ES2305722T3 - Dispositivo de energia de rotacion de campo axial optimizado conductor. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo sin escobillas de energía de rotación de campo axial que tiene terminales de corriente eléctrica polifásica de polaridad positiva y negativa, que comprende: un rotor (14a, 14b) que tiene una pluralidad de polos de imanes permanentes (17a, 17b); y un estator enfrentado a la pluralidad de polos de imanes permanentes del rotor, y que tiene: una pluralidad de capas conductoras de trabajo de placas de circuitos (32, 34, 36) que tiene al menos una capa conductora de trabajo para cada fase de la corriente eléctrica, incluyendo cada una de dichas capas conductoras de trabajo un patrón de una pluralidad de conductores radiales(2), extendiéndose cada uno entre un orificio pasante interior (201) y un orificio pasante exterior (301), estando dichos orificios pasantes interiores situados en un diámetro interior de dicha capa conductora de trabajo y estando dichos orificios pasantes exteriores situados en un diámetro exterior de dicha capa conductora de trabajo; una pluralidad de capas conductoras de conexión de placas de circuitos (33, 35, 37), al menos una de las cuales está asociada con cada capa conductora de trabajo, e incluyendo cada una un patrón de una pluralidad de conductores radiales, extendiéndose cada uno entre un orificio pasante interior y un orificio pasante exterior, estando dichos orificios pasantes interiores situados en un diámetro interior de dicha capa conductora de conexión y estando dichos orificios pasantes exteriores situados en un diámetro exterior de dicha capa conductora de conexión; en el que cada capa conductora de trabajo de placas de circuito (32, 34, 36) tiene una configuración plana y cada capa conductora de conexión de placas de circuitos (33, 35, 37) tiene una configuración plana y el estator se forma apilando las capas conductoras de trabajo y las capas conductoras de conexión unas sobre las otras con una capa de sustrato entremedias de cada capa; una pluralidad de conductores de vía de paso (6), situados dentro de orificios pasantes interiores y exteriores seleccionados de la capa conductora de trabajo y las capas de conexión, para conectar eléctricamente los conductores seleccionados de los conductores radiales de la capa conductora de conexión (33, 35, 37) a los conductores seleccionados de los conductores radiales de la capa conductora de trabajo (32, 34, 36); teniendo además cada capa conductora de trabajo (32, 34, 36) un par de conductores exteriores no radiales (62, 71) para conectar eléctricamente los terminales positivo y negativo de una fase de la corriente eléctrica a orificios pasantes exteriores seleccionados (301) y una pluralidad de conductores interiores no radiales (63) para conectar eléctricamente entre sí orificios pasantes interiores seleccionados (201); teniendo además cada capa conductora de conexión una pluralidad de conductores exteriores no radiales (64, 66) para conectar eléctricamente entre sí orificios pasantes exteriores seleccionados y una pluralidad de conectores interiores no radiales (65, 70) para conectar eléctricamente entre sí orificios pasantes interiores seleccionados.

Description

Dispositivo de energía de rotación de campo axial optimizado conductor.

La presente invención se refiere a un dispositivo de energía de rotación de campo axial optimizado conductor.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo de energía de rotación de campo axial optimizado que puede usarse como motor para convertir energía eléctrica en movimiento o como generador para convertir movimiento de rotación en energía eléctrica. Esta invención incluye un estator formado apilando una pluralidad de placas de circuito impreso en las que los componentes eléctricos están dispuestos para máxima potencia y eficiencia.

Se conocen motores sin escobillas de entrehierro axial con estatores de disco estratificados, como la patente de EE.UU. Nº 5.789.841 de Wang, que desvela un motor eléctrico axial sin escobillas, que también usa conductores en un lado de una placa de circuito y conductores en el lado opuesto de la placa de circuito. Se usan devanados de media fase en cada lado de la placa de circuito. El devanado del estator de la patente de Wang utiliza hilos interconectados en una configuración ondulada o solapada.

Además, también se conocen máquinas eléctricas de campo axial que utilizan estatores de placa de circuito impreso, como se muestra en la patente de EE.UU. Nº 6.411.002 de Smith y col., que desvela una máquina eléctrica de campo axial sin escobillas, que tiene conductores radiales conectados sólo dentro de orificios pasantes interiores y exteriores, y que usa conductores en un lado de una placa de circuito y conductores en el lado opuesto de la placa de circuito. Los conductores radiales sólo tienen una parte que es radial.

La presente invención proporciona un dispositivo de energía de rotación para funcionar con energía eléctrica polifásica. El dispositivo es generalmente plano y relativamente delgado y proporciona un motor que puede usarse con muchas herramientas y aparatos en uso hoy en día, como taladros eléctricos, sierras mecánicas, desbrozadoras, bicicletas eléctricas, lavadoras y secadores. El dispositivo según la presente invención está diseñado para minimizar la resistencia eléctrica y para minimizar la corriente de Foucault y de bucle. La inductancia electromagnética se aumenta minimizando la separación entre los imanes del rotor y los circuitos del estator y, además, como el motor está construido de placas de circuito impreso, se minimizan sustancialmente los costes de fabricación. Más motores sin escobillas de separación axial se desvelan en los documentos US2002/0171324A1, DE1266393 y EP952659A2.

Resumen de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo sin escobillas de energía de rotación de campo axial según se define en la reivindicación independiente 1.

Más realizaciones de la invención se definen en las reivindicaciones subordinadas 2-11.

Descripción de los dibujos

Para que la invención pueda entenderse claramente y llevarse a efecto fácilmente, a continuación se describirá una realización preferida de la invención, sólo a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la Fig. 1 es una vista parcialmente en despiece ordenado de un estator, con partes escindidas, usado con la presente invención;

la Fig. 2 es una vista del estator mostrado en la Fig. 1, con más partes escindidas;

la Fig. 3 es una vista del estator mostrado en la Fig. 2 con más partes escindidas;

la Fig. 4 es una vista en despiece ordenado de un dispositivo de energía según la presente invención;

la Fig. 5 es una vista de la sección transversal de un dispositivo de energía según la presente invención;

la Fig. 6 es una vista en planta de una primera capa conductora de trabajo usada con el estator mostrado en la Fig. 1;

la Fig. 6A es una vista en planta de la primera capa conductora de trabajo mostrada en la Fig. 6 con detalles del patrón conductor suprimidos;

la Fig. 7 es una vista en planta de una primera capa conductora de conexión usada con el estator mostrado en la Fig. 1;

la Fig. 8 es una vista en planta de una segunda capa conductora de trabajo usada dentro del estator mostrado en la Fig. 1;

la Fig. 9 es una vista en planta de una segunda capa conductora de conexión usada dentro del estator mostrado en la Fig. 1;

la Fig. 10 es una vista en planta de una tercera capa conductora de trabajo usada dentro del estator mostrado en la Fig. 1;

