ITMI20110025A1 - Motore elettrico a corrente continua senza spazzole. - Google Patents

Description

"Motore elettrico a corrente continua senza spazzole"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un motore elettrico a corrente continua senza spazzole (in inglese, brushless).

Come noto, un motore elettrico brushless è una macchina elettrica sincrona costituita da un rotore su cui sono presenti diversi poli magnetici di polarità alterna creati da magneti permanenti e da uno statore sul quale sono disposti avvolgimenti costituiti da spire di filo di materiale elettricamente conduttore, generalmente rame, che rappresentano il circuito di alimentazione del motore. Nella forma più comune di motore elettrico brushless, il rotore è tipicamente posto all'interno dello statore.

Le espansioni polari dello statore creano un campo magnetico rotante che trascina le espansioni rotanti del rotore generando il moto rotatorio del rotore. Per sostenere tale moto rotatorio è necessario che il campo magnetico di statore generato dalle correnti di fase risulti sincrono al campo magnetico di rotore (generato dai magneti permanenti) .

Da un punto di vista costruttivo, lo statore tipicamente è costituito da una pluralità di lamierini di lega Fe-Si (nota anche con la terminologia pacco lamierini di statore) impilati l'uno sopra l'altro in modo da definire una struttura avente parete interna cilindrica. Tale parete interna cilindrica dello statore presenta cave radiali uniformemente distribuite su tutta la superficie della parete. Le spire di filo conduttore sono disposte all'interno delle cave. In particolare, in corrispondenza di ciascuna cava possono essere disposte più spire o addirittura più matasse di più spire ciascuna con una terminazione libera al di fuori dello statore. Ogni terminazione libera di ogni matassa è successivamente allacciata alla terminazione libera di un'altra matassa e così via fino a definire l'avvolgimento definitivo dello statore .

Il motore elettrico di tipo noto sopra descritto presenta lo svantaggio di risultare alquanto complesso per quanto riguarda la disposizione dell'avvolgimento di spire di materiale elettricamente conduttore all'interno delle cave dello statore. Questo inconveniente si ripercuote nei tempi di costruzione del motore elettrico sia nel caso di avvolgimento pressoché manuale sia nel caso di avvolgimento tramite uno o più macchine avvolgitrici, ed inevitabilmente anche nei costi elevati di produzione del motore elettrico stesso.

Scopo della presente invenzione è quello di escogitare e mettere a disposizione un motore elettrico che consenta di ovviare almeno parzialmente agli svantaggi della tecnica nota e che in particolare risulti alquanto semplice e conveniente da costruire.

Tale scopo è ottenuto mediante un motore elettrico in accordo con la rivendicazione 1.

Forme preferite di tale motore elettrico sono definite nelle annesse rivendicazioni dipendenti.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del motore elettrico secondo l'invenzione risulteranno dalla descrizione di seguito riportata di esempi preferiti di realizzazione, dati a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle annesse figure, in cui :

la figura 1 illustra schematicamente dall'alto un motore elettrico secondo un esempio dell' invenzione;

la figura 2 illustra una vista prospettica di un guscio dello statore del motore elettrico della figura 1;

-la figura 3 illustra una vista in sezione del guscio della figura 2 e di una pluralità di lamierini statorici anulari disposti al suo interno;

-le figure 4 e 5 illustrano una vista prospettica di un primo semiguscio ed un secondo semiguscio, rispettivamente, atti a formare il guscio della figura 2;

-le figure 6a e 6b illustrano schematicamente sviluppi lineari parziali dello statore della figura 4, e

-la figura 7 illustra una vista prospettica dello statore del motore elettrico della figura 1, con avvolgimento di spire di filo elettricamente conduttore .

Con riferimento alle suddette figure, con 100 è stato indicato un motore elettrico a corrente alternata senza spazzole (in inglese, brushless), in seguito anche semplicemente motore elettrico, secondo un esempio dell'invenzione, nel suo complesso.

Il motore elettrico 100 dell'esempio descritto è in configurazione bifase a sei poli e trova particolare applicazioni nel settore degli elettrodomestici .

Si fa presente ovviamente che il motore elettrico 100 descritto può essere vantaggiosamente adattato, in funzione delle applicazioni cui è destinato, a qualsiasi configurazione polifase e multipolare, in una ampia gamma di velocità di rotazione del rotore e di esigenze di coppia meccanica dell'asse di rotazione del rotore stesso.

