ES2564588B1 - Motor asíncrono n-fásico de jaula de ardilla - Google Patents

Abstract

Motor asíncrono n-fásico de jaula de ardilla (1), del tipo de los que incorporan un estátor (01), un rotor (20), un árbol (30), una carcasa (40) y un bornero (50), que se caracteriza por constar de un estátor modificado (10) que comprende:#a. un circuito magnético estatórico (101) compuesto de una pluralidad de chapas troqueladas estatóricas (1011) que contienen una pluralidad de ranuras cerradas u orificios (1012) para alojar conductores rectos (1021) y que dispone a cada lado de una tapa aislante (1013);#b. un circuito eléctrico estatórico (102) compuesto de una pluralidad de espiras (E1-E9) formada cada una por conductores rectos (1021) aislados mediante tubos aislantes (1022) y conexionados mediante puentes (1025) y cuyos conductores rectos (1021) disponen en cada uno de sus dos extremos de un orificio roscado (1023) para albergar un tornillo contacto eléctrico (1024).

Description

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DESCRIPCION

Motor aslncrono n-fasico de jaula de ardilla.

Objeto y sector de la tecnica al que se refiere la invencion

La presente invencion esta relacionada con las maquinas electricas.

El objeto de la invencion es un motor aslncrono de jaula de ardilla, que fundamentalmente consta de un estator que en lugar de ranuras dispone de orificios y que como devanado en lugar de bobinado dispone de conductores rectos conexionados de forma adecuada; de alimentacion con energla electrica de tipo alterna n-fasica siendo n > 2 (en la practica: n = 2 bifasico, n =3 trifasico, n = 4 tetrafasico, n = 6 hexafasico y n = 12 dodecafasico).

Es de especial aplicacion tanto en la construction de micro-motores como de macro- motores, aunque por supuesto tambien se aplica en motores de tamano medio.

La invencion se situa en sector tecnico de la ingenierla electro-mecanica, y mas concretamente en el relativo a las maquinas electricas.

Generalidades y estado de la tecnica anterior mas proximo

Las maquinas aslncronas, tambien denominadas maquinas de induction, se caracterizan porque la velocidad de giro del rotor no coincide con la velocidad de sincronismo determinada por la frecuencia de la tension de alimentacion; el rotor gira a una velocidad angular menor que la de sincronismo, denominandose a la diferencia entre ambas como deslizamiento. El nombre de motor de induccion proviene del metodo empleado para transferir la potencia desde la parte estacionaria de la maquina, o estator, a la parte giratoria, o rotor, sin existir contacto mecanico entre ambas partes pero si existiendo un flujo magnetico que las enlaza.

El motor aslncrono con rotor de jaula de ardilla es el mas difundido entre los motores empleados actualmente en el estado de la tecnica, y en particular el trifasico.

En funcion del tipo de rotor, estas maquinas se clasifican en dos tipos: rotor enjaula de ardilla o cortocircuito y rotor devanado o con anillos rozantes. El rotor esta constituido por un conjunto de chapas apiladas formando un cilindro con una serie de ranuras en su perlmetro exterior donde se dispone el devanado inducido. El rotor de jaula de ardilla esta formado por una serie de conductores de cobre o aluminio puestos en cortocircuito por dos anillos extremos, y es debido a esta configuration particular de la que se toma el nombre de estos motores. Por su parte, el estator dispone de una serie de dientes radiales en su perlmetro interno, los cuales definen entre si una serie de ranuras en las que se coloca el devanado inductor.

El desarrollo de las maquinas de induccion se inicio con el desarrollo de los sistemas electricos de corriente alterna, ya que con su irruption comenzaron los primeros estudios para adaptar los motores existentes al nuevo sistema electrico, con el objetivo de aprovechar las ventajas que ofrecla el uso de la corriente alterna.

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El primer trabajo original desarrollado se anuncio en 1888 por Galileo Ferraris en Italia dos meses antes que Nikola Tesla presentase un trabajo similar en los Estados Unidos. Ambos investigadores basaron sus disenos en sistemas bifasicos.

El motor bifasico desarrollado por Ferraris tenia un circuito magnetico abierto y un rotor en forma de disco hecho de cobre, por lo que desarrollaba una potencia muy baja. Sin embargo, Tesla propuso un motor con devanados concentrados tanto en el estator como en el rotor, consiguiendo un par mucho mayor que el que proporcionaba el motor desarrollado por Ferraris.

