ES2248062T3 - Motor electrico con bobina de estator y piezas polares distintas y procedimiento de ensamblado. - Google Patents
Motor electrico con bobina de estator y piezas polares distintas y procedimiento de ensamblado.Info
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Abstract
Un motor eléctrico (20) que comprende un estator (22), un rotor (24) y una carcasa (26) adaptada para soportar el estator y el rotor, en el que el estator incluye una bobina (92) de estator, un devanado (94) sobre la bobina (92) de estator, múltiples piezas polares (100) distintas y un miembro localizador central (104), siendo recibido el miembro localizador central (104) en una abertura central (102) de la bobina (92) de estator y aplicándose a los bordes radialmente interiores de las piezas polares (100) para situar radialmente las mismas, y en el que el rotor incluye un árbol (32) recibido en el miembro localizador central de la bobina (92) de estator, para la rotación del rotor (24) con relación al estator (22) alrededor del eje longitudinal del árbol, caracterizado porque la bobina (92) de estator compensa las tolerancias radiales del miembro localizador central (104) y de las piezas polares (100) mediante el desplazamiento del material de la bobina de estator.
Description
Motor eléctrico con bobina de estator y piezas
polares distintas y procedimiento de ensamblado.
Esta invención se refiere generalmente a motores
eléctricos y, más particularmente, a un motor eléctrico que tiene
una construcción simplificada de fácil montaje.
El montaje de motores eléctricos requiere que un
rotor sea montado para rotar con relación a un estator, de manera
que los imanes sobre el rotor estén generalmente alineados con uno o
más devanados sobre el estator. Usualmente, esto se hace montando un
árbol del rotor en un bastidor que está fijado al estator. Véase,
por ejemplo, el documento EP-A-0 847
131. El árbol es recibido a través del estator, de manera que rota
alrededor del eje del mismo. El bastidor o un armazón independiente
pueden estar dispuestos para encerrar el estator y el rotor. Además
de estos componentes básicos del motor, se montan también
componentes de control. Un motor eléctricamente conmutado puede
tener una placa de circuito impreso que monte diversos componentes.
El montaje del motor requiere la conexión eléctrica de los
componentes de la placa de circuito al devanado y que se
proporcione, también, la conexión eléctrica a una fuente de energía
exterior. La propia placa de circuito está asegurada en su sitio,
típicamente, por una fijación al estator con sujetadores, o mediante
soldadura, soldadura con estaño o unión adhesiva. Muchas de estas
etapas se llevan a cabo manualmente y tienen significativos costes
asociados de mano de obra del material. Los sujetadores, y cualquier
otro material usado exclusivamente para la conexión, son todos
partes adicionales que tienen sus propios costes asociados y un
tiempo necesario para el montaje.
Las tolerancias de las partes constituyentes del
motor eléctrico se deben controlar de manera que en todos los
motores montados, el rotor esté libre para rotar con relación al
estator, sin contactar con el mismo. Se prefiere un pequeño
entrehierro entre el estator y los imanes sobre el rotor para
favorecer la transferencia de flujo magnético entre el rotor y el
estator, al tiempo que se permite rotar al rotor. Las tolerancias en
las dimensiones de varios componentes pueden tener un efecto sobre
el tamaño del entrehierro. Las tolerancias de estos componentes son
aditivas, de manera que el tamaño del entrehierro puede tener que
ser mayor que el deseable para asegurar que el rotor se mantiene
libre para rotar en todos los motores montados. El número de
componentes que afectan al tamaño del entrehierro puede variar,
dependiendo de la configuración del motor.
Se programan comúnmente los motores para que
funcionen en ciertos modos deseados por el usuario final del motor.
Por ejemplo, ciertos parámetros funcionales pueden estar programados
dentro de los componentes de la placa de circuito impreso, tales
como la velocidad del motor, el retardo antes del arranque del motor
y otros parámetros.
Se programan más comúnmente del mismo modo los
motores fabricados en serie antes del montaje final y no son capaces
de ser reprogramados a continuación del montaje. Sin embargo, los
usuarios finales del motor tienen a veces diferentes requisitos para
el funcionamiento del mismo. Además, el usuario final puede cambiar
los parámetros funcionales deseados del motor. Por esta razón, se
mantienen grandes inventarios de motores, o al menos de placas de
circuito programables, para satisfacer la miríada de
aplicaciones.
Los motores eléctricos tienen una gran cantidad
de aplicaciones, incluyendo las que requieren que el motor trabaje
en presencia de agua. El agua es perjudicial para el funcionamiento
y la vida del motor, y es vital mantener el estator y la circuitería
de control libres de acumulación de agua. Se conoce bien cómo hacer
el estator y otros componentes impermeables. Sin embargo, para
motores fabricados en serie, es imperativo que el coste de impedir
que entre y se acumule agua en el motor se mantenga al mínimo. La
formación de hielo sobre el motor es una preocupación adicional
cuando se usa el motor en el área de la refrigeración. No poco
frecuentemente, el motor se desconectará de su fuente de energía, o
se dañará por la formación de hielo sobre los conectores eléctricos
insertados en la placa de circuito. El hielo que se forma entre la
placa de circuito impreso en el conector enchufable puede empujar el
conector lejos de la placa de circuito impreso, haciendo que se
desconecte o se rompa la placa o el conector.
Entre los varios objetos y propiedades de la
presente invención, se puede señalar la provisión de un motor
eléctrico que tiene pocas partes constituyentes; la provisión de tal
motor que no tiene sujetadores para asegurar sus partes
constituyentes; la provisión de tal motor que se puede montar con
precisión en fabricación en serie; la provisión de tal motor que
tiene componentes capaces de compensar las tolerancias para
minimizar el efecto de las tolerancias aditivas; la provisión de tal
motor que se puede reprogramar a continuación del montaje final; la
provisión de tal motor que impide la penetración de agua en el
motor; y la provisión de tal motor que resiste a los daños y a los
fallos del sistema en el funcionamiento a temperatura más baja.
Además, entre los varios objetos y propiedades de
la presente invención, se puede señalar la provisión de un método
para montar un motor eléctrico que requiere pocas etapas y mano de
obra mínima; la provisión de tal método que minimiza el número de
conexiones que se deben establecer; la provisión de tal método que
minimiza el efecto de las tolerancias aditivas; la provisión de tal
método que permite la programación y el ensayo a continuación del
montaje final; y la provisión de tal método que sea fácil de
usar.
En una forma, la invención comprende un motor
eléctrico. Un estator incluye una bobina de estator que tiene un
devanado sobre ella, múltiples piezas polares distintas y un miembro
localizador central, siendo recibido el miembro localizador central
en una abertura central de la bobina de estator y aplicándose los
bordes radialmente interiores de las piezas polares para situar
radialmente las mismas, compensando la bobina de estator las
tolerancias radiales del miembro localizador central y de las piezas
polares mediante el desplazamiento del material del núcleo de
estator. Un rotor incluye un árbol recibido en el miembro
localizador central de la bobina de estator para la rotación del
rotor con relación al estator alrededor del eje longitudinal del
árbol. Una carcasa está adaptada para soportar el estator y el
rotor.
En otra forma, la invención describe un método
para montar un motor eléctrico, que comprende las etapas de:
formar un estator, que, a su vez, incluye las
etapas de:
colocar múltiples primeras piezas polares hechas
de material ferromagnético en un accesorio de prensa, teniendo cada
una de las primeras piezas polares una forma generalmente en U e
incluyendo una pata radialmente interior y una pata radialmente
exterior,
colocar una bobina de estator, que tiene un
devanado sobre ella, en el accesorio de prensa, de manera que una
abertura central de la bobina de estator esté alineada generalmente
con las patas radialmente interiores de las primeras piezas
polares,
colocar un miembro localizador central dentro del
accesorio de prensa, siendo recibido el miembro localizador central
a través de la abertura central de la bobina de estator,
colocar múltiples segundas piezas polares hechas
de material ferromagnético en el accesorio de prensa, teniendo cada
una de las segundas piezas polares una forma generalmente en U e
incluyendo una pata radialmente interior y una pata radialmente
exterior, estando alineadas generalmente las patas radialmente
interiores de las segundas piezas polares con la abertura central de
la bobina de estator, y
prensar las piezas polares primeras y segundas
sobre la bobina de estator, entrando las patas radialmente
interiores de las piezas polares en la abertura central de la bobina
de estator, aplicándose los bordes radialmente interiores de las
piezas polares primeras y segundas al miembro localizador central,
estando por ello radialmente situados, aplicándose los bordes
radialmente exteriores de las patas interiores a los nervios
formados sobre un diámetro interior de la bobina de estator y
penetrando en la abertura central, cizallando las patas interiores
una porción de al menos uno de los nervios, por lo que las
tolerancias en las dimensiones radiales del núcleo de estator se
eliminan de la posición radial de las piezas polares primeras y
segundas;
formar un rotor; y
montar el rotor y el estator.
Otros objetos y propiedades de la presente
invención serán en parte evidentes y en parte señalados en lo que
sigue.
La figura 1 es una vista en alzado en despiece
ordenado de un motor eléctrico en forma de ventilador;
la figura 2 es una vista en perspectiva en
despiece ordenado de las partes constituyentes de un estator del
motor;
la figura 3 es una vista en corte transversal
vertical del motor montado;
la figura 4 es el estator y una placa de circuito
impreso en despiece ordenado a partir de su posición instalada sobre
el estator;
la figura 5 es una vista fragmentaria a escala
ampliada del carenado de la figura 1, como se ve desde el lado
derecho;
la figura 6 es una vista en alzado lateral de un
miembro localizador central y un cojinete del árbol de rotor;
la figura 7 es una de sus vistas en alzado desde
el extremo derecho;
la figura 8 es un corte longitudinal del miembro
localizador y el cojinete;
la figura 9 es una vista desde un extremo de un
núcleo de estator del estator, con el miembro localizador central y
las piezas polares situadas por el miembro localizador, mostrado en
líneas a trazos;
la figura 10 es una vista desde un extremo
opuesto del núcleo de estator;
la figura 11 es un corte tomado por el plano que
incluye la línea 11-11 de la figura 10;
la figura 12 es una vista fragmentaria a escala
muy ampliada del motor, en la juntura de un cubo de rotor con el
estator;
la figura 13 es un corte tomado por el plano que
incluye la línea 13-13 de la figura 5, que muestra
la placa de circuito impreso en líneas a trazos; y que ilustra la
conexión de una sonda a una placa de circuito impreso en el carenado
y un tope;
la figura 14 es un corte tomado por el plano que
incluye la línea 14-14 de la figura 5, que muestra
la placa de circuito impreso en líneas a trazos y que ilustra una
clavija del conector de alimentación en despiece ordenado a partir
de un receptáculo de clavijas del carenado; y
la figura 15 es una vista fragmentaria a escala
ampliada del motor, que ilustra la conexión con salto del montaje
parcial del estator/rotor con el carenado;
la figura 16 es un diagrama de bloques del motor
monofásico controlado por microprocesador según la invención;
la figura 17 es un diagrama esquemático del
suministro de energía del motor de la figura 16 según la invención.
