ES2254477T3 - Motores de corriente continua o de corriente alterna con colector, con derivados concentrados. - Google Patents
Motores de corriente continua o de corriente alterna con colector, con derivados concentrados.Info
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Abstract
Un motor, que comprende: un estator con 2P polos (N, S); un núcleo de rotor, que incluye un núcleo de material ferromagnético con S ranuras y S dientes (T1, ..., T10) separados del núcleo de estator por un entrehierro; y un rotor de devanado concentrado, que tiene una pluralidad de bobinas simples (1.1, ..., 6.2) de conductor aislado montadas en el mismo diente del rotor (T1, ..., T10); y un colector con un número Z de segmentos; estando cada terminal de cada bobina (1.1, ..., 6.2) arrollada en un diente (T1, ..., T10) conectado, respectivamente, a un segmento Z (1, ..., 40) diferente del colector; caracterizado porque el número Z de segmentos (1, ..., 40) del colector es mayor que el número S de ranuras del rotor.
Description
Motores de corriente continua o de corriente
alterna con colector, con devanados concentrados.
Este invento se refiere a motores de corriente
continua o a motores de corriente alterna con colector
(universales). Más particularmente, este invento se refiere a
motores de esta clase que utilizan un devanado concentrado en el
rotor con bobinas arrolladas en torno a los dientes.
En los motores usuales de corriente continua o de
corriente alterna con colector (universales), existen tres tipos
de devanados de inducido del rotor: devanados imbricados, devanados
ondulados y devanados en ancas de rana. Estos devanados se fabrican
con elementos de bobina simples que, siempre están enclavados. Con
un devanado enclavado, la relación entre la longitud axial de los
arrollamientos de extremo y la longitud axial del circuito
magnético del inducido es relativamente elevada, como lo describen
Klein en la patente norteamericana núm. 4.329.610, Ban y otros en
la patente norteamericana núm. 4.197.475 e Ikeda en la patente
norteamericana núm. 4.437.028.
Todos estos devanados se diferencian,
principalmente, por el método que se utiliza para conectar los
terminales de las bobinas simples al colector. Un devanado imbricado
también se denomina devanado múltiple y, para esta clase de
devanado, el número de trayectorias paralelas es igual al número de
polos. El devanado ondulado se conoce, algunas veces, como devanado
en serie y solamente tiene dos trayectorias en paralelo, con
independencia del número de polos. El devanado en ancas de rana está
constituido por la asociación de un devanado imbricado y un
devanado ondulado dispuestos en el mismo inducido, en las mismas
ranuras, y conectados a las mismas barras de colector.
El problema más importante que se presenta al
utilizar un devanado imbricado es que los voltajes inducidos en
las diferentes trayectorias paralelas, no son iguales. Estas
diferencias de voltajes inducidos se deben a reluctancias
desiguales o a flujos desiguales de circuito magnético bajo los
diferentes polos, que son creados por la excentricidad del rotor,
la desalineación de los polos y/o por diferencias de magnetización
de los imanes permanentes. Debido al desequilibrio de los voltajes
inducidos, aparecen corrientes en circulación en los devanados y a
través de las escobillas. Estas corrientes circulantes generan un
calentamiento innecesario de las bobinas y de las escobillas y
tienden a deteriorar la conmutación.
El uso de conexiones de ecualizador constituye la
solución común para superar los indeseables efectos debidos a las
corrientes circulantes. Estas conexiones mejoran la conmutación de
la corriente y alivian a las escobillas de las corrientes
circulantes existentes al proporcionar trayectorias de baja
resistencia que derivan los contactos de las escobillas. En un
devanado ondulado, el problema de las corrientes circulantes
debidas a los voltajes desequilibrados de las trayectorias paralelas
se reduce al mínimo, pero también es imposible conseguir voltajes
perfectamente equilibrados.
Para evitar el enclavamiento de las bobinas, es
posible arrollar directamente las bobinas simples del inducido en
torno a cada diente del circuito magnético del rotor. Este tipo de
devanado se denomina devanado concentrado, como se describe en
nuestros artículos científicos, "Motor de corriente continua sin
escobillas, de imanes permanentes con polvo metálico dulce para
aplicaciones en automoción", en IEEE Industry Applications
Society, St. Louis, Oct. de 1998, y "Síntesis de los motores PM de
gran rendimiento con devanados concentrados", en IEEE IEMDC,
Seattle, Mayo de 1999. Este tipo de devanados se conoce, también,
como devanados no superpuestos, como lo describen Ban y otros en la
patente norteamericana núm. 4.197.475. Este tipo de devanado reduce
el volumen de cobre del arrollamiento de extremo, las pérdidas de
cobre y la longitud axial, total, del motor. El rendimiento se ve
mejorado, en comparación con el de estructuras clásicas. Esta
estructura de devanado es, también, más fácil de realizar que un
devanado imbricado o un devanado ondulado. Cuando la longitud axial
del motor es pequeña y el diámetro exterior del motor es
importante, el uso de una estructura de devanado de esta clase
permite una ganancia de un 70% en comparación con el volumen de
cobre utilizado en un devanado solapado.
Las estructuras de rotor con un devanado
concentrado tienen un pequeño número de ranuras y el circuito
magnético es más fácil de realizar. El circuito magnético puede
realizarse con un material magnético dulce estratificado, usual
(un yugo constituido por una pila de chapas), pero también es
posible utilizar un material magnético compuesto, dulce, obtenido a
partir de polvo metálico. La permeabilidad del material compuesto
magnético dulce es, usualmente, tres veces menor que la
permeabilidad de los materiales estratificados usuales, como lo
describen Jack y otros en la patente WO núm. 99.50949. Este bajo
valor de permeabilidad reduce el valor de las inductancias de las
bobinas del inducido y mejora el proceso de conmutación, tanto en
el colector como en el inducido. Una estructura de rotor con un
pequeño número de ranuras está, también, perfectamente adaptada a
la realización del circuito magnético de inducido de motores de
corriente continua o motores de corriente alterna con colector
(universales) con un material compuesto magnético dulce obtenido a
partir de polvo metálico. Con un pequeño número de ranuras de
dimensión relativamente grande, se reducen las restricciones
mecánicas impuestas sobre el procedimiento de moldeo directo del
yugo del rotor. También, es posible insertar fácilmente los
arrollamientos de extremo en la parte activa del circuito magnético
del rotor. Esta inserción axial de los arrollamientos de extremo
incrementa la reducción del volumen de cobre y reduce la longitud
axial total del motor.
Sin embargo, la técnica del devanado concentrado
se asocia, con demasiada frecuencia, a devanados de paso corto, y
está limitada a ellos, es decir, devanados con un comportamiento
inferior al de las estructuras de devanado clásicas. Los devanados
concentrados de paso corto se limitan, entonces, a aplicaciones de
potencia subfraccional (menores de 100 W), tales como las
utilizadas en motores eléctricos para periféricos de ordenador o
en juguetes. Este es el caso del más sencillo y económico motor de
corriente continua con escobillas, ampliamente utilizada en
juguetes. Este motor de 2 polos utiliza imanes permanentes en el
núcleo del estator y tiene tres dientes en el núcleo de su rotor y
un devanado concentrado con una bobina solamente arrollada en torno
a cada diente. Los terminales de las bobinas del inducido se
conectan a un colector con tres segmentos y dos escobillas, como
los describen Fujisaki y otros en la patente norteamericana núm.
4.868.433. Esta estructura tiene un devanado de paso corto, de 120
grados eléctricos. El coeficiente del devanado o la relación entre
la componte fundamental del flujo magnético abarcado por el
devanado y el flujo magnético total por polo es, únicamente, igual
a 0,866.
Los inconvenientes principales de esta estructura
de motor son su bajo rendimiento en términos de relación entre par
de torsión y peso, ondulación del par, y mal rendimiento de la
conmutación si se incrementa la potencia. Con esta estructura, los
voltajes inducidos en las trayectorias de bobina entre escobillas
no siempre están equilibradas. Esta condición de desequilibrio del
funcionamiento genera pérdidas suplementarias, ondulaciones del
par, vibraciones mecánicas y problemas de conmutación. Estos
problemas son aceptables solamente en el caso de aplicaciones de
baja potencia.
En el documento JP 63-23550 A se
describe un motor de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación
1.
Este invento reside en un devanado de inducido de
un motor de corriente continua o de corriente alterna con colector
como se define en la reivindicación 1, que elimina el problema del
enclavamiento de las bobinas y el problema de las corrientes
circulantes. Todos los voltajes de trayectoria están perfectamente
equilibrados y la conmutación de corriente se mejora en comparación
con las estructuras clásicas.
En este invento, el número de segmentos del
colector es mayor que el número de dientes del rotor y una
pluralidad de bobinas sencillas están arrolladas en torno al mismo
diente. Los conductores de cada bobina están conectados a
diferentes segmentos del colector. El uso del presente invento
reduce el número de espiras por bobina para un mismo valor de la
alimentación de voltaje de corriente continua y un mismo margen de
velocidades del motor. Las trayectorias paralelas del devanado de
inducido pueden estar perfectamente equilibradas. Se mantiene una
distribución de corriente por igual a través de los circuitos en
paralelo del inducido y no existe corriente circulante entre estos
circuitos en paralelo. El valor de la inductancia de cada bobina
simple es reducido y, consiguientemente, se reducen al mínimo los
problemas de conmutación, en comparación con el caso de un
devanado concentrado con solamente una bobina arrollada en torno a
cada diente. El volumen de cobre de los arrollamientos de extremo,
las pérdidas por efecto Joule y la longitud axial del inducido del
motor son menores que en el caso de un devanado imbricado u
ondulado con bobinas de enclavamiento. Es posible, también,
disponer conexiones de los conductores de cada bobina con los
segmentos del colector para obtener una f.e.m. equilibrada en las
diferentes trayectorias de bobina entre escobillas. Estas
estructuras pueden utilizarse de manera eficiente para motores
dentro de una amplia gama de potencias, y su coste de realización
es menor que el coste de las estructuras clásicas.