A pesar de que Ferraris hizo publico su trabajo dos meses antes que Tesla los tribunales apoyaron el trabajo de Tesla tras las evidencias aportadas en el litigio reconociendo el trabajo y las patentes de Tesla como originales en los Estados Unidos y en el resto del mundo tras una serie de litigios.

Dos anos mas tarde, Westinghouse compro las patentes de Tesla y empezo a comercializar motores de induction en 1890 alimentados a una frecuencia de 60 Hz.

En 1890 Mikhail Dolivo Dobrovolsky, ingeniero de AEG, invento el motor aslncrono trifasico empleando un rotor en forma de jaula de ardilla y utilizando un devanado distribuido en el estator.

En 1891, Dobrovolsky presento en la Exposition de Electricidad de Frankfurt un motor aslncrono con rotor bobinado que disponla de un reostato de arranque a base de resistencias llquidas. En 1893, Dobrovolsky habla desarrollado tambien motores aslncronos con doble jaula de ardilla.

En el estado de la tecnica son conocidos diferentes tipos de motores aslncronos de jaula de ardilla.

En el estado de la tecnica mas cercana tenemos los siguientes documentos, entre muchos otros:

En el documento de patente denominado D01 con numero de publication ES 8705714 A3 y fecha de presentation 05.11.1985 y titulado literalmente: "Motor aslncrono trifasico", se describe un motor aslncrono trifasico para el accionamiento del compresor de un equipo de refrigeration, destinado a su utilization en vehlculos con red electrica propia de a bordo.

En el documento de patente denominado D02 con numero de publicacion ES 2360798 T3 y fecha de presentacion 26.10.2004 y titulado literalmente: "Motor aslncrono de jaula de ardilla y procedimiento de detection de averlas para dicho motor", se describe un motor aslncrono de jaula de ardilla, que incorpora un medio que permite detectar danos producidos en las barras y/o en los anillos de cortocircuito de la jaula rotorica bajo cualquier tipo de carga.

Problema tecnico planteado

Los motores aslncronos de jaula de ardilla (0) del estado de la tecnica anterior presentan una problematica que se centra fundamentalmente en los siguientes aspectos:

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X Producen en el estator unos elevados campos magneticos: de dispersion de ranura, de dispersion en las cabezas de diente y zig-zag, y de dispersion de las cabezas de bobina; los cuales incrementan las perdidas de potencia reduciendo el rendimiento del motor.

X Requieren de un circuito electrico estatorico o devanado (012) formado por una pluralidad de bobinas (B1-B9), muy costosas, a base de hilo de cobre esmaltado, siendo el procedimiento de montaje de dichas bobinas en el estator (01) muy complejo y tambien muy costoso.

X No se pueden construir micro-motores porque requieren de una pluralidad de bobinas (B1-B9) construidas con una pluralidad de conductores por ranura (Zr), siendo el diametro mas pequeno de hilo de cobre esmaltado del estado de la tecnica de 0,01 mm.

X No se pueden construir mini-motores con hilo de aluminio esmaltado porque requieren de una pluralidad de bobinas (B1-B9) construidas con una pluralidad de conductores por ranura (Zr), siendo el diametro mas pequeno de hilo de aluminio esmaltado del estado de la tecnica de 0,1 mm; el empleo de cobre en lugar de aluminio encarece el devanado (012).

Ventaja tecnica que aporta la invencion

El motor aslncrono n-fasico de jaula de ardilla (1) que preconiza la invencion resuelve de

forma plenamente satisfactoria la problematica anteriormente expuesta, en todos y cada

uno de los diferentes aspectos comentados y que se detallan a continuation:

X Minimiza el campo magnetico de dispersion de ranura en el estator, debido a que en lugar de ranuras abiertas (0112) se emplean ranuras cerradas u orificios (1012).

X Minimiza el campo magnetico de dispersion en las cabezas de diente y zig-zag en el estator, debido a que se carece de dientes.

X Minimiza el campo magnetico de dispersion de las cabezas de bobina, debido a que la longitud recorrida por intensidad de corriente electrica que genera el campo de dispersion, es decir la corriente que circula fuera de las ranuras, se reduce a la mitad.

X Requiere de un circuito electrico estatorico (102) formado por una pluralidad de espiras (E1-E9) muy economicas a base de conductores rectos (1021), siendo el procedimiento de montaje de dichos conductores rectos muy sencillo y tambien muy economico.

