BRPI1010224B1 - Corpo para um motor elétrico, motor elétrico síncrono com estator central e rotor externo e método de montagem de um corpo - Google Patents

Abstract

corpo para um motor elétrico motor elétrico síncrono com estator central e rotor externo e método de montagem de um corpo a presente invenção refere-se a um corpo (10) para um motor elétrico (1), do tipo que compreende uma pluralidade de tambores (2), disposto de acordo com um passo predefinido e destinado a receber através do enrolamento pelo menos um fio condutor, o corpo (10) tendo uma estrutura móvel que é articulada a partir de disposição inicial de configuração retilínea para uma disposição final de configuração anular, em que o corpo (1) compreende porções de conexão (3) que são configuradas de tal modo que o passo predefinido seja grande para o enrolamento, e pequeno para a montagem do corpo (1) no motor, em que: os tambores (2) são dispostos de acordo com um passo linear, para o enrolamento, e curvados em um formato anular, para a montagem no motor elétrico; as porções de conexão (3) são encurtadas a partir de uma extensão máxima d1, que corresponde ao passo grande, a uma extensão mínima d0, que corresponde ao passo pequeno predefinido, em que as porções de conexão (3) se unirem a tambores (2) adjacentes pelo menos na disposição inicial e compreendem uma linha de enfraquecimento, uma mudança no passo ocasionando uma flexão das porções (3), na linha de enfraquecimento, entre tambores adjacentes (2).

Description

“CORPO PARA UM MOTOR ELÉTRICO, MOTOR ELÉTRICO SÍNCRONO COM ESTATOR CENTRAL E ROTOR EXTERNO E MÉTODO DE MONTAGEM DE UM CORPO”

Campo da Invenção [001 ] A presente invenção refere-se a um motor elétrico síncrono com estator central e rotor externo e compreende uma pluralidade de tambores para os enrolamentos de estator dispostos de acordo com um passo predefinido e destinada a receber enrolamentos respectivos de um fio condutor.

[002] A presente invenção também se refere a um corpo para tal motor elétrico, que compreende a pluralidade de tambores mencionada acima, disposta de acordo com um passo predefinido e destinada a receber através do enrolamento pelo menos um fio condutor.

[003] Mais particularmente, a presente invenção também se refere a um corpo do tipo mencionado acima sendo que o enrolamento do fio condutor nos tambores é mecanizado por meio de uma máquina de enrolamento, por exemplo, do tipo voadora, que compreende uma cabeça móvel adequada para posicionamento nas proximidades dos tambores e para rotação ao redor do mesmo para enrolar o fio condutor.

[004] A presente invenção também se refere a um método de montagem do dito corpo.

Antecedentes da Invenção [005] Nos últimos anos, os motores elétricos para aplicações de maior confiabilidade, estabilidade, duração e viabilidade de uso têm sido feitos com motores síncronos de imã permanente.

[006] Nestes motores, o estator está configurado como um corpo anular ou cilíndrico. No primeiro, caso, o rotor de imã permanente está alojado dentro do, enquanto no segundo caso o rotor é externo ao estator e configurado, por exemplo, como um copo cilíndrico.

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2/36 [007] Para motores de aplicação de potência maior com uma grande quantidade de pólos de estator é usada. Isso é o caso, por exemplo, de motores síncronos com a intenção de pilotar o tambor de lavagem de uma máquina de lavar roupas.

[008] O estator compreende normalmente expansões de pólo feitas mediante o ferimento de fios condutores em tambores apropriadas formadas no corpo anular.

[009] Embora vantajosos em várias realizações quando comparados aos motores síncronos tradicionais, esses motores síncronos têm algumas desvantagens devido uma partida difícil dos mesmos. Na verdade, o rotor tem que passar rapidamente de um estado de partida na velocidade zero para um estado de torneamento, ou sincronismo, em que a frequência da rotação está em uma fase com a frequência da fonte da fonte de eliminação elétrica.

[0010] Ademais, nas frequências normais de 50 ou 60 Hz do sistema de fonte de alimentação elétrica, o rotor tem que ser capaz de alcançar a velocidade de sincronismo em um tempo igual ao período dividido pelo número de torques de pólo. Essa necessidade é objetivamente difícil de cumprir, acima de tudo quando o rotor também tem que vencer a inércia inicial devido à carga.

[0011] Neste contexto existe a necessidade de ser capaz de produzir diferentes motores de acordo com as necessidades das aplicações. No entanto isso confere custos elevados nas economias de escala que não podem ser explorados da melhor maneira possível.

[0012] Em uma das realizações, a presente invenção é direcionada ao planejamento de uma estrutura particularmente poliédrica de motor elétrico síncrono que tem características tais como para permitir que o produtor adapte a montagem e a produção dos motores para as necessidades dos usuários rápida e facilmente.

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3/36 [0013] Em outras palavras a invenção é direcionada ao uso de componentes básicos comuns com a finalidade de ser capaz de montar os motores elétricos síncronos que tem um número diferente dos pólos de estator e, portanto, são adequadas para aplicações de um tipo diferente.

[0014] Em uma realização adicional, a presente invenção é direcionada em tornar disponível uma estrutura de motor síncrona que tem características estruturais e físicas de modo a permitir particularmente uma montagem simples, também reduz os custos totais do motor.

[0015] Em uma realização adicional, a presente invenção é direcionada para o desenvolvimento de um motor elétrico síncrono do tipo mencionado acima e equipado com uma partida eletrônica e dispositivo de parada que tem tais características estruturais e físicas de modo a garantir alcance rápido do sincronismo durante a fase de partida e uma fase de parada efetiva, que evita lesão nos componentes do motor e ao mesmo tempo vencendo os limites das soluções atualmente propostas pelo estado da técnica.

[0016] Em ainda uma realização adicional, conforme mencionado acima, a presente invenção se refere a um corpo para o motor elétrico acima, que compreende uma pluralidade de tambores, disposta de acordo com um passo pré-definido e com a intenção de receber mediante o enrolamento de pelo menos um fio condutor.

[0017] Como é bem conhecido, em motores elétricos o estator é configurado como um corpo anular ou cilíndrico. Internamente ou externamente ao estator um rotor com imã permanente é alojado, com a intenção de girar concentricamente em relação ao estator.

[0018] O estator compreende expansões de pólo obtidas mecanicamente por meio do enrolamento dos fios condutores nos tambores apropriados formada no corpo anular.

[0019] O enrolamento mecanizado de cada fio condutor é

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4/36 preferencialmente distribuído em pares de tambores opostos, obtêm-se pares de enrolamentos cujas extremidades, que são apresentadas no mesmo lado em relação ao corpo do estator, precisam ser apropriadamente energizadas.

[0020] Geralmente, para o enrolamento mecanizado, as máquinas de enrolamento são usadas, por exemplo, do tipo voador, que compreende uma cabeça móvel adequada para posicionar na proximidade de um tambor, dentro do corpo anular, e para o enrolamento do fio condutor mediante um movimento circular entorno do mesmo. As extremidades de cada fio condutor são apertadas manualmente por meio de grampos, por exemplo, do tipo Faston, conectando subsequentemente cada grampo a um quadro de energia.

[0021] Esta solução, todavia tem algumas desvantagens, na verdade o movimento da cabeça móvel da máquina de enrolamento é obstruído no espaço dentro do corpo anular e como esse espaço é reduzido consideravelmente conforme a quantidade de tambores já enrolados aumenta o que constitui um limite à formação de enrolamentos capazes de explorar todo o espaço vazio disponível.

[0022] Também é necessário prestar atenção especial durante a fase da montagem e do encaixe do motor devido à presença de extremidades livres dos fios condutores que podem, portanto se mover, tornando as operações de conexão dos fios com os grampos Faston difícil.

[0023] Estas operações obviamente conferem um prolongamento do tempo e um aumento nas operações da montagem do motor com um consequente aumento nos custos de produção.

[0024] Outra solução do tipo conhecido para formar os enrolamentos do estator fornece a disposição de um corpo, de uma posição substancialmente linear para uma posição de laço. O corpo móvel é, por exemplo, estruturado por meio de uma pluralidade de segmentos anulares,

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5/36 articulada em sequência. Duas extremidades opostas da sequência de segmentos anulares compreendem um ponto de engate que permite que o corpo móvel seja fechado da posição linear para a posição de laço.

[0025] Um ou mais tambores são formados nos segmentos lineares, adequados para receber pelo enrolamento do fio condutor. Essa operação de enrolamento é executada quando o corpo móvel está na posição linear, permitindo uma fácil movimentação da cabeça móvel entre um tambor e o outro. Quando o fio condutor é enrolado em todos os tambores o corpo móvel é fechado na posição de laço.

[0026] Embora essa solução seja vantajosa, a mesma não permite uma melhoria no movimento da cabeça móvel entorno de um único tambor: quando na verdade um primeiro tambor é enrolado com o fio condutor, o espaço para a ação da cabeça móvel entorno de um tambor adjacente ao primeiro é consideravelmente reduzido devido à batelada do fio condutor já enrolado nesse primeiro tambor.

