ES2382400B1

ES2382400B1 - Motor-generador auto-dinámico por cupla magnética de corona continua y campos axiales de giros opuestos.

Info

Publication number: ES2382400B1
Application number: ES201131869A
Authority: ES
Inventors: Roberto Gabriel Alvarado
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-11-21
Filing date: 2011-11-21
Publication date: 2013-01-29
Anticipated expiration: 2031-11-21
Also published as: ES2382400A1; ES2382400A8

Abstract

Motor-generador auto-dinámico por cupla magnética de corona continua y campos axiales de giros opuestos, que comprende:#- Al menos una primera corona o disco (1) que adopta una posición fija, que comprende dispuestas circularmente y en zona perimetral un conjunto de bobinas (2) en al menos una de sus caras; y#- Al menos una segundas coronas o discos (3), dispuestos exteriormente al menos uno de los lados de la primera corona o disco (1); siendo dicha segunda corona o disco (3) susceptible de giro libre solidaria a su eje de giro (6); y estando provistas dichas segundas coronas o discos (3) de un conjunto de imanes permanentes (7), en su cara interna , y otro conjunto (8) en su cara externa, enfrentado éste al conjunto (10), similar al anterior y dispuesto en una tercera corona o disco (9).

Description

Motor-generador auto-dinámico por cupla magnética de corona continua y campos axiales de giros opuestos.

Sector de la técnica

El sector de la técnica de esta invención es el de los motores eléctricos, formados por un elemento inductor y un elemento inducido.

Los motores/generadores eléctricos están formados por un elemento inductor y un elemento inducido. Normalmente el elemento inductor es fijo y está dispuesto exteriormente, y el elemento inducido es móvil habitualmente mediante giro alrededor de un eje, y está dispuesto interiormente.

El elemento fijo puede estar constituido por una o más bobinas dispuestas periféricamente, provistas o no de núcleos magnéticos, y el elemento móvil puede también estar constituido por conjunto de bobinas.

Estado de la técnica

EP 1 159 780 divulga una máquina eléctrica que comprende un rotor fijado a un árbol con un eje de giro, uno o más imanes o medios para producir un campo magnético, un estator con entrehierro(s)

conformados entre el rotor y el estator, y uno o más arrollamientos o

bobinas devanadas sobre y alrededor de columnas magnéticas o núcleos magnéticos, proporcionando dichas columnas magnéticas o dichos núcleos magnéticos parte(s) de uno o más caminos de flujo magnético.

EP O 729 663 se refiere a un motor eléctrico de flujo axial y estator abierto, que incluye un estator abierto que comprende dos soportes aislantes separados con una ranura que se extiende desde una periferia de cada uno de los soportes hasta un lugar interior del mismo, una serie de polos con piezas polares que se extienden entre los soportes y van fijadas a ellos, estando las piezas polares realizadas de material magnéticamente permeable y dispuestas a lo largo de un recorrido circular alrededor de los soportes, teniendo el estator arrollamientos distribuidos o bien arrollamientos polares de fase salientes asociados al menos a algunas de las piezas polares con una abertura entre piezas polares adyacentes en la zona de las ranuras de los soportes; un rotor que tiene un eje que puede localizarse en las ranuras y se extiende a través de ellas, situándose en ángulo recto respecto a los soportes dos discos de rotor separados sobre el eje estando uno de dichos discos respectivos situado en el eje y a ambos lados del estator, estando construido cada disco con material magnéticamente permeable y teniendo una cara interior de material eléctricamente conductor o una cara interior con recorridos conductores proporcionados por los arrollamientos del rotor, estando el eje soportado para rotación respecto al rotor.

Descripción de la invención

Conforme a la invención, el motor-generador que se propone comprende:

• Un núcleo o soporte central; dicho núcleo está formado por

5 una primera corona o disco central, y sustenta un conjunto de bobinas de imán permanente, dispuestas radialmente en ambas caras y con bobinado compatible con giro de campo axial, núcleo estático y fijo a dicho núcleo o soporte central;

• Unos cojinetes dispuestos en el núcleo; los cojinetes permiten

10 el giro libre de unas segundas coronas o discos de campo que se indican a continuación;

• Unas segundas coronas o discos ( impulsados) , que en sus caras internas, alojan el campo magnético, compuesto de Imanes permanentes, con vector inducción magnética, perpendiculares a dichas

15 caras y con capacidad de giro rasante y paralelo al núcleo o soporte central; dichas coronas o discos están soportadas en dichos cojinetes;

• En su cara externa, ambas coronas o discos de campo comprenden un conjunto de bobinas o imanes permanentes dispuestos en su perímetro, en posición inclinada formando

20 un cierto ángulo respecto al de dicha corona o disco, o bien están formadas por sendos imanes permanentes,

Además, se dispondrán una pareja de unas terceras coronas o discos (impulsores) con caras enfrentadas a las anteriormente descritas, en la

que en su perímetro se dispondrán un conjunto de bobinas de imán permanente, y que tendrán la misma inclinación y polaridad que las anteriormente descritas. Dichas terceras coronas o discos serán susceptibles de desplazamiento axial con respecto a las segundas

5 coronas o discos.

El desplazamiento de dichas terceras coronas o discos respecto a dichas segundas coronas o discos tiene lugar por medio de correderas dispuestas en el centro o por el exterior del conjunto.

Está previsto que el accionamiento pueda realizarse por medio de palancas, tornillo o émbolo neumático o hidráulico, o por cualquier otro medio. El accionamiento será sincronizado para las terceras coronas o discos de ambos lados, logrando el acercamiento o alejamiento con

15 respecto a las segundas coronas o discos.

Debido a la fuerza magnética ejercida por la aproximación de dichas terceras coronas o discos, magnéticamente antagónicos a las segundas coronas o discos, dichas segundas coronas o discos comenzarán a girar

20 en sentidos opuestos, ya que las terceras coronas o discos, impulsores están vinculadas al conjunto por medio de los medios de guiado las guías. La cupla motriz será igual a la suma de la fuerza magnética de cada par.

Así, parte de la energía generada circulará por las bobinas de imán permanente de las coronas impulsoras, usando un circuito derivado del núcleo bobinado central, aumentando así la intensidad del vector de inducción magnética, y en consecuencia, la velocidad de giro de los

5 campos.

El conjunto núcleo de bobinas, coronas de campo y coronas impulsoras serán contenidas en un cuerpo de dos partes o cáscaras desplaza bies, y vinculados por elementos de fijación.

En resumen, se describen:

• un conjunto de discos o coronas magnéticamente antagónicas aplicadas a generadores eléctricos convencionales, tanto axiales como radiales;

15 • la disposición inclinada de imanes en una cara y bobinas de imán permanente, de modo que se generan campos magnéticos orientados perpendicularmente a la superficie de dichos discos o coronas, en la otra cara;

• la disposición de los giros opuestos de los campos magnéticos, y 20 de los correspondientes segundos discos o coronas;

•: la disposición de cada par de coronas o discos, uno móvil y otro fijo, de modo que la fuerza magnética le confiere al primero una fuerza de giro equivalente a la suma de las fuerzas magnéticas de ambos discos o coronas;

•: el uso de un circuito que usa parte de la energía generada para

potenciar las bobinas periféricas de la corona impulsora;

•: la yuxtaposición de una pluralidad de conjuntos elementales como los anteriormente descritos, dispuestos sobre un solo

5 árbol o eje o sobre árboles o ejes engranados entre sí, de modo que el giro simultáneo de todas ellas permite obtener una fuerza resultante mayor en un solo árbol;

• la disposición de un segundo par de coronas o discos

antagónicos compatibles con un conjunto de corona piñón para 10 uso de simple giro en máquinas menores.

• Al tener giros de sus campos magnéticos de polaridades orientadas en sentidos opuestos, genera el doble de campo barrido y, consecuentemente el doble de energía generada comparado con un generador convencional en un mismo tiempo

15 • Los campos magnéticos son cambiables o movibles, de modo que dichos campos magnéticos podrán ser unipolares o multipolo, según convenga.

Así, a igual velocidad de giro, en un determinado tiempo se logra el 20 doble de campo barrido.

Además, por ser coronas de masas idénticas y giros opuestos, al arranque no genera volteo por torque inercial.

Debido a su simplicidad, el dispositivo de la invención puede realizarse

a cualquier escala.