X Se pueden construir micro-motores porque requieren de una pluralidad de espiras (E1-E9) a base de conductores rectos (1021) con normalmente un conductor por ranura (Zr), siendo el diametro mas pequeno de hilo de cobre esmaltado del estado de la tecnica de 0,01 mm.

X Se pueden construir mini-motores con hilo esmaltado de aluminio porque requieren de una pluralidad de espiras (E1-E9) a base de conductores rectos (1021) con

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normalmente un conductor por ranura (Zr), siendo el diametro mas pequeno de hilo de aluminio esmaltado del estado de la tecnica de 0,1 mm.

Breve descripcion de las figuras

Para complementar la descripcion y con objeto de ayudar a una mejor comprension de las caracterlsticas de la invencion, se acompana como parte integrante de dicha descripcion, un juego de figuras con caracter ilustrativo y no limitativo.

Glosario de referencias

Pertenecientes al estado de la tecnica anterior.

(0)

Motor aslncrono de jaula de ardilla;

(01)

Estator;

(011)

Circuito magnetico estatorico;

(0111)

Chapa troquelada estatorica;

(0112)

Ranura abierta;

(012)

Circuito electrico estatorico, o devanado;

(B1)

Bobina 1;

(B2)

Bobina 2;

(B3)

Bobina 3;

(B4)

Bobina 4;

(B5)

Bobina 5;

(B6)

Bobina 6;

(B7)

Bobina 7;

(B8)

Bobina 8;

(B9)

Bobina 9;

(Zr)

Numero de conductores por ranura;

(20)

Rotor;

(30)

Arbol;

(40)

Carcasa;

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(50)

Bornero;

Pertenecientes a la invencion.

(1)

Motor aslncrono n-fasico de jaula de ardilla;

(1')

Elemento primero motor aslncrono n-fasico de

(1n)

Elemento enesimo aslncrono n-fasico de jaula

(10)

Estator;

(101)

Circuito magnetico estatorico;

(1011)

Chapa troquelada estatorica;

(1012)

Ranura cerrada u orificio;

(1013)

Tapa aislante;

(102)

Circuito electrico estatorico;

(1021)

Conductor recto;

(1022)

Tubo aislante;

(1023)

Orificio roscado;

(1024)

Tornillo contacto electrico;

(1025)

Puente;

(E1)

Espira 1;

(E2)

Espira 2;

(E3)

Espira 3;

(E4)

Espira 4;

(E5)

Espira 5;

(E6)

Espira 6;

(E7)

Espira 7;

(E8)

Espira 8;

(E9)

Espira 9;

(P)

Principio;

jaula de ardilla; de ardilla;

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(F) Final;

(U1) Entrada fase 1;

(V1) Entrada fase 2;

(W1) Entrada fase 3;

(U2) Salida fase 1;

(V2) Salida fase 2;

(W2) Salida fase 3;

(1-18) Ranura 1 - Ranura 18;

(60) Cableado serie;

(Hr) Altura ranura;

(Ar) Anchura ranura;

Glosario de slmbolos

(£d) Factor de distribution de un bobinado;

(£y) Factor de paso de un bobinado;

(£) Factor de bobinado de un bobinado;

( ) Reluctancia magnetica;

(5) Espesor del entrehierro;

(A) Permeancia especlfica de una ranura;

Figura 1 (Fig. 1).- muestra una vista en alzado de un motor aslncrono n-fasico de jaula de ardilla (1), que preconiza la invention, en el que se ha practicado un corte para ver tambien los elementos caracterlsticos de su interior;

Figura 2 (Fig. 2).- muestra una vista en alzado comparativa, en Fig. 2A de una chapa troquelada estatorica (0111) cualquiera del estado de la tecnica, y en Fig. 2B de una chapa troquelada estatorica (1011) reivindicada por la invencion;

Figura 3 (Fig. 3).- muestra una vista en alzado, en Fig. 3A y en Fig. 3B de diferentes tipos de chapa troquelada estatorica (1011) reivindicada por la invencion;

Figura 4 (Fig. 4).- muestra una vista, en Fig. 4A en perspectiva de un conductor recto (1021), y en Fig. 4B en corte de detalle de un extremo del mismo;

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Figura 5 (Fig. 5).- muestra una vista en perspectiva de montaje de una pluralidad de conductores rectos (1021) en un circuito magnetico estatorico (101);