[0027] Um corpo móvel feito dessa maneira, portanto não permite um aumento no coeficiente de embalagem nos tambores, isto é, um aumento na quantidade de voltas do fio condutor em torno de cada tambor, dado que precisa existir o espaço necessário entre os tambores adjacentes para garantir o movimento da cabeça móvel da máquina de enrolamento.

[0028] Este problema da técnica é particularmente sentindo quando em muitas aplicações do motor elétrico é essencial limitar as dimensões totais, ao mesmo tempo otimizando o custo do material, por exemplo, pelo uso de um fio condutor em alumínio que, embora que tem um custo mais baixo comparado ao latão usado comumente tem uma condutividade elétrica mais baixa e, portanto em um par com perdas de ampere-voltas e Joule requer uma seção maior do fio que leva a um volume maior na única bobina e tornando a exploração do espaço vazio disponível mais criticamente, frequentemente

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6/36 constitui um limite ao uso de materiais menos valorizados do que latão nos enrolamentos.

[0029] De acordo com uma realização disso, a presente invenção é, portanto, voltada para o desenvolvimento de um corpo móvel para o enrolamento do fio condutor de um estator e um método correspondente à montagem que tem tais características estruturais e físicas para permitir um coeficiente elevado de embalagem em cada enrolamento, ao mesmo tempo garantindo fixação fácil e rápida das extremidades dos fios dos enrolamentos, vencendo as desvantagens que ainda afligem as soluções fornecidas de acordo com o estado da técnica.

[0030] O documento US 2004/0051417 descreve um método para produção de um estator de motor, em que os fios são separadamente enrolados em torno de uma pluralidade de porções de tambores separados, os quais são subsequentemente interconectados. As porções de tambor compreendem abas de isolamento, inseridas entre os enrolamentos adjacentes de modo a garantir isolação elétrica.

Descrição da Invenção [0031] De acordo com uma realização da presente invenção, busca-se o fornecimento de um motor elétrico síncrono com um estator central e um rotor externo e compreende uma pluralidade de tambores disposta, com uma distância de passo predefinido, em um corpo com estrutura móvel e que pode ser articulado de uma disposição inicial, adequada para receber o fio condutor por enrolamento nos tambores, a uma final disposição de configuração substancialmente anular, em que os fios enrolados nos tambores têm extremidades conectadas eletricamente para os terminais correspondentes de um placa de circuito impresso eletrônico associado com o estator do motor, em que o corpo compreende partes de conexão que podem ser configuradas de tal maneira que aumente o passo

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7/36 entre os tambores durante o enrolamento do fio condutor e para minimizar isso com os fios enrolados, e em que as partes de conexão compreendem um ou mais pontos de enfraquecimento, que facilitam a flexão da parte entre os tambores adjacentes.

[0032] Vantajosamente a distância entre os tambores no corpo é feita para variar de um valor máximo que evita obstruções durante o enrolamento do fio condutor, para um valor mínimo, que enxerga os tambores dispostos um adjacente ao outro com folga pré-definida.

[0033] Ademais as conexões elétricas entre as extremidades dos enrolamentos nos tambores são formadas em uma placa de circuito impresso eletrônico associada com o estator do motor e em que as trilhos condutores e terminais permite a adoção de uma conexão triangular ou em formato de estrela de acordo com as necessidades.

[0034] De acordo com outra realização, a presente invenção fornece um corpo substancialmente linear para um motor elétrico, do tipo que compreende uma pluralidade de tambores dispostos de acordo com um passo predefinido e com a intenção de receber por enrolamento pelo menos um fio condutor, caracterizado pelo fato de que este compreende partes de conexão que podem ser configuradas de tal maneira que o dito passo predefinido é alto para o enrolamento, e pequeno para a montagem do corpo no motor, em que os tambores são dispostos de acordo com um passo linear, para o enrolamento, e curvado em um formato anular, para a montagem no motor elétrico; as partes de conexão podem ser encurtadas de uma extensão máxima d1, que corresponde ao dito passo grande, para uma extensão mínima d0, que corresponde ao dito passo predefinido pequeno, e em que as ditas partes compreendem uma linha de enfraquecimento, uma mudança no passo que causa uma flexão das ditas partes, na dita linha de enfraquecimento, entre os tambores adjacentes.

[0035] As partes de conexão são estendidas ao máximo quando

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8/36 o dito passo é grande, e estendido para um mínimo ou removido do corpo quando o dito passo predefinido é pequeno.

[0036] Vantajosamente o corpo de acordo com a presente invenção permite o fácil enrolamento do fio condutor entorno dos tambores, graças à distância central elevada entre os tambores durante o enrolamento, e também atinge um coeficiente de embalagem muito elevado por virtude da distância central pequena com o corpo montado no motor elétrico.

[0037] A presente invenção também se refere a um método de montagem de um motor elétrico que compreende um corpo do tipo previamente apresentado e reivindicado na reivindicação 9.

[0038] As características e vantagens adicionais do motor elétrico e o corpo de acordo como a presente invenção se tornará claro através da descrição, abaixo neste, de certas realizações dadas de maneira de exemplos não limitadores com referência aos desenhos em anexo.

Breve Descrição dos Desenhos [0039] Nestes desenhos:

A Figura 1 mostra uma vista em perspectiva com peças destacadas de um motor elétrico síncrono feito de acordo com a presente invenção;

A Figura 2 mostra uma vista em seção longitudinal do motor da Figura 1 em uma configuração de montagem;

A Figura 1a mostra, em uma vista frontal, um corpo, isto é, uma peça do estator do motor, de acordo com a presente invenção;

A Figura 1b mostra, em uma vista de cima, o corpo da Figura 1a;

A Figura 2a mostra o corpo da Figura 1a com enrolamentos elétricos relativos em outra fase de operação;

A Figura 2b mostra, em uma vista de acima, o corpo da Figura 2a;

A Figura 3 mostra o corpo da Figura 2a em ainda outra fase de operação;

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A Figura 3a mostra uma peça do corpo da Figura 3 em uma escala aumentada;

A Figura 4a mostra o corpo da Figura 2a em uma fase adicional de operação;

A Figura 4b mostra uma peça do corpo da Figura 4a em uma escala aumentada;

A Figura 4c mostra a peça da Figura 4b em outra fase de operação do corpo;

A Figura 5 mostra um estator com peças destacadas, que incorpora o corpo, de acordo com a presente invenção;

A Figura 6 mostra uma vista em perspectiva do estator da Figura 5 com peças montadas;

As Figuras 8a a 8c mostra o corpo da Figura 2a nas fases de operação para a formação de um enrolamento elétrico para a formação de uma peça do estator;

As Figuras 9a a 9c mostram o corpo da Figura 2a nas fases de operação para a formação de um enrolamento elétrico diferente;

A Figura 10 mostra esquematicamente outro estator com peças destacadas, que incorpora o corpo, de acordo com a presente invenção;

As Figuras 11a a 11c mostram uma peça do estator de acordo com a presente invenção, que incorpora o corpo de acordo com a presente invenção, com as peças montadas em três realizações diferentes de montagem;

A Figura 12 mostra o corpo do estator em uma fase da montagem, de acordo com a presente invenção;

As Figuras 12a e 12b mostram a peça do corpo do estator da Figura

12, respectivamente antes e depois do corte das partes de conexão.

Figura 13 mostra uma vista esquemática de um estator de acordo com a invenção com dez pólos;

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As Figuras 13A e 13B mostram vistas esquemáticas respectivas de diferentes modos de conexão elétrica dos terminais dos enrolamentos do estator da Figura 13;

A Figura 14 mostra uma vista esquemática de um estator de acordo com a invenção com oito pólos;

As Figuras 14A e 14B mostram vistas esquemáticas respectivas de diferentes modos de conexão elétrica dos terminais dos enrolamentos do estator da Figura 14.

Descrição de Realizações da Invenção [0040] Com referência aos desenhos em anexo, e em particular ao exemplo da Figura 1, 1 denota um motor elétrico síncrono como um todo e esquematicamente feito de acordo com a presente invenção.

[0041] O motor 1 é do tipo com estator central 12 e rotor externo.

[0042] Mais particularmente o estator central 12 é estruturado com uma pluralidade de pólos de estator feitos de uma maneira em particular e como se tornará claro por todo o resto descrição. O rotor externo é substancialmente conformado como uma caneca cilíndrica e compreende uma pluralidade de membros de imãs permanente dispostos de modo perimetral no lado interno da caneca cilíndrica. A estrutura de extremidade fornece um anel completo no imã ligado de modo anisotrópico que é magnetizado preferencialmente com de 8 a 10 pólos magnéticos e posicionado na caneca com um acoplamento preciso e o uso de cola epóxi.

[0043] O estator 12 é integral com um eixo geométrico X para dar apoio ao motor que pode por sua vez ser restrito a estrutura ou ao quadro de um eletrodoméstico que incorpora o motor 1, por exemplo, um eletrodoméstico tal como uma máquina de lavar.

