ES2645670T3

ES2645670T3 - Una máquina de imán permanente

Info

Publication number: ES2645670T3
Application number: ES16716892.1T
Authority: ES
Inventors: Panu Kurronen; Markus SILVENTOINEN; Jussi Puranen
Original assignee: Switch Drive Systems Oy
Current assignee: Switch Drive Systems Oy
Priority date: 2015-04-09
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2017-12-07
Anticipated expiration: 2036-03-31
Also published as: JP6734279B2; US10374500B2; EP3249791B1; CN106537729B; JP2018511285A; KR20180011043A; EP3127224A1; WO2016162595A1; EP3249791A1; NO3127224T3; CA2970586A1; US20170331337A1; EP3127224B1; CN106537729A

Abstract

Un rotor (101, 201) para una máquina de imán permanente, comprendiendo el rotor: - una primera sección de rotor (102) que comprende primeros imanes permanentes (104) que generan un campo magnético que tiene un paso de polo (pp), - una segunda sección de rotor (103) que comprende segundos imanes permanentes (105) que generan un campo magnético que tiene el mismo paso de polo, siendo las primeras y segundas secciones de rotor sucesivas axialmente, y - un primer sistema de acoplamiento (106) para conectar la primera sección de rotor a un árbol (115) y un segundo sistema de acoplamiento (119) para conectar la segunda sección de rotor al árbol o a la primera sección de rotor, en el que la segunda sección de rotor puede girarse con respecto a la primera sección de rotor un ángulo correspondiente al paso de polo en respuesta a la liberación del segundo sistema de acoplamiento para establecer enlaces de flujo magnético generados por el primer y segundo imanes permanentes en enrollamientos de estator de la máquina de imán permanente para ser sustancialmente a cero, caracterizado por que el rotor comprende además al menos un dispositivo de bloqueo cargado por resorte (108) para bloquear la segunda sección de rotor con respecto a la primera sección de rotor en respuesta a una situación en la que la segunda sección de rotor ha rotado el ángulo correspondiente al paso de polo con respecto a la primera sección de rotor.

Description

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DESCRIPCION

Una maquina de iman permanente Campo de la divulgacion

La divulgacion se refiere a una maquina de iman permanente que puede, por ejemplo pero no necesariamente, ser un generador de arbol marino o una maquina electrica de otro sistema donde la maquina electrica no puede separarse de una lmea de potencia mecanica incluso en el caso de una falla de enrollamiento. Ademas, la divulgacion se refiere a un rotor para una maquina de iman permanente y a un metodo para desactivar una maquina de iman permanente.

Antecedentes

Una ventaja inherente de una maquina de iman permanente es la buena eficacia debido a que los imanes permanentes generan un campo magnetico sin perdidas en comparacion con electroimanes. Por otro lado, una maquina de iman permanente no esta libre de desafms cuando la maquina de iman permanente es un generador de arbol marino o una maquina electrica de otro sistema donde la maquina electrica no puede separarse de una lmea de potencia mecanica incluso en un caso de falla de enrollamiento. Junto con las maquinas de iman permanente tfpicas, uno de los desafms esta relacionado con el hecho de que el campo magnetico generado por los imanes permanentes induce tensiones en los enrollamientos de estator tambien durante una falla, por ejemplo una falla de vuelta a vuelta, de los enrollamientos de estator cuando el rotor de la maquina de iman permanente esta rotando. Esto puede provocar corrientes de falla que a su vez pueden conducir a una situacion de riesgo.

Un enfoque directo sena mantener la maquina de iman permanente detenida, es decir sin rotar, despues de que la falla se haya producido, pero esto no es posible en todos los casos. Por ejemplo, un arbol de propulsion de una embarcacion solo puede detenerse durante un periodo de tiempo relativamente corto definido por regulaciones. De esta manera, un generador de arbol de iman permanente debena desactivarse dentro de un tiempo relativamente corto durante el cual el arbol de propulsion puede detenerse. Existen basicamente las siguientes dos opciones para desactivar el generador de arbol de iman permanente: a) desconectar el rotor mecanicamente del arbol de propulsion y b) eliminar el campo magnetico provocado por los imanes permanentes. La desconexion mecanica del rotor del arbol de propulsion es una tarea exigente y puede llevar demasiado tiempo dependiendo de la construccion y el espacio disponibles. Normalmente, la eliminacion del campo magnetico provocado por los imanes permanentes, es decir, la desmagnetizacion de los imanes permanentes, requiere calor y/o un campo magnetico externo fuerte de accion contraria o una combinacion de estos dos. Evidentemente, esto tambien destruina los imanes permanentes.

