ES2935014T3

ES2935014T3 - Procedimiento para hacer funcionar un motor eléctrico y disposición de motor

Info

Publication number: ES2935014T3
Application number: ES19711027T
Authority: ES
Inventors: Maurice Andree; Hong Giang To; Nils Bornemann
Original assignee: GKN Sinter Metals Engineering GmbH
Current assignee: GKN Powder Metallurgy Engineering GmbH
Priority date: 2018-03-06
Filing date: 2019-03-06
Publication date: 2023-03-01
Anticipated expiration: 2039-03-06
Also published as: WO2019170738A1; CN112236936A; US20210017980A1; JP7145960B2; JP2021516030A; US11802557B2; EP3763033B1; DE102018105129A1; EP3763033A1

Abstract

La invención se refiere a un método para operar un motor eléctrico (1), comprendiendo el motor eléctrico (1) al menos un primer estator (2) con al menos tres bobinas (3, 4, 5) y un rotor (6) con al menos menos dos imanes (7, 8), el primer estator (2) y el rotor (6) estando dispuestos de forma adyacente en una dirección axial (9), y las bobinas (3, 4, 5) estando dispuestas de forma adyacente en una dirección periférica (10). El motor eléctrico (1) funciona al menos en los dos estados siguientes: a) en un primer estado, las bobinas (3, 4, 5) funcionan respectivamente con diferentes fases de una corriente trifásica, y el rotor (6) gira alrededor de un eje de rotación (11); yb) en un segundo estado, las bobinas (3, 4, 5) son accionadas por una corriente alterna de fase igual. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para hacer funcionar un motor eléctrico y disposición de motor

La invención se refiere a un procedimiento para hacer funcionar un motor eléctrico y a una disposición de motor, comprendiendo el motor eléctrico al menos un estator y un rotor. En particular, el motor eléctrico es un motor de flujo axial (MFA). Se conocen aplicaciones en las que, además de una potencia de accionamiento de un motor eléctrico, también puede utilizarse una potencia calorífica del motor eléctrico. Por ejemplo, en el caso del transporte de una solución de urea y agua (por ejemplo, Adblue) que se utiliza para el tratamiento de gases de escape, puede ser deseado un calentamiento de la solución de urea y agua. El motor eléctrico utilizado para accionar una bomba también genera calor que puede utilizarse, por ejemplo, para descongelar la solución de urea y agua.

El documento EP2306105A1 describe un aparato climatizador con un compresor que puede ser accionado a través de un motor eléctrico.

El documento WO2016/102257A1 se refiere a un dispositivo de transporte para transportar un medio y para calentar el medio.

El documento DE102016103051A1 se refiere a un motor eléctrico.

Partiendo de ello, la presente invención tiene el objetivo de al menos atenuar o incluso resolver los problemas descritos con referencia al estado de la técnica. En particular, se debe proporcionar un procedimiento para hacer funcionar un motor eléctrico, mediante el cual la máquina eléctrica se utiliza de manera selectiva para generar una potencia calorífica.

Para conseguir estos objetivos, se propone un procedimiento según las características de la reivindicación 1. Variantes ventajosas son objeto de las reivindicaciones dependientes. Las características mencionadas individualmente en las reivindicaciones pueden combinarse entre sí de una manera tecnológicamente conveniente y pueden complementarse con hechos explicativos de la descripción y detalles de las figuras, mostrándose variantes de realización adicionales de la invención.

Se propone un procedimiento para hacer funcionar un motor eléctrico, comprendiendo el motor eléctrico al menos un primer estator con al menos tres bobinas y un rotor con al menos dos imanes. El primer estator y el rotor están dispuestos uno al lado de otro a lo largo de una dirección axial. Las bobinas están dispuestas una al lado de otra a lo largo de una dirección circunferencial (en un diámetro común). El motor eléctrico se hace funcionar al menos en los dos estados siguientes:

a) en un primer estado, las bobinas se hacen funcionar respectivamente con fases diferentes de una corriente trifásica y el rotor se hace girar alrededor de un eje de giro (número de revoluciones superior a cero revoluciones por minuto);

b) en un segundo estado, las bobinas se hacen funcionar con una corriente alterna de la misma fase.

En particular, la absorción de potencia del motor eléctrico en el segundo estado (temporalmente o en períodos de tiempo predefinibles) se produce exclusivamente para el calentamiento de un cuerpo. En particular, el cuerpo está dispuesto a una distancia del al menos un estator y del rotor.

Además, puede producirse una absorción de potencia (temporalmente o en períodos de tiempo predefinibles) adicional o exclusivamente para accionar el rotor, de modo que el rotor rote alrededor de un eje de giro con un número de revoluciones superior a "0" revoluciones por minuto.

En el segundo estado, debe ser calentado un cuerpo, en particular por inducción. El cuerpo puede, por ejemplo, formar una carcasa (o una parte de esta) del motor eléctrico. El cuerpo puede formar un conducto para un fluido, de modo que a través del cuerpo pueda ser calentado un fluido.