[0044] O rotor é rotativo em torno do eixo geométrico X mencionado acima e compreende uma parte central 33 acoplada através de

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11/36 interferência com o rotor e apoiada no eixo geométrico X por meio de mancais e fornecidas perifericamente com uma série de sulcos para permitir o acoplamento com um membro para a transmissão de movimento para o barril da máquina de lavar, por exemplo, a correia de transmissão poly-v, não mostrado neste convencional.

[0045] O estator compreende uma pluralidade de pólos ou expansões de pólo que podem ser feitas em uma quantidade variável (na realização ilustrada neste puramente como forma de exemplo existem doze) e com disposição variável graças à configuração particular das peças de componente do estator que será descrito em detalhe abaixo neste. Cada expansão de pólo corresponde a pelo menos um enrolamento do fio condutor enrolado em que o tambor 2 correspondente, conforme descrito abaixo neste.

[0046] Em uma extremidade do estator um quadro eletrônico 45 é restrito que mantém todos os componentes eletrônicos necessários para o funcionamento e orientação do motor 1.

[0047] Vantajosamente o quadro 45 é feito com um circuito impresso com tecnologia PCB e compreende trilhos de circuito de interconexão entre os vários componentes eletrônicos montados no quadro 45.

[0048] O quadro 45 é associado com um dissipador de calor 46, por exemplo, uma estrutura de metal laminar, preferencialmente, mas não necessariamente no alumínio, que é feito integral com o corpo do estator por meio de roscas de travamento.

[0049] Desta maneira o quadro também é restrito ao estator e está entre o dissipador e o estator em si.

[0050] Vantajosamente, essa disposição do quadro eletrônico 45 é particularmente conveniente para a montagem do motor 1 pelo fato de que as conexões elétricas entre as extremidades dos enrolamentos do fio condutor nos tambores 2 ser formados em uma placa de circuito impresso

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12/36 eletrônico associado com o estator do motor. Nesse quadro 45 alguns trilhos condutores e terminais permitem a adoção para os enrolamentos de uma conexão triangular ou em formato de estrela de acordo com as necessidades.

[0051] Em outras palavras com essa solução é possível produzir ou montar motores elétricos síncronos que tenham um número diferente de pólos e diagramas de conexão dos enrolamentos do estator simplesmente por meio da modificação das conexões elétricas no quadro eletrônico associado com o estator. Será constatado mais adiante e em detalhes como isso é possível.

[0052] O quadro 45, que pode ser visto na Figura 4, é substancialmente circular e tem um diâmetro que não é maior do que o diâmetro externo do rotor.

[0053] Em um ponto perimétrico (vide a Figura 7) do quadro 45 um sensor de posição 48 é conectado, por exemplo, um sensor com efeito magnético, tal como um sensor Hall, que permite a detecção da posição angular do motor síncrono. O sensor é posicionado na face do quadro oposta entre imãs do estator. Vantajosamente essa disposição do sensor Hall é possível pela construção do anel magnético em plastoferrita que está próxima ao quadro, se projetando de seu sítio de contenção situado no rotor. Em soluções tradicionais, no entanto, o sensor Hall é colocado em um PCB montado na face do quadro voltada em direção do estator e precisa ser posicionado dentro do mesmo (vide desenhos da solução de motor antiga) de tal maneira a ler as polaridades magnéticas sem as vibrações da estrutura durante a operação ser capaz de detectar o sinal detectado. Vantajosamente a nova disposição do sensor Hall preserva o mesmo de partículas contaminadoras (em particular vindas do desgaste da correia de transmissão) em que o imã permanente atrai inevitavelmente em si, mantendo isto, portanto perfeitamente eficiente.

[0054] Este sensor é usado para orientar o motor síncrono 1, em

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13/36 particular para estabelecer a posição relativa do rotor/ estator.

[0055] O sensor 48 é preferencialmente um sensor de efeito de campo magnético, até mesmo se outros tipos diferentes de sensores podem ser usados.

[0056] As figuras do motor de vista seccional 1 mostram claramente o rotor, o estator, o quadro e o dissipador.

[0057] No exemplo da Figura 8 uma peça em escala aumentada dessa seção longitudinal é mostrada e nesse desenho o acoplamento por roscas de travamento do dissipador e o estator é completamente visível.

[0058] Abaixo neste será descrito primeiro a estrutura particular do estator para um melhor entendimento das características especiais de todo o motor e a economias de escala tornadas possíveis pela arquitetura em particular desenvolvida para as peças de componente.

O Estator [0059] Com referência às Figuras 1a-1b, um corpo 10 é mostrado esquematicamente, compreende uma pluralidade de tambores 2, cada um com a intenção de receber um fio condutor enrolamento para formar as expansões de pólo do estator do motor elétrico síncrono 1.

[0060] Com referência aos desenhos em anexo, e em particular as Figuras 1a-1b, um corpo 10 é mostrado esquematicamente e compreende uma pluralidade de tambores ou bobinas 2, cada uma com a intenção de receber pelo enrolamento de um fio condutor, adequado para formar as expansões de pólo de um estator para um motor elétrico. Em particular o enrolamento mecanizado do fio condutor em um tambor 2 é atingido por meio de uma máquina de enrolamento, por exemplo, do tipo voador, compreende uma cabeça móvel adequada para tomar posição na proximidade do tambor 2, que gira entorno do mesmo para o enrolamento do fio condutor e reposicionando em outro tambor 2 para uma operação adicional de enrolamento.

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14/36 [0061] Conforme mostrado no detalhe da Figura 4b, cada tambor 2 compreende uma base 2a, uma cabeça 2c oposta à base 2a e um enrolamento parte 2g entre a base e a cabeça, adequada para receber pelo enrolamento do fio condutor. Os tambores 2 são conectados em sequência 12, em um passo predefinido, por exemplo, por meio de uma tira 30 conectada aos pontos de engate 2f, nas bases respectivas dos tambores 2.

[0062] Em outras palavras os tambores 2 são substancialmente conectados, na base, em um membro de fita conformada enquanto as partes de enrolamento 2g e as cabeças dos tambores 2c são livres desse membro de conexão de fita conformada.

[0063] A Figura 1 b supre uma vista de cima do corpo 10 da Figura 1a; ambos os desenhos mostram o corpo 10 com o fio condutor ainda não enrolado e são dados unicamente para o propósito de um exemplo não limitador em relação à quantidade de tambores 2.

[0064] As Figuras 2a e 2b se referem ao corpo 10 da Figura 1a com os enrolamentos relativos do fio condutor, já enrolados nos tambores 2. No resto do texto um tambor 2 com um enrolamento respectivo do fio condutor também irá ser chamado como bobina e denotado pelo numeral de referência 5, a sequência de doze bobinas que resultam do enrolamento dos doze tambores 2 marcados pelo numeral de referência 12.

[0065] O corpo 10 pode ser movido de uma posição inicial, preferencialmente linear, adequada para receber o fio condutor pelo enrolamento em cada tambor 2, o que encoraja o fácil movimento da cabeça móvel entre os tambores 2, para uma substancialmente posição de laço e de montagem do estator em outros componentes do motor elétrico, em que o corpo 10 é substancialmente fechado em si em um formato anular, como se tornará claro pela seguinte descrição.

[0066] De acordo com a presente invenção, as tiras 30

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15/36 compreendem pelo menos um par de ligações 3a, 3b articuladas umas com as outras em um ponto de engate 4. Mediante as ligações 3a, 3b, o corpo 10 pode ser estendido, a distância entre os dois tambores adjacentes 2 variável de um valor mínimo d0, em que esses tambores 2 estão substancialmente em contato e as duas ligações 3a, 3b que as conectam substancialmente sobrepostas, para um valor máximo d1, em que as ligações 3a, 3b são distendidas.

[0067] Essa posição de distanciamento dos tambores adjacentes 2 permite que a cabeça móvel da máquina de enrolamento gire entorno de cada tambor 2, o que evita que a batelada gerada pelo fio condutor já enrolado nas bobinas 5 e entra em contato consequentemente com isso. Figura 3 mostra esquematicamente o corpo 10, com o fio condutor já enrolado em volta dos tambores 2, em uma posição linear de distância central mínima entre os tambores adjacentes, obtida pela sobreposição das duas ligações 3a, 3b conforme mostrado mais claramente no detalhe da Figura 3a. A Figura 4a mostra o corpo 10 na posição de laço e de montagem do estator.

[0068] Preferencialmente, durante a fase de enrolamento do fio condutor, o corpo 10 está em uma posição de extensão máxima, que pode ser obtida pelo distanciamento de todos os tambores 2 na distância máxima d1, isto é, o distanciamento de todas as ligações 3a, 3b, enquanto durante a fase de montagem do corpo 10 está na posição de extensão mínima, isto é, com todos os tambores na distância mínima d0.

[0069] As tiras 30 também podem ser partes de conexão 3 em um material semirrígido ou elástico. No caso de material elástico a posição de extensão máxima do corpo 10 é obtida mediante a extensão das extremidades opostas 1a e 1b da sequência 12 dos tambores 2, isto é obtendo uma extensão de todas as partes de conexão 3 para juntar os tambores adjacentes 2, enquanto a posição da extensão mínima do corpo

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16/36 é obtida graças a uma liberação natural do material elástico que forma cada uma das ditas partes 3.

[0070] Mais particularmente as partes de conexão 3 compreendem um ou mais pontos de enfraquecimento 4 que facilitam a flexão da parte de conexão 3 entre os tambores adjacentes 2, quando o corpo 10 retorna para a posição de extensão mínima. A Figura 3 mostra o corpo 10 em uma posição de extensão mínima, com a sequência 12 de bobinas 5 ainda alinhadas. Cada parte de conexão 3 pode ser estendido e flexionado singularmente em relação às outras partes 3.

[0071] A Figura 4c mostra um detalhe alargado do corpo 10: numeral de referência 23 denota a base de um primeiro tambor 20 e um numeral de referência 25 a base de um segundo tambor 21. Um membro conformável e deformável de fita 30 conecta os dois tambores 20, 21, para bases respectivas.

[0072] A base 23 do primeiro tambor 20 compreende um primeiro e um segundo ponto de engate 50, 56, posicionado em lados substancialmente opostos da base 23; esse ponto de engate é, por exemplo, laços 501, 561 ou articulações 502, 562.

[0073] Semelhantemente à base 25 do segundo tambor 21 compreende um primeiro e um segundo ponto de engate 52, 54, posicionado em lados substancialmente opostos da base 25; nesse caso também os pontos de engate são laços 521,541 ou articulações 522, 542.

[0074] Os laços 501, 561, 521, 541 e as articulações 502, 562, 522, 542 podem ser feitas em uma peça com as bases respectivas 23, 25 dos tambores 20, 21 ou podem ser aplicadas nisso.

[0075] O membro conformado e deformável de fita 30 compreende uma tira 30 que tem extremidades opostas que toam o formato nos pontos de acoplamento 300, 302 aos pontos de engate 50, 52, respectivamente

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17/36 na base 23 do primeiro tambor 20 e na base 25 do segundo tambor 21.

[0076] A tira 30 compreende uma primeira ligação 40 e uma segunda ligação 42. A ligação 40 é fornecida com articulações 401 e 402 e a ligação 42 com articulações 420 e 421. A articulação 401 da ligação 40 é adequada para ser articulada à articulação 502 da base 23 do primeiro tambor 20 enquanto a articulação 402 da ligação 40 é adequada para ser articulada à articulação 420 da segunda ligação 42. A articulação 421 da segunda ligação 42 é, em vez disso, articulada à articulação 522 na base 25 do segundo tambor 21.

[0077] A tira 30 também pode ser feita por meio de grampos ou pontes deformáveis, que podem deformar nos pontos de engate 50 e 52 nas bases dos tambores e no ponto 51, sendo que esse ponto 51 encoraja a deformação do grampo quando a distância entre dois tambores adjacentes foi alterada.

[0078] Em uma realização de acordo com a presente invenção, o corpo 10 compreende um único membro em formato de fita deformável 60 para conexão entre todos os tambores, inserido através dos laços 501,561,521,541 por meio de uma correia.

[0079] As porções de conexão 3 entre os tambores 2, descritas acima a título de exemplo, são produzidas, de preferência, em um material termoplástico para usos elétricos e conformadas substancialmente em qualquer maneira adequada para aumentar o passo entre tambores 2, durante um enrolamento do fio condutor, e minimizar esse passo com o fio enrolado, ao mesmo tempo facilitando a disposição apropriada da sequência 12 dos tambores 2, para formar uma configuração típica do estator.

[0080] Com referência à Figura 4a, uma sequência 12 de bobinas 5 é mostrada na posição de fechamento de laço, enrolada no corpo 10, sendo que as porções de conexão 3 estão colocadas entre pares de

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18/36 bobinas 5, substancialmente em contato umas com as outras. Vantajosamente, tal coeficiente de empacotamento alto pode apenas ser obtido por meio do corpo 10, que pode ser estendido de acordo com a presente invenção, sendo que o espaço entre as bobinas 5 é praticamente inacessível a uma cabeça móvel de enrolamento quando o corpo 10 está na posição de extensão mínima.

[0081] Os tambores opostos Ia, Ib da sequência 12 compreendem meios de engate que permitem um fechamento do colar do corpo do estator 10, para formar a configuração de laço fechada típica de um estator. A sequência 22 de bobinas 5 também pode ser disposta de outra forma, por exemplo, como um laço aberto, através de uma estrutura de contenção para coletar as bobinas 5 ou por meios de fixação apropriados, por exemplo, por meio de uma junta de fechamento de semicírculo rígida que une as extremidades Ia e Ib.

[0082] As porções de conexão 3 também podem ser transformadas em um material rígido e rompível e conectadas à base dos tambores 2 de modo a permitir o fechamento de laço do corpo 10, mantendo, de qualquer modo, a distância máxima entre os tambores 2 também na posição de fechamento de laço.

[0083] As Figuras 8a a 8c mostram o corpo 10 que compreende porções de conexão rígidas 3, em uma posição linear inicial, enquanto a Figura 12 mostra o corpo 10 fechado em um laço para sua montagem no motor.

[0084] Mais particularmente, a Figura 12 mostra que a distância entre os tambores 2 ainda é alta já que as porções de conexão 3 não são feitas de ligações ou material extensível, mas, em vez disso, um material rígido e rompível.

[0085] Para a montagem no motor, o corpo 10, já configurado em

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19/36 uma posição de fechamento de laço, é posicionado dentro de uma coroa circular 26 e as porções de conexão 3 são cortadas, possivelmente removidas, permitindo um coeficiente de empacotamento muito alto já que a distância do centro entre os tambores adjacentes é substancialmente zero, conforme denotado por z na Figura 12b.

[0086] A coroa circular 26 tem a função de manter os únicos tambores 2 na posição circular durante o corte das porções de conexão 3 e a montagem no motor elétrico.

[0087] De acordo com uma realização da presente invenção, a disposição ou posição inicial do corpo 10, correspondente à distância máxima entre os tambores 2, não é linear, mas circular. Ou seja, a sequência 12 dos tambores 2 é disposta de maneira substancialmente circular ao longo da circunferência do diâmetro c1, maior se comparada ao diâmetro de uma circunferência c0 ao longo da qual a sequência 12 dos tambores 2 é disposta em uma posição de fechamento de laço ou semicírculo.

[0088] Vantajosamente, na posição circular inicial, o passo angular entre os tambores 2 é tal de modo a não formar uma obstrução ao movimento da cabeça móvel de enrolamento, evitando o volume gerado pelo fio condutor já enrolado nas bobinas adjacentes 5.

[0089] De acordo com essa realização, as porções de conexão 3 para a conexão entre pares adjacentes de tambores 2 são braços articulados ou meios similares de conexão entre os tambores 2 que permitem que a sequência 12 seja desenvolvida a partir da posição circular inicial para a posição de fechamento de laço e vice versa.

[0090] Na Figura 4a, o corpo 10 é mostrado com o fio condutor enrolado na posição de fechamento de laço, com as extremidades Ia e Ib fechadas e as porções de conexão 3 em suas posições d0 de extensão mínima. Mais particularmente, o detalhe W da Figura 4a, ampliado

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20/36 na Figura 4b, mostra com maiores detalhes os enrolamentos do fio elétrico no tambor 2. A base 2a do tambor 2 compreende um grampo 2b, dentro do qual uma porção do fio elétrico é bloqueada; uma porção final do fio elétrico se estende a partir do grampo 2b para uma cabeça do tambor 2 para ser limítrofe a um conector 2d, por exemplo, do tipo Faston, incluído na cabeça do tambor 2.

[0091] O grampo 2b é particularmente eficaz para evitar que o fio elétrico enrolado no tambor 2 desenrole, sendo que é mais difícil manter esse fio elétrico enrolado na bobina 5 quanto mais alto for o coeficiente de empacotamento no mesmo.

[0092] Conforme esquematizado na Figura 4a, nem todos os tambores 2 são fornecidos com uma cabeça 2c: como uma função das características técnicas do estator que deve ser fornecido, em particular como uma função da fase desse motor elétrico, um único fio condutor é enrolado em dois ou mais tambores 2. A passagem do fio condutor entre dois ou mais tambores é facilitada por uma ou mais guias 2e na base do tambor, conforme ilustrado esquematicamente nas Figuras 4a, 4b e na Figura 5. Apenas os tambores 2 aos quais o fio condutor tem que ser limítrofe são fornecidos com uma cabeça 2c, enquanto as 2e estão presentes nas bases 2a dos tambores pertencentes a uma única fase elétrica.

[0093] A Figura 5 mostra um corpo 10 com o fio enrolado em posição de fechamento de laço e pronto para a montagem com outros componentes 7, 8, 9 do estator e do motor 1. Mais particularmente, os tambores 2 são internamente ocos e adequados para manter os respectivos pacotes 7 de laminações 7 tendo uma extremidade com um formato de cauda de andorinha para o acoplamento rápido em um respectivo assento unido 7a do núcleo 8.

[0094] As laminações 7 também podem ser restritas ao núcleo

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21/36 antes de serem mantidas na cavidade dos respectivos tambores 2: nesse caso, o núcleo 8 e as laminações 7, já inseridas, constituem um corpo com braços que se estendem radialmente sobre as quais o corpo 10, com o fio já enrolado nos tambores 2, é inserido, graças à possibilidade de mover reciprocamente as bobinas 5 e de identificar a posição de engate de cada cavidade na respectiva laminação 7.

[0095] A descrição dada acima com referência à Figura 5 não é limitadora em relação à configuração dos componentes 7, 8 e 9 em que o corpo 10 é montado. Por exemplo, com referência à Figura 10, as laminações 7 e o corpo central 8 constituem um único corpo dial rígido 16 sobre o qual o corpo 10, com o fio enrolado, é inserido, movendo reciprocamente as bobinas 5 para identificar a posição de engate de cada cavidade na respectiva laminação 7.

[0096] Mais particularmente, os tambores 2 são fixados às laminações correspondentes 7 por meios de uma pluralidade de cabeças pequenas 17, por exemplo, por meio de fixação de supermoldagem, colagem ou mecânica das cabeças pequenas às laminações. As cabeças pequenas 17 constituem a expansão de polo do estator e, portanto, completam o circuito de estator magnético do motor.

[0097] A Figura 11 a mostra esquematicamente a colagem de uma cabeça pequena 17 a uma laminação 7; pelo menos uma parte S1 da superfície S da laminação 7 é espalhada com uma camada de material de ligação 18 de modo que a cabeça pequena 17, depois de ter sido encaixada em uma porção final 7d da laminação 7, é tornada integral à mesma, fixando definitivamente o tambor 2 e a respectiva bobina 5 ao corpo dial rígido 16. Uma camada de material de ligação 18 também pode ser fornecida sobre uma superfície S2 da laminação 7 em contato com o tambor 2, para colar, também, o tambor 2 à laminação 7.

[0098] A Figura 11b, em que as partes substancialmente

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22/36 idênticas às da Figura 11a não são numeradas, mostra esquematicamente a fixação mecânica de um tambor 2 à laminação 7. Nesse caso, a laminação 7 e a cabeça pequena 17 compreendem um orifício 7c para apertar um parafuso 15 para a fixação da cabeça pequena 17 à laminação 7. Vantajosamente, uma porção 17s da cabeça pequena 17 e uma porção 2s do tambor 2 são conformadas para serem enganchadas pela fenda. A chanfradura é facilitada pelo aperto do parafuso 15.

[0099] A Figura 11c mostra esquematicamente uma cabeça pequena fixada à comoldagem às laminações. A comoldagem é realizada com partes inseridas, isto é, quando os tambores 2 já são ajustados nas respectivas laminações 7 e as cabeças pequenas 17 são colocadas como cobertura dos tambores 2, na porção final 7d das laminações, possivelmente enganchadas reduzidas à porção 2s dos tambores 2.

[00100] A Figura 6 mostra os componentes do estator da Figura 5 com partes inseridas enquanto a Figura 7 mostra uma vista seccionada de um motor elétrico que compreende um estator feito por meio de enrolamentos em um corpo 10, de acordo com a presente invenção.

[00101]Vantajosamente, a montagem do corpo para o motor elétrico, de acordo com a presente invenção, é realizado com o fio condutor já enrolado em volta dos tambores 2 e já configurado, por exemplo, por meio de Fastons, para a conexão à fonte de alimentação. Em outras palavras, o corpo 10 permite o enrolamento mecanizado do fio condutor nos tambores 2 e a fixação de seus pontos de extremidade a conectores apropriados, completando a formação dos enrolamentos do estator externamente a um de seus assentos de alojamento no motor elétrico. Em particular, a solução 11c forma uma estrutura de estator móvel capaz de compensar a expansão térmica radial em direção à periferia do estator dos enrolamentos, atuando como um deslocamento relativo capaz de reduzir a impulso sobre as

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23/36 cabeças pequenas que, já que são, de preferência, feitas em material SMC, não são capazes de suportar as tensões mecânicas induzidas dessa forma. Além disso, o deslocamento radial devido à expansão térmica controlada no estágio de projeto permite uma redução adicional no vão de rotor/ estator relativo e uma recuperação dos desempenhos do motor, acima de todos em termos de torque máximo, que são afetados pelo aquecimento inevitável dos componentes elétricos dos motores, particularmente no caso de aplicações com os chamados enrolamentos concentrados.

[00102] Conforme mencionado anteriormente, na placa eletrônica 45 são fornecidos terminais de contato e trilhos condutores são fornecidos, que permitem a conexão das extremidades dos enrolamentos do estator, de acordo com as necessidades.

[00103] Mais particularmente, a Figura 13 ilustra esquematicamente a configuração dos enrolamentos de estator para fornecer um motor de dez polos usando apropriadamente as conexões na placa eletrônica.

[00104] A Figura 13A mostra o diagrama de conexão de estrela possibilitado ao conectar da maneira indicada os terminais A, B, C, D, E e F dos enrolamentos de estator da Figura 13.

[00105] De maneira similar, a Figura 13B ilustra uma conexão de triângulo alternativa que fornece conexões diferentes entre os terminais dos enrolamentos de estator.

[00106] Esses exemplos mostram claramente a natureza poliédrica da solução da presente invenção que, iniciando de uma mesma sequência 22 de tambores 2, permite que um estator seja formado tendo conexões diferentes das bobinas, simplesmente ao modificar as conexões das mesmas na placa eletrônica associada ao mesmo estator, sem relação às trajetórias do fio na periferia do corpo da Figura 6.

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24/36 [00107] A Figura 14 mostra um método alternativo de conexão dos enrolamentos de estator.

[00108] Nessa realização adicional, os pólos de estator são, de preferência, oito e são organizados de tal maneira a ter todos os terminais dos enrolamentos de estator em um mesmo semicírculo do estator.

[00109] As Figuras 14A e 14B mostram as respectivas possibilidades de conexão de estrela ou triângulo aos terminais A, B, C, D, E e F dos enrolamentos de estator.

[00110] Vantajosamente, de acordo com o método da invenção, no final da fase de enrolamento, os terminais dos fios condutores ficam limítrofes à placa eletrônica 45.

[00111] As Figuras 8a a 8c ilustram, puramente a título de exemplo, um modo de configuração dos enrolamentos de estator na pluralidade de tambores 2 conectada na sequência 22.

[00112] As referências alfanuméricas X1, Y1, Z1, K1, X2, Y2, Z2, K2, X3, Y3, Z3, K3 denotam uma pluralidade de enrolamentos em tambores respectivos formados, por exemplo, sequencialmente, durante a fase de enrolamento para um motor elétrico trifásico. Mais particularmente, o primeiro enrolamento X1 realiza um enrolamento de um primeiro fio elétrico em volta de um primeiro tambor X1-1 da sequência de tambores 22. No final do primeiro enrolamento, a fase de enrolamento realiza um segundo enrolamento X2 do primeiro fio condutor sobre um segundo tambor X2-1.

[00113]Mais particularmente, o segundo tambor X2-1 não é adjacente ao primeiro tambor X1-1 na sequência de tambores 22. A fase de enrolamento continua usando o mesmo primeiro fio condutor e realizado um terceiro enrolamento X3 em um respectivo tambor X3-1 não adjacente aos tambores já enrolados X1-1 e C2-1.

[00114] A fase do enrolamento continua com o uso de um segundo

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25/36 fio elétrico para realizar enrolamentos Y1, Y2, Y3. Mais particularmente, um enrolamento Y1 é realizado em um tambor Y 1-2 adjacente ao primeiro tambor X1 -1, já enrolado em X1, e continua com os enrolamentos Y2, Y3 nos respectivos tambores Y2-2, Y3-2 não adjacentes um ao outro.

[00115] A fase do enrolamento continua com o uso de um terceiro fio elétrico para realizar os enrolamentos Z1, Z2, Z3. Mais particularmente, um enrolamento Z1 é realizado em um tambor Z 1-3 adjacente ao primeiro tambor Y3-2, já enrolado em Y3, e continua com os enrolamentos Z2, Z3 nos respectivos tambores Z2-3, Z3-2 não adjacentes um ao outro.

[00116] Finalmente, um quarto fio é usado para realizar os enrolamentos K1, K2, K3, iniciando a partir do enrolamento K1 no tambor K 1-4 e com os mesmos métodos descritos acima para formar os enrolamentos K2 e K3 nos tambores K2-4 e K3-4.

[00117] Uma realização alternativa do método, de acordo com a presente invenção, fornece a separação de alguns tambores adjacentes, por exemplo, tambores X1-1 e Y1-1 são separados por meio do corte das porções para a conexão 3 de um ao outro. Vantajosamente, a fase de separação permite a obtenção de um alto coeficiente de empacotamento em cada enrolamento e, ao mesmo tempo, a redução do tempo para um mínimo de espaço entre tambores adjacentes.

[00118] Nessa realização, é preferível que as porções de conexão 3 não sejam porções de união extensíveis ou flexíveis, mas em vez disso, rígidas 3, de modo a manter os tambores 2 distanciados pelo dito passo predefinido quando o corpo 10 está em uma posição linear, conforme mostrado nas Figuras 9a-9c, e manter os tambores 2 distanciados por um passo angular predefinido quando o corpo 10e estiver fechado como um laço, em uma posição substancialmente circular para a montagem no motor, conforme mostrado na Figura 12. Mais particularmente, as porções de união rígidas 3 são preferíveis

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26/36 para a fase de separação, já que seu corte é mais simples, se comparado ao corte das porções de conexão 3 com pontos de enfraquecimento 4 ou ligações flexíveis 3a, 3b.

[00119] Mais particularmente, a Figura 12a mostra um detalhe de uma porção rígida de conexão 3 entre dois tambores adjacentes 2 em uma fase de montagem do corpo 10.

[00120] A fase de separação dos tambores 2, de acordo com essa realização, fornece a inserção do corpo 10, já configurado em uma posição substancialmente circular, dentro de uma coroa circular 26 que tem a função de manter os tambores únicos 2 na dita posição circular durante o corte das porções de conexão 3 e a montagem no motor elétrico.

[00121] A montagem dos tambores 2 no motor elétrico, em particular sua inserção em um pacote de estator, é realizada durante a fase de separação de modo que os tambores 2 sejam concentricamente movidos da posição substancialmente circular, em que estão distanciados por um passo angular predefinido, para uma posição circular final, em que são substancialmente compactados para o coeficiente de empacotamento máximo possível. As porções de conexão 3 e a coroa circular 26 são removidas durante a fase de separação de modo que, na posição circular final, a distância entre os tambores 2 seja a distância mínima que pode ser obtida.

[00122]A título de exemplo, com referência às Figuras 9a-9c, uma descrição é, agora, dada das fases para a formação de um tipo diferente de enrolamento, de acordo com o método de montagem da presente invenção. Nesse caso, também, uma fase de posicionamento inicial do método de montagem fornece o posicionamento do corpo 10 em uma disposição inicial, adequada para receber um fio condutor por enrolamento nos tambores 2 e realizar uma fase de enrolamento do fio elétrico nos tambores 2, repetidamente na sequência 22, conforme descrito abaixo no

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27/36 presente documento.

[00123] As referências alfanuméricas X1, X3, X3, Y1, Y2, Y3, Z1, Z2, Z3, K1, K2, K3 denotam uma pluralidade de enrolamentos nos respectivos tambores realizados, por exemplo, sequencialmente, durante a fase de enrolamento para um motor elétrico trifásico. Mais particularmente, o primeiro enrolamento X1 realiza um enrolamento de um primeiro fio elétrico em volta de um primeiro tambor X1-1 da sequência de tambores 22; no final do primeiro enrolamento a fase de enrolamento realiza um segundo enrolamento X2 do primeiro fio condutor em um segundo tambor X2-1.

[00124]Nesse caso, o segundo tambor X2-1 é adjacente ao primeiro tambor X1-1 na sequência de tambores 22. A fase de enrolamento continua com o uso do mesmo primeiro fio condutor e realiza um terceiro enrolamento X3 em um tambor respectivo X3-1, adjacente ao tambor já enrolado X2-1.

[00125] A fase de enrolamento continua com o uso de um segundo fio elétrico para realizar os enrolamentos Y1, Y2, Y3. Mais particularmente, um enrolamento Y1 é realizado em um tambor Y1-2 adjacente ao tambor X3-1, já enrolado em X3, e continua com os enrolamentos Y2, Y3 nos respectivos tambores Y2-2, Y3-2 adjacentes uns aos outros.

[00126] A fase de enrolamento continua como uso de um terceiro fio elétrico para realizar os enrolamentos Z1, Z2, Z3. Mais particularmente, um enrolamento Z1 é realizado em um tambor Z1-3 adjacente ao tambor Y3-2, já enrolado em Y3, e continua com os enrolamentos Z2, Z3 nos respectivos tambores Z2-3, Z3-2 adjacentes uns aos outros.

[00127] Finalmente, um quarto fio é usado para realizar os enrolamentos K1, K2, K3, iniciando a partir do enrolamento K1 no tambor K1-4 e com as mesmas maneiras descritas acima para formar os enrolamentos K2 e K3 nos tambores K2-4 e K3-4.

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28/36 [00128] No final da fase de enrolamento, uma fase de posicionamento, substancialmente similar àquela descrita para as Figuras 8a-8c fornece o posicionamento do corpo 10 em uma disposição substancialmente circular para a montagem no motor elétrico.

[00129] A partir da descrição prévia, está claro que o motor, de acordo com a invenção, permite a contenção do volume geral ao mínimo, otimizando, ao mesmo tempo, o custo do material, por exemplo, ao permitir o uso de um fio condutor no alumínio com um custo inferior ao fio de cobre.

[00130] A presente invenção refere-se, da mesma forma, a um método de enrolamento de fios condutores em um corpo 10 que compreende uma pluralidade de tambores 2 adequados para criar as expansões de pólo de um estator para um motor elétrico. O enrolamento do fio condutor em um tambor 2 é obtido mecanicamente por meio de uma máquina de enrolamento, por exemplo, do tipo volante, que compreende uma cabeça móvel projetada para ocupar a posição em proximidade ao tambor 2 e para girar em volta do mesmo para o enrolamento do fio condutor.

[00131]Conforme mostrado de maneira esquemática na Figura 1a, o corpo 10 compreende uma sequência 22 de tambores 2. Cada tambor 2 tem uma base 2a, uma cabeça 2c oposta à base 2c e uma porção de enrolamento 2g entre a base e a cabeça adequadas para receber por enrolamento o fio condutor. Os tambores 2 são articulados em uma sequência 22, em um passo predefinido, por exemplo, articulados às respectivas bases por meio de uma porção de conexão de tira 3 de comprimento predeterminado.

[00132] O corpo 10 é posicionado na faixa da ação da cabeça móvel, de preferência em uma posição linear inicial adequada para receber o fio condutor por enrolamento em cada tambor 2, encorajando o movimento fácil da cabeça móvel entre os mesmos tambores 2. O corpo 10 pode ser estendido de

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29/36 tal forma que a distância entre dois tambores adjacentes 2 na sequência 22 seja variável de um valor mínimo d0, em que esses tambores 2 estão substancialmente em contato, a um valor máximo d1.

[00133] De acordo com o método da presente invenção, antes de acionar a máquina de enrolamento, o corpo 10 é estendido na posição de máxima extensão, posicionando os tambores 2 na distância recíproca máxima d1. A fase de extensão do corpo 10 fornecer, por exemplo, a retenção das extremidades Ia e Ib do corpo 10 para alavancas apropriadas de um instrumento que se estende e para levar as ditas extremidades a alcançarem a posição de extensão máxima do corpo 10; um instrumento de extensão permite que o corpo 10 seja mantido na posição de enrolamento mesmo quando as porções de conexão 3 para a união dos tambores adjacentes 2 são feitas de uma matéria elástico e tendem a retornar para o corpo 10 naturalmente em uma posição de mínima extensão.

[00134]Com o corpo 10 estendido, uma fase de enrolamento, de acordo com a presente invenção, faz com que a cabeça móvel da máquina de enrolamento gire em volta de um primeiro tambor 2, formando uma primeira bobina 5 correspondente. Com a bobina 5 formada, a cabeça móvel reposiciona em um segundo tambor 2 para uma fase de enrolamento adicional, sendo que o volume do fio condutor da primeira bobina 5 não constitui uma obstrução ao movimento da cabeça pequena. A fase de enrolamento procede repetidamente até que a sequência 22 de bobinas sejam formadas.

[00135] Vantajosamente, de acordo com o método da invenção, a fase de enrolamento fornece mais que uma cabeça móvel para enrolar simultaneamente mais que um tambor 2 com os respectivos fios condutores, sendo que a distância entre esses tambores 2 é tal de modo a permitir o movimento simultâneo da dita mais que uma cabeça móvel mesmo quando uma

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30/36 ou mais bobinas são produzidas.

[00136] Ao final da fase de enrolamento, as partes de extremidade desses fios são limítrofes a um ou mais conectores nos respectivos um ou mais tambores 2, alojamento, vantajosamente, todas as extremidades dos fios condutores externamente a um assento de alojamento do estator.

[00137] Uma fase de alojamento, de acordo com a invenção, também faz com que o corpo 10 compreenda a sequência 22 das bobinas 5 para ser movido da posição linear inicial a uma posição de montagem em outros componentes do motor elétrico, por exemplo, em um U ou posição de laço fechado, conforme mostrado na Figura 4a.

[00138] Com referência às Figuras 8a a 8c, uma descrição é agora fornecida com maiores detalhes do enrolamento do fio condutor, de acordo com o método de montagem da presente invenção.

[00139] Conforme já foi mencionado, o corpo 10 compreende uma pluralidade de tambores 2 conectados em sequência 22 em um passo predefinido, através de porções de conexão 3. Uma fase de posicionamento inicial do método de montagem fornece o posicionamento do corpo 10 em uma disposição inicial, adequado para receber a fio condutor pelo enrolamento nos tambores 2 e realiza uma fase de enrolamento do fio elétrico nos tambores 2, repetitivamente, na sequência 22, conforme descrito no presente documento abaixo.

[00140]As referências alfanuméricas X1, X2, X3, X4, Y1, Y2, Y3, Y4, Z1, Z2, Z3, Z4, na Figura 8a denotam uma pluralidade de tambores 2 adequados para receber por enrolamento fios condutores para a formação dos enrolamentos de um motor elétrico trifásico. Mais particularmente, uma primeira fase do motor elétrico é formada por enrolamento, sequencialmente, um primeiro fio condutor em volta dos tambores X1, X2, X3, X4.

[00141] Essa primeira fase é mostrada esquematicamente na

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Figura 8b, onde a referência X1-1 denota o enrolamento do primeiro fio condutor em volta do primeiro tambor X1, enquanto X2-1, X3-1 e X4-1 denotam o enrolamento do primeiro fio, respectivamente, em volta do segundo tambor X2, terceiro tambor X3 e quarto tambor X4. Os enrolamentos X1-1, X2-1, X3-1, X41 formam a primeira fase do motor elétrico trifásico.

[00142] A segunda fase do motor elétrico é formada por enrolamento, sequencialmente, um segundo fio condutor em volta dos tambores Y1, Y2, Y3, Y4.

[00143]Essa segunda fase é mostrada esquematicamente na Figura 8b, em que a referência Y1-2 denota o enrolamento do segundo fio condutor em volta do primeiro tambor Y1, enquanto Y2-2, Y3-2 e Y4-2 denota o enrolamento do segundo fio, respectivamente, em volta do segundo tambor Y2, do terceiro tambor Y3 e do quarto tambor Y4. Os enrolamentos Y1 -2, Y2-2, Y3-2, Y4-2 formam a segunda fase do motor elétrico trifásico.

[00144]De maneira similar, a terceira fase do motor elétrico é formada por enrolamento, sequencialmente, de um terceiro fio condutor em volta dos tambores Z1, Z2, Z3, Z4 e formar os enrolamentos Z 1-3, Z2-3, Z33, Z4-3.

[00145]A Figura 8c mostra o corpo 10 em uma vista de cima, com enrolamentos já formados, em que a passagem dos três fios condutores entre as guias 2e dos tambores 2 pode ser vista. Mais particularmente, durante o enrolamento, o primeiro fio F1 limítrofe à cabeça do tambor X1, que é enrolado em volta do tambor X1, por exemplo, no sentido horário, é levado a passar da guia 2e do tambor X1 à guia 2e do tambor X2, e é enrolado no tambor X2, por exemplo, no sentido anti-horário. O fio F1 é, então, levado a passar através das guias 2e dos tambores Y1, Y2, Z1, Z2 até o tambor X3 onde é enrolado. Finalmente, é levado a passar da guia 2e do tambor X3 à guia 2e do tambor X4, enrolado no tambor X4 e fixado à sua

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32/36 porção de cabeça.

[00146]O segundo fio F2 limítrofe à cabeça do tambor Y1, que é enrolado em volta do tambor Y1, por exemplo, no sentindo horário, é levado a passar da guia 2e do tambor Y1 à guia 2e do tambor Y2, e ser enrolado no tambor Y2, por exemplo, o sentido anti-horário. O fio F2 é, então, levado a passar através das guias 2e dos tambores Z1, Z2, X3, X4 até o tambor Y3 onde é enrolado. Finalmente, é levado a passar da guia 2e do tambor Y3 à guia 2e do tambor Y4, enrolada no tambor Y4 e fixado à s ua porção de cabeça.

[00147] De maneira similar, o enrolamento do fio F3 é formado, iniciando a partir do tambor Z1.

[00148] A Figura 8c mostra que, entre as guias do tambor X1 e do tambor X2, e entre as guias do tambor X2 e do tambor Y1, apenas o fio F1 é passado. Entre as guias do tambor Y1 e do tambor Y2, e entre as guias do tambor Y2 e do tambor Z1, ambos o fio F1 e o fio F2 passam. Finalmente, o fio F1, o fio F2 e o fio F3 estão passando entre as guias do tambor Z1 e do tambor Z2, assim como entre as guias do tambor Z2 e do tambor X3.

[00149]A passagem dos fios entre as guias 2e descritas acima é substancialmente simétrica, isto é, iniciando o enrolamento do fio F3 a partir do tambor Z4 e procedendo da direita para a esquerda no corpo 10 da Figura 8a.

[00150] Na extremidade da fase de enrolamento, uma segunda fase de posicionamento fornece o posicionamento do corpo 10 em uma disposição substancialmente circular para a montagem no motor elétrico.

[00151]Conforme mencionado, a fase de posicionamento inicial compreende uma extensão do corpo 10, como para aumentar o passo e facilitar a fase de enrolamento enquanto a segunda fase de posicionamento compreende uma diminuição no passo entre os tambores 22.

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33/36 [00152] De acordo com uma realização do método da presente invenção, a fase de posicionamento compreende uma fase de separação entre os tambores adjacentes, por exemplo, entre os tambores X1 e X2, realizada pelo corte das porções de conexão 3 para conectá-las. Vantajosamente, a fase de separação permite que um coeficiente de empacotamento alto seja obtido em cada enrolamento e no mesmo espaço de tempo entre tambores adjacentes a serem reduzidos a um mínimo.

[00153] Nessa realização, é preferível que as porções de conexão 3 não sejam extensíveis ou flexíveis, mas, em vez disso, porções de união rígidas 3, de modo a manter os tambores 2 distanciados pelo dito passo predefinido quando o corpo 10 está na posição linear, conforme mostrado nas Figuras 9a-9c, e manter os tambores 2 distanciados por um passo angular predefinido quando o corpo 10 está fechado em um laço, em uma posição substancialmente circular para a montagem no motor, conforme mostrado na Figura 12. Mais particularmente, as porções de conexão rígidas 3 são preferíveis para a fase de separação já que seu corte é mais simples, se comparado ao corte das porções de conexão 3 com pontos de enfraquecimento 4 ou ligações flexíveis 3a, 3b.

[00154] A Figura 12a mostra um detalhe de uma porção de conexão rígida 3 entre dois tambores adjacentes 2 em uma fase de montagem do corpo 10.

[00155] A fase de separação dos tambores 2, de acordo com essa realização, fornece a inserção do corpo 10, já configurado em uma posição substancialmente circular, dentro de uma coroa circular 26 que tem a função de manter os tambores individuais 2 na dita posição circular durante o corte das porções de conexão 3 e a montagem no motor elétrico.

[00156]A montagem dos tambores 2 no motor elétrico, mais particularmente sua inserção em um pacote de estator, é realizado na fase

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34/36 de separação de modo que os tambores 2 sejam movidos de maneira concêntrica a da posição substancialmente circular, em que estão distanciados por um passo angular predeterminado, a uma posição circular final, em que são substancialmente compactados ao coeficiente de empacotamento máximo possível. As porções de conexão 3 e a coroa circular 26 são removidas durante a fase de separação de modo que, na posição circular final, a distância entre os tambores 2 seja a distância mínima que possa ser obtida.

[00157] A título de exemplo, com referência às Figuras 9a-9c, uma descrição é dada agora das fases para a formação de um tipo diferente de enrolamento, de acordo com o método de montagem da presente invenção, novamente a título de exemplo, com referência à formação de um enrolamento para um motor elétrico de doze polos trifásico.

[00158] Nesse caso, também, uma fase de posicionamento inicial do método de montagem fornece o posicionamento do corpo 10 em uma disposição inicial, adequada para receber um fio condutor por enrolamento nos tambores 2 e para realizar uma fase de enrolamento do fio elétrico nos tambores 2, repetidamente na sequência 22 conforme descrito no presente documento abaixo.

[00159] As referências alfanuméricas X1, X2, X3, X4, Y1, Y2, Y3, Y4, Z1, Z2, Z3, Z4, na Figura 9a denota uma pluralidade de tambores 2 adequada para receber por enrolamento fios condutores para a formação dos enrolamentos elétricos de um motor elétrico trifásico. Mais particularmente, uma primeira fase do motor elétrico é alcançada por enrolamento, sequencialmente, um primeiro fio condutor em volta dos tambores X1, X2, X3, X4.

[00160] Essa primeira fase é mostrada esquematicamente na Figura 9b, onde a referência X1-1 denota o enrolamento do primeiro fio condutor em volta do primeiro tambor X1, enquanto X2-1, X3-1 e X4- 1 denotam o

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35/36 enrolamento do primeiro fio, respectivamente, em volta do segundo tambor X2, do terceiro tambor X3 e do quarto tambor X4. Os enrolamentos X1 -1, X2-1, X31, X4-1 formam a primeira fase do motor elétrico trifásico.

[00161]A segunda fase do motor elétrico é formada por enrolamento, sequencialmente, um segundo fio condutor em volta dos tambores Y1, Y2, Y3, Y4.

