ES2765192T3 - Motor con imanes permanentes interiores - Google Patents

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ES2765192T3 ES14194404T ES14194404T ES2765192T3 ES 2765192 T3 ES2765192 T3 ES 2765192T3 ES 14194404 T ES14194404 T ES 14194404T ES 14194404 T ES14194404 T ES 14194404T ES 2765192 T3 ES2765192 T3 ES 2765192T3
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Sung Il Kim
Seong Taek Lim
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Abstract

Un motor (100) dispuesto para girar en solo una dirección de rotación, que comprende: un estátor (110); y un rotor (120) dispuesto de manera giratoria dentro del estátor, en el que el rotor comprende un cuerpo (121) del rotor, un grupo (122) de imanes permanentes provistos en el cuerpo del rotor para generar un campo magnético y un grupo (123) de barreras de flujo para interrumpir el flujo magnético, en el que al menos uno del cuerpo (121) del rotor, del grupo (122) de imanes permanentes y del grupo (123) de barreras de flujo está formado asimétricamente con respecto a un centro de los polos del rotor, en el que la distancia entre una superficie circunferencial externa del cuerpo del rotor y un centro del cuerpo del rotor varía, en el que una posición en la superficie circunferencial externa que define la distancia más larga entre la superficie circunferencial externa y el centro del cuerpo del rotor está separada un ángulo predeterminado del centro de los polos del rotor en la solo una dirección de rotación, en el que el grupo (122) de imanes permanentes comprende un primer imán (122a) permanente dispuesto en el cuerpo del rotor de tal manera, que se crea un campo magnético en una dirección radial del cuerpo del rotor y un segundo y tercer imanes (122b, 122c) permanentes dispuestos asimétricamente en los extremos opuestos del primer imán permanente, en el que el segundo imán (122b) permanente está colocado en un lado del primer imán permanente orientado en una dirección opuesta a la única dirección de rotación y el tercer imán (122c) permanente está colocado en el otro lado del primer imán permanente orientado en la única dirección de rotación, siendo el tercer imán permanente más largo y creando un campo magnético mayor que el del segundo imán permanente, en el que el grupo (123) de barreras de flujo comprende una primera barrera (123a) de flujo magnético, una segunda barrera (123b) de flujo magnético, una tercera barrera (123c) de flujo magnético y una cuarta barrera (123d) de flujo magnético, en el que la primera y tercera (123a, 123c) barreras de flujo magnético están dispuestas en un extremo del segundo imán (122b) permanente, la segunda barrera (123b) de flujo magnético está dispuesta en un extremo del tercer imán (122c) permanente y la cuarta barrera (123d) de flujo magnético está formada adyacente a la primera (123a) y a la tercera (123c) barreras de flujo y cerca de la circunferencia externa del cuerpo (121) del rotor, estando la cuarta barrera (123d) de flujo magnético colocada a un lado de la primera (123a) y la tercera (123c) barreras de flujo magnético que están orientadas en la dirección de rotación; y en el que la primera y segunda barreras (123a, 123b) de flujo magnético son de un tamaño que se corresponden entre sí y la tercera barrera (123c) de flujo magnético tiene un tamaño que se corresponde con la diferencia de tamaño entre el segundo imán permanente y el tercer imán permanente, de tal manera que la primera y la tercera barreras (123a, 123c) de flujo magnético interceptan más flujo que la segunda barrera de flujo magnético.

Description

DESCRIPCIÓN
Motor con imanes permanentes interiores
La presente invención se refiere a un motor con imanes permanentes interiores (IPM, por sus siglas en inglés) que tiene un imán permanente proporcionado en el rotor.
Los motores son ampliamente usados en aparatos (por ejemplo, electrodomésticos, aparatos comerciales, etc.) incluidos una lavadora, una nevera, un aire acondicionado, un limpiador y similares. Se usan también en vehículos eléctricos e híbridos, que recientemente han llamado la atención.
Un motor se puede diseñar para que gire de manera unidireccional o bidireccional dependiendo de los productos en los que se usa el motor. Por ejemplo, para la rotación bidireccional en motores usados en lavadoras y limpiadores se requiere un alto rendimiento, dado que los motores deben girar de manera bidireccional.
Por el contrario, la mayoría de los motores usados en compresores para neveras y aires acondicionados solo deben girar de manera unidireccional. Además, en el caso de un vehículo eléctrico o híbrido, cuando el vehículo avanza, se requiere un alto rendimiento para el motor usado en el vehículo, mientras que, cuando el vehículo se mueve hacia atrás, no se requiere un rendimiento tan alto como en el movimiento hacia delante. Incluso en el caso de que un motor solo deba girar de manera unidireccional, o no se requiera un alto rendimiento en una de las dos direcciones en las que gira el motor, el motor puede tener casi la misma estructura que un motor bidireccional.
Por lo tanto, un aspecto de la divulgación es proporcionar un motor provisto de una estructura asimétrica para mejorar el rendimiento de la rotación unidireccional y reducir los costes de fabricación. Los aspectos adicionales de la divulgación se expondrán, en parte, en la descripción que sigue y, en parte, serán evidentes a partir de la descripción o se pueden aprender poniendo en práctica la divulgación.
El documento EP 2378632 A1 desvela un motor con un rotor que comprende un grupo de imanes permanentes y un grupo de barreras de flujo que se forman asimétricamente con respecto a un centro de los polos del rotor.
El documento EP 2083503 A desvela un motor con una pluralidad de imanes insertados en una porción de borde del rotor que tiene dos disposiciones simétricas alternas de barreras de flujo en cada extremo de los imanes (una con cuatro barreras de flujo y una con una barrera de flujo) sin proporcionar una dirección de rotación preferida.
El documento JP 2011 223742 A desvela un rotor con una disposición asimétrica de imanes triples en el que un imán de extremo es más corto que el otro imán de extremo que tiene las mismas barreras de flujo en sus extremos, en el que el imán de extremo más corto está ubicado a la misma distancia de la circunferencia externa del rotor. En algunas realizaciones, se coloca el mismo número de barreras de flujo adicionales en cada imán de extremo y en otras realizaciones, se forma un rebaje en la circunferencia externa de la laminación del rotor adyacente al imán corto que crea una barrera de flujo asimétrica. Ambas realizaciones mejoran la dirección de rotación preferida.
De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un motor de acuerdo con la reivindicación 1. Las características opcionales se establecen en las reivindicaciones dependientes.
De acuerdo con un aspecto de la divulgación, un motor puede incluir un estátor cilíndrico y un rotor dispuesto de manera giratoria dentro del estátor, en el que el rotor puede incluir un cuerpo de rotor cilíndrico, un grupo de imanes permanentes provistos en el cuerpo del rotor para generar un campo magnético y un grupo de barreras de flujo para interrumpir el flujo magnético, en el que el cuerpo del rotor, el grupo de imanes permanentes y el grupo de barreras de flujo se forman asimétricamente con respecto a un centro de los polos del rotor.