La publicacion EP1055282 describe una maquina electrica para la generacion de potencia electrica en un orificio de perforacion terrestre. La potencia electrica puede regularse variando la alineacion de los imanes permanentes axialmente adyacentes del rotor de la maquina electrica.

La publicacion WO2009036179 describe un motor de iman permanente que comprende un rotor primario que tiene polos magneticos alrededor de su circunferencia y un rotor secundario similar al rotor primario. El rotor primario puede rotar mediante un paso de polo con respecto al rotor secundario. Cuando los dos rotores tienen polos magneticos opuestos alineados, el motor de iman permanente esta en un estado debilitado de campo.

La publicacion FR2191329 describe una maquina de iman permanente que comprende una primera seccion de rotor que tiene polos magneticos alrededor de su circunferencia y un segundo rotor similar a la primera seccion de rotor y axialmente adyacente a la primera seccion de rotor. El rotor de la primera seccion de rotor puede rotarse mediante un paso de polo con respecto a la segunda seccion de rotor.

La publicacion EP1916758 describe una maquina smcrona electrica de doble rotor que tiene un mecanismo para ajustar el desplazamiento angular relativo del rotor mientras la maquina esta funcionando para reducir la fuerza electromotriz.

La publicacion DE102010002401 describe una maquina de iman permanente que comprende una primera seccion de rotor que tiene polos magneticos alrededor de su circunferencia y un segundo rotor similar a la primera seccion de rotor y axialmente adyacente a la primera seccion de rotor. La maquina de iman permanente comprende un mecanismo de control de flujo magnetico para controlar los flujos magneticos eficaces variando las posiciones rotativas de la primera y segunda secciones de rotor una con respecto a otra.

La publicacion US2010213885 describe una maquina electrica que comprende bobinas de excitacion magnetica cuyos ejes magneticos se dirigen axialmente y que son capaces de magnetizar todos los polos salientes de un rotor de la misma manera.

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Sumario

A continuacion se presenta un sumario simplificado para proporcionar un entendimiento basico de algunos aspectos de diversas realizaciones de la invencion. El sumario no es una vista de conjunto extensiva de la invencion. Tampoco se pretende identificar elementos cnticos o clave de la invencion ni definir el alcance de la invencion. El siguiente sumario unicamente presenta algunos conceptos de la invencion de manera simplificada como un preludio a una descripcion mas detallada de realizaciones no limitativas y ejemplares de la invencion.

De acuerdo con la invencion, se proporciona un nuevo rotor para una maquina de iman permanente que puede, por ejemplo, pero no necesariamente, ser un generador de arbol marino que se ensambla en/alrededor de un arbol de propulsion de una embarcacion. Un rotor de acuerdo con la invencion comprende:

- una primera seccion de rotor que comprende primeros imanes permanentes que generan un campo magnetico que tiene un paso de polo,

- una segunda seccion de rotor que comprende segundos imanes permanentes que generan un campo magnetico que tiene el mismo paso de polo, siendo las primeras y segundas secciones de rotor sucesivas axialmente, y

- un primer sistema de acoplamiento para conectar la primera seccion de rotor a un arbol y un segundo sistema de acoplamiento para conectar la segunda seccion de rotor al arbol o a la primera seccion de rotor.

La segunda seccion de rotor es rotativa con respecto a la primera seccion de rotor mediante un angulo correspondiente al paso de polo en respuesta a la liberacion del segundo sistema de acoplamiento para establecer los enlaces de flujo de estator generados por los primeros y segundos imanes sustancialmente a cero. Despues de que la segunda seccion de rotor haya rotado el angulo correspondiente al paso de polo, los imanes permanentes no inducen sustancialmente tensiones en los enrollamientos de estator aunque el rotor este rotando. El rotor comprende ademas al menos un dispositivo de bloqueo cargado por resorte para bloquear la segunda seccion de rotor con respecto a la primera seccion de rotor en respuesta a una situacion en la que la segunda seccion de rotor ha rotado mediante el angulo correspondiente al paso de polo con respecto a la primera seccion de rotor.