la Fig. 11 es una vista en planta de una tercera capa conductora de conexión usada con el estator mostrado en la Fig. 1;

la Fig. 12 es una vista en planta de una capa conductora separada usada dentro del estator según la presente invención;

la Fig. 13A es una vista en despiece ordenado de la sección transversal que muestra un procedimiento de construcción en las capas del estator;

la Fig. 13B es una vista de la sección transversal que muestra las capas del estator apiladas mostradas en la Fig. 13A;

la Fig. 13C es una vista de la sección transversal como la mostrada en la Fig. 13B con orificios pasantes metalizados;

la Fig. 14 es una vista de detalle de un conductor radial usado con las capas conductoras según una primera realización de la presente invención;

la Fig. 15 es una vista de detalle que muestra conductores radiales de seis capas conductoras conectadas en paralelo según la presente invención;

la Fig. 16 es una vista en planta de la primera capa conductora de trabajo mostrada en la Fig. 6;

la Fig. 17 es una vista en planta de la primera capa conductora de conexión mostrada en la Fig. 7 con resaltes;

la Fig. 18 es una vista en planta de una capa conductora según una segunda realización de la presente invención;

la Fig. 19 es una vista de detalle de un conductor radial usado con las capas conductoras según una tercera realización de la presente invención;

la Fig. 20 es una vista de detalle de un conductor radial usado con las capas conductoras según una cuarta realización de la presente invención;

la Fig. 21 es una vista de detalle de un conductor radial usado con las capas conductoras según una quinta realización de la presente invención;

la Fig. 22 es una vista de detalle de un conductor radial usado con las capas conductoras según una sexta realización de la presente invención;

la Fig. 23 es una vista de detalle de un conductor radial usado con las capas conductoras según una séptima realización de la presente invención;

la Fig. 24 es una vista de detalle de un conductor radial usado con las capas conductoras según una octava realización de la presente invención; y

la Fig. 25 es una vista parcialmente en despiece ordenado del estator mostrado en la Fig. 1 con la capa conductora separada mostrada en la Fig. 12.

Descripción de una realización preferida

La presente invención incluye un estator formado apilando una pluralidad de placas de circuito impreso (PCBs) que contienen una pluralidad de circuitos eléctricos formados de un material conductor y soportados por un material dieléctrico no conductor. En general, la invención es plana, relativamente delgada, y tiene una forma circular, cuadrada, u otra forma adecuada para la función del dispositivo.

Como ejemplo no limitador, la Fig. 1 muestra una vista tridimensional de una realización preferida de la invención compuesta de seis capas de PCB dispuestas en una configuración de corriente eléctrica trifásica. Las tres fases están indicadas en este documento como A, B y C. En la Fig. 1, la escala axial ha sido exagerada por claridad y el material no conductor normalmente presente para aislamiento eléctrico y soporte mecánico ha sido suprimido. La Fig. 1 ilustra una de muchas disposiciones posibles por las que un circuito de fase A, un circuito de fase B y un circuito de fase C se concatenan y derivan entre sí. En la Fig. 2, el circuito de fase C ha sido suprimido de manera que algunos de los detalles se vean más fácilmente. La Fig. 2 ilustra una de muchas disposiciones posibles por las que un circuito de fase A se concatena y deriva con un circuito de fase B. Según se ve mejor en la Fig. 3 que tiene suprimidos ambos circuitos de fase B y C, el circuito de fase A está compuesto de capas de material conductor. Cada capa de material conductor está compuesta de una pluralidad de conductores radiales, tipificados por un conductor radial 2, y una diversidad de conductores no radiales, como los representados por los conductores no radiales 3, 4 y 5. Los conductores radiales y los conductores no radiales están conectados entre sí en serie en la misma capa conductora y también están conectados en serie con conductores en otras capas conductoras por una pluralidad de conductores entre capas, como el representado por el conductor entre capas 6. Los conductores intercalados también pueden conectar en paralelo conectores radiales correspondientes en diferentes capas del material conductor. El circuito de fase A, con numerosos conductores radiales y no radiales conectados en serie entre sí en la misma capa, o en serie y en paralelo, e interconectados entre capas en serie y en paralelo, o en serie, o en paralelo, concatenan y derivan cualquier otro circuito de fase contenido dentro de las mismas capas de material conductor. Los circuitos de fase A, B y C se ilustran en las Figs. 1-3 como compuestos de seis capas de material conductor, pero otras realizaciones de la invención pueden tener un número menor o mayor de capas de material conductor.

Según se ve en las Figs. 1-3, y según se describe detalladamente más adelante, las dimensiones, disposiciones espaciales, e interconexiones de cada conductor dentro de los circuitos de fase A, B y C están optimizadas basadas en la función y características de funcionamiento deseadas de un dispositivo que incorporaría la invención. Las dimensiones, disposiciones espaciales e interconexiones de un conductor en una capa de material conductor pueden variarse independientemente de cualquier otro conductor en la misma capa de material conductor. Las dimensiones, disposiciones espaciales e interconexiones de un conductor en una capa de material conductor pueden variarse independientemente de las dimensiones, disposiciones espaciales e interconexiones de cualquier otro conductor en cualquier otra capa de material conductor. Como un ejemplo, la Fig. 3 muestra el conductor radial 2 que tiene una anchura que es menor que la anchura del conductor no radial 3 aún cuando están conectados entre sí en la misma capa de material conductor. Manipulando selectivamente las dimensiones, disposiciones espaciales, e interconexiones de cada uno de los conductores dentro de los circuitos de fase A, B y C, el dispositivo puede optimizarse para varios factores, incluyendo, pero no limitados a la resistencia eléctrica, la inductancia electromagnética, generación de corrientes de Foucault y de bucle, disipación de calor, y coste de fabricación. A continuación se describirán detalladamente realizaciones preferidas de la invención para ilustrar más detalladamente el ámbito de la nueva invención.

En la Fig. 4 se muestra una realización preferida de la invención. Un dispositivo de energía optimizado conductor 10 configurado para funcionar como motor o generador está compuesto de dos alojamientos 11 y 12, un eje motor 13, una chaveta del eje 13a, dos rotores 14a y 14b, un estator optimizado conductor 15, dos cojinetes 16a y 16b, dos imanes permanentes magnetizados axialmente 17a y 17b, una arandela ondulada 18, y tres sensores Hall 19. El dispositivo 10 también está compuesto de un conector de fases del estator 20, un conector de sensor de estator 21, una placa de control electrónico 22, un conector de fase de control 23, un conector de sensor de control 24, un disipador de calor de control 25, y la tapa de control 26. La placa de control electrónico 22 proporciona un medio de detección y control electrónicos para suministrar apropiadamente una corriente eléctrica al estator optimizado conductor 15. La placa de control electrónico 22 está conectada a una fuente de energía de CC como una batería o una fuente de alimentación de CC (no mostrada). La placa de control electrónico 22 también es conocida en la técnica como accionamiento por motor y utiliza los tipos convencionales de componentes presentes normalmente como chips de circuitos integrados, transistores de potencia, reguladores, diodos, resistencias y condensadores.