El grupo de imanes permanentes puede estar incrustado en el cuerpo del rotor.
El grupo de imanes permanentes puede incluir un primer imán permanente dispuesto en el cuerpo del rotor de tal manera, que se crea un campo magnético en una dirección radial del cuerpo del rotor.
El centro de los polos del rotor puede estar ubicado en un centro del primer imán permanente.
El grupo de imanes permanentes puede incluir, además, al menos dos imanes permanentes dispuestos asimétricamente en los extremos opuestos del primer imán permanente.
Los al menos dos imanes permanentes pueden crear campos magnéticos asimétricos alrededor del primer imán permanente.
Los al menos dos imanes permanentes pueden incluir un segundo imán permanente colocado a un lado del primer imán permanente orientado en una dirección opuesta a una dirección de rotación y un tercer imán permanente colocado al otro lado del primer imán permanente orientado en la dirección de rotación, creando el tercer imán permanente un campo magnético mayor que el segundo imán permanente.
Un tamaño del tercer imán permanente puede ser mayor que un tamaño del segundo imán permanente.
El grupo de barreras de flujo puede incluir una pluralidad de barreras de flujo magnético dispuestas asimétricamente en los extremos opuestos del grupo de imanes permanentes.
Una barrera de flujo magnético de la pluralidad de barreras de flujo magnético dispuesta en un lado del grupo de imanes permanentes orientados en una dirección opuesta a una dirección de rotación puede interrumpir más flujo magnético que otra barrera de flujo magnético dispuesta en el otro lado del grupo de imanes permanentes orientados en la dirección de rotación.
El número de barreras de flujo magnético dispuestas en un lado del grupo de imanes permanentes orientados en la dirección opuesta a la dirección de rotación puede ser mayor que el número de barreras de flujo magnético dispuestas en el otro lado del grupo de imanes permanentes orientados en la dirección de rotación.
Una distancia entre una superficie circunferencial externa del cuerpo del rotor y un centro del cuerpo del rotor puede variar dependiendo de las posiciones en la superficie circunferencial externa. Una posición en la superficie circunferencial externa que define la distancia más larga entre la superficie circunferencial externa y el centro del cuerpo del rotor puede estar separada un ángulo predeterminado del centro de los polos del rotor en una dirección de rotación del rotor.
Una anchura de un entrehierro entre el rotor y el estátor puede variar a lo largo de una superficie circunferencial externa del rotor.
Una posición en el rotor que define la anchura más pequeña del entrehierro puede estar separada un ángulo predeterminado del centro de los polos del rotor en una dirección de rotación del rotor.
De acuerdo con un aspecto de la divulgación, un motor puede incluir un estátor y un rotor dispuestos de manera giratoria dentro del estátor, en el que el rotor comprende un cuerpo de rotor, un grupo de imanes permanentes provistos en el cuerpo del rotor para generar un campo magnético y un grupo de barreras de flujo para interrumpir el flujo magnético. El tamaño de un entrehierro formado entre el estátor y una circunferencia externa del cuerpo del rotor puede variar.
Se puede proveer una pluralidad de grupos de imanes permanentes en el cuerpo del rotor y un tamaño del entrehierro en una porción del cuerpo del rotor entre los grupos de imanes permanentes adyacentes puede ser mayor que un tamaño del entrehierro en una porción del cuerpo del rotor que se corresponde con una porción central de un grupo de imanes permanentes.
El grupo de imanes permanentes puede incluir un primer imán permanente, un segundo imán permanente dispuesto en un lado del primer imán permanente y un tercer imán permanente dispuesto en el otro lado del primer imán permanente, y un tamaño del tercer imán permanente puede ser mayor que un tamaño del segundo imán permanente.
El grupo de barreras de flujo puede incluir una primera barrera de flujo dispuesta en un extremo del grupo de imanes permanentes, una segunda barrera de flujo dispuesta en el otro extremo del grupo de imanes permanentes y una tercera barrera de flujo dispuesta entre la primera barrera de flujo y el único extremo del grupo de imanes permanentes. Se puede disponer una cuarta barrera de flujo adyacente al único extremo del grupo de imanes permanentes, en un lado del grupo de imanes permanentes más cerca de la circunferencia externa del cuerpo del rotor que a un centro del cuerpo del rotor.
De acuerdo con un aspecto de la divulgación, un motor puede incluir un estátor y un rotor dispuesto de manera giratoria dentro del estátor, en el que el rotor comprende un cuerpo de rotor, un grupo de imanes permanentes provistos en el cuerpo del rotor para generar un campo magnético y un grupo de barreras de flujo para interrumpir el flujo magnético. El grupo de imanes permanentes puede incluir, al menos, un imán permanente que tiene un tamaño diferente que el de otro imán permanente y el grupo de barreras de flujo puede incluir un mayor número de barreras de flujo dispuestas en un extremo del grupo de imanes permanentes que en el otro extremo del grupo de imanes permanentes.
Estos y/u otros aspectos de la divulgación se harán evidentes y se apreciarán más fácilmente a partir de la siguiente descripción de las realizaciones ejemplares tomadas en conjunto con los dibujos adjuntos, en los que:
la Figura 1 es una vista en sección transversal que ilustra un motor de acuerdo con una realización de la divulgación;
la Figura 2 es una vista en sección transversal parcial que ilustra un motor convencional;
la Figura 3 es una vista en sección transversal parcial que ilustra un motor de acuerdo con una realización de la divulgación;
la Figura 4 es una vista ampliada que ilustra la sección A mostrada en la Figura 3;
la Figura 5 es una vista que compara la fuerza contraelectromotriz del motor de acuerdo con una realización de la divulgación con la fuerza electromotriz posterior del motor convencional;
la Figura 6 es una vista que compara el enlace de flujo del motor de acuerdo con una realización de la divulgación con el enlace de flujo del motor convencional;
la Figura 7 es una vista que compara la inductancia del motor de acuerdo con una realización de la divulgación con la inductancia del motor convencional;
la Figura 8 es una vista que ilustra un circuito magnético del motor de acuerdo con una realización; la Figura 9 es una vista que compara el par de detención del motor de acuerdo con una realización con el par de detención del motor convencional;
la Figura 10 es una vista que compara el par del motor de acuerdo con una realización con el par del motor convencional; y
la Figura 11 es una vista que compara las revoluciones máximas por minuto del motor de acuerdo con una realización con las revoluciones máximas por minuto del motor convencional.
Ahora se hará referencia en detalle a las realizaciones, de las que se ilustran unos ejemplos en los dibujos adjuntos, en las que los números de referencia similares se refieren a elementos similares en todos ellos. Las realizaciones ejemplares se describen, a continuación, para explicar la divulgación haciendo referencia a las figuras.
