ES2321002T3 - Transmision magnetica para motores con iman permanente sin escobillas. - Google Patents

Abstract

Un motor con imán permanente, sin escobillas que comprende un estator comprendiendo al menos una fase de bobina (R), cada determinada fase de bobina que incluye una pluralidad de secciones (1-5) y conmutadores (S1- S12) para selectivamente de forma simultanea conectar todas las secciones (1-5) de la determinada fase de bobina (R) en una configuración en serie y/o en paralelo con todas otras secciones (1-5) la determinada fase de la bobina, caracterizado porque todas las secciones (1-5) de la determinada fase de la bobina (R) están enrolladas en paralelo una con otra.

Description

Transmisión magnética para motores con imán permanente sin escobillas.

Esta invención se refiere a la transmisión magnética de motores con imán permanente sin escobillas.

Los motores magnéticos con imán permanente sin escobillas son conocidos porque pueden proporcionar marchas de rendimiento variable. Las características del motor son lineales produciendo un elevado momento de torsión a bajas velocidades y a alta velocidad a niveles de bajos de momento de torsión.

En ciertas aplicaciones, las variaciones de velocidad y las características del momento de torsión de un motor en particular pueden no ser suficientes para cubrir la capacidad deseada, a pesar de que la potencia del motor puede ser suficiente. En estas circunstancias tenemos dos posibilidades. Como primera opción, podemos usar un motor con potencia más grande para cubrir la capacidad total, o como segunda opción, pudiéramos proporcionar transmisiones mecánicas para el motor. Estos métodos aumentan el costo y el peso del sistema.

La solicitud de patente canadiense con el número 2341095 describe una alternativa para los métodos anteriormente mencionados la cual utiliza una técnica con la que la velocidad y momento de torsión se pueden cambiar en el interior del motor, y la única cosa que necesitamos para este cambio es un circuito de conmutación. Condición previa para esta técnica es que la bobina del estator del motor tiene segmentos, al menos dos o más segmentos, que son igualmente distribuidos u distribuidos en forma desigual a través de las tomas del estator. El circuito de conmutación se puede utilizar para cambiar el número de segmentos de las bobinas que están conectados a la fuerza eléctrica. Esta solución usa el control sobre la fuerza inductiva electromotriz (Fuerza contraelectromotriz) para controlar la velocidad alterando selectivamente el número de conductores que están conectados a la fuente de energía. También, como resultado de eso, se cambia el momento de torsión con el cambio de la velocidad del motor.

En la realización principal de la solicitud de la patente canadiense número 2341095, cada bobina está constituida por varias secciones conectadas en serie. Provistas de tomas en las bobinas que pueden estar selectivamente conectadas a la fuente de electricidad. Solo con un segmento de la bobina conectado a la fuente eléctrica, el motor producirá una elevada velocidad aunque un momento de torsión bajo. Sin embargo, con una mayor proporción de bobinas conectadas en serie en todo el suministro, el motor producirá menos velocidad con el mismo momento de torsión. Así, la velocidad pero no el momento de torsión del motor se puede cambiar conectando selectivamente las bobinas en serie.

En una realización alternativa, cada bobina del motor está constituida por varias secciones paralelas, que pueden estar conectadas selectivamente en paralelo por todo el suministro de energía eléctrica. Solo con uno de los segmentos de la bobina conectados a través de la energía eléctrica, el motor producirá una alta velocidad, pero un bajo momento de torsión, según se ha descrito anteriormente. Sin embargo, con una proporción mayor de las bobinas conectadas en paralelo a través del suministro de energía eléctrica, el motor producirá mayor momento de torsión a la misma velocidad. Así, el momento de torsión pero no la velocidad del motor se puede cambiar conectando selectivamente las bobinas en paralelo.