El conector de fases del estator 20 interconecta con el conector de fase de control 23 y el conector de sensor de estator 21 interconecta con el conector de sensor de control 24 para conectar la placa de control electrónico 22 al estator optimizado conductor 15. También se muestran pernos 27 y tuercas 28 que sujetan el alojamiento 11, el alojamiento 12 y la tapa de control 26 entre sí. Un perno de montaje de control 29 sujeta la placa de control electrónico 22 y el disipador de calor de control 25 al alojamiento 11.

Haciendo referencia aún a la Fig. 4, los imanes 17a y 17b están magnetizados axialmente y tiene polos N y S que se alternan alrededor del anillo. Los imanes 17a y 17b se muestran y describen como imanes anulares pero también pueden estar hechos de segmentos individuales. Los imanes 17a y 17b están compuestos preferentemente de al menos un metal de tierras raras como una aleación de neodimio, hierro y boro. Cuando están montados dentro del dispositivo 10 como se muestra en la Fig. 5, los imanes 17a y 17b están acoplados a rotores 14a y 14b. Los rotores 14a y 14b están asegurados fijamente al eje motor 13 en lados opuestos del estator 15 con los imanes 17a y 17b colocados de manera que un polo N del imán 17a está enfrentado a un polo S del imán 17b. Los imanes 17a y 17b producen un flujo magnético entre ellos que es perpendicular a la superficie del estator optimizado conductor 15. Los imanes 17a y 17b se muestran y describen como con cuatro polos magnéticos, sin embargo, el dispositivo 10 puede estar configurado con imanes compuestos de otros números de polos como dos, seis, ocho, dieciséis, o cualquier otro número par que pueda ser factible fabricar.

En la Fig. 5, los alojamientos 11 y 12, compuestos de un material rígido como un plástico moldeado, o una aleación compuesta de aluminio o magnesio, soportan los cojinetes 16a y 16b. El eje motor 13 está soportado por los dos cojinetes 16a y 16b y el eje motor 13 sobresale a través de una abertura en el alojamiento 12. Los rotores 14a y 14b con los imanes acoplados 17a y 17b están acoplados al eje 13. Los rotores 14a y 14b están hechos de un material permeable magnéticamente como acero para proporcionar un retorno de flujo para los imanes 17a y 17b. Los imanes 17a y 17b producen un flujo magnético concentrado entre ellos. Los alojamientos 11 y 12 sostienen el estator optimizado conductor 15 en posición entre los rotores 14a y 14b y a través de entrehierros 31a y 31b de los imanes 17a y 17b. La parte del estator optimizado conductor 15 que está dentro del flujo magnético concentrado entre los imanes 17a y 17b define una sección de trabajo 30. La rotación por un medio externo de los imanes 17a y 17b inducirá una corriente eléctrica dentro del material conductor de la sección de trabajo 30 que cuando se acumula y suministra apropiadamente permite que el dispositivo 10 se comporte como generador o alternador. A la inversa, la aplicación apropiada de una corriente eléctrica al material conductor de la sección de trabajo 30 producirá fuerzas de Lorentz entre la corriente circulante y el campo magnético. La fuerza resultante es un par de torsión que hace girar los imanes 17a y 17b que están acoplados fijamente a los rotores 14a y 14b que están acoplados fijamente al eje motor 13. El eje motor 13 está disponible para realizar trabajo y por eso el dispositivo 10 puede comportarse como motor o accionador.

De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, a continuación se describirán las características novedosas del dispositivo de energía de rotación optimizado conductor 10. El estator optimizado conductor 15 del dispositivo 10 está compuesto de capas de PCB apiladas de un material conductor soportadas por múltiples capas de un material no conductor. Cada Fig. 6-11 ilustra un patrón de conductores para una capa de material conductor dentro del estator optimizado conductor 15. La Fig. 6 muestra una capa de material conductor dentro del estator optimizado conductor 15 que tiene un patrón de PCB "de trabajo" 32. Cada capa de material conductor está soportada por una capa de material no conductor que la separa de otras capas de material conductor. Cada capa de material conductor dentro del estator optimizado conductor 15 puede tener un patrón de PCB idéntico o diferente. Los patrones para cada capa representan conductores eléctricos compuestos de un material eléctricamente conductor, como cobre, aislados eléctricamente y soportados mecánicamente por un material no conductor, como fibra de vidrio. Los patrones de conductores de cada capa pueden ser producidos por diversos procedimientos incluyendo, pero no limitados a grabado, estampación, pulverización, corte, o mecanizado. Un procedimiento preferido es grabar químicamente patrones de conductores, como el patrón de conductores 32, en cada lado de una pluralidad de placas de circuitos de dos caras 39, compuestas de una lámina de fibra de vidrio intercalada entre dos láminas de cobre. Como ejemplo no limitador, las Figs. 13A-13C muestran diagramáticamente cómo puede estar fabricado el estator optimizado conductor 15. En la Fig. 13A, tres placas de circuitos de doble cara 39 están apiladas entre sí con dos láminas de fibra de vidrio 40 entre ellas. En la Fig. 13B, las placas de circuitos apiladas 39 y las láminas de fibra de vidrio 40 se laminan entre sí usando calor y presión para formar una disposición de placas múltiples para el estator optimizado conductor 15. Se hace un orificio central 41 para que pase el eje 13. Se taladra una pluralidad de orificios 42 y, como se muestra en la Fig. 13C, los orificios 42 pueden metalizarse con un material conductor como cobre para formar una pluralidad de orificios metalizados tipificados en la Fig. 13C por el orificio metalizado 43.

Se prefiere usar placas de circuitos que tengan láminas de cobre que sean más gruesas que las láminas de cobre usadas en las placas de circuitos producidas más comúnmente. Se prefieren grosores de láminas de cobre comprendidos entre 0,004 pulgadas a 0,007 pulgadas (0,1016 mm a 0,1778 mm) pero pueden usarse otros grosores de lámina de cobre. Según se mostró previamente en la Fig. 1, el grosor de lámina de cobre en el intervalo preferido produce conductores que son en forma de cinta cuando se ven sin la fibra de vidrio de soporte. Haciendo referencia de nuevo a la Fig. 6, se taladran orificios en lugares precisos a través de las múltiples placas de circuitos del estator optimizado conductor 15 y luego se metalizan las paredes interiores de los orificios con un material conductor como cobre. Los orificios metalizados, también conocidos como vías de paso, proporcionan una pluralidad de conductores entre capas, tipificados por las vías de paso 201 y 301 que conectan eléctricamente los conductores de diferentes capas del estator optimizado conductor 15. Aunque en la realización actual se muestran y describen orificios metalizados, debe entenderse que son posibles otros medios conductores entre capas, incluyendo, pero no limitados a orificios rellenos de material conductor, clavijas metálicas, puntos de pliegue, soldaduras por puntos, o hilo. Como se expuso anteriormente, los diversos conductores de las diferentes capas del estator optimizado conductor 15, conectados entre sí en serie y en paralelo por las vías de paso, comprenden los circuitos conductores optimizados de la invención. Las técnicas de fabricación de placas de circuitos de hoy en día pueden proporcionar cantidades de estatores optimizados conductores 15 con variaciones relativamente pequeñas para las dimensiones de los conductores, disposición espacial, grosor del estator, y planicidad del estator, así como un cien por cien de garantía de continuidad para los circuitos conductores.