De acuerdo con este invento, se presentan dos
clases de estructuras: aquéllas que tienen una distribución
regular de los dientes del rotor con dimensiones idénticas y las que
presentan una distribución regular de los dientes del rotor con
diferentes dimensiones. Ambos tipos de estructuras son eficientes,
en términos de comportamiento y de coste de realización. Los
valores de los coeficientes de devanado de estas estructuras (es
decir, la relación entre la componente fundamental del flujo
magnético abarcado por el devanado y el flujo magnético total por
polo) son
elevados.
elevados.
El comportamiento de las estructuras propuestas
de acuerdo con el presente invento es similar al de las
estructuras clásicas, en términos de conmutación de corriente. Tanto
el comportamiento de las estructuras propuestas de acuerdo con el
presente invento, en términos de relación entre par de torsión y
volumen de devanado, es superior al comportamiento de las
estructuras clásicas. Con las estructuras propuestas, se reduce el
volumen de cobre, y se reducen al mínimo las pérdidas por efecto
Joule (pérdidas en el cobre) y el peso. Se reduce la longitud
axial total del motor. Se mejora el rendimiento, que resulta ser
mayor que en el caso de las estructuras clásicas. Las estructuras
del devanado y el circuito magnético, que se proponen de acuerdo
con el presente invento son, también, más fáciles de realizar. En
consecuencia, se reduce al mínimo el coste total del motor.
La Figura 1 es una vista en sección transversal
de un ejemplo de un motor de corriente continua con un devanado
concentrado de imanes permanentes de acuerdo con el presente
invento.
La Figura 2 es un diagrama de una superficie
desarrollada de un inducido de tambor, obtenido desenrollando la
periferia del inducido y del colector en un plano.
La Figura 3 es un diagrama de construcción de una
máquina equivalente a la máquina de la Fig. 2, con un devanado de
rotor formado por devanados concentrados enrollados en torno a los
dientes.
La Figura 4 es un diagrama desarrollado de una
máquina con 3 ranuras de rotor, 2 polos de estator, 6 segmentos de
colector y 2 escobillas con un devanado de rotor formado por
devanados concentrados enrollados alrededor de los dientes.
La Figura 5 es un diagrama desarrollado de una
máquina con 6 ranuras de rotor, 4 polos de estator, 12 segmentos
de colector y 4 escobillas con un devanado de rotor formado por
devanados concentrados enrollados alrededor de los dientes.
La Figura 6 es un diagrama desarrollado de una
máquina con 6 ranuras de rotor, 4 polos de estator, 12 segmentos
de colector y 2 escobillas con un devanado de rotor formado por
devanados concentrados enrollados alrededor de los dientes.
La Figura 7 es un diagrama de una máquina con 20
ranuras de rotor, 4 polos de estator, 20 segmentos de colector y 4
escobillas con un devanado imbricado simple y un paso corto, de 1 a
5.
La Figura 8 es un diagrama de construcción de una
máquina equivalente a la máquina de la Fig. 7 con un devanado de
rotor formado por devanados concentrados enrollados alrededor de los
dientes.
La Figura 9 es el diagrama de una máquina con 5
ranuras de rotor, 4 polos de estator, 20 segmentos de colector y 4
escobillas, con un devanado de rotor formado por devanados
concentrados enrollados alrededor de los dientes.
La Figura 10 es un diagrama de las trayectorias
de bobinas paralelas de las máquinas ilustradas en la Fig. 7 y en
la Fig. 9.
La Figura 11 es un diagrama desarrollado de una
máquina con 5 ranuras de rotor, 4 polos de estator, 20 segmentos
de colector y 2 escobillas con un devanado de rotor formado por
devanados concentrados enrollados alrededor de los dientes.
La Figura 12 es un diagrama desarrollado de una
máquina con 5 ranuras de rotor, 4 polos de estator, 40 segmentos
de colector y 4 escobillas con un devanado de rotor formado por
devanados concentrados enrollados alrededor de los dientes.
La Figura 13 es un diagrama desarrollado de una
máquina con 5 ranuras de rotor, 4 polos de estator, 40 segmentos
de colector y 2 escobillas con un devanado de rotor formado por
devanados concentrados enrollados alrededor de los dientes.
La Figura 14 es un diagrama desarrollado de una
máquina con 10 ranuras de rotor, 8 polos de estator, 40 segmentos
de colector y 8 escobillas con un devanado de rotor formado por
devanados concentrados enrollados alrededor de los dientes.
La Figura 15 es un diagrama de una máquina con 12
ranuras de rotor, 4 polos de estator, 12 segmentos de colector y 4
escobillas con un devanado imbricado simple y un paso diametral.
La Figura 16 es un diagrama de construcción de
una máquina equivalente a la máquina de la Fig. 15, con un
devanado de rotor formado por devanados concentrados enrollados en
torno a los dientes.
La Figura 17 es un diagrama desarrollado de una
máquina con 6 ranuras de rotor, 4 polos de estator, 12 segmentos
de colector y 4 escobillas con un devanado de rotor formado por
devanados concentrados enrollados alrededor de los dientes.
La Figura 18 es un diagrama desarrollado de una
máquina con 6 ranuras de rotor, 4 polos de estator, 12 segmentos
de colector y 2 escobillas con un devanado de rotor formado por
devanados concentrados y una distribución regular de dientes del
rotor con dos dimensiones diferentes.
La Figura 19 es un diagrama desarrollado de una
máquina con 10 ranuras de rotor, 8 polos de estator, 40 segmentos
de colector y 4 escobillas con un devanado de rotor formado por
devanados concentrados y una distribución regular de dientes del
rotor con dos dimensiones diferentes.
La Figura 20 es la vista en sección axial de un
motor de imanes permanentes con un circuito magnético de rotor
realizado con un material de acero en chapas.
La Figura 21 es la vista en sección axial de un
motor de imanes permanentes con un circuito magnético de rotor
realizado con un material compuesto magnético dulce, isotrópico.
La Figura 22 es la vista en sección axial de un
motor con un circuito magnético de rotor realizado con un material
compuesto magnético dulce, isotrópico.
En una realización del presente invento, el rotor
tiene una distribución regular de dientes de rotor de dimensiones
idénticas, y hay 2P polos magnetizados alternativamente Norte y Sur
en el estator. Estos polos pueden construirse con segmentos de imán
permanente montados en la superficie de un núcleo hecho de material
magnético dulce o con bobinas enrolladas alrededor de dientes
hechos de material magnético dulce y alimentadas con corriente
continua o con corriente alterna. El núcleo del rotor tiene S
ranuras. Las bobinas simples del rotor están enrolladas alrededor
de S dientes o, en algunos casos, en torno a sólo S/2 dientes. Hay
Z segmentos en el colector conectados a los terminales de las
bobinas. Sobre la superficie del colector, cuando gira el rotor,
deslizan 2B escobillas. Las características de estas máquinas
responden a las siguientes condiciones:
\hskip1,8cmP es un entero y 0 < P < 10
S = 2P + A
\hskip0.5cmA es un entero igual a -1 o 1 o 2 o 3
S > 2
Z = k*LCM(S,2P) \pm n
\hskip0.5cmk es un entro mayor que 0
\hskip4,5cmLCM es el mínimo común múltiplo de S y 2P
\hskip4,5cmn es igual a 0 o a k
B = P o menor
La Tabla 1 presenta, en este caso, algunas
estructuras que responden a esta condiciones, siendo k igual a 1 y
n igual a 0. El número de bobinas por trayectoria es igual a mph
(mph=Z/2P). El número 2B de escobillas es, normalmente, igual al
número de polos del estator, 2P. Varias bobinas concéntricas se
enrollan alrededor de cada diente del rotor y se conectan con
diferentes segmentos de colector. En este caso, el número N de
bobinas concéntricas por diente es igual a:
N =
Z/S
Con esta configuración del devanado, se obtiene
una reducción del número de espiras por bobina simple. La misma
reducción del número de espiras se obtiene, usualmente, en una
estructura de máquina clásica con el mismo número de polos de
estator empleando un mayor número de ranuras de rotor. Dado que el
valor de la inductancia de cada bobina simple es reducido, se
reducen al mínimo los problemas relacionados con la
conmutación.
También, es posible disponer las conexiones de
cada bobina con los segmentos de colector para obtener fuerzas
electromotrices equilibradas en las diferentes trayectorias de las
bobinas entre escobillas. Tales estructuras pueden tener un valor
Kb de coeficiente de devanado (relación entre la componente
fundamental del flujo magnético abarcado por el devanado y el flujo
magnético total por polo) próximo a 1 (Tabla 1) y,
consiguientemente, una elevada relación entre par de torsión y peso.
Todas estas máquinas pueden utilizarse de manera eficaz como
motores y generadores en una amplia gama de potencias y para
valores elevados de la corriente de inducido.
