IT9020199A1

IT9020199A1 - Macchina a riluttanza

Info

Publication number: IT9020199A1
Application number: IT020199A
Authority: IT
Inventors: Helmut Haerer; Dieter Schieber; Siegfried Schustek
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1989-05-03
Filing date: 1990-05-03
Publication date: 1991-11-03
Also published as: GB9009977D0; GB2231207B; IT1240035B; GB2231207A; DE3914635C1; SE510836C2; IT9020199A0; SE9001570D0; SE9001570L

Description

DESCRIZIONE

Stato della tecnica

L'invenzione parte da una macchina a riluttanza, spe^ cialmente da un motore a riluttanza, del genere definito nella parte introduttiva della rivendicazione 1.

Tali macchine a riluttanza con rotore senza avvolgi^ menti e con alta utilizzazione vengono usate convenientemente come servomotori a grande coppia per comandi di rotazione nel= la tecnica delle manipolazioni o come comandi ausiliari e pri£ cipali lenti in svariati tipi di veicoli.

In una nota macchina a riluttanza di questo genere (DE 3821660 Al) i settori dentati sono realizzati nella forma di segmenti di pacchi di lamierini, laddove i piani di separa^ zione fra i singoli lamierini si estendono nella direzione as= siale del rotore. Lo spessore dei segmenti di pacchi di lamie= rini, misurato in direzione periferica, corrisponde alla lar= ghezza dei denti statorici. I segmenti di pacchi di lamierini vengono fabbricati singolarmente, vengono applicati sulla rela^ tiva matassa e vengono fissati singolarmente allo statore inter no ed a quello esterno, ad esempio per innesto in tasche prevj ste sulla cassa o per incorporamento con colata o con incoila= tura. Le singole parti numerose conseguentemente previste im= pongono requisiti estremamente gravosi alla precisione di fab= bricazione nella produzione industriale della macchina a rilut tanza.

Vantaggi dell'invenzione

La macchina a riluttanza secondo l'invenzione, aven= te le caratteristiche precisate nella rivendicazione 1, offre il vantaggio di permettere una fabbricazione semplice per l'ijn dustria. Per effetto della struttura secondo l'invenzione, la necessaria precisione della divisione dei denti statorici e rotorici può venire garantita, in modo relativamente semplice, per tranciatura. Una lavorazione dei contorni del traferro del rotore, dello statore esterno e dello statore interno è facil= mente eseguibile con una rettifica. Una tale rifinitura è indi spensabile a causa del traferro estremamente piccolo occorren= te per macchine a riluttanza. Lo statore interno e quello este£ no sono costruiti nello stesso modo e si distinguono per la loro semplice struttura. Poiché i gioghi anulari sono costituì ti di un materiale composito facilmente magnetizzabile e gli anelli dentati lamellati sono divisi in segmenti, si consegue un sensibile miglioramento, ottenendo basse perdite elettriche con basse cadute di tensione magnetica. E' particolarmente con veniente che, secondo una forma di realizzazione preferita dell'invenzione, gli anelli dentati si compongano di segmenti di lamierini smaltati reciprocamente adiacenti in direzione periferica.

Come la nota macchina a riluttanza, la macchina a riluttanza secondo l'invenzione con le sue bobine anulari, preferibilmente nella formadi bobine sagomate con lamierini smaltati, presenta il vantaggio che, a pari quantità di rameL rispetto a convenzionali avvolgimenti ondulati e embricati si ■ riesce ad ottenere una maggiore magnetizzazione e quindi un maggiore flusso magnetico. Ciò è dovuto alla minore lunghezza media dei conduttori di una bobina anulare rispetto ad un av= volgimento ondulato o embricato. L'avvolgimento di eccitazione può venire avvolto con estrema facilità e semplicità. La quan= tità di rame necessaria è sensibilmente minore. Poiché mancano le testate dell'avvolgimento statorico sporgenti dal pacco di lamierini, è eliminato in larga misura il pericolo che i siste^ mi per rilevare la posizione di rotazione del rotore vengano pregiudicati da campi elettrici.

I provvedimenti indicati nelle ulteriori rivendica= zioni rendono possibili convenienti sviluppi e miglioramenti della macchina a riluttanza indicata nella rivendicazione 1. Disegno

L'invenzione viene spiegata con maggiori dettagli nella descrizione seguente, prendendo in considerazione un esem pio di realizzazione rappresentato nel disegno. Sono rispetti vamente rappresentati in modo schematico

nella fig. 1 un particolare di una sezione longitu= dinaie di un motore a riluttanza trifase,

nella fig.2 un particolare di una sezione traversa^ le del motore a riluttanza in fig.1. ; Descrizione dell'esempio di realizzazione

