ES2318717T3 - Mejoras en generadores electricos tubulares. - Google Patents
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Abstract
Un generador lineal (10) que tiene una armadura anular conteniendo bobinas (20, 21, 22, 23) y un translador (11) conteniendo imanes permanentes (13, 14, 15), estando situado el translador concéntricamente a través de la armadura, y dicha armadura y translador se pueden mover uno con relación a otro a lo largo de un eje longitudinal, donde un manguito magnéticamente permeable (31) está fijado y rodea circunferencialmente la armadura, estando contorneada la permeabilidad de uno o ambos extremos del manguito alrededor de su circunferencia de tal manera que se reduzca la variación de la fuerza de reluctancia longitudinal en el manguito en su recorrido con la armadura con relación al translador, donde dicho contorneado de la permeabilidad se logra por una variación de la cantidad de material alrededor de la circunferencia del extremo del manguito en uno o ambos extremos del manguito, teniendo dicha variación la forma de ausencia variable de material de manguito en posiciones alrededor de la circunferencia de la armadura, caracterizado porque el manguito incluye o se forma de una multiplicidad de elementos ferromagnéticos individuales (39, 40, 41, 46) para sacar líneas de flujo del translador, pero siendo cada uno de una forma y estando aislado individualmente de tal manera que elimine sustancialmente la circulación de corrientes transitorias alrededor y/o a lo largo de la circunferencia del manguito.
Description
Mejoras en generadores eléctricos tubulares.
La presente invención se refiere a mejoras en el
rendimiento de generadores eléctricos lineales tubulares.
Los generadores tubulares a los que se pueden
aplicar las mejoras aquí descritas, son del tipo donde la armadura
del generador contiene una o más bobinas anulares y el translador
contiene una serie alargada de polos magnéticos. Esta última serie
se puede formar de un número de imanes permanentes dispuestos en
columna para pasar concéntricamente de un lado a otro a través de
la(s) bobina(s) anular(es). Cuando las líneas
de flujo que emanan de los polos magnéticos cortan las vueltas de
las bobinas anulares, se genera electricidad. Como ejemplo de tal
construcción ahora se usa en todo el mundo el motor eléctrico
lineal tubular, patente británica número GB 2079068 y equivalentes
extranjeros.
(Se deberá indicar durante todo este texto que
el término armadura se refiere a la parte del generador conteniendo
sus bobinas, y el término translador es la parte conteniendo los
imanes permanentes. Se genera electricidad como consecuencia del
movimiento de uno con relación al otro. Además, como conocen
comúnmente los expertos en el campo, un generador eléctrico de
imanes permanentes del tipo descrito puede operar igualmente como un
motor eléctrico. Por lo tanto, los términos generador y motor se
consideran intercambiables dentro de esta solicitud).
Hay un número creciente de aplicaciones
industriales que requieren la conversión de energía mecánica
alternativa a potencia eléctrica. Una en particular es la
conversión de energía de las olas marinas en electricidad. Un
ejemplo de dicho convertidor de energía de las olas marinas es donde
el movimiento de un flotador colocado en el mar se usa para
producir el movimiento relativo entre la armadura y el translador de
un generador lineal, y por ello la conversión de energía de las
olas marinas en energía eléctrica.
Se apreciará que con el fin de optimizar la
generación de potencia para un generador lineal de un tamaño y
costo dados, es importante que el generador sea lo más eficiente
magnética y eléctricamente que sea posible. La eficiencia de la
conversión de potencia es una consideración especialmente importante
para convertidores de energía de las olas, siendo esencial que se
genere suficiente electricidad para asegurar un beneficio adecuado
de la inversión inicial de capital. Una contribución significativa a
la eficiencia de cualquier motor eléctrico/generador es el uso
óptimo de flujo de campo magnético creado en él y/o inherente a su
construcción.
Tales medios para optimizar el uso de flujo
magnético pueden incluir la posición de un manguito ferromagnético
cilíndrico colocado coaxialmente y fijado a las bobinas anulares que
forman la armadura. La presencia del manguito sirve para sacar las
líneas de flujo que emanan del translador de tal manera que se
mejore el flujo articulado con las bobinas.