Se debe entender que las realizaciones desveladas y constituyentes de esta memoria descriptiva mostradas en los dibujos adjuntos son simplemente ilustrativas y puede haber muchas variaciones que se pueden aplicar a las realizaciones y dibujos de esta memoria descriptiva en el momento de la presentación de esta solicitud.
La Figura 1 es una vista en sección transversal que ilustra un motor de acuerdo con una realización ejemplar de la divulgación.
Tal y como se muestra en la Figura 1, un motor 100 de acuerdo con una realización puede incluir un estátor 110 fijado por una estructura de soporte externa, un rotor 120 adaptado para girar a través de una interacción magnética con el estátor 110 y un árbol A para transmitir la potencia de rotación del rotor 120 a una carga externa. Además, el motor 100 puede ser un motor de tipo interno que tiene el rotor 120 cilindrico colocado en el estátor 110 cilindrico.
El estátor 110 se puede formar en forma de un cilindro que tiene una porción hueca y el rotor 120 se puede insertar de manera giratoria en la porción hueca del estátor 110.
Tal y como se muestra en la Figura 1, el estátor 110 puede incluir un cuerpo 111 anular del estátor, dientes 112 que sobresalen del cuerpo 111 del estátor hacia el árbol A y una bobina 113 que rodea las superficies externas de los dientes 112.
El cuerpo del estátor 111 se puede formar en forma cilindrica y fijarse a la superficie interna de una carcasa del motor (no mostrada).
Los dientes 112 pueden sobresalir radialmente desde la superficie circunferencial interna del cuerpo 111 del estátor hacia el rotor 120. De manera específica, tal y como se muestra en la Figura 1, los dientes 112 pueden sobresalir del cuerpo 111 del estátor de tal manera, que una línea L1 que se extiende a través del centro de cada uno de los dientes 112 cruza el centro del árbol A.
Los dientes 112 pueden estar integrados (formados de manera integral junto con) el cuerpo 111 del estátor. El cuerpo 111 del estátor y los dientes 112 se pueden fabricar apilando placas de metal que tienen la forma del cuerpo 111 del estátor y de los dientes 112 orientados hacia el árbol A.
Además, un extremo de cada uno de los dientes 112 puede estar provisto de una porción 112a de la anchura del ancho del diente que sobresale a ambos lados de cada uno de los dientes 112. Particularmente, las porciones 112a de la anchura del ancho del diente se pueden proporcionar de tal manera, que las superficies 112b extremas de los dientes, de los dientes 112 orientados hacia el rotor 110, estén dispuestas a lo largo de una circunferencia imaginaria alrededor del árbol A. A medida que la porción 112a de la anchura del ancho del diente se forma en los extremos de los dientes 112, el área del estátor 110 orientada hacia el rotor 110 puede aumentar.
Los dientes 112 pueden estar dispuestos a lo largo de la superficie circunferencial interna del cuerpo 111 del estátor y pueden estar separados equidistantes entre sí. Las ranuras 114 pueden estar definidas entre dientes 112 vecinos. La bobina 113 se puede formar arrollando un alambre alrededor de las superficies externas de los dientes 112 a través de las ranuras 114 definidas entre los dientes 112 vecinos. Se puede reducir una distancia entre los extremos de los dientes 112 adyacentes para los dientes que incluyen la porción 112a de la anchura del ancho del diente que sobresale a ambos lados de cada uno de los dientes 112, en comparación con una distancia entre los extremos de los dientes adyacentes que no incluyen la porción de la anchura del ancho del diente.
La bobina 113 se puede formar arrollando un alambre formado por un material eléctricamente conductor alrededor de las superficies externas de los dientes 112. Cuando la corriente eléctrica fluye a través de la bobina 113, se puede crear un campo magnético en el interior de la bobina 113, es decir, en los dientes 112, en una dirección perpendicular a la superficie 112b de extremo del diente.
Tal y como se muestra en la Figura 1, el motor 100 puede incluir nueve dientes 112. Por consiguiente, el motor 100 puede incluir nueve ranuras 114. Sin embargo, la divulgación no está limitada por ello. Por ejemplo, el motor puede tener más de nueve dientes o menos de nueve dientes. Del mismo modo, el motor puede tener más de nueve ranuras o menos de nueve ranuras.
Como se ha descrito anteriormente, el rotor 120 puede estar dispuesto en la porción hueca del estátor 110. El rotor 120 puede girar alrededor del árbol A interactuando magnéticamente con el estátor 110.
Tal y como se muestra en la Figura 1, el rotor 120 puede incluir un cuerpo 121 de rotor cilíndrico y un grupo 122 de imanes permanentes dispuestos en el cuerpo 121 del rotor. Además, el cuerpo 121 del rotor puede estar provisto de un grupo 123 de barreras de flujo colindantes con el grupo 122 de imanes permanentes.
Como el rotor 120 está provisto en el mismo con el grupo 122 de imanes permanentes, el motor 100 se puede definir como un motor de imán permanente (PM, por sus siglas en inglés). Particularmente, el motor 100 puede ser un motor con imanes permanentes interiores (IPM) que tiene el grupo 122 de imanes permanentes incrustado en el cuerpo 121 del rotor.
Para ayudar a comprender la estructura del rotor 120, el rotor 120 se describirá con más detalle a continuación comparándolo con el rotor de un motor convencional.
La Figura 2 es una vista en sección transversal parcial que ilustra un motor convencional, la Figura 3 es una vista en sección transversal parcial que ilustra un motor de acuerdo con una realización de la divulgación y la Figura 4 es una vista ampliada que ilustra la sección A mostrada en la Figura 3.
Con referencia a las Figuras 2 a 4, el rotor 120 del motor 100 puede incluir un cuerpo 121 del rotor y un grupo 122 de imanes permanentes y en el cuerpo 121 del rotor se puede formar un grupo 123 de barreras de flujo colindantes con el grupo 122 de imanes permanentes.
El cuerpo 121 del rotor se puede formar alrededor del árbol A de forma cilíndrica y configurarse o disponerse con una sustancia magnética magnetizada por un campo magnético. El cuerpo 121 del rotor se puede fabricar al apilar placas de metal que tienen la forma del cuerpo 121 del rotor, tal y como se muestra en la Figura 1.
Un cuerpo de rotor 21 de un motor 1 de acuerdo con la técnica convencional (en lo sucesivo, en el presente documento denominado como motor convencional) tiene una sección transversal 21a que forma un círculo perfecto, tal y como se muestra en la Figura 2. El espacio entre un estátor 10 convencional y un rotor 20 convencional, es decir, el entrehierro, es uniforme a lo largo de la circunferencia del rotor 20.
Por el contrario, el cuerpo 121 del rotor del motor 100 de una realización de la divulgación puede tener una forma cilíndrica que sobresale de un lado. Esto es, el espacio, es decir, el entrehierro entre el estátor 110 y el rotor 120, no es uniforme a lo largo de la circunferencia del rotor 120 y la sección transversal no forma un círculo perfecto.