Ritornando all'esempio delle figure, il motore elettrico 100 comprende uno rotore 10 ed un statore 20.

Nell'esempio descritto, il rotore 10 (di forma cilindrica) è posto all'interno dello statore 20 (di forma toroidale) . In un ulteriore esempio, non descritto, lo statore (di forma cilindrica) può essere posto all'interno del rotore (di forma cilindrica).

Inoltre, come verrà descritto anche nel seguito, il motore elettrico 10 comprende almeno un avvolgimento 30 comprendente almeno una prima pluralità di spire 31 avvolte attorno allo statore 20 in un primo senso di avvolgimento.

Si noti che tale almeno un avvolgimento 30 è un filo di materiale elettricamente conduttore, preferibilmente rame.

In aggiunta, tale almeno un avvolgimento 30 comprende almeno una seconda pluralità di spire avvolte attorno allo statore 20 in un secondo senso di avvolgimento, opposto a detto primo senso di avvolgimento. Come noto, il senso di avvolgimento opposto tra pluralità di spire adiacenti di un avvolgimento attorno allo statore è necessario per poter generare nelle spire forze meccaniche concordi al cambio di polarità dei magneti disposti a polarità alternata sul rotore (come verrà descritto nel seguito) in modo tale da consentire la messa in rotazione del rotore rispetto allo statore.

Si noti che l'inversione del senso di avvolgimento dell'avvolgimento 30 attorno allo statore 20 è presente ad ogni passo polare del motore elettrico 100. Nell'esempio descritto, essendo il motore elettrico 100 a sei poli, il passo polare è pari ad un angolo geometrico di 60°, corrispondente ad un angolo elettrico di 180°.

Si osservi inoltre che il motore elettrico 100 può comprendente più avvolgimenti sovrapposti attorno allo statore 20 il cui numero dipende dal numero di fasi del motore elettrico 100.

Nell'esempio descritto il motore elettrico è bifase e pertanto, in aggiunta a detto almeno un avvolgimento 30, rappresentativo di una prima fase Fi del motore elettrico tale motore elettrico 100 comprende inoltre un ulteriore avvolgimento, rappresentativo di una seconda fase F2, sovrapposto a detto almeno un avvolgimento 30. Tale ulteriore avvolgimento è vantaggiosamente ottenuto con lo stesso filo elettricamente conduttore con cui è ottenuto 1'almeno un avvolgimento 30, come sarà spiegato nel seguito.

Si fa presente che l'ulteriore avvolgimento è ottenuto senza interruzione a partire dal filo conduttore con cui è ottenuto detto almeno un avvolgimento 30.

Si noti che tale ulteriore avvolgimento è sfasato rispetto a detto almeno un avvolgimento 30 di uno stabilito angolo elettrico dipendente dal numero delle fasi del motore elettrico, al fine di garantirne il corretto funzionamento. Nell'esempio di motore elettrico bifase, gli avvolgimenti corrispondenti alle due fasi Fi e F2 sono sfasati di un angolo elettrico di 90°, corrispondente ad un angolo geometrico di 30°.

Tale ulteriore avvolgimento, analogamente a detto almeno un avvolgimento 30, comprende almeno una prima pluralità di spire avvolte attorno allo statore nel primo senso di avvolgimento. Inoltre, tale ulteriore avvolgimento comprende almeno una seconda pluralità di spire avvolte attorno allo statore 20 nel secondo senso di avvolgimento, opposto al primo senso di avvolgimento.

Tali ed ulteriori aspetti relativi a come detto almeno un avvolgimento e l'ulteriore avvolgimento sono disposti attorno allo statore 20, saranno descritti in maggiore dettaglio nel seguito con particolare riferimento alle figure 6a e 6b, una volta che sarà stata anche illustrata la struttura dello statore 20 stesso.

Con riferimento particolare alla figura 1, il rotore 10 presenta forma sostanzialmente cilindrica ed è disposto all'interno dello statore 20 che presenta forma sostanzialmente toroidale.

Il rotore 10 e lo statore 20 sono ottenuti, ad esempio per tranciatura, a partire da lamiere di Fe-Si fra loro sovrapposte, tranciate lungo una prima circonferenza e lungo una seconda circonferenza minore della prima circonferenza. La tranciatura lungo la prima circonferenza e la seconda circonferenza definiscono una pluralità di lamierini anulari che saranno impiegati nello statore (pluralità di lamierini statorici descritta nel seguito) ed una pluralità di lamierini a disco che saranno impiegati per la costruzione del rotore (pluralità di lamierini rotorici, descritti nel seguito).

Grazie a questa tranciatura, il rotore 10 presenta sezione circolare sostanzialmente pari alla cavità dello statore 20 in modo che il rotore 10 possa ruotare all'interno della cavità dello statore 20.

In maggior dettaglio, il rotore 10 della figura 1 comprende una pluralità di lamierini rotorici 11 impilati uno sopra l'altro al fine di definire una struttura di forma cilindrica.

Si noti che nella figura 1 è visibile solo il lamierino rotorico superiore di tale pluralità.

Ciascun lamierino rotorico è sagomato in modo tale da presentare una pluralità di protuberanze 12 sagomate ad esempio a coda di rondine in modo tale da definire rispettivi alloggi per una pluralità di magneti permanenti rotorici, come descritto nel seguito.

A tal proposito, il rotore 10 comprende inoltre una pluralità di magneti permanenti rotorici 13, uno per ogni polo del motore elettrico 100. Tali magneti permanenti sono preferibilmente in lega con terre rare (Fe Nd Bo).

Nell'esempio descritto, ciascun magnete permanente rotorico 13 è magnetizzato con una prima polarità N o una seconda polarità S secondo una predeterminata direzione di magnetizzazione DM (indicata in figura 1, a titolo di esempio, in corrispondenza di uno solo dei magneti permanenti rotorici). La pluralità di magneti permanenti 13 è sagomata in modo tale da impegnarsi ad incastro tra due successive protuberanze a coda di rondine di cui è munita la pluralità di lamierini rotorici 12 del rotore 10.

Da un punto di vista costruttivo, la pluralità di magneti permanenti rotorici 13 è operativamente associata alla pluralità di lamierini rotorici 12 in modo tale che ciascun magnete permanente rotorico sia fissato (preferibilmente ad incastro ed incollato) tra due successive protuberanze a coda di rondine. Tale configurazione consente vantaggiosamente al rotore di garantire un'ottima tenuta ad alte velocità di rotazione.

I magneti permanenti rotorici 13 di tale pluralità sono associati a polarità alterne alla pluralità di lamierini rotorici 12, come illustrato nella figura 1, in modo tale che, durante il funzionamento del motore elettrico, le forze contro elettro-motrici (f.c.e.m.) indotte nelle pluralità di spire avvolte in opposizione attorno allo statore 20, descritte nel seguito, si possano sommare per ottenere il massimo rendimento del motore elettrico.

Con particolare riferimento ora alla figura 2, lo statore 20 comprende un guscio 21 di materiale isolante, ad esempio Delrin o Nylon caricato.

Lo statore 20 comprende una pluralità di elementi di inversione 22 del senso di avvolgimento degli avvolgimenti, nel seguito anche semplicemente pluralità di elementi di inversione 22. Tale pluralità di elementi di inversione 22 comprendono oggetti, denominati anche "bitte", sporgenti dalle basi e dalla superficie laterale esterna del guscio toroidale. Tale pluralità di bitte 22 è distribuita sul guscio toroidale 21 in modo tale da suddividere lo statore 20 in una pluralità di settori di avvolgimento 23 (alcuni di essi sono delimitati in figura 2 con linee tratteggiate sulla superficie interna del guscio toroidale), uguali fra loro. Nell'esempio descritto, ciascuna bitta di detta pluralità 23 è disposta l'una dall'altra ad una distanza angolare pari ad un angolo geometrico di 30°, corrispondente ad un angolo elettrico di 90°.

Lo statore 20 comprende inoltre una pluralità di lamierini statorici 24 alloggiati all'interno del guscio toroidale 21.

Tale pluralità di lamierini statorici 22 comprende lamierini statorici di materiale ferromagnetico, preferibilmente Fe-Si, aventi ciascuno forma preferibilmente anulare impilati l'uno sopra l'altro. Tale pluralità di lamierini statorici 24 è visibile solo nella vista in sezione dello statore 20 illustrata nella figura 3.