Sin embargo, una desventaja de usar cualquier
forma de manguito ferromagnético en un generador lineal tubular de
imanes permanentes es la reluctancia desfavorable que puede
resultar. Por reluctancia se entiende la no uniformidad de la
fuerza mecánica experimentada en la dirección de movimiento de la
parte móvil del generador con relación a la parte estacionaria.
Esto surge debido al efecto de atracción magnética de polo saliente
entre los polos magnéticos discretamente espaciados de la armadura y
el manguito ferromagnético. La reluctancia, si es grave, puede
producir vibración mecánica, e incluso ruptura, en un período
prolongado.
US 5.909.066 describe un motor lineal que tiene
las características del generador lineal de la sección
precaracterizante de la reivindicación 1.
Según la invención se facilita un generador
lineal que tiene una armadura anular conteniendo bobinas y un
translador conteniendo imanes permanentes, estando situado el
translador concéntricamente a través de la armadura, y la armadura
y translador son móviles uno con relación a otro a lo largo de un
eje longitudinal, donde un manguito magnéticamente permeable está
fijado y rodea circunferencialmente la armadura, estando contorneada
la permeabilidad de uno o ambos extremos del manguito alrededor de
su circunferencia de tal manera que se reduzca la variación de la
fuerza de reluctancia longitudinal en el manguito en su recorrido
con la armadura con relación al translador, donde dicho contorneado
de la permeabilidad se logra por una variación de la cantidad de
material alrededor de la circunferencia del extremo del manguito en
uno o ambos extremos del manguito, teniendo dicha variación la
forma de ausencia variable de material de manguito en posiciones
alrededor de la circunferencia de la armadura, caracterizado porque
el manguito incluye o se hace de una multiplicidad de elementos
ferromagnéticos individuales para sacar líneas de flujo del
translador, pero siendo cada una de una forma y estando
individualmente aislado de tal manera que se elimine sustancialmente
la circulación de corrientes transitorias alrededor y/o a lo largo
de la circunferencia del manguito.
Preferiblemente, hay varios ciclos de la
variación alrededor de la circunferencia para reducir cualquier
tendencia a que la fuerza neta en el manguito varíe en las
direcciones de "cabeceo" o "guiñada" (con referencia a un
generador que tiene un eje longitudinal horizontal).
Un método de lograr esta ausencia es mediante
una desviación longitudinal variable de un borde del manguito
longitudinal de la armadura que rodea, donde los ejemplos de tal
variación de la desviación pueden ser sustancialmente sinusoidales,
triangulares o almenados. Por esto, cuando uno o más bordes dados
del manguito son atraídos en una cierta dirección a un polo
magnético particular y/o conjuntos de polos, otros bordes dados son
atraídos menos o son atraídos en el sentido direccional opuesto,
reduciéndose por ello la atracción neta del manguito a cualquier
polo particular o conjunto de polos, obteniéndose esta reducción,
dentro de márgenes, independientemente de la posición del manguito
con relación al translador.
En la práctica, el contorneado puede seguir una
curva predeterminada y continua que da lugar a que el manguito
tenga, por ejemplo, un par de tramos más largos y un par de tramos
más cortos, siendo los tramos de cada par diametralmente opuestos
uno a otro. Alternativamente, se puede emplear un contorno almenado.
En el caso donde el contorneado se efectúa en ambos extremos del
manguito, la longitud general media del manguito se selecciona por
diseño de modo que cualquier reluctancia residual que todavía quede
en un extremo del manguito, sea equilibrada todo lo posible por el
efecto opuesto de cualquier reluctancia residual que quede en el
otro extremo.
El uso de dicho manguito magnéticamente
permeable, al mismo tiempo que mejora ventajosamente el flujo que
actúa en las bobinas, tiene una desventaja significativa. Ésta es
que se inducen corrientes transitorias en el manguito cuando avanza
de un lado al otro sobre los imanes permanentes del translador. Esto
da lugar a una acción de frenado y, al menos de la misma
importancia, al calentamiento del material de manguito. Esto se
añade a la pérdida de calor que tiene lugar dentro de las bobinas de
la armadura, poniendo en peligro perceptiblemente el rendimiento
general, en modo de generador o motor.