En la realización preferida descrita actualmente mostrada en las Figs. 4-11, hay tres circuitos conductores optimizados, uno por cada fase de potencia eléctrica de un circuito de potencia trifásico, en el estator optimizado conductor 15. Como se describió anteriormente, la Fig. 6 muestra una capa de material conductor dentro del estator optimizado conductor 15 compuesta de un patrón de PCB de trabajo 32. La Fig. 7 ilustra un capa de material conductor dentro del estator optimizado conductor 15 compuesta de un patrón de PCB "de conexión" 33. El patrón de PCB 32 de la Fig. 6 y el patrón de PCB 33 de la Fig. 7 están compuestos de conductores conectados entre sí para completar eléctricamente una parte del circuito de la fase A. Los patrones de PCB 32 y 33 también están compuestos de conductores asociados con los circuitos de las fases B y C. Igualmente, un patrón de PCB de trabajo 34 mostrado en la Fig. 8 y un patrón de PCB de conexión 35 mostrado en la Fig. 9 están compuestos de conductores conectados entre sí para completar eléctricamente una parte del circuito de la fase B. Los patrones de PCB 34 y 35 también están compuestos de conductores asociados con los circuitos de las fases A y C. También, un patrón de PCB de trabajo 36 mostrado en la Fig. 10 y un patrón de PCB de conexión 37 mostrado en la Fig. 11 están compuestos de conductores conectados entre sí para completar eléctricamente el circuito de la fase C. Los patrones de PCB 36 y 37 también están compuestos de conductores asociados con los circuitos de las fases A y B.

El patrón de conductores radiales en los patrones de PCB 32, 33, 34, 35, 36 y 37 son idénticos en todas las capas.

La Fig. 12 muestra una capa de PCB de material conductor que tiene un patrón de PCB 38 de conductores radiales idéntico a los patrones de conductores radiales en las otras capas de PCB. El patrón de PCB 38 incluye además una pluralidad de conductores 44 que conectan una pluralidad de terminales de sensores 45 a una pluralidad de adaptadores de montaje de sensores 46. Los adaptadores de montaje de sensores 46 aseguran el montaje superficial de un medio para detectar la posición de los polos magnéticos N y S de los imanes 17a y 17b, como una matriz de sensores Hall. Se muestra un sensor Hall 19 montado en un adaptador de montaje de sensores 46. El adaptador de montaje de sensores 46A asegura el montaje superficial de un medio de detección de temperatura como un termistor. Los terminales de sensores 45 proporcionan un medio de conexión a un medio de control electrónico externo como un accionamiento por motor. El patrón de PCB 38 también está compuesto de conductores asociados con los circuitos de las fases A, B y C. La Fig. 25 muestra el patrón de PCB 38 encima de los patrones de PCB apilados 32, 33, 34, 35, 36 y 37 mostrados previamente en la Fig. 1. El patrón de PCB 38 es preferentemente una capa superior o inferior para facilitar el montaje superficial de sensores y conectores, como los sensores Hall 19, en los adaptadores de montaje de sensores 46, el conector de fases del estator 20 en los terminales de fases 53, y el conector de sensores del estator 21 a los terminales de sensores 45. Los conductores radiales del patrón de * PCB 38 están conectados eléctricamente con conductores de vías de paso a circuitos de fase A, B y C de los patrones de PCB 32, 33, 34, 35, 36 y 37.

Haciendo referencia ahora a la Fig. 6A, el patrón de PCB 32 está compuesto de una pluralidad de secciones concéntricas en forma de anillo diferenciadas por la función de los conductores que contiene. La Fig. 6A ilustra las diversas secciones funcionales en forma de anillo del patrón de PCB 32 con algo de detalle del patrón de PCB 32 suprimido por claridad. La siguiente descripción de las secciones funcionales en forma de anillo del patrón de PCB 32 se aplicará a cada patrón de PCB de cada capa de material conductor dentro del estator optimizado conductor 15. En la Fig. 6A también se muestra un imán 17b con polos magnéticos N y S. El imán 17b está colocado detrás del estator optimizado conductor 15 como está dibujado en la Fig. 6A y el imán 17a, no mostrado, está en el mismo lugar pero colocado encima del estator optimizado conductor 15. El patrón de PCB 32 tiene una sección conductora de trabajo 30 que está definida por los polos magnéticos N y S del imán 17a. En otras palabras, la sección conductora de trabajo 30 es la parte del estator optimizado conductor 15 que es cortada por el flujo magnético entre los imanes 17a y 17b. Como se muestra en la Fig. 6A, hay una pluralidad de sectores de fase de la sección conductora de trabajo 30 que están designados por A, B y C. El número total de sectores de fase es igual al número de polos magnéticos multiplicado por el número de fases eléctricas que se utilizan. En la realización descrita actualmente, el dispositivo 10 utiliza una configuración trifásica y cuatro polos magnéticos y, por lo tanto, la sección conductora de trabajo 30 tiene un total de doce sectores de fase. El dispositivo 10 también puede configurarse para uso con otras configuraciones polifásicas que cambiarían el número de sectores de fase. Como ejemplo no limitador, otra realización del dispositivo 10 que utiliza una configuración de cinco fases y cuatro polos magnéticos tendrá una sección conductora de trabajo 30 dividida en veinte sectores de fase. Según se ilustra en la Fig. 6A, la disposición de los sectores de fase A, B y C es secuencial alrededor de la sección conductora de trabajo 30 y el área combinada de tres sectores de fase es igual al área de un polo magnético.