\vskip1.000000\baselineskip
| 2P | 2 | 4 | 4 | 6 | 6 | 6 | 8 | 8 | 8 | 10 | 12 |
| S | 3 | 5 | 6 | 5 | 7 | 8 | 7 | 9 | 10 | 12 | 15 |
| Z=LCM(S,2) | 6 | 20 | 12 | 30 | 42 | 24 | 56 | 72 | 40 | 60 | 60 |
| Mph=Z/2P | 3 | 5 | 3 | 5 | 7 | 4 | 7 | 9 | 5 | 6 | 5 |
| 2B | 2 | 4 | 4 | 6 | 6 | 6 | 8 | 8 | 8 | 10 | 12 |
| N | 2 | 4 | 2 | 6 | 6 | 3 | 8 | 8 | 4 | 5 | 4 |
| Kb | 0,866 | 0,951 | 0,866 | 0,951 | 0,975 | 0,924 | 0,975 | 0,984 | 0,951 | 0,965 | 0,951 |
\vskip1.000000\baselineskip
Es posible, además, reducir el número 2B de
escobillas y, también, el número N de bobinas concéntricas que
están enrolladas alrededor del mismo diente del rotor, para reducir
al mínimo el coste del motor. En la Tabla 2 se presentan motores
que tienen una estructura de esta clase. Las estructuras enumeradas
en las columnas 2 a 11 de la Tabla 1 presentan esta característica.
Es necesario, entonces, añadir algunas conexiones de ecualizador
en los segmentos de colector (conductores que conectan los segmentos
directamente sin quedar alojados en las ranuras, véase, por
ejemplo, el conductor que conecta los segmentos 3 al 9 en la Figura
6). Debe observarse que esta modificación perjudica el
comportamiento del proceso de conmutación, al tiempo que incrementa
el nivel de corriente en las restantes escobillas. Este tipo de
modificación se utiliza, de preferencia, en máquinas de potencia
subfraccional y fraccional.
\vskip1.000000\baselineskip
| 2P | 2 | 4 | 4 | 6 | 6 | 6 | 8 | 8 | 8 | 10 |
| S | 3 | 5 | 6 | 5 | 7 | 8 | 7 | 9 | 10 | 12 |
| Z=LCM(S,2) | 6 | 20 | 12 | 30 | 42 | 24 | 56 | 72 | 40 | 60 |
| mph=Z/2P | 3 | 5 | 3 | 5 | 7 | 4 | 7 | 9 | 5 | 6 |
| 2B | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 o 4 | 2 o 4 | 2 | 2 |
| N | 2 | 2, 4 | 1, 2 | 2, 6 | 2, 6 | 1, 3 | 2, 4, 8 | 2, 4, 8 | 2, 4 | 1, 5 |
| Kb | 0,866 | 0,951 | 0,866 | 0,951 | 0,975 | 0,924 | 0,975 | 0,984 | 0,951 | 0,965 |
\vskip1.000000\baselineskip
Es posible, asimismo, reducir en dos el número Z
de segmentos de colector y aplicar las siguientes relaciones para
determinar el número de segmentos:
Z =
LCM(S,2P)/2 y Z/2P >
3
Con esta reducción del número de segmentos, como
en las estructuras presentadas en la Tabla 3, se obtiene una
fuerza electromotriz desequilibrada en las diferentes trayectorias
de bobina entre escobillas, siendo el nivel de este desequilibrio
inversamente proporcional al número de bobinas de cada trayectoria
en paralelo.
\vskip1.000000\baselineskip
| 2P | 4 | 6 | 6 | 8 | 8 | 8 | 10 | 12 | 12 |
| S | 5 | 5 | 7 | 7 | 9 | 10 | 11 | 11 | 15 |
| Z=LCM(S,2P)/2 | 10 | 15 | 21 | 28 | 36 | 20 | 55 | 66 | 30 |
| 2mph=Z/2P | 5 | 5 | 7 | 7 | 9 | 5 | 11 | 11 | 5 |
| 2B | 4 | 6 | 6 | 8 | 8 | 8 | 10 | 12 | 12 |
| N | 2 | 3 | 3 | 4 | 4 | 2 | 5 | 6 | 2 |
| Kb | 0,951 | 0,951 | 0,975 | 0,975 | 0,984 | 0,951 | 0,990 | 0,990 | 0,951 |
\vskip1.000000\baselineskip
En una segunda realización del presente invento,
el rotor de esas estructuras presenta una distribución regular de
los dientes de rotor con diferentes dimensiones.
En particular, el estator de estas máquinas tiene
2P polos magnetizados, alternativamente, Norte y Sur. Estos polos
pueden realizarse con segmentos de imán permanente montados en la
superficie de un núcleo hecho de material magnético dulce, o con
bobinas enrolladas alrededor de dientes hechos de material
magnético dulce y alimentadas con corriente continua o con
corriente alterna. El núcleo del rotor tiene S ranuras y dientes
de rotor con dos dimensiones geométricas diferentes, que se alternan
en torno a la circunferencia del núcleo. Las bobinas del rotor se
enrollan alrededor de S/2 dientes. Hay Z segmentos en el colector
que están conectados a los terminales de las bobinas. 2B escobillas
deslizan sobre la superficie del colector cuando el rotor está
girando. Las características de estas máquinas responden a las
siguientes condiciones:
\hskip1,8cmP es un entero y 1 < P < 10
S = 2P + A
\hskip0.5cmA es un entero y
\hskip0.5cm1 < A < P
Z = k*LCM(S/2,2P) \pm n
\hskip0.5cmk es un entero mayor que 0
\hskip4,5cmLCM es el mínimo común múltiplo de S/2 y 2P
\hskip4,5cmn es igual a 0 o a k
B = P o menor
La Tabla 4 proporciona, en este documento,
estructuras ilustrativas que responden a estas condiciones, siendo
k igual a 1 y n igual a 0. El número de bobinas por trayectoria es
igual a mph (mph=Z/2P). El número 2B de escobillas es,
normalmente, igual al número 2P de polos del estator. Varias
bobinas concéntricas están enrolladas alrededor de cada diente del
rotor y están conectadas con diferentes segmentos de colector. En
este caso, el número N de bobinas concéntricas enrolladas alrededor
de cada diente del rotor es igual a:
N =
2Z/S
| 2P | 4 | 6 | 6 | 8 | 8 | 8 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| S | 6 | 8 | 10 | 10 | 12 | 14 | 12 | 14 | 16 | 18 |
| Z=LCM(S/2,2P) | 12 | 12 | 30 | 40 | 24 | 56 | 60 | 70 | 40 | 90 |
| mph=Z/2P | 3 | 4 | 5 | 5 | 3 | 7 | 3 | 7 | 4 | 9 |
| 2B | 4 | 6 | 6 | 8 | 8 | 8 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| N | 4 | 3 | 6 | 8 | 4 | 8 | 10 | 10 | 5 | 10 |
| Kb | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Estas estructuras de motor ofrecen las mismas
ventajas que las anteriores enumeradas en la Tabla 1 en términos
de comportamiento de la conmutación de corriente y de trayectorias
de bobinas en paralelo equilibradas. Pero, también es posible
conseguir un coeficiente de devanado Kb superior (igual a la
unidad, Kb=1) y conseguir el máximo par de torsión por unidad de
volumen de cobre. Estas estructuras pueden utilizarse eficazmente
para motores y generadores en una amplia gama de potencias y para
elevados niveles de corriente de inducido. Es posible, igualmente,
como en el caso de las estructuras anteriores de la Tabla 1,
aplicar diferentes simplificaciones a la hora de elegir el número
de escobillas, el número de segmentos de colector y el número de
bobinas concéntricas por diente, a fin de reducir el coste del
motor y simplificar su realización.
Debe observarse que todas las soluciones
propuestas, que están de acuerdo con el presente invento, pueden
utilizarse con distintas anchuras de escobillas.
De acuerdo con el presente invento, un motor de
colector para corriente continua o para corriente alterna puede
fabricarse con un circuito magnético hecho de chapas de acero
estratificadas o de un material compuesto magnético dulce.
En particular, cuando se utiliza un material
compuesto magnético dulce, isotrópico, parte del flujo magnético
también puede circular en dirección axial. Por esta razón, es
posible expandir las puntas de los dientes en dirección axial y,
así, hacer que sea máxima la longitud axial del área activa del
entrehierro para una longitud axial total, dada, del motor, fijada
por las especificaciones de la aplicación. En tales estructuras, el
flujo en el entrehierro se concentra en la parte central de los
dientes del rotor, bajo las bobinas y el yugo. Dado que la
longitud axial de la parte central de los dientes del rotor bajo las
bobinas y la longitud axial del yugo, es menor que la longitud
axial de las puntas de los dientes, los arrollamientos de extremo,
el colector y las escobillas están, ahora, insertadas axialmente y
se reduce la longitud axial total del motor. Gracias a este
método, se utilizan las propiedades isotrópicas de los materiales
compuestos magnéticos dulces para reducir al mínimo la longitud
axial de un motor sin reducir el comportamiento de su par de
torsión.
Cuando se emplea un material compuesto magnético
dulce, isotrópico, el perfil de la sección transversal de la parte
central del rotor y los dientes de estator bajo las bobinas puede
hacerse redondo, ovalado o circular. Estos perfiles pueden reducir
el riesgo de destrucción del aislamiento debido a un doblez agudo
de las bobinas del devanado, y hacer que sea máximo el factor de
relleno de cobre.
También es posible dirigir oblicuamente los
imanes permanentes o los dientes del estator para reducir las
variaciones de la reluctancia del entrehierro o el par en dentado.
Puede obtenerse el mismo resultado dirigiendo oblicuamente los
dientes del rotor. Cuando se utiliza un material compuesto
magnético dulce, isotrópico, es posible dirigir oblicuamente sólo
las puntas de los dientes.
La Fig. 1 muestra una vista en sección
transversal de un ejemplo de un motor de corriente continua con un
devanado concentrado e imanes permanentes, de acuerdo con el
presente invento. La parte 1 es el yugo del estator. La parte 2 es
uno de los polos del estator, que están magnetizados,
alternativamente, Norte y Sur, y que está fabricado de un segmento
de imán permanente. La parte 3 es la punta de un diente del rotor.
La parte 4 es la parte central del diente del rotor bajo las
bobinas. La parte 5 es el yugo del rotor. La parte 6 es el
devanado concentrado, enrollado alrededor de un diente del estator.
La parte 7 es uno de los segmentos o barras del colector. La parte
8 es una de las escobillas en contacto con los segmentos del
colector y que se utiliza para suministrar la corriente de
alimentación al devanado de inducido.
La Figuras 2, 3 y 4 ilustran, cada una, un método
para derivar la estructura de una máquina con un devanado de rotor
constituido por devanados concentrados enrollados alrededor de los
dientes, a partir de la estructura de una máquina clásica. Cada una
de estas estructuras presenta el mismo número de polos de estator y
un número de segmentos de colector igual al número de ranuras del
rotor.
Más particularmente, la figura 2 ilustra una
estructura clásica con 6 ranuras de rotor, 2 polos de estator, 6
segmentos de colector y 2 escobillas. El devanado del rotor es un
devanado imbricado simple, solapado con un paso corto de 120
grados eléctricos. Las conexiones de los terminales de cada bobina
simple a los segmentos del colector están dispuestas para
proporcionar trayectorias de bobinas perfectamente equilibradas en
el devanado de inducido.
En la Figura 2, las 6 bobinas simples del
devanado de inducido están designadas con 1.1, 1.2, 2.1, 2.2, 3.1,
3.2. Las bobinas 1.1 y 1.2 son bobinas simples que tienen la misma
fase de f.e.m., por cuanto sus posiciones con relación a los polos
del estator son idénticas. Lo mismo ocurre con las bobinas 2.1 y
2.2 y con las bobinas 3.1, 3.2. Los trazos en la Figura 2 son
marcas de polaridad e indican la polaridad del devanado, de acuerdo
con la notación estándar en la técnica. Los dientes que definen las
6 ranuras del rotor están definidos como T1 a T6, respectivamente.
Los segmentos del colector están designados de 1 a 6
respectivamente y, como puede verse, a las escobillas B1, B2 se
aplica un voltaje V. Los polos norte y sur del estator están
designados con N y S, respectivamente. Se utiliza una nomenclatura
similar en el resto e las figuras.
En comparación con la Figura 2, reagrupando las
bobinas simples que tengan la misma fase de f.e.m. en el mismo
diente del rotor, se evita el enclavamiento de los arrollamientos de
extremo, como se muestra en la figura 3. Más particularmente, la
Fig. 3 es un diagrama de construcción de una máquina equivalente a
la máquina de la fig. 2 en términos de características de f.e.m y
de par, densidad de flujo magnético y densidad de corriente,
cuando el devanado de rotor de la Figura 3 está constituido por
devanados concentrados arrollados en torno a los dientes. Las
bobinas simples cuyas f.e.m. están en fase como las bobinas 1.1 y
1.2 en la Fig. 2, se reagrupan en un mismo diente. Para incrementar
el tamaño de las ranuras llenas con conductores y preservar la
misma sección de cobre total del inducido completo del rotor en la
máquina original de la Fig. 2 y en la máquina equivalente de la
Fig. 3 (es decir, la suma de la sección de cobre de cada ranura),
los dientes que rodean a las ranuras vacías se reagrupan para
formar la nueva distribución de dientes que se presenta en la Fig.
3. En comparación con la Fig. 2, la posición de las puntas de los
dientes en la Figura 3 no se modifica al nivel del entrehierro;
sin embargo, las partes centrales de los dientes de la máquina de
la Fig. 2 entre las puntas de los dientes y el yugo interior del
rotor han sido desplazadas en la Figura 3 para formar un único
diente grande. Merced a este método, no se modifica el diseño de la
distribución espacial del flujo magnético sin carga en el
entrehierro, y se conserva, también, la sección total del material
magnético dulce de los dientes de la máquina original de la Fig. 2
a la máquina equivalente de la Fig. 3, a fin de evitar la
saturación del flujo magnético. Por tanto, tampoco se modifican las
cantidades totales de material magnético dulce en el yugo y de
cobre en las ranuras. Se obtiene una máquina con un devanado
concentrado que se presenta en la Fig. 3, que es equivalente a la
máquina inicial de la Fig. 2, como se ha explicado en lo que
antecede. La forma y la amplitud de la f.e.m. en cada bobina, no
sufren modificación alguna.
Como se muestra en la Figura 3, algunas ranuras
están vacías y es posible agrupar los dientes en torno a cada
ranura vacía. La posición de las puntas de los dientes no se
modifica al nivel del entrehierro, desplazándose únicamente las
partes centrales de los dientes, entre las puntas de los dientes y
el yugo interno del rotor, para formar un único diente de gran
tamaño. Tal como se muestra en la figura 3, no se modifica el
diseño de la distribución espacial del flujo magnético sin carga.
Se pueden concentrar entonces las bobinas simples alrededor de
cada diente. Se conservan la sección total de material magnético
dulce de los dientes y la sección total de cobre de todo el
inducido del rotor, en valores que son idénticos a los de las
secciones correspondientes de la máquina inicial de estructura
clásica.
La Fig. 4 es un diagrama desarrollado de una
máquina con 3 ranuras de rotor, 2 polos de estator, 6 segmentos de
colector y 2 escobillas, con un devanado de rotor formado por
devanados concentrados arrollados en torno a los dientes. Dos
bobinas simples, como las bobinas 1.1 y 1.2 se enrollan en torno al
mismo diente y se conectan a segmentos diferentes del colector. Las
conexiones con los segmentos del colector son idénticas a las
conexiones empleadas en la máquina ilustrada en la Fig. 2. Se puede
observar en el diagrama, a la derecha, que las trayectorias de las
bobinas no se modifican. Cada bobina simple arrollada en torno a un
mismo diente, como la bobina 1.1 y la bobina 1.2, tiene una f.e.m.
idéntica. Las f.e.m. totales a través de cada trayectoria de bobina
paralela están, ahora, perfectamente equilibradas, aún cuando las
reluctancias de entrehierro o la magnetización de los imanes
permanentes bajo cada polo del estator, no sean perfectamente
idénticas. Esta máquina es equivalente a la máquina presentada en
la Fig. 2 en términos de características de f.e.m. y de par,
densidad de flujo magnético y densidad de corriente.
La máquina representada en la figura 4 tiene un
devanado concentrado, equivalente al de la máquina inicial de la
Fig. 2, en términos de características de f.e.m. y de par, de
densidad de corriente y de flujo magnético. Las conexiones de los
terminales de las bobinas simples con el colector son idénticas en
ambas máquinas (es decir, las máquinas de la Fig. 2 y de la Fig.
4). Las trayectorias de bobina del devanado de inducido están
siempre equilibradas; es decir, las f.e.m. totales a través de cada
bobina en paralelo están equilibradas, aún cuando las reluctancias
de entrehierro o la magnetización de los imanes permanentes bajo
cada polo del estator no sean perfectamente idénticas.
La Fig. 5 es un diagrama desarrollado de una
máquina con 6 ranuras de rotor, 4 polos de estator, 12 segmentos
de colector y 4 escobillas con un devanado de rotor formado por
devanados concentrados arrollados alrededor de los dientes. Esta
máquina se deriva de la ilustrada en la fig. 4, duplicando la
periodicidad de su estructura.
Además, pueden introducirse varias modificaciones
para simplificar estas estructuras en el caso de una máquina de
potencia subfraccional fabricada de acuerdo con el presente invento.
En particular, es posible reducir el número de escobillas mientras
se añadan conexiones de ecualizador en el colector. Esto se ilustra
en la Figura 6, que es un diagrama desarrollado de una máquina con
6 ranuras de rotor, 4 polos de estator, 12 segmentos de colector y
2 escobillas con un devanado de rotor constituido por devanados
concentrados arrollados en torno a los dientes. Esta máquina es una
evolución de la máquina representada en la Fig. 5, con un número
reducido de escobillas y con conexiones de ecualizador añadidas en
el colector. En la Figura 6 puede verse que las dos bobinas
enrolladas en torno a cada diente están conectadas en paralelo
mediante conexiones de ecualizador. Opcionalmente, se podría
reducir a uno el número de bobinas simples en torno a cada diente,
no conectándose varios segmentos del colector, directamente, a los
terminales de bobina.
El mismo método se aplica en las figuras 8 y 9
para otro ejemplo, de acuerdo con el presente invento.
Inicialmente, la figura 7 representa una máquina clásica con 20
ranuras de rotor, 4 polos de estator, 20 segmentos de colector y 4
escobillas. El devanado del rotor se solapa con un paso corto de 1
a 5. Las trayectorias de bobina en el devanado de inducido se
presentan en la fig. 10.