En el caso del calentamiento por inducción, el calor se genera directamente en el propio cuerpo, por lo que no es necesario que sea transferido por conducción de calor. La potencia calorífica es fácilmente controlable. Para el calentamiento por inducción, el estator o las bobinas del estator generan un campo alterno magnético que produce corrientes de Foucault en el material del cuerpo. El calentamiento por inducción también puede producirse a través de materiales no conductores (por ejemplo, la pared de un depósito). El entorno solo se calienta indirectamente (en particular, por radiación o conducción de calor a partir del cuerpo calentado por inducción).

El motor eléctrico comprende al menos un estator y un rotor. En particular, el motor eléctrico es un motor de flujo axial que comprende al menos un estator y un rotor que están dispuestos coaxialmente entre sí y uno al lado de otro a lo largo de una dirección axial.

El estator del motor eléctrico presenta en particular un material magnético blando, por ejemplo un denominado "Soft Magnetic Composite" (SMC / compuesto magnético blando), o una combinación de chapas eléctricas y SMC. Las bobinas del estator comprenden núcleos que preferiblemente están hechos de un material magnético blando prensado y cocido. En este caso, el material SMC no se sinteriza. Más bien, se realiza una termorregulación por debajo de una temperatura de fusión que, sin embargo, es suficiente para que los núcleos mantengan su geometría de forma permanente.

En particular, el rotor presenta imanes permanentes y/o elementos magnéticos blandos, por ejemplo en escotaduras. Preferiblemente, con imanes permanentes puede formarse un motor de corriente continua síncrono o sin escobillas, de excitación permanente, abreviado BLDC, mientras que, por ejemplo, con elementos magnéticos blandos puede crearse un motor de reluctancia como motor eléctrico.

La estructura de un estator, en particular utilizando SMC, así como otros detalles también relativos a un rotor, se hallan, por ejemplo, en el documento WO2016/066714A1.

En particular, el motor eléctrico tiene una absorción de potencia eléctrica (es decir, una potencia de accionamiento máxima) inferior a 1.000 vatios (potencia nominal), preferiblemente inferior a 500 vatios, de forma especialmente preferible inferior a 100 vatios.

En particular, la absorción de potencia del motor eléctrico se produce en este caso, por un lado, para accionar el rotor (primer estado), de manera que el rotor gira alrededor de un eje de giro con un número de revoluciones superior a "0" revoluciones por minuto. Por otro lado, la absorción de potencia del motor eléctrico se produce para calentar un cuerpo (segundo estado).

En particular, el motor eléctrico puede hacerse funcionar en ambos estados, de modo que se produce un accionamiento del rotor por el funcionamiento del motor eléctrico en el primer estado y, paralelamente en el tiempo, un calentamiento de un cuerpo por el funcionamiento del motor eléctrico en el segundo estado.

Paralelamente en el tiempo significa aquí en particular que en un intervalo de tiempo (por ejemplo, un segundo) se cambia entre el primer estado y el segundo estado (en particular repetidamente entre uno y otro), dado el caso, durante intervalos parciales de distinta longitud del intervalo de tiempo.

La absorción de potencia para accionar el rotor y la absorción de potencia para calentar un cuerpo pueden tener lugar en particular paralelamente en el tiempo (es decir, alternando dentro de un intervalo de tiempo, por ejemplo un segundo) o respectivamente exclusivamente (es decir, la absorción de potencia dentro del intervalo de tiempo solo para calentar o solo para accionar).

En particular, el motor eléctrico se utiliza (sustancialmente) para accionar el rotor. En este caso, cuando el motor eléctrico se hace funcionar con una primera potencia de accionamiento (la potencia de accionamiento puede considerarse como la absorción de potencia total actual del motor eléctrico, en particular una potencia de accionamiento máxima, es decir, por ejemplo la potencia nominal del motor eléctrico), el cuerpo es calentado con una primera potencia calorífica que asciende a como máximo 10%, en particular como máximo 5% y preferiblemente como máximo 1% de la primera potencia de accionamiento (en particular la potencia de accionamiento máxima). En particular, al menos 90 % (o al menos 95 % o al menos 99 %) de la primera potencia de accionamiento se utiliza para accionar el rotor.

La potencia calorífica transferida al cuerpo es, en particular, la potencia eléctrica en vatios convertida en calor por la resistencia eléctrica en el cuerpo.

En particular, como rotor se designa un soporte para imanes. En particular, el rotor está situado a una distancia a lo largo de una dirección axial del al menos un primer estator, de modo que es evidente la separación del rotor de otros componentes.

El motor eléctrico puede accionarse con una segunda potencia de accionamiento eléctrica, produciéndose un calentamiento del cuerpo por una segunda potencia calorífica eléctrica; ascendiendo la segunda potencia calorífica a al menos 20%, en particular al menos 50%, preferiblemente al menos 80% de la segunda potencia de accionamiento. En particular, se utiliza como máximo 80 % (o como máximo 50 % o como máximo 20 %) de la segunda potencia de accionamiento para accionar el rotor.

Por lo tanto, aquí se propone convertir en calor una parte variable o, dado el caso, fija de la potencia eléctrica absorbida por el motor eléctrico (primera o segunda potencia de accionamiento). Este calor debe ser generado preferiblemente en un cuerpo por medio de inducción.

