ITMI941168A1 - Motore in corrente continua a magneti permanenti - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale

La presente invenzione riguarda in generale perfezionamenti in motori elettrici e, particolarmente, perfezionamenti a motore in corrente continua a magneti permanenti utilizzanti un sistema di trasferimento di corrente a spazzole e collettore.

I motori elettrici in corrente continua a magneti permanenti sono largamente usati in parecchie applicazioni. Recentemente c’è stata una tendenza verso un maggiore uso di tali motori, allo scopo di soddisfare le esigenze di sistemi di raffreddamento di motori automobilistici. Tali motori sono vantaggiosi in quanto, per normali velocità di crociera, la corrente di aria attraverso un radiatore automobilistico è sufficiente, senza che venga azionato il motore del ventilatore, per un adeguato raffreddamento del motore. Tuttavia, situazioni occasionali del traffico richiedono un funzionamento minimo del ventilatore di raffreddamento ad una velocità minore di quella piena, mentre in giorni estremamente caldi o con alto carico termico (come quando è in funzionamento il condizionamento di aria) è necessario un funzionamento del ventilatore a piena velocità per fornire sufficiente raffreddamento del motore. Quindi, nell’ambiente automobilistico sono desiderabili ventilatori a velocità multiple.

Un ventilatore automobilistico a velocità multiple viene mostrato nel brevetto statunitense 5.113.104, intitolato "Macchina Elettrica Rotante Come Prodotto Strutturato", concesso a Blaettner e altri il 12 maggio 1992, il detto brevetto essendo qui incorporato per riferimento.

I motori in corrente continua a magneti permanenti utilizzano due o più spazzole in contatto con un collettore che fornisce il passaggio di corrente continua agli avvolgimenti del rotore, il quale a sua volta fornisce la desiderata repulsione ed attrazione magnetica con i magneti permanenti posizionati attorno alla periferia del motore. Le spazzole sono convenzionalmente localizzate in sedi di spazzole e utilizzano una molla sagomata ad U che spinge le spazzole in contatto con il collettore. Per il fatto che tali molle toccano generalmente la spazzola solo in due punti (dietro la spazzola), la stabilità della spazzola e la precisione del suo posizionamento rispetto al collettore vengono alterate. Le spazzole si possono muovere da un lato all’altro della sede di spazzola portando ad un movimento della spazzola rispetto al collettore ed a rimbalzo della spazzola, in modo da interrompere il contatto con uno o più segmenti del collettore durante il funzionamento del motore. Questa consguente interruzione di passaggio di corrente del motore può portare a formazione di archi all’interfaccia tra spazzole e collettore e al surriscaldamento della spazzola, e anche ad una diminuita corrente del motore e ad una risultante diminuzione di uscita del motore ed aumento di rumore del medesimo motore.

1 motori di ventilatori di tecnica anteriore, specialmente quelli utilizzati nell’ambiente automobilistico, hanno un compito difficile nel mantenere il medesimo motore di ventilatore freddo, mentre eseguono il loro compito di raffreddare il motore. Si è trovato che l’interfaccia tra le spazzole e il collettore è la seconda sorgente più significativa di calore generato in un motore in corrente continua a spazzole. Senza un efficace raffreddamento di questa zona, ci sono maggiori perdite per resistenza indotte termicamente e minore vita delle spazzole, a causa delle maggiori temperature di funzionamento, insieme con effetti di invecchiamento termico. Se le spazzole sono lasciate esposte all'ambiente, allo scopo di favorire il loro raffreddamento, possono essere contaminate da sporcizia, acqua, olio e altri contaminanti presenti nell'ambiente automobilistico. E’ desiderabile raffreddare le spazzole senza esporle a contaminanti.

E’ desiderabile poter controllare la velocità di uscita di motori automobilistici in corrente continua a spazzole (piena velocità e velocità meno che piena). Questo viene normalmente fatto mediante l’uso di mezzi esterni, cioè controlli elettronici o res istori di potenza o mezzi interni, cioè avvolgimenti e collettori separati e spazzole ulteriori. Dove vengono utilizzati controlli elettronici, è necessaria una complicata circuiteria elettronica per fornire la desiderata tensione e corrente che porterà al desiderato cambiamento di velocità di uscita del motore portando ad un maggior costo complessivo del componente. Se si usano resistor! di potenza interni od esterni, tali resistor! sono compresi nel circuito di alimentazione del motore con il risultato che i resistor! dissipano una porzione sostanziale dell’energia (nella forma di calore), il che sarebbe applicato al motore, consumando quindi energia della batteria e aumentando la temperatura del motore. Dove si usano mezzi interni, come ulteriori spazzole, avvolgimenti e collettori, il numero di componenti e elementi di un motore sono generalmente aumentati di un fattore pari a 2, dove è necessaria una separata velocità di funzionamento, complicando ancora il processo di fabbricