ES1068612U - Motor de imanes permanentes. - Google Patents
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Abstract
1. Motor de imanes permanentes que comprende un estator, un rotor, una pluralidad de polos del rotor, una pluralidad de imanes y un eje, caracterizado porque: cada uno de los polos del rotor incluye una superficie en forma de arco y unas primeras y segundas secciones inclinadas extendidas desde ambos lados de la superficie del arco, y una sección tangencial acoplada a la segunda sección inclinada de un polo de rotor adyacente para definir un espacio rebajado, y la primera sección inclinada tiene una pendiente menor que la pendiente de la segunda sección inclinada, y cada imán está instalado en cada polo del rotor, y ambas partes distales de cada imán están dispuestas próximas a ambos lados de la superficie del arco, respectivamente. 2. Motor de imanes permanentes según la reivindicación 1, caracterizado porque las superficies en forma de arco forman un ángulo incluido {ze}, de tal modo que la condición (120/P) grados <={ze}<=(200/P) se satisface si la cantidad de polos del rotor es P. 3. Motor de imanes permanentes según la reivindicación 1, caracterizado porque el polo del rotor tiene una cantidad de P que es igual a un número par. 4. Motor de imanes permanentes según la reivindicación 1, caracterizado porque la segunda sección inclinada es paralela a ambos extremos distales del imán. 5. Motor de imanes permanentes según la reivindicación 1, caracterizado porque el rotor incluye una pluralidad de orificios de ventilación. 6. Motor de imanes permanentes según la reivindicación 5, caracterizado porque el orificio de ventilación incluye un orificio de remache capaz de pasar a través del orificio de ventilación. 7. Motor de imanes permanentes según la reivindicación 1, caracterizado porque la parte central de cada imán está dispuesta de manera cóncava hacia la posición central del rotor, y sustancialmente en forma de V. 8. Motor de imanes permanentes según la reivindicación 7, caracterizado porque cada polo del rotor incluye, por lo menos, un imán. 9. Motor de imanes permanentessegún la reivindicación 1, caracterizado porque la parte central de cada imán está dispuesta de manera cóncava hacia la posición central del rotor y sustancialmente en forma de arco. 10. Motor de imanes permanentes según la reivindicación 9, caracterizado porque cada polo del rotor incluye por lo menos un imán. 11. Motor de imanes permanentes según la reivindicación 1, caracterizado porque cada polo del rotor incluye por lo menos un imán. 12. Motor de imanes permanentes según la reivindicación 1, caracterizado porque la parte central de cada imán está dispuesta de manera cóncava hacia la posición central del rotor y la parte central de cada imán es una sección plana y recta, y ambas partes distales de ambos lados se extienden hacia el exterior. 13. Motor de imanes permanentes según la reivindicación 1, caracterizado porque la parte central de cada imán está dispuesta de manera cóncava hacia la parte central del rotor, y la parte central del imán es una parte curvada, y la parte curvada está dispuesta de manera convexa hacia la posición central del rotor, y ambas partes distales de ambos lados se extienden hacia el exterior. 14. Motor de imanes permanentes según la reivindicación 1, caracterizado porque cada imán tiene una forma plana y recta. 15. Motor de imanes permanentes según la reivindicación 1, caracterizado porque el estator incluye un cuerpo principal circular y una pluralidad de polos del estator, y cada polo del estator sobresale del interior del cuerpo principal, y cada polo del estator forma un espacio para contenerlo en el mismo. 16. Motor de imanes permanentes según la reivindicación 1, caracterizado porque el rotor es sustancialmente una placa circular instalada en el espacio para contenerlo, e incluye un entrehierro desde cada polo del estator, y cada polo del rotor está dispuesto en el rotor. 17. Motor de imanes permanentes según la reivindicación 1, caracterizado porque el eje está instalado en la posición central del rotor y está acoplado de manera íntegracon el rotor.
Description
Motor de imanes permanentes.
La presente invención se refiere a un motor de
imanes permanentes, y más particularmente a un motor de imanes
permanentes capaz de reducir la variación de la intensidad de un
haz magnético para disminuir el elevado número de ondas de
armónicos contenidas en una onda de una fuerza contraelectromotriz,
de manera que se consiga el máximo rendimiento del motor.
En la actualidad, la energía motriz se utiliza
generalmente para accionar una máquina para su rotación o para
realizar otros tipos de movimientos, y habitualmente la industria
utiliza los motores como fuente de energía motriz. Dado que el motor
puede convertir la energía eléctrica o la energía magnética en
energía mecánica, los motores son utilizados por tanto de manera
exhaustiva en diferentes industrias, en aparatos eléctricos y en
sistemas de transporte, y se han convertido en un dispositivo
necesario.
Los motores se dividen principalmente en motores
de corriente continua DC, motores de corriente alterna AC, motores
de escobillas y motores sin escobillas. En general, la estructura
de un motor se compone de un rotor y un estator, y la distribución
del flujo magnético entre el rotor y el estator acciona el rotor de
modo que gire, y dicha rotación es transmitida y proporcionada en
forma de energía mecánica. Un motor que aplica el magnetismo de un
imán para proporcionar un flujo magnético se denomina un motor de
imán permanente. Dado que el motor de imán permanente puede
proporcionar un par más elevado y un rendimiento mejor en un espacio
más limitado que otros motores, el motor de imán permanente resulta
cada vez más popular en el mercado.
Haciendo referencia a la Figura 1, en el caso de
una vista esquemática de un rotor y un estator de un motor
convencional de imanes permanentes, el motor convencional de imanes
permanentes 10 incluye un rotor 11 y un estator 12, y el rotor 11
incluye una pluralidad de imanes 111 y el estator 12 tiene
sustancialmente una estructura circular e incluye una pluralidad de
polos 121 del estator dispuestos alrededor de la periferia interna
del estator 12, y una bobina está devanada alrededor del polo 121
del estator. Una vez que el rotor 11 y el estator 12 están acoplados
entre sí, se forma un espacio de aire o entrehierro entre el rotor
11 y el estator 12, de tal manera que cuando se hace pasar una
corriente eléctrica por la bobina, el polo 121 del estator
fabricado de un material magnético produce una rotación debido a la
acción entre los imanes 111 del rotor 11. El rotor 11 incluye
además un eje 13 para transmitir la energía mecánica para otros
usos cuando el rotor 11 gira.
El rotor 11, tal como se muestra en la Figura 1,
incluye una pluralidad de polos 112 del rotor, y en esta forma de
realización se adopta un motor de 4 polos para ilustrar la
invención, y de este modo en la figura hay cuatro polos 112 del
rotor, y cada polo 112 del rotor incluye una superficie 113 en
forma de arco, y la distancia desde la superficie 113 en forma de
arco hasta el centro 01 del rotor 11 disminuye progresivamente
desde el centro 113a a ambos lados laterales 113b, 113c y se forma
una ranura 114 entre las superficies 113 en forma de arco, de manera
que el espacio entre la superficie 113 del arco y el polo del
estator 121 se va reduciendo y el espacio entre la ranura 114 y el
polo 121 del estator se hace mayor. El haz magnético (haz magnético
A) del polo 121a del estator, dispuesto próximo al centro 113a de la
superficie 113 del arco, queda centrado y su magnetismo queda
saturado fácilmente y el haz magnético (haz magnético B) que pasa a
través del polo 121b, 121c del estator disminuye y se reduce la
fuerza contraelectromotriz detectada en la bobina del estator. Es
esta situación, es necesario incrementar el número de espiras de la
bobina del estator para aumentar la fuerza contraelectromotriz
detectada en la bobina del estator. No obstante, un aumento de las
espiras del estator producirá unas mayores pérdidas en el cobre y
de esta manera no se puede conseguir el máximo rendimiento del
motor.
Un objetivo primario de la presente invención es
solucionar los inconvenientes de la técnica anterior, dando a
conocer un motor de imanes permanentes que puede reducir la
variación de la intensidad de un haz magnético para disminuir la
magnitud de las ondas con armónicos de orden elevado contenidas en
una onda de una fuerza contraelectromotriz, de manera que el
rendimiento del motor se incrementa al máximo.
Para alcanzar el objetivo anterior, la presente
invención da a conocer un motor de imanes permanentes que comprende
un estator, un rotor y un eje, y el rotor forma una pluralidad de
polos en el rotor, incluyendo cada polo del rotor una superficie en
forma de arco, unas primeras y segundas secciones inclinadas que se
extienden desde ambos lados de la superficie en forma de arco, una
sección tangencial acoplada a una segunda sección inclinada de un
polo adyacente del rotor, para definir un espacio rebajado, y una
pluralidad de imanes dispuestos en cada polo del rotor, y ambos
extremos distales de cada imán están dispuestos próximos a las
segundas secciones inclinadas de ambos lados de la superficie del
arco, respectivamente, y la parte central de cada imán está
dispuesta de forma cóncava hacia la posición central de la posición
central del rotor.
Si se forma un ángulo comprendido \theta entre
las superficies del arco, y la cantidad de polos del rotor es de P
(que es un número par) se satisface la condición (120/P) grados
\leqq 0 \leqq (200/P) grados.
La Figura 1 es una vista esquemática de un rotor
y un estator en un motor convencional de imanes permanentes.
La Figura 2 es una vista esquemática de un rotor
y un estator en un motor de imanes permanentes de la presente
invención.
La Figura 3 es una vista esquemática de un rotor
de la presente invención.
La Figura 4 es una vista parcial ampliada de un
rotor y un estator de la presente invención.
Las Figuras 5A a 5E son unas vistas esquemáticas
de diversas formas de un imán de la presente invención.
La Figura 6 es una vista esquemática de un rotor
y un estator de un motor de imanes permanentes según otra forma de
realización preferida de la presente invención.
La Figura 7 es una vista esquemática de un rotor
y un estator de un motor de imanes permanentes según una forma de
realización adicional preferente de la presente invención.
La presente invención está ilustrada en detalle
mediante la descripción de una forma de realización preferida junto
con los dibujos de referencia, según se indica a continuación:
Haciendo referencia a las Figuras 2 a 4, en el
caso de un motor de imanes permanentes de la invención, el motor 20
de imanes permanentes, comprende un estator 21, un rotor 22 y un
eje 23.
El estator 21 incluye un cuerpo circular
principal 211 y una pluralidad de polos 212 del estator, y cada
polo 212 del estator está dispuesto de manera convexa en el cuerpo
principal 211, y cada polo 212 del estator forma un espacio 213 en
su interior que lo contiene.
El rotor 22 está instalado en el espacio 213 que
lo contiene y forma un entrehierro desde cada polo 212 de estator,
y el rotor 22 forma asimismo una pluralidad de polos 221 del rotor,
y en cada polo 221 del rotor está instalado un imán 222.
El número de polos de la pluralidad de polos 221
del rotor, es igual a un número par, y en esta forma de realización
se adopta un motor de 4 polos para ilustrar la invención, y de este
modo el motor de 4 polos tiene cuatro polos 221 del rotor, y cada
polo 221 del rotor incluye una superficie 223 en forma de arco, unas
primeras y segundas secciones inclinadas 224, 225 que se extienden
hacia el exterior desde ambos lados de la superficie 223 del arco,
y una sección tangencial 226 acoplada a una segunda sección
adyacente inclinada 225 para definir un espacio rebajado 227. Por
supuesto, el ejemplo mostrado en la Figura 6, es un motor de 6 polos
y tiene seis polos 221 del rotor.