El segundo sistema de acoplamiento antes mencionado puede comprender por ejemplo pasadores de cizalla entre la primera y segunda secciones de rotor. Los pasadores de cizalla pueden romperse o retirarse en una situacion de falla, y de esta manera la segunda seccion de rotor puede hacerse rotativa con respecto a la primera seccion de rotor. Los pasadores de cizalla pueden estar provistos, por ejemplo, de cabezas de perno para que cada pasador de cizalla pueda romperse mediante el giro del pasador de cizalla en cuestion. Tambien es posible que el segundo sistema de acoplamiento comprenda pernos entre la primera y segunda secciones de rotor. Los pernos pueden retirarse, por ejemplo, con una herramienta motorizada rapidamente en una situacion de falla. Tambien es posible que cada una de la primera y segunda secciones de rotor se conecte por separado al arbol, por ejemplo, con un acoplamiento cronico de manera que los mismos polos magneticos se alineen axialmente. En una situacion de falla, una de las secciones de rotor rota el angulo correspondiente al paso de polo con respecto a la otra seccion de rotor, de manera que los polos magneticos opuestos de las secciones de rotor quedan alineados cuando se observan en la direccion axial.

De acuerdo con la invencion, se proporciona ademas una nueva maquina de iman permanente que comprende un rotor de acuerdo con la invencion y un estator.

De acuerdo con la invencion, se proporciona ademas un nuevo metodo para desactivar una maquina de iman permanente cuyo rotor comprende: primeras y segundas secciones de rotor sucesivas axialmente, un primer sistema de acoplamiento para conectar la primera seccion de rotor a un arbol, y un segundo sistema de acoplamiento para conectar la segunda seccion de rotor al arbol o a la primera seccion de rotor. Un metodo de acuerdo con la invencion comprende:

- liberar el segundo sistema de acoplamiento para hacer que la primera y segunda secciones de rotor sean rotativas una con respecto a otra,

- rotar la primera y segunda secciones de rotor una con respecto a otra mediante un angulo correspondiente al paso de polo de los campos magneticos generados por imanes permanentes de la primera y segunda secciones de rotor para establecer los enlaces de flujo magnetico generados por las primeras y segundas secciones de rotor en los enrollamientos de estator de la maquina de iman permanente sustancialmente a cero, y

- bloquear la segunda seccion de rotor con respecto a la primera seccion de rotor con al menos un dispositivo de bloqueo cargado por resorte en respuesta a una situacion en la que la segunda seccion de rotor ha rotado el angulo correspondiente al paso de polo con respecto a la primera seccion de rotor.

El principio del metodo antes descrito puede considerarse una nueva manera de eliminar enlaces de flujo de estator generados por un rotor de iman permanente.

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Un numero de realizaciones no limitativas y ejemplares de la invencion se describen en las reivindicaciones dependientes adjuntas.

Diversas realizaciones no limitativas y ejemplares de la invencion tanto en cuanto a construcciones como a metodos de funcionamiento, junto con objetos adicionales y ventajas de la misma, se entenderan mejor a partir de la siguiente descripcion de realizaciones no limitativas y ejemplares espedficas al leerse junto con los dibujos adjuntos.

Los verbos “comprender” e “incluir” se usan en este documento como limitaciones abiertas que ni excluyen ni necesitan la existencia de elementos no mencionados. Los elementos mencionados en las reivindicaciones dependientes adjuntas pueden combinarse de manera mutuamente libre a menos que se indique explfcitamente lo contrario. Ademas, se entendera que el uso de “uno” o “una”, es decir, una forma singular, en todo este documento no excluye una pluralidad.

Breve descripcion de las Figuras

Las realizaciones no limitativas y ejemplares de la invencion y sus ventajas se explican en mayor detalle a continuacion haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

las Figuras 1a-1j ilustran un rotor de iman permanente de acuerdo con una realizacion no limitativa y ejemplar de la invencion,

la Figura 2a ilustra una maquina de iman permanente de acuerdo con una realizacion no limitativa y ejemplar de la invencion,

la Figura 2b muestra un diagrama de circuito de enrollamientos de estator de una maquina de iman permanente de acuerdo con una realizacion no limitativa y ejemplar de la invencion, y

la Figura 3 muestra un diagrama de flujo de un metodo de acuerdo con una realizacion no limitativa y ejemplar de

la invencion para desactivar una maquina de iman permanente de acuerdo con una realizacion no limitativa y ejemplar de la invencion.

