ES2345702B1 - Motor de reluctancia autoconmutado. - Google Patents
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Abstract
Motor de reluctancia autoconmutado.
El motor comprende un armazón (1) que aloja al
menos un estator (7a) y un actuador (8) móvil respecto a un eje X,
configurados para adoptar una disposición de acoplamiento magnético
integrando el actuador (8) una serie de polos (12), perpendiculares
al eje X y susceptibles de enfrentarse, al desplazarse, a una serie
de polos (10a) del estator (7a), cual estator lleva unos
electroimanes de excitación (9a). Existen en unos montantes del
armazón (1) unos medios colisos (15) para variar una distancia
"d" entre los polos (10a) del estator (7a) y los polos (12) del
actuador (8), modificando así la reluctancia del motor. Dicho
actuador (8) comprende una pluralidad de láminas (18) encerradas
entre unos laterales (19) deslizantes por unas guías (13) del
armazón y unos testeros (22) que incorporan miembros (23) de
vinculación al dispositivo que haya de accionar.
Description
Motor de reluctancia autoconmutado.
La presente invención se refiere a un motor de
reluctancia autoconmutado, en particular un motor lineal, aplicable
particularmente a trabajos de elevada densidad de fuerza para
impartir un movimiento lineal bajo demanda de diversos componentes
mecánicos, tales como palancas o correderas, o para desplazar de
forma controlada carros deslizantes o rodantes portadores de
dispositivos diversos, en sustitución de actuadores neumáticos o
hidráulicos.
Se conocen motores lineales de reluctancia
conmutada del tipo que comprenden un armazón en el que se hallan al
menos un estator o primario, y un actuador o secundario móvil
respecto a un eje longitudinal X, configurados para estar en una
disposición de acoplamiento magnético mutuo, en donde dicho actuador
integra en dos caras opuestas un determinado número de polos
equidistantes, distribuidos perpendicularmente a dicho eje del
movimiento y susceptibles de quedar alineados y enfrentados con una
distancia "d", de separación (o entrehierro), muy precisa, a
una serie de polos equidistantes del correspondiente estator que
tienen asociadas unas bobinas de excitación.
El documento WO 01/87663 A2 describe un sistema
de propulsión que utiliza un motor lineal de reluctancia conmutada,
comprendiendo dicho sistema de propulsión un estator y un actuador
configurados para quedar en acoplamiento electromagnético entre sí,
y unos medios generadores de energía a aplicar, ya sea al actuador o
al estator, para generar una fuerza de propulsión en combinación con
una fuerza normal actuante en una dirección sustancialmente
perpendicular a una dirección de la fuerza de propulsión.
Por otra parte, el documento WO 94/26020
concierne a un motor lineal que comprende un elemento estacionario
(estator) y un elemento móvil (actuador) destinados a producir, a
partir de energía eléctrica, un movimiento lineal del actuador
mediante el principio de reluctancia variable, estando dispuestos el
actuador y el estator de manera que uno rodea radialmente al otro y
de modo que el actuador es capaz de desplazarse linealmente con
respecto al estator en una dirección paralela a los ejes
longitudinales del actuador y del estator. El actuador comprende una
serie de polos de un material ferromagnético dispuestos a lo largo
de la longitud de su eje longitudinal y enfrentados, en el uso,
radialmente hacia el estator. El estator comprende una serie de
polos magnéticos excitables dispuestos a lo largo de la longitud de
su eje longitudinal y enfrentados, en el uso, hacia el actuador.
En los motores lineales de la técnica conocida
ocurre, por una parte, que la disposición invariable de dichas
series de polos, en el sentido perpendicular del estator respecto al
actuador o viceversa, derivada de su estructura constructiva, no
permite o dificulta variar la separación o acercamiento de la
disposición en enfrentamiento de las mismas series de polos del
estator y del actuador entre sí, es decir, la variación de una
distancia "d" entre dichas series de polos del estator y del
actuador, no permitiendo pues, variar el grado de reluctancia o
haciendo de dicha variación una tarea onerosa.