Alternativamente, el circuito de suministro de energía se podría
modificar para una entrada de corriente continua o para una entrada
de corriente alterna sin duplicación;
la figura 18 es un diagrama esquemático del
reajuste de bajo voltaje para el microprocesador del motor de la
figura 16 según la invención;
la figura 19 es un diagrama esquemático del
circuito estroboscópico para el sensor Hall del motor de la figura
16 según la invención;
la figura 20 es un diagrama esquemático del
microprocesador del motor de la figura 16 según la invención;
la figura 21 es un diagrama esquemático del
sensor Hall del motor de la figura 16 según la invención;
la figura 22 es un diagrama esquemático de la
agrupación de puentes en H de interruptores para conmutar el estator
del motor de la figura 16 según la invención;
la figura 23 es un diagrama de flujo que ilustra
el funcionamiento del microprocesador del motor de la invención en
un modo en el que se conmuta el motor a un caudal constante de aire
a una velocidad y un par que están definidos por tablas que excluyen
los puntos de resonancia;
la figura 24 es un diagrama de flujo que ilustra
el funcionamiento del microprocesador del motor de la invención en
un modo de ejecución (después del arranque), en el que el área
segura de funcionamiento del motor se mantiene sin detección de
corriente por tener un tiempo de apagado mínimo para cada
interruptor de alimentación, dependiendo el tiempo de apagado mínimo
de la velocidad del rotor;
la figura 25 es un diagrama de sincronización que
ilustra el modo de puesta en marcha que proporciona un control del
área segura de funcionamiento (SOA), basándose en la velocidad;
la figura 26 es un diagrama de flujo de una
realización preferida de implementación del diagrama de
sincronización de la figura 25, que ilustra el modo de puesta en
marcha que proporciona un control del área segura de funcionamiento
(SOA), basándose en la velocidad;
la figura 27 es un diagrama de sincronización que
ilustra el modo de arranque que proporciona un control del área
segura de funcionamiento (SOA), basándose en la velocidad;
la figura 28 es un diagrama de flujo que ilustra
el funcionamiento del microprocesador del motor de la invención en
un modo de ejecución que comienza después de un número
preestablecido de conmutaciones en el modo de puesta en marcha, en
el que en el modo de ejecución, el microprocesador conmuta los
interruptores para N conmutaciones en un período constante de
conmutación y en el que el período de conmutación se ajusta cada M
conmutaciones, como una función de la velocidad, el par o el caudal
de aire constante del rotor.
Los caracteres de referencia correspondientes
indican partes correspondientes en todas las diversas vistas de los
dibujos.
Haciendo referencia ahora a los dibujos y, en
particular, a las figuras 1 y 3, un motor eléctrico 20 construido
según los principios de la presente invención incluye un estator 22,
un rotor 24 y una carcasa 26 (designando los números de referencia
sus objetos, generalmente). En la realización ilustrada, el motor 10
es del tipo en el que el imán de rotor está sobre el exterior del
estator, y se muestra en forma de un ventilador. En consecuencia, el
rotor 24 incluye un cubo 28 que tiene aletas 30 de ventilador
formadas integralmente con él y que sobresalen radialmente del cubo.
El cubo 28 y las aletas 30 de ventilador están formados como una
sola pieza de un material polímero. El cubo está abierto en un
extremo y define una cavidad en la que está montado un árbol 32 de
rotor sobre el eje del cubo (figura 3). El árbol 32 está fijado al
cubo 28 por un inserto 34 que está moldeado dentro del cubo, junto
con el extremo del árbol, cuando se forman el cubo y las aletas 30
de ventilador. Un imán 35 de rotor, en despiece ordenado a partir
del rotor en la figura 1, incluye un material magnético y un
refuerzo de hierro. Por simplicidad, el imán 35 de rotor se muestra
como un material unitario en los dibujos. El refuerzo de hierro se
moldea también dentro de la cavidad de cubo en el momento en que se
forma dicho cubo.
El estator 22, que se describirá con mayor
detalle en lo que sigue, está encapsulado sustancialmente en un
material termoplástico. El material de encapsulado forma, también,
unas patas 36 que sobresalen axialmente del estator 22. Cada una de
las patas 36 tiene un enganche 38 formado en el extremo distal de la
pata. Una placa de circuito impreso, indicada generalmente como 40,
es recibida entre las patas 36 en el motor 10 montado, e incluye
unos componentes 42, de los que al menos uno es programable,
montados en la placa. Un dedo 44 que sobresale de la placa 40
soporta un dispositivo Hall 46, que es recibido en el interior del
encapsulado cuando la placa de circuito está dispuesta entre las
patas 36 del estator 22. En el motor 10 montado, el dispositivo Hall
46 está muy próximo al imán 35 de rotor para su uso al detectar la
posición del rotor a fin de controlar el funcionamiento del motor.
El estator 22 incluye, también, un miembro localizador central,
indicado generalmente como 48, y un cojinete 50 alrededor del que
está moldeado el miembro localizador.
El cojinete 50 recibe el árbol 32 de rotor a
través del estator 22 para montar el rotor 24 en el estator y formar
un montaje parcial. El rotor 24 se mantiene sobre el estator 22
gracias a un clip en E 52 fijado al extremo libre del rotor, después
de que se inserta a través del estator.
La carcasa 26 incluye una copa 54 unida por tres
radios 56 a un reborde 58 anular. Los radios 56 y el reborde 58
anular definen generalmente un carenado alrededor de las aletas 30
de ventilador, cuando el motor 10 está montado. La copa 54, los
radios 56 y el reborde 58 anular están formados como una pieza a
partir de un material polímero en la realización ilustrada. La copa
54 está sustancialmente cerrada en el extremo izquierdo (como se
muestra en las figuras 1 y 3), pero abierta en el extremo derecho,
de manera que la copa puede recibir una porción del montaje parcial
del estator/rotor. El reborde 58 anular tiene unas aberturas 60 para
recibir sujetadores a través del reborde, a fin de soportar el motor
en una localización deseada, tal como en un recipiente refrigerado
(no mostrado). El interior de la copa 54 está formado con canales 62
de guía (figura 5) que reciben unas patas 36 respectivas.
Un resalte 64 está formado en cada canal 62 de
guía, cerca del extremo cerrado de la copa 54, que se aplica al
enganche 38 sobre una pata para conectarla a la copa (véanse las
figuras 3 y 15). El diámetro de la copa 54 se estrecha desde el
extremo abierto hacia el cerrado de la copa, de manera que las patas
36 están elásticamente desviadas radialmente hacia el interior desde
sus posiciones relajadas en el motor 10 montado, para sujetar los
enganches 38 sobre los resaltes 64. Unas pequeñas aberturas 66 en el
extremo cerrado de la copa 54 (figura 5) permiten que una
herramienta (no mostrada) sea insertada en la copa para apalancar
las patas 36 hacia fuera de los resaltes 64 a fin de liberar la
conexión del montaje parcial del estator/rotor de la copa. Así, es
posible desmontar no destructivamente el motor 10 para su reparación
o reconfiguración (por ejemplo, tal como remplazando la placa de
circuito impreso 40). El motor se puede volver a montar reinsertando
simplemente las patas 36 en la copa 54, hasta que saltan y se
conectan.
Una aplicación para la que el motor 10 de lo
ilustrado en la realización particular está particularmente
adaptado, es como un ventilador de evaporador en un recipiente
refrigerado. En este entorno, el motor estará expuesto al agua. Por
ejemplo, el recipiente se puede limpiar rociando agua en el mismo.
Se tiende a rociar agua sobre el motor 10 desde arriba y a la
derecha del mismo en la orientación mostrada en la figura 3 y,
potencialmente, puede entrar en el motor en cualquier parte que haya
una abertura o junta en la construcción del mismo. El encapsulado
del estator 22 proporciona protección, pero es deseable limitar la
cantidad de agua que entra en el motor. Un posible lugar para
entrada de agua es en la juntura del cubo 28 del rotor y el estator
22. Una vista fragmentaria a escala ampliada de esta juntura se
muestra en la figura 12. El material termoplástico que encapsula el
estator se forma en esta juntura para crear una trayectoria 68
tortuosa. Además, se forma una faldilla 70 que se extiende
radialmente hacia fuera desde el estator. Un borde exterior 72 de la
faldilla 70 está biselado, de manera que se desvía el agua dirigida
desde la derecha lejos de la juntura.
Las aberturas 66, que permiten que la conexión
del montaje parcial del estator/rotor sea liberada, son
potencialmente susceptibles de hacer entrar agua en la copa, donde
puede interferir con el funcionamiento de la placa de circuito. La
placa de circuito impreso 40, que incluye los componentes 42, está
encapsulada para protegerla de la humedad. Sin embargo, sigue siendo
indeseable que entre cuantiosa agua en la copa. En consecuencia, las
aberturas 66 están configuradas para impedir la entrada de agua.