Grazie alla modalità di costruzione (tranciatura) descritta in precedenza, la pluralità di lamierini statorici il presenta, vantaggiosamente, una parete interna cilindrica avente una superficie priva di alcuna protuberanza. Inoltre, grazie alla tranciatura, il rotore 10 e lo statore 20 sono cilindri concentrici. Queste caratteristiche consentono di ottenere, ad allineamento assiale tra rotore 10 e statore 20, un traferro costante tra rotore e statore ed una riluttanza magnetica costante nell'angolo giro dello statore e quindi una riduzione del cosiddetto "ripple" di coppia. Pertanto, il motore elettrico dell'esempio descritto, presenta il vantaggio di avere perdite ridotte ed un elevato rendimento.

Con riferimento particolare alle figure 4 e 5, il guscio toroidale 21 comprende un primo semiguscio superiore 25 (figura 4) ed un secondo semiguscio inferiore 26 (figura 5) rappresentativi della parte superiore e della parte inferiore, rispettivamente, del guscio toroidale.

Il primo semiguscio superiore 25 comprende una prima porzione della pluralità di bitte 22 disposte sulla base superiore mentre il secondo semiguscio inferiore 26 presenta una seconda porzione della pluralità di bitte 22, disposte sulla base inferiore.

Il primo semiguscio superiore 25 ed il secondo semiguscio inferiore 26 hanno conformazione tale da definire, all'interno del guscio toroidale 21, una sede di alloggiamento 27 della pluralità di lamierini rotorici 24. Tale sede di alloggiamento 27 è parzialmente visibile nella figura 5.

Inoltre, il primo semiguscio superiore 25 comprende pareti aventi, dalla parte opposta alla base superiore, un profilo complementare ad un rispettivo profilo delle pareti del secondo semiguscio inferiore 26, profilo definito dalla parte opposta della base inferiore. La complementarità dei due profili consente al primo semiguscio superiore 25 ed al secondo semiguscio inferiore 26 un impegno ad incastro al fine di ottenere il guscio toroidale 21.

Una volta ottenuto tale incastro, il primo semiguscio superiore 25 ed il secondo semiguscio inferiore 26 sono tra loro fissati, ad esempio mediante incollaggio.

Si noti che i profili complementari di impegno ad incastro tra il primo semiguscio superiore 25 ed il secondo semiguscio inferiore 26 sono tale da garantire, vantaggiosamente, l'allineamento tra la prima porzione distribuita sul primo semiguscio superiore 25 e la seconda porzione distribuita sul secondo semiguscio inferiore 26, della pluralità di bitte 22. Tale allineamento è ben visibile nel guscio toroidale 21 della figura 2.

Si osservi che il guscio toroidale 21 presenta una parete interna cilindrica avente una superficie priva di protuberanze. Questa caratteristica concorre con la caratteristica della pluralità di lamierini statorici 24 definenti anch'essa una parete cilindrica interna con superficie priva di protuberanze al fine di consentire al motore elettrico un elevato rendimento, per le ragioni descritte in precedenza (traferro costante tra rotore e statore).

Con riferimento ora in particolare alle figure 6a e 6b, viene ora descritto l'aspetto principale della presente invenzione, ovvero la disposizione di detto almeno un avvolgimento attorno allo statore 20.

Come detto in precedenza, l'esempio descritto si riferisce ad un motore elettrico 100 bifase, quindi in cui sono necessari detto almeno un avvolgimento 30 e l'ulteriore avvolgimento, ciascuno rappresentativo di una fase (prima FI e seconda F2), fra loro sovrapposti attorno allo statore 20 e sfasati di un stabilito angolo elettrico di 90° (in questo caso, avendo un motore a sei poli, corrispondente ad un angolo geometrico di 30°), dipendente dal numero di fasi del motore elettrico.

Per maggior semplicità e chiarezza, si è scelto di rappresentare separatamente in due distinte figure detto almeno un avvolgimento disposto attorno allo statore 20, rappresentativo della prima fase FI, e l'ulteriore avvolgimento disposto attorno allo stesso statore 20 (figura 6b), rappresentativo della seconda fase F2, che in realtà sono sovrapposti attorno allo statore 20.