Il motore a riluttanza, di cui un particolare è ra£ <: >presentato in sezione longitudinale nella fig.-1 come esempio di una macchina a riluttanza, ha un rotore cilindrico-cavo 410, che tramite un disco 411 è collegato in modo da essere solida^ le alla rotazione con un albero 412,che nel presente caso è cavo.Tramite complessivi due cuscinetti vo†venti 413, 1'albe= ro 412 è sostenuto radialmente in corrispondenza di un mozzo 430 costituente un unico pezzo insieme con un coperchio frontjì le 431. Il coperchio frontale 431 chiude l'estremità aperta di una cassa a marmitta 414 e presenta una bombatura 432, sporgevi te verso l'esterno, per accogliere sensori previsti per rilevai re la posizione di rotazione del rotore. Il mozzo 430 si pro= tende coassialmente nella cassa 414 fino in vicinanza del di= sco 411 del rotore 410.Al rotore 410 con i suoi denti rotori= ci esterni ed interni 419, 420, che hanno una larghezza e un passo costanti, sono affacciati, lasciando libero il traferro esterno 417 e il traferro interno 418, uno statore esterno 415 con i suoi denti statorici 421 e uno statore interno 416 con i suoi denti statorici 422. Lo statore esterno 415 è fissato alla cassa 414, mentre lo statore interno 416 è montato sul mozzo 430 in modo da essere solidale alla rotazione. Lo statore ester no 415 e lo statore interno 416 sono costruiti in modo identi= co e sono provvisti ciascuno di un avvolgimento statorico tri= fase, rispettivamente 423 e!424.

Lo statore esterno 415 e lo statore interno 416 sono suddvy-lsi-i-n tre^settori statorici, rispettivamente-415a-c, 416a-c, aventi settori dentati, rispettivamente 421a-c e 422a-c. I singoli settori statorici 415a-c e 416a-c sono costruiti in modo indentico e sono formati ciascuno da un giogo anulare 433 di materiale composito facilmente magnetizzabile (WMV) e da due anelli 434, 435 di materiale magnetoconduttivo, che sono lamellati in direzione assiale e sono calettati radialmente sul giogo anulare 433. Ogni anello dentato 434, 435 porta, nell'am bito del traferro, un relativo settore dentato, rispettivamen= te 421a-c e 422a-c, e questi settori costituiscono insieme i denti statorici, rispettivamente 421 e 422. I settori dentati 421a-c, 422a-c in ciascuno statore 415, 416 sono reciprocamen= te sfalsati in direzione periferica. Lo sfalsamento corrispon= de al passo dei denti retorici 419, 420 diviso per il numero di fasi o matasse degli avvolgimenti statorici 423, 424, ossia, nel caso di avvolgimenti trifasi, corrisponde ad un terzo del passo dei denti. Fra gli anelli dentati 434, 435 è disposta ri spettivamente una matassa 423a-c, 424a-c dell'avvolgimento statorico, rispettivamente 423 e 424. Ogni matassa 423a-c, 424a-c è realizzata in forma di bobina circolare preformata, fatta di filo smaltato, ed è sostenuta sul giogo anulare 433 e fra i due anelli dentati 434 e 435. Le matasse 423a-c e 424a-c sono percorse da corrente a coppie e in sensi concordi,cosi che fra lo statore esterno e quello interno 415,416 sul rotore 410 si forma un flusso magnetico, che nella fig. 1 è indicato schematicamente dalla linea a trattini 442.

Come si può desumere della fig.2, i gioghi anulari 433 si compongono di segmenti 439 reciprocamente adiacenti in direzione periferica, i quali sono incollati ciascuno su un tu bo di sostegno, rispettivamente 436a-c e 437a-c. In partieoia= re, i tubi di sostegno esterni 436a-c sono calettati nella cassa 414,mentre i tubi di sostegno interni 437a-c sono cale;t tati sul mozzo 430. Per ridurre le perdite elettriche, anche gli anelli dentati 434, 435 si compongono di segmenti 439 nel= la direzione periferica. Ogni segmento di anello dentato 439 è formato da lamierini isolati, smaltati. Invece dei singoli tubi di sostegno, rispettivamente 436a-c e 437a-c, per i sin= goli settori statorici, rispettivamente 415a-c e 416a-c, si pos^ sono anche prevedere un tubo di sostegno 436 in comune per tut^ ti i settori statorici esterni 415a-c e un unico tubo di soste^ gno 437 per tutti i settori statorici interni 416a-c.

Il rotore 410 è formato da anelli di materiale magnt} toconduttivo 440, lamellati in direzione assiale, i quali si estendono rispettivamente sull'estensione assiale degli anelli dentati 439 e sono collegati fra di loro da corpi di sostegno 441. I corpi di sostegno 441 sono concepiti esclusivamente dal, punto di vista del minimo peso possibile, dato che essi sono irrilevanti per il flusso magnetico. Per effetto della descrvt ta costituzione del rotore 410, quest'ultimo possiede un momeji to d'inerzia piuttosto piccolo.