Haciendo referencia aún a la Fig. 6A, se describirán otras secciones del patrón de PCB 32. Radialmente hacia dentro de la sección conductora de trabajo 30 está una sección de vías de paso interiores 47. Radialmente hacia dentro de la sección de vías de paso interiores está una sección conductora no radial interior 48. Radialmente hacia dentro de la sección conductora no radial interior 48 está un orificio del eje 49. Radialmente hacia fuera de la sección conductora de trabajo 30 está una sección de vías de paso exteriores 50. Radialmente hacia fuera de la sección de vías de paso exteriores 50 está una sección conductora no radial exterior 51. Radialmente hacia fuera de la sección conductora no radial exterior 51 está una sección disipadora de calor 52. La sección disipadora de calor 52 contacta con los alojamientos 11 y 12 para proporcionar un medio para transferir calor del estator optimizado conductor 15 a los alojamientos 11 y 12. Un área de la sección disipadora de calor 52 está designada como la sección de terminales 53 que proporciona un medio de conexión a un sistema eléctrico externo como un accionamiento por motor, un rectificador, o un convertidor.

El patrón de PCB 32 se muestra que el estator optimizado conductor 15 tiene seis secciones concéntricas en forma de anillo, pero son posibles otras realizaciones de la invención con un número menor o mayor de secciones concéntricas en forma de anillo.

La sección de terminales 53 incluye terminales 53A, 53B, 53C, 53D, 53E y 53F, dos terminales por cada fase del circuito de potencia eléctrica. Cada una de las capas apiladas tiene estos terminales conectados entre sí con conectores de vía de paso como se muestra en la Fig. 1. La capa conductora de trabajo 32 está conectada a los terminales 53A, 53B. La capa conductora de trabajo 34 está conectada a los terminales 53C y 53D. La capa conductora de trabajo 36 está conectada a los terminales 53E y 53F.

Como se ve en las Figs. 6-11, el tamaño y forma de un primer conductor en una primera sección del patrón de PCB 32 son normalmente diferentes al tamaño y forma de un segundo conductor en una segunda sección del patrón de PCB 32. Además, el tamaño, forma y ubicación de un conductor en una primera sección de un primer patrón de una primera capa del estator optimizado conductor 15 pueden ser iguales o diferentes a un conductor en una primera sección correspondiente de un segundo patrón de una segunda capa del estator optimizado conductor 15. Esto contrasta con los conductores de los motores y generadores convencionales que están devanados con un hilo de diámetro fijo que dicta que los conductores sean de un tamaño y forma constantes por todo el motor o generador.

La configuración del material conductor en cada sección del patrón de PCB 32 depende de qué papel funcional desempeña cada sección para el estator optimizado conductor 15. Según se mostró y describió previamente, los sectores de fase A, B y C están dentro del campo de flujo entre los imanes 17a y 17b. Haciendo referencia ahora a la Fig. 14, una parte del patrón de PCB 32 se ilustra con partes de la sección conductora de trabajo 30, la sección de vías de paso interiores 47, la sección conductora no radial interior 48, el orificio del eje 49, la sección de vías de paso exteriores 50, y la sección conductora no radial exterior 51. Como ejemplo de cómo está optimizado un conductor en diferentes secciones del patrón de PCB 32, se describirá detalladamente un conductor radial 101 y algunos conductores no radiales asociados. En la realización descrita actualmente, el conductor radial 101 está compuesto de un conductor de trabajo 101a que tiene una anchura 54 que es constante dentro de la sección conductora de trabajo 30 y la anchura 54 es simétrica a lo largo de un radio 55. El conductor radial 101 también está compuesto de un adaptador interior 101b dentro de la sección de vías de paso interiores 47 que tiene una anchura 56 y un adaptador exterior 101c dentro de la sección de vías de paso exteriores 50 que tiene una anchura 57. La anchura 54 es menor o igual que la anchura 56. La anchura 54 es menor que la anchura 57. Como la anchura 54 está situada en un plano normal al flujo magnético, aumentar la anchura 54 tendrá como resultado un aumento de las corrientes de Foucault en el conductor de trabajo 101a. Las corrientes de Foucault producen fuerzas que se oponen a la rotación de los imanes 17a y 17b, privando al dispositivo 10 de potencia cuando el dispositivo 10 está trabajando como generador o motor. La velocidad de rotación de los imanes 17a y 17b es un factor usado para determinar la anchura 54. Una velocidad de rotación más rápida produce más corrientes de Foucault y por eso una realización del dispositivo 10 configurada para girar a una alta velocidad tendrá un valor de la anchura 54 que es menor que un valor de la anchura 54 en una realización del dispositivo 10 que está configurada para girar a una baja velocidad. La resistencia eléctrica es otro valor que se usa para determinar un valor de la anchura 54. La resistencia eléctrica priva de potencia al dispositivo 10 cuando el dispositivo 10 está trabajando como generador o motor. La resistencia eléctrica produce calor a medida que circula corriente eléctrica por el material conductor del estator optimizado 15 y la resistencia eléctrica aumenta a medida que aumenta la temperatura del material conductor. La resistencia eléctrica aumenta a medida que se disminuye la anchura 54. Por eso, para reducir las pérdidas atribuidas a la resistencia eléctrica, puede seleccionarse un valor máximo de la anchura 54. Sin embargo, dependiendo de la velocidad de funcionamiento del dispositivo 10, un valor máximo de la anchura 54 puede tener como resultado pérdidas sustanciales debidas a corrientes de Foucault. Por lo tanto, se selecciona un valor de la anchura 54 del conductor de trabajo 101a que equilibre las pérdidas por corrientes de Foucault con las pérdidas por resistencia eléctrica.

Haciendo referencia a las Figs. 6 y 14, el adaptador 101b está dentro de la sección de vías de paso interiores 47. La vía de paso interior 201 conecta eléctricamente el adaptador interior 101b del conductor radial 101 a conductores radiales correspondientes de otras capas de material conductor dentro del estator optimizado conductor 15. El adaptador interior 101b es continuo con un conductor no radial interior 58 que tiene una anchura 59. La anchura 59 del conductor no radial interior 58 es preferentemente mayor o igual que la anchura 56 del adaptador interior 101b del conductor radial 101. El adaptador exterior 101c tiene la vía de paso exterior 301 que conecta el adaptador 101c del conductor radial 101 a conductores radiales correspondientes de otras capas de material conductor dentro del estator optimizado conductor 15. El adaptador exterior 101c es continuo con un conductor no radial exterior 62 que tiene una anchura 61. La anchura 61 es preferentemente mayor o igual que la anchura 57. En la Fig. 14, se muestra que el adaptador interior 101b es continuo con un conductor no radial interior 63 y se muestra que el adaptador exterior 101c es continuo con un conductor no radial exterior 62. Sin embargo, en la realización descrita actualmente, el adaptador interior 101b del conductor radial 101 sólo está conectado a un conductor no radial interior 63 en el patrón de PCB 32, mostrado en la Fig. 6 y el conductor no radial interior 65 en el patrón de PCB 33, mostrado en la Fig. 7. El adaptador exterior 101c sólo está conectado a un conductor no radial exterior 62 en el patrón de PCB 32, mostrado en la Fig. 6. El conductor radial 101 de los patrones de PCB 34, 35, 36 y 37, mostrados en las Figs. 8, 9, 10 y 11 respectivamente, no se muestra que estén conectados a un conductor no radial interior o un conductor no radial exterior. Debe entenderse que el conductor radial 101 puede estar conectado selectivamente al conductor no radial interior 63 o a un conductor no radial exterior 62 en cualquier capa de material conductor dentro del estator optimizado conductor 15.