Una característica negativa de cada disposición es que algunos secciones son redundantes cuando funciona durante algunas configuraciones, y así la perdida de cobre (I^{2}R) será muy alta porque el área de la sección transversal del cobre usado que disminuye con la disminución de las secciones activas. También, la presencia de las secciones redundantes significa que la resistencia neta de las bobinas no es óptima en todas las configuraciones, y por tanto la electricidad suministrada o la tensión deben ser controladas con el fin de evitar los daños en las bobinas conectadas. Ya que la velocidad y el momento de torsión son funciones de la electricidad, cada limitación de la electricidad afecta al rendimiento del motor.

En la mayoría de los casos, la electricidad suministrada al motor está limitada (por ejemplo, en las redes domésticas a 13 amperios), y es por eso la velocidad que se puede alcanzar y el momento de torsión no será óptima cuando algunas bobinas no están conectadas.

El documento de US6097127 describe una máquina de imán permanente sin escobillas que comprende, por ejemplo bobinas en ocho fases. Cada fase está dividida en (por ejemplo) seis secciones que se enrollan separadamente en parejas respectivas de ranuras alrededor de una pieza respectiva de polo. Los polos se sitúan en las posiciones adecuadas alrededor de la circunferencia del estator. Cada sección de cada fase de enrollado constituye una bobina única que produce un polo electro magnético en la pieza del polo cuando se alimenta con la energía. Hay una manera de interrumpir la conexión selectiva de las secciones de cada fase de enrollado en un conjunto de diferentes configuraciones. Aquí, cada sección de una fase determinada se puede conectar en serie y/o en paralelo con todas las otras secciones del enrollado, a fin de cambiar las características de la operativa de la máquina.

Hemos diseñado un motor magnético con imán permanente sin escobillas, del tipo que se describe en el documento US6097127, que se caracteriza porque todas las secciones de una bobina se enrollan en paralelo.

El conmutador se puede utilizar para cambiar la transmisión magnética, cambiando la configuración de las secciones de la fase una bobina que se conectan a la electricidad entre una configuración en serie una configuración en paralelo o la combinación de serie y paralelo. Esta solución puede ser llamada transmisión magnética, porque utiliza el control de la Fuerza contraelectromotriz (emf) para el control selectivo de la velocidad alterando la configuración de las bobinas que se conectan a la electricidad. Esto altera el movimiento de torsión mediante el cambio de la velocidad del motor.

Frente a los conocidos métodos para el cambio de la velocidad o momento de torsión con manipulación de la bobina, esta invención se caracteriza por el hecho de que todas las secciones paralelas de una determinada fase contribuyen a la actividad motora. Sin importar la configuración de la sección que se emplea. De esta manera, el total de cobre disponible se utiliza todo el tiempo, y de ese modo la pérdida de cobre del motor es mínima.

El beneficio del uso de todas las secciones es la disminución de la pérdida del cobre en el motor. Usualmente las ranuras del estator están llenas de muchos cables de cobre como sea posible, ya sea maximizando el número de vueltas o maximizando el diámetro de cable (si el número de vueltas ha sido predeterminado para el diseño). De esta manera el área de la sección transversal del cobre se maximiza para esta ranura, de modo que la resistencia de las bobinas se mantiene al mínimo. Por tanto la pérdida de cobre en el motor siempre se mantiene al mínimo.

En una primera configuración, el conmutador está previsto preferiblemente para ser conectado paralelamente con todas las secciones de la fase determinada de la bobina. En esta configuración para una corriente eléctrica 1 dada, el motor es capaz de alcanzar elevadas velocidades a relativamente bajos niveles de momento de torsión.

En una segunda configuración, el conmutador está previsto para ser conectado preferiblemente en serie con cada sección de la fase determinada de la bobina. En esta configuración a la misma corriente eléctrica 1, el motor es solo capaz de producir altos niveles del momento de torsión a relativamente bajas velocidades.

En una tercera configuración, el conmutador está previsto preferiblemente para ser conectado paralelamente al menos dos de las secciones de la fase determinada de la bobina, con al menos una de la otra sección de la fase determinada de la bobina en serie con secciones conectadas en paralelo. En este configuración, y la misma electricidad, el motor puede alcanzar velocidades entre aquella de la primera y la segunda configuración y producir un momento de torsión entre la primera y la segunda configuración.