En dichos motores lineales conocidos ocurre que
la construcción de dicho componente del elemento móvil o actuador,
al estar constituido por un bloque macizo en el que hay que tallar
una serie de dientes constitutivos de los polos en el uso, presenta
cierta complejidad de trazado y mecanización de dichos dientes, lo
cual se traduce en un aumento de coste y del tiempo empleado para
tal mecanización.
Es un propósito de la presente invención el
proporcionar un motor, en particular un motor lineal de reluctancia
autoconmutado en el que, es posible lograr la variación de la
distancia "d" entre la serie de polos del estator con respecto
a la serie de polos del actuador mediante una tarea de ajuste
sencilla, como se describirá, pudiendo variar así la reluctancia del
propio motor según conveniencias.
Asimismo, es un propósito de la invención el
facilitar y economizar la construcción del conjunto del armazón o
estructura de soporte de los elementos del motor lineal de
reluctancia autoconmutado, y de los propios elementos constitutivos,
en particular simplificar la obtención de aquellos componentes del
actuador que configuran los dientes o polos, como se detallará más
adelante, ahorrando tiempo y coste de fabricación.
El motor de reluctancia autoconmutado, objeto de
la invención se propone proporcionar un conjunto estructural de
fácil construcción, robusto y económico en base a la utilización de
una serie de piezas comunes, y a tal efecto comprende un armazón en
material diamagnético previsto para alojar, al menos, un primer
estator o primario y un actuador o secundario de un material
ferromagnético móvil respecto a un eje X, configurados para estar en
una disposición de acoplamiento magnético mutuo donde dicho actuador
integra, en al menos una cara, una serie longitudinal de polos
equidistantes, distribuidos perpendicularmente a dicho eje X de
movimiento y susceptibles de quedar enfrentados con una distancia
"d" de separación al desplazarse, a una serie longitudinal de
polos equidistantes de dicho al menos un estator, cual estator que
es al menos uno, tiene asociados unos electroimanes de
excitación.
Conforme a esta invención el armazón de dicho
motor de reluctancia autoconmutado comprende una o dos placas para
sujeción, a cada una de ellas, de un respectivo bloque portador de
un estator y unas columnas o montantes fijadas a dicha placa o
placas, a las que se vinculan unas guías enfrentadas en las que
queda guiado el actuador, habiéndose previsto unos medios para
desplazar contemporáneamente dichas guías enfrentadas respecto a
dichas placas y una de dichas placas, en relación a aquellos
montantes (en el caso de comprender el motor dos estatores) que
proporcionan unos medios para variar la distancia "d" existente
entre la serie de polos del estator que es al menos uno y la serie
de polos del actuador, destinados dichos medios a variar la
reluctancia del propio motor.
Así, en un aspecto de la invención, donde al
menos un estator y un actuador están fijados a los citados montantes
a través de unas correspondientes placas y guías mediante unos
elementos convencionales de fijación pasantes por correspondientes
agujeros de los citados montantes del propio armazón, los medios
para variar la citada distancia "d" entre la serie de polos
del estator y la serie de polos del actuador consisten en que dichos
agujeros de los montantes son alargados en sentido perpendicular al
eje X, y permiten desplazar a través de dichos agujeros alargados,
los elementos de fijación con el correspondiente estator que es al
menos uno y el correspondiente actuador y acercar o apartar entre sí
las respectivas series de polos.
Por otro lado el cuerpo del actuador que
configura los dientes constitutivos de los polos, en vez de ser
macizo está compuesto por una pluralidad de componentes laminares de
material ferromagnético.
Por ello, según otro aspecto de la invención la
pluralidad de componentes laminares de material ferromagnético que
componen el cuerpo del actuador consiste en unas láminas idénticas
que llevan configurados mediante troquelado los citados dientes o
polos en el uso, cuales láminas están yuxtapuestas entre sí formando
un paquete apretado por respectivas barras laterales y cerrado por
unos testeros extremos que en general llevan incorporado un
respectivo miembro de agarre o de conexión asociable a un
dispositivo que haya que mover.