Tal y como se muestra en la Figura 4, el radio de una porción del cuerpo 121 del rotor que tiene el grupo 122 de imanes permanentes incrustado puede ser diferente de la otra porción que no tiene incrustado el grupo 122 de imanes permanentes.
De manera específica, el radio de la porción del cuerpo 121 del rotor que tiene el grupo 122 de imanes permanentes incrustado es mayor que el de la otra porción del cuerpo 121 del rotor que no tiene incrustado el grupo 122 de imanes permanentes. Esto es, la anchura m del entrehierro en la porción con el grupo 122 de imanes permanentes incrustado es menor que la de la anchura 1 del entrehierro en la otra porción sin el grupo 122 de imanes permanentes.
Particularmente, una porción P2 del cuerpo 121 del rotor que tiene el radio más largo se desvía del centro del grupo 122 de imanes permanentes incrustado, es decir, el centro P1 del polo del rotor 120 por a en la dirección de rotación del rotor 120. En otras palabras, la posición P2 que tiene el entrehierro más estrecho en un polo del rotor 120 se desvía del centro P1 del polo del rotor 120 por a en la dirección de rotación del rotor 120.
Como la porción P2 que tiene el entrehierro más estrecho se desvía del centro P1 del polo por a en la dirección de rotación del rotor 120, el entrehierro se forma asimétricamente alrededor del centro P1 del polo.
En el presente documento, a puede variar dependiendo del número de polos y del número de ranuras 114. En el caso de que existan seis polos, se proporcionan tres pares de polos y nueve ranuras 113, tal y como se muestra en las Figuras 3 y 4, a puede ser de aproximadamente 7 grados.
Además, la diferencia entre la porción P2 que tiene el radio más largo del cuerpo 121 del rotor y la porción P3 que tiene el radio más corto del cuerpo 121 del rotor, es decir, la desviación en el entrehierro puede variar dependiendo del tamaño del entrehierro y del radio del cuerpo 121 del rotor. Por ejemplo, si el entrehierro es de aproximadamente 0,8 mm, la desviación en el entrehierro puede ser de aproximadamente 0,2 mm. En este caso, la desviación del entrehierro es de aproximadamente el 25 por ciento del entrehierro. Por ejemplo, la anchura m del entrehierro en la porción con el grupo 122 de imanes permanentes incrustado puede ser de aproximadamente 0,7 mm y la anchura 1 del entrehierro en la otra porción, que se corresponde con la porción P3 sin el grupo 122 de imanes permanentes, puede ser de aproximadamente 0,9 mm (es decir, la desviación es de aproximadamente 0,2 mm).
Cuando la porción P2 que tiene el radio más largo (entrehierro más corto) del cuerpo 121 del rotor está dispuesta para que se desvíe del centro P1 del grupo 122 de imanes permanentes en la dirección de rotación del rotor 120, se genera un campo magnético que se desvía del centro P1 del grupo 122 de imanes permanentes en la dirección de rotación del rotor 120. Esto es, el flujo magnético está polarizado en la dirección de rotación.
Dado que la permeabilidad de la sustancia magnética que constituye el cuerpo 121 del rotor es mayor que la del aire que forma el entrehierro, el campo magnético se concentra en el cuerpo 121 del rotor que tiene mayor permeabilidad.
El grupo 122 de imanes permanentes puede incluir un primer imán 122a permanente, un segundo imán 122b permanente y un tercer imán 122c permanente. El primer imán 122a permanente puede estar dispuesto en una dirección perpendicular a la dirección radial del rotor 120. Esto es, el primer imán 122a permanente puede estar dispuesto de tal manera, que se crea un campo magnético en la dirección radial del rotor 120.
El segundo imán 122b permanente y el tercer imán 122c permanente pueden estar dispuestos en ambos extremos del primer imán 122a permanente. En otras palabras, el segundo imán 122b permanente y el tercer imán 122c permanente pueden estar dispuestos de tal manera, que los campos magnéticos creados se dirijan hacia fuera del rotor 120 y se concentren hacia el campo magnético creado por el primer imán 122a permanente. Por ejemplo, el primer, segundo y tercer imanes 122a, 122b, 122c permanentes pueden estar dispuestos en forma de U, abiertos hacia el exterior del rotor 120, tal y como se muestra en la Figura 3. Tal y como se indicó anteriormente, el primer imán 122a permanente puede estar dispuesto en una dirección perpendicular a la dirección radial del rotor 120. Por ejemplo, el segundo imán 122b permanente puede estar dispuesto en un primer extremo del primer imán 122a permanente y doblado en un primer ángulo hacia la pluralidad de dientes, alejándose del primer imán 122a permanente. Por ejemplo, el tercer imán 122c permanente puede estar dispuesto en un segundo extremo del primer imán 122a permanente opuesto al primer extremo y estar doblado en un segundo ángulo hacia la pluralidad de dientes y alejándose del primer imán 122a permanente. Por ejemplo, el primer y segundo ángulo pueden ser iguales o diferentes.
El primer, segundo y tercer imanes 122a, 122b y 122c permanentes de los grupos 122 de imanes permanentes vecinos pueden estar dispuestos de tal manera, que los diferentes polos magnéticos de los grupos 122 de imanes permanentes vecinos estén orientados hacia fuera del cuerpo 121 del rotor. Por ejemplo, cuando el imán permanente incluido en el grupo de imanes permanentes mostrado en el lado izquierdo de la Figura 3 está dispuesto de tal manera, que el polo norte (N) del mismo esté orientado hacia fuera del cuerpo 121 del rotor, el imán permanente incluido en el grupo de imanes permanentes mostrado en el lado derecho de la Figura 3 está dispuesto de tal manera, que el sur (S) del mismo esté orientado hacia fuera del cuerpo 121 del rotor. Como resultado, los polos N y S pueden estar dispuestos, alternativamente, a lo largo de la superficie circunferencial externa del cuerpo 121 del rotor.
El grupo 123 de barreras de flujo puede incluir una pluralidad de barreras de flujo magnético formadas por un material no magnético para interrumpir el flujo magnético generado por los imanes 121 permanentes. Por ejemplo, las barreras de flujo magnético que interrumpen el flujo magnético se pueden crear al formar un orificio en una posición que se corresponde con el grupo 123 de barreras de flujo.