Nella figura 6a è rappresentato uno sviluppo lineare di una porzione dello statore 20 del motore elettrico 100 dell'esempio descritto.

Con riferimento a tale figura 6a, il motore elettrico 100 comprende detto almeno un avvolgimento 30 comprendente una prima pluralità di spire 31 avvolte attorno allo statore 20 in un primo senso di avvolgimento SI.

Inoltre, tale almeno un avvolgimento 30 comprende almeno una seconda pluralità di spire 32 avvolte attorno allo statore 20 in un secondo senso di avvolgimento S2 opposto al primo senso di avvolgimento SI.

Si ribadisce che tale almeno un avvolgimento 30 comprende un filo di materiale elettricamente conduttore, preferibilmente rame.

Si noti che il motore elettrico 100 comprende una pluralità di elementi di inversione 22 del senso di avvolgimento di tale almeno un avvolgimento 30. Come detto anche in precedenza, si può notare che l'inversione del senso di avvolgimento dell'avvolgimento avviene in corrispondenza di elementi di inversione di detta pluralità di elementi di inversione 22, disposti fra loro ad un stabilito angolo elettrico scelto in funzione del passo polare (numero di poli) del motore elettrico. Nell'esempio descritto, l'inversione del senso di avvolgimento avviene in corrispondenza di elementi di inversione indicati con IN nella figura 6a disposti l'uno dall'altro ad un angolo elettrico di 180° (in questo caso, avendo un motore a sei poli, corrispondente ad un angolo geometrico di 60°).

Tale almeno un avvolgimento 30 è rappresentativo della prima fase FI del motore elettrico 100 che inizia con una porzione di inizio avvolgimento IF1 e termina con una porzione di fine avvolgimento FF1.

Si osservi che, vantaggiosamente, il numero di spire avvolte attorno allo statore 20 fra due elementi di inversione (bitte) 22 consecutivi è costante.

Nella figura 6b è rappresentato lo sviluppo lineare della stessa porzione dello statore 20 della figura 6a sul quale è avvolto un ulteriore avvolgimento (rappresentativo della seconda fase del motore elettrico dell'esempio descritto) sfasato rispetto all'avvolgimento (rappresentativo della prima fase del motore elettrico dell'esempio descritto), illustrato nella figura 6a, di un angolo elettrico di 90°.

Con riferimento a tale figura 6b, il motore elettrico 100 comprende inoltre un ulteriore avvolgimento 40 comprendente una prima pluralità di spire 41 avvolte attorno allo statore 20 nel primo senso di avvolgimento SI.

Inoltre, tale ulteriore avvolgimento 40 comprende almeno una seconda pluralità di spire 42 avvolte attorno allo statore 20 in un senso di avvolgimento S2 opposto al primo senso di avvolgimento SI.

Si osservi che, vantaggiosamente, l'ulteriore avvolgimento 40 comprende lo stesso filo di materiale elettricamente conduttore già impiegato per ottenere detto almeno un avvolgimento 30.

Come detto anche in precedenza, si può notare che l'inversione del senso di avvolgimento dell'ulteriore avvolgimento 40 avviene in corrispondenza di elementi di inversione di detta pluralità di elementi di inversione 22, disposti fra loro ad un predeterminato angolo elettrico scelto in funzione del passo polare (numero di poli) del motore elettrico. Nell'esempio descritto, l'inversione del senso di avvolgimento dell'ulteriore avvolgimento 40 avviene in corrispondenza di elementi di inversione indicati con IN' disposti l'uno dall'altro ad un angolo elettrico di 180°, corrispondente ad un angolo geometrico di 60°.

Tale ulteriore avvolgimento 40 è rappresentativo della seconda fase F2 del motore elettrico 100 che inizia con una porzione di inizio avvolgimento IF2 e termina con una porzione di fine avvolgimento FF2.

Si osservi che, vantaggiosamente, il numero di spire avvolte attorno allo statore 20 fra due elementi di inversione (bitte) 22 consecutivi è costante.

Da un punto di vista costruttivo, si osservi che detto almeno un avvolgimento 30 e l'ulteriore avvolgimento 40 sono avvolti attorno allo statore 20 senza interruzione impiegando lo stesso filo di materiale conduttore, a partire dalla porzione di inizio avvolgimento IF1 della prima fase FI, estraendo una porzione di filo di interconnessione FP (indicato simbolicamente sia nella figura 6a sia nella figura 6b) tra la porzione di fine avvolgimento FF1 della prima fase FI e la porzione di inizio avvolgimento IF2 della seconda fase F2, a terminare con la porzione di fine avvolgimento FF2 della seconda fase F2.