En particular, si la primera y la segunda potencia de accionamiento son iguales en cantidad, se pueden ajustar una primera y una segunda potencia calorífica que difieran (significativamente) en cantidad.

En particular, el motor eléctrico presenta un segundo estator con al menos tres bobinas. El rotor puede estar dispuesto a lo largo de la dirección axial entre el primer estator y el segundo estator. Las explicaciones relativas a la disposición del primer estator y del rotor son, en particular, igualmente válidas para el segundo estator.

En particular, el rotor está conectado a un árbol de accionamiento que se extiende coaxialmente al eje de giro. En particular, el árbol de accionamiento se extiende a través de al menos un estator.

Según la invención, en dirección radial, al menos dentro o fuera de al menos un estator, está dispuesto un cuerpo eléctricamente conductor que al menos durante un funcionamiento del motor eléctrico en el segundo estado es calentado por inducción.

Adicionalmente, el cuerpo puede ser el rotor. Para ello, el rotor presenta además de los imanes un material portador que se designa como cuerpo.

En particular, una primera resistencia eléctrica específica [Ohm * milímetro2 / metro] del cuerpo es inferior a una segunda resistencia eléctrica específica de un núcleo de una bobina.

En particular, el material SMC usado para el núcleo tiene una alta resistencia eléctrica específica. En particular, el cuerpo (por ejemplo, hecho de acero) tiene una resistencia eléctrica específica inferior (a la del material usado para el núcleo).

En particular, precisamente el cuerpo sirve para convertir en calor la potencia calorífica proporcionada. Preferiblemente, el cuerpo está realizado de forma ferrosa o ferrítica, de manera que sea posible un calentamiento eficaz. En particular, el cuerpo tiene un contenido ferrítico significativamente mayor que un núcleo de al menos una bobina.

En particular, una primera resistencia eléctrica específica es inferior a una segunda resistencia eléctrica específica por un factor de al menos dos, preferiblemente de al menos cinco, de manera particularmente preferible de al menos 10.

Por el cuerpo pueden cubrirse aspectos relevantes en particular para un montaje de la disposición de motor. Z. Por ejemplo, dado que el estator se inserta en el cuerpo, es posible al mismo tiempo una fijación / orientación radial (dado el caso, mediante un ligero ajuste a presión o un ajuste de holgura para orientar el cuerpo y el estator, con un encapsulado posterior).

El cuerpo puede ser parte de una carcasa de la disposición de motor y puede utilizarse como cuerpo de montaje. También es posible prever una estructura adecuada en el cuerpo, de manera que un cojinete se prense directamente en el cuerpo.

Por la potencia calorífica, el cuerpo puede alcanzar una temperatura mínima de, por ejemplo, 50 grados Celsius, en particular 100 grados Celsius, en particular si la temperatura ambiente tiene una temperatura inferior a la temperatura mínima del cuerpo. Preferiblemente, la potencia calorífica es regulada de tal manera que no se supere una determinada temperatura máxima, preferiblemente 100 grados Celsius. En particular, el cuerpo se calienta rápidamente a la temperatura máxima y se suministra suficiente potencia calorífica, de manera que el cuerpo mantenga esta temperatura máxima a pesar de la transferencia de calor a, por ejemplo, un fluido y/u otros componentes.

En particular, la temperatura del cuerpo es medida directa o indirectamente y/o es calculada o estimada a base de la potencia calorífica suministrada o de un modelo de temperatura.

En particular, cada bobina del al menos un (cada) estator presenta un núcleo que se extiende partiendo de un primer extremo hacia un segundo extremo del al menos un estator (en particular paralelamente a la dirección axial), estando el rotor dispuesto de forma contigua al al menos un segundo extremo.

El cuerpo se extiende completamente a lo largo de una dirección circunferencial (en una dirección radial dentro o fuera de los núcleos o las bobinas) y a lo largo de una dirección axial (y del eje de giro que discurre paralelamente a la misma) hasta el al menos un primer extremo del núcleo.

Preferiblemente, el cuerpo entra en contacto con los núcleos de las bobinas en el al menos un primer extremo.

En particular, el flujo magnético se conduce a través del cuerpo de tal manera que la mayor parte posible de la potencia (de accionamiento) eléctrica del motor eléctrico puede ser convertida en calor por el cuerpo.

En particular, partiendo de un lado frontal del rotor, opuesto al primer estator, el cuerpo se extiende a lo largo de la dirección axial y en una dirección radial dentro o fuera de las bobinas hasta el primer extremo.

En particular, el cuerpo se extiende en el al menos un primer extremo a lo largo de la dirección radial hasta al menos sobre la extensión de los núcleos.

En particular, el cuerpo se extiende en el segundo extremo a lo largo de la dirección radial y a lo largo del lado frontal del rotor, opuesto al primer estator, hasta al menos sobre la extensión de los núcleos (en alineación a través del rotor).

Si están previstos dos estatores, el cuerpo se extiende en particular partiendo de cada primer extremo de los estatores hasta los segundos extremos o a través de los segundos extremos, de manera que el flujo magnético del motor eléctrico es conducido o bien a través de los núcleos de ambos estatores, o bien, a través de los núcleos de respectivamente un estator.

En particular, el cuerpo está realizado en varias partes, estando las partes individuales del cuerpo en contacto entre sí o dispuestas de forma separada entre sí por un intersticio (de aire) lo más pequeño posible. El intersticio es, en particular, de un milímetro como máximo, en particular, de 0,5 milímetros como máximo y, preferiblemente, de 200 micrómetros como máximo. En particular, un intersticio de este tipo existe entre el rotor y el cuerpo (el intersticio se extiende en particular en un plano perpendicular al eje de giro).

En particular, en el segundo estado, una primera parte de una potencia (de accionamiento) eléctrica que actúa sobre el motor eléctrico se convierte en calor en el al menos un estátor (o en ambos estátores juntos) y una segunda parte se convierte en calor en el cuerpo, ascendiendo la primera parte a como máximo 80%, en particular como mínimo 40%, preferiblemente como máximo 20%, de manera particularmente preferible como máximo 5%, de la segunda parte.

En particular, a través del motor eléctrico puede ser accionada una bomba para transportar un fluido, en cuyo caso, en el primer estado se hace funcionar la bomba (para transportar el fluido) y, en el segundo estado, es calentado al menos el fluido que puede ser transportado por la bomba.

En particular, la potencia (de accionamiento) eléctrica utilizada en el segundo estado asciende a al menos 1%, en particular al menos 10%, preferiblemente al menos 25%, de manera particularmente preferible al menos 50%, de una potencia nominal del motor eléctrico.

En el segundo estado, las bobinas se hacen funcionar con una corriente alterna de la misma fase. Entonces, en particular no está presente una corriente polifásica, de manera que no está teniendo lugar un accionamiento del rotor. A través de la corriente alterna se genera un campo magnético alterno que puede producir calor en el cuerpo por inducción.

Sin embargo, el motor eléctrico también puede hacerse funcionar en otros estados en los que los modos de funcionamiento del primer estado y del segundo estado se lleven a cabo de forma superpuesta en el tiempo (es decir, al menos parcialmente paralelamente en el tiempo) o de forma desplazada en el tiempo uno respecto del otro.

Alternativa o adicionalmente, puede emplearse aquí el siguiente procedimiento:

El motor eléctrico presenta al menos un primer estator con una pluralidad de bobinas y un rotor con al menos dos imanes. El primer estator y el rotor están dispuestos uno al lado de otro a lo largo de una dirección axial. Las bobinas están dispuestas una al lado de otra a lo largo de una dirección circunferencial (en un diámetro común). En este caso, una velocidad de giro del rotor puede ser ajustable de forma variable a través de una primera señal de frecuencia (de cada fase) del motor eléctrico. En particular, la velocidad de giro del rotor cambia proporcionalmente a la primera señal de frecuencia del motor eléctrico. En particular, por el motor eléctrico es transmitida a través de una primera señal de frecuencia del motor eléctrico una potencia (de accionamiento) eléctrica (en vatios) para accionar el rotor y a través de una segunda señal de frecuencia es transmitida una potencia calorífica para calentar el cuerpo, difiriendo la primera señal de frecuencia y la segunda señal de frecuencia (en cuanto a la frecuencia) en al menos un factor de 2 (en particular en un factor de 3 o incluso de 5). En particular, la frecuencia de la segunda señal de frecuencia es por tanto al menos dos veces (tres veces o cinco veces) mayor que la frecuencia de la primera señal de frecuencia.

En particular, la segunda señal de frecuencia es de una frecuencia tan alta que no es posible accionar el rotor a través de la segunda señal de frecuencia, por ejemplo debido a inercias de masa o características del material. En particular, la potencia eléctrica transmitida por la segunda señal de frecuencia es convertida casi exclusivamente en calor.

En particular, la primera señal de frecuencia y la segunda señal de frecuencia se transmiten simultáneamente una respecto a otra. La primera señal de frecuencia y la segunda señal de frecuencia pueden transmitirse de forma superpuesta una a otra (es decir, al mismo tiempo). De esa manera, es posible, en particular, que la potencia de accionamiento absorbida por el motor eléctrico pueda convertirse (de forma casi arbitraria) simultáneamente y/o proporcionalmente tanto en una potencia eléctrica para accionar el rotor como en una potencia calorífica para calentar el cuerpo.

Es posible que la primera señal de frecuencia y la segunda señal de frecuencia se transmitan (exclusivamente) de forma desplazada en el tiempo una respecto a otra.

Preferiblemente, en el segundo estado, el motor eléctrico se acciona con una segunda potencia de accionamiento (es decir, la absorción de potencia del motor eléctrico) que se transmite (sustancialmente) exclusivamente para calentar el rotor como segunda potencia calorífica. En este caso, en particular, no se usa energía eléctrica para accionar el rotor. En particular, por lo tanto, a pesar de la absorción de potencia del motor eléctrico (segunda potencia de accionamiento), el número de revoluciones del rotor es de "0" revoluciones por minuto.