El grupo 123 de barreras de flujo del motor 100 puede incluir una primera barrera 123a de flujo, una segunda barrera 123b de flujo, una tercera barrera 123c de flujo y una cuarta barrera 123d de flujo. La primera barrera 123a de flujo y la segunda barrera 123b de flujo se pueden formar en ambos extremos del grupo 122 de imanes permanentes. Por ejemplo, la primera barrera 123a de flujo puede estar dispuesta cerca o adyacente a un extremo del segundo imán 122b permanente y la segunda barrera 123b de flujo puede estar dispuesta en un extremo del segundo imán 122b permanente. La tercera barrera 123c de flujo puede tener un tamaño que se corresponde con la diferencia de tamaño entre el tercer imán 122c permanente y el segundo imán 122b permanente. La cuarta barrera 123d de flujo se puede formar cerca del segundo imán 122b permanente colocado en el lado del rotor 120 orientado en la dirección de rotación opuesta.
A continuación, en el presente documento, el rotor 20 del motor 1 convencional se compara con el rotor 120 de acuerdo con una realización con referencia a las Figuras 2 a 4. En el caso del motor 1 convencional, el segundo imán 22b permanente y el tercer imán 22c permanente, que están dispuestos a ambos lados del primer imán 22a permanente, tienen el mismo tamaño, tal y como se muestra en la Figura 2. Por otra parte, en el caso del motor 100 de acuerdo con una realización, el segundo imán 122b permanente y el tercer imán 122c permanente dispuestos a ambos lados del primer imán 122a permanente tienen diferentes tamaños, tal y como se muestra en la Figura 3. El tamaño del segundo imán 122b permanente colocado a un lado del rotor 120 orientado en la dirección de rotación opuesta es menor que el del tercer imán 122c permanente.
Además, el grupo 23 de barreras de flujo convencional del motor 1 convencional puede incluir la primera barrera 23a de flujo y la segunda barrera 23b de flujo que se proporcionan en ambos extremos del grupo 22 de imanes permanentes convencional. Por otra parte, el motor 100 de acuerdo con una realización puede incluir la primera barrera 123a de flujo, la segunda barrera 123b de flujo, la tercera barrera 123c de flujo y la cuarta barrera 123d de flujo. La tercera barrera 123c de flujo y la cuarta barrera 123d de flujo se pueden colocar en los lados opuestos del rotor 120 en la dirección de rotación.
Como resultado, se produce un campo magnético mayor en la dirección de rotación del rotor 120 por el grupo 122 de imanes permanentes formado asimétricamente. Además, el campo magnético se concentra en la dirección de rotación del rotor 120 por el grupo 123 de barreras de flujo formado asimétricamente. Esto es, el flujo magnético producido está polarizado en la dirección de rotación.
Además, el rotor 120 del motor 100 puede incluir un cuerpo 121 del rotor que es convexo en una posición en el cuerpo 121 del rotor polarizado con respecto al centro del grupo 122 de imanes permanentes en la dirección de rotación, en lugar de que se forme con la forma de un círculo perfecto. Como resultado, el flujo magnético puede estar polarizado con respecto al centro del grupo 122 de imanes permanentes y concentrarse en la dirección de rotación del rotor 120.
En la descripción anterior, la configuración o disposición del motor 100 de acuerdo con una realización se ha comparado con la del motor 1 convencional. A continuación, en el presente documento, se describirá el funcionamiento del motor 100, en particular, la salida del motor 100.
Para aumentar la salida del motor que gira a una velocidad constante, el par producido por el motor se debe incrementar.
El par producido por un motor IPM, tal como el motor 100 que tiene imanes permanentes incrustados en el cuerpo del rotor, puede incluir un par Tm magnético y un par Tr de reluctancia. En el presente documento, el par Tm magnético representa un par producido a través de la interacción magnética entre el imán permanente y la bobina y el par de reluctancia representa un par producido por la propiedad de una sustancia magnética que tiende a alinearse en la dirección en la que se minimiza la resistencia magnética de un circuito magnético en un campo magnético.
De manera específica, el par producido por el motor se muestra en la Ecuación 1.
Ecuación 1
T = Pn {^aiq (Ld - Lq)idiq}
= Pn {^alaCOSp \ (Lq - Ld) la2 sen 2p}
= Tm Tr
(En el presente documento, T es un par, Tm es un par magnético, Tr es un par de reluctancia, Pn es el número de pares de polos, ^ a es el enlace de flujo, id es la corriente del eje d, Ld es la inductancia del eje d, iq es la corriente del eje q, Lq es la inductancia del eje q, la es la corriente de accionamiento y p es un ángulo de fase de la corriente).
En la ecuación 1, el término PnX^aXiq en el lado derecho del signo igual, que puede ser reemplazado por PnX^aXIaXcosp, indica, o se corresponde, con el par Tm magnético. Por tanto, el par Tm magnético se puede aumentar aumentando el número (Pn) de pares de polos, el enlace ^ a de flujo o la corriente iq del eje q, es decir, la corriente de accionamiento.
Por ejemplo, el enlace ^ a del flujo se puede aumentar aumentando la cantidad de imanes permanentes o el número de vueltas de la bobina.
Además, el aumento del enlace ^ a de flujo significa, o da como resultado, un aumento de la fuerza contraelectromotriz E (FCEM) producida en la bobina cuando se acciona el motor. La relación entre el enlace ^ a del flujo y la fuerza contraelectromotriz E se expresa en la ecuación destinada a medir la fuerza contraelectromotriz E, ya que es más fácil que medir el enlace Wa de flujo. Esto es, al medir la fuerza contraelectromotriz, se puede calcular el enlace ^ a de flujo.
Ecuación 2
E = ^ = n ^
dt dt
(En el presente documento, E es la fuerza contraelectromotriz, ^ a es el enlace de flujo, t es tiempo, N es el número de vueltas de la bobina y ^ es el flujo magnético).
El aumento de la cantidad de pares de polos o la cantidad de imanes permanentes está estructuralmente limitado. Aumentar el número de vueltas de la bobina puede aumentar la inductancia de la bobina, lo que degrada, de este modo, el rendimiento del motor. Además, el aumento de la corriente de accionamiento está limitado por la limitación de la tensión de suministro que se puede aplicar al motor.
En la ecuación 1, el término Pnx Ld-LqXidXiq en el lado derecho del signo igual, que se puede reemplazar por PnXLq-LdXIa2Xsen2p, indica, o se corresponde, con el par Tr de reluctancia.
El valor de Lq es, generalmente, mayor que el de Ld. Dado que el valor de Lq es mayor que el de Ld, el valor de Ld -Lq es negativo (-) y el valor de Lq - Ld es positivo (+). Además, dado que el valor de id es negativo (-) y el valor de iq es positivo (+), el par Tr de reluctancia tiene un valor positivo (+).
Por consiguiente, aumentando el valor de Lq - Ld, el valor del par Tr de reluctancia puede aumentar. En otras palabras, aumentando aumentar la diferencia entre la inductancia del eje q y la inductancia del eje d, el par Tr de reluctancia puede aumentar.
A continuación, en el presente documento, el par del motor 100 de acuerdo con una realización se comparará con el par del motor 1 convencional. Aunque existen múltiples diferencias estructurales ilustradas en las Figuras 1 a 4, se supondrá que el motor 100 y el motor 1 convencional tienen el mismo número de polos del rotor y la misma corriente de accionamiento.