Figura 6 (Fig. 6).- muestra una vista en perspectiva, en Fig. 6A de montaje de sendas tapas aislantes (1013) en un circuito magnetico estatorico (101), y en Fig. 6B ya montadas formando parte de un circuito electrico estatorico (102);

Figura 7 (Fig. 7).- muestra una vista en alzado, en Fig. 7A de la parte delantera de un estator modificado (10), y en Fig. 7B de la parte trasera del mismo;

Figura 8 (Fig. 8).- muestra una vista esquematica comparativa, en Fig. 8A de un circuito electrico estatorico o devanado (012) cualquiera del estado de la tecnica, y en Fig. 8B de un circuito electrico estatorico (102) reivindicado por la invention;

Figura 9 (Fig. 9).- muestra una vista comparativa, en Fig. 9A de una ranura abierta (0112) cualquiera del estado de la tecnica, y en Fig. 9B de una ranura cerrada u orificio (1012) reivindicada en la invencion, asl como, en Fig. 9C de una bobina 1 (B1) cualquiera del estado de la tecnica, y en Fig. 9D de una espira 1 (E1) reivindicada por la invencion.

Figura 10 (Fig. 10).- muestra una vista esquematica para realizar la conexion serie de dispositivos (1), en Fig. 10A en conexion serie en estrella, y en Fig. 10B en conexion serie en triangulo.

Figura 11 (Fig. 11).- muestra una vista esquematica de un vehlculo tractor con un remolque que dispone de una pluralidad de ruedas tractoras, en el que a modo de ejemplo relevante se aplica el dispositivo (1) que reivindica la invencion.

Descripcion detallada de la invencion y exposition detallada de un modo de realization preferente de la invencion

Descripcion detallada de la invencion

Distribucion de la induccion magnetica en el estator: comparativa entre un motor asincrono de jaula de ardilla (0) y un motor asincrono n-fasico de jaula de ardilla (1).

El campo magnetico creado en el estator depende de varios factores entre los cuales los mas influyentes son:

- la distribucion de los conductores del circuito electrico estatorico;

- el valor de la reluctancia del circuito magnetico estatorico.

El primero de los factores, la distribucion de los conductores, viene determinada por el factor de bobinado que influye en la magnitud final que adopte el campo magnetico. El factor de bobinado (£) esta formado por dos componentes, el factor de paso (£y) y el factor de distribucion (£d).

El segundo de los factores, el valor de la reluctancia del circuito magnetico, viene determinado por la geometrla y los materiales que forman el propio estator, el cual influye en la forma final que adoptara el campo magnetico. Si calculamos la reluctancia de cada uno de los elementos que intervienen en el circuito magnetico estatorico: chapa

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magnetica, espacios de aire, dielectricos, conductores, etc., y denominamos a cada uno de los citados elementos (i), podemos determinar la reluctancia magnetica ( ) mediante la siguiente expresion:

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siendo: longitud del elemento (Li), en m; seccion transversal del elemento (Si), en m2; permeabilidad del aire (p0), en H/m; permeabilidad relativa del elemento (pri), en H/m.

Expresion que nos indica que la reluctancia magnetica es inversamente proporcional a la permeabilidad absoluta de cada material.

Si se dispone de un motor formado por elementos con permeabilidades de muy diverso orden, es posible despreciar los elementos con baja reluctancia y considerar solamente los componentes que un valor elevado de la misma. De esta forma, podemos llegar a determinar la distribution de campo estatorico, ya que los componentes que presenten mayor reluctancia seran los encargados de entregar la mayor parte de la fuerza electromotriz. Estos componentes con mayor reluctancia en el motor objeto de la invention (1) estaran formados por los entrehierros y las partes entre las chapas del rotor ocupadas por aire.

Cuando se dispone de un motor lineal, la distribucion del campo estatorico es senoidal y sigue la forma dada por la siguiente ecuacion:

imagen2

donde:

imagen3

El campo magnetico (B) en el entrehierro viene dado por:

imagen4

siendo: espesor del entrehierro (5), en m; numero de conductores por ranura (Zr);

A partir de la induction obtenida en el entrehierro es posible conocer la distribucion de la induction en el rotor, donde el campo va disminuyendo conforme nos acercamos al eje del motor. Esta disminucion del campo magnetico es proporcional al factor:

k

Restator ' P

siendo p, la coordenada radial del punto del rotor donde buscamos la induccion.