Haciendo referencia ahora a la figura 15, una vista muy ampliada de
una de las aberturas 66 muestra un borde radialmente exterior 66a y
un borde radialmente interior 66b. Estos bordes se encuentran en un
plano P1 que tiene un ángulo respecto a un plano P2 paralelo
generalmente al eje longitudinal del árbol de rotor de al menos
aproximadamente 45º. Se considera que el agua es rociada sobre el
motor con un ángulo no mayor que 45º. Así, se puede ver que el agua
no tiene una trayectoria directa para entrar en la abertura 66
cuando se desplaza por una trayectoria que forma un ángulo de 45º o
menos, golpeará el lado de la copa 54, o pasará sobre la abertura,
pero no entrará en la misma.
La copa 54 de la carcasa 26 está construida,
también, para impedir que haya averías en el motor, que pueden ser
debidas a la formación de hielo dentro de la copa, cuando el motor
10 se usa en un entorno refrigerado. Más particularmente, la placa
de circuito impreso 40 tiene contactos de alimentación 74 montados
en y que sobresalen hacia fuera de la placa de circuito (figura 4).
Estos contactos están alineados con un extremo interior de un
receptáculo 76 de clavijas que está formado en la copa 54. Haciendo
referencia a la figura 14, el receptáculo 76 recibe una clavija 78
conectada a una fuente de energía eléctrica alejada del motor. Los
controles externos (no mostrados) están conectados, también, a la
placa de circuito impreso 40 a través de la clavija 78. El
receptáculo 76 y la clavija 78 tienen secciones transversales
rectangulares correspondientes, de manera que cuando se inserta la
clavija, cierra sustancialmente el receptáculo de clavijas. Cuando
la clavija 78 está completamente insertada en el receptáculo 76 de
clavijas, los contactos de alimentación 74 sobre la placa de
circuito impreso 40 son recibidos en la clavija, pero sólo
parcialmente. El receptáculo 76 de clavijas está formado con unas
patillas 80 (cerca de su extremo interior) que se aplican a la
clavija 78 y limitan la profundidad de inserción de la misma en el
receptáculo. Como consecuencia, la clavija 78 está separada de la
placa de circuito impreso 40, incluso cuando está completamente
insertada en el receptáculo 76 de clavijas. En la realización
preferida, el espaciamiento es aproximadamente 5,8 mm. Sin embargo,
se considera que un espaciamiento de aproximadamente 1,27 mm sería
satisfactorio. A pesar de la recepción parcial de los contactos de
alimentación 74 en la clavija 78, se establece la conexión
eléctrica. Las porciones expuestas de los contactos de alimentación
74, que están de metal, tienden a estar sometidas a la formación de
hielo, cuando el motor 10 se usa en ciertos entornos de
refrigeración. Sin embargo, puesto que la clavija 78 y la placa de
circuito 40 están espaciadas, la formación de hielo no constituye
presión entre la clavija y la placa de circuito, que empujaría más
la clavija lejos de la placa de circuito, causando la desconexión
eléctrica. El hielo se puede formar, y no dejará de hacerlo, sobre
los contactos de alimentación 74 expuestos, pero esto no hará que se
desconecten de o dañen la placa de circuito impreso 40 o la clavija
78.
Como se muestra en la figura 13, la placa de
circuito impreso 40 tiene, también, un conjunto independiente de
contactos 82 usados para programar el motor 10. Estos contactos 82
están alineados con un puerto 84 tubular formado en la copa 54, que
es normalmente cerrado por un tope 86 recibido de modo que se puede
retirar en el puerto. Cuando se retira el tope 86, el puerto puede
recibir una sonda 88 en conexión con los contactos 82 sobre la placa
de circuito 40. La sonda 88 está conectada a un microprocesador o
similar (no mostrado) para programar o, de modo importante,
reprogramar el funcionamiento del motor después de que esté
completamente montado. Por ejemplo, se puede cambiar la velocidad
del motor, o se puede cambiar el retardo antes de ponerlo en marcha.
Otro ejemplo en el contexto de la refrigeración es que se puede
reprogramar el motor para que funcione con una entrada diferente,
tal como cuando se emplea una descongelación bajo demanda. La
presencia del puerto 84 y del tope 86 que se puede retirar permite
que el motor sea reprogramado mucho después del montaje final y de
la instalación del mismo en una aplicación dada.
El puerto 84 tiene chavetas, de manera que la
sonda se puede insertar sólo de un modo en el puerto. Como se
muestra en la figura 5, la chaveta se manifiesta como una depresión
90 en un lado del puerto 84. La sonda tiene una cresta
correspondiente, que es recibida en la depresión cuando la sonda
está orientada de manera apropiada con relación a la depresión. De
este modo, no es posible conectar incorrectamente la sonda 88 a los
contactos de programación. Si la sonda 88 no está orientada
apropiadamente, no será recibida en el puerto 84.
Como se muestra en la figura 2, el estator
incluye una bobina de estator, indicada generalmente como 92, hecha
de un material polímero, y un devanado 94 arrollado alrededor de la
bobina. Los conductores del devanado terminan en una cavidad 96 de
terminales formada como una pieza con la bobina 92 de estator por
pasadores terminales 98 recibidos en la cavidad de terminales. Los
pasadores terminales 98 están fijados de manera adecuada, tal como
mediante soldadura con estaño, a la placa de circuito impreso 40.
Sin embargo, se ha de entender que se pueden usar otros modos de
realizar la conexión eléctrica sin salirse del alcance de la
presente invención. Se prevé que se podría usar una conexión de tipo
enchufable (no mostrada), de manera que no fuera necesaria ninguna
soldadura con estaño.
El material ferromagnético para conducir el flujo
magnético en el estator 22 está proporcionado por ocho piezas
polares distintas, indicadas generalmente como 100. Cada pieza polar
tiene una forma generalmente en U e incluye una pata radialmente
interior 100a, una pata radialmente exterior 100b y una pieza
transversal conectora 100c. Cada pieza polar 100 se forma,
preferiblemente, estampando unos estratificados en forma de U
relativamente delgados a partir de una banda de acero y apilando los
estratificados unos con otros para formar la pieza polar 100. Los
estratificados se aseguran entre sí de manera adecuada, tal como
mediante soldadura o enclavamiento mecánico. Un configuración de
estratificado (que tiene una larga pata radialmente exterior) forma
la porción intermedia de la pieza polar 100 y otra configuración de
estratificado forma las porciones laterales. Se señalará que una
pieza polar (designada por 100' en la figura 2) no tiene una porción
lateral. Esto se hace intencionadamente para dejar un espacio de
inserción del dispositivo Hall 46, como se describe en lo
sucesivo.
Las piezas polares 100 están montadas en los
extremos respectivos del núcleo de estator 22, de manera que la pata
radialmente interior 100a de cada pieza polar es recibida en una
abertura central 102 del núcleo de estator, y la pata radialmente
exterior 100b se extiende axialmente a lo largo del exterior del
núcleo de estator a través de una porción del devanado. La porción
intermedia del lado que mira radialmente hacia fuera de la pata
radialmente exterior 100b, que es la más cercana al imán 35 de rotor
en el motor montado, está formada con una entalla 100d.
Magnéticamente, la entalla 100d facilita la posición eficaz del imán
35 de rotor con relación a las piezas polares 100, cuando el motor
está parado. Las piezas polares se podrían moldear, también, a
partir de material magnético sin salirse del alcance de la presente
invención. En ciertas aplicaciones de baja potencia, podría haber
una única pieza polar estampada a partir de metal (no mostrada),
pero con múltiples patas (por ejemplo, cuatro) que definieran la
pieza polar curvada hacia abajo para extenderse axialmente a través
del devanado.
Las piezas polares 100 se mantienen y se sitúan
gracias al núcleo 92 de estator y a un miembro localizador central,
indicado generalmente como 104. Las patas radialmente interiores
100a de las piezas polares están situadas entre el miembro
localizador central 104 y el diámetro interior de la bobina 92 de
estator, en la abertura central 102 del núcleo de estator. Se forman
porciones intermedias de las patas interiores 100a a partir de los
mismos estratificados que forman las porciones intermedias de las
patas exteriores 100b, y son más anchas que las porciones laterales
de las patas interiores. El borde radialmente interior de la porción
intermedia de cada pata interior 100a de pieza polar se recibe en un
asiento 104a respectivo formado en el miembro localizador 104 para
aceptar la porción intermedia de la pieza polar. Los asientos 104a
están dispuestos para situar de manera asimétrica las piezas polares
100 alrededor del miembro localizador 104. Ningún plano que pasa a
través del eje longitudinal del miembro localizador 104 y que corta
perpendicularmente al asiento 104a, lo biseca, o a la pieza polar
100 situada por el asiento. Como consecuencia, el entrehierro entre
las patas radialmente exteriores 100b y el imán 35 permanente del
rotor 24 es asimétrico, para facilitar el arranque del motor.
El borde radialmente exterior de la pata interior
100a se aplica a los nervios 106 sobre el diámetro interior de la
abertura central 102 del núcleo de estator. La configuración de los
nervios 106 se ve mejor en las figuras 9-11. Se
proporciona un par de nervios (106a, 106b, etc.) para cada pieza
polar 100. La distinta angulación de los nervios 106, evidente a
partir de las figuras 9 y 10, refleja el desplazamiento angular de
las piezas polares 100. Las piezas polares y el miembro localizador
central 104 se han mostrado en líneas a trazos en la figura 9, para
ilustrar cómo cada par está asociado con una pieza polar particular
en un extremo del núcleo de estator. Uno de los nervios 106d' está
construido particularmente para situar la pieza polar 100'
desequilibrada, y es aplicable con el lado de la pata interior
100a', en lugar de con su borde radialmente exterior. Otro de los
nervios 106d asociado con la pieza polar desequilibrada tiene un
menor grosor radial, puesto que se aplica al borde radialmente
exterior de la porción intermedia más ancha de la pata interior
100a'.
