é ilustrada, a estrutura da peça de pólo do rotor compreende seções do pólo 403, 405 conectadas por uma ponte de integração 407. As seções do pòlo de uma estrutura da peça de pólo do rotor similar 409 são adicionadas por meio da inserção de acordo com as setas ilustradas Na figura 4b as estruturas do pòlo foram posicionadas e fixas, onde a distância entre as seções do pólo do rotor e a dimensão das seções de pólo do rotor garante que uma partição 411 esteja presente entre as seções do pòio. Na figura 4c os irnâs permanentes 413 foram caldos nas aberturas formadas entro as seções do pólo,

A ponte de integração entre as seções do pólo é fisicamente distante das seções do pólo de modo que a vazão entre as estruturas do pólo de polaridades opostas serão minimizadas,, a redução do fluxo eficaz que atravessa a lacuna de ar e, potencialmente, reduz o torque da máquina é assim minimizada. No exemplo da figura 4, a ponte de integração 407 é deslocada axialmente das seções da pólo do rotor da outra estrutura da peça de pólo 409, deixando uma lacuna de ar 414 evitando a vazão. Para tal, as seções de polo do rotor 405 compreendem uma parte ativa 415 que está em conexão magnética direta com um dos imãs permanentes 413, e uma parte da conexão 416, que não está diretamente em contato com o ímã permanenfe 413 e que está conectado à ponte de integração 407,

Na figura 5 uma modalidade de uma estrutura da peça de pólo do rotor com uma ponte de integração axialmente deslocada é ilustrada. Nesta modalidade., a ponte de integração 507 é uma estrutura em forma de _ .................... _ ...... ........ ................

anei possuindo duas faces laterais em forma de anel e superfícies circunferenciais radiaimente para dentro e para fora. As seções de pólos do rotor

503 são conectadas e axialmente se estendem a partir de um dos lados das faces laterais.

Na figura 6, uma modalidade de uma estrutura da peça de polo de rotor com uma ponte de integração radialmente deslocada é ilustrada. Nesta modalidade., a ponte de Integração 607 è uma estrutura em forma de anel possuindo duas faces laterais em forma de anel e superfícies circunferenciais radialmente para dentro e para fora. As seções de pólos de rotor 603 estão conectadas, e axialmente se estendem a partir de uma das super15 ficies circunferenciais, neste exemplo, a partir da superfície radialmente para dentro. As seções de pólos do rotor 603 possuem uma estrutura em forma de l.„ incluindo uma parte axial 615 que, quando montada no rotor, está em contato com os imãs permanentes, e uma parte de conexão 616 radial que se estende a partir da parte axial e è conectada à ponte de inlecracao 607.

20' ........ .........................“ '

Será apreciado que a parte de conexão 616 pode prolongar-se para a parte axial 615 em um ângulo diferente de 90 graus,

A figura 7 ilustra outra modalidade de um princípio de montagem de estruturas de montagem de pólo do rotor para formar um rotor. Nesta modalidade as estruturas de pólo do rotor 701 e 709 são organizadas com 25 imãs permanentes 713 para formar um rotor. As estruturas da peça de pólo do rotor 701 e 709 são similares ãs estruturas da peça de pólo do rotor descritas em conexão com as figuras 4 a 6. No entanto, nesta modalidade o comprimento axial dos pólos 703 e 705 é menor que o comprimento axial dos ímãs permanentes 713 tal que o comprimento combinado das peças de 3ü pólo de rotor 705 e 703 é a mesma ou maio?' do que o comprimento axial dos ímãs permanentes. Aiém disso, na modalidade da figura 7, a distância circunferenciais entre as seções de mesmo põío do rotor é substancíalmente igual á largura dos imãs permanentes 713, No rotor montado, as estruturas da peça de pólo do rotor 701 e 709 estão dispostas de tal forma que as faces da extremidade distai das seções de pólo 720 705 da estrutura da peça de pólo do rotor 701 confinam as correspondentes faces das extremidades das seções do pólo 703 da estrutura da peça de pólo do rotor 709 de modo a formar as partições para os imãs permanentes 703.

A figura 8 ilustra ainda outra modalidade de um rotor, A figura 8a mostra uma vista superior, ou seja, vista em direção radial de uma modalidade de uma estrutura da peça de pólo do rotor, geralmente designada 801. A figura 8b mostra uma vista secional transversal da estrutura da peça de pólo do rotor 801, a figura 8c mostra uma vista superior, vista na direção radial, de uma parte de um rotor, incluindo quatro estruturas da peça de pólo similar 801, e a figura 8d mostra uma vista secional transversal da parte do rotor.