En una realización preferida de este aspecto de
la invención, los elementos individuales están formados de tramos
discretos de material ferromagnético, tal como hierro dulce,
colocados paralelos y adyacentes uno a otro longitudinalmente con
el fin de formar dicho manguito. Los tramos se pueden unir una a
otra por una resina adecuada o análogos. Los elementos individuales
se pueden fabricar de un material ferromagnético que tiene
propiedades especialmente favorables de permeabilidad magnética, tal
como "TRAPOFERM".
En otra realización, los elementos pueden
incluir partículas individuales, tal como pequeños cojinetes de
bolas, incrustadas dentro de un material plástico no conductor.
La combinación de las disposiciones anteriores
da lugar a un generador lineal capaz de operación sustancialmente
sin fuerzas de frenado o reluctancia perjudiciales inherentes y con
pocas o nulas pérdidas de calor dentro de su manguito. En general,
esto puede dar lugar a un aumento del rendimiento superior a 30% en
comparación con los generadores (o motores) que operan sin un
manguito construido según esta invención.
Es práctico, al crear el translador de un
generador lineal tubular, seleccionar diferentes calidades de imanes
permanentes según el rendimiento deseado. Por ejemplo, donde se
requiere una salida alta, y ciertamente no se tiene en cuenta el
costo, se puede usar imanes de boro hierro neodimio de tierras
raras. La coercividad de estos imanes es alta y hay poco riesgo de
que los campos desmagnetizantes que surgen de las corrientes que
circulan en las bobinas de la armadura, puedan poner los imanes en
un punto operativo desfavorable. Por otra parte, si se usan imanes
de cerámica de menor coercividad, por ejemplo los conocidos como
ferritas, pueden experimentar dicho efecto debido a la presencia de
una inflexión distinta en las propiedades de su curva BH. El uso de
un manguito ferromagnético como el aquí descrito mitiga este riesgo,
debido al hecho de que contribuye al acoplamiento magnético de los
polos norte y sur de los imanes permanentes colocados a lo largo del
translador. (En efecto, el manguito forma un recorrido de
cortocircuito magnético para que lo recorran los campos
magnéticos).
Sin embargo, será evidente que el manguito
cumple esta finalidad con más efecto donde se extiende más allá de
ambos lados de una bobina de armadura, que donde cubre justamente
dicha bobina, por ejemplo donde el manguito en su longitud más
larga se hace a la longitud general exacta de las bobinas anulares
de la armadura y así cubre las bobinas de extremo de la armadura en
su cara interior solamente.
Según una característica de la invención, la
longitud del manguito ferromagnético se hace suficientemente
superior a la longitud longitudinal total de la pila de bobinas de
la armadura de tal manera que el solapamiento resultante en cada
extremo de la pila asegure que la protección contra desmagnetización
inducida de los imanes llegue sustancialmente en la misma extensión
a los imanes del translador expuestos a las bobinas situadas en los
extremos finales de la armadura que a los situados en su centro.
En la construcción de generadores tubulares
lineales o motores es conocido impregnar con resina sus bobinas
anulares. La finalidad de ello es mantener las bobinas en posición
una con relación a otra y proporcionar un recorrido conductor de
calor a una superficie termoconductora exterior. Sin embargo, si se
utilizase dicha construcción en generadores tubulares lineales que
son el objeto de las mejoras aquí descritas, se apreciaría que la
distancia radial del manguito desde los imanes que rodea
coaxialmente, aumentaría el grosor de la capa de resina. En la
práctica, con el fin de proporcionar el mejor acoplamiento magnético
posible entre el manguito y los imanes, es deseable mantener esta
distancia radial lo más pequeña que sea posible.
Según otra característica de la invención, los
elementos individuales incluyendo el manguito ferromagnético están
incrustados dentro de la resina que une las bobinas durante el
proceso de fabricación. Por esto, el manguito ferromagnético
formado por los elementos puede estar lo más cerca que sea posible
del diámetro exterior de las bobinas, y correspondientemente lo más
cerca posible de los polos magnéticos de la armadura.
