IT201900005816A1

IT201900005816A1 - “Migliorato motore elettrico”

Info

Publication number: IT201900005816A1
Application number: IT102019000005816A
Authority: IT
Inventors: Corrado Scata'
Original assignee: Nice Spa
Priority date: 2019-04-15
Filing date: 2019-04-15
Publication date: 2020-10-15

Description

“Migliorato motore elettrico”

DESCRIZIONE

L’invenzione si riferisce in generale ad un migliorato motore elettrico, in particolare per azionamenti di barriere mobili, come ad es. serrande, persiane o avvolgibili.

Nasce spesso l’esigenza di poter regolare la posizione di un organo mobile di controllo associato o interno ad un motore elettrico in funzione dello stato acceso/spento del motore. Ad es. l’organo mobile di controllo può influenzare o indicare lo stato acceso/spento, o fungere da sensore per tale stato.

Un’applicazione dell’organo mobile di controllo è la frenatura del motore. Infatti gli azionamenti di barriere mobili, qui presi come esempio, sono attivati da un motore elettrico che deve avere un freno integrato, in modo che a motore spento la barriera non si sposti sotto il proprio peso.

Alcuni modelli abbastanza complessi e con parecchi componenti, come in EP2713076, hanno un freno controllato meccanicamente dal rotore del motore.

In altri modelli, il freno è disattivato da un’elettrocalamita ausiliaria, che si eccita quando il motore viene alimentato. Tuttavia l’elettrocalamita ausiliaria è ingombrante, incide sui costi e tempi di montaggio, e impone cablaggi indesiderati per la sua alimentazione.

Scopo principale dell’invenzione è allora migliorare questo stato dell’arte.

Un primo aspetto dell’invenzione è un metodo per regolare la posizione di un organo mobile di controllo associato o interno ad un motore elettrico in funzione dello stato acceso/spento del motore, il motore comprendendo un rotore messo in rotazione da un campo magnetico presente solo nello stato acceso,

ove l’organo mobile viene spostato tramite una forza indotta da detto campo magnetico.

Secondo una preferita forma di realizzazione, l’organo mobile controlla un freno per frenare o bloccare il rotore, oppure controlla un sistema antifurto o indica lo stato acceso/spento, o funge da sensore per tale stato.

I vantaggi di un freno attuato dall’organo mobile sono molteplici.

Non si modifica la struttura di un motore pre-esistente dotandolo del freno,

è facile da montare e smontare perché ha pochi componenti,

non ha componenti alimentati elettricamente,

non dipende dal voltaggio della tensione di alimentazione del motore,

il freno consuma poca energia, ed il motore ha la stessa coppia con e senza freno.

Secondo una preferita forma di realizzazione, che semplifica la costruzione, l’organo mobile viene spostato lungo l’asse dello statore o rotore.

Secondo una preferita forma di realizzazione, la forza indotta da detto campo magnetico per spostare l’organo mobile è generata dall’interazione fra detto campo magnetico e una porzione in materiale ferromagnetico dell’organo mobile.

Secondo una preferita forma di realizzazione, detto campo magnetico è un campo magnetico, in particolare disperso, presente all’ingresso della cavità statorica in cui è alloggiato girevolmente il rotore. In questo modo si sfrutta la struttura del motore destinata a generare il campo magnetico per la rotazione del rotore, senza dover aggiungere componenti dedicati al controllo dell’organo mobile.

Altro aspetto dell’invenzione è un motore elettrico, in particolare un migliorato motore elettrico per azionamenti di barriere mobili, comprendente

un rotore;

uno statore,

un avvolgimento per generare solo nello stato acceso un campo magnetico per mettere in rotazione il rotore;

un organo mobile di controllo spostabile tramite una forza indotta da detto campo magnetico.

In una preferita forma di motore, lo statore è dotato di avvolgimenti per generare solo nello stato acceso detto campo magnetico all’interno di una cavità statorica per mettere in rotazione il rotore.

Secondo una preferita forma di realizzazione, l’organo mobile è montato mobile tra due posizioni corrispondenti rispettivamente allo stato acceso o spento del motore.

Secondo una preferita forma di realizzazione, un elemento elastico è montato per spingere l’organo mobile verso una di due dette posizioni, quella corrispondente allo stato spento del motore in cui il freno attivato.

Secondo una preferita forma di realizzazione, l’organo mobile è collegato ad un freno o frizione per frenare o bloccare il rotore, il freno o frizione essendo attivabile o disattivabile in funzione della posizione dell’organo mobile.