En particular, el motor eléctrico no se acelera en el segundo estado. Esto significa, en particular, que puede existir un número de revoluciones superior a cero revoluciones por minuto del rotor, pero que el rotor no se acelera por la potencia de accionamiento utilizada exclusivamente para la conversión en calor.

Se propone además una disposición de motor que comprende al menos un motor eléctrico que presenta al menos un primer estator con al menos tres bobinas y un rotor con al menos dos imanes. El primer estator y el rotor están dispuestos uno al lado de otro (y coaxialmente entre sí) a lo largo de una dirección axial, estando las bobinas dispuestas una al lado de otra (en un diámetro común) a lo largo de una dirección circunferencial. En una dirección radial, al menos dentro o fuera del primer estator, está dispuesto un cuerpo eléctricamente conductor. En particular, el rotor forma adicionalmente el cuerpo. Una primera resistencia eléctrica específica del cuerpo es inferior a una segunda resistencia eléctrica específica de un núcleo de una bobina. El motor eléctrico puede hacerse funcionar con el procedimiento ya descrito.

Además, se propone una disposición de bomba, que comprende al menos la disposición de motor ya descrita y que comprende adicionalmente una bomba accionable por el motor eléctrico para transportar un fluido. El cuerpo está dispuesto de modo que el fluido que puede ser transportado por la bomba pueda ser calentado a través del cuerpo.

En particular, la disposición del motor y/o la disposición de la bomba presentan una unidad de control que es adecuada y está configurada para la realización del procedimiento descrito anteriormente, de modo que por la unidad de control pueden ser controladas al menos parcialmente independientemente una de otra una potencia eléctrica para accionar el rotor y una potencia calorífica para calentar el cuerpo.

Las explicaciones relativas al procedimiento son válidas igualmente para la disposición de motor y a la disposición de bomba y viceversa.

En particular, el al menos un estator está dispuesto de forma separada del rotor de forma estanca a los fluidos (dado el caso, también de forma estanca a los gases).

Se propone por tanto un procedimiento en el que un motor eléctrico se utiliza, por un lado, para accionar un rotor (es decir, para realizar un movimiento giratorio) y, por otro, para calentar selectivamente un cuerpo por medio de inducción. En este caso, es posible calentar exclusivamente el cuerpo y no accionar nada el rotor. Esto resulta especialmente ventajoso para fluidos que pueden congelarse, como las soluciones de urea y agua, que tienen un punto de congelación de aprox. -11 grados Celsius. De esta manera, por un lado, puede ser descongelado un fluido almacenado en un depósito y, a continuación, ser bombeado en creciente medida.

De este modo, el motor eléctrico puede proporcionar una potencia calorífica especialmente grande, que puede ser del orden de magnitud de la potencia nominal.

El motor eléctrico es, en particular, un denominado motor de flujo axial, estando el rotor y el al menos un estator dispuestos uno al lado de otro a lo largo de una dirección axial. El estator presenta una multiplicidad de núcleos (n*3, donde n = 1, 2, 3, ...) dispuestos uno al lado de otro a lo largo de una dirección circunferencial en un diámetro común y circundados respectivamente por una bobina. El rotor presenta una multiplicidad de imanes dispuestos uno al lado de otro a lo largo de la dirección circunferencial en un diámetro común (idéntico o diferente al diámetro de los núcleos) sobre un material de soporte. El número de imanes puede diferir del número de bobinas.

Cabe mencionar que las palabras numéricas usadas aquí ("primero", "segundo", "tercero", ...) sirven principalmente (solo) para distinguir entre varios objetos, magnitudes o procesos similares, es decir, en particular no definen necesariamente ninguna dependencia y/u orden de estos objetos, magnitudes o procesos entre sí. En caso de que se requiera una dependencia y/o un orden, esto se indica explícitamente aquí o resulta obvio para el experto en la materia al estudiar la realización descrita en concreto.

La invención, así como el entorno técnico, se explican con más detalle a continuación haciendo referencia a las figuras. Cabe señalar que la invención no pretende limitarse a los ejemplos de realización mostradas. En particular, a menos que se indique explícitamente lo contrario, también es posible extraer aspectos parciales de los hechos explicados en las figuras y combinarlos con otros componentes y conclusiones de la presente descripción y/o figuras. Los signos de referencia idénticos designan objetos idénticos, de modo que, dado el caso, las explicaciones de otras figuras pueden utilizarse de forma complementaria. Muestran esquemáticamente:

La figura 1: un motor eléctrico en una vista en perspectiva;

la figura 2: una parte del motor eléctrico según la figura 1, en una vista en perspectiva;

la figura 3: el motor eléctrico según la figura 1, en una disposición de motor en una primera vista en perspectiva; la figura 4: la disposición del motor según la figura 3, en una segunda vista en perspectiva;

la figura 5: la disposición del motor según las figuras 3 y 4, en una vista en perspectiva en un segundo estado; la figura 6: la disposición del motor según las figuras 3 y 4, en una vista en perspectiva en un primer estado; la figura 7: otra variante de realización de una disposición de motor en una vista de despiece ordenado en perspectiva;

la figura 8: la disposición de motor según la figura 7, en una vista en perspectiva en sección en un segundo estado;

la figura 9: la disposición de motor según la figura 7, en una vista en perspectiva en sección en un segundo estado (diferente); y

la figura 10: una disposición de bomba no conforme a la invención, en una vista en perspectiva.