Para aplicaciones específicas de generadores
tubulares lineales, y en particular la aplicación de energía de las
olas antes descrita, puede ser deseable poder frenar el movimiento
de la armadura con relación al translador. Esto podría ser
necesario, por ejemplo, en el caso de los movimientos repentinos e
inesperados que surgen de la llegada de una onda anormal. Tal
acción de frenado se puede lograr convenientemente cortocircuitando
las bobinas de la armadura. Las fuerzas electromotrices que circulan
dentro de las bobinas pueden ser muy efectivas para ralentizar el
movimiento del translador. Sería ventajoso poder usar el manguito
ferromagnético como se describe aquí para la misma finalidad, pero,
como ya se ha descrito, su mismo diseño evita la circulación en la
práctica de corrientes transitorias.
Según todavía otra característica de la
invención, varios o todos los elementos individuales incluyendo o
incluidos dentro del manguito están cableados por medios conductores
a medios de conmutación comunes, permitiendo la conexión de un
número seleccionado, o de todos ellos uno a otro y por ello la
circulación controlada de corrientes transitorias. Por esto, el
manguito puede funcionar, si se desea, aunque en grado limitado,
como unos medios de frenado adicionales.
La invención se describirá ahora con referencia
a los dibujos acompañantes en los que:
La figura 1 representa la armadura y translador
de un generador lineal tubular típico.
La figura 2 es una vista de un borde de un
manguito ferromagnético rodeando la armadura del generador.
La figura 3 representa fuerzas de reluctancia
que pueden surgir al usar un manguito de longitud uniforme.
La figura 4 es una vista en perspectiva del
manguito con extremos contorneados.
La figura 5 representa el método por el que se
pueden reducir las fuerzas de reluctancia.
La figura 6 representa tales fuerzas de
reluctancia reducidas.
La figura 7 es una vista despiezada de los
elementos individuales incluyendo el manguito.
La figura 8 representa un manguito alargado
solapando las bobinas del generador.
La figura 9 es un diagrama que representa los
elementos incluyendo el manguito incrustado en resina.
Y la figura 10 representa medios para permitir
que el manguito actúe como un freno electromagnético.
Las figuras 1 y 2 y el texto que las describe,
proporcionan una referencia histórica general para facilitar la
comprensión de la invención.
Con referencia a la figura 1, un generador
lineal tubular típico al que se pueden aplicar las mejoras aquí
descritas, se representa generalmente en 10. El translador 11
incluye un tubo no ferromagnético 12 que aloja una serie de imanes
permanentes magnetizados axialmente espaciados 13, 14, 15, etc. Se
verá que los polos análogos de los imanes miran uno a otro. El
efecto es hacer que las líneas de fuerza, representadas aquí
esquemáticamente en 16, 17 y 18, salgan radialmente del tubo que
sujeta los imanes permanentes, y por ello corten, como se
representa, las vueltas de las bobinas coaxiales de la armadura,
representadas aquí en 20, 21, 22 y 23. (Obsérvese que estas bobinas
están unidas generalmente dentro de otro tubo, no representado aquí
para claridad). Forzar el movimiento relativo entre la armadura y
translador da lugar a la generación de fuerzas electromotrices
sinusoidales alternas en las bobinas de la armadura. (Esta
disposición es idéntica a la del motor eléctrico lineal tubular
descrito en la patente británica número GB2079068).
Como se apreciará, la emf (fuerza electromotriz)
generada en las bobinas de la armadura depende de la resistencia de
los campos magnéticos permanentes, y, usando el principio de la
regla de la mano derecha de Fleming, de lo ortogonales que son a la
dirección de movimiento relativo de las vueltas de la(s)
bobina(s) de armadura que cortan.
Con referencia a la figura 2, se representan
medios para mejorar esta ortogonalidad, y así la cantidad de
electricidad generada. Sobre las bobinas se coloca un manguito
ferromagnético, representado aquí en un borde solamente en 24. El
efecto del manguito es doble. En primer lugar, contribuye a sacar
las líneas de fuerza más directamente de los imanes permanentes y
así más ortogonalmente del tubo que los contiene, y en segundo
lugar, proporciona un recorrido preparado para que lo sigan las
líneas de campo magnético, como se representa en 25, 26 y 27. Este
último aspecto proporciona una ventaja importante en la medida en
que asiste el punto de trabajo efectivo en el que operan los
imanes, y reduce la probabilidad de su desmagnetización en la
práctica.