Con el fin de cambiar aún más la velocidad con relación al momento de torsión del motor, la tensión aplicada a las secciones de la fase determinada de la bobina puede ser modificada mediante la modulación por impulsos de duración variables, por ejemplo, utilizando el interruptor.

La relación velocidad/momento de torsión característica del motor también se puede modificar accionado repetidamente el conmutador para cambiar las secciones de la fase determinada de la bobina entre las distintas configuraciones de conexión para obtener una característica intermedia del motor, es decir, las configuraciones de conexión entre los que las secciones son repetiblemente conmutadas.

Preferiblemente los medios de control están dispuestos para accionar dicho medio conmutador para cambiar la configuración de la conexión de las secciones de la fase determinada de la bobina al tiempo que el motor funciona de acuerdo con los parámetros de funcionamiento determinados previamente.

Preferiblemente, el medio de control es capaz de cambiar la configuración de la conexión de las secciones de una determinada fase de la bobina, mientras que el motor está funcionando de acuerdo con el rendimiento de los medios la medición de los parámetros operativos del motor, tales como: la electricidad, tensión, velocidad del momento de torsión , o de acuerdo con el rendimiento de los medios para medir los parámetros operativos del objeto que se acciona por el motor, por ejemplo la velocidad. Si el motor es polifásico que tiene una pluralidad de fases de la bobina, el control puede cambiar la configuración de la conexión de las secciones de una fase determinada, mientras que el motor está funcionando de acuerdo con la Fuerza contraelectromotriz que se mide a través de una bobina inviable dada, o una sección de la misma. Como alternativa, el conmutador puede cambiar la configuración de las secciones de una fase determinada de la bobina en función del tiempo o el ciclo operativo o programa.

Como alternativa, se puede proveer medios para cambiar manualmente la configuración de las secciones de una de una fase determinada de la bobina.

Preferiblemente las secciones de una determinada fase de la bobina están conectadas de manera que hay los flujos de electricidad en cada sección en la misma dirección.

Una de las secciones de una fase determinada de la bobina puede que comprenda un número diferente de vueltas de otra sección. También, una de las secciones de la fase determinada de la bobina puede comprender un conductor que tiene un área de sección transversal diferente a la del conductor de otra sección.

Una realización de esta invención se describirá a modo de ejemplo solamente y con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

La fig. 1 es una representación esquemática de una fase de un motor de tres fases sin escobillas con imán permanente según la presente invención

Las figs. 2-6 son representaciones esquemáticas que muestran diferentes conexiones de las secciones del motor de la fig. 1.

La fig. 7 es una tabla que representa la condición del conmutador del motor de la fig. 1 haciendo referencia a las conexiones de la fig. 2 a 6.

La fig. 8 es un gráfico de la relación velocidad/momento de torsión para las conexiones de las figs. 2 a 6.

La fig. 9 es un gráfico de la relación/momento de torsión para ilustrar como se pueden realizar las características ideales del motor para una lavadora utilizando el motor de la fig. 1.

Con relación a la fig. 1 de los dibujos se presenta un motor CD de tres fases con imán permanente sin escobillas que comprende tres fases conectadas en forma de estrella R, Y, B, 18 ranuras, 12 polos y un calibre de ranura de 1. El diámetro exterior, el diámetro interior y la longitud del estator son 110 mm, 55 mm y 75 mm respectivamente. El espacio libre de aire es 0.5 mm, la longitud y el grosor del imán son 10 mm y 4 mm respectivamente.

Cada fase comprende una bobina que tiene por ejemplo, cinco conductores o las denominadas secciones 1-5 de 0.63 mm de cobre vidriado cobre que son enrolladas en paralelo a través de ranuras pertinentes del estator del motor. La tensión de la electricidad suministrada al motor es de 180 voltios CD.