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Campo magnetico principal y de dispersion

El campo magnetico principal o magnetizante es aquel que transmite energla entre el estator y rotor y sus llneas de campo concatenan los devanados del estator y rotor y atraviesan el entrehierro dos veces.

Los campos magneticos de dispersion, tambien denominados de fugas, no contribuyen a la transmision de energla y estan formados por el resto de llneas de campo no incluidas en el campo principal, y se clasifican en campos magneticos de dispersion especlfica de:

- ranura;

- cabezas de diente y zig-zag;

- dispersion armonica;

- inclination de ranura;

- cabezas de bobina;

- periferia;

de entre todos ellos la invention minimiza de forma importante el de ranura, cabeza de diente y zig-zag y cabezas de bobina.

Dispersion especifica de ranura (estator)

Esta dispersion es debida a las llneas de campo que rodean a las ranuras concatenando a los conductores alojados en ellas. En el estado de la tecnica (Ver Fig. 3A) los estatores estan compuestos por una pluralidad de ranuras abiertas (0112) para poder introducir las bobinas por las aperturas y alojar las mismas en dichas ranuras. Por el contrario la

invencion (Ver Fig. 3B) emplea un estator con ranuras cerradas u orificios (1012). La

permeancia especlfica de una ranura (A), en Wb/Av ■ m , viene definida por:

, Hr

* “ 2,5-10b-Ar

siendo: altura ranura (Hr), en m; anchura ranura (Ar), en m.

Para una ranura de, p. ej. Hr = 3 Ar, tendremos un A = 1,2 • 10-6 Wb /Av • m, lo cual dara lugar a un flujo de dispersion.

Para el orificio de la invencion Ar = 0, e independientemente del valor de Hr, tendremos

un A ^ «, debido a la permeancia del material ferromagnetico que cierra la ranura. La

invencion al emplear ranuras cerradas reduce las perdidas energeticas debido a que las llneas de campo no tienen que circular por los entrehierros de las ranuras abiertas.

Dispersion especifica en las cabezas de diente y zig-zag (estator)

Esta dispersion es debida a las llneas de campo que pasan a traves del entrehierro, pero sin llegar a atravesarlo, de un diente a otro contiguo. La invencion al emplear ranuras

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cerradas no dispone de dientes por lo que se minimizan las perdidas energeticas debido a esta dispersion.

Dispersion especifica de las cabezas de bobina (estator)

En el estado de la tecnica (Ver Fig. 9A) el circuito electrico estatorico o devanado (012) de los motores aslncronos (0) esta formado por bobinas (B1-B9) con dos lados activos (la parte de la bobina que esta alojada en la ranura) y dos cabezas (la parte de la bobina que esta fuera de la ranura). La intensidad de corriente electrica que circula por los lados activos contribuye a la formation del campo magnetico principal, mientras que la corriente que circula por las cabezas genera en su totalidad campo de dispersion. La invention (Ver Fig. 9B) emplea un circuito electrico estatorico (102) formado por espiras (E1-E9) con dos conductores rectos (1021) y un puente (1025). Como la longitud de un puente (1025) equivale a una cabeza, se reduce la longitud de la longitud de corriente que genera flujo de dispersion a la mitad.

Intensidad y tension electrica de alimentacion del motor asincrono n-fasico de jaula de ardilla (1)

Se ha comparado el esquema electrico equivalente por fase de un motor asincrono de jaula de ardilla (0) del estado de la tecnica con un motor asincrono (1) objeto de la invencion.

Al disponer la invencion de solo un conductor por ranura (dos, tres, para bobinado doble, triple, etc.) para crear el mismo campo magnetico que un bobinado con una pluralidad de conductores por ranura (Zr), segun la siguiente ecuacion:

imagen5

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■Zr ■ i

es necesario que dicho conductor este recorrido por una intensidad dada por:

/ = Zr ■ i

Cumpliendo este requisito tanto el motor del estado de la tecnica como el que preconiza la invencion tendran caracterlsticas homologas (potencia), sustituyendose por tanto la pluralidad de bobinas (B1-B9) formadas por una pluralidad de conductores por ranura (Zr) por una pluralidad de espiras (E1-E9) formadas normalmente por un conductor por ranura (Zr).

La tension de alimentacion necesaria para obtener la indicada intensidad de corriente electrica (I), en las condiciones expuestas, vendra dada por la ecuacion siguiente:

V

donde: V es la tension de un motor con Zr espiras por ranura, en V; v tension de un motor con 1 espira por ranura (como preconiza la invencion), en V.