A continuación se describe, a titulo puramente
de ejemplo no limitativo, una realización preferida de un motor
lineal de reluctancia autoconmutado según la presente invención, con
la ayuda de las Figs. adjuntas en las que:
la Fig. 1 ilustra una vista general en alzado
lateral del motor de reluctancia autoconmutado objeto de la
invención según un ejemplo de realización;
la Fig. 1a ilustra una vista parcial en alzado
del motor de la Fig. 1, en cuya mitad izquierda de dicha Fig. 1a se
aprecian una serie de polos magnéticos del estator, que es al menos
uno, y una serie de polos del elemento móvil o actuador con una
minima separación entre sí, mientras que la mitad derecha de la
propia Fig. 1a muestra las mismas series de polos del estator y
polos del actuador con una máxima separación entre sí;
la Fig. 2 es una vista en alzado del motor
lineal de reluctancia autoconmutado propuesto mostrando la cara
donde se realizan las conexiones eléctricas;
la Fig. 3 representa un detalle parcial en
despiece y en perspectiva de un conjunto actuador con polos en una
única cara;
la fig. 4 es una vista parcial en perspectiva
que muestra la estructura constructiva del armazón y piezas
constituyentes del motor lineal propuesto, ilustrando en particular
la interrelación entre columnas y placas, y entre éstas últimas y
los elementos portadores de los estatores, y guías que abarcan al
actuador lineal; y
la Fig. 5 es un alzado por un extremo del motor
en enfrentamiento con el actuador.
Con referencia a las Figs. citadas, según la
Fig. 1, el motor lineal de reluctancia autoconmutado objeto de la
invención comprende un armazón 1, a modo de jaula, en material
diamagnético, tal como Al, compuesto principalmente por dos pares de
montantes 3a, 3b (en este ejemplo unas columnas de sección
cuadrangular), un placa formativa de un techo superior 5 (según la
posición del motor en el dibujo) y una placa formativa de una base
inferior 6 (también según la posición del motor en el dibujo),
siendo portadoras dichas placas 5, 6 de unos correspondientes
bloques o conjuntos que comprenden un estator estacionario 7a, 7b, y
dos pares de travesaños 4a, 4b (cuya funcionalidad se explicará más
adelante). Según la presente descripción, el armazón 1 aloja un
primer y un segundo componentes estacionarios (estatores) 7a, 7b en
funciones de primario, así como un componente móvil (actuador) 8 en
funciones de secundario sobresaliente por dos lados opuestos del
armazón 1 y susceptible de desplazarse a lo largo de un eje X (Fig.
2) entre dichos estatores 7a, 7b portadores de una pluralidad de
polos.
La placa 5 tiene asociado el primer conjunto
estator 7a portador de una serie longitudinal, paralela al eje X, de
electroimanes 9a conectados a una respectiva fuente de energía
eléctrica (no visible), teniendo cada uno de dichos electroimanes 9a
uno de sus extremos libres 10a, que en el uso y al ser excitado por
dicha energía constituye un respectivo polo magnético, orientado
perpendicularmente hacia el eje X del elemento actuador 8. Al propio
tiempo, sobre la base 6 está fijado un segundo estator 7b portador
de una serie longitudinal, paralela al eje X, de electroimanes 9b
teniendo cada uno un extremo libre 10b, que en el uso constituye
igualmente un respectivo polo magnético, orientado
perpendicularmente hacia el elemento actuador 8.
Tal como se muestra en la Fig. 4, las citadas
placas 5, 6 portadoras de los conjuntos estator, comprenden cada una
de ellas un alojamiento rectangular 24, delimitado lateralmente por
sendas acanaladuras enfrentadas 25a, que proporcionan en sección un
perfil en "C". Por su parte cada conjunto 26a o 26b portador de
un estator 7a, 7b comprende un soporte aplanado, con una región
central destinada a montaje de los electroimanes 9a y 9b y unas
zonas extremas distales que a modo de aletas (ver fig. 4) se
introducen ajustadas en las citadas acanaladuras 25a. Cada uno de
los citados travesaños 4a, 4b comporta una porción o extensión que
se introduce también en las citadas acanaladuras 25a hasta hacer
tope contra el lateral del soporte portador del estator 7a, y 7b.
Unos tornillos 27 pasan a través de los citados travesaños 4a, 4b y
se fijan a los laterales de los citados soportes portadores de los
conjuntos estatóricos 7a, 7b.