[00162] Essa segunda fase é mostrada esquematicamente na Figura 9b, onde a referência Y1 -2 denota o enrolamento do segundo fio condutor em volta do primeiro tambor Y1, enquanto Y2-2, Y3-2 e Y4-2 denotam o enrolamento do segundo fio, respectivamente, em volta do segundo tambor Y2, do terceiro tambor Y3 e o quarto tambor Y4. Os enrolamentos Y1-2, Y2-2, Y3-2, Y4-2 formam a segunda fase do motor elétrico trifásico.

[00163]De maneira similar, a terceira fase do motor elétrico é formada por enrolamento, sequencialmente, um terceiro fio condutor em volta dos tambores Z1, Z2, Z3, Z4 e que forma os enrolamentos Z1 -3, Z2-3, Z3-3, Z4-3.

[00164]A Figura 9c mostra o corpo 10 em uma vista de cima, com os enrolamentos já formados, em que a passagem dos três fios condutores entre as guias 2e dos tambores 2 pode ser vista. Mais particularmente, o primeiro fio F1, limítrofe à cabeça do tambor X1, é enrolado em volta do tambor X1, por exemplo, no sentido horário, é levado a passar das guias 2e dos tambores X1, Y1, Z1 até o tambor X2 e enrolado no mesmo, por exemplo, no sentindo anti-horário. O fio F1 é, então, levado a passar pelas guias 2e dos tambores X2, Y2, Z2 até o tambor X3, onde o mesmo é enrolado. Finalmente, o fio F1 é levado a passar das guias 2e do tambor X3, Y3, Z3 até o tambor X4, enrolado no mesmo no tambor X4 e limítrofe à sua porção de cabeça.

[00165] O segundo fio F2 limítrofe à cabeça do tambor Y1, enrolado

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36/36 em volta do tambor Y1, por exemplo, no sentido horário, é levado a passar da guia 2e do tambor Y1 à guia 2e do tambor Z1, X2, Y2 e é enrolado no tambor Y2, por exemplo, em sentido anti-horário. O fio F2 é, então, levado a passar através das guias 2e dos tambores Z2, X3, Y3 e enrolado no tambor Y3. Finalmente, é levado a passar das guias 2e do tambor Z3, X4, Y4, enrolar no tambor Y4 e fixar à sua porção de cabeça.

[00166] De maneira similar, o enrolamento do fio F3 a partir do tambor Z1 é realizado.

[00167] Na Figura 9c, pode-se ver que entre as guias do tambor X1 e do tambor Y1, e entre as guias do tambor Y1 e do tambor Z1, apenas o fio F1 é passado. Entre as guias do tambor Z1 e do tambor X2 ambos o fio F2 e o fio F2 passam. Finalmente, todos os fios passam entre as guias do tambor X2 e do tambor Y2, e entre as guias do tambor Y2 e do tambor Z2.

[00168]A passagem dos fios entre as guias 2e descrita acima é substancialmente simétrica, isto é, começa a enrolar o fio F3 a partir do tambor Z4 e prossegue da direita para a esquerda no corpo 10 da Figura 9a.

[00169] Na extremidade da fase de enrolamento, uma fase de posicionamento, substancialmente similar àquela descrita para as Figuras 8a-8c fornece o posicionamento do corpo 10 em uma disposição substancialmente circular para a montagem no motor elétrico.

Claims (15)

1. Reivindicações

   1. CORPO (10) PARA UM MOTOR ELÉTRICO (1), do tipo que compreende uma pluralidade de tambores (2), disposto de acordo com um passo predefinido e destinado a receber através do enrolamento pelo menos um fio condutor, o corpo (10) tendo uma estrutura móvel que é articulada a partir de disposição inicial de configuração retilínea para uma disposição final de configuração anular, em que o corpo (1) compreende porções de conexão (3) que são configuradas de tal modo que o passo predefinido seja grande para o enrolamento, e pequeno para a montagem do corpo (1) no motor, em que:

   os tambores (2) são dispostos de acordo com um passo linear, para o enrolamento, e curvados em um formato anular, para a montagem no motor elétrico;

   as porções de conexão (3) são encurtadas a partir de uma extensão máxima d1, que corresponde ao passo grande, a uma extensão mínima d0, que corresponde ao passo pequeno predefinido, caracterizado pelas porções de conexão (3) se unirem a tambores (2) adjacentes pelo menos na disposição inicial e compreenderem uma linha de enfraquecimento, uma mudança no passo ocasionando uma flexão das porções (3) , na linha de enfraquecimento, entre tambores adjacentes (2).
2. 2. CORPO (10), de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelas porções de conexão (3) compreenderem um primeiro vínculo (40) e um segundo vínculo (42), o primeiro vínculo (40) sendo articulado em uma articulação da base (23) do primeiro tambor (20) e o segundo vínculo (42) sendo articulado em uma articulação da base (25) do segundo tambor (25), os primeiro e segundo vínculos (40, 42) sendo articulados juntos.
3. 3. CORPO (10), de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelas porções de conexão (3) serem elásticas.
4. 4. CORPO (10), de acordo com reivindicação 1, caracterizado

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   2/4 pelo passo predefinido estendido ser circular, em que o corpo (1) é disposto ao longo de uma circunferência de diâmetro c1 maior que um diâmetro c0 de uma circunferência ao longo da qual o corpo (1) é disposto no passo angular pequeno.
5. 5. CORPO (10), de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelas porções de conexão (3) serem quebradiças e/ou removíveis, em que o passo pequeno é obtido ao cortar e/ou remover as porções de conexão (3).
6. 6. CORPO (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo tambor (2) compreender um grampo (2b), para a orientação de uma porção de extremidade do fio elétrico de uma base (2a) do tambor (2) até uma de suas cabeças (2c).
7. 7. MOTOR ELÉTRICO SÍNCRONO (1) COM ESTATOR CENTRAL (12) E ROTOR EXTERNO, e que compreende uma pluralidade de tambores (2) para os enrolamentos de estator dispostos de acordo com um passo predefinido e destinado a receber enrolamentos respectivos de um fio condutor, caracterizado pelo estator (12) compreender um corpo (10) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, disposto em uma configuração anular na qual o fio enrolado nos tambores (2) têm extremidades eletricamente conectadas a terminais correspondentes de uma placa de circuito impresso eletrônico (45) associada ao estator do motor.
8. 8. MOTOR ELÉTRICO SÍNCRONO (1), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelos terminais e trilhas condutoras da placa eletrônica (45) permitirem que os enrolamentos de estator adotem uma conexão elétrica em triângulo ou estrela alternativamente e de acordo com as necessidades.
9. 9. MOTOR ELÉTRICO SÍNCRONO (1), de acordo com reivindicação 7, caracterizado por na placa (45), um sensor magnético (48) de posição do rotor ser perifericamente montado.

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10. 10. MOTOR ELÉTRICO SÍNCRONO (1), de acordo com reivindicação 7, caracterizado pela placa (45) ser restringida ao estator através da fixação de um membro dissipador (46) conectado a uma extremidade do estator.
11. 11. MOTOR ELÉTRICO SÍNCRONO (1), de acordo com reivindicação 7, caracterizado pelos tambores (2) serem montados em pacotes correspondentes respectivos de laminações (7) por meio de uma pluralidade de pequenas cabeças (17) em que cada uma das mesmas formas a expansão de polo do estator e completa o circuito do estator magnético do motor (1).
12. 12. MOTOR ELÉTRICO SÍNCRONO (1), de acordo com reivindicação 7, caracterizado por cada tambor (2) ser restringido a uma pequena cabeça correspondente (17) por meio de sobremoldagem, colagem ou fixação mecânica das pequenas cabeças ao pacote de laminações (7).
13. 13. MÉTODO DE MONTAGEM DE UM CORPO (10), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo método compreender:

    uma fase de posicionamento do corpo (10) em uma disposição inicial, adequado para receber o fio condutor através do enrolamento nos tambores (2);

    uma fase de enrolamento do fio elétrico nos tambores (2), recorrendo repetitivamente na sequência (22);

    uma fase de posicionamento do corpo (10) em uma disposição circular para a montagem do corpo (10) no motor elétrico, sendo que a fase de posicionamento inicial provê a manutenção dos tambores (2) conectados a um passo grande;

    a fase de posicionamento circular provê a configuração das porções de conexão (3) para mover os tambores (2) juntos em um passo pequeno.

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14. 14. MÉTODO DE MONTAGEM, de acordo com a reivindicação

    13, caracterizado pela fase de posicionamento circular prover o encurtamento das porções de conexão (3) de uma extensão máxima (d1), que corresponde ao passo grande, até uma extensão mínima d0, que corresponde ao passo predefinido pequeno.
15. 15. MÉTODO DE MONTAGEM, de acordo com a reivindicação

    13, caracterizado pela fase de posicionamento circular prover o corte e/ou remoção da porção de conexão para mover juntamente os tambores (2) no passo pequeno, colocando os tambores adjacentes (2) em contato entre si.