La figura 1 muestra un motor eléctrico 1 en una vista en perspectiva. El motor eléctrico 1 comprende al menos un primer estator 2 y un rotor 6. El motor eléctrico 1 es un motor de flujo axial, en el que el estator 2 y el rotor 6 están dispuestos coaxialmente entre sí y uno al lado de otro a lo largo de una dirección axial 9. El rotor 6 presenta primeros imanes 7 (primer polo) y segundos imanes 8 (segundo polo) que se alternan a lo largo de la dirección circunferencial 10. Aquí, están previstos seis imanes 7, 8 (respectivamente tres). El estator 2 presenta núcleos 15 que se extienden a lo largo de la dirección axial 9 a través de bobinas 3, 4, 5. Cada bobina 3, 4, 5 está conectada a una fase de un generador de corriente trifásica. Las bobinas 3, 4, 5 están dispuestas a lo largo de la dirección circunferencial 10 en el siguiente orden: primera bobina 3, segunda bobina 4, tercera bobina 5, primera bobina 3, etc. Aquí, están previstas nueve bobinas 3, 4, 5 (respectivamente tres).

Cada núcleo 15 se extiende partiendo de un primer extremo 16 del estator 2 hacia un segundo extremo 17 del estator 2, estando el rotor 6 dispuesto de forma contigua al segundo extremo 17.

La figura 2 muestra una parte del motor eléctrico 1 según la figura 1, en una vista en perspectiva. Se remite a las explicaciones relativas a la figura 1.

Aquí, no están representadas las bobinas 3, 4, 5.

La figura 3 muestra el motor eléctrico 1 según la figura 1 en una disposición de motor 20 en una primera vista en perspectiva. La figura 4 muestra la disposición del motor 20 según la figura 3 en una segunda vista en perspectiva. Se remite a las explicaciones relativas a la figura 1.

La disposición del motor 20 comprende el motor eléctrico 1 y un cuerpo 14 eléctricamente conductor dispuesto en una dirección radial 13 fuera del primer estator 2. Una primera resistencia eléctrica específica del cuerpo 14 es superior a una segunda resistencia eléctrica específica de un núcleo 15 de una bobina 3, 4, 5. El motor eléctrico 1 puede hacerse funcionar con el procedimiento descrito.

El cuerpo 14 se extiende completamente a lo largo de una dirección circunferencial 10 (en una dirección radial 13 fuera de los núcleos 15 o de las bobinas 3, 4, 5) y a lo largo de una dirección axial 9 (y del eje de giro 11 que discurre paralelamente a la misma) partiendo del segundo extremo 17 del estator 2 hasta el primer extremo 16 del estator 2. El cuerpo 14 entra en contacto con los núcleos 15 de las bobinas 3, 4, 5 en el primer extremo 16 del primer estator 2. El cuerpo 14 se extiende en el primer extremo 16 a lo largo de la dirección radial 13 hasta sobre la extensión de los núcleos 15 (figura 4). En este caso, el cuerpo 14 forma un pote con una sección cilíndrica (partiendo del segundo extremo 17 hasta el primer extremo 16) y un fondo (en el primer extremo 16).

La figura 5 muestra la disposición del motor 20 según las figuras 3 y 4 en una vista en perspectiva en un segundo estado. Se remite a las explicaciones relativas a las figuras 3 y 4.

En el segundo estado, las bobinas 3, 4, 5 se hacen funcionar con una corriente alterna de la misma fase. Entonces no está presente ninguna corriente multifásica (es decir, no hay desfase entre las corrientes eléctricas individuales), por lo que no está teniendo lugar un accionamiento del rotor 6. A través de la corriente alterna se genera un campo magnético alterno que puede generar calor en el cuerpo 14 a través del flujo magnético 22 generado y transmitido por inducción.

A través del cuerpo 14 es conducido el flujo magnético 22 de tal manera que la mayor proporción posible de la potencia (de accionamiento) eléctrica del motor eléctrico 1 pueda ser convertida en calor por el cuerpo 14. El cuerpo 14 conduce el flujo magnético 22 partiendo del segundo extremo 17 a lo largo de la dirección axial 9 hasta el primer extremo 16 y de vuelta a los núcleos 15.

Las flechas representadas indican el flujo magnético 22 generado con una fase común y siempre de la misma intensidad en un momento.

La figura 6 muestra la disposición de motor 20 según las figuras 3 y 4 en una vista en perspectiva en un primer estado. Se remite a las explicaciones relativas a las figuras 3 y 4.

En el primer estado, las bobinas 3, 4, 5 son accionadas respectivamente con fases diferentes de un generador de corriente trifásica y se hace girar el rotor 6 alrededor del eje de giro 11 (número de revoluciones superior a cero revoluciones por minuto). Las flechas representadas muestran el flujo magnético 22, cuya intensidad varía en función de la fase en un momento dado. En particular, el flujo magnético 22 es conducido aquí a través del rotor 6 y de vuelta a los núcleos 15 (de la bobina 3, 4, 5 que se hace funcionar respectivamente con la misma fase). Se genera un flujo magnético 22 en el cuerpo 15, en particular, de magnitud despreciable.