El elemento actuador 8, compuesto de un material
ferromagnético, presenta en caras opuestas, unas correspondientes
primera y segunda serie longitudinal paralelas al eje X, de dientes
12 que en el uso constituyen unos respectivos polos, quedando
enfrentadas dichas primera y segunda series de dientes 12 con la
serie de extremos de los electroimanes 10a 10b del primer y segundo
estator 7a, 7b respectivamente. El citado elemento actuador 8, al
desplazarse linealmente, bajo excitación de la primera y segunda
serie de electroimanes 9a, 9b, está guiado por unas guías 13
enfrentadas y fijadas en respectivos montantes 3a, 3b. Asociado al
actuador existe un listón 30 con unas marcas que junto con un lector
óptico 31 constituyen un conjunto codificador posicional de dicho
actuador.
Por otra parte, tanto la placa de techo 5
portadora del primer estator 7a, como las guías 13 del actuador 8
están fijados a los montantes 3a, 3b del armazón 1 mediante unos
tornillos 14 que atraviesan respectivos agujeros 15 de dichos
montantes 3a, 3b y agujeros 16 de la placa 5 portadora del estator
7a y de las guías 13 que abrazan el actuador 8.
Según un aspecto de la invención, el presente
motor lineal comprende medios para variar una distancia "d"
existente entre los polos 10a del primer y segundo estator 7a, 7b
con respecto a los polos 12 del actuador 8, consistiendo dichos
medios en que los citados agujeros 15 de los montantes 3a, 3b, por
donde pasan los tornillos 14 que fijan el primer estator 7a y el
actuador 8 son alargados (permitiendo un ajuste longitudinal a modo
de un coliso) en sentido perpendicular al eje X. Según la
realización ilustrada, la cabeza de un extremo y la tuerca del
extremo opuesto (no visible) de cada tornillo 14 quedan alojadas en
los respectivos agujeros alargados 15 ya citados. Es evidente para
un experto que, en vez de ello, dichas cabezas y tuercas de los
tornillos 14 podrían quedar por fuera de los agujeros 15 con ayuda
de arandelas convencionales (no representadas).
De esta manera, aflojando primero los
respectivos citados tornillos 14 que fijan la placa 5 portadora del
estator 7a y las guías 13 que sustentan el actuador 8 se podrá
subir o bajar los mismos estator 7a y actuador 8 y, por tanto,
variar la distancia "d" entre los polos 10a de los
electroimanes del estator 7a y los polos 12 del actuador 8. La
distancia mínima "d_{1}" entre polos 10a de electroimanes y
polos 12 del actuador 8 se ilustra en la mitad izquierda de la Fig.
1a, mientras que la distancia máxima "d_{2}" entre polos 10a
de electroimanes y polos 12 del actuador 8 se representa en la mitad
derecha de la misma Fig. 1a. Obviamente, podrá haber otras
distancias intermedias a las ilustradas.
Después de aplicar una distancia "d"
conveniente (controlada por Ej . mediante galgas) entre el estator
7a y actuador 8 (y de manera similar entre el estator 7b, no
representado en la Fig. 2, y actuador 8) se volverán a apretar
dichos tornillos 14 para asegurar la distancia "d" adoptada. Es
evidente que con ello se habrá variado de una manera sencilla y a la
vez de forma precisa la reluctancia entre polos 10a del estator 7a y
polos 12 del actuador 8.
La distancia "d" o separación entre la
superficie extrema de los dientes 12 de la primera serie de dientes
o polos del actuador 8 con respecto a la superficie de los extremos
o polos 10a de los electroimanes del primer estator 7a será la
adecuada para que, en el uso, y con el mínimo valor "d_{1}"
el actuador pueda desplazarse libremente con respecto al primer
estator 7a, tanto en un sentido como en el otro. Igualmente con el
mismo fin, y en el caso de un segundo estator no visible en dicha
Fig. 2, la distancia "d" entre la superficie extrema de los
dientes o polos de la segunda serie de dientes del actuador 8 con
respecto a la superficie de los extremos o polos de los
electroimanes del segundo estator será la adecuada para que, en el
uso, y con el mínimo valor "d_{1}" el elemento actuador pueda
desplazarse longitudinalmente con respecto a dicho segundo estator,
tanto en un sentido como en el otro.