Descripcion de realizaciones no limitativas y ejemplares

Los ejemplos espedficos proporcionados en la siguiente descripcion no deben interpretarse como una limitacion del alcance y/o la aplicabilidad de las reivindicaciones adjuntas. Las listas y los grupos de ejemplos proporcionados en la descripcion no son exhaustivos a menos que se indique explfcitamente lo contrario.

La Figura 1a muestra una vista en seccion parcial de un rotor 101 de acuerdo con una realizacion no limitativa y ejemplar de la invencion para una maquina de iman permanente. El eje rotativo del rotor 101 es paralelo al eje z de un sistema de coordenadas 199. Uno de los planos de seccion en relacion con la vista en seccion parcial es paralelo

al plano xz del sistema de coordenadas 199 y el otro de los planos de seccion es paralelo al plano yz del sistema de

coordenadas 199 de manera que los planos de seccion coinciden con el eje rotativo del rotor. La Figura 1b muestra una vista isometrica del rotor 101 y la Figura 1c muestra una parte de una seccion tomada a lo largo de la lmea A-A mostrada en la Figura 1b. El plano en seccion relacionado con la Figura 1c es paralelo al plano yz del sistema de coordenadas 199. Las direcciones de visionado relacionadas con las Figuras 1a-1c se ilustran mediante el sistema de coordenadas 199 mostrado en cada una de las Figuras 1a-1c.

El rotor 101 comprende una primera seccion de rotor 102 que comprende primeros imanes permanentes que generan un campo magnetico que tiene un paso de polo pp. En la Figura 1a, uno de los primeros imanes permanentes se indica con una referencia de figura 104. El paso de polo pp se ilustra en las Figuras 1a y 1b. El rotor 101 comprende una segunda seccion de rotor 103 que comprende segundos imanes permanentes que generan un campo magnetico que tiene el mismo paso de polo pp. En la Figura 1a, uno de los segundos imanes permanentes se indica con una referencia de figura 105. En la Figura 1a, cada iman permanente que esta indicado con la letra 'N' tiene su polo norte orientado lejos del eje rotativo del rotor y su polo sur orientado hacia el eje rotativo del rotor. Correspondientemente, cada iman permanente que esta indicado con la letra 'S' tiene su polo sur orientado lejos del eje rotativo del rotor y su polo norte orientado hacia el eje rotativo del rotor. Tal como se ve en las Figuras 1a-1c, las primeras y segundas secciones de rotor 102 y 103 son sucesivas en la direccion axial, es decir, en la direccion z del sistema de coordenadas 199.

El rotor 101 comprende un primer sistema de acoplamiento 106 para fijar la primera seccion de rotor 102 a un arbol 115. En el caso ejemplar ilustrado en las Figuras 1a-1c, la primera seccion de acoplamiento 106 comprende elementos de acoplamiento que tienen superficies conicas de manera que uno de los elementos de acoplamiento se presiona radialmente contra el arbol cuando los elementos de acoplamiento se presionan axialmente entre sf con pernos. En la Figura 1c, las superficies conicas antes mencionadas se indican con una referencia de figura 121.

El rotor 101 comprende un segundo sistema de acoplamiento 119 para conectar la segunda seccion de rotor 103 a la primera seccion de rotor 102. En este caso ejemplar, el segundo sistema de acoplamiento 119 comprende una disposicion donde la segunda seccion de rotor 103 se soporta de manera rotativa mediante una parte central 118 de la primera seccion de rotor 102. Sin embargo, tambien es posible que el segundo sistema de acoplamiento 119