El primer terminal de la primera sección 1 de una fase R está conectada con los primeros terminales de las primeras secciones de las otras dos fases Y, B. El primer terminal de la primera sección de la primera fase R esta también conectado con el primer terminal de la segunda sección 2 de esa fase R a través de un conmutador S1. Los primeros terminales de las otras secciones 3, 4, 5 están conectados a las secciones contiguas a través de los conmutadores S2, S3, S4.

De manera similar, el segundo terminal de la primera sección 1 de la fase R se conecta con el segundo terminal de la segunda sección 2 de esa fase R vía un conmutador S9. De manera similar, los segundos terminales de otras secciones 3, 4, 5 están conectados con las secciones contiguas a través los conmutadores S10, S11, S12.respectivos El segundo terminal de la sección quinta 5 se conecta también a la fuente eléctrica.

El segundo terminal de primera sección1 de la fase R se conecta con el primer terminal de la segunda sección 2 de esa fase R a través de un conmutador S5. De maniera similar, los segundos terminales de las otras secciones 2, 3, 4 están conectados a los primeros terminales de las secciones contiguas a través los conmutadores S6, S7, S8 respectivos.

Con relación a las figs. 2, 7 y 8, de los dibujos, cuando el motor arranca inicialmente, solamente los conmutadores S5 a S8 reciben energía de modo que las secciones 1-5 están conectadas en serie. Así, la electricidad fluye en cada sección 1-5 en serie en la misma dirección en relación a la orientación del polo de cada sección (como se indica por las flechas en la fig. 1): Debe ser siempre de este modo. Si una de las secciones (por ejemplo la sección 4) está orientada en la dirección opuesta, el flujo producido por la sección 4 se opondría al flujo de las secciones 1, 2, 3 y 5.

El momento de torsión del motor es directamente proporcional a la electricidad y si el momento de torsión inicial es suficientemente elevado para superar la carga del motor, el rotor comienza a girar. Esto es acompañado con la creación de la Fuerza contraelectromotriz (emf) en las bobinas, así la tensión de la electricidad se anula de modo que la electricidad disponible para la fase de las bobinas empieza a disminuir, y también disminuye el momento de torsión producido por el motor.

La fuerza contraelectromotriz (emf) es directamente proporcional al numero de vueltas en la fase de la bobina, el flujo magnético producido por los imanes permanentes, el número de parejas permanentes de polos magnéticos y la velocidad angular del rotor. Otros factores, como por ejemplo la interconexión entre las bobinas y las fases y el número de fases, también afecta la fuerza contraelectromotriz (emf) generada.

Como consecuencia, el motor seguirá acelerando hasta que el momento de torsión será igual a la carga. A partir de este momento, el motor seguirá girando a una velocidad constante. Si la carga cambia, el motor automáticamente regulará su momento de torsión (y en consecuencia su velocidad) con el fin de equilibrar la carga.

La velocidad máxima que puede alcanzar un motor, se alcanza cuando no hay carga en el motor. En un caso ideal, la velocidad máxima se alcanza cuando la fuerza contraelectromotriz generada en las bobinas es igual a la tensión suministrada En este caso, no hay flujo de electricidad en las bobinas para producir ningún momento de torsión. Esta situación se conoce como la velocidad sin carga.

En la práctica, la fuerza contraelectromotriz (emf) permanecerá siempre ligeramente menor que La tensión de la electricidad (incluso durante la velocidad sin carga). Esto se debe a que una pequeña porción de la electricidad suministrada se utiliza para superar la fuerza de fricción a causa de la resistencia al viento y rodamientos, así como la pérdida de hierro en el motor.

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Es evidente en la presentación de la fig. 8, que el motor está limitado en relación con los criterios de rendimiento dentro de la relación de la velocidad/momento de torsión de la fig. 2. El cuadro muestra que el motor puede alcanzar la velocidad máxima de 584 rpm y de momento de torsión máximo de 28,1 Nm. Como otro ejemplo, podemos presentar el momento de torsión de 8 Nm hasta un número máximo de velocidad de aproximadamente 400 rpm, o por el contrario, el motor que funciona con 400 rpm puede alcanzar un máximo momento de torsión de aproximadamente
8 Nm.