O rotor da presente modalidade é organizado de uma série de estruturas de pòlo 801 e um número similar de imãs permanentes 813. Cada estrutura de pólo 801 inclui uma subseção da seção 802 do pólo que separa dois Imãs permanentes nu sentido circunferência! Para este efeito, a estrutura da peça de pólo compreende duas partes laterals alongadas 802 que se estendem paralelas entre si na direção axial. Em suas peças finais, as partes laterais 802 são conectadas entre si por pontes de integração 803 deixando uma partição 804 entre as partes laterais 802 para receber o imã permanente 813. Assim, nesta modalidade, as superfícies 820 nas quais as estruturas das peças de pólo vizinhas confinam entre sl são todas paralelas com a direção axial.

A figura 9 ilustra ainda outra modalidade de um rotor. A figura 9 mostra uma vista superior, ou seja, vista em direção radia) de uma. modalidade de uma estrutura da peça de pólo de rotor, geralmente designada 901. A figura 9b mostra uma vista secional transversal da estrutura da peça der pólo do rotor 901, a figura 9c mostra uma vista superior, vista na direção radial, de uma parte do rotor incluindo quatro estruturas das peças pólo similares 901 e a figura 9d mostra uma vista secional transversal da parte do rotor.

O rotor da presente modalidade é disposto de jma série de estrutures da peça de pólo 901 e um número similar de ímãs permanentes 913 de uma forma similar nemo o rotor da figura 8. Como na figura 8, cada estrutura da peça de pêlo 901 da modalidade da figura 9 è composta por duas partes laterais alongadas 902 possuindo faces laterais opostas respectivas interiormente que se estendem paralelas entre si na direção axial Era suas peças finais, as partes laterais 982 são conectadas entre si por pontes de integração 903a e 903b deixando urna partição 904 entre as partes laterais 902 para receber o ímã permanente 913. No entanto, enquanto as estruturas da peça de pólo 801 da figura 8 possuem a mesma largura na direção circunferencial em todo seu comprimento axial a largura das estruturas da peça de pólo 901 muda gradualmente a partir de uma extremidade ampla 903b para uma extremidade estreita 903a, resultando em uma estrutura em forma de cunha. Conforme ilustrado nas figuras 9e e 9d, as estruturas em forma de cunha 901 estão dispostos, alternadarnente. com orientação para formar uma estrutura do rotor tubular. Assim, nesta modalidade, as superfícies 920 nas quais as estruturas da peça de pólo vizinho confinam estão dispostas em um ângulo em relação à direção axial.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Rotor (301) para uma máquina elétrica rotativa, o rotor sendo configurado para gerar um campo magnético de rotor para a interação com um campo magnético de estator de um estator de máquina elétrica rotativa, em que o dito rotor é tubular e compreende ímãs permanentes (307, 413, 813, 913) dispostos ao longo da circunferência do rotor tubular e magnetizados na direção circunferencial do dito rotor, de modo a gerar o campo magnético de rotor, os ímãs permanentes sendo separados um do outro na direção circunferencial do rotor pelas seções de pólo do rotor (403, 405, 503, 603, 801, 901) se estendendo axialmente para orientar o campo magnético do rotor gerado pelos ditos ímãs permanentes em uma direção radial, caracterizado pelo fato de que pelo menos as respectivas partes de duas das ditas seções de pólo do rotor são conectadas umas com as outras por uma ponte de integração (407, 509, 609, 803, 903a, 903b), de modo a formar uma única estrutura, em que cada uma das pelo menos duas seções de pólo do rotor possui uma parte ativa (615) se estendendo axialmente magneticamente acoplada a dois dos imãs permanentes, e uma parte de conexão (616) se estendendo a partir da parte ativa (e sendo deslocada a partir dos imãs permanentes, a parte de conexão sendo conectada à ponte de integração, e em que a parte de conexão possui um ponto predeterminado de ruptura para desconectar a ponte de integração a partir de pelo menos duas seções de pólo do rotor.
2. Rotor, de acordo com a reivindicação 1, em que a dita estrutura única é feita de material magnético suave como o pó magnético suave.
3. Rotor, de acordo com a reivindicação 1, em que a parte de conexão se estende em um ângulo a partir da parte ativa tal que a dita ponte de integração é colocada com uma distância radial para a parte ativa das ditas seções de pólo.
4. Rotor, de acordo com a reivindicação 1, em que a parte de conexão se estende em uma direção axial a partir da parte ativa de tal forma que a dita ponte de integração é colocada com uma distância axial para as partes ativas das ditas seções de pólo.