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comprenda una disposicion donde la segunda seccion de rotor 103 sea soportada directamente por el arbol 115. En este caso ejemplar, la segunda seccion de rotor 103 se soporta de manera rotativa mediante la parte central 118 con la ayuda de cojinetes 116 y 117 fabricados de bronce o cualquier otro material de soporte adecuado. Tambien es posible que la superficie de cara cilmdrica de la parte central 118 o la superficie de cara cilmdrica de la segunda seccion de rotor 103 este revestida de bronce u otro material de soporte adecuado. Los cojinetes 116 y 117, o el revestimiento correspondiente, reducen la friccion y evitan la corrosion por erosion. El segundo sistema de acoplamiento 119 comprende ademas pasadores de cizalla para conectar la primera y segunda secciones de rotor 102 y 103 entre sf a modo de transferencia de par. En las Figuras 1a y 1c, uno de los pasadores de cizalla se indica con una referencia de figura 107. El pasador de cizalla 107 tambien se muestra en la Figura 1d. En este rotor ejemplar, un primer extremo de cada pasador de cizalla esta moldeado para poder girarse con una herramienta, por ejemplo, una llave inglesa, y un segundo extremo de cada pasador de cizalla se bloquea de manera no rotativa en la segunda seccion de rotor 103 para hacer que los pasadores de cizalla puedan romperse mediante el giro de los primeros extremos de los pasadores de cizalla. En las Figuras 1c y 1d, el primer extremo del pasador de cizalla 107 se indica con una referencia de figura 109. El primer extremo 109 del pasador de cizalla 107 tambien se muestra en la Figura 1b. El primer extremo de cada pasador de cizalla puede estar provisto, por ejemplo, de una cabeza de perno hexagonal como se ilustra en las Figuras 1c y 1d. En lugar de los pasadores de cizalla, tambien es posible usar pernos para conectar la primera y segunda secciones de rotor 102 y 103 entre sf a modo de transferencia de par.

La segunda seccion de rotor 103 puede disponerse para ser rotativa con respecto a la primera seccion de rotor 102 rompiendo los pasadores de cizalla antes mencionados. Despues de haberse roto los pasadores de cizalla, la segunda seccion de rotor 103 puede soportarse de manera rotativa mediante los cojinetes 116 y 117 antes

mencionados. En caso de una falla, la segunda seccion de rotor 103 se hace rotativa con respecto a la primera

seccion de rotor 102 y luego la segunda seccion de rotor 103 se rota el angulo correspondiente al paso de polo pp con respecto a la primera seccion de rotor 102 de manera que los polos magneticos opuestos de la primera y segunda secciones de rotor estan alineados al verse en direccion axial. Como un corolario, los enlaces de flujo de estator pasan a ser sustancialmente ceros y de esta manera el rotor puede rotar sin provocar un riesgo importante de danos adicionales.

El rotor ejemplar 101 comprende ademas dispositivos de bloqueo cargados por resorte para bloquear la segunda seccion de rotor 103 con respecto a la primera seccion de rotor 102 en respuesta a una situacion en la que la

segunda seccion de rotor se ha rotado el angulo correspondiente al paso de polo pp con respecto a la primera

seccion de rotor. La Figura 1e ilustra una porcion de rotor 101. La Figura 1e muestra una parte de la superficie de la primera seccion de rotor 102 orientada axialmente hacia la segunda seccion de rotor 103. Ademas, la Figura 1e muestra una vista en seccion de una parte de la segunda seccion de rotor 103 donde el plano en seccion es paralelo al plano xz del sistema de coordenadas 199 y coincide con el eje de rotacion del rotor. La Figura 1f muestra una vista en seccion de una parte del rotor donde el plano en seccion es paralelo al plano xz del sistema de coordenadas 199 y coincide con el eje de rotacion del rotor. En las Figuras 1e y 1f, uno de los dispositivos de bloqueo cargados por resorte antes mencionados esta indicado con una referencia de figura 108. La punta del dispositivo de bloqueo cargado por resorte 108 esta en una hendidura arqueada que tiene hoyos de bloqueo en ambos extremos. En la Figura 1e, uno de los hoyos de bloqueo esta indicado con una referencia de figura 122. Cuando la segunda seccion de rotor 103 se rota con respecto a la primera seccion de rotor 102 para que la punta del dispositivo de bloqueo cargado por resorte 108 se alinee con el hoyo de bloqueo 122, el resorte mostrado en las Figuras 1e y 1f empuja la punta del dispositivo de bloqueo cargado por resorte 108 al interior del hoyo de bloqueo 122 en la direccion axial, y de esta manera la segunda seccion de rotor 103 se bloquea con respecto a la primera seccion de rotor 102.