Si el rendimiento del motor es inferior a 10 amperios, por ejemplo 14 Nm a 600 rpm, los parámetros del motor se deben cambiar a fin de satisfacer los requerimientos adicionales de potencia.

Con relación a las figs. 3, 7 y 8, de los dibujos, el rendimiento del motor puede cambiar con el cambio de la configuración en la cual son conectadas todas las bobinas del motor. Con la alimentación de energía a los conmutadores según la fig. 7, las secciones1 y 2 se pueden conectar paralelamente y este grupo en paralelo se conecta entonces en serie con las secciones 3, 4 y 5 (las cuales están conectadas en serie una con otra).

Es evidente según el gráfico de la fig. 8, que ahora el motor está limitado por los criterios de rendimiento según la relación velocidad/momento de torsión para la fig. 3. El gráfico muestra que el motor ahora no generará ninguna velocidad de carga de 725 rpm y el momento torsor de parada de 34,6 Nm.

Con relación a las figs. 4, 7 y 8 de los dibujos, el rendimiento del motor puede cambiarse una vez más alimentando con energía eléctrica los conmutadores según la fig. 7, de modo que las secciones 1, 2 y 3 son conectadas paralelamente y este grupo en paralelo se conecta en serie con las secciones 4 y 5 (las cuales están conectadas en serie una con otra).

Es evidente a partir del gráfico de la fig. 8, que ahora el motor está limitado por los criterios de rendimiento según la relación velocidad/momento de torsión para la fig. 4. El gráfico indica que el motor ahora generará una velocidad de 966 rpm sin carga y un momento torsor de parada de 46,1 Nm.

Con relación a las figs. 5, 7 y 8 de los dibujos, el rendimiento del motor puede cambiarse una vez más alimentando con energía eléctrica los conmutadores según la fig. 7, de modo que las secciones 1, 2, 3 y 4 están conectadas paralelamente y este grupo en paralelo se conecta entonces en serie con la sección 5.

Es evidente a partir del gráfico de la fig. 8, que ahora el motor está limitado por los criterios de rendimiento según la relación velocidad/momento de torsión para la fig. 5. El gráfico muestra que el motor ahora genera una velocidad de 1449 rpm sin carga y un momento torsor de parada de 69,0 Nm.

Con relación a las figs. 6, 7 y 8 de los dibujos, el rendimiento del motor puede cambiarse finalmente alimentando con energía eléctrica los conmutadores según la fig. 7, de modo que las secciones 1, 2, 3, 4 y 5 están conectadas en paralelo.

Es evidente a partir del gráfico de la fig. 8 que ahora el motor está limitado por los criterios de rendimiento según la relación velocidad/momento de torsión para la fig. 6. El gráfico muestra que el motor ahora genera una velocidad de 2898 rpm sin carga y un momento torsor de parada de 136.7 Nm.

A primera vista, se puede considerar que la mejor opción sería materializar la configuración de la fig. 6 (es decir, todas las secciones en paralelo) ya que esta opción produce la más grande variedad en términos de la velocidad y momento de torsión. Sin embargo, a pesar de que la tensión suministrada a todas las configuraciones es la misma (180 V CD), la electricidad varía de una a otra configuración. En la práctica, siempre habrá la limitación de la electricidad, por ejemplo, la mayoría de electrodomésticos se limitan a 13 amperios. En relación a la fig. 8, si se aplica un límite teórico de 10 amperios por cada configuración, se puede observar que el momento de torsión máximo capaz de ser alcanzado por la configuración de las figs. 2 a 6 es 29,7; 23,7; 17,8; 11,9; y 5,9 Nm. respectivamente Así, mediante el accionamiento de los conmutadores para cambiar las diferentes configuraciones, (mientras el motor está limitado a 10 amperios), el rendimiento puede ser alcanzado según se muestra en la zona sombreada del gráfico. Por consiguiente, se apreciará que el sistema de transmisión del motor se puede proporcionar accionando los conmutadores, de este modo, se le permite al motor generar un mayor momento de torsión (a menos velocidad) y mayor velocidad (con un bajo momento de torsión) que sería posible con una única configuración (con un limitado suministro de electricidad). Así, cuando el motor es alimentado inicialmente con energía eléctrica, todas las secciones se pueden conectar en serie según la fig. 2, de modo que se logra un elevado momento de torsión bastante dentro del límite de 10 amperios.