El miembro localizador central 104 establece la
posición radial de cada pieza polar 100. Como se describe más
completamente en lo que sigue, algo del grosor radial inicial de los
nervios 106 puede ser cizallado por la pata interior 100a, después
del montaje, para acomodar las tolerancias en la bobina 92 de
estator en la pieza polar 100 y en el miembro localizador central
104. El borde radialmente interior de cada pata exterior 100b está
situado en una entalla 108 formada en la periferia de la bobina 92
de estator. Haciendo referencia ahora a las figuras
6-8, el miembro localizador central 104 tiene
secciones extremas opuestas, sustancialmente con la misma forma,
pero que están desplazadas angularmente 45º alrededor del eje
longitudinal del miembro localizador central (véase particularmente
la figura 7). El desplazamiento proporciona el desequilibrio
correspondiente para cada una de las cuatro piezas polares 100 en
cada extremo de la bobina 92 de estator, para ajustar sobre el
núcleo de estator sin interferir con una de las piezas polares en el
extremo opuesto. Es evidente que el desplazamiento angular está
determinado por el número de piezas polares 100 (es decir, 360º
dividido por el número de piezas polares), y sería diferente si se
empleara un número distinto de piezas polares. La forma del miembro
localizador central 104 se cambiaría en correspondencia para
acomodar un número diferente de piezas polares 100. Como se muestra
en la figura 8, el miembro localizador central 104 está moldeado
alrededor de un cojinete 110 metálico del árbol de rotor, que es
autolubricante para la vida del motor 10. La bobina 92 de estator,
el devanado 94, las piezas polares 100, el miembro localizador
central 104 y el cojinete 110 están todos encapsulados en un
material termoplástico, para formar el estator 22. Los extremos del
cojinete 110 del árbol de rotor no están cubiertos con el material
de encapsulado, de manera que el árbol 32 de rotor puede ser
recibido a través del cojinete para montar el rotor 24 en el estator
22 (véase la figura 3).
Habiendo descrito la construcción del motor
eléctrico 10, se describirá ahora un método preferido de montaje.
Inicialmente, se harán las partes constituyentes del motor. El orden
preciso de construcción de estas partes no es crítico, y se
entenderá que algunas o todas las partes se pueden hacer en una
posición alejada, y transportar hasta el lugar de montaje final. El
rotor 24 se forma colocando en un molde el imán 35 y el árbol 32 de
rotor, que tiene el inserto 34 en un extremo. El cubo 28 y las
aletas 30 de ventilador se moldean alrededor del imán 35 y del árbol
32 de rotor, de manera que se mantienen de modo seguro sobre el
cubo. La carcasa 26 se forma, también, moldeando como una pieza la
copa 54, los radios 56 y el reborde 58 anular. La copa 54 está
formada internamente con unos nervios 112 (figura 5), que se usan
para asegurar la placa de circuito impreso 40, como se describirá.
La placa de circuito impreso 40 se forma de manera usual mediante
conexión de los componentes 42 a la placa. En la realización
preferida, los contactos de programación 82 y los contactos de
alimentación 74 se graban por impacto en la placa de circuito 40, en
lugar de ser montados mediante soldadura con estaño (figura 4). El
dispositivo Hall 46 está montado en el dedo 44 que se extiende desde
la placa y está conectado eléctricamente a los componentes 42 sobre
la misma.
El estator 22 incluye varias partes
constituyentes que se forman antes de un montaje del estator. El
miembro localizador central 104 se forma moldeándolo alrededor del
cojinete 110, que está hecho de bronce. Los extremos del cojinete
110 sobresalen del miembro localizador 104. El cojinete 110 se
impregna entonces con suficiente lubricante como para prolongar la
duración del motor 10. La bobina de estator se moldea y arrolla con
alambre para electroimanes, y se termina para formar el devanado 94
sobre la bobina de estator. Las piezas polares 100 se forman
estampando múltiples estratificados delgados generalmente en forma
de U a partir de una banda de acero. Los estratificados se hacen,
preferiblemente, de dos formas diferentes, como se ha descrito
anteriormente. Los estratificados se apilan unos con otros y se
sueldan para formar cada pieza polar 100 en forma de U, teniendo los
estratificados la pata exterior más larga y la pata interior más
ancha formando porciones intermedias de las piezas polares. Sin
embargo, una pieza polar 100' se forma sin una porción lateral, de
manera que se deja un espacio para el dispositivo Hall 46.
Las partes constituyentes del estator 22 se
montan en un accesorio de prensa (no mostrado). Las cuatro piezas
polares 100, que serán montadas en un extremo de la bobina 92 de
estator, se colocan primero en el accesorio en posiciones fijadas
por el mismo, que están separas 90º alrededor del que se convertirá
en el eje de rotación del árbol 32 de rotor. Las piezas polares 100
se sitúan de manera que abran hacia arriba. El miembro localizador
central 104 y el cojinete 110 se colocan en el accesorio en una
orientación requerida y se extienden a través de la abertura central
102 del núcleo 92 de estator. Los bordes radialmente interiores de
las porciones intermedias de las patas interiores 100a de las piezas
polares son recibidos en unos asientos 104a respectivos formados
sobre un extremo del miembro localizador central 104. La bobina 92
de estator arrollada se fija dentro del accesorio, generalmente
sobre la parte superior de las piezas polares colocadas previamente
en el accesorio. Las otras cuatro piezas polares 100 se colocan en
el accesorio encima de la bobina 92 de estator, pero en la misma
posición angular que tendrán con relación al núcleo de estator
cuando el montaje esté completo. Las piezas polares 100 encima de la
bobina 92 de estator abren hacia abajo y están situadas en
posiciones desplazadas 45º respecto a las posiciones de las piezas
polares en la parte inferior del accesorio.
El accesorio de prensa se cierra y activa para
empujar las piezas polares 100 sobre la bobina 92 de estator. Los
bordes radialmente interiores de las patas interiores 100a de las
piezas polares 100 se aplican a sus asientos 104a respectivos del
miembro localizador central. El asiento 104a fija la posición radial
de la pieza polar 100 a la que se aplica. Las patas interiores 100ª
de las piezas polares 100 entran en la abertura central 102 de la
bobina 92 de estator y se aplican a los nervios 106 sobre la misma
que penetran en la abertura central. Las variaciones de las
dimensiones radiales respecto a las especificaciones de diseño en el
miembro localizador central 104, en las piezas polares 100 y en la
bobina 92 de estator, debidas a las tolerancias de fabricación, son
acomodadas por las patas interiores 100a que cizallan algo del
material de los nervios 106 a los que se aplica la pieza polar. La
acción de cizalladura se presenta mientras las piezas polares 100
están pasando sobre la bobina 92 de estator. Así, las tolerancias de
la bobina 92 de estator se eliminan completamente del
posicionamiento radial de las piezas polares. La posición radial de
las piezas polares 100 se debe controlar estrechamente a fin de
mantener el entrehierro entre las piezas polares y el imán 35 de
rotor tan pequeño como sea posible, sin interferencia mecánica del
estator 22 y del rotor 24.
La bobina 92 de estator, las piezas polares 100,
el miembro localizador central 104 y el cojinete 110, todos ellos
montados, se colocan en un molde y se encapsulan sustancialmente en
un termoplástico adecuado resistente al fuego. En algunas
aplicaciones, el material del molde puede que no tenga que ser
resistente al fuego. Los extremos del cojinete 110 se cubren en el
procedimiento de moldeo y se mantienen libres del material de
encapsulado. Los pasadores terminales 98 para realizar la conexión
eléctrica con el devanado 94 no están tampoco completamente
cubiertos por el material de encapsulado (véase la figura 4). La
faldilla 70 y las patas 36 están formadas del mismo material que
encapsula el resto del estator. Las patas 36 son, con preferencia,
relativamente largas, constituyendo aproximadamente un tercio de la
longitud del estator encapsulado acabado. Su longitud permite que
las patas 36 se hagan más gruesas para una construcción más robusta,
al tiempo que permite el necesario curvado elástico necesitado para
la conexión con salto a la carcasa 26. Además de las patas 36 y la
faldilla 70, se forman dos espigas de posicionamiento 114, que
sobresalen axialmente en la misma dirección que las patas, y que
requieren que el estator 22 esté en una orientación angular
particular con relación a la carcasa 26 cuando se realiza la
conexión.
Aún más, se forman los soportes de la placa de
circuito impreso. Dos de éstos tienen la forma de unos bloques 116,
desde uno de los cuales sobresalen los pasadores terminales 98, y
los otros dos son tetones 118 (de los que sólo se muestra uno).
El estator 22 encapsulado se monta entonces con
el rotor 24 para formar el montaje parcial de estator/rotor. Se pone
una arandela de empuje 120 (figura 3) en el árbol 32 de rotor y se
hace deslizar hacia abajo hasta el extremo fijo del mismo en el cubo
28. La arandela de empuje 120 tiene un material de tipo caucho en un
lado capaz de amortiguar vibraciones, y un material de bajo
rozamiento en el otro lado para facilitar una aplicación deslizante
con el estator 22. El lado de bajo material de rozamiento de la
arandela 120 mira axialmente hacia fuera en dirección al extremo
abierto del cubo 28. El estator 22 se deja caer entonces dentro del
cubo 28, siendo recibido el árbol 32 de rotor a través del cojinete
110 en el centro del estator. Un extremo del cojinete 110 se aplica
al lado de bajo rozamiento de la arandela de empuje 120, de manera
que el cubo 28 puede rotar libremente con respecto al cojinete. Otra
arandela de empuje 122 se coloca en el extremo libre del cojinete
110, y al clip en E 52 se le da forma sobre el extremo del árbol 32
de rotor, de manera que el árbol no puede volver a pasar a través
del cojinete. Así, el rotor 24 queda montado de modo seguro en el
estator 22.
La placa de circuito impreso 40 se asegura al
montaje parcial de estator/rotor. El montaje de la placa de circuito
impreso 40 se ilustra en la figura 4, excepto en que el rotor 24 se
ha eliminado por claridad de ilustración. La placa de circuito
impreso 40 se empuja entre las tres patas 36 del estator 22. El dedo
44 de la placa de circuito 40 es recibido en una abertura 124
formada en el encapsulado, de manera que el dispositivo Hall 46 en
el extremo del dedo se sitúa dentro del encapsulado próximo a la
pieza polar 100' desequilibrada, que se hizo sin una porción
lateral, de manera que se dispusiera de espacio para el dispositivo
Hall. El lado de la placa de circuito 40 más cercano al estator 22
se aplica a los bloques 116 y los tetones 118 que sujetan la placa
de circuito en una posición espaciada predeterminada respecto al
estator. Los pasadores terminales 98 que sobresalen del estator 22
son recibidos a través de dos aberturas 126 en la placa de circuito
40. Los pasadores terminales 98 se conectan eléctricamente a la
placa de circuito con los componentes 42 de manera adecuada, tal
como mediante soldadura con estaño. La conexión de los pasadores
terminales 98 a la placa 40 es la única conexión fija de la placa de
circuito impreso al estator 22.