La Figura 1g ilustra el rotor 101 en su modo de funcionamiento normal donde los polos norte N de los imanes permanentes de la primera y segunda seccion de rotor 102 y 103 estan alineados entre sf al verse en la direccion axial, es decir en la direccion z, y correspondientemente los polos sur S de los imanes permanentes de la primera y segunda secciones de rotor 102 y 103 estan alineados entre sf al verse en direccion axial. La Figura 1h muestra la superficie de la primera seccion de rotor 102 orientada hacia la segunda seccion de rotor 103. Ademas, la Figura 1h muestra la posicion del dispositivo de bloqueo cargado por resorte 108 con respecto a la primera seccion de rotor 102, y una seccion transversal del pasador de cizalla 107. La Figura 1i ilustra el rotor 101 en un modo de cancelacion de flujo donde la segunda seccion de rotor 103 se ha rotado el angulo correspondiente al paso de polo pp con respecto a la primera seccion de rotor 102 de manera que los polos magneticos opuestos de la primera y segunda secciones de rotor estan alineados al verse en la direccion axial, es decir, en la direccion z. La Figura 1j muestra la superficie de la primera seccion de rotor 102 orientada hacia la segunda seccion de rotor 103 en el modo de cancelacion de flujo ilustrado en la Figura 1i. Tal como se ve en la Figura 1j, el dispositivo de bloqueo cargado por resorte 108 se ha movido a un extremo de la hendidura arqueada. En la Figura 1j, la referencia de figura 107 significa una superficie rota del pasador de cizalla 107 mientras que en la Figura 1 la referencia de figura 107 significa una seccion transversal del pasador de cizalla 107 sin romper.

Vale la pena mencionar que un rotor de acuerdo con una realizacion no limitativa y ejemplar de la invencion puede comprender mas de dos secciones de rotor sucesivas axialmente. El principio antes presentado para establecer enlaces de flujo de estator sustancialmente a cero es aplicable tambien en casos donde existen mas de dos secciones de rotor sucesivas axialmente, por ejemplo, cuatro secciones de rotor sucesivas axialmente que pueden

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rotarse una con respecto a otra en una situacion de falla. Ademas, las conexiones mecanicas entre las secciones de rotor y el arbol y la posibilidad de rotar las secciones de rotor una con respecto a otra tambien pueden implementarse con medios diferentes a los presentados anteriormente.

La Figura 2a ilustra una maquina de iman permanente de acuerdo con una realizacion no limitativa y ejemplar de la invencion. La maquina de iman permanente comprende un estator 210 y un rotor 201 que se soporta de manera rotativa con respecto al estator. Los rodamientos para soportar de manera rotativa el rotor 201 con respecto al estator 210 no se muestran en la Figura 2a. El rotor 201 comprende secciones de rotor 202 y 203 axialmente sucesivas y el rotor 201 se conecta a un arbol 215 a modo de transferencia de par. El rotor 201 puede ser, por ejemplo, como se ha descrito antes haciendo referencia a las Figuras 1a-1 j. El estator 210 comprende enrollamientos de estator 211 y una estructura de nucleo de estator 214. La estructura de nucleo de estator 214 comprende ventajosamente una pila de laminas ferromagneticas apiladas en la direccion axial de la maquina de iman permanente, es decir, en la direccion z de un sistema de coordenadas 299.

En una maquina de iman permanente de acuerdo con una realizacion no limitativa y ejemplar de la invencion, los enrollamientos de estator 211 comprenden enrollamientos de fase conectados en estrella. La maquina de iman permanente puede comprender ademas un conmutador entre cada uno de los enrollamientos de fase y el punto de estrella de los enrollamientos de fase conectados en estrella. La Figura 2b muestra un diagrama de circuito de los enrollamientos de estator en un caso ejemplar donde los enrollamientos de fase conectados en estrella constituyen un enrollamiento trifasico. En la Figura 2b, los conmutadores entre los enrollamientos de fase y el punto en estrella estan indicados con una referencia de figura 212. La maquina de iman permanente puede comprender ademas un conmutador en cada uno de los terminales electricos para conectar la maquina de iman permanente a un sistema electrico externo. En la Figura 2b, los conmutadores en los terminales electricos u, v y w estan indicados con una referencia de figura 213.

La Figura 3 ilustra un diagrama de flujo de un metodo de acuerdo con una realizacion no limitativa y ejemplar de la invencion para desactivar una maquina de iman permanente cuyo rotor comprende: primeras y segundas secciones de rotor sucesivas axialmente, un primer sistema de acoplamiento para conectar la primera seccion de rotor a un arbol y un segundo sistema de acoplamiento para conectar la segunda seccion de rotor al arbol o a la primera seccion de rotor. El metodo comprende las siguientes acciones.

- accion 301: liberar el segundo sistema de acoplamiento para hacer que la primera y segunda secciones de rotor sean rotativas una con respecto a otra, y posteriormente

- accion 302: rotar la primera y segunda secciones de rotor una con respecto a otra un angulo correspondiente al paso de polo de los campos magneticos generados por imanes permanentes de la primera y segunda secciones de rotor para establecer los enlaces de flujo magnetico generados por la primera y segunda secciones de rotor en los enrollamientos de estator de la maquina de iman permanente sustancialmente a cero.