Los conmutadores S1 y S2 pueden ser relés o dispositivos semiconductores. En el caso de semiconductores, se pueden incluir una pluralidad de dispositivos en un único paquete. Conmutadores individuales, por ejemplo S1, S5 y S9, pueden configurarse en un conmutador mecánico o electrónico único. En este caso, cuando 1 y 9 son activados (ON), entonces 5 está desactivado (OFF). Cuando 5 está activado (ON), entonces 1 Y 9 están desconectados (OFF). De esta manera solo se requerirán 4 conmutadores por fase en lugar de 12 conmutadores.

Con relación a la fig. 9 de los dibujos, se muestra un gráfico de la curva 20 de la relación requerida de velocidad/momento de torsión para una lavadora doméstica sobre impresionada sobre el gráfico de de la fig 8. En el presente, la velocidad y momento de torsión requeridos se alcanzan normalmente utilizando motores de inducción los cuales funcionan a elevadas velocidades con adecuadas transmisiones mecánicas y correas de transmisión o con utilizando un gran motor de impulsión directa CD. Sin embargo, es obvio que la diversidad necesaria de velocidad y momento de torsión se puede alcanzar fácilmente de los límites de la corriente mediante el uso de un motor de impulsión CD razonablemente dimensionado sin escobillas de acuerdo con esta invención.

Se puede observar que las configuraciones de las figs. 3 y 4 no son necesarias para proporcionar la curva necesaria de la relación velocidad/momento de torsión para la lavadora doméstica y de este modo se puede ahorrar en costes eliminando algunos de los conmutadores.

Se puede observar que las bobinas con múltiples segmentos en una fase única no deben ser enrolladas utilizando el mismo diámetro cable o el mismo número de vueltas, pero deben ser enrolladas del mismo modo. Por ejemplo, la sección 1 de cada fase debe ser enrollada con el mismo cable y tener el mismo número de vueltas. La sección 2 puede tener un diferente número de vueltas y puede ser enrollada utilizando un diámetro diferente de cable que el de la sección 1, pero la sección 2 de la bobina de cada fase debe ser idéntico, y esto es válido por todos otros segmentos.

Se apreciará que mientras el dispositivo descrito en este documento utiliza 3 fases, la invención se aplica a un motor que tiene un número no definido de fases. Además, la invención se aplica también a motores sincrónicos con imanes permanentes sin escobillas que tienen características similares de velocidad y momento de torsión.

Las configuraciones expuestas en las figs. 2 a 6 no son las únicas combinaciones posibles. Por ejemplo, otra posible combinación son las secciones 1 y 2 de la bobina las cuales son conectadas en paralelo y las secciones 3 y 4 de la bobina las cuales son conectadas en paralelo, los dos grupos en paralelo se conectan en serie una con la otra y con la otra sección 5 restante. Esta configuración producirá las mismas características del motor según la disposición mostrada en la fig. 4.

Aun podemos obtener otra configuración con la conexión en paralelo de las secciones 1, 2 y 3 y después la conexión en paralelo de las secciones 4 y 5, y después los grupos paralelos en serie uno con otro. Así, se producirán las características del motor que son las mismas que las características producidas por la configuración mostrada en la
fig. 5.