Breve descripción de los dibujos

Con objeto de ilustrar la explicación que va a seguir, adjuntamos a la

presente memoria descriptiva, seis hojas de dibujos, en las que en seis

figuras se representa la esencia de la presente invención, y en las que: La figura 1 muestra una vista en sección de un esquema del motor-generador de la invención, según una configuración elemental; La figura 2 muestra una vista en planta de una sección de un núcleo estático bobinado del motor-generador de la figura 1; La figura 3 muestra una explosión de la sección de la figura 2; La figura 4 muestra una vista en sección de un conjunto de elementos como los de la figura 1 yuxtapuestos sobre un solo eje o árbol, seg ún un modo de realización particular, con unas coronas fijas y unas coronas giratorias; La figura 5 muestra una vista en sección perpendicular al eje de una de las coronas giratorias conforme a la realización de la figura 4; La figura 6 muestra una vista esquemática en sección del conjunto del núcleo, de las segundas coronas o

discos giratorios respecto a dicho núcleo, y las

terceras coronas o discos desplaza bies con respecto a dichas segundas coronas o discos giratorios.

Descripción de un modo de realización de la invención

Conforme se ha indicado, se describe un motor-generador que está provisto de una primera corona o disco (1) central que adopta una posición preferentemente fija, que comprende dispuestas circularmente en ambas caras y en zona perimetral un conjunto de bobinas (2), formadas cada una de ellas, según una opción, por una pareja de núcleos magnéticos (21) consistentes en imanes permanentes, que son envueltos por un bobinado exterior (22). Dichos núcleos conforman o comprenden un medio de fijación a dicha corona

o disco (1) central, así como del bobinado exterior (22).

Dicha corona o disco (1) central tiene dispuesto en el centro un soporte (4) para un conjunto de rodamientos (5). Dichos rodamientos sustentan un eje de giro (6). Dicho eje de giro (6) sustenta a su vez unas segundas coronas o discos (3) a cada uno de los lados de la corona o disco (1) central. Las caras exteriores de dichas segundas coronas o discos (3), están provistas de un conjunto de imanes permanentes (8) inclinados, y con vector de inducción magnética saliente, y antagónico a un conjunto de imanes permanentes o de bobinas (10). Las caras interiores de dichas segundas coronas alojan

un conjunto de imanes permanentes (7) que determinan campos

magnéticos con giro axial respecto al núcleo. El eje de giro (6) puede estar constituido por semiejes independientes, orientados cada uno hacia los extremos opuestos del motor-generador.

Además, se disponen unas terceras coronas o discos (9) (coronas impulsoras) provistas a su vez en al menos una de sus caras de un conjunto de imanes permanentes o de bobinas (10), también provistos de inclinación al igual que en los casos anteriores, y de igual polaridad que aquellas.

Dichas terceras coronas o discos (9) están sustentadas en sendos dispositivo de guía (11), adecuadamente sincronizados, que permiten el alejamiento o aproximación de las terceras coronas o discos (9) con respecto a las segundas coronas o discos (3). La extensión puede realizarse por medios mecánicos, eléctricos, hidráulicos, o neumáticos, por ejemplo.

Debido a la movilidad de los dispositivos de guía (11), dichas terceras coronas o discos (9) pueden desplazarse, alejándose o acercándose, simultáneamente de forma sincronizada, bien manual, bien automáticamente, según los requerimientos de funcionamiento.

Según la opción representada en las figuras 4 y 5, se observa un conjunto de unidades simplificadas cooperando simultáneamente

solidarias a un único eje de giro (6), en el que un conjunto de primeras

coronas o discos (1) se encuentran dispuestas de manera no giratoria con respecto a un cuerpo de sustentación externo (16), y están provistas de bobinas en uno solo de sus lados, mientras que un conjunto de segundas coronas o discos (3) solidarias al eje de giro (6), Y provistas de imanes permanentes o bobinas también en uno solo de sus lados, quedando enfrentadas las caras que tienen los respectivos imanes y/o bobinas.

La distancia de las primeras coronas o discos (1) y las segundas coronas o discos (3), es variable mediante el desplazamiento axial del cuerpo de sustentación externo (16), accionado por medio de unos brazos de empuje (17) normalmente dispuestas en simetría axial.

Los elementos fijos (en su desplazamiento axial) pueden estar sujetos exteriormente.

El conjunto está sustentado normalmente por medio de una envoltura externa (12). De las bobinas situadas en la corona o disco (1) central que conforma el núcleo, salen unas conexiones (13) de obtención de energía eléctrica.

Para un correcto ajuste en el deslizamiento, están previstas en la envoltura externa unas guías (14) o acanaladuras, por las que pueden desplazarse en sentido axial sendos seguidores (15) o pestañas

solidarios al cuerpo de sustentación externo (16).

El acercamiento de cada pareja de coronas o discos de polaridad antagónica producirá el giro de las segundas coronas o discos, que lo realizarán en sentidos opuestos. Así, la cupla magnética motriz total

5 será igual a la suma de las cuplas magnéticas de cada par.

Además, esta previsto un circuito que aproveche parte de la energía generada, de modo que se hará circular por las bobinas con núcleo de imán permanente de las coronas impulsoras, para aumentar la

10 intensidad del vector inducción magnético y consecuentemente, el par magnético y/o la velocidad de giro de los campos, y consecuentemente la cantidad final de energía obtenida.

Claims

REIVINDICACIONES

1.-Motor-generador auto-dinámico por cupla magnética de corona

continua y campos axiales de giros opuestos, que comprende: al menos una primera corona o disco (1) que adopta una posición fija, que comprende dispuestas circularmente y en zona perimetral un conjunto de bobinas (2) en al menos una de sus caras,

caracterizado por que comprende al menos una segundas coronas o discos (3), dispuestos exteriormente al menos uno de los lados de la primera corona o disco (1); siendo dichas segundas coronas o discos (3) susceptibles de giro libre solidaria a su eje de giro (6); y estando provistas dichas segundas coronas o discos (3) de un conjunto de imanes permanentes (7), en al menos una de sus caras;

y por que cada una de las bobinas (2) está formada por una pareja de núcleos magnéticos (21) consistentes en imanes permanentes, y por un bobinado exterior (22) que los circunda.
2.-Motor-generador, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una única primera corona o disco (1) central provisto de un conjunto de bobinas (2) en sus dos caras, y porque comprende también unas segundas coronas o discos (3) en ambas

caras de la primera corona o disco (1) central, provistas de imanes

(8,7) en ambas caras.
3.-Motor generador, según la reivindicación 2, caracterizado porque 5 los imanes permanentes (8) dispuestos en la cara exterior de las segundas coronas o discos (3) adoptan una posición inclinada.
4.-Motor-generador, según la reivindicación 3, caracterizado porque comprende además unas terceras coronas o discos (9), 10 dispuestas exteriormente, y provistas de imanes permanentes o bobinas (10), dispuestos en posición inclinada de modo similar a la parte externa de las segundas coronas o discos (3), solamente en uno de sus lados, siendo dichas terceras coronas o discos (9) deslizables a lo largo de su eje, alejándose de o acercándose a las segundas coronas

15 o discos.
5.-Motor-generador, según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque la primera corona o disco central comprende un soporte (4) para un conjunto de rodamientos (5) a los que queda

20 sujeto el eje de giro (6), y porque las segundas coronas o discos (3) están fijadas a cada uno de los extremos del eje de giro (6) o los semiejes con lo constituyen.
6.-Motor-generador, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las segundas coronas o discos (3) están conformados por imanes permanentes.
7.-Motor-generador, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque las segundas coronas o discos (3) están dotadas de un conjunto de imanes permanentes dispuestos en su perímetro.
8.-Motor-generador, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque cada uno de los núcleos magnéticos (21) conforman o comprenden un medio de fijación a dicha corona o disco

(1) central, así como del bobinado exterior (22).
9.-Motor-generador, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque las segundas coronas o discos (3) y las terceras coronas o discos (9) son magnéticamente antagónicas.
10.-Motor-generador, según la reivindicación 1, caracterizado por comprender un conjunto de unidades simplificadas cooperando simultáneamente solidarias a un único eje de giro (6), en el que un conjunto de primeras coronas o discos (1) se encuentran dispuestas de manera no giratoria con respecto a una envoltura externa, y están provistas de bobinas en uno solo de sus lados, mientras que un conjunto de segundas coronas o discos (3), solidarias al eje de giro (6), provistas de imanes permanentes o bobinas también en uno solo de sus lados, quedando enfrentadas las caras que tienen los respectivos imanes vio bobinas, V siendo variable la distancia relativa entre dichas primeras coronas o discos (1) V dichas segundas coronas

o discos (3).

Fig. 1

Fig. 3

D 5 6 8

3cj

I -t-7

D

21~ D

D~

16

Fig. 4

2

Fig. 5

Fig. 6