La Fig. 8 es un diagrama de la construcción de
una máquina equivalente a la máquina de la fig. 7 en términos de
características de f.e.m. y de par, densidad de corriente y de flujo
magnético, con el devanado de rotor formado, en la Fig. 8, por
devanados concentrados arrollados alrededor de los dientes. Las
bobinas cuyas f.e.m. están en fase, como las bobinas 1.1, 1.2, 1.3,
1.4, están reagrupadas en un mismo diente. Para aumentar el tamaño
de las ranuras llenas de conductores y conservar la misma sección
total de cobre de todo el inducido del rotor de la máquina
original de la Fig. 7 y la máquina equivalente de la Fig. 8 (es
decir, l suma de la sección de cobre de cada ranura), se reagrupan
los dientes que rodean a las ranuras vacías a fin de formar la
nueva distribución de dientes que se ofrece en la Fig. 8. La
posición de las puntas de los dientes no se modifica al nivel del
entrehierro, habiéndose desplazado únicamente las partes centrales
de los dientes de la máquina de la Fig. 7 entre las puntas de los
dientes y el yugo interior del rotor, con el fin de formar un
único diente grande. Merced a este método, no se modifica el diseño
de la distribución espacial del flujo magnético sin carga en el
entrehierro. También se conserva la sección total de material
magnético dulce de los dientes de la máquina original de la Fig. 7
para la máquina equivalente de la Fig. 8, a fin de evitar la
saturación del flujo magnético. Por tanto, tampoco se modifican las
cantidades totales de material magnético dulce en el yugo y el
cobre de las ranuras. Se obtiene una máquina con un devanado
concentrado ilustrado en la Fig. 8, que es equivalente a la máquina
inicial de la Fig. 7, como se ha explicado anteriormente. No se
modifican la forma ni la amplitud de la f.e.m. de cada bobina.
La Fig. 9 es el diagrama de una máquina con 5
ranuras de rotor, 4 polos de estator, 20 segmentos de colector y 4
escobillas, con un devanado de rotor formado por devanados
concentrados arrollados alrededor de los dientes. Cuatro bobinas
simples se enrollan alrededor del mismo diente y se conectan a
segmentos diferentes del colector. Las conexiones con los segmentos
del colector son idénticas a las conexiones utilizadas en la
máquina representada en la Fig. 7. Cada bobina simple arrollada
alrededor de un mismo diente, como las bobinas 1.1 y 1,2 y 1,3 y
1,4, tiene una f.e.m. idéntica. Las f.e.m. totales a través de cada
trayectoria de bobina en paralelo (fig. 10) están, ahora,
perfectamente equilibradas, aún cuando las reluctancias del
entrehierro o la magnetización de los imanes permanentes bajo cada
polo del estator, no sean perfectamente idénticas.
Esta máquina es equivalente a la máquina
presentada en la Fig. 7 en términos de características de f.e.m. y
de par, densidad del flujo magnético y densidad de corriente.
La Fig. 10 es un diagrama de las trayectorias de
bobina en paralelo de las máquinas representadas en la fig. 7 y en
la fig. 9.
Pueden llevarse a cabo varias modificaciones con
el fin de simplificar estas estructuras en el caso de una máquina
de potencia subfraccional de acuerdo con el presente invento. Es
posible reducir el número de escobillas mientras se añadan
conexiones de ecualizador en el colector. También puede reducirse
el número de bobinas simples, como se presenta en la figura 11. De
acuerdo con el presente invento, la figura 12 ilustra la misma
clase de motor que se representa en la Fig. 9, con una estructura de
periodicidad superior.
Más particularmente, la Fig. 11 es un diagrama
desarrollado de una máquina con 5 ranuras de rotor, 4 polos de
estator, 20 segmentos de colector y 2 escobillas, con un devanado de
rotor formado por devanados concentrados arrollados alrededor de
los dientes. Esta máquina es una evolución de la máquina
representada en la fig. 9 con un número reducido de escobillas y
conexiones de ecualizador añadidas en el colector. En esta
máquina, también es posible reducir el número de bobinas simples en
cada diente a 2, como se muestra en la Figura 11.
Igualmente, la Fig. 12 es un diagrama
desarrollado de una máquina con 5 ranuras de rotor, 4 polos de
estator, 40 segmentos de colector y 4 escobillas, con un devanado de
rotor formado por devanados concentrados arrollados alrededor de
los dientes. Esta máquina es una evolución de la máquina presentada
en la fig. 9, con un mayor número de bobinas simples y de segmentos
de colector.
La Figura 13 ilustra la misma estructura de motor
presentada en la fig. 9 con un mayor número de segmentos de
colector y un mayor número de bobinas simples arrolladas en torno a
un diente, de acuerdo con el presente invento.
Más particularmente, la Fig. 13 es un diagrama
desarrollado de una máquina con 5 ranuras de rotor, 4 polos de
estator, 40 segmentos de colector y 2 escobillas con un devanado de
rotor formado por devanados concentrados arrollados en torno a los
dientes. Esta máquina es una evolución de la presentada en la fig.
12 con un número reducido de escobillas y conexiones de ecualizador
añadidas en el colector. El número de segmentos entre 2 escobillas
de polaridad inversa (+ y -) se incrementa de acuerdo con la
solución presentada con respecto a la fig. 9 (10 segmentos frente
a 5 segmentos). Por tanto, el voltaje entre dos segmentos
sucesivos, es menor. Esta clase de solución resulta útil cuando el
voltaje de alimentación es elevado y permite limitar la amplitud
del voltaje entre 2 segmentos sucesivos. Es posible reducir el
número de bobinas simples en cada diente a 2 en esta figura.
La Figura 14 es una evolución de la solución
presentada en la figura 9, de acuerdo con el presente invento, con
una mayor periodicidad de la estructura.
Más particularmente, la Fig. 14 es un diagrama
desarrollado de una máquina con 10 ranuras de rotor, 8 polos de
estator, 40 segmentos de colector y 8 escobillas con un devanado de
rotor formado por devanados concentrados arrollados alrededor de
los dientes. Esta máquina se deriva de la máquina presentada en la
figura 9 duplicando la periodicidad de su estructura.
El presente invento se aplica en las figuras 16 y
17, que ilustran una máquina con un devanado de rotor formado por
devanados concentrados y una distribución regular de dientes del
rotor con dos dimensiones diferentes. La máquina clásica
representada como referencia en la figura 15, tiene 12 ranuras de
rotor, 4 polos de estator, 12 segmentos de colector y 4 escobillas.
El devanado del rotor se solapa con un paso diametral.
La Fig. 16 es un diagrama de construcción de una
máquina equivalente a la de la fig. 15 en términos de
características de f.e.m. y de par, densidad de corriente y de flujo
magnético, con el devanado de rotor de la Figura 16 formado por
devanados concentrados arrollados alrededor de los dientes. Las
bobinas que tienen una f.e.m. que están en fase como las bobinas
1.1, 1.2, 1.3, 1,4 están reagrupadas en un mismo diente. Para
incrementar el tamaño de las ranuras llenas de conductores y
conservar la misma sección total de cobre de todo el inducido de
rotor en la máquina clásica de la Fig. 15 y en la máquina
equivalente de la Fig. 16 (es decir, la suma de la sección de cobre
de cada ranura), se reagrupan los dientes que rodean las ranuras
vacías para formar la nueva distribución de dientes que se ofrece
en la Fig. 16. La posición de las puntas de los dientes no se
modifica al nivel del entrehierro, habiéndose desplazado solamente
las partes centrales de los dientes de la máquina de la Fig. 15
entre las puntas de los dientes y el yugo interior del rotor, a fin
de formar un único diente de gran tamaño. Gracias a este método, no
se modifica el diseño de la distribución espacial del flujo
magnético sin carga en el entrehierro. Se conserva, también, la
sección total de material magnético dulce en los dientes de la
máquina original de la Fig. 15 a la máquina equivalente de la Fig.
16, a fin de evitar la saturación del flujo magnético. Por tanto,
tampoco se modifican las cantidades totales de material magnético
dulce en el yugo y de cobre en las ranuras. Se puede observar que
todas las bobinas están arrolladas en torno a solamente 3 dientes.
Se obtiene así una máquina con un devanado concentrado,
representada en la Fig. 16, que es equivalente a la máquina inicial
de la Fig. 15, como se ha explicado en lo que antecede. No se
modifica ni la forma ni la amplitud de la f.e.m. de cada bobina.
La Fig. 17 es un diagrama desarrollado de una
máquina con 6 ranuras de rotor, 4 polos de estator, 12 segmentos
de colector y 4 escobillas, con un devanado de rotor formado por
devanados concentrados arrollados alrededor de 3 dientes. Existe
una distribución regular de los dientes del rotor de dos
dimensiones diferentes, siendo los dientes T1, T2 y T3 de una
dimensión y siendo los dientes T4, T5 y T6 de una segunda
dimensión. Cuatro bobinas simples están enrolladas alrededor de
cada diente y están conectadas a diferentes segmentos del
colector. Las conexiones a los segmentos del colector son idénticas
a las conexiones utilizadas en la máquina que se presenta en la
Fig. 15. Las trayectorias de las bobinas están perfectamente
equilibradas. Esta máquina es equivalente a la presentada en la
Fig. 15 en términos de características de f.e.m. y de par, de
densidad de flujo magnético y de densidad de corriente, con un
coeficiente de devanado igual a 1. El rendimiento de esta clase de
máquina con devanado concentrado es elevado.