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Como puede observarse la tension de alimentacion (v) del motor de la invention sera muy reducida para motores pequenos (motores del estado de la tecnica con Zr >> 10), y reducida para motores grandes (motores del estado de la tecnica con Zr < 10). Esta tension muy reducida es una ventaja para la fabrication de micro-motores alimentados de energla portatil, as! como para motores de vehlculos que disponen de red electrica autonoma respaldada por baterlas. En todo caso, cuando una tension tan reducida sea un handicap, se acoplaran una pluralidad de motores en conexion serie, ya que la invencion lo permite, siendo una gran ventaja tecnica el contar con potencia motor distribuida; ademas la conexion serie garantiza la misma intensidad de corriente electrica alimentando a la pluralidad de motores y por lo tanto entregando la misma potencia a cada motor.

P. ej. para un motor de tamano pequeno del estado de la tecnica que se alimenta a V = 400V, y Zr = 30, tendremos para el motor que preconiza la invencion una v ~ 0,5 V; observese que es una tension muy reducida.

P. ej. para un motor de tamano grande del estado de la tecnica que se alimenta a V = 400V, y Zr = 6, tendremos para el motor que preconiza la invencion una v ~ 10 V; observese que es una tension reducida.

Figura 1 (Fig. 1).- muestra una vista en alzado de un motor aslncrono n-fasico de jaula de ardilla (1), que preconiza la invencion, en el que se ha practicado un corte para ver tambien los elementos caracterlsticos de su interior.

Un motor aslncrono trifasico de jaula de ardilla (0) cualquiera del estado de la tecnica consta de un estator (01), un rotor (20), un arbol (30), una carcasa (40), un bornero (50);

Un motor aslncrono n-fasico de jaula de ardilla (1) preconizado por la invencion consta de los elementos citados anteriormente pero dispone de un nuevo estator modificado (10).

Figura 2 (Fig.2).- muestra una vista en alzado comparativa, en Fig. 2A de una chapa troquelada estatorica (0111) cualquiera del estado de la tecnica, y en Fig. 2B de una chapa troquelada estatorica (1011) reivindicada por la invencion.

En ambos casos el material del que esta formado la chapa es el mismo, p. ej. de chapa magnetica de silicio de grano orientado.

En Fig. 2A puede observarse que una chapa troquelada estatorica (0111) cualquiera del estado de la tecnica esta compuesta de una pluralidad de ranuras abiertas (0112);

En Fig. 2B puede observarse que una chapa troquelada estatorica (1011) reivindicada por la invencion esta compuesta de una pluralidad de ranuras cerradas u orificios (1012) preferentemente de section circular, para alojar conductores rectos (1021) de section circular.

Figura 3 (Fig. 3).- muestra una vista en alzado, en Fig. 3A y en Fig. 3B de diferentes tipos de chapa troquelada estatorica (1011) reivindicada por la invencion.

En Fig. 3A puede verse que las ranuras cerradas u orificios (1012) tienen seccion rectangular con las esquinas redondeadas, para alojar varios conductores rectos (1021) de seccion circular.

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En Fig. 3B puede verse que las ranuras cerradas u orificios (1012) tienen seccion rectangular, para alojar uno o una pluralidad de conductores rectos (1021) de seccion rectangular.

Figura 4 (Fig. 4).- muestra una vista, en Fig. 4A en perspectiva de un conductor recto (1021), y en Fig.4B en corte de detalle de un extremo del mismo;

Un conductor recto (1021) esta recubierto de un tubo aislante (1022) para proporcionarle aislamiento electrico. En cada extremo dispone de un orificio roscado (1023) para albergar sendos tornillos contacto electrico (1024); por lo tanto el contacto electrico con el conductor recto (1021) se realiza a traves de toda la superficie roscada y la cabeza del tornillo podra soportar un terminal de ojal cualquiera del estado de la tecnica.