La descripción anterior esboza el concepto
general, y conocido en la técnica, de usar un manguito para aumentar
la salida, o en el caso de la configuración descrita usada como un
motor lineal, el empuje disponible si se energizasen las bobinas.
El concepto real de la invención se describe ahora con detalle con
referencia a las figuras restantes.
Una desventaja observable surge del uso de un
manguito ferromagnético simple como se ilustra en la figura 2. Esto
es debido al efecto conocido como reluctancia. Por reluctancia se
entiende la no uniformidad mecánica de la fuerza mecánica
experimentada en la dirección de movimiento de la parte móvil del
generador con relación a la parte estacionaria. Esto surge debido
al efecto de atracción magnética de polo saliente entre los polos
magnéticos discretamente espaciados de la armadura y el manguito
ferromagnético. (Se puede ver, por referencia a la figura 2, que el
manguito intentará alinearse longitudinalmente con relación a los
imanes para proporcionar el mejor recorrido posible para sus campos
magnéticos, como es bien conocido al poner cualquier objeto
ferromagnético cerca de imanes permanentes). La reluctancia puede
dar lugar a un movimiento de vibración con los efectos mecánicos
nocivos consiguientes. Tal perfil de reluctancia se representa en la
figura 3. La fuerza aplicada se representa en 28, la fuerza de
reluctancia en 29 y la fuerza resultante en 30.
Con referencia a la figura 4, se representan
medios para mitigar este efecto. El manguito que rodea las bobinas
de la armadura se representa aquí en 31, y está formado por varios
elementos discretos, cuya finalidad se describe a continuación.
Como se puede ver, se ha modificado la forma del manguito en sus
extremos, como se representa en 32. En vez de tener un perímetro
uniforme en su extremo, los extremos están contorneados, en cambio,
como se representa. El contorno logra el efecto, como se ilustra, de
las porciones superior e inferior del manguito que se extienden en
su lado derecho más que sus porciones laterales. Esto se logra al
fabricar simplemente por yuxtaposición adecuada de los elementos
individuales que forman el manguito. La finalidad del contorneado
es reducir las fuerzas de reluctancia. (Obsérvese que, en el lado
izquierdo del manguito, las porciones laterales se extienden a la
inversa más que las porciones superior e inferior).
Esto se explica mejor con referencia a la figura
5. La porción superior (y en este caso la más sobresaliente) de un
extremo del manguito se representa esquemáticamente en 33 y el lado,
y la porción menos sobresaliente, en 34. El translador se
representa en 35. El solapamiento de los elementos 33 y 34 se
selecciona de modo que mientras que un tramo intenta empujar un
conjunto de polos de imán, el otro tramo está en un estado
"intermedio" y por lo tanto no contribuye a esta fuerza.
Cuando se hace que la armadura se mueva con relación al translador,
se invierte la posición. Mientras tanto, el contorneado gradual del
extremo del manguito facilita este proceso. El efecto, en este
extremo del manguito, es reducir la fuerza de reluctancia neta.
En el otro extremo del manguito, 37, prevalece
una disposición similar, a excepción de que las protuberancias
relativas de los tramos de los elementos están tan predeterminados
(mediante esmerada selección de su longitud física) que su acción
en este otro extremo está desfasada a las del primer extremo 36,
véase también para referencia los extremos derecho e izquierdo del
manguito de la figura 4. Esto reduce más el efecto de reluctancia,
reduciéndose sustancialmente la fuerza final neta, como se
representa en 38 en la figura 6, en comparación con la amplitud de
la original representada en la figura 3. Son posibles perfiles
alternativos de los extremos del manguito, tal como una combinación
de un contorno almenado, combinado con curvas graduales, para
reducir aún más el efecto de reluctancia.
Ahora se describirá un aspecto importante de la
invención. Se verá por el manguito representado en la figura 4 que
está formado por varios elementos discretos. La razón de esto es la
siguiente.