5. Rotor, de acordo com as reivindicações 1 a 4, em que peio menos duas das ditas seções de pólo do rotor são espaçadas distante uma da outra ao longo da circunferência do rotor.
6. Rotor, de acordo com as reivindicações 1 a 6, em que a dita ponte de integração é uma ponte de integração anular a partir da qual as pelo menos duas seções de pólo do rotor se estendem na direção axial do rotor.
7. Rotor, de acordo com as reivindicações 1 a 6, a dita ponte de integração é um segmento de anel conectando pelo menos duas seções de pólo.
8. Rotor, de acordo com as reivindicações 1 a 7, em que as seções de pólo do rotor possuem uma largura menor que a distância entre as ditas seções de pólo do rotor.
9. Rotor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, compreendendo uma primeira e uma segunda estrutura da peça de pólo cada uma com seções de pólo do rotor individualmente espaçadas conectadas por uma ponte de integração, em que as seções do pólo do rotor possuem uma largura menor que a distância entre as referidas seções de pólo, e em que a primeira e a segunda estruturas da peça de pólo são organizadas para formar partições entre suas seções de pólo, em que pelo menos um ímã permanente é disposto entre a referida primeira e segunda estrutura da peça do pólo.
10. Rotor, de acordo com a reivindicação 9, cada ímã permanente possuindo um primeiro e um segundo pólo magnético, em que as seções do pólo do rotor da primeira estrutura da peça de pólo são magneticamente acopladas ao primeiro pólo dos respectivos um dos ímãs permanentes as seções do pólo do rotor da segunda estrutura da peça de pólo do rotor são magneticamente acopladas ao segundo pólo dos respectivos dos ímãs permanentes.
11. Rotor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, compreendendo uma pluralidade de estruturas da peça de pólo (701, 709), em que cada uma das pelo menos duas peças do pólo de rotor é divi dida na respectiva primeira e segunda subseções (703, 705), as respectivas subseções de cada seção do pólo do rotor sendo formado como parte das respectivas estruturas da peça de pólo do rotor.
12. Rotor, de acordo com a reivindicação 11, em que cada uma da pluralidade de estruturas da peça de pólo (801, 901) compreende duas subseções do pólo (802, 902) que se estendem na direção axial ao longo das respectivas laterais de um dos ímãs permanentes (813, 913), as subseções sendo conectadas entre si em cada extremidade por pontes de integração respectivas (803a, 903a, 903b) de modo a envolver o ímã permanente na direção axial e circunferencial.
13. Rotor, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, em que cada uma da pluralidade de estruturas das peças do pólo (901) é em forma de cunha.
14. Máquina elétrica modulada do pólo que compreende um estator e um rotor (301), o rotor sendo configurado para gerar um fluxo magnético do rotor para interação com um campo magnético do estator do estator, em que o dito rotor é tubular e compreende ímãs permanentes (307, 413) dispostos ao longo da circunferência do rotor tubular e magnetizados na direção circunferencial do dito rotor para gerar o fluxo magnético do rotor, os ímãs permanentes sendo separados um do outro na direção circunferencial do rotor por seções de pólo do rotor que se estendem axiaimente (403, 405, 503, 603, 801, 901) para dirigir o fluxo magnético do rotor gerado pelos ditos ímãs permanentes na direção radial, em que pelo menos as partes respectivas de duas das ditas seções do pólo do rotor são conectadas uma com a outra por uma ponte da integração (407, 509, 609, 803, 903a, 903b) de modo a formar uma única estrutura; caracterizado pelo fato de que todas as seções do pólo do rotor conectadas uma com a outra pela ponte da integração têm a mesma polaridade magnética; e em que a ponte da integração serve somente como uma conexão mecânica das seções do pólo do rotor uma com a outra sem carregar o fluxo magnético.
15. Método para a fabricação de um rotor incluindo uma pluralidade de ímãs permanentes separados na direção circunferencial entre si através das seções do pólo do rotor se estendendo axialmente feitas de material magnético suave feito de material suave, caracterizado pelo fato que o método compreende as etapas de

- combinar pelo menos uma primeira e uma segunda estrutura

5 da peça do pólo (401, (409) cada uma com seções do pólo espaçadas individualmente (403, 405) conectadas por uma ponte de integração (407), em que as estruturas são combinadas formando partições (411) entre as respectivas seções de pólo do rotor,

- dispor pelo menos um ímã permanente (413) em cada partição

10 entre a dita primeira e segunda estrutura da peça do pólo, e

- remover uma ou mais das pontes de integração após dispor o pelo menos um ímã permanente.