El número de características de la velocidad-momento de torsión que se pueden obtener depende del número de las secciones de la bobina dispuestas (según la fase), lo cual se limita a algún número finito. El motor funciona a su nivel más eficaz cuando funciona lo más cerca posible de su velocidad de carga. A causa de eso, no es muy deseable permitir que el motor compense un aumento de carga mediante la reducción automáticamente de su velocidad (en la línea de las características de la relación velocidad/momento de torsión). Sería mucho mejor cumplir con las necesidades de incrementar la carga a través de la transmisión magnética, así que el nivel nuevo de momento de torsión se consigue mientras el motor continúa funcionando cerca de su velocidad sin carga. Sin embargo, para cumplir con todos los niveles posibles de momento de torsión (dentro de la capacidad determinada del motor), el motor demandaría número infinito de transmisiones magnéticas y por lo tanto un número infinito de secciones de bobinas y conmutadores.

En una realización alternativa, se puede lograr cualquier tipo de curva de la relación velocidad/momento de torsión entre las curvas obtenidas cambiando la configuración de las bobinas intercambiando entre las dos configuraciones de manera muy rápida, de modo que el motor no funcione según las características de una de las dos configuraciones, sino que funcione en algún punto intermedio. La conmutación rápida entre las dos configuraciones se puede logra alimentando una señal de impulso modulado (PWM) a los conmutadores (S1 hasta S12), y el ciclo de utilización de la PWM se cambia para lograr la deseada relación intermedia de velocidad y momento de torsión.

Por ejemplo, considere una primera configuración con todas las secciones de las bobinas conectadas en paralelo; esta transmisión proporciona la velocidad más elevada que el motor puede alcanzar y por lo tanto, es la transmisión más alta. La siguiente transmisión por debajo de la anterior, se logra conectando una de las secciones de la bobina en serie con las otras restantes secciones en paralelo; esto proporciona la velocidad más alta siguiente.

Si la PWM tiene un ciclo de utilización de 100%, la transmisión cambiará desde la más alta hasta la próxima más baja y permanecerá allí. Por el contrario, si se elige un ciclo de utilización de 0% (es decir no hay señal), el motor permanecerá en la transmisión más alta. Seleccionando un ciclo de utilización entre 0 y 100% producirá una transmisión y en consecuencia una velocidad y momento de torsión del motor entre las dos transmisiones más altas, es decir, una transmisión intermedia.

Si se desea la transmisión se puede cambiar directamente entre la transmisión más alta (todas las secciones en la paralelo) y la transmisión más baja (todas las secciones en serie). El ciclo de utilización de la PWM se puede entonces utilizar para la elección de las características de velocidad/momento de torsión en cualquier punto entre los dos extremos del funcionamiento del motor. Sin embargo, la solución y en consecuencia, la precisión con la cual se puede lograr la velocidad deseada disminuye a medida que se incrementa la plena capacidad de la escala de transmisión. Esto, hasta cierto punto, puede ser compensado mediante el aumento en la frecuencia de la PWM.

Claims (17)

1. Un motor con imán permanente, sin escobillas que comprende un estator comprendiendo al menos una fase de bobina (R), cada determinada fase de bobina que incluye una pluralidad de secciones (1-5) y conmutadores (S1-S12) para selectivamente de forma simultanea conectar todas las secciones (1-5) de la determinada fase de bobina (R) en una configuración en serie y/o en paralelo con todas otras secciones (1-5) la determinada fase de la bobina, caracterizado porque todas las secciones (1-5) de la determinada fase de la bobina (R) están enrolladas en paralelo una con otra.

2. Motor con imán permanente sin escobillas según la reivindicación 1, caracterizado porque el conmutador (S1-S12) está dispuesto para conectar todas las secciones (1-5) de dicha determinada fase de la bobina (R) en paralelo.

3. Motor con imán permanente sin escobillas según la reivindicación 1, caracterizado porque el conmutador (S1-S12) está dispuesto para conectar todas las secciones (1-5) de dicha determinada fase de la bobina (R) en serie.

4. Motor con imán permanente sin escobillas según la reivindicación 1, caracterizado porque el conmutador (S1-S12) está dispuesto para conectar al menos dos de las secciones (1-5) de dicha determinada fase de la bobina (R) en paralelo, con al menos una otra sección (1-5) de dicha determinada fase de la bobina (R) que está conectada en serie con las secciones (1-5) conectadas en paralelo.