En un metodo de acuerdo una realizacion no limitativa y ejemplar de la invencion, la primera y segunda secciones de rotor se bloquean entre sf con la ayuda de al menos un dispositivo de bloqueo cargado por resorte despues de que la segunda seccion de rotor se haya rotado el angulo correspondiente al paso de polo con respecto a la primera seccion de rotor.

En un metodo de acuerdo con una realizacion no limitativa y ejemplar de la invencion, la liberacion del segundo sistema de acoplamiento comprende romper uno o mas pasadores de cizalla que conectan, cuando no estan rotos, la primera y segunda secciones de rotor entre sf a modo de transferencia de par.

En un metodo de acuerdo con una realizacion no limitativa y ejemplar de la invencion, cada uno de los pasadores de cizalla se rompe mediante el giro del primer extremo del pasador de cizalla en cuestion con una herramienta, moldeandose el primer extremo de cada pasador de cizalla para poder girarse con una herramienta y bloqueandose un segundo extremo de cada pasador de cizalla de manera no rotativa en una de las primeras y segundas secciones de rotor para hacer que los pasadores de cizalla puedan romperse mediante el giro de los primeros extremos de los pasadores de cizalla.

En un metodo de acuerdo con una realizacion no limitativa y ejemplar de la invencion, la liberacion del segundo sistema de acoplamiento comprende retirar uno o mas pernos que conectan la primera y segunda secciones de rotor entre sf a modo de transferencia de par.

En una aplicacion marina donde la maquina de iman permanente es un generador de arbol ensamblado en/alrededor de un arbol de propulsion de una embarcacion, un metodo de acuerdo con una realizacion no limitativa y ejemplar de la invencion puede comprender por ejemplo las siguientes acciones:

1) detener el motor que acciona el arbol,

2) abrir escotillas de servicio laterales de motor del generador de arbol,

3) colocar pasadores de cizalla u otros medios que bloquean la primera y segunda secciones de rotor entre sf,

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4) romper los pasadores de cizalla o desactivar los otros medios antes mencionados para detener la transferencia de par entre la primera y segunda secciones de rotor,

5) arrancar el motor: debido al par fluctuante del motor, por ejemplo, un diesel de dos tiempos, y la inercia de la segunda seccion de rotor, el efecto del volante obliga a la segunda seccion de rotor a rotar en relacion con la primera seccion de rotor, y

6) bloquear, con dispositivos de bloqueo cargados por resorte, la segunda seccion de rotor en la primera seccion de rotor en una posicion rotativa que se desvfa un paso de polo desde la posicion rotativa mutua original de la primera y segunda secciones de rotor.

En la posicion rotativa bloqueada por los dispositivos de bloqueo cargados por resorte, los enlaces de flujo de estator son sustancialmente cero y de esta manera los imanes permanentes no inducen sustancialmente tensiones en los enrollamientos de estator aunque el rotor este rotando. De esta manera, las corrientes de falla son sustancialmente cero.

Se probo una maquina de iman permanente que comprende un rotor de acuerdo con las Figuras 1a-1j. En el modo de funcionamiento normal ilustrado en la Figura 1g, la fuerza electromotriz sin carga “EMF” inducida por los imanes permanentes en los enrollamientos de estator es aproximadamente 500 Vrms a la velocidad rotativa nominal. En el modo de cancelacion de flujo ilustrado en la Figura 1i donde las secciones de rotor se han rotado un paso de polo una con respecto a otra, la fuerza electromotriz sin carga inducida por los imanes permanentes en los enrollamientos de estator es inferior a 5 Vrms a la velocidad rotativa nominal. De esta manera, la fuerza electromotriz sin carga en el modo de cancelacion del flujo es inferior al 1 % de la fuerza electromotriz sin carga en el modo de funcionamiento normal. A modo de comparacion, vale la pena mencionar que en una maquina smcrona excitada electricamente convencional la fuerza electromotriz sin carga cuando la excitacion se apaga es generalmente superior al 1 % de la fuerza electromotriz sin carga correspondiente a la excitacion nominal. Esto se debe al flujo de remanencia en el nucleo de rotor ferromagnetico de la maquina smcrona excitada electricamente.