Según otro aspecto de la invención, es de
destacar que el cuerpo del elemento actuador 8, en vez de ser
macizo, puede estar compuesto por una pluralidad de láminas 18 (Fig.
3, con una serie de polos o una doble serie de polos orientados
hacia caras en oposición) a cada una de las cuales se le habrá
configurado, por ejemplo mediante un procedimiento de troquelado o
similar posiblemente de varias láminas a la vez, la serie o series
de dientes 12 que en el uso constituyen respectivos polos del
elemento actuador 8, así como unos agujeros 17. Las mismas láminas
18 quedan estrechamente yuxtapuestas a modo de paquete y
aprisionadas entre sí por unas barras laterales 19 correderas por
las guías 13; unos elementos de fijación, tales como tornillos 20
atraviesan unos agujeros 21 de las barras laterales 19 junto con los
citados agujeros 17 de cada lámina 18, formando un conjunto
compacto.
Dicha operación de troquelado de las láminas 18
simplifica, sin duda, el trabajo que supondría el mecanizado
conocido de un bloque macizo de material ferromagnético para tallar
y configurarle las citadas primera y segunda series de dientes
12.
Los extremos de dichas barras laterales 19 están
rematados y unidos por sendos testeros 22 en los que, a su vez, está
dispuesto un correspondiente miembro de agarre 23, tal como una
anilla, adecuada para acoplarle el órgano o dispositivo (no
representado) que haya de mover.
Aún cuando la descripción y dibujos que
anteceden representen una realización preferida de la presente
invención, se comprenderá que se podrán efectuar varias adiciones,
modificaciones y sustituciones en la misma sin apartarse del
espíritu y alcance de la presente invención según se define en las
reivindicaciones acompañantes. En particular, será evidente para los
expertos en la técnica que el motor lineal de la presente invención
podrá realizarse en otras formas y con otros elementos, materiales y
componentes equivalentes. Por ejemplo, el presente motor podrá
constituirse con un solo estator 7a y un elemento actuador 8
provisto de una sola serie de dientes 12, desplazable en unas guías
ajustables en altura respecto al soporte de dicho estator. Todo ello
sin apartarse del espíritu o características esenciales de la
invención. La realización descrita aquí, por lo tanto, hay que
considerarla en todos los aspectos como ilustrativa y no
restrictiva, estando indicado el alcance de la invención por las
reivindicaciones adjuntas, y no limitadas por la descripción
precedente.
Claims (7)
1. Motor de reluctancia autoconmutado, del tipo
que comprende un armazón (1) que aloja al menos un primer estator o
primario (7a) y un actuador o secundario (8) de un material
ferromagnético y móvil respecto a un eje X, configurados para estar
en una disposición de acoplamiento magnético mutuo donde dicho
actuador (8) integra en al menos una cara una serie longitudinal de
polos equidistantes (12), distribuidos con una orientación
perpendicular u oblicuamente respecto a dicho eje X de movimiento y
susceptibles de quedar enfrentados con una distancia "d", al
desplazarse, a una serie longitudinal de polos equidistantes (10a)
de dicho estator (7a) correspondientes a unos electroimanes de
excitación (9a), caracterizado porque dicho al menos un
estator (7a) y el actuador (8) están fijados al armazón (1) mediante
elementos convencionales de fijación (14) pasantes por
correspondientes agujeros (15) del propio armazón,
caracterizado porque
- \bullet
- el armazón (1) comprende al menos una placa (5) portadora de dicho primer estator (7a) y dos pares de montantes (3a, 3b) vinculados a la misma;
- \bullet
- el actuador (8) está montado en disposición deslizante abrazado por dos guías (13) enfrentadas, sujetadas a los citados montantes (3a, 3b), y
- \bullet
- la citada distancia "d" entre la serie de polos (10a) del estator (7a) y la serie de polos (12) del actuador (8) se puede variar por unos medios de fijación de dicha placa (5) que es al menos una y de dichas guías (13) a dichos montantes (3a, 3b) que proporcionan un movimiento relativo entre dicha placa (5) y dichas guías (13),
comprendiendo los citados medios de fijación
unos agujeros (15) en los citados montantes que son alargados en
sentido perpendicular al eje X, y permiten desplazar a través de los
mismos y en dicho sentido unos tornillos de fijación (14) que se
conectan a unos agujeros (16) de la citada placa (5) portadora del
correspondiente estator (7a) que es al menos uno y a unos agujeros
de las citadas guías (13) sustentadoras del correspondiente actuador
(8) permitiendo acercar o apartar entre sí las respectivas series de
polos (10a) y (12).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Motor, según la reivindicación 1,
caracterizado porque las citadas guías (13) son
perpendiculares a los citados montantes (3a, 3b).