Secondo una preferita forma di realizzazione, l’organo mobile comprende una porzione adattata per intercettare detto campo magnetico in corrispondenza dell’ingresso della cavità statorica,

ove la porzione, ad es. in materiale ferromagnetico, è in grado di interagire con detto campo magnetico per subire una forza e spostare l’organo mobile.

Secondo una preferita forma di realizzazione, l’organo mobile è traslabile lungo l’asse di rotazione dello statore o rotore.

Secondo una più preferita forma di realizzazione, detta porzione adattata per intercettare detto campo magnetico comprende due elementi che si estendono parallelamente, e simmetricamente rispetto, all’asse di rotazione del rotore.

Secondo una preferita forma di realizzazione, l’organo mobile è montato all’interno di un involucro applicato esternamente al motore,

l’involucro comprendendo un’apertura passante attraversata scorrevolmente da detta porzione dell’organo mobile.

Secondo una preferita forma di realizzazione per metodo e motore:

- il motore è un motore asincrono; e/o

- un motori sincrono a riluttanza variabile.

La seguente descrizione riguarda una preferita forma realizzativa di motore elettrico ed evidenzierà ulteriori suoi vantaggi, facendo riferimento agli allegati disegni in cui:

● Fig.1 mostra una vista in sezione di un motore elettrico;

● Fig.2 mostra una vista in esploso di alcune parti interne del motore;

● Fig.3 mostra una vista in sezione di un particolare dello statore del motore elettrico.

Fig.1 mostra la testa di un motore elettrico MC, formato da uno statore esterno 10 e un rotore interno 30 girevole attorno ad un asse X.

Nell’esempio illustrato il motore MC è un motore asincrono, e lo statore 10 comprende avvolgimenti 12 per generare in modo noto un campo magnetico rotante dentro una cavità statorica C e trascinare in rotazione il rotore 30.

Il rotore 30 da una parte è collegato ad un albero di uscita, a sua volta collegato in modo noto ad es. con un avvolgibile per movimentarlo (non mostrati). Dall’altra parte il rotore 30, tramite un perno 32, è collegato telescopicamente con una bussola 42 di un elemento di frizione 40 (ad es. fatto in plastica). L’elemento di frizione 40, che comprende anche un piatto zigrinato di frizione 44, è alloggiata dentro una scatola 18 che è montata all’estremità del motore MC ed è composta da un coperchio di estremità 14 e un involucro 16 poggiato sullo statore 10.

Nella scatola 18 è montato coassialmente all’asse X un organo mobile 50 composto da un piatto 52 e almeno un prolungamento 54 in materiale ferromagnetico che si estende parallelamente all’asse X verso, e fino a raggiungere, l’ingresso della cavità statorica C. Per simmetria e miglior distribuzione delle forze, l’organo mobile 50 comprende due prolungamenti, ad es. uguali tra loro e fatti come il prolungamento 54, che stanno su semipiani opposti rispetto all’asse X.

Per compattezza i piatti 44, 52 sono preferibilmente concentrici, giacciono su piani paralleli e hanno centro sull’asse X.

L’organo mobile 50 è predisposto per traslare lungo l’asse X in modo che

i prolungamenti 54 possano avvicinarsi a - o recedere da - l’ingresso della cavità statorica C, e il piatto 52 possa spingere il piatto 44 contro il coperchio 14.

Una molla 60, montata dentro la scatola 18, spinge elasticamente il piatto 52 lungo l’asse X verso la superficie interna del coperchio 14, in modo che, a motore spento, dall’attrito relativo risultante il piatto 44 rimanga bloccato contro il coperchio 14 e di conseguenza immobilizzi rotazionalmente il rotore 30.

Quando il motore viene avviato, negli avvolgimenti 12 circola una corrente che genera dentro la cavità C un campo magnetico rotante per far ruotare il rotore 30. Questo campo magnetico ha una componente dispersa che si estende e si attenua lungo l’asse X all’esterno dello statore 10.

Ogni prolungamento 54 intercetta questo campo disperso e con esso reagisce magneticamente. Si genera così su ogni prolungamento 54 una forza di richiamo che trascina l’organo mobile 50 lungo l’asse X verso lo statore 10. Allora il piatto 52 si sposta assialmente verso lo statore 10 e comprime la molla 60, lasciando folle l’elemento di frizione 40. In questa condizione il rotore 30 può allora ruotare senza essere frenato o bloccato dall’elemento di frizione 40.

Si noti che la funzione dei prolungamenti 54 è intercettare il campo magnetico disperso in prossimità dell’ingresso della cavità statorica C.