Si dicho manguito se hiciese de un material
conductor macizo (como es el caso de un cilindro ferromagnético
sencillo), sufriría una desventaja significativa. Es decir, durante
la generación, el mismo movimiento del manguito con relación al
translador crea corrientes transitorias parásitas que circulan en
él. Sirven para calentar el manguito y, lo que es al menos igual de
malo, para resistir el paso de la armadura con relación al
translador debido a los campos magnéticos creados por ellos. Estos
dan lugar a una fuerza contraria que se opone a la fuerza que
produce el movimiento. El efecto se puede reducir en cierta medida
formando ranuras en el manguito, pero esto reduce la efectividad
del manguito por la omisión del material que su presencia
necesita.
El manguito de la figura 4, formado según la
invención, y que también supera dichas dificultades producidas por
corrientes transitorias circulantes, se representa en contorno en
31. Incluye una multiplicidad de elementos discretos alargados 39,
40, etc, hechos de un material ferromagnético que tiene una
permeabilidad alta favorable, tal como hierro dulce o
"TRAPOFERM". Cada uno de estos elementos está aislado de su
contiguo. Los elementos siguen sacando las líneas de fuerza,
sustancialmente como si el manguito se hiciese de una sola pieza,
pero dado que están aislados uno de otro, esto elimina virtualmente
la circulación de corrientes transitorias, confinándose su
presencia a dentro de los elementos longitudinales. Así, surge un
beneficio significativo en términos de salida, pero sin ningún
impacto observable debido a corrientes transitorias.
La figura 7 representa una vista ampliada de
parte del manguito representado en la figura 2b. Los elementos
discretos longitudinales que forman el manguito se representan de
nuevo aquí en 39, 40 y 41. Cada elemento está aislado a lo largo de
toda su longitud para evitar la conducción eléctrica a su
contiguo.
Con referencia a la figura 8, se representa en
42 una disposición para reducir más la probabilidad de que los
imanes dentro del translador lleguen más allá de su punto operativo
seguro (esto puede tener lugar debido a la presencia de fuertes
campos desmagnetizantes o, en combinación, a la exposición de los
imanes a tales campos y a la operación a altas temperaturas).
Como se ha mencionado anteriormente, la
presencia del manguito de la invención asiste la operación segura
de los imanes en la medida en que proporciona un recorrido preparado
a lo largo del que pueden pasar sus campos. Sin embargo, si la
longitud (media) del manguito fuese tal que solamente cubriese las
bobinas de extremo de la armadura, los imanes coaxialmente rodeados
por ellas no estarían protegidos en la misma medida que los
situados más en el centro. Por lo tanto, el manguito se hace a una
longitud que supera en buena medida, como se representa en 43 y 44,
la longitud general "I" de la pila de bobinas de armadura. Por
esto, se puede ver que el acoplamiento de campo magnético
proporcionado por el manguito se extiende sobre todos los imanes
operativos, facilitando así su función dentro de un punto operativo
seguro.
Es conocido maximizar el acoplamiento magnético
dentro de la maquinaria electromagnética reduciendo los entrehierros
magnéticos todo lo posible. Una disposición para lograrlo en el
caso del generador lineal tubular enmanguitado se representa ahora
con referencia a la figura 9, que representa una vista de extremo de
las bobinas y el manguito. Es habitual encapsular bobinas en resina
para su protección y unión. En vez de montar los elementos
individuales 46 incluyendo el manguito sobre la resina (endurecida),
que daría lugar a un mayor entrehierro, se moldean en cambio
dentro, como se representa en 47. Por esto, están lo más cerca
prácticamente posible de la superficie de bobina 48, y así se
maximiza el acoplamiento de flujo magnético con los imanes del
translador.
Es conocido que cortocircuitar las bobinas de la
armadura de un motor eléctrico rotativo del tipo de imanes
permanentes es efectivo para frenar el movimiento de su armadura. En
el caso del generador lineal tubular, cortocircuitar sus bobinas de
la armadura proporciona igualmente una acción preparada y efectiva
de frenar el movimiento del translador con relación a su armadura.
Sin embargo, por la descripción anterior se entenderá que el
manguito no puede contribuir a este efecto puesto que lo esencial de
su construcción es evitar el efecto de corrientes transitorias
circulantes.