Primero se describirá el par Tm magnético.
Dado que se supone que el motor 100 y el motor 1 convencional tienen el mismo número de polos y la misma corriente de accionamiento, tal y como se mencionó anteriormente, el valor del par Tm magnético se determina de acuerdo con el enlace ^ a de flujo.
Tal y como se ilustra en la ecuación 1, el par Tm magnético del motor es proporcional al enlace ^ a de flujo. Tal y como se ilustra en la ecuación 2, el enlace de flujo se puede calcular mediante la integración de la FCEM E con respecto al tiempo.
La Figura 5 es una vista que compara la fuerza contraelectromotriz del motor de acuerdo con una realización de la divulgación con la fuerza contraelectromotriz del motor convencional y la Figura 6 es una vista que compara el enlace de flujo del motor de acuerdo con una realización de la divulgación con el enlace de flujo del motor convencional.
En la Figura 5, el eje x representa el ángulo eléctrico y el eje y representa la FCEM E. En la Figura 6, el eje x representa el ángulo eléctrico y el eje y representa el enlace ^ a de flujo.
En el presente documento, el ángulo eléctrico se puede referir a un ángulo de rotación cubierto por el rotor durante un ciclo completo de corriente alterna que fluye a través de la bobina del estátor y se convierte en 360 grados. Esto es, el ángulo eléctrico es un ángulo mecánico ocupado por un par de un polo N y un polo S del rotor y convertido en 360 grados. Por ejemplo, en el caso de que el rotor incluya seis polos y, por tanto, tres pares de polos, tal y como se muestra en la Figura 1, un par de un polo N y un polo S ocupa un ángulo mecánico de 120 grados. Por tanto, el ángulo mecánico de 120 grados corresponde al ángulo eléctrico de 360 grados.
Con referencia a la Figura 5, la FCEM E de acuerdo con el ángulo eléctrico del motor 100 y del motor 1 convencional tiene el valor máximo cuando el ángulo eléctrico es aproximadamente 0 y disminuye a medida que aumenta el ángulo eléctrico. La FCEM E posterior se convierte en aproximadamente 0 cuando el ángulo eléctrico alcanza aproximadamente 90 grados. Posteriormente, la FCEM E disminuye aún más a medida que aumenta el ángulo eléctrico y tiene el valor mínimo cuando el ángulo eléctrico es de aproximadamente 180 grados. Posteriormente, la FCEM E aumenta nuevamente hasta que el ángulo eléctrico se convierte en 360 grados. De esta forma, la FCEM E aumenta y disminuye repetidamente de acuerdo con el ángulo eléctrico del motor.
Con referencia a la Figura 6, el enlace ^ a de flujo del motor 100 y del motor 1 convencional, que varía con la FCEM E posterior mostrada en la Figura 5, es aproximadamente 0 cuando el ángulo eléctrico es de aproximadamente 0 grados. A medida que aumenta el ángulo eléctrico, el enlace ^ a de flujo aumenta. De este modo, el enlace ^ a de flujo tiene el valor máximo cuando el ángulo eléctrico es de aproximadamente 90 grados. Posteriormente, el enlace ^ a de flujo disminuye mientras que el ángulo eléctrico aumenta. El enlace ^ a de flujo se convierte en aproximadamente 0 cuando el ángulo eléctrico es de aproximadamente 180 grados. El enlace ^ a de flujo tiene un valor mínimo cuando el ángulo eléctrico es de aproximadamente 270 grados.
Particularmente, tal y como se muestra en la Figura 6, el ángulo eléctrico del motor 100, en el que el enlace ^ a de flujo se convierte en aproximadamente 0, está por delante del ángulo eléctrico del motor 1 convencional en el que el enlace ^ a de flujo se convierte en aproximadamente 0 por el ángulo p. Esto es, el enlace ^ a de flujo del motor 100 difiere del enlace ^ a de flujo del motor 1 convencional por un ángulo eléctrico p.
Esto se debe a que, en el caso del motor 100, el entrehierro tiene la anchura más pequeña en una porción P2 del rotor 120 (véase la Figura 4) inclinada al ángulo a en la dirección o rotación del rotor 120 con respecto al centro P1 de los polos (véase la Figura 4) y una pluralidad de barreras de flujo magnético se colocan en uno de los dos extremos del grupo 120 de imanes permanentes que está detrás del otro extremo en la dirección de rotación del rotor 120, tal y como se ilustra en las Figuras 2 a 4. Esto es, el campo magnético se puede concentrar en la dirección de rotación del rotor 120.
Como el campo magnético se concentra en la dirección de rotación del rotor 120, el enlace ^ a de flujo del motor 100 cambia más rápido que el del motor 1 convencional por el ángulo p.
Además, el valor máximo del enlace ^ a de flujo del motor 100 es menor que el del valor máximo del enlace ^ a de flujo del motor 1 convencional, tal y como se muestra en la Figura 6.
Esto se debe a que el motor 100 usa una cantidad menor de imanes permanentes que el motor 1 convencional. En otras palabras, cuando el motor 100 usa una cantidad menor de imanes permanentes que el motor 1 convencional, la magnitud del flujo magnético total generado por el motor 100 es menor que la del motor 1 convencional. De este modo, la magnitud del enlace ^ a de flujo también se reduce.
Tal y como se muestra en las Figuras 5 y 6, la magnitud del enlace ^ a de flujo del motor 100 es menor que la del motor 1 convencional. Por lo tanto, de acuerdo con la ecuación 1, el par Tm magnético del motor 100 puede ser menor que el par Tm magnético del motor 1 convencional.
A continuación, se describirá el par Tr de reluctancia.
Dado que se supone que el motor 100 y el motor 1 convencional tienen el mismo número de polos y la misma corriente de accionamiento, tal y como se mencionó anteriormente, el valor del par Tr de reluctancia se puede determinar de acuerdo con Lq - Ld, la diferencia entre la inductancia del eje d y la inductancia del eje q.
La Figura 7 es una vista que compara la inductancia del motor de acuerdo con una realización de la divulgación con la inductancia del motor convencional y la Figura 8 es una vista que ilustra un circuito magnético del motor de acuerdo con una realización.
Con referencia a la Figura 7, los valores de la inductancia Ld del eje d y la inductancia Lq del eje q varían con el ángulo p de la fase actual de la corriente de accionamiento.
De manera específica, la inductancia Ld del eje d disminuye a medida que aumenta el ángulo p de la fase actual de la corriente de accionamiento. La inductancia Ld del eje d comienza a aumentar gradualmente cuando el ángulo p de la fase actual aumenta más allá de aproximadamente 30 grados. Por otra parte, la inductancia Lq del eje q aumenta constantemente a medida que aumenta el ángulo p de la fase actual de la corriente de accionamiento. Además, en la mayoría de los rangos del ángulo p de la fase actual, la inductancia Lq del eje q es mayor que la inductancia Ld del eje d.