Las listas y grupos de ejemplos proporcionados en la descripcion facilitada anteriormente no son exhaustivos a menos que se indique explfcitamente lo contrario.

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REIVINDICACIONES

1. Un rotor (101, 201) para una maquina de iman permanente, comprendiendo el rotor:

- una primera seccion de rotor (102) que comprende primeros imanes permanentes (104) que generan un campo magnetico que tiene un paso de polo (pp),

- una segunda seccion de rotor (103) que comprende segundos imanes permanentes (105) que generan un campo magnetico que tiene el mismo paso de polo, siendo las primeras y segundas secciones de rotor sucesivas axialmente, y

- un primer sistema de acoplamiento (106) para conectar la primera seccion de rotor a un arbol (115) y un segundo sistema de acoplamiento (119) para conectar la segunda seccion de rotor al arbol o a la primera seccion de rotor,

en el que la segunda seccion de rotor puede girarse con respecto a la primera seccion de rotor un angulo correspondiente al paso de polo en respuesta a la liberacion del segundo sistema de acoplamiento para establecer enlaces de flujo magnetico generados por el primer y segundo imanes permanentes en enrollamientos de estator de la maquina de iman permanente para ser sustancialmente a cero, caracterizado por que el rotor comprende ademas al menos un dispositivo de bloqueo cargado por resorte (108) para bloquear la segunda seccion de rotor con respecto a la primera seccion de rotor en respuesta a una situacion en la que la segunda seccion de rotor ha rotado el angulo correspondiente al paso de polo con respecto a la primera seccion de rotor.
2. Un rotor de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el segundo sistema de acoplamiento (119) comprende uno o mas pasadores de cizalla (107) para conectar la primera y segunda secciones de rotor entre sl
3. Un rotor de acuerdo con la reivindicacion 2, en el que un primer extremo (109) de cada uno de los pasadores de cizalla se moldea para poder girar con una herramienta y un segundo extremo de cada uno de los pasadores de cizalla se bloquea de manera no rotativa a una de las primeras y segundas secciones de rotor para hacer que los pasadores de cizalla puedan romperse mediante el giro de los primeros extremos de los pasadores de cizalla.
4. Un rotor de acuerdo con la reivindicacion 3, en el que el primer extremo de cada uno de los pasadores de cizalla esta provisto de una cabeza de perno.
5. Un rotor de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el segundo sistema de acoplamiento comprende uno o mas pernos para conectar la primera y segunda secciones de rotor entre sl
6. Una maquina de iman permanente que comprende:

- un estator (210), y

- un rotor (201) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-5.
7. Una maquina de iman permanente de acuerdo con la reivindicacion 6, en la que el estator comprende enrollamientos de fase conectados en estrella (211) y la maquina de iman permanente comprende ademas un conmutador (212) entre cada uno de los enrollamientos de fase y un punto de estrella de los enrollamientos de fase conectados en estrella.
8. Una maquina de iman permanente de acuerdo con la reivindicacion 6 o 7, en la que la maquina de iman permanente comprende ademas un conmutador (213) en cada uno de los terminales electricos para conectar la maquina de iman permanente a un sistema electrico externo.
9. Un metodo para desactivar una maquina de iman permanente cuyo rotor (101, 201) comprende: primeras y segundas secciones de rotor (102, 103) sucesivas axialmente, un primer sistema de acoplamiento (106) para conectar la primera seccion de rotor a un arbol (115), y un segundo sistema de acoplamiento (119) para conectar la segunda seccion de rotor al arbol o a la primera seccion de rotor, comprendiendo el metodo:

- liberar (301) el segundo sistema de acoplamiento para hacer que la primera y segunda seccion de rotor sean rotativas una con respecto a otra, y

- rotar (302) la primera y segunda secciones de rotor una con respecto a otra un angulo correspondiente a un paso de polo de campos magneticos generados por imanes permanentes de la primera y segunda secciones de rotor para establecer enlaces de flujo magnetico generados por la primera y segunda secciones de rotor en enrollamientos de estator de la maquina de iman permanente para ser sustancialmente a cero,

caracterizado por que el metodo comprende bloquear la segunda seccion de rotor con respecto a la primera seccion de rotor con al menos un dispositivo de bloqueo cargado por resorte (108) en respuesta a una situacion en la que la segunda seccion de rotor se ha rotado el angulo correspondiente al paso de polo con respecto a la primera seccion de rotor.