En el caso de una máquina de potencia
subfraccional construida de acuerdo con este invento, pueden
realizarse varias modificaciones para simplificar la estructura.
Por ejemplo, es posible reducir el número de escobillas mientras
se añadan conexiones de ecualizador en el colector. La Fig. 18 es un
diagrama desarrollado de una máquina con 6 ranuras de rotor, 4
polos de estator, 12 segmentos de colector, 2 escobillas, con un
devanado de rotor formado por devanados concentrados y una
distribución regular de dientes del rotor con dos dimensiones
diferentes. Esta máquina es una evolución de la máquina representada
en la fig. 17, con un número reducido de escobillas y conexiones
de ecualizador añadidas en el colector. En esta máquina, es posible
también reducir el número de bobinas simples en cada diente a 2,
como se muestra en la Figura 18.
La Figura 19 presenta el resultado de otro
ejemplo de una máquina con un devanado de rotor formado por
devanados concentrados y una distribución regular de dientes del
rotor con dos dimensiones diferentes. La máquina inicial tiene 40
ranuras de rotor, 8 polos de estator, 40 segmentos de colector y 8
escobillas. La máquina equivalente, de acuerdo con el presente
invento, tiene 10 ranuras de rotor con dientes de rotor de dos
dimensiones geométricas diferentes (siendo los dientes T1 a T5 de
una dimensión y los dientes T6 a T10 de una segunda dimensión), 8
polos de estator, 40 segmentos de colector y 4 escobillas. Hay 8
bobinas simples por diente. Las conexiones de las bobinas simples
con el colector son las mismas que en la máquina inicial. Es
posible reducir el número de escobillas mientras se añadan
conexiones de ecualizador en el colector.
La Fig. 20 es una vista en sección axial de un
motor de imanes permanentes con un circuito magnético de rotor
realizado con material de chapas de acero estratificadas.
Usualmente, la dimensión axial del circuito magnético del rotor
(partes 3, 4, 5) es menor que la longitud axial del imán
permanente. El flujo de los imanes permanentes se concentra, así,
axialmente en el rotor y es posible insertar parcialmente el
arrollamiento de extremo bajo la longitud axial de los imanes
permanentes. Esta modificación de la dimensión axial del rotor
reduce la longitud axial total del motor.
La Fig. 21 es la vista en sección axial de un
motor de imanes permanentes con un circuito magnético de rotor
realizado con un material compuesto magnético dulce, isotrópico. En
un material magnético isotrópico, parte del flujo magnético
también puede circular en dirección axial. Por tanto, es posible
aumentar la concentración del flujo sin reducir el rendimiento del
motor. La parte central de los dientes del rotor bajo las bobinas
(parte 4) y el yugo del rotor (parte 5) tienen la misma dimensión
axial y las puntas de los dientes (parte 3) tienen una dimensión
axial casi idéntica a la longitud axial de los imanes permanentes.
La longitud axial total del motor es reducida en comparación con la
de un rotor de chapas de acero (fig. 20). Es posible, entonces,
con esta estructura conseguir una longitud axial máxima del área
activa del entrehierro para una longitud axial total fijada por
las especificaciones de la aplicación.
La Fig. 22 es la vista en sección axial de un
motor con un circuito magnético de rotor realizado con un material
compuesto magnético dulce, isotrópico. La estructura que se presenta
en la figura 22 es una evolución de la estructura de la fig. 21.
La parte central de los dientes del rotor bajo las bobinas (parte
4) y el yugo del rotor (parte 5) tienen la misma dimensión axial y
las puntas de los dientes (parte 3) tienen una dimensión axial
casi idéntica a la longitud axial de los imanes permanentes. La
parte 4 y la parte 5 están desplazadas axialmente. Los
arrollamientos de extremo, el colector y las escobillas están
parcial o totalmente insertados en la dirección axial para
conseguir una reducción adicional de la longitud axial total del
motor.
Las estructuras de motor propuestas de este
invento están perfectamente adaptadas a la realización del
circuito magnético del rotor con un material compuesto magnético
dulce formado a partir de polvo metálico. Con un pequeño número de
ranuras con dimensiones relativamente grandes, se reducen las
restricciones mecánicas impuestas sobre el proceso de moldeo
directo del yugo del rotor. Un material compuesto magnético dulce,
isotrópico, está, también, perfectamente adaptado para conseguir
una concentración del flujo axial en el entrehierro del rotor o
del circuito magnético del estator y para reducir la longitud axial
total del motor sin disminuir el rendimiento del mismo. Las puntas
de los dientes pueden ser expandidas radialmente y pueden
utilizarse para concentrar el flujo magnético en el entrehierro,
axialmente, en los dientes y el yugo del rotor o el estator (figs.
21 y 22). La longitud axial de las puntas de los dientes del rotor
puede tener un valor casi idéntico a la longitud axial del imán
permanente o a la longitud axial de las puntas de los dientes del
estator. La dimensión axial de los dientes y del yugo son iguales y
pueden ser menores que la dimensión axial de las puntas de los
dientes (figs. 21 y 22). La parte central de los dientes del rotor
bajo las bobinas y el yugo del rotor pueden estar, también,
descentradas y desplazadas axialmente (fig. 22). Es posible,
también, introducir axialmente los arrollamientos de extremo dentro
de las puntas de los dientes (figs. 21 y 22). El colector y las
escobillas pueden insertarse, también, parcial o totalmente en
dirección axial bajo las puntas de los dientes del rotor (fig.
22). Esta clase de estructura resulta útil para reducir la longitud
axial total del motor.
Cuando se utiliza un material magnético dulce
isotrópico, también es de utilidad hacer que el perfil de la
sección transversal de la parte central de los dientes del estator y
del rotor bajo las bobinas, sea redonda, ovalada o circular, para
reducir el riesgo de destrucción del aislamiento por un doblez
agudo de las bobinas del devanado, y hacer que sea máximo el factor
de llenado de cobre.
Todas las realizaciones de este invento pueden
utilizarse con escobillas de distintas anchuras. Las ranuras de
rotor y/o las ranuras de estator pueden hacerse oblicuas para
reducir las variaciones de la reluctancia magnética. En el caso de
un estator con imanes permanentes, es posible, también, dirigir
oblicuamente las ranuras del rotor y/o los imanes permanentes para
reducir el par en el dentado. Cuando se utiliza un material
compuesto magnético dulce, istrópico, es posible dirigir
oblicuamente sólo las puntas de los dientes del rotor y/o las
puntas de los dientes del estator.
Las nuevas estructuras de motor de corriente
continua y de corriente alterna con colector del presente invento
pueden utilizarse en una gran variedad de aplicaciones (automoción,
electrodomésticos, herramientas eléctricas con cable, vehículos
eléctricos, motores de corriente continua y de corriente alterna
con colector para potencias fraccional y subfraccional, etc.) El
rendimiento mejorado y las simplificaciones introducidas en el
devanado del rotor proporcionarán un menor coste de fabricación y
comportamientos mejorados que los de las estructuras clásicas.
Aunque en lo que antecede solamente se han
descrito algunas realizaciones del presente invento, es evidente
que son posibles diversas modificaciones o simplificaciones sin
salirse del presente invento. Así, el invento puede aplicarse a
motores de entrehierro radial o de entrehierro transversal.
Igualmente, el invento puede utilizarse en máquinas con estructura
de rotor interior o estructura de rotor exterior. Se comprende,
asimismo, que pueden llevarse a cabo diversos cambios y
modificaciones sin apartarse del alcance del invento.
Claims (26)
1. Un motor, que comprende:
un estator con 2P polos (N, S);
un núcleo de rotor, que incluye un núcleo de
material ferromagnético con S ranuras y S dientes (T1,..., T10)
separados del núcleo de estator por un entrehierro; y
un rotor de devanado concentrado, que tiene una
pluralidad de bobinas simples (1.1,..., 6.2) de conductor aislado
montadas en el mismo diente del rotor (T1,..., T10); y
un colector con un número Z de segmentos;
estando cada terminal de cada bobina (1.1,...,
6.2) arrollada en un diente (T1,..., T10) conectado,
respectivamente, a un segmento Z (1,..., 40) diferente del
colector;
caracterizado porque el número Z de
segmentos (1,..., 40) del colector es mayor que el número S de
ranuras del rotor.
2. El motor como en la reivindicación 1, en el
que cada polo (N, S) comprende un imán permanente montado en la
superficie de un núcleo de material ferromagnético.
3. El motor como en la reivindicación 1, en el
que cada polo (N, S) comprende una bobina arrollada alrededor de
un diente hecho de material ferromagnético.
4. El motor como en la reivindicación 1, en el
que
cada polo (N, S) comprende una bobina arrollada
alrededor del diente de un núcleo de material ferromagnético;
el estator y el núcleo de rotor comprenden un
circuito magnético; y
el motor es un motor de colector (universal) de
corriente alterna.
5. El motor como en la reivindicación 1,
caracterizado porque el número 2P de polos (N, S) de
estator, el número S de ranuras del rotor y el número Z de
segmentos (1,..., 40) de colector, satisfacen las siguientes
condiciones:
P es un entero y 0 < P < 10;
S = 2p + A, donde A es un entero igual a -1 o 1 o
2 o 3 o 4;
S > 2; y
Z = k*LCM(S,2P) \pm n, donde
- k es un entero mayor que 0,
- LCM es el mínimo común múltiplo de S y 2P, y
- n es igual a 0 o k,
o
Z = LCM(S,2P)/2 y Z/2P > 3.