La pluralidad de imanes 222 está instalada en
cada polo 221 del rotor, y ambos extremos distales 222a, 222b de
cada imán 222 están dispuestos próximos a dos segundas secciones
inclinadas 225 de ambos lados de la superficie 223 del arco,
respectivamente, y la parte central de cada imán 222 está dispuesta
de forma cóncava hacia la posición central O2 del rotor 22 y
sustancialmente en forma de V. Por supuesto, cada imán 222 puede
tener una forma distinta, tal como se muestra en la Figura 5A, y la
parte central de cada imán está dispuesta de forma cóncava hacia la
posición central O2 del rotor 22, o cada polo 221 del rotor incluye
más de un imán 222, tal como se muestra en la Figura 5B, y la parte
central de cada imán 222, tal como se muestra en la Figura 5C, está
dispuesta de forma cóncava hacia la posición central O2 del rotor
22, y la parte central de cada imán 222 es una parte plana y recta
222c, y ambos extremos distales 222a, 222b en ambos lados, se
extienden hacia el exterior. En la Figura 5D, la parte central de
cada imán 222 está dispuesta de forma cóncava en la posición
central O2 del rotor 22, y la parte central de cada imán 222 es una
parte curvada 222d, y la parte curvada 222d está dispuesta de forma
convexa hacia la posición central O2 del rotor 22, y ambos extremos
distales 222a, 222b en ambos lados, se extienden hacia el exterior.
Además, cada imán 222 puede tener una forma plana y recta tal como
se muestra en la Figura 5E.
El eje 23 está instalado en la posición central
O2 del rotor 22 y está acoplado de manera íntegra al rotor 22.
La pendiente de la primera sección inclinada 224
es menor que la pendiente de la segunda sección inclinada 225, y la
segunda sección inclinada 225 es paralela a ambos extremos distales
222a, 222b del imán, de tal manera que la distancia (D1) desde la
superficie 223 del arco a la posición central O2 del rotor es la
misma, y la distancia (D2) desde la primera sección inclinada 224 a
la posición central O2 del rotor 22 aumenta progresivamente desde
la superficie 223 del arco hacia la segunda sección inclinada 225,
y la distancia (D3) desde las segundas secciones inclinadas 225 a
la posición central O2 del rotor 22 aumenta progresivamente desde la
primera sección inclinada 224 hacia la sección tangencial 226, y de
este modo la distancia (D1) desde el polo 221 del rotor a la
posición central O2 del rotor 22 aumenta progresivamente desde la
superficie 223 del arco hacia la sección tangencial 226 (D4), y las
superficies 223 del arco forman un ángulo incluido \theta de tal
modo que la condición (120/P) grados \leqq\theta\leqq (200/P)
grados queda satisfecha si la cantidad de polos del rotor es P. En
la forma de realización preferida, tal como se muestra en la figura,
la cantidad de polos del rotor es igual a 4, y de este modo 30
grados \leqq\theta\leqq 50 grados.
El rotor 22 incluye asimismo una pluralidad de
orificios de ventilación 228 para hacer pasar una pluralidad de
orificios 229 de remaches para incrementar la resistencia
estructural del rotor 22 y disipar el calor. Cabe destacarse que los
orificios de remaches pueden que no sean pasantes para mantener
cada orificio de ventilación 228 hueco, de manera que se reduce la
inercia de giro del rotor. Por supuesto, la presente invención es
aplicable para el caso de un procedimiento de devanado distribuido
tal como se muestra en la Figura 2, así como para un procedimiento
de devanado centralizado tal como el mostrado en las Figuras 6 y
7.
Comparada con la técnica anterior, la estructura
del motor de la invención tiene las ventajas siguientes:
- 1.
- La superficie en forma de arco del rotor de la invención tiene una longitud igual a la distancia desde el centro del rotor, de tal manera que los haces magnéticos no están centralizados.
- 2.
- El espacio rebajado entre rotores y la distancia desde el centro del rotor se incrementa progresivamente desde la superficie del arco a la sección tangencial, de modo que se reduce la variación de la magnitud de los haces magnéticos, se disminuye el contenido en armónicos de orden elevado de las ondas de la fuerza contraelectromotriz y se consigue el máximo rendimiento del motor.
- 3.
- El rotor incluye una pluralidad de orificios de ventilación para reducir la inercia del giro del rotor y para disipar el calor.
- 4.
- Está dispuesto un orificio de remache en cada orificio de ventilación para mejorar la resistencia estructural del rotor.
Aunque la invención ha sido descrita en términos
de lo que actualmente se considera que son las formas de
realización más prácticas y preferidas, debe comprenderse que la
invención no necesita estar limitada a la forma de realización dada
a conocer. Por el contrario, se pretende que comprenda diversas
modificaciones y disposiciones similares incluidas en el espíritu y
el alcance de las reivindicaciones adjuntas que deben estar de
acuerdo con la interpretación más amplia, de manera que comprenda
dichas modificaciones y estructuras similares.