In altre parole, l'ulteriore avvolgimento 40 è vantaggiosamente ottenuto senza interruzione interconnettendo la porzione di fine avvolgimento FF1 di detto almeno un avvolgimento 30 con la porzione di inizio avvolgimento IF2 dell'ulteriore avvolgimento 40 mediante la porzione di filo di interconnessione FP estratta da detto almeno un avvolgimento 30.

Confrontando le figure 6a e 6b, si osservi che, come detto in precedenza, tale ulteriore avvolgimento 40 è sfasato rispetto a detto almeno un avvolgimento 30 di uno stabilito angolo elettrico dipendente dal numero di fasi del motore elettrico al fine di garantire il corretto funzionamento del motore elettrico stesso. Nell'esempio delle figure, tale predeterminato angolo elettrico è pari a 90° (corrispondente ad un angolo geometrico di 30°, nel caso di motore elettrico a sei poli), ovvero la distanza angolare coperta da due settori di avvolgimento consecutivi dello statore 20 delimitati dalla pluralità degli elementi di inversione 22 (bitte).

Nella figura 7 è illustrato schematicamente lo statore 20 del motore elettrico 100 dell'esempio descritto, ad avvolgimento avvenuto, in cui sono indicati con gli stessi riferimenti gli elementi del motore elettrico indicati in precedenza nelle altre figure.

In particolare, si noti che alcuni settori della pluralità di settori 23 sono avvolti da avvolgimenti comprendenti pluralità di spire rappresentate appositamente ingrandite in modo che ciascuna spira sia distinguibile dall'altra. In tutti gli altri settori della pluralità di settori 23, gli avvolgimenti comprendono invece pluralità di spire non distinguibili in quanto, come avviene per questi tipi di avvolgimenti, le spire sono disposte in modo fitto una rispetto all'altra.

Si osservi inoltre che, considerando che detto almeno un avvolgimento 30 e l'ulteriore avvolgimento 40 sono fra loro sovrapposti, nella figura 7, in alcuni settori dello statore 20, sono indicati i riferimenti numerici delle pluralità di spire di ciascuno dei suddetti avvolgimenti tenendo in considerazione l'inversione o meno di uno degli avvolgimenti in corrispondenza di uno degli elementi di inversione (bitta) 22, passando da un settore all'altro dello statore 20.

Infine, si fa presente che nella figura 7 sono mostrati la porzione di inizio avvolgimento IF1 dell'avvolgimento corrispondente alla prima fase FI, la porzione di filo di interconnessione FP tra la porzione di fine avvolgimento FF1 della prima fase FI e la porzione di inizio avvolgimento IF2 dell'ulteriore avvolgimento corrispondente alla seconda fase F2, la porzione di fine avvolgimento FF2 della seconda fase F2.

Da un punto di vista strutturale, il motore elettrico 100 comprende inoltre una pluralità di terminali per ricevere un segnale di alimentazione per il suo funzionamento.

Nel caso del motore elettrico 100 bifase dell'esempio descritto, la pluralità di terminali del motore elettrico 100 comprende i seguenti quattro terminali: terminale di inizio e terminale di fine dell' almeno un avvolgimento corrispondente alla prima fase FI; terminale di inizio e terminale di fine dell'ulteriore avvolgimento corrispondente alla seconda fase F2.

La costruzione del motore elettrico 100 è completata preferibilmente impregnando lo statore 20 di una resina al fine di ottenere un adeguato isolamento elettrico, dopo aver introdotto lo statore 20 in un cilindro o per iniezione di resina o per colate. Successivamente lo statore 20 ed il rotore fra loro assialmente allineati sono alloggiati all'interno di un involucro esterno (ad esempio di materiale plastico) predisposto per il montaggio del motore elettrico in un apparato relativo all'applicazione a cui il motore elettrico è destinato (ad esempio, un elettrodomestico) .