Figura 5 (Fig. 5).- muestra una vista en perspectiva de montaje de una pluralidad de conductores rectos (1021) en un circuito magnetico estatorico (101). El montaje es muy simple: se introduce, manual o automaticamente, cada uno de los conductores rectos (1021) en el interior de cada ranura cerrada u orificio (1012)

Figura 6 (Fig. 6).- muestra una vista en perspectiva, en Fig. 6A de montaje de sendas tapas aislantes (1013) en un circuito magnetico estatorico (101), y en Fig. 6B ya montadas formando parte de un circuito electrico estatorico (102). Una vez introducidos los conductores rectos (1021) en las ranuras cerradas u orificios (1012), tal como se ha indicado, se situa en cada lateral del circuito magnetico estatorico (101) una tapa aislante (1013). La tapa aislante (1013) tiene un tamano similar al de una chapa troquelada estatorica (1011), construida de cualquier material que presente propiedades aislantes, como p. ej. mica, baquelita, fibra de vidrio, etc. Se han practicado en ella una pluralidad de orificios con el fin de poder pasar por ellos la pluralidad de tornillos contacto electrico (1024) que a su vez sujetaran dichas tapas.

Figura 7 (Fig. 7).- muestra una vista en alzado, en Fig. 7A de la parte delantera de un estator modificado (10), y en Fig.7B de la parte trasera del mismo. La parte delantera dispone de una pluralidad de puentes (1025) ademas de las conexiones de entrada de fase (U1, V1, W1) y de salida de fase (U2, V2, W2); la parte trasera solo dispone de puentes (1025). Tanto las conexiones como los puentes se realizaran de acuerdo a un circuito electrico estatorico (102), como el mostrado en la Fig. 8B.

Para macro-motores (P > 1MW) y motores de tamano medio (100W < P < 1MW), los puentes (1025) se dispondran sobre una tapa aislante (1013), y se empleara cualquier terminal del estado de la tecnica para conexionar el puente con el conductor recto (1021) mediante un tornillo contacto electrico (1024).

Para micro-motores (P < 10W) los puentes (1025) formaran parte de una tapa aislante (1013) construida de fibra de vidrio, como la que se emplea para placas de componentes electronicos, no siendo necesario por lo tanto el empleo de terminales.

Figura 8 (Fig. 8).- muestra una vista esquematica comparativa, en Fig. 8A de un circuito electrico estatorico o devanado (012) cualquiera del estado de la tecnica, y en Fig. 8B de un circuito electrico estatorico (102) reivindicado por la invention. Puede apreciarse la diferencia entre emplear bobinas (B1-B9) en el estado de la tecnica a espiras (E1-E8) en la invencion, si bien el esquema es similar.

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Tanto en Fig. 8A como en Fig. 8B se muestra, a modo de ejemplo, un esquema electrico de un circuito electrico estatorico (012, 102), trifasico, de 2 polos, 18 ranuras y 9 bobinas o espiras. Se puede apreciar en la parte derecha de la Figura la conexion preferente en estrella, tres bobinas o espiras por fase, y la indication de bobinas, y de principios (P) y finales (F).

Figura 9 (Fig. 9).- muestra una vista comparativa, en Fig. 9A de una ranura abierta (0112) cualquiera del estado de la tecnica, y en Fig. 9B de una ranura cerrada u orificio (1012) reivindicada en la invention, asl como, en Fig. 9C de una bobina 1 (B1) cualquiera del estado de la tecnica, y en Fig. 9D de una espira 1 (E1) reivindicada por la invencion.

En la parte superior se muestran la altura ranura (Hr) y anchura ranura (Ar) tanto en la ranura abierta como en la cerrada.

En la parte inferior se muestra la circulation de la corriente electrica, tanto en una bobina (B1) comparativamente con una espira (E1), observandose que en la parte activa, ranura, es identica. La bobina (B1) esta formada por dos partes activas y dos cabezas de bobina, partes no activas. La espira (E1) esta formada por un par de conductores rectos (1021), parte activa, y un puente (1025), parte no activa.

Figura 10 (Fig. 10).- muestra una vista esquematica para realizar la conexion serie de dispositivos (1), en Fig. 10A en conexion serie en estrella, y en Fig. 10B en conexion serie en triangulo.

Con estas figuras se quiere mostrar la posibilidad real de la conexion serie para un sistema n-fasico, en este caso para n = 3 o sistema trifasico, siendo valida tanto para estrella como para triangulo.

Figura 11 (Fig. 11).- muestra una vista esquematica de un vehlculo tractor con un remolque que dispone de una pluralidad de ruedas tractoras, en el que a modo de ejemplo relevante se aplica el dispositivo (1) que reivindica la invencion.