Vantaggiosamente l’azione dell’organo mobile 50 è sincronizzata con - e dipendente da -l’alimentazione elettrica degli avvolgimenti 12, pertanto la regolazione dell’elemento di frizione 40 è automatica e non necessita di circuiteria ausiliaria.

Altri vantaggi del sistema sono l’eliminazione della citata elettrocalamita ausiliaria, l’assenza di componenti elettrici attivi (zero consumo energetico), l’indipendenza dal voltaggio della tensione di alimentazione, le dimensioni e i costi contenuti.

Gli avvolgimenti 12 sono alloggiati solitamente in cave 80 dello statore 10. Sperimentalmente è stato dimostrato che il campo disperso può essere più efficace con un vantaggioso (opzionale) accorgimento, v. fig.3. Le cave 80 alloggiano sì gli avvolgimenti 12 ma non ne sono riempite totalmente. In altre parole gli avvolgimenti 12 non raggiungono la superficie interna 86 della cavità statorica C e lasciano vuoto il volume apicale della cava 80. Allora sulla cima di ogni polo magnetico 90 dello statore 10 si realizzano due fianchi liberi 92, che emanano campo magnetico.

Si noti che la scatola 18 è opzionale, e con i suoi componenti interni, in particolare l’organo mobile 50 e preferibilmente la molla 60, può costituire un accessorio aggiuntivo per un motore elettrico pre-esistente, collegabile facilmente al motore attraverso ad es. solo qualche vite.

Per favorire la penetrazione dell’organo mobile 50 dentro lo statore 10 per raggiungere la cavità statorica C, l’involucro 16 comprende delle aperture passanti 70 in cui sono infilati i prolungamenti 54.

L’elemento 50 può avere struttura diversa da quella illustrata.

Ad es. in un’altra variante l’elemento 50 può comprendere un solo prolungamento in luogo dei due prolungamenti 54. Oppure l’elemento 50 può comprendere un unico prolungamento circolare, o semplicemente un anello, configurato per poter raggiungere gli elementi 86 dello statore. Se si realizza un anello il sistema frenante è integrato al motore e non più rimovibile.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo per regolare la posizione di un organo mobile di controllo (50), associato o interno ad un motore elettrico (MC), in funzione dello stato acceso/spento del motore, il motore comprendendo un rotore (30) messo in rotazione da un campo magnetico presente solo nello stato acceso, ove l’organo mobile (50) viene spostato tramite una forza indotta da detto campo magnetico.
2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui l’organo mobile (50) controlla un freno per frenare o bloccare il rotore.
3. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui l’organo mobile (50) viene spostato lungo l’asse (X) dello statore o rotore.
4. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2 o 3, in cui la forza indotta da detto campo magnetico per spostare l’organo mobile (50) è generata dall’interazione fra detto campo magnetico e una porzione (54) in materiale ferromagnetico dell’organo mobile (50).
5. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2 o 3 o 4, in cui detto campo magnetico è un campo magnetico presente all’ingresso della cavità statorica (C) in cui è alloggiato girevolmente il rotore.
6. Motore elettrico (MC), in particolare un motore elettrico per azionamenti di barriere mobili, comprendente: un rotore (30); uno statore (10), un avvolgimento (12) per generare solo nello stato acceso un campo magnetico per mettere in rotazione il rotore (30); un organo mobile di controllo (50) spostabile tramite una forza indotta da detto campo magnetico.
7. Motore secondo la rivendicazione 6, in cui l’organo mobile (50) è montato mobile tra due posizioni corrispondenti rispettivamente allo stato acceso o spento del motore, e collegato ad un freno o frizione per frenare o bloccare il rotore, il freno o frizione essendo attivabile o disattivabile in funzione della posizione dell’organo mobile,
8. Motore secondo la rivendicazione 7, comprendente un elemento elastico (60) montato per spingere l’organo mobile (50) verso una di due dette posizioni, quella corrispondente allo stato spento del motore in cui il freno attivato.
9. Motore secondo la rivendicazione 6 o 7 o 8, in cui l’organo mobile (50) comprende una porzione (54) adattata per intercettare detto campo magnetico in corrispondenza dell’ingresso della cavità statorica (C), ove la porzione, ad es. in materiale ferromagnetico, è in grado di interagire con detto campo magnetico per subire una forza e spostare l’organo mobile (50).
10. Motore secondo la rivendicazione 9, in cui l’organo mobile (50) è montato all’interno di un involucro (18) applicato esternamente al motore, l’involucro comprendendo un’apertura passante (70) attraversata scorrevolmente da detta porzione dell’organo mobile.