Infine, il motore elettrico 100 comprende in elemento di chiusura, preferibilmente di forma a disco, dell'involucro su cui è installata un'elettronica di controllo del motore elettrico, di per sé nota, sulla base di un'informazione fornita da uno o più sensori di posizione, ad esempio sonde di Hall, di per sé note, fra loro sfasati di uno stabilito angolo elettrico dipendente dal numero di fasi e poli del motore elettrico, atti a rilevare la posizione del rotore 10 rispetto allo statore 20, durante la fase di rotazione.

Si noti che la finitura esterna del motore elettrico ha lo scopo di garantire sia stabilità meccanica del motore elettrico, contenendo la forza di reazione dello statore, sia isolamento elettrico dell'avvolgimento statorico dall'ambiente esterno.

Da un punto di vista del funzionamento, il motore elettrico 100 dell'esempio è del tutto analogo ad un motore elettrico brushless di tipo noto, ovvero in grado di fornire un'energia meccanica da un'energia elettrica fornita ai terminali di alimentazione del motore elettrico. La rotazione del rotore 10 rispetto allo statore 20 è ottenuto dall'interazione tra il campo magnetico generato sullo statore ed il campo magnetico generato dai magneti permanenti del rotore.

Come si può constatare lo scopo dell'invenzione è pienamente raggiunto in quanto il motore elettrico in accordo alla presente invenzione presenta un'elevata semplicità costruttiva e costo contenuto in quanto un avvolgimento attorno allo statore comprende sia pluralità di spire in un primo senso di avvolgimento sia pluralità di spire nel secondo senso di avvolgimento opposto al primo senso di avvolgimento, ottenuto a partire dallo stesso filo di materiale elettricamente conduttore. Inoltre, tutti i successivi avvolgimenti sovrapposti al primo (ad esempio, ulteriore avvolgimento della seconda fase F2 sovrapposto all'avvolgimento della prima fase Fi) sono ottenuti senza interruzione dalla stessa matassa di filo elettricamente conduttore. Ciò consente di eliminare la necessità di allacciare fra loro matasse di filo adiacenti ma di senso di avvolgimento opposto e matasse di filo corrispondenti a differenti avvolgimenti fra loro sovrapposti. In questo modo, il motore elettrico è più semplice da costruire e di costo sicuramente limitato (si impiega una sola matassa di filo elettricamente conduttore).

Ancora, il motore elettrico 100 dell'invenzione presenta altri vantaggi e miglioramenti tecnici rispetto alla tecnica nota, quali:

-drastica riduzione delle perdite nel ferro, dovuta all'eliminazione di componenti armoniche a frequenza elevata che si manifestano nei motori elettrici muniti di cave per l'alloggiamento delle matasse di filo di materiale elettricamente conduttore nei quali i risalti del ferro ed il vuoto delle cave generano discontinuità della riluttanza magnetica. Nel motore elettrico dell'invenzione, sono state eliminate protuberanze e sporgenze dallo statore (la pluralità di lamierini statorici presenta una parete interna cilindrica priva di protuberanza) quali ad esempio le scanalature atte a definire le cave e pertanto è possibile garantire riduzione delle perdite nel ferro.

-riduzione della massa di lamierini dello statore toroidale, in quanto sono stati eliminati i percorsi magnetici non concatenati con gli avvolgimenti;

-riduzione dell'effetto cosiddetto "ripple" di coppia, in quanto la riluttanza magnetica è costante nell'angolo giro dello statore (in quanto la pluralità di lamierini statorici è concentrica rispetto alla pluralità di lamierini rotorici e privi di protuberanze in quanto costruiti dalla stessa operazione di tranciatura). Ciò è dovuto al fatto che in sostanza il motore elettrico dell'invenzione comprende due cilindri (rotore e statore) che ruotano fra loro a traferro costante, annullando sostanzialmente le vibrazioni di origine magnetica e l'emissione di rumore che si riscontrano in un motore elettrico tradizionale.