La figura 7 muestra otra variante de realización de una disposición de motor 20 en una vista en perspectiva de una representación de despiece ordenado.

Aquí, el motor eléctrico 1 presenta un primer estator 2 y un segundo estator 12 con nueve bobinas 3, 4, 5 por estator 2, 12 (es decir, tres primeras bobinas 3, tres segundas bobinas 4 y tres terceras bobinas 5 por estator 2, 12). El rotor 6 está dispuesto a lo largo de la dirección axial 9 entre el primer estator 2 y el segundo estator 12.

La disposición de motor 20 presenta dos cuerpos 14. Cada cuerpo 14 se extiende partiendo del segundo extremo 17 de un estator 2, 12 a lo largo de la dirección axial 9 y en una dirección radial 13 fuera de las bobinas 3, 4, 5 hasta el primer extremo 16 del respectivo estator 2, 12. Cada cuerpo 14 se extiende en el primer extremo 16 a lo largo de la dirección radial 13 hasta sobre la extensión de los núcleos 15. Cada cuerpo 14 forma un pote con una sección cilíndrica (que se extiende partiendo del segundo extremo 17 hasta el primer extremo 16) y un fondo (en el primer extremo 16). A través de los lados frontales de los cuerpos 14 en los segundos extremos 17 entran en contacto entre sí los cuerpos 14 (véanse las figuras 8 y 9).

La figura 8 muestra la disposición de motor 1 según la figura 7 en una vista en perspectiva en sección en un segundo estado. Se remite a las explicaciones relativas a la figura 7.

En el segundo estado, las bobinas 3, 4, 5 se hacen funcionar con una corriente alterna de la misma fase. Entonces no está presente ninguna corriente multifásica (es decir, no hay desfase entre las corrientes eléctricas individuales), de manera que no está teniendo lugar un accionamiento del rotor 6. A través de la corriente alterna se genera un campo magnético alterno que puede generar calor en el cuerpo 14 (de múltiples partes) por el flujo magnético 22 generado y transmitido por inducción.

A través del cuerpo 14 es conducido el flujo magnético 22 de manera que la mayor proporción posible de la potencia (de accionamiento) eléctrica del motor eléctrico 1 pueda ser convertida en calor por el cuerpo 14. El cuerpo 14 conduce el flujo magnético 22 partiendo, por ejemplo, de un primer extremo 16 del segundo estator 12, primero a lo largo de la dirección radial 13 y después a lo largo de la dirección axial 9 hasta el primer extremo 16 del primer estator 2 y allí a través de los núcleos 15 del primer estator 2 a lo largo de la dirección axial 9 a través del rotor 6 hasta los núcleos 15 del segundo estator 12 y de nuevo hasta el primer extremo 16 del segundo estator 12.

La figura 9 muestra la disposición de motor según la figura 7 en una vista en perspectiva en sección en un segundo estado (diferente). Se remite a las explicaciones relativas a la figura 8.

A diferencia de figura 8, aquí el flujo magnético 22 es conducido respectivamente a través de un solo estator 2, 12. El cuerpo 14 (de múltiples partes) conduce el flujo magnético 22 partiendo, por ejemplo, de un primer extremo 16 del segundo estator 12, primero a lo largo de la dirección radial 13 y después a lo largo de la dirección axial 9 hasta el segundo extremo 17 del segundo estator 12 y allí a través de los núcleos 15 del segundo estator 12 a lo largo de la dirección axial 9 de nuevo hasta el primer extremo 16 del segundo estator 12. Lo mismo es válido para el primer estator 2. Por lo tanto, el flujo magnético 22 es conducido, por ejemplo, partiendo del primer extremo 16 del primer estator 2 a lo largo de la dirección axial 9 a través de los núcleos 15 del primer estator 2 hasta el segundo extremo 17 del primer estator 2 y, a continuación, a través del cuerpo 14 a lo largo de la dirección axial 9 de nuevo hasta el primer extremo 16 del primer estator 2.

La figura 10 muestra una disposición de bomba 21 en una vista en perspectiva. La disposición de bomba 21 comprende un motor eléctrico 1 con un primer estator 2 (con bobinas 3, 4, 5) y con un rotor 6 (con imanes 7, 8), así como adicionalmente una bomba 18 que puede ser accionada por el motor eléctrico 1 para transportar un fluido 19. El cuerpo 14 está formado aquí por el material de soporte del rotor 6 que lleva los imanes 7, 8. Esta disposición es especialmente ventajosa si el cuerpo 14 es calentado a través de una excitación de alta frecuencia.

Sin embargo, resulta preferible que el cuerpo 14 esté dispuesto como se muestra en las figuras 3 a 9, estando el fluido 19 conectado al cuerpo a través de una conexión con una conductividad de calor lo más eficaz posible.