Haciendo referencia de nuevo a la Fig. 14, el adaptador interior 101b y el adaptador exterior 101c del conductor radial 101, el conductor no radial interior 63, y el conductor no radial exterior 62 no están sometidos al campo magnético concentrado de los imanes 17a y 17b. Por lo tanto, las corrientes de Foucault no son un factor y las anchuras 56, 57, 59 y 61 se hacen lo más grandes posible dentro de sus secciones respectivas del estator optimizado conductor 15 para reducir la resistencia eléctrica del circuito total.

Otro procedimiento de reducción de la resistencia eléctrica total de un circuito conductor dentro del estator optimizado conductor 15 es conectar en paralelo conductores correspondientes que están en capas diferentes de material conductor. Como ejemplo no limitador, la Fig. 15 ilustra seis capas de conductor radial 101 conectadas eléctricamente en paralelo por vías de paso 201 y 301. La resistencia eléctrica total de un número de conductores en paralelo, cada uno con un valor de resistencia eléctrica, es igual a uno dividido por la suma de los inversos del valor de resistencia de cada conductor. Cuando cada uno de los conductores tiene el mismo valor de resistencia, como cada una de las seis capas de conductor radial 101 mostrada en la Fig. 15, la fórmula puede simplificarse para que la resistencia total sea igual al valor de resistencia de un conductor dividido por el número de conductores en paralelo. Por ejemplo, si el conductor radial 101 de la primera capa tiene un valor de resistencia de 0,006 ohmios, y el conductor radial 101 en cada una de las otras cinco capas tiene el mismo valor de resistencia, entonces el valor de resistencia eléctrica total de las seis capas de conductor radial 101 es igual a 0,006 ohmios dividido por seis conductores o 0,001 ohmios. La Fig. 15 muestra la conexión en paralelo de un conjunto de conductores radiales a través de seis capas. La Fig. 3 muestra la conexión en paralelo de los conductores radiales en cada sector para el circuito de la fase A a través de seis capas.

Como ejemplo de cómo funciona el estator optimizado conductor 15, se describirá el recorrido de una corriente eléctrica a medida que circula por un circuito de la presente realización cuando el dispositivo 10 es accionado como motor. Haciendo referencia ahora a la Fig. 16, la sección conductora de trabajo 30 del patrón de PCB de trabajo 32 está compuesta de conductores radiales 101 a 172. En la realización preferida ilustrada actualmente, cada sector de fase contiene seis conductores radiales que llevan una corriente eléctrica a través de un sector de fase en la misma dirección radial. Los conductores radiales 101 a 106 están dentro de un sector de fase positiva A, los conductores radiales 107 a 112 están dentro de un sector de fase positiva B, y los conductores de trabajo 113 a 118 están dentro de un sector de fase positiva C. Los conductores radiales 119 a 124 están dentro de un sector de fase negativa A, los conductores radiales 125 a 130 están dentro de un sector de fase negativa B, y los conductores radiales 131 a 136 están dentro de un sector de fase negativa C. Los conductores radiales 137 a 142 están dentro de un sector de fase positiva A, los conductores radiales 143 a 148 están dentro de un sector de fase positiva B, y los conductores radiales 149 a 154 están dentro de un sector de fase positiva C. Los conductores radiales 155 a 160 están dentro de un sector de fase negativa A, los conductores radiales 161 a 166 están dentro de un sector de fase negativa B, y los conductores radiales 167 a 172 están dentro de un sector de fase negativa C. Debe entenderse que pueden producirse otras realizaciones con un menor o mayor número de conductores radiales en cada sector de fase dependiendo de los requisitos deseados de potencia de salida del dispositivo 10.

Los conductores radiales de cada sector de fase están conectados en serie para proporcionar varios pasos de corriente eléctrica a través de la sección de trabajo 30. La Fig. 16 muestra el patrón de PCB de trabajo 32 descrito previamente con el circuito de la fase A destacado y la Fig. 17 muestra el patrón de PCB de conductores eléctricos de conexión 33, también con el circuito de la fase A destacado.

En la Fig. 16, se suministra una corriente eléctrica a un terminal A+ 53B desde un medio de control. El medio de control, como la placa de control electrónico 22 descrita previamente, utiliza un medio de detección para determinar la polarización del flujo magnético producido por los imanes permanentes 17a y 17b que pasa a través de cada sector de fase de los circuitos de fase A, B y C. El medio de detección es preferentemente una matriz de sensores Hall montados en la superficie del estator optimizado conductor 15. El medio de control usa una pluralidad de transistores de potencia o MOSFETS que conmutan la corriente eléctrica a los circuitos de fase A, B y C en el momento y con duración apropiados para producir y mantener el movimiento rotatorio del dispositivo basado en la entrada de la matriz de sensores Hall. El medio de control es externo al dispositivo 10 y las conexiones eléctricas entre el medio de control y el estator optimizado conductor 15 pueden llevarse a cabo mediante un conductor separado como un haz de hilos o un cable plano.