5. Motor con imán permanente sin escobillas según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la tensión aplicada a las secciones (1-5) de la determinada fase de la bobina (R) es modulada por la duración del impulso.

6. Motor con imán permanente sin escobillas según la reivindicación 5, caracterizado porque la tensión aplicada a las secciones (1-5) de la determinada fase de la bobina (R) es modulada por la duración del impulso alimentando selectivamente con energía dichos conmutadores (S1-S12).

7. Motor con imán permanente sin escobillas según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque una pluralidad de fases de las bobinas (R, Y, B) se proporcionan para conectar a las fases respectivas del suministro eléctrico, cada fase de las bobinas (R, Y, B) comprende una pluralidad de secciones de las bobinas (1-5) y conmutadores (S1-S12) para la conexión selectiva de forma simultanea todas las secciones de las bobinas de una determinada fase de las bobinas (R, Y, B) en una configuración en serie y/o en paralelo con todas otras secciones de esa fase de las bobinas (R, Y, B).

8. Motor con imán permanente sin escobillas según cualquiera de las reivindicaciones precedente, caracterizado porque se proporcionan los medios de control para accionar dichos conmutadores (S1-S12) para cambiar la configuración de la conexión de las secciones (1-5) de la determinada fase de las bobina (R) mientras el motor funciona, según los parámetros operativos anteriormente determinados.

9. Motor con imán permanente sin escobillas según la reivindicación 8, caracterizado porque el medio de control es capaz de cambiar la configuración de la conexión de las secciones (1-5) de la determinada fase de la bobina (R) mientras el motor funciona, según el rendimiento de los medios para detectar un parámetro operativo del motor.

10. Motor con imán permanente sin escobillas según la reivindicación 8, caracterizado porque el medio de control es capaz de cambiar la configuración de la conexión de las secciones (1-5) de la determinada fase de la bobina (R) mientras el motor funciona, según el rendimiento de los medios para detectar un parámetro operativo del objeto que está siendo accionado por el motor.

11. Motor con imán permanente sin escobillas según la reivindicación 8, caracterizado porque el medio de control es capaz de cambiar la configuración de la conexión de las secciones (1-5) de una determinada fase de la bobina (R) mientras el motor funciona, según la fuerza contraelectromotriz (emf) medida a través de una fase no conductora de la bobina (R) o una sección (1-5) de la misma.

12. Motor con imán permanente con escobillas según la reivindicación 8, caracterizado porque el medio de control es capaz de cambiar la configuración de la conexión de las secciones (1-5) de una determinada fase de la bobina (R) mientras el motor funciona, de acuerdo con el tiempo o un ciclo operativo o programa.

13. Motor con imán permanente sin escobillas según cualquiera de las reivindicaciones 8-12, caracterizado porque el medio de control comprende medios para cambiar manualmente la configuración de las secciones (1-5) de la determinada fase de la bobina (R).

14. Motor con imán permanente sin escobillas según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se proporcionan medios para accionar repetidamente dichos conmutadores (S1-S12) para cambiar dichas secciones (1-5) de de la determinada fase de la bobina (R) entre configuraciones diferentes de conexión para obtener características intermedias de un motor que son las mismas de las configuraciones de conexión entre cuales las secciones (1-5) se conmutan permanentemente.

15. Motor con imán permanente sin escobillas según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las secciones (1-5) de la determinada fase de la bobina (R) se conectan de modo que el flujo de la corriente eléctrica a través de cada sección (1-5) se produzca en la misma dirección.

16. Motor con imán permanente sin escobillas según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las secciones (1-5) de la determinada fase de la bobina (R) comprende un número diferente de vueltas que otra sección de la determinada fase.

17. Motor con imán permanente sin escobillas según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque una de las secciones (1-5) de la determinada fase de la bobina (R) comprende un conductor que tiene una diferente área de sección transversal que el conductor de otra sección de la determinada fase.