Claims

RIVENDICAZIONI 1.- Macchina a riluttanza, specialmente motore a riluttanza, con un rotore cilindrico-cavo, rotante insieme con un albero e lamellato in direzione assiale, che sulla sua su= perficie cilindrica laterale esterna e su quella interna porta un certo numero di denti rotorici, che sono uniformemente di= -stribuiti sul contorno e si estendono in direzione assiale, e con uno statore esterno e uno statore interno, che coassialmen te al rotore, lasciando liberi un traferro esterno ed uno in= terno, con uno stesso numero di denti statorici equidistanti so no affacciati ai denti rotorici esterni ed a quelli interni, portano ciascuno un avvolgimento statorico con uno stesso nu= mero di matasse e in direzione assiale sono suddivisi in tanti settori statorici, che portano ciascuno un settore dentato, quante sono le matasse degli avvolgimenti statorici, laddove in corrispondenza del traferro i settori dentati statorici sono reciprocamente sfalsati in direzione periferica in ragione del passo dei denti rotorici diviso per il numero di matasse degli avvolgimenti statorici, ogni settore statorico dello statore esterno e di quello interno accoglie una matassa del relativo avvolgimento statorico a più matasse, la quale lo attraversa in direzione periferica nella forma di una bobina anulare, e le matasse nei settori statorici dello statore esterno e di quello interno sono alternativamente percorse da corrente a coppie e in sensi concordi, caratterizzata dal fatto che ciascun settore statorico (415a-c, 416a-c) presenta un giogo anulare (433) formato da segmenti (438) di materiale composi= to facilmente magnetizzabile (WMF), reciprocamente adiacenti in direzione periferica, sul quale sono calettati radialmente due anelli (434, 435) di materiale magnetoconduttivo, disposti ad una certa distanza assiale reciproca, che sono lamellati nella direzione assiale, nonché dal fatto che fra gli anelli denteiti (434, 435) è disposta rispettivamente una matassa (423a-c). 2.- Macchina secondo la rivendicazione 1, caratte= rizzata dal fatto che gli anelli dentati (434, 435) si comporr gono di segmenti (439) reciprocamente adiacenti in direzione pe riferica. 3.- Macchina secondo la rivendicazione 2, caratteriz zata dal fatto che i segmenti di anello dentato (439) sono for mati da lamierini isolati, smaltati. 4.- Macchina secondo una delle rivendicazioni 1-3, caratterizzata dal fatto che le matasse (423a-c, 424a-c) di ciascun settore statorico (415a-c, 416a-c) sono sostenute sul giogo anulare (433) e sui due anelli dentati (434, 435). 5.- Macchina secondo la rivendicazione 4, caratteri^ zata dal fatto che ogni matassa (423a-c, 424a-c) è realizzata come bobina preformata di filo smaltato. 6.- Macchina secondo una delle rivendicazioni 1-5, caratterizzata dal fatto che i gioghi anulari (433) dei setto= ri statorici (sipettivamente-44-Sa-c e~414&EC-)-, che f-ormanori= spettiveniente lo statore esterno e quello interno (rispettiva= mente 415 e 416), sono incollati ciascuno su un tubo di sostegno (rispettivamente 436a-c e 437a-c). 7.- Macchina secondo la rivendicazione 6, caratteri^ zata dal fatto che i tubi di sostegno (436a-c) dello stato esterno (415) sono calettati ciascuno sulla parete interna di una cassa a marmitta (414) ed i tubi di sostengo (437a-c) dello statore interno (416) sono calettati ciascuno su un moz= zo (430) disposto coassialmentz nella cassa (414), nonché dal fatto che il mozzo (430) è fissato ad un coperchio frontale (431) che chiude l'estremità aperta della cassa (414). 8.- Macchina secondo la rivendicazione 7, caratte= rizzata dal fatto che il rotore (410) è fissato ad un disco (411), nonché dal fatto che il disco (411) è collegato in modo da essere solidale alla rotazione, con un albero (412), prefe= ribilmente cavo, che è disposto coassialmente all'interzo del mozzo (430) ed è sostenuto su quest'ultimo tramite supporti radiali (413). 9.- Macchina secondo la rivendicazione 7 o 8, carat= terizzata dal fatto che il coperchio frontale (431) presenta una bombatura (432) sporgente verso l'esterno. 10.- Macchina secondo una delle rivendicazioni 1-9, caratterizzata dal fatto che il rotore (410) si compone di anelli (440) di materiale magnetoconduttivo, lamellati in di= rezione assiale, che si estendono sull'estensione assiale de= gli anelli dentati (434, 435) dei settori statorici (415a-c, 416a-c), e di interposti corpi di sostegno di poco peso (441), che si estendono sull'estensione assiale dell matasse (423a-c, 424a-c).