6. El motor como en la reivindicación 5, en el
que cada polo (N. S) comprende un imán permanente montado en la
superficie de un núcleo de material ferromagnético.
7. El motor como en la reivindicación 5, en el
que cada polo (N, S) comprende una bobina arrollada alrededor de
un diente hecho de material ferromagnético.
8. El motor como en la reivindicación 5, en el
que
el motor es un motor de colector de corriente
alterna (universal),
cada polo comprende una bobina arrollada
alrededor del diente de un núcleo de material ferromagnético.
9. El motor como en la reivindicación 1,
en el que un número S/2 de los dientes (T1,...,
T10) tienen dimensiones geométricas diferentes de los restantes
dientes;
en el que el rotor de devanado concentrado tiene
la pluralidad de bobinas (1.1,..., 6.2) de conductor aislado
arrolladas alrededor de, al menos, un número S/2 de los dientes
(T1,..., T10) del rotor;
caracterizado porque el número 2P de polos
(N, S) de estator, el número S de ranuras de rotor y el número Z
de segmentos (1,..., 40) del colector satisface las siguientes
condiciones:
P es un entero y 1 < P < 10;
S = 2p + 2A, donde A es un entero y 1 < A <
P; y
Z = k*LCM(S/2,2P) \pm n, donde
- k es un entero mayor que 0,
- LCM es el mínimo común múltiplo de S/2 y 2P, y
- n es igual a 0 o k,
o
Z = LCM(S/2,2P)/2.
10. El motor como en la reivindicación 9, en el
que cada polo (N, S) comprende un imán permanente montado en la
superficie de un núcleo de material ferromagnético.
11. El motor como en la reivindicación 9, en el
que cada polo (N, S) comprende una bobina arrollada alrededor de
un diente hecho de material ferromagnético.
12. El motor como en una cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 11, en el que el motor es un motor de
corriente alterna con colector (universal).
13. El motor como en la reivindicación 1, en el
que el estator y el núcleo del rotor comprenden un circuito
magnético, y parte del circuito magnético está realizada con un
material compuesto magnético dulce formado a partir de polvo
metálico.
14. El motor como en la reivindicación 13, en el
que la parte central del rotor o los dientes (T1,..., T10) del
estator bajo las bobinas (1.1,..., 6.2) tienen un perfil redondeado,
ovalado o circular, con el fin de reducir el riesgo de destrucción
del aislamiento con un doblez agudo de las bobinas (1.1,..., 6.2)
del devanado y para hacer que el factor de llenado de cobre alcance
un valor máximo.
15. El motor como se ha reivindicado en la
reivindicación 13 o en la reivindicación 14, en el que
la parte central de los dientes (T1,..., T10)
bajo las bobinas (1.1,..., 6.2) y el yugo, tienen la misma longitud
axial, y
la longitud axial de las puntas de los dientes es
mayor que la longitud axial de los dientes (T1,..., T10).
16. El motor como se ha reivindicado en la
reivindicación 15, en el que los arrollamientos de extremo se
insertan parcial o completamente bajo las puntas de los dientes.
17. El motor como se ha reivindicado en la
reivindicación 15 o en la reivindicación 16, en el que el colector
y las escobillas están insertadas parcial o completamente bajo las
puntas de los dientes del rotor, a fin de reducir la longitud axial
total del motor.
18. El motor como se reivindica en la
reivindicación 13, en el que los dientes (T1,..., T10) no están
dirigidos oblicuamente y las puntas de algunos dientes están
dirigidas oblicuamente para reducir las variaciones de la
reluctancia magnética o el par en el dentado.
19. El motor como se reivindica en la
reivindicación 4, en el que parte del circuito magnético está
realizada con un material compuesto magnético dulce formado a
partir de polvo metálico.
20. El motor como en la reivindicación 19, en el
que la parte central del rotor o los dientes (T1,..., T10) de
estator bajo las bobinas (1.1,..., 6.2) tienen un perfil redondeado,
ovalado o circular, con el fin de reducir el riesgo de destrucción
del aislamiento por un doblez agudo de las bobinas del devanado, y
para conseguir un valor máximo del factor de llenado de cobre.
21. El motor como en la reivindicación 19 o la
reivindicación 20, en el que
la parte central de los dientes bajo las bobinas
y el yugo tienen la misma longitud axial, y
la longitud axial de las puntas de los dientes es
mayor que la longitud axial de los dientes.
22. El motor como en la reivindicación 21, en el
que los arrollamientos de extremo están insertados parcial o
completamente bajo las puntas de los dientes.
23. El motor como en la reivindicación 21 o la
reivindicación 22, en el que el colector y las escobillas están
insertados parcial o completamente bajo las puntas de los dientes
del rotor a fin de reducir la longitud axial total del motor.
24. El moto como en la reivindicación 19, en el
que los dientes (T1,..., T10) no están dirigidos oblicuamente y
algunas puntas de los dientes están dirigidas oblicuamente para
reducir las variaciones de la reluctancia magnética o el par en el
dentado.
25. El motor como en la reivindicación 1 o en la
reivindicación 4, en el que una pluralidad de conexiones de
ecualizador se añaden al colector para reducir el número de
escobillas (B1,..., B4).
26. El motor como en una cualquiera de las
reivindicaciones 1-3, 5-7,
9-11, 13-18 y 25, en el que el
motor es un motor de corriente continua.
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|---|---|---|---|
| US09/656,085 US6891304B1 (en) | 2000-09-06 | 2000-09-06 | Brush DC motors and AC commutator motor structures with concentrated windings |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| EP (1) | EP1316136B1 (es) |
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| WO (1) | WO2002021665A2 (es) |
Families Citing this family (52)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6891304B1 (en) * | 2000-09-06 | 2005-05-10 | Quebec Metal Powders Limited | Brush DC motors and AC commutator motor structures with concentrated windings |
| JP3954504B2 (ja) * | 2003-01-23 | 2007-08-08 | アスモ株式会社 | モータ |
| JP4025250B2 (ja) * | 2003-06-17 | 2007-12-19 | ヤマハモーターエレクトロニクス株式会社 | 直流電動機 |
| DE112004001908T5 (de) * | 2003-10-08 | 2006-08-17 | Mitsuba Corp., Kiryu | Anker einer sich drehenden elektrischen Maschine und deren Herstellverfahren |
| DE10361811A1 (de) * | 2003-12-30 | 2005-07-28 | Robert Bosch Gmbh | Elektrische Maschine mit Kommutatorläufer |
| DE102004062813A1 (de) | 2004-12-27 | 2006-07-06 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Herstellung der Läuferwicklung einer elektrischen Maschine sowie elektrische Maschine mit einer nach dem Verfahren hergestellten Läuferwicklung |
| US20090021099A1 (en) * | 2005-04-11 | 2009-01-22 | Pulsed Inertial Electric Motor | Pulsed Inertial Electric Motor |
| US7579738B2 (en) * | 2005-10-31 | 2009-08-25 | Greenee Energy Inc. | Multi-phase electrical motor for use in a wheel |
| DE102006036835A1 (de) * | 2006-08-07 | 2008-02-14 | Robert Bosch Gmbh | Elektrische Maschine mit Einzelzahn-Läuferwicklung |
| JP4468393B2 (ja) * | 2007-03-22 | 2010-05-26 | アスモ株式会社 | 回転電機の電機子、電機子の巻線方法、及び回転電機 |
| DE102007036253A1 (de) * | 2007-08-02 | 2009-02-05 | Robert Bosch Gmbh | Elektrische Maschine mit in Nuten angeordneten Leiterschleifen, sowie Verfahren zum Betreiben der elektrschen Maschine |
| EP2528208B1 (en) * | 2007-08-30 | 2020-07-08 | Johnson Electric International AG | Cooling fan module |
| US20090200882A1 (en) * | 2008-02-12 | 2009-08-13 | Elberto Berdut-Teruel | Orbital hybrid magnetic electronic engine and generator |
| DE102008000377A1 (de) * | 2008-02-22 | 2009-08-27 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Herstellung der Läuferwicklung einer elektrischen Maschine sowie elektrische Maschine mit einer nach diesem Verfahren hergestellten Läuferwicklung |
| CN103762811B (zh) * | 2008-06-30 | 2017-04-12 | 株式会社美姿把 | 电动机 |
| CN101635494B (zh) * | 2008-07-21 | 2013-04-24 | 德昌电机(深圳)有限公司 | 电机转子及含有所述转子的电机 |