Claims (17)
1. Motor de imanes permanentes que comprende un
estator, un rotor, una pluralidad de polos del rotor, una
pluralidad de imanes y un eje, caracterizado porque:
cada uno de los polos del rotor incluye una
superficie en forma de arco y unas primeras y segundas secciones
inclinadas extendidas desde ambos lados de la superficie del arco,
y una sección tangencial acoplada a la segunda sección inclinada de
un polo de rotor adyacente para definir un espacio rebajado, y la
primera sección inclinada tiene una pendiente menor que la
pendiente de la segunda sección inclinada, y cada imán está
instalado en cada polo del rotor, y ambas partes distales de cada
imán están dispuestas próximas a ambos lados de la superficie del
arco, respectivamente.
2. Motor de imanes permanentes según la
reivindicación 1, caracterizado porque las superficies en
forma de arco forman un ángulo incluido \theta, de tal modo que
la condición (120/P) grados \leqq\theta\leqq (200/P) se
satisface si la cantidad de polos del rotor es P.
3. Motor de imanes permanentes según la
reivindicación 1, caracterizado porque el polo del rotor
tiene una cantidad de P que es igual a un número par.
4. Motor de imanes permanentes según la
reivindicación 1, caracterizado porque la segunda sección
inclinada es paralela a ambos extremos distales del imán.
5. Motor de imanes permanentes según la
reivindicación 1, caracterizado porque el rotor incluye una
pluralidad de orificios de ventilación.
6. Motor de imanes permanentes según la
reivindicación 5, caracterizado porque el orificio de
ventilación incluye un orificio de remache capaz de pasar a través
del orificio de ventilación.
7. Motor de imanes permanentes según la
reivindicación 1, caracterizado porque la parte central de
cada imán está dispuesta de manera cóncava hacia la posición
central del rotor, y sustancialmente en forma de V.
8. Motor de imanes permanentes según la
reivindicación 7, caracterizado porque cada polo del rotor
incluye, por lo menos, un imán.
9. Motor de imanes permanentes según la
reivindicación 1, caracterizado porque la parte central de
cada imán está dispuesta de manera cóncava hacia la posición
central del rotor y sustancialmente en forma de arco.
10. Motor de imanes permanentes según la
reivindicación 9, caracterizado porque cada polo del rotor
incluye por lo menos un imán.
11. Motor de imanes permanentes según la
reivindicación 1, caracterizado porque cada polo del rotor
incluye por lo menos un imán.
12. Motor de imanes permanentes según la
reivindicación 1, caracterizado porque la parte central de
cada imán está dispuesta de manera cóncava hacia la posición
central del rotor y la parte central de cada imán es una sección
plana y recta, y ambas partes distales de ambos lados se extienden
hacia el exterior.
13. Motor de imanes permanentes según la
reivindicación 1, caracterizado porque la parte central de
cada imán está dispuesta de manera cóncava hacia la posición
central del rotor, y la parte central del imán es una parte curvada,
y la parte curvada está dispuesta de manera convexa hacia la
posición central del rotor, y ambas partes distales de ambos lados
se extienden hacia el exterior.
14. Motor de imanes permanentes según la
reivindicación 1, caracterizado porque cada imán tiene una
forma plana y recta.
15. Motor de imanes permanentes según la
reivindicación 1, caracterizado porque el estator incluye un
cuerpo principal circular y una pluralidad de polos del estator, y
cada polo del estator sobresale del interior del cuerpo principal, y
cada polo del estator forma un espacio para contenerlo en el
mismo.
16. Motor de imanes permanentes según la
reivindicación 1, caracterizado porque el rotor es
sustancialmente una placa circular instalada en el espacio para
contenerlo, e incluye un entrehierro desde cada polo del estator, y
cada polo del rotor está dispuesto en el rotor.
17. Motor de imanes permanentes según la
reivindicación 1, caracterizado porque el eje está instalado
en la posición central del rotor y está acoplado de manera íntegra
con el rotor.
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