3. Motor, según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende un segundo estator (7b)
asociado a una segunda placa (6), estando ligadas ambas placas (5,
6) por medio de dichos pares de montantes (3a, 3b) y el actuador se
dispone intercalado entre ambos estatores (7a, 7b).
4. Motor, según la reivindicación 3,
caracterizado porque las citadas placas (5), (6) portadoras
de los conjuntos estator (7a, 7b), comprenden cada una de ellas un
alojamiento rectangular (24), delimitado lateralmente por sendas
acanaladuras enfrentadas (25a), que proporcionan en sección un
perfil en "C" apto para recibir un correspondiente soporte
(26a) o (26b) aplanado, con una región central destinada a montaje
de dichos electroimanes (9a) y (9b) y unas aletas laterales que se
introducen ajustadas en las citadas acanaladuras (25a).
5. Motor, según la reivindicación 4,
caracterizado porque se han previsto unos travesaños (4a),
(4b) dotados de una porción o extensión que se introduce también en
las citadas acanaladuras (2 5a) hasta hacer tope contra un lateral
del correspondiente soporte (26a, 26b) portador del estator (7a), y
(7b) a los que se fijan por unos tornillos (27) dispuestos a través
de unos agujeros de dichos travesaños (4a), (4b), bloqueando al
conjunto estator en su alojamiento.
6. Motor, según la reivindicación 1,
caracterizada porque el cuerpo del actuador (8) que
configuran los correspondientes polos está compuesto por una
pluralidad de componentes laminares (18) de material ferromagnético
consistentes en unas láminas (18) que llevan configurados mediante
troquelado o similar unos dientes (12) en función de polos en el
uso, cuales láminas (18) están yuxtapuestas entre sí formando un
paquete apretado por respectivas barras laterales (19) y cerrado por
unos testeros extremos (22) que llevan incorporado un respectivo
miembro (23) asociable a un dispositivo que haya que mover.
7. Motor, según la reivindicación 2,
caracterizado porque el actuador (8) incorpora un listón (30)
con unas marcas que junto con un lector óptico (31) constituyen un
conjunto codificador posicional de dicho actuador.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200803191A ES2345702B1 (es) | 2008-11-10 | 2008-11-10 | Motor de reluctancia autoconmutado. |
| PCT/ES2009/000493 WO2010052349A2 (es) | 2008-11-10 | 2009-10-09 | Motor de reluctancia autoconmutado |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200803191A ES2345702B1 (es) | 2008-11-10 | 2008-11-10 | Motor de reluctancia autoconmutado. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2345702A1 ES2345702A1 (es) | 2010-09-29 |
| ES2345702B1 true ES2345702B1 (es) | 2011-09-05 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200803191A Active ES2345702B1 (es) | 2008-11-10 | 2008-11-10 | Motor de reluctancia autoconmutado. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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| WO (1) | WO2010052349A2 (es) |
Families Citing this family (1)
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2008
- 2008-11-10 ES ES200803191A patent/ES2345702B1/es active Active
-
2009
- 2009-10-09 WO PCT/ES2009/000493 patent/WO2010052349A2/es active Application Filing
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Base de datos EPODOC. Recuperado de EPOQUE; PN DE 4421594 A1 & DE 4421594 A1 (KRASER BERNHARD) 04.01.1996, resumen. * |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| ES2345702A1 (es) | 2010-09-29 |
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