Desde el terminal A+ 53B la corriente eléctrica se desplaza a través de un conductor no radial exterior 62. La corriente es conducida dentro y a través de un conductor radial 101 y después dentro de un conductor no radial interior 63. El conductor no radial interior 63 conduce la corriente dentro y a través del conductor radial 124. Desde este punto la corriente sale del patrón de PCB de trabajo 32. La corriente viaja a través de una vía de paso exterior 324 al patrón de PCB de conexión 33 de la Fig. 17. Desde la vía de paso exterior 324, la corriente viaja a través de un conductor no radial exterior 64 hasta llegar al conductor radial 102. La corriente viaja a través del conductor de trabajo 102 hacia un conductor no radial interior 65, dentro del conductor radial 123, luego hacia el conductor no radial exterior 66 y dentro del conductor radial 103. Cada vez que la corriente eléctrica viaja a través de un conductor radial, la corriente pasa a través de la sección conductora de trabajo 30. La corriente eléctrica continúa los pasos de corriente a través de los conductores radiales 122, 104, 121, 105, 120, 106 y 119. Desde el conductor radial 119 la corriente regresa a través de una vía de paso exterior 319 hacia el patrón de PCB de trabajo 32 mostrado en la Fig. 16. De la vía de paso exterior 319, la corriente viaja a través de un conductor no radial exterior 67 y dentro del conductor radial 137. Del conductor radial 137, la corriente eléctrica viaja a través de un conductor no radial interior 68 hacia el conductor radial 160. La corriente debe desplazarse a través de una vía de paso exterior 360 hacia el patrón de PCB de conexión 33, haciendo referencia de nuevo a la Fig. 17, donde la corriente puede circular luego a través de un conductor no radial exterior 69 hacia el conductor radial 138. La corriente eléctrica circula del conductor radial 138 dentro del conductor no radial interior 70 y luego circula dentro del conductor radial 159. La corriente continúa los pasos de corriente a través de los conductores radiales 139, 158, 140, 157, 141, 156, 142 y 155. Del conductor radial 155, la corriente es conducida a través de una vía de paso exterior 355 hacia el patrón de PCB de trabajo 32 como se muestra en la Fig. 16. De la vía de paso exterior 355 la corriente viaja a través del conductor no radial exterior 71 hacia un terminal A 53A. Del terminal A 53A la corriente se suministra de vuelta al medio de control. De manera similar, el patrón de trabajo 34 está conectado a los terminales 53C y 53D y circula corriente eléctrica a través del circuito de fase B, incluido en el patrón de PCB de trabajo 34 y el patrón de PCB de conexión 35, como se muestra en las Figs. 8 y 9. Además, el patrón de trabajo 36 está conectado a los terminales 53E y 53F y circula corriente a través del circuito de fase C, incluido en el patrón de PCB de trabajo 36 y el patrón de PCB de conexión 37, como se muestra en las Figs. 10 y 11. Según se mostró y describió previamente en la Fig. 15, la vía de paso exterior 301 y la vía de paso interior 201 conectan en paralelo los conductores radiales 101 en cada capa de material conductor incluida en los patrones de PCB 32, 33, 34, 35, 36 y 37. Igualmente, los conductores radiales 102 a 172 mostrados en las Figs. 16 y 17 están conectados en paralelo a los conductores radiales correspondientes en cada capa de material conductor dentro del estator optimizado conductor 15 por las vías de paso exteriores 302 a 372 y por las vías de paso interiores 202 a 272.

En la Fig. 18 se muestra otra realización de la invención. La realización incluye un patrón de PCB 91 usado con el estator 15. Las diferencias respecto a la realización descrita previamente incluyen un medio para situar sensores de polos magnéticos, como sensores Hall 95, dentro de la sección de trabajo 30. El patrón 91 comprende cavidades de sensores 92. Las cavidades de sensores 92 son áreas vacías que se extienden a través de todas las capas de material conductor y no conductor. Las cavidades de sensores 92 están dimensionadas y situadas para permitir que un sensor de polos magnéticos sea colocado dentro del flujo magnético concentrado entre los imanes 17a y 17b. Se forma un patrón con los conductores radiales cercanos a las cavidades de sensores 92 para proporcionar espacio libre adecuado y mantener las conexiones dentro de los circuitos del estator optimizado conductor 15.

La invención prevé otras realizaciones que optimizan los conductores del estator optimizado conductor 15 además de las mencionadas anteriormente. Según se mostró previamente, la Fig. 15 ilustra una configuración del conductor radial 101, que está compuesta de un único conductor de trabajo recto 101a simétrico alrededor de un radio 55 junto con el adaptador de vía de paso interior 101b, la vía de paso interior 201, el adaptador de vía de paso exterior 101c, y la vía de paso exterior 301. Como ejemplos no limitadores, las Figs. 19-24 muestran otros medios posibles para optimizar los conductores de la invención. La Fig. 19 muestra un conductor radial 101 como se describió anteriormente que comprende tres vías de paso 201 en el adaptador interior 101b y tres vías de paso 301 en el adaptador exterior 101c. Aumentar el número de vías de paso que conectan el conductor radial 101 en cada capa de material conductor aumenta el área metalizada total de cada conexión, lo cual reduce la resistencia eléctrica del circuito. Aunque se muestran tres vías de paso 201 y tres vías de paso 301, se entiende que son posibles otros números de vías de paso.

Otra realización mostrada en la Fig. 20 muestra un conductor radial 401 que está compuesto de dos conductores de trabajo 401a y 401b. Los conductores de trabajo 401a y 401b son paralelos al radio 55 y son de igual anchura 402. El conductor radial 401 se muestra con dos conductores de trabajo. Sin embargo, pueden usarse otros números de conductores de trabajo. La anchura de cada conductor de trabajo individual se minimiza para ayudar a reducir las pérdidas por corrientes de Foucault. Tener varios conductores de trabajo en paralelo, como los conductores de trabajo 401a y 401b, reduce la resistencia eléctrica y mejora la transferencia de calor hacia el exterior cuando se compara con un único conductor de trabajo.

La Fig. 21 ilustra otra posible realización de un conductor radial dentro de la invención. El conductor ramificado 501 se muestra como el conductor de trabajo 501a continuo con el adaptador interior 501b. Radialmente hacia fuera, el conductor de trabajo 501a se ramifica en los conductores de trabajo 501d y 501e, y más adelante se ramifica de nuevo en los conductores de trabajo 501f, 501g y 501h. El conductor ramificado 501 es otro procedimiento para reducir las pérdidas por corrientes de Foucault, reducir la resistencia, y aumentar la transferencia de calor hacia los bordes exteriores del estator optimizado conductor 15.

En las Figs. 22 y 23, una pluralidad de vías de paso 602 en la sección de trabajo 30 cruza de un par de conductores de trabajo de un lado del radio 55 al otro. En la Fig. 22, el conductor radial 601 está compuesto de conductores de trabajo 601a, 601b, 601c y 601d. Los conductores de trabajo 601a y 601b son continuos, según se muestra, y los conductores de trabajo 601c y 601d terminan en las vías de paso 602, según se muestra. Una corriente eléctrica que se desplaza a través del conductor de trabajo 601a está por un lado del radio 55 y después se cruza al otro lado del radio 55 en el conductor de trabajo 601b. La corriente eléctrica que se desplaza por 601c se conecta a otra capa de material conductor por la vía de paso 602 que está configurada como se ilustra en la Fig. 23. La corriente eléctrica se desplaza desde la vía de paso 602 dentro del conductor de trabajo 601c y después se desplaza a través del radio 55 hacia el conductor de trabajo 601d. En la capa de material conductor ilustrada en la Fig. 23, los conductores de trabajo 601a y 601b terminan en las vías de paso 602. Una corriente eléctrica que viaja a través del conductor de trabajo 601a se conecta a la capa de material conductor mostrada en la Fig. 22 donde se conecta al conductor de trabajo 601a y después se desplaza a través del radio 55 hacia el conductor de trabajo 601b. Cruzar los conductores de trabajo de la manera recién descrita es un procedimiento de reducción de corrientes de bucle que son inducidas dentro de conductores en paralelo en un campo magnético alternativo.