El dispositivo (1) que preconiza la invencion permite disponer con idoneidad de una pluralidad de motores (1) en conexion serie, tanto en estrella como en triangulo, con el fin de poder impulsar vehlculos con multiples ruedas tractoras.

Se ha ubicado un dispositivo (1) por cada rueda tractora del remolque. Al disponerse en conexion electrica serie se garantiza que por cada motor circula siempre la misma intensidad de corriente electrica y por lo tanto en cada motor se genera identico para motor. Tambien es de aplicacion a vehlculos electricos de 4 ruedas, y a vehlculos ferroviarios.

Exposition detallada de un modo de realization preferente de la invencion

Se describe detalladamente, pero de forma simplificada para tener una idea de conjunto (anteriormente se han descrito con todo detalle los elementos de la invencion), una realization preferente de la invencion, de entre las distintas alternativas posibles, mediante enumeration de sus componentes asl como de su relation funcional en base a referencias a las figuras, que se han incluido, a tltulo ilustrativo y no limitativo, segun los principios de las reivindicaciones.

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Motor aslncrono n-fasico de jaula de ardilla (1). que consta de un estator modificado (10) que comprende:

a. un circuito magnetico estatorico (101) compuesto de una pluralidad de chapas troqueladas estatoricas (1011) que contienen una pluralidad de ranuras cerradas u orificios (1012) para alojar conductores rectos (1021) y que dispone a cada lado de una tapa aislante (1013);

b. un circuito electrico estatorico (102) compuesto de una pluralidad de espiras (E1-E9) formada cada una por conductores rectos (1021) aislados mediante tubos aislantes (1022) y conexionados mediante puentes (1025) y cuyos conductores rectos (1021) disponen en cada uno de sus dos extremos de un orificio roscado (1023) para albergar un tornillo contacto electrico (1024).

Constructivamente para macro-motores y motores de tamano medio, los puentes (1025) se dispondran sobre una tapa aislante (1013), y se empleara cualquier terminal del estado de la tecnica para conexionar el puente con el conductor recto (1021) mediante un tornillo contacto electrico (1024); para micro-motores, los puentes (1025) formaran parte de una tapa aislante (1013) construida de fibra de vidrio, no siendo necesario por lo tanto el empleo de terminales.

Y debido a su baja tension de funcionamiento se puede disponer con idoneidad de una pluralidad de motores (1) en conexion serie, tanto en estrella como en triangulo, con el fin de poder impulsar vehlculos con multiples ruedas tractoras.

Claims (4)

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   ES 2 564 588 A1

   REIVINDICACIONES

   1. Motor aslncrono n-fasico de jaula de ardilla (1), del tipo de los que incorporan un estator (01), un rotor (20), un arbol (30), una carcasa (40) y un hornero (50), que se caracteriza por constar de un estator modificado (10) que comprende:

   a. un circuito magnetico estatorico (101) compuesto de una pluralidad de chapas troqueladas estatoricas (1011) que contienen una pluralidad de ranuras cerradas u orificios (1012) para alojar conductores rectos (1021) y que dispone a cada lado de una tapa aislante (1013);

   b. un circuito electrico estatorico (102) compuesto de una pluralidad de espiras (El- E9) formada cada una por conductores rectos (1021) aislados mediante tubos aislantes (1022) y conexionados mediante puentes (1025) y cuyos conductores rectos (1021) disponen en cada uno de sus dos extremos de un orificio roscado (1023) para albergar un tornillo contacto electrico (1024).
2. 2. Motor aslncrono n-fasico de jaula de ardilla (1), segun reivindicacion 1, que se caracteriza por el hecho de que para macro-motores y motores de tamano medio, los puentes (1025) se dispondran sobre una tapa aislante (1013), y se empleara cualquier terminal del estado de la tecnica para conexionar el puente con el conductor recto (1021) mediante un tornillo contacto electrico (1024).
3. 3. Motor aslncrono n-fasico de jaula de ardilla (1), segun reivindicacion 1, que se caracteriza por el hecho de que para micro-motores los puentes (1025) formaran parte de una tapa aislante (1013) construida de fibra de vidrio, no siendo necesario por lo tanto el empleo de terminales.
4. 4. Motor aslncrono n-fasico de jaula de ardilla (1), segun reivindicaciones anteriores, que se caracteriza por el hecho de que se puede disponer con idoneidad de una pluralidad de motores (1) en conexion serie, tanto en estrella como en triangulo, con el fin de poder impulsar vehlculos con multiples ruedas tractoras.