Además, en la mayoría de los rangos del ángulo p de la fase actual, Lq - Ld del motor 100, es decir, la diferencia entre la inductancia Lq del eje q y la inductancia Ld del eje d del motor 100 es mayor que Lq - Ld del motor 1 convencional, la diferencia entre la inductancia Lq del eje q y la inductancia Ld del eje d del motor 1 convencional. Esto se debe a que el campo magnético del motor 100 puede estar más concentrado en la dirección de rotación del rotor 120 que el campo magnético del motor 1 convencional.
Tal y como se muestra en la Figura 8, el circuito magnético del eje d se puede formar a través del grupo 122 de imanes permanentes y el circuito magnético del eje q se puede formar a lo largo del grupo 122 de imanes permanentes. Tal y como se ilustra en las Figuras 2 a 4, la estructura del motor 100 hace que un campo magnético esté ligeramente polarizado en la dirección de rotación del rotor 120 con respecto al centro de los polos, es decir, el centro del grupo 122 de imanes permanentes.
Como resultado, el motor 100 puede tener una cantidad reducida de flujo magnético que pasa a través del circuito magnético del eje d y una cantidad aumentada de flujo magnético que pasa a través del circuito magnético del eje q, en comparación con el motor 1 convencional.
A medida que se reduce la cantidad de flujo magnético que pasa a través del circuito magnético del eje d, aumenta la reluctancia del circuito magnético del eje d y disminuye el valor de Ldxid.
Dado que se supone que no hay diferencia en la corriente id del eje d entre una realización de la divulgación y la técnica convencional, la inductancia Ld del eje d del motor 100 disminuye.
Además, dado que la cantidad de flujo magnético que pasa a través del circuito magnético del eje q aumenta, la resistencia magnética del circuito magnético del eje q disminuye y el valor de Lqxiq aumenta. Dado que se supone que no hay diferencia en la corriente iq del eje q entre la realización ejemplar y la técnica convencional, la inductancia Lq del eje q del motor 100 aumenta.
Como resultado, la diferencia Lq - Ld entre la inductancia del eje q y la inductancia del eje d en el motor 100 es mayor que la diferencia Lq - Ld entre la inductancia del eje q y la inductancia del eje d en el motor 1 convencional.
Dado que la diferencia Lq - Ld entre la inductancia del eje q y la inductancia del eje d en el motor 100 es mayor que la diferencia Lq - Ld entre la inductancia del eje q y la inductancia del eje d en el motor 1 convencional, el par Tr de reluctancia del motor 100 es mayor que el par Tr de reluctancia del motor 1 convencional.
En consecuencia, el motor 100 produce un par Tm magnético reducido con respecto al motor convencional al reducir el uso de los imanes permanentes, mientras aumenta el par Tr de reluctancia al polarizar el campo magnético en la dirección de rotación.
A continuación, en el presente documento, se describirá el par T del motor 100.
La Figura 9 es una vista que compara el par de detención del motor de acuerdo con una realización con el par de detención del motor convencional, la Figura 10 es una vista que compara el par del motor de acuerdo con una realización con el par del motor convencional y la Figura 11 es una vista que compara las revoluciones máximas por minuto del motor de acuerdo con una realización con las revoluciones máximas por minuto del motor convencional.
Con referencia a la Figura 9, el valor del par de detención máximo del motor 1 convencional es de aproximadamente 2,26 Nm, mientras que el valor del par de detención máximo del motor 100 es de aproximadamente 0,88 Nm.
El par de detención es un par pulsante que se genera para mantener una posición en la que la reluctancia se minimiza en un circuito magnético que incluye los imanes permanentes del rotor, los dientes del estátor y el entrehierro. El par de detención conduce al rizado de par en el funcionamiento del motor. La disminución del par de detención significa la disminución del rizado de par en el funcionamiento del motor. Por lo tanto, se puede desear reducir el par de detención para reducir el rizado de par.
Tal y como se muestra en la Figura 9, cuando el par de detención del motor 100 disminuye, también disminuye el rizado de par en el funcionamiento del motor 100.
De manera específica, tal y como se muestra en la Figura 10, el rizado de par en el motor 1 convencional es de aproximadamente 18,3 %, mientras que el rizado de par de esta realización es de aproximadamente 4,7 %.
Además, con referencia a la Figura 10, el par medio del motor 1 convencional es de aproximadamente 15,5 Nm, mientras que el par medio del motor 100 es de aproximadamente 15,3 Nm. Esto es, el par medio del motor 100 no difiere en gran medida del par medio del motor 1 convencional.
En consecuencia, el motor 100 puede mantener el nivel del par medio del motor 1 convencional y tiene un rizado de par reducido con respecto al motor 1 convencional, mientras que el uso de imanes permanentes en el motor 100 se reduce con respecto al motor 1 convencional.
Además, de acuerdo con la experimentación y/o la simulación, cuando se aplica la misma tensión, la velocidad rotacional máxima del motor 100 es mayor que la del motor 1 convencional, tal y como se muestra en la Figura 11. Por ejemplo, cuando se aplica una tensión de corriente continua de aproximadamente 340 V, la velocidad rotacional máxima del motor 100 es mayor que la del motor 1 convencional en aproximadamente 100 rpm.
En conclusión, el motor 100 puede reducir los costes de producción con respecto al motor 1 convencional, mientras que presenta el rendimiento del motor 1 convencional o un mejor rendimiento con respecto al rizado de par y a la velocidad rotacional máxima.
Tal y como se desprende de la descripción anterior, de acuerdo con una realización de la divulgación, la forma de un rotor, la disposición de los imanes permanentes y/o la disposición de una barrera de flujo magnético puede ser asimétrica alrededor del centro de los polos del rotor. De este modo, se puede mejorar el rendimiento de la rotación unidireccional de un motor. Aunque se han mostrado y descrito realizaciones ejemplares de la invención, los expertos en la materia apreciarán que se pueden realizar cambios en estas realizaciones sin apartarse de los principios de la invención, cuyo ámbito está definido en las reivindicaciones.