La Fig. 24 ilustra otra realización con el conductor radial 701 que está compuesto de un punto medio 702 que está a una distancia 703 del radio 55 y a una distancia 704 del centro 705 del estator optimizado conductor 15. El punto medio 702 puede tener valores iguales o diferentes para las distancias 703 y 704 en diferentes capas de material conductor dentro del estator optimizado conductor 15. Doblar el conductor radial 701 separándolo del radio 55 de la manera recién descrita es un procedimiento de reducción de dentado.

Las diferentes configuraciones de conductores radiales ilustradas en las Figs. 14 y 15 y las Figs. 19-24 se presentan como ejemplos no limitativos y se entenderá que son posibles muchas otras configuraciones que optimizarán más los conductores dentro del ámbito de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (11)

1. Un dispositivo sin escobillas de energía de rotación de campo axial que tiene terminales de corriente eléctrica polifásica de polaridad positiva y negativa, que comprende: un rotor (14a, 14b) que tiene una pluralidad de polos de imanes permanentes (17a, 17b); y un estator enfrentado a la pluralidad de polos de imanes permanentes del rotor, y que tiene:

una pluralidad de capas conductoras de trabajo de placas de circuitos (32, 34, 36) que tiene al menos una capa conductora de trabajo para cada fase de la corriente eléctrica, incluyendo cada una de dichas capas conductoras de trabajo un patrón de una pluralidad de conductores radiales(2), extendiéndose cada uno entre un orificio pasante interior (201) y un orificio pasante exterior (301), estando dichos orificios pasantes interiores situados en un diámetro interior de dicha capa conductora de trabajo y estando dichos orificios pasantes exteriores situados en un diámetro exterior de dicha capa conductora de trabajo;

una pluralidad de capas conductoras de conexión de placas de circuitos (33, 35, 37), al menos una de las cuales está asociada con cada capa conductora de trabajo, e incluyendo cada una un patrón de una pluralidad de conductores radiales, extendiéndose cada uno entre un orificio pasante interior y un orificio pasante exterior, estando dichos orificios pasantes interiores situados en un diámetro interior de dicha capa conductora de conexión y estando dichos orificios pasantes exteriores situados en un diámetro exterior de dicha capa conductora de conexión;

en el que cada capa conductora de trabajo de placas de circuito (32, 34, 36) tiene una configuración plana y cada capa conductora de conexión de placas de circuitos (33, 35, 37) tiene una configuración plana y el estator se forma apilando las capas conductoras de trabajo y las capas conductoras de conexión unas sobre las otras con una capa de sustrato entremedias de cada capa;

una pluralidad de conductores de vía de paso (6), situados dentro de orificios pasantes interiores y exteriores seleccionados de la capa conductora de trabajo y las capas de conexión, para conectar eléctricamente los conductores seleccionados de los conductores radiales de la capa conductora de conexión (33, 35, 37) a los conductores seleccionados de los conductores radiales de la capa conductora de trabajo (32, 34, 36);

teniendo además cada capa conductora de trabajo (32, 34, 36) un par de conductores exteriores no radiales (62, 71) para conectar eléctricamente los terminales positivo y negativo de una fase de la corriente eléctrica a orificios pasantes exteriores seleccionados (301) y una pluralidad de conductores interiores no radiales (63) para conectar eléctricamente entre sí orificios pasantes interiores seleccionados (201);

teniendo además cada capa conductora de conexión una pluralidad de conductores exteriores no radiales (64, 66) para conectar eléctricamente entre sí orificios pasantes exteriores seleccionados y una pluralidad de conectores interiores no radiales (65, 70) para conectar eléctricamente entre sí orificios pasantes interiores seleccionados.

2. El dispositivo de energía de rotación según la reivindicación 1, caracterizado porque el estator tiene un taladro central a través del mismo en una dirección perpendicular a la configuración plana de las capas y que además incluye un eje motor rotatorio (13) que se extiende a través del taladro central y que además incluye un primer rotor (14a) asegurado fijamente al eje motor en un lado del estator y un segundo rotor (14b) asegurado fijamente al eje motor en el lado opuesto del estator.

3. El dispositivo de energía de rotación según la reivindicación 2, caracterizado porque además incluye un medio de detección (19) montado en el estator para determinar la posición de rotación de los polos de los imanes permanentes.

4. El dispositivo de energía de rotación según la reivindicación 2, caracterizado porque los polos del imán permanente (17a) del primer rotor (14a) están situados con respecto a los polos del imán permanente (17b) del segundo rotor (14b) de manera que las líneas de flujo pasan a través del estator en una dirección perpendicular a la configuración plana de las capas conductoras de trabajo.

5. El dispositivo de energía de rotación según la reivindicación 4, caracterizado porque cada rotor tiene al menos cuatro polos de imanes permanentes.

6. El dispositivo de energía de rotación según la reivindicación 1, caracterizado porque está configurado para al menos un circuito eléctrico trifásico.

7. El dispositivo de energía de rotación según la reivindicación 1, caracterizado porque los conductores radiales de la capa conductora de trabajo (32, 34, 36) y la capa conductora de conexión (33, 35, 37) tienen una anchura preseleccionada y los conductores exteriores e interiores no radiales de la capa conductora de trabajo y los conductores exteriores e interiores no radiales de la capa conductora de conexión tienen una anchura más ancha que la anchura preseleccionada.

8. El dispositivo de energía de rotación según la reivindicación 1, caracterizado porque cada capa conductora de trabajo (32, 34, 36) y cada capa conductora de conexión está dividida en sectores con cada sector asociado con una polaridad positiva o negativa de cada fase de la corriente eléctrica y con conductores radiales que se extienden a través de cada sector.

9. El dispositivo de energía de rotación según la reivindicación 8, caracterizado porque los conductores interiores no radiales (63) de cada capa conductora de trabajo junto con los conductores interiores y exteriores no radiales (64, 65, 66, 70) de cada capa conductora de conexión conectan en serie entre sí los conectores radiales de cada sector asociado con una fase de la corriente eléctrica a través de los conductores de vías de paso (6).

10. El dispositivo de energía de rotación según la reivindicación 9, caracterizado porque el dispositivo está configurado para al menos corriente eléctrica trifásica y en el que el rotor incluye al menos cuatro polos de imanes permanentes (17a, 17b) y en el que cada capa conductora de trabajo (32, 34, 36) y cada capa conductora de conexión (33, 35, 37) está dividida en al menos doce sectores y además en el que la capa conductora de trabajo incluye al menos un conductor exterior no radial para conectar un sector asociado con la polaridad negativa de una fase a un sector asociado con una polaridad positiva de esta fase.

11. El dispositivo de energía de rotación según la reivindicación 9, caracterizado porque los conductores radiales de cada capa conductora de trabajo y cada capa conductora de conexión están dispuestos en un patrón idéntico y en el que los conductores radiales correspondientes de cada capa están conectados eléctricamente en paralelo con los conductores de vía de paso.