Alle forme di realizzazione del motore elettrico sopra descritte, un tecnico del ramo, per soddisfare esigenze contingenti, potrà apportare modifiche, adattamenti e sostituzioni di elementi con altri funzionalmente equivalenti, senza uscire dall'ambito delle seguenti rivendicazioni. Ognuna delle caratteristiche descritte come appartenente ad una possibile forma di realizzazione può essere realizzata indipendentemente dalle altre forme di realizzazione descritte.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. Motore elettrico senza spazzole (1) comprendente: -un rotore (10) ed uno statore (20), -almeno un avvolgimento (30) comprendente almeno una prima pluralità di spire (31) avvolte attorno allo statore (20) in un primo senso di avvolgimento (SI), caratterizzato dal fatto che detto almeno un avvolgimento (30) comprende almeno una seconda pluralità di spire (32) avvolte attorno allo statore (20) in un secondo senso di avvolgimento (S2) opposto a detto primo senso di avvolgimento (SI). 2.Motore elettrico (100) secondo la rivendicazione 1, comprendente un ulteriore avvolgimento (40) comprendente almeno una prima pluralità di spire (41) avvolte attorno allo statore (20) nel primo senso di avvolgimento (SI), detto ulteriore avvolgimento (40) comprendendo almeno una seconda pluralità di spire (42) avvolte attorno allo statore (20) nel secondo senso di avvolgimento. 3.Motore elettrico (100) secondo la rivendicazione 2, in cui detto ulteriore avvolgimento (40) è sovrapposto a detto almeno un avvolgimento (30), detto ulteriore avvolgimento (40) essendo sfasato rispetto a detto almeno un avvolgimento (30) di un stabilito angolo elettrico dipendente dal numero di fasi del motore elettrico (100). 4.Motore elettrico (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui lo statore (20) comprende una pluralità di elementi di inversione (22) del senso di avvolgimento di detto almeno un avvolgimento (30) o dell'ulteriore avvolgimento (40) attorno allo statore. 5.Motore elettrico (100) secondo la rivendicazione 4, in cui tale pluralità di elementi di inversione (22) è distribuita sullo statore (20) in modo da suddividere lo statore (20) in una pluralità di settori di avvolgimento (23) uguali fra loro. 6.Motore elettrico (100) secondo la rivendicazione 5, in cui l'inversione del senso di avvolgimento di detto almeno un avvolgimento (30) o dell'ulteriore avvolgimento (40) è in corrispondenza di elementi di inversione (IN, IN') di detta pluralità di elementi di inversione (22) distanti fra loro di un predeterminato angolo elettrico dipendente dal passo polare del motore elettrico (100). 7.Motore elettrico (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto almeno un avvolgimento comprende un filo elettricamente conduttore. 8.Motore elettrico (100) secondo la rivendicazione 7, in cui detto ulteriore avvolgimento (40) comprende tale filo elettricamente conduttore, detto ulteriore avvolgimento (40) essendo ottenuto senza interruzione interconnettendo una porzione di fine avvolgimento (FF1) di detto almeno un avvolgimento (30) con una porzione di inizio avvolgimento (IF2) dell'ulteriore avvolgimento (40) mediante una porzione di filo di interconnessione (FP) estratta da detto almeno un avvolgimento (30). 9.Motore elettrico (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui lo statore (20) comprende un guscio (21) di materiale isolante, lo statore (20) comprendendo inoltre una pluralità di lamierini statorici (24) alloggiati all'interno di tale guscio (24). 10.Motore elettrico (100) secondo la rivendicazione 9, in cui il guscio (21) comprende un primo semiguscio superiore (25) ed un secondo semiguscio inferiore (26) aventi conformazione tale da definire una sede di alloggiamento di tale pluralità di lamierini statorici (24). 11.Motore elettrico (100) secondo la rivendicazione 10, in cui tale pluralità di lamierini statorici (24) comprende lamierini statorici di forma sostanzialmente anulare impilati l'uno sopra l'altro, detta pluralità di lamierini statorici (24) definendo una parete cilindrica interna dello statore (20) priva di protuberanze. 12.Motore elettrico (100) secondo la rivendicazione 10, in cui il primo semiguscio superiore (25) comprende una prima porzione della pluralità di elementi di inversione (22) distribuite sulla base superiore, il secondo semiguscio inferiore (26) comprende una seconda porzione della pluralità di elementi di inversione (22) distribuite sulla base inferiore, detto primo semiguscio superiore (25) ed il secondo semiguscio inferiore (26) comprendendo pareti con profili complementari di impegno ad incastro in modo tale che sia garantito, ad incastro avvenuto, l'allineamento tra la prima porzione della pluralità di elementi di inversione (22) e la seconda porzione della pluralità di elementi di inversione (22)