Sin embargo, en circunstancias especiales, puede
ser útil poder detener el movimiento en el tiempo más corto
posible, en particular en convertidores de energía de las olas
donde, por ejemplo, puede haber una llegada repentina de una onda
de amplitud inesperada.
Ésta podría producir, por ejemplo, un excesivo
movimiento de un amortiguador puntual que mueve un generador
lineal, con el daño consiguiente de éste último.
Un método de que el manguito todavía pueda
contribuir al efecto de frenado se representa con referencia a la
figura 10. Cada uno de los elementos 49, 50, etc, está conectado a
conmutadores correspondientes 51 y 52, etc. La otra mitad de cada
interruptor está conectada a una barra bus 53. Mediante la
activación de algunos o todos los conmutadores, se obtiene un
recorrido que permite, aunque en grado limitado, que circulen
algunas corrientes transitorias, permitiendo así que el manguito
aumente el esfuerzo de frenado.
Numerosas variaciones serán evidentes a los
expertos en la técnica.
Claims (7)
1. Un generador lineal (10) que tiene una
armadura anular conteniendo bobinas (20, 21, 22, 23) y un translador
(11) conteniendo imanes permanentes (13, 14, 15), estando situado
el translador concéntricamente a través de la armadura, y dicha
armadura y translador se pueden mover uno con relación a otro a lo
largo de un eje longitudinal, donde un manguito magnéticamente
permeable (31) está fijado y rodea circunferencialmente la
armadura, estando contorneada la permeabilidad de uno o ambos
extremos del manguito alrededor de su circunferencia de tal manera
que se reduzca la variación de la fuerza de reluctancia longitudinal
en el manguito en su recorrido con la armadura con relación al
translador, donde dicho contorneado de la permeabilidad se logra por
una variación de la cantidad de material alrededor de la
circunferencia del extremo del manguito en uno o ambos extremos del
manguito, teniendo dicha variación la forma de ausencia variable de
material de manguito en posiciones alrededor de la circunferencia
de la armadura, caracterizado porque el manguito incluye o se
forma de una multiplicidad de elementos ferromagnéticos
individuales (39, 40, 41, 46) para sacar líneas de flujo del
translador, pero siendo cada uno de una forma y estando aislado
individualmente de tal manera que elimine sustancialmente la
circulación de corrientes transitorias alrededor y/o a lo largo de
la circunferencia del manguito.
2. Un generador lineal según la reivindicación 1
donde la variación de la cantidad de material de manguito se logra
por una desviación longitudinal variable de un borde del manguito
longitudinal de la armadura que rodea, donde los ejemplos de dicha
variación de desviación pueden ser sustancialmente sinusoidales,
triangulares o almenados.
3. Un generador lineal según la reivindicación
2, donde ambos extremos del manguito están contorneados así, siendo
tal la desviación de porciones de borde en extremos opuestos de una
generatriz del manguito que la distancia entre porciones de borde
de los extremos sea sustancialmente constante alrededor de la
circunferencia del manguito.
4. Un generador lineal según la reivindicación
1, donde los elementos individuales constan de tramos discretos de
material ferromagnético, tal como hierro dulce, aislado cada uno de
su contiguo y colocados paralelos y adyacentes uno a otro de modo
que formen el manguito de armadura.
5. Un generador lineal según la reivindicación
1, donde los elementos incluyen partículas individuales, tal como
pequeños cojinetes de bolas o cristales de hierro, incrustadas
dentro de un material plástico.
6. Un generador lineal según la reivindicación
1, donde un número o todos los elementos individuales incluyendo o
incluidos dentro del manguito están conectados por medios
conductores a medios de conmutación comunes que permiten la
conexión de una proporción seleccionada, o todos ellos, uno a otro y
así la circulación controlada de corrientes transitorias.
7. Un generador lineal según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, donde la longitud del manguito, en su
mínimo, excede de la longitud longitudinal de la armadura una
extensión suficiente para asegurar que la presencia del manguito
proporcione a los imanes expuestos en cada extremo de la armadura
sustancialmente el mismo grado de protección contra
desmagnetización de la armadura de los imanes del translador que a
los de su centro.
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