El montaje parcial de estator/rotor y la placa de
circuito impreso 40 se conectan entonces a la carcasa 26 para
completar el montaje del motor. Las patas 36 se alinean con unos
canales 62 respectivos en la copa 54 y las espigas 114 se alinean
con unos rebajos 128 formados en la misma (véanse las figuras 5 y
14). Las patas 36 serán recibidas en la copa 54 sólo con una
orientación debido a la presencia de las espigas 114. El montaje
parcial de estator/rotor se introduce empujándolo en la copa 54. Los
extremos libres de las patas 36 están biselados en sus extremos
exteriores para facilitar la entrada de las patas en la copa 54. La
copa se ahusa ligeramente hacia su extremo cerrado y las patas 36 se
desvían radialmente hacia el interior desde sus configuraciones
relajadas, cuando entran en la copa y mientras son empujadas más
hacia dentro de ella. Cuando el enganche 38, en el extremo de cada
pata, deja libre el resalte 64 en el extremo interior del canal 62,
la pata 36 salta radialmente hacia fuera, de manera que el enganche
se aplica al resalte. La pata 36 está aún desviada respecto a su
posición relajada, de manera que está cargada radialmente hacia
fuera para sujetar el enganche 38 sobre el resalte 64. La aplicación
del enganche 38 con el resalte 64 impide que el montaje parcial de
estator/rotor y la placa de circuito impreso 40 sean retirados de la
copa 54. El motor 10 está ahora completamente montado, sin el uso de
ningún sujetador, mediante construcción con salto entre sus
partes.
La placa de circuito impreso 40 se asegura en su
sitio por un ajuste de interferencia con los nervios 112 en la copa
54. A medida que el montaje parcial de estator/rotor avanza hacia
dentro de la copa 54, los bordes periféricos de la placa de circuito
40 se aplican a los nervios 112. Los nervios son más duros que el
material de la placa de circuito impreso, de manera que ésta última
se deforma parcialmente debido a los nervios 112 para crear el
ajuste de interferencia. De este modo, la placa de circuito impreso
40 se asegura en su sitio sin el uso de ningún sujetador. La
orientación angular de la placa de circuito impreso 40 se fija por
su conexión a los pasadores terminales 98 respecto al estator 22.
Los contactos de programación 82 están alineados, así, con el puerto
84 y los contactos de alimentación 74 están alineados con el
receptáculo 76 de clavijas en la copa 54. También, se prevé que la
placa de circuito impreso 40 pueda estar asegurada al estator 22 sin
ningún ajuste de interferencia con la copa 54. Por ejemplo, un tetón
(no mostrado) formado sobre el estator 22 se puede extender a través
de la placa de circuito y recibir una tuerca de empuje sobre él
contra la placa de circuito para fijarla sobre el estator.
En la realización preferida, el motor 10 no ha
sido programado o ensayado antes del montaje final del mismo. A
continuación del montaje, un conector combinado (no mostrado, pero
esencialmente una sonda 88 y una clavija 78 de alimentación) se
conecta a la placa de circuito impreso 44 a través del puerto y del
receptáculo 76 de clavijas. Se programa entonces el motor, tal como
fijando la velocidad y el retardo del arranque, y se ensaya. Si se
encuentra que la placa de circuito 40 es defectuosa, es posible
desmontar no destructivamente el motor y remplazar la placa de
circuito, sin tener que descartar otras partes del motor. Esto se
puede hacer insertando una herramienta (no mostrada) en las
aberturas 66 en el extremo cerrado de la copa 54 y apalancando los
enganches 38 hacia fuera de los resaltes 64. Si el motor pasa los
ensayos de calidad en seguridad, el tope 86 se coloca en el puerto
84 y el motor está preparado para su transporte.
Es posible, con el motor de la presente
invención, reprogramar el motor 10 después de que se haya
transportado desde su lugar de montaje. El usuario final, tal como
un fabricante de recipientes refrigerados, puede retirar el tope 86
del puerto 84 y conectar la sonda 88 a los contactos de programación
82 a través del puerto. El motor se puede reprogramar, como se
necesite, para acomodar cambios hechos por el usuario final en las
especificaciones de funcionamiento para el motor.
El motor 10 se puede instalar, tal como en un
recipiente refrigerado, insertando sujetadores (no mostrados) a
través de las aberturas 60 en el reborde 58 anular y en el
recipiente. Así, la carcasa 26 es capaz de soportar todo el motor
gracias a la conexión del reborde 58 anular a una estructura de
soporte. El motor se conecta a una fuente de energía enchufando la
clavija 78 en el receptáculo 76 de clavijas (figura 14). Los
fiadores 130 (sólo se muestra uno) en los lados de la clavija 78 son
recibidos en unas ranuras sobre los lados respectivos de una
lengüeta 132 para bloquear la clavija en el receptáculo 76 de
clavijas. Antes de aplicarse a la placa de circuito impreso 40, la
clavija 78 se aplica a las patillas de localización 80 en el
receptáculo 76 de clavijas, de manera que en su posición
completamente insertada, la clavija está separada de la placa de
circuito impreso. Como consecuencia, los contactos de alimentación
74 están insertados suficientemente lejos en la clavija 78 para
establecer conexión eléctrica, pero no son recibidos completamente
en la clavija. Por lo tanto, aunque se puede formar hielo sobre los
contactos de alimentación 74 en el entorno de recipientes
refrigerados, no se formará entre la clavija 78 y la placa de
circuito 40, lo que causaría la desconexión y/o el daño.
La figura 16 es un diagrama de bloques del motor
monofásico 500 controlado por microprocesador según la invención. El
motor 500 está alimentado por una fuente 501 de corriente alterna.
El motor 500 incluye un estator 502 que tiene un devanado
monofásico. La alimentación de corriente continua desde la fuente
501 se suministra a un circuito de conmutación de la alimentación a
través de un circuito 503 de suministro de energía. El circuito de
conmutación de la alimentación puede ser cualquier circuito para
conmutar el estator 502, tal como un puente en H 504 que tiene
interruptores de alimentación para conectar selectivamente la fuente
501 de corriente continua al devanado monofásico del estator 502. Un
rotor 506 de imán permanente está en relación de acoplamiento
magnético al estator y se hace girar por la conmutación del devanado
y el campo magnético creado por él. Preferiblemente, el motor es un
motor del interior hacia fuera en el que el estator es interior al
rotor y el rotor exterior rota alrededor del estator interior. Sin
embargo, se contempla también que el rotor puede estar situado
dentro de e interno a un estator externo.
Un sensor de posición, tal como un sensor hall
508, está situado sobre el estator 502 para detectar la posición del
rotor 506 con relación al devanado y para proporcionar una señal de
posición a través de la línea 510 que indique la posición detectada
del rotor 506. El carácter de referencia 512 hace referencia
generalmente a un circuito de control que incluye un microprocesador
514 sensible a y que recibe la señal de posición a través de la
línea 510. El microprocesador 514 está conectado al puente en H 504
para conmutar selectivamente sus interruptores de alimentación a fin
de cambiar el devanado monofásico del estator 502 como una función
de la señal de posición.
Se proporciona el voltaje VDD al microprocesador
514 a través de la línea 516 desde el circuito 503 de suministro de
energía. Un circuito de reposición 518 de bajo voltaje supervisa el
voltaje VDD en la línea 516 y lo aplica al microprocesador 514. El
circuito de reposición 518 reajusta selectivamente el
microprocesador 514 cuando el voltaje VDD aplicado al
microprocesador a través de la línea 516 pasa desde por debajo de un
umbral predeterminado hasta por encima del mismo. El umbral es
generalmente el voltaje mínimo requerido por el microprocesador 514
para funcionar. Por lo tanto, el fin del circuito de reposición 518
es mantener el funcionamiento y restablecerlo para el
microprocesador en caso de que el voltaje VDD suministrado a través
de la línea 516 caiga por debajo del mínimo preestablecido requerido
por el microprocesador 514 para funcionar.
Opcionalmente, para ahorrar energía, el sensor
hall 508 puede ser alimentado intermitentemente por un circuito
estroboscópico hall 520 controlado por el microprocesador 514 para
modular en anchura de pulso la potencia aplicada al sensor hall.
El microprocesador 514 tiene una entrada de
control 522 para recibir una señal que afecta al control del motor
500. Por ejemplo, la señal puede ser una señal de selección de
velocidad en caso de que el microprocesador esté programado para
accionar el rotor, de manera que el estator esté conmutado en dos o
más velocidades discretas. Alternativamente, el motor se puede
controlar a velocidades o pares continuamente variables según la
temperatura. Por ejemplo, en lugar o además del sensor hall 508, se
puede prever un sensor de temperatura 524 opcional para detectar la
temperatura del aire ambiente alrededor del motor. Esta realización
es particularmente útil cuando el rotor 506 excita un ventilador que
mueve aire a través de un condensador para eliminar el calor
generado en el condensador o que mueve aire a través de un
evaporador para enfriamiento, tal como se ilustra en las figuras
1-15.
En una realización, el reloj de intervalos del
procesador se corresponde a una temperatura del aire moviéndose
alrededor del motor y proporciona una señal de temperatura que
indica la temperatura detectada. Para aplicaciones del condensador
en las que el ventilador está soplando aire hacia dentro del
condensador, la temperatura representa la temperatura ambiente y la
velocidad (flujo de aire) se ajusta para proporcionar el mínimo
flujo de aire necesitado a la temperatura medida para optimizar el
procedimiento de transmisión de calor. Cuando el ventilador está
arrastrando aire sobre el condensador, la temperatura representa la
temperatura ambiente más el cambio de temperatura (Dt) añadido por
el calor eliminado del condensador por la corriente de aire. En este
caso, se aumenta la velocidad del motor en respuesta a la
temperatura combinada más alta (se aumenta la velocidad aumentando
el par motor, es decir, reduciendo el tiempo de apagado del
dispositivo de potencia PDOFFTIM; véase la figura 26).
Adicionalmente, se podría fijar la velocidad del motor para
diferentes bandas de temperatura a fin de proporcionar un flujo
distinto de aire, que serían flujos de aire constantes diferentes,
en un estado dado de presión estática del ventilador. Igualmente, en
una aplicación del condensador, el par requerido para que funcione
el motor a la velocidad deseada representa la carga estática sobre
el motor. Las cargas estáticas más altas pueden ser debidas a una
instalación en un entorno restringido, es decir, a un frigorífico
instalado como un elemento empotrado, o porque el flujo de aire del
condensador se llega a restringir debido a la formación de polvo o
desechos. Ambas condiciones pueden garantizar un flujo de
aire/velocidad aumentados.
De modo similar, en aplicaciones del evaporador,
la presión estática aumentada podría indicar la formación de hielo
en el mismo o una densidad de relleno aumentada para los artículos
que se están enfriando.
En una de las aplicaciones comerciales de
refrigeración, el ventilador del evaporador tira del aire de la
cortina de aire y del aire de salida que enfría los alimentos. Este
escape del ventilador se hace soplar a través del evaporador. La
temperatura del aire de entrada representa la temperatura de las
cortinas de aire y del aire de salida de los alimentos. La velocidad
del ventilador será ajustada apropiadamente para mantener la
temperatura deseada.
Alternativamente, el microprocesador 514 puede
conmutar los interruptores a un régimen de velocidad variable para
mantener un caudal de aire sustancialmente constante del aire que se
está moviendo gracias al ventilador conectado al rotor 506. En este
caso, el microprocesador 514 proporciona una señal de alarma
activando la alarma 528 cuando la velocidad del motor es mayor que
una velocidad deseada correspondiente al caudal constante de aire al
que está funcionando el motor. Como con el par deseado, la velocidad
deseada puede ser determinada por el microprocesador como una
función de una carga estática inicial del motor y de cambios en la
carga estática con el paso del tiempo.
La figura 23 ilustra una realización preferida de
la invención, en la que el microprocesador 514 está programado según
el diagrama de flujo en ella. En particular, el diagrama de flujo de
la figura 23 ilustra un modo en el que el motor se conmuta a un
caudal constante de aire correspondiente a una velocidad y a un par,
que están definidos por tablas que excluyen puntos de
resonancia.
Por ejemplo, cuando el rotor está excitando un
ventilador para mover aire sobre un condensador, el motor tendrá
ciertas velocidades a las que se presenta una resonancia, causando
una vibración aumentada y/o un ruido aumentado del sonido. Las
velocidades a las que se presentan tal vibración y/o tal ruido son
usualmente las mismas o similares y son predecibles, particularmente
cuando el motor y su ventilador asociado están fabricados con
tolerancias bastante pequeñas. Por lo tanto, la vibración y el ruido
se pueden minimizar programando el microprocesador para evitar que
funcione a ciertas velocidades o dentro de ciertos intervalos de
velocidad en los que se presenta la vibración o el ruido. Como se
ilustra en la figura 23, el microprocesador 514 funciona de la
siguiente manera. Después de arrancar, el microprocesador fija la
variable I objetivo para corresponderse con un puntero de velocidad
inicial de arranque que define un caudal constante de aire en la
etapa 550. Por ejemplo, I = 0. A continuación, el microprocesador
procede a la etapa 552 y selecciona una consigna de velocidad (SSP)
de una tabla que pone cada uno de los niveles de la variable de 0 a
n en correlación con una consigna de velocidad (SSP)
correspondiente, con un tiempo de apagado del dispositivo de
potencia (PDOFFTIM = P_{\text{mín}}) correspondiente para una
potencia mínima, y con un tiempo de apagado del dispositivo de
potencia (PDOFFTIM = P_{máx}) correspondiente para una potencia
máxima.
Se señala que a medida que el PDOFFTIM aumenta,
la potencia del motor disminuye, ya que los interruptores de
alimentación controlada están apagados para períodos más largos
durante cada intervalo de conmutación. Por lo tanto, el diagrama de
flujo de la figura 23 es específico para este enfoque. Otros
expertos en la técnica serán capaces de reconocer otros
procedimientos equivalentes para controlar la potencia del
motor.
Después de un retardo en la etapa 554 para
permitir que el motor se estabilice, el microprocesador 514
selecciona de la tabla un PDOFFTIM para un nivel de potencia mínima
(P_{\text{mín}}), que proporciona un control de corriente poniendo
un nivel de potencia mínima en correlación con el nivel seleccionado
de la variable I. En la etapa 558, el microprocesador selecciona de
la tabla un PDOFFTIM para un nivel de potencia máxima (P_{máx}),
que proporciona un control de corriente poniendo un nivel de
potencia máxima en correlación con el nivel seleccionado de la
variable I.
En la etapa 560, el microprocesador compara el
PDOFFTIM real, que representa el nivel real de potencia para el
PDOFFTIM mínimo (P_{\text{mín}}) para esta I. Si el PDOFFTIM
reales mayor que el PDOFFTIM mínimo (PDOFFTIM >
P_{\text{mín}}), el microprocesador procede a la etapa 562 y
compara el nivel de la variable I con un valor máximo n. Si I es
mayor o igual que n, el microprocesador procede a la etapa 564 para
fijar I igual a n. Por otra parte, I debe ser menor que el valor
máximo para I, de manera que el microprocesador 514 procede a la
etapa 566 para aumentar I en una etapa.
Si, en la etapa 560, el microprocesador 514
determina que el PDOFFTIM real es menor o igual que el PDOFFTIM
mínimo (PDOFFTIM \leq P_{\text{mín}}), el microprocesador
procede a la etapa 568 y compara el PDOFFTIM real, que representa el
nivel real de potencia, con el PDOFFTIM máximo (P_{máx}) para esta
I. Si el PDOFFTIM real es menor que el PDOFFTIM máximo (PDOFFTIM
< P_{máx}), el microprocesador procede a la etapa 570 y compara
el nivel de la variable I con el valor mínimo 0. Si I es menor o
igual que 0, el microprocesador procede a la etapa 572 para fijar I
igual a 0. Por otra parte, I debe ser mayor que el valor mínimo para
I, de manera que el microprocesador 514 procede a la etapa 574 para
disminuir I en una etapa.
Si el PDOFFTIM real es menor o igual que el
mínimo y es mayor o igual que el máximo, de manera que la respuesta
a ambas etapas 560 y 568 sea no, el motor está funcionando a la
velocidad y potencia necesitadas para proporcionar el flujo deseado
de aire, de manera que el microprocesador vuelve a la etapa 552 para
mantener su funcionamiento.
Alternativamente, el microprocesador 514 puede
estar programado con un algoritmo que defina el régimen variable al
que se conmutan los interruptores. Este régimen variable puede
variar continuamente entre un intervalo preestablecido de al menos
una velocidad mínima S_{\text{mín}} y no más de una velocidad
máxima S_{máx}, excepto en que se excluye un intervalo predefinido
de velocidades S1+/-S2 desde el intervalo preestablecido. Como
consecuencia, para velocidades entre S1-S2 y S1, el
microprocesador hace funcionar el motora S1-S2, y
para velocidades entre S1 y S1+S2, el microprocesador hace funcionar
el motor a velocidades S1+S2.
La figura 22 es un diagrama esquemático del
puente en H 504, que constituye el circuito de conmutación de la
alimentación que tiene interruptores de alimentación según la
invención, aunque se pueden usar otras configuraciones, tal como dos
devanados que sean de una guarda, o la configuración de puente en H
de la patente de EE.UU. Número 5.859.519, incorporada como
referencia en esta memoria. El voltaje de entrada de corriente
continua se proporciona a través de un carril 600 a los
interruptores de entrada Q1 y Q2. Un interruptor de salida Q3
completa un primer circuito, conectando selectivamente el
interruptor Q2 y el estator 502 a un carril 602 conectado a tierra.
Un interruptor de salida Q4 completa otro circuito, conectando
selectivamente el interruptor Q1 y el estator 502 al carril 602
conectado a tierra. El interruptor de salida Q3 es controlado por un
interruptor Q5 que recibe una señal de control a través del puerto
BQ5. El interruptor de salida Q4 es controlado por un interruptor Q8
que recibe una señal de control a través del puerto BQ8. Cuando se
cierra el interruptor Q3, la línea 604 desconecta la compuerta de Q1
para abrir el interruptor Q1, de manera que este último está siempre
abierto cuando el interruptor Q3 está cerrado. De modo similar, la
línea 606 asegura que el interruptor Q2 está abierto cuando el
interruptor Q4 está cerrado.
El devanado monofásico del estator 502 tiene un
primer terminal F y un segundo terminal S. Como consecuencia, el
interruptor Q1 constituye un primer interruptor de entrada conectado
entre el terminal S y el suministro de energía suministrado a través
del carril 600.
El interruptor Q3 constituye un primer
interruptor de salida conectado entre el terminal S y el carril 602
conectado a tierra. El interruptor Q2 constituye un segundo
interruptor de entrada conectado entre el terminal F y el suministro
de energía suministrado a través del carril 600. El interruptor Q4
constituye un segundo interruptor de salida conectado entre el
terminal F y el carril 602 conectado a tierra. Como consecuencia, el
microprocesador controla el primer interruptor de entrada Q1 y el
segundo interruptor de entrada Q2 y el primer interruptor de salida
Q3 y el segundo interruptor de salida Q4, de manera que la corriente
gracias al movimiento se proporciona durante los primeros 90º del
período de conmutación ilustrado en la figura 27. Los primeros 90º
son significativos, debido a razones de ruido y rendimiento, y se
aplica a esta topología del dispositivo de potencia (es decir, o Q1
o Q2 está siempre "encendido" cuando o Q3 o Q4 está apagado,
respectivamente). PDOFFTIM es el término usado en los algoritmos
informáticos de control de potencia. Cuando el primer interruptor de
salida Q3 está abierto, el primer interruptor de entrada Q1 está
cerrado. De modo similar, el segundo interruptor de entrada Q2 está
conectado y es sensible al segundo interruptor de salida Q4, de
manera que cuando el segundo interruptor de salida Q4 está cerrado,
el segundo interruptor de entrada Q2 está abierto. Además, cuando el
segundo interruptor de salida Q4 está abierto, el segundo
interruptor de entrada Q2 está cerrado. Esto se ilustra en la figura
27, en la que se muestra que el estado de Q1 es opuesto al estado de
Q3, y el estado de Q2 es opuesto al estado de Q4 en cualquier
instante temporal.
La figura 26 es un diagrama de flujo de
sincronización que ilustra el modo de puesta en marcha con un máximo
de corriente determinado por el ajuste de PDOFFTIM frente a la
velocidad del motor. En este modo, los dispositivos de potencia son
modulados en anchura de pulso mediante software de modo continuo
para conseguir que el motor arranque. El presente algoritmo de
arranque permanece ocho conmutaciones en el modo de arranque y luego
entra en el modo de EJECUCIÓN. Un algoritmo similar se podría
aproximar a la aceleración constante seleccionando los ajustes
correctos para PDOFFTIM frente a la velocidad. En la etapa 650, el
valor HALLIN es una constante que define el valor de partida de la
lectura del dispositivo Hall. Cuando la lectura real del dispositivo
hall (HALLOLD) cambia en la etapa 652, HALLIN se fija igual a
HALLOLD en la etapa 654, y el PDOFFTIM se cambia en la etapa 656,
dependiendo de las rpm.
La figura 25 ilustra las salidas (BQ5 y BQ8) del
microprocesador que controlan el motor cuando la salida con efecto
hall estroboscópico (HS3) cambia de estado. En este ejemplo, BQ5
está siendo modulada en anchura de pulso, mientras que HS3 es 0.
Cuando HS3 (estroboscópica) cambia a 1, hay un período finito de
tiempo (LATENCIA) para que el microprocesador reconozca el cambio
magnético después del que BQ5 está en el estado apagado, de manera
que BQ8 empieza a modular en anchura de pulso (durante PWMTIM).
La figura 24 ilustra otro aspecto alternativo de
la invención, en el que el microprocesador funciona dentro de un
área segura de funcionamiento en modo de ejecución sin la necesidad
de detectar la corriente. En particular, según la figura 24, el
microprocesador 514 controla los interruptores de entrada
Q1-Q4, de manera que cada interruptor de entrada
está abierto o apagado para un período mínimo de tiempo (PDOFFTIM)
durante cada período de modulación en anchura de pulso, por lo que
se proporciona protección de sobretemperatura sin detección de
corriente. Específicamente, el período mínimo puede ser una función
de la velocidad del rotor, por lo que se proporciona protección de
sobretemperatura sin detección de corriente, limitando la corriente
total con el paso del tiempo. Como se ilustra en la figura 24, si la
velocidad es mayor que un valor mínimo (es decir, si A < 165), A
se fija en 165 y la limitación SOA es derivada y no requerida; si la
velocidad es menor que (o igual a) un valor mínimo (es decir, si 165
\leq A), la rutina de la figura 24 asegura que los interruptores
están apagados para un período mínimo de tiempo para limitar la
corriente. "A" es una variable y se calcula por una ecuación
que representa un valor mínimo PDOFFTIM a una velocidad dada (la
velocidad es una constante multiplicada por 1/TINPS, donde TINPS es
el período del motor). Entonces, si PDOFFTIM es < A, PDOFFTIM se
fija en A, de manera que la corriente del motor se mantiene en un
valor deseado máximo a la velocidad a la que el motor está
funcionando.
Como se ilustra en la figura 18, el motor incluye
un circuito de reposición 512 para reajustar selectivamente el
microprocesador cuando un voltaje del suministro de energía vdd pasa
de por debajo de un umbral predeterminado hasta por encima del
mismo. En particular, el interruptor Q6 inutiliza el microprocesador
a través del puerto MCLR/VPP, cuando el voltaje dividido entre las
resistencias R16 y R17 cae por debajo de un umbral predeterminado.
El microprocesador es reactivado y reajustado cuando el voltaje
vuelve a estar por encima del umbral predeterminado, haciendo por
ello que el interruptor Q6 se cierre.
La figura 19 ilustra una realización preferida de
un circuito estroboscópico 520 para el sensor hall 508. El
microprocesador genera una señal GP5 modulada en anchura de pulso,
que alimenta intermitentemente al sensor hall 508, como se muestra
en la figura 21, cerrando intermitentemente el interruptor Q7 y
proporcionando el voltaje VB2 al sensor hall 508 a través de la
línea HS1.
La figura 17 es un diagrama esquemático del
circuito 503 de suministro de energía que suministra el voltaje
V_{in} para alimentar con corriente el devanado monofásico de
estator a través del puente en H 504 y que suministra, también,
otros voltajes distintos para controlar el puente en H 504 y para
excitar el microprocesador 514. En particular, los voltajes
excitadores inferiores, que incluyen: VB2 para proporcionar voltajes
de control a los interruptores Q1-Q4, VDD para
excitar el microprocesador, HS2 para excitar el sensor hall 508 y
VSS, que es la conexión a tierra de referencia del circuito de
control, no necesariamente referenciado al voltaje de entrada de
corriente continua o alterna, se suministran desde el voltaje de
entrada V_{in} a través de un condensador C1 abierto sin pérdidas
en serie.
La figura 20 ilustra las entradas y salidas del
microprocesador 514. En particular, se usa sólo una única entrada
GP4 desde el sensor de posición para proporcionar información que
controla el estado de la señal de control BQ5 aplicada al
interruptor Q5, a fin de controlar el interruptor de salida Q3 y el
interruptor de entrada Q1, y que controla el estado de la señal de
control BQ8 aplicada al interruptor Q8 a fin de controlar el
interruptor de salida Q4 y el interruptor de entrada Q2. La entrada
GP2 es una entrada opcional para seleccionar la velocidad del motor
u otra propiedad, o puede estar conectada para recibir una salida
del comparador de entrada de temperatura cuando se usa en
combinación con el termistor 524.
La figura 28 ilustra un diagrama de flujo de una
realización preferida de un modo de ejecución, en el que los
dispositivos de potencia están controlados en corriente. En este
modo, se aplican los siguientes parámetros de funcionamiento:
* Al final de cada conmutación, los dispositivos
de potencia temporal se apagarán, la próxima vez, el período de
conmutación se calcula:
OFFTIM = TINP/2. (El período de conmutación
dividido por 2 = 90º). Mientras que en la rutina de arranque, esto
también se calcula.
* Después de ocho conmutaciones (1 revolución del
motor) y a la salida de la rutina de arranque, PWMTIM se
calcula:
PWMTIM = OFFTIM/4
* Al principio de cada período de conmutación, se
fija un contador (COUNT8) en cinco para permitir que por cuatro
veces los dispositivos de potencia sean encendidos durante esta
conmutación:
PWMSUM = PWMTIM
PDOFFSUM = PWMTIM-PDOFFTIM
TEMPORIZADOR = 0
(el PDOFFTIM se usa para controlar la cantidad de
corriente en el motor y se ajusta en el algoritmo de control)
(VELOCIDAD, PAR, CFM, etc.).
* El tiempo de conmutación se fija en 0 en cada
cambio hall estroboscópico, siendo HALLOLD el valor estroboscópico
hall guardado.
Durante el funcionamiento del motor, el diagrama
de flujo de la figura 28 se ejecuta durante cada período de
conmutación. En particular, en la etapa 702, se verifica primero el
tiempo de conmutación para ver si el motor ha estado en esta
posición durante tanto como un período de tiempo, en este caso, 32
ms. Si es así, se indica un rotor bloqueado y el programa va a la
rutina de rotor bloqueado en la etapa 704. Por otra parte, el
programa hace una verificación para ver si el tiempo de conmutación
es mayor entonces que OFFTIM en la etapa 706. Si lo es, el período
de conmutación es mayor que 90 grados eléctricos y el programa se
bifurca a la etapa 708, en la que se apagan los dispositivos de
menor potencia, y se sale de la rutina en la etapa 710. A
continuación, el tiempo de conmutación se compara, en la etapa 712,
con PWMSUM. Si es menor que PWMSUM, el tiempo de conmutación se
verifica en la etapa 714 para ver si es menor o igual que PDOFFSUM,
en el caso de que sea cierto, se sale de la rutina en la etapa 716.
Por otra parte, la rutina se bifurca a la etapa 708 (si la etapa 714
es sí).
Para el otro caso, en el que el tiempo de
conmutación es mayor o igual que PWMSUM, en la etapa 718 PWMSUM y
PDOFFSUM tienen PWMTIM añadido a ellos para preparar el siguiente
período de modulación en anchura de pulso, y se fija una variable A
a COUNT 8-1.
Si A es igual a cero en la etapa 720, las
modulaciones en anchura de pulso (4 pulsos) para este período de
conmutación están completas y el programa se bifurca a la etapa 708,
para apagar los dispositivos de menor potencia y salir de esta
rutina. Si A no es igual a cero, COUNT8 (que es una variable que
define el número de los PWM por conmutación) se fija en A en la
etapa 722; se enciende el dispositivo apropiado de menor potencia; y
se sale de esta rutina en la etapa 716. Se pueden implementar más
recuentos de PWM por período de conmutación con un procesador más
rápido. Se prefieren cuatro (4) PWM por período de conmutación para
procesadores más lentos, mientras que se prefieren ocho (8) para
procesadores más rápidos.
El diagrama de sincronización para esto se
ilustra en la figura 27. En la rutina de rotor bloqueado de la etapa
704, a la entrada, los dispositivos de menor potencia son apagados
durante 1,8 segundos, después de lo cual se inicia un intento de
arranque normal.
En vista de lo anterior, se observará que se
consiguen los diversos objetos de la invención y se logran otros
resultados ventajosos.
Como se podrán hacer diversos cambios en las
construcciones anteriores sin salirse del alcance de la invención,
como está definida en las reivindicaciones adjuntas, se pretende que
toda la materia contenida en la descripción anterior o mostrada en
los dibujos que se acompañan se interprete como ilustrativa y no en
un sentido limitativo.
Claims (22)
1. Un motor eléctrico (20) que comprende un
estator (22), un rotor (24) y una carcasa (26) adaptada para
soportar el estator y el rotor, en el que
el estator incluye una bobina (92) de estator, un
devanado (94) sobre la bobina (92) de estator, múltiples piezas
polares (100) distintas y un miembro localizador central (104),
siendo recibido el miembro localizador central (104) en una abertura
central (102) de la bobina (92) de estator y aplicándose a los
bordes radialmente interiores de las piezas polares (100) para
situar radialmente las mismas, y en el que
el rotor incluye un árbol (32) recibido en el
miembro localizador central de la bobina (92) de estator, para la
rotación del rotor (24) con relación al estator (22) alrededor del
eje longitudinal del árbol,
caracterizado porque la bobina (92) de
estator compensa las tolerancias radiales del miembro localizador
central (104) y de las piezas polares (100) mediante el
desplazamiento del material de la bobina de estator.
2. Un motor eléctrico como se expone en la
reivindicación 1, en el que la bobina de estator incluye unos
nervios (106) que sobresalen radialmente hacia el interior de la
abertura central de la bobina (92) de estator y que se aplican a las
piezas polares (100) para situar las mismas con relación a la bobina
(92) de estator.
3. Un motor eléctrico como se expone en la
reivindicación 2, en el que las piezas polares (100) cizallan el
material de al menos uno de los nervios (106) al montar las piezas
polares (100) y el miembro localizador central (104) con la bobina
(92) de estator, de manera que dicho un nervio (106) tiene un grosor
radial reducido.
4. Un motor eléctrico como se expone en la
reivindicación 1, que comprende además un cojinete (110) del árbol
de rotor dispuesto generalmente en la abertura central (102) de la
bobina (92) de estator y que recibe al árbol (32) de rotor en ella,
estando moldeado el miembro localizador central (104) alrededor del
cojinete (110).
5. Un motor eléctrico como se expone en la
reivindicación 1, en el que el estator (22) incluye múltiples patas
(36) que sobresalen del mismo (22), estando cada pata (36)
elásticamente desviada y teniendo un enganche (38) formado en su
extremo, y en el que la carcasa (26) incluye múltiples resaltes
(64), estando aplicado el enganche de cada pata (36) con uno
respectivo de los resaltes (64) en la carcasa (26), para una
conexión de enganche con salto del estator (22) y el rotor (24),
montado en el estator (22), a la carcasa (36).
6. Un motor eléctrico como se expone en la
reivindicación 5, en el que la carcasa (26) comprende una copa (54)
que recibe una porción del estator (22) en su interior, incluyendo
la copa (54) aberturas (66) en ella, dispuestas para acceder a los
extremos libres de las patas (36) en la carcasa (26), a fin de
liberar no destructivamente los enganches (38) de los resaltes (64)
en la copa (54) para el desmontaje del motor.
7. Un motor eléctrico como se expone en la
reivindicación 6, en el que cada abertura (66) en la carcasa (26)
incluye un borde radialmente exterior (66a) y un borde radialmente
interior (66b) que se encuentran en un plano (P1), formando un
ángulo de al menos aproximadamente 45º con el eje longitudinal del
árbol (32) de rotor para inhibir por ello la entrada de agua en la
carcasa (26) a través de la abertura.
8. Un motor eléctrico como se expone en la
reivindicación 4, en el que la bobina (92) de estator y el devanado
(94) están sustancialmente encapsulados en un material
termoplástico, estando formadas las patas (36) como una pieza a
partir del material termoplástico que encapsula la bobina (92) de
estator y el devanado (94).
9. Un motor eléctrico como se expone en la
reivindicación 1, que comprende además una placa de circuito impreso
(40) que tiene una conexión eléctrica al devanado (94) y está libre
de otra conexión al estator (22), teniendo la placa de circuito
impreso (40) un ajuste de interferencia con la carcasa (26) y
estando libre de otra conexión a la carcasa (22).
10. Un motor eléctrico como se expone en la
reivindicación 9, en el que la carcasa (22) tiene nervios internos
(112) formados en ella y que se aplican a los bordes periféricos de
la placa de circuito impreso (40) para formar dicho ajuste de
interferencia con la misma (40).
11. Un motor eléctrico como se expone en la
reivindicación 1, que comprende además una placa de circuito impreso
(40) que tiene componentes programables adaptados para controlar el
funcionamiento del motor, siendo recibida la placa de circuito
impreso (40) en la carcasa (26) y teniendo contactos (98) eléctricos
sobre ella, y en el que la carcasa (26) tiene un puerto (84) formado
en su interior y alineado generalmente con los contactos sobre la
placa de circuito impreso (40), de manera que los contactos son
accesibles a través del puerto para su conexión a un
microprocesador, teniendo el puerto el tamaño y la forma para
recibir la sonda sólo en una orientación a fin de conectarla a los
contactos.
12. Un motor eléctrico como se expone en la
reivindicación 10, que comprende además un tope (86) aplicado de
modo liberable en el puerto para cerrarlo.
13. Un motor eléctrico como se expone en la
reivindicación 1, en el que dichas múltiples piezas polares (100)
distintas están montadas en la bobina (92) de estator, teniendo cada
pieza polar (100) una forma generalmente en U e incluyendo una pata
interior (100a) recibida en la abertura central de la bobina (92) de
estator y una pata exterior (100b) que se extiende axialmente a
dicha bobina (92), en una posición exterior a la abertura central de
la bobina (92) de estator, con una cara dirigida radialmente hacia
fuera de la pata exterior (100b), opuesta a un imán de rotor, que
tiene una entalla (100d) en ella que abre radialmente hacia fuera
para facilitar la posición eficaz del imán de rotor con relación a
dichas piezas polares (100) distintas, cuando el motor está
parado.
14. Un procedimiento para montar un motor
eléctrico, que comprende las etapas de:
formar un estator (22), que, a su vez, incluye
las etapas de:
colocar múltiples primeras piezas polares (100)
hechas de materialferromagnético en un accesorio de prensa, teniendo
cada una de las primeras piezas polares (100) una forma generalmente
en U e incluyendo una pata radialmente interior (100a) y una pata
radialmente exterior (100b);
colocar una bobina (92) de estator, que tiene un
devanado (94) sobre ella, en el accesorio de prensa, de manera que
una abertura central (102) de la bobina (92) de estator esté
alineada generalmente con las patas radialmente interiores (100a) de
las primeras piezas polares (100);
colocar un miembro localizador central (104)
dentro del accesorio de prensa, siendo recibido el miembro
localizador central (104) a través de la abertura central (102) de
la bobina (92) de estator;
colocar múltiples segundas piezas polares (100)
hechas de material ferromagnético en el accesorio de prensa,
teniendo cada una de las segundas piezas polares (100) una forma
generalmente en U e incluyendo una pata radialmente interior (100a)
y una pata radialmente exterior (100b), estando alineadas
generalmente las patas radialmente interiores (100a) de las segundas
piezas polares (100b) con la abertura central (102) de la bobina
(92) de estator;
prensar las piezas polares primeras y segundas
(100) sobre la bobina (92) de estator, entrando las patas
radialmente interiores (100a) de las piezas polares (100) en la
abertura central (102) de la bobina (92) de estator, aplicándose los
bordes radialmente interiores (100a) de las piezas polares primeras
y segundas (100) al miembro localizador central (104), estando por
ello radialmente situados, aplicándose los bordes radialmente
exteriores de las patas interiores (100a) a los nervios (106)
formados sobre un diámetro interior de la bobina (92) de estator y
penetrando en la abertura central (102), cizallando las patas
interiores (100a) una porción de al menos uno de los nervios (106),
por lo que las tolerancias en las dimensiones radiales de la bobina
(92) de estator se eliminan de la posición radial de las piezas
polares primeras y segundas;
formar un rotor (24); y
montar el rotor (24) y el estator (22).
15. Un procedimiento como se expone en la
reivindicación 14, que comprende la etapa de moldear el miembro
localizador central (104) alrededor de un cojinete (110).
16. Un procedimiento como se expone en la
reivindicación 15, que comprende la etapa de impregnar el cojinete
(110) con aceite.
17. Un procedimiento como se expone en la
reivindicación 14, que comprende la etapa de encapsular
sustancialmente la bobina (92) de estator, el devanado (94) y las
piezas polares primeras y segundas (100) en un material
termoplástico.
18. Un procedimiento como se expone en la
reivindicación 17, en el que dicha etapa de encapsular incluye
formar unos primeros elementos conectores (36) con salto en una
pieza con el material termoplástico.
19. Un procedimiento como se expone en la
reivindicación 18, que comprende además la etapa de fijar una placa
de circuito impreso (40) al estator (22), exclusivamente por la
conexión de conductores desde el devanado hasta los contactos (98)
eléctricos sobre la placa de circuito impreso (40).
20. Un procedimiento como se expone en la
reivindicación 19, que comprende la etapa de montar el estator (22)
y el rotor (24), ya montados, con una carcasa (26), incluyendo
introducir empujando los primeros elementos conectores (36) con
salto del estator en la carcasa hasta que dichos primeros elementos
conectores con salto salten a aplicarse con los segundos elementos
conectores con salto en la carcasa.
21. Un procedimiento como se expone en la
reivindicación 20, que comprende la etapa, siguiente a dicha etapa
de montar el estator y el rotor, ya montados, con la carcasa, de
programar los componentes programables sobre la placa de circuito
impreso a modo de conexión eléctrica a través de un puerto (84)
formado en la carcasa.
22. Un procedimiento como se expone en la
reivindicación 21, que comprende enchufar el puerto, con
posterioridad a la programación de los componentes programables.
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