Lista de signos de referencia

1 Motor

2 Primer estator

3 Primera bobina

4 Segunda bobina

5 Tercera bobina

6 Rotor

7 Primer imán

8 Segundo imán

9 Dirección axial

10 Dirección periférica

11 Eje de giro

12 Segundo estator

13 Dirección radial

14 Cuerpo

15 Núcleo

16 Primer extremo

17 Segundo extremo

18 Bomba

19 Fluido

20 Disposición de motor

21 Disposición de bomba

22 Flujo magnético

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para hacer funcionar un motor eléctrico (1), en el que el motor eléctrico (1) comprende al menos un primer estator (2) con al menos tres bobinas (3, 4, 5) y un rotor (6) con al menos dos imanes (7, 8); y en el que el primer estator (2) y el rotor (6) están dispuestos uno al lado de otro a lo largo de una dirección axial (9), y en el que las bobinas (3, 4, 5) están dispuestas una al lado de otra a lo largo de una dirección circunferencial (10), y en el que el motor eléctrico (1) funciona al menos en los dos estados siguientes:

a) en un primer estado, las bobinas (3, 4, 5) se hacen funcionar respectivamente con fases diferentes de una corriente trifásica y el rotor (6) se hace girar alrededor de un eje de giro (11);

b) en un segundo estado, las bobinas (3, 4, 5) se hacen funcionar con una corriente alterna de la misma fase; estando dispuesto en una dirección radial (13), al menos dentro o fuera del primer estator (2), un cuerpo (14) eléctricamente conductor que al menos durante un funcionamiento del motor eléctrico (1) en el segundo estado es calentado por inducción; comprendiendo cada bobina (3, 4, 5) un núcleo (15) que se extiende partiendo de un primer extremo (16) hacia un segundo extremo (17) del primer estator (2), estando el rotor (6) dispuesto de forma contigua al al menos un segundo extremo (17);

caracterizado porque

el cuerpo (14) se extiende completamente a lo largo de una dirección circunferencial (10) y a lo largo de una dirección axial (9) hasta el al menos un primer extremo (16).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el motor eléctrico (1) se hace funcionar en ambos estados, de modo que un accionamiento del rotor (6) se produce por el funcionamiento del motor eléctrico (1) en el primer estado y, paralelamente en el tiempo, se produce un calentamiento de un cuerpo (14) por el funcionamiento del motor eléctrico (1) en el segundo estado.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el motor eléctrico (1) presenta un segundo estator (12) con al menos tres bobinas (3, 4, 5); y en el que el rotor (6) está dispuesto a lo largo de la dirección axial (9) entre el primer estator (2) y el segundo estator (12).

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que una primera resistencia eléctrica específica del cuerpo (14) es inferior a una segunda resistencia eléctrica específica de un núcleo (15) de una bobina (3, 4, 5).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el cuerpo (14) entra en contacto con los núcleos (15) de las bobinas (3, 4, 5) en el al menos un primer extremo (16).

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que, en el segundo estado, una primera parte de una potencia eléctrica aplicada al motor eléctrico (1) se convierte en calor en el al menos un estator (2, 12) y una segunda parte se convierte en calor en el cuerpo (14), ascendiendo la primera parte como máximo a 80% de la segunda parte.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que a través del motor eléctrico (1) puede ser accionada una bomba (18) para transportar un fluido (19), y en el que en el primer estado es accionada la bomba (18) y en el segundo estado es calentado al menos el fluido (19) que puede ser transportado por la bomba (18).

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la potencia eléctrica utilizada en el segundo estado asciende a al menos 1% de una potencia nominal del motor eléctrico (1).

9. Disposición de motor (20) que comprende al menos un motor eléctrico (1) que presenta al menos un primer estator (2) con al menos tres bobinas (3, 4, 5) y un rotor (6) con al menos dos imanes (7, 8); en la que el primer estator (2) y el rotor (6) están dispuestos uno al lado de otro a lo largo de una dirección axial (9), y en la que las bobinas (3, 4, 5) están dispuestas una al lado de otra a lo largo de una dirección circunferencial (10); y en la que en una dirección radial (13) está dispuesto al menos dentro o fuera del primer estator (2, 12) un cuerpo (14) eléctricamente conductor; y en la que cada bobina (3, 4, 5) comprende un núcleo (15) que se extiende partiendo de un primer extremo (16) hacia un segundo extremo (17) del primer estator (2), y en la que el rotor (6) está dispuesto de forma contigua al al menos un segundo extremo (17); y en la que el cuerpo (14) se extiende completamente a lo largo de una dirección circunferencial (10) y a lo largo de una dirección axial (9) hasta el al menos un primer extremo (16); y en la que una primera resistencia eléctrica específica del cuerpo (14) es inferior a una segunda resistencia eléctrica específica de al menos un núcleo (15) de una de dichas bobinas (3, 4, 5); y en la que el motor eléctrico (1) puede hacerse funcionar con un procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores.

10. Disposición de bomba (21) que comprende al menos una disposición de motor (20) según la reivindicación 9 y que comprende adicionalmente una bomba (18) que para transportar un fluido (19) puede ser accionada por el motor eléctrico (1); en la que el cuerpo (14) está dispuesto de tal manera que el fluido (19) que puede ser transportado por la bomba (18) puede ser calentado a través del cuerpo (14).