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Un motor (100) dispuesto para girar en solo una dirección de rotación, que comprende:
un estátor (110); y
un rotor (120) dispuesto de manera giratoria dentro del estátor,
en el que el rotor comprende un cuerpo (121) del rotor, un grupo (122) de imanes permanentes provistos en el cuerpo del rotor para generar un campo magnético y un grupo (123) de barreras de flujo para interrumpir el flujo magnético,
en el que al menos uno del cuerpo (121) del rotor, del grupo (122) de imanes permanentes y del grupo (123) de barreras de flujo está formado asimétricamente con respecto a un centro de los polos del rotor,
en el que la distancia entre una superficie circunferencial externa del cuerpo del rotor y un centro del cuerpo del rotor varía,
en el que una posición en la superficie circunferencial externa que define la distancia más larga entre la superficie circunferencial externa y el centro del cuerpo del rotor está separada un ángulo predeterminado del centro de los polos del rotor en la solo una dirección de rotación,
en el que el grupo (122) de imanes permanentes comprende un primer imán (122a) permanente dispuesto en el cuerpo del rotor de tal manera, que se crea un campo magnético en una dirección radial del cuerpo del rotor y un segundo y tercer imanes (122b, 122c) permanentes dispuestos asimétricamente en los extremos opuestos del primer imán permanente,
en el que el segundo imán (122b) permanente está colocado en un lado del primer imán permanente orientado en una dirección opuesta a la única dirección de rotación y el tercer imán (122c) permanente está colocado en el otro lado del primer imán permanente orientado en la única dirección de rotación, siendo el tercer imán permanente más largo y creando un campo magnético mayor que el del segundo imán permanente,
en el que el grupo (123) de barreras de flujo comprende una primera barrera (123a) de flujo magnético, una segunda barrera (123b) de flujo magnético, una tercera barrera (123c) de flujo magnético y una cuarta barrera (123d) de flujo magnético, en el que la primera y tercera (123a, 123c) barreras de flujo magnético están dispuestas en un extremo del segundo imán (122b) permanente, la segunda barrera (123b) de flujo magnético está dispuesta en un extremo del tercer imán (122c) permanente y la cuarta barrera (123d) de flujo magnético está formada adyacente a la primera (123a) y a la tercera (123c) barreras de flujo y cerca de la circunferencia externa del cuerpo (121) del rotor, estando la cuarta barrera (123d) de flujo magnético colocada a un lado de la primera (123a) y la tercera (123c) barreras de flujo magnético que están orientadas en la dirección de rotación; y
en el que la primera y segunda barreras (123a, 123b) de flujo magnético son de un tamaño que se corresponden entre sí y la tercera barrera (123c) de flujo magnético tiene un tamaño que se corresponde con la diferencia de tamaño entre el segundo imán permanente y el tercer imán permanente, de tal manera que la primera y la tercera barreras (123a, 123c) de flujo magnético interceptan más flujo que la segunda barrera de flujo magnético.
2. El motor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el grupo de imanes permanentes está incrustado en el cuerpo del rotor.
3. El motor de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el centro de los polos del rotor está ubicado en un centro del primer imán (122a) permanente.
4. El motor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que un tamaño del tercer imán (122c) permanente es mayor que un tamaño del segundo imán (122b) permanente.
5. El motor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la anchura de un entrehierro entre el rotor y el estátor varía a lo largo de una superficie circunferencial externa del rotor.
6. El motor de acuerdo con la reivindicación 5, en el que una posición en el rotor que define la anchura más pequeña del entrehierro está separada un ángulo predeterminado desde el centro de los polos del rotor en la única dirección de rotación.
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3128647B1 (en) * 2015-08-05 2018-06-06 ABB Schweiz AG Rotor for rotating electric machine
WO2017061244A1 (ja) * 2015-10-06 2017-04-13 三菱電機株式会社 回転電機
KR102491659B1 (ko) * 2015-10-08 2023-01-26 삼성전자주식회사 영구자석 내측 배치형 비엘디씨 모터
CN105576924B (zh) * 2015-12-24 2018-01-02 东南大学 一种内置式永磁同步电动机
JP2017118796A (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 株式会社ジェイテクト 埋込磁石型ロータユニット
CN105846568A (zh) * 2016-03-23 2016-08-10 东南大学 一种外转子轮毂电机的模块化转子
KR102629775B1 (ko) * 2016-04-12 2024-01-26 삼성전자주식회사 매입형 영구자석 모터
CN105811683A (zh) * 2016-05-11 2016-07-27 山东理工大学 双径向永磁钢驱动电机转子生产方法
CN106059150A (zh) * 2016-08-09 2016-10-26 中车株洲电机有限公司 一种电机转子及永磁同步电机
CN107332418A (zh) * 2017-07-12 2017-11-07 中国北方车辆研究所 一种新型渐变非对称气隙电励磁电机
CN107528399A (zh) * 2017-07-12 2017-12-29 中国北方车辆研究所 一种新型渐变非对称气隙永磁电机
CN107317415A (zh) * 2017-07-12 2017-11-03 中国北方车辆研究所 一种v字型不对称永磁电机转子
CN108768023B (zh) * 2018-08-13 2020-01-07 珠海格力电器股份有限公司 转子组件及交替极电机
WO2020095823A1 (ja) * 2018-11-09 2020-05-14 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 回転電機用ロータコア
KR102351792B1 (ko) * 2020-01-22 2022-01-17 엘지전자 주식회사 전동기 및 이를 구비한 압축기
CN111446830B (zh) * 2020-04-30 2021-07-02 华中科技大学 一种双定子切向励磁磁场调制电机
KR20220000258A (ko) * 2020-06-25 2022-01-03 매그나칩 반도체 유한회사 패널 제어 회로 및 이를 포함하는 표시 장치
CN112968552B (zh) * 2021-01-26 2022-07-15 珠海格力电器股份有限公司 转子组件和自起动永磁同步磁阻电机
KR20240047723A (ko) * 2022-10-05 2024-04-12 삼성전자주식회사 매입 영구자석 동기모터

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11206046A (ja) * 1998-01-12 1999-07-30 Sanyo Electric Co Ltd 永久磁石モータ及びその着磁方法
JP4815204B2 (ja) * 2005-12-01 2011-11-16 アイチエレック株式会社 永久磁石回転機及び圧縮機
US7705502B2 (en) * 2006-04-14 2010-04-27 Emerson Electric Co. Interior magnet machine with non-perpendicular slots
JP5114963B2 (ja) * 2007-02-13 2013-01-09 ダイキン工業株式会社 永久磁石埋め込み型ロータ
JP4404223B2 (ja) 2007-03-20 2010-01-27 株式会社安川電機 電磁鋼板形成体、電磁鋼板積層体、これを備えた永久磁石形同期回転電機用回転子、永久磁石形同期回転電機、該回転電機を用いた車両、昇降機、流体機械、加工機
US7714479B2 (en) 2007-09-19 2010-05-11 Light Engineering, Inc. Segmented composite rotor
US7868502B2 (en) * 2008-01-22 2011-01-11 Lg Electronics Inc. Fan motor, BLDC motor, and rotor for the BLDC motor
JP5305887B2 (ja) 2008-12-18 2013-10-02 株式会社東芝 永久磁石式回転電機
JP5502571B2 (ja) * 2010-04-09 2014-05-28 株式会社東芝 永久磁石式回転電機
KR101940755B1 (ko) 2012-01-16 2019-01-21 삼성전자 주식회사 회전자 및 이를 포함하는 전동기

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