| DE102008042156A1 (de) * | 2008-09-17 | 2010-03-18 | Robert Bosch Gmbh | Sechspolige Gleichstrommaschine |
| CN101783567B (zh) * | 2009-01-19 | 2013-02-13 | 德昌电机(深圳)有限公司 | 一种直流电机及使用该直流电机的冷却风扇模组 |
| CN101885325A (zh) * | 2009-05-12 | 2010-11-17 | 德昌电机(深圳)有限公司 | 一种防抱死制动系统及其电机 |
| US8097972B2 (en) * | 2009-06-29 | 2012-01-17 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Gas turbine with magnetic shaft forming part of a generator/motor assembly |
| US8278774B2 (en) * | 2009-06-29 | 2012-10-02 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Gas turbine with wired shaft forming part of a generator/motor assembly |
| CN101958624B (zh) * | 2009-07-20 | 2013-12-11 | 德昌电机(深圳)有限公司 | 一种电机 |
| DE102009029410A1 (de) * | 2009-09-14 | 2011-03-17 | Robert Bosch Gmbh | Motorsystem, Vorrichtung zur Messung einer Drehzahl in dem Motorsystem sowie Verfahren zur Drehzahlmessung |
| FR2951593B1 (fr) * | 2009-10-19 | 2012-07-20 | Faurecia Sieges Automobile | Moteur electrique pour reglage de position d'un element de siege automobile. |
| CN102059954B (zh) * | 2009-11-17 | 2015-04-29 | 德昌电机(深圳)有限公司 | 电动驻车制动系统及其永磁直流电机 |
| CN102192166B (zh) * | 2010-03-12 | 2016-03-30 | 德昌电机(深圳)有限公司 | 风机 |
| KR101339543B1 (ko) * | 2010-06-29 | 2013-12-10 | 주식회사 만도 | 모터 및 이를 이용한 전동식 파워 스티어링 시스템 |
| CN102801265B (zh) * | 2011-05-26 | 2016-12-14 | 德昌电机(深圳)有限公司 | 电机 |
| CN102868278B (zh) * | 2011-07-08 | 2017-05-10 | 德昌电机(深圳)有限公司 | 有刷电机及其转子 |
| DE102011079444A1 (de) * | 2011-07-20 | 2013-01-24 | Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg | Kommutatormotor in Gleichstromausführung und Antiblockierbremsvorrichtung |
| DE102011116652A1 (de) | 2011-10-21 | 2013-04-25 | Nidec Motors & Actuators (Germany) Gmbh | Ripple Counter für Mehrpol-Motoren |
| US20120133137A1 (en) * | 2011-12-14 | 2012-05-31 | General Electric Company | Wind turbine system comprising a doubly fed induction generator |
| CN103213557A (zh) | 2012-01-20 | 2013-07-24 | 德昌电机(深圳)有限公司 | 安全带装置 |
| CN103213553B (zh) * | 2012-01-20 | 2016-12-28 | 德昌电机(深圳)有限公司 | 安全带舌板驱动器 |
| DE102012012301A1 (de) | 2012-06-20 | 2013-12-24 | Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg | Elektromotor |
| DE102012211359A1 (de) * | 2012-06-29 | 2014-01-02 | Robert Bosch Gmbh | Gleichstrommotor, Gleichstrommotorsystem, Verfahren zur Herstellung |
| DE102012215735A1 (de) * | 2012-09-05 | 2014-03-06 | Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg | Kommutatormotor |
| DE102012023580A1 (de) | 2012-12-01 | 2014-06-05 | Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg | Rotor für eine elektrische Maschine |
| US9187068B2 (en) * | 2014-04-10 | 2015-11-17 | GM Global Technology Operations LLC | Method of applying an electric parking brake system in hybrid and electric vehicle propulsion systems |
| US20150381533A1 (en) * | 2014-06-29 | 2015-12-31 | Avaya Inc. | System and Method for Email Management Through Detection and Analysis of Dynamically Variable Behavior and Activity Patterns |
| US10518599B2 (en) * | 2014-08-28 | 2019-12-31 | Honda Motor Co., Ltd. | Damper and damper manufacturing method |
| JP6613585B2 (ja) * | 2015-03-18 | 2019-12-04 | スズキ株式会社 | 回転電機 |
| DE102016111076A1 (de) * | 2015-06-19 | 2016-12-22 | Johnson Electric S.A. | Niederspannungsgleichstrommotor |
| CN109217576B (zh) * | 2017-07-07 | 2020-09-04 | 广东美的生活电器制造有限公司 | 永磁直流电机及食物处理机 |
| CN109217577B (zh) * | 2017-07-07 | 2020-09-04 | 广东美的生活电器制造有限公司 | 永磁直流电机及食物处理机 |
| WO2019108176A1 (en) * | 2017-11-29 | 2019-06-06 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Fault tolerant permanent magnet dc motor drives |
| CN107749704A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-03-02 | 深圳市昱森机电有限公司 | 低噪声直流电机及降低电磁噪音的方法 |
| US10756656B2 (en) | 2018-09-07 | 2020-08-25 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Fault tolerant permanent magnet DC motor drives |
| DE102018130475A1 (de) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh | Rotor mit einer Wicklung für eine elektrische Maschine |
| WO2021188758A1 (en) * | 2020-03-18 | 2021-09-23 | David Calley | Electrical machine having shaped soft metal composite components with axial and radial airgaps |
| EP3961881A1 (en) * | 2020-08-28 | 2022-03-02 | Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Coburg | Rotor of an electric motor |
| CN114629277A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-06-14 | 广东肇庆爱龙威机电有限公司 | 一种有刷直流电机 |
Family Cites Families (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1785515A (en) * | 1926-06-28 | 1930-12-16 | Edward W Kane | Dynamo-electric machine |
| US3095515A (en) * | 1961-11-06 | 1963-06-25 | Louis Marx & Company | Subminiature electric motor |
| NL6801183A (es) * | 1968-01-26 | 1969-07-29 | ||
| US3515919A (en) | 1968-07-26 | 1970-06-02 | Gen Electric | Stator assembly for single phase induction motor |
| US3818257A (en) | 1972-04-14 | 1974-06-18 | Ametek Inc | Rotary armature for a rotary dynamoelectric machine |
| JPS5478408A (en) | 1977-12-05 | 1979-06-22 | Sekoh Giken Kk | Dc motor with armature coil overlaping each other |
| JPS601823B2 (ja) | 1977-12-22 | 1985-01-17 | 株式会社セコ−技研 | 重畳しない電機子巻線を備えた直流電動機 |
| GB2013417B (en) * | 1978-01-30 | 1983-01-12 | Papst Motoren Kg | Electrical machine |
| JPS54140902A (en) | 1978-04-25 | 1979-11-01 | Kensuke Ikeda | Method of providing coil tap for dc multiipolar motor |
| JPS5592558A (en) * | 1978-12-30 | 1980-07-14 | Sony Corp | Dc motor |
| US4329610A (en) * | 1980-04-14 | 1982-05-11 | Black & Decker Inc. | Armature winding pattern for an electric motor |
| US4323804A (en) * | 1980-07-14 | 1982-04-06 | The Stackpole Corporation | Permanent magnet field motor with radio frequency interference suppressing capacitor |
| JPS59175355A (ja) | 1983-03-25 | 1984-10-04 | Shiyuuwa Giken:Kk | 小型モ−タ |
| JPH0667143B2 (ja) | 1987-03-06 | 1994-08-24 | 株式会社三ツ葉電機製作所 | モ−タ回転子の巻線構造 |
| JPS6323550A (ja) * | 1987-06-09 | 1988-01-30 | Minolta Camera Co Ltd | 直流モ−タ |
| JP2535181B2 (ja) * | 1987-09-30 | 1996-09-18 | 株式会社シコー技研 | 電機子巻線が重畳しない５相の直流電動機 |
| JPS6489842A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-05 | Toshiba Corp | Receiver |
| US5121021A (en) * | 1989-12-06 | 1992-06-09 | General Motors Corporation | Frame and magnet assembly for a dynamoelectric machine |
| GB9015604D0 (en) * | 1990-07-16 | 1990-09-05 | Johnson Electric Sa | Armature in an electric motor |
| US5202599A (en) * | 1992-05-08 | 1993-04-13 | Kao Wen Chung | Electric motor |
| JP2893228B2 (ja) | 1992-08-03 | 1999-05-17 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | コアレスモータ |
| US5691590A (en) | 1992-10-23 | 1997-11-25 | Nippondenso Co., Ltd. | Alternator with magnetic noise reduction mechanism |
| JP3426627B2 (ja) * | 1992-12-02 | 2003-07-14 | アスモ株式会社 | 回転電機及び回転電機のコギング力低減構造 |
| JPH06189480A (ja) * | 1992-12-16 | 1994-07-08 | Kiyokazu Hayashi | 鉄芯電磁石を使用する交流及び直流モータに於て、その鉄芯電磁石の発生する磁力をより有効に活用する方法 |
| US5723931A (en) | 1996-01-17 | 1998-03-03 | Mpc Products Corporation | Multiple pole, multiple phase, permanent magnet motor and method for winding |
| US5994812A (en) | 1996-10-29 | 1999-11-30 | Siemens Canada Limited | D.C. motor phase windings and their commutation |
| JP3790601B2 (ja) * | 1997-05-02 | 2006-06-28 | 日本電産サンキョー株式会社 | モータ |
| DE19757279C1 (de) * | 1997-12-22 | 1999-08-26 | Siemens Ag | Kommutatormotor, insbesondere zum Antrieb eines Kraftfahrzeug-Servoantriebes, und Verfahren zu dessen Herstellung |
| SE512783C2 (sv) | 1998-03-30 | 2000-05-15 | Hoeganaes Ab | Statoraggregat för en elektrisk maskin |
| US5929579A (en) | 1998-03-30 | 1999-07-27 | Lockheed Martin Energy Research | Soft-commutated direct current motor |
| JP3745533B2 (ja) * | 1998-05-21 | 2006-02-15 | アスモ株式会社 | 電機子 |
| JPH11341722A (ja) * | 1998-05-21 | 1999-12-10 | Asmo Co Ltd | 電機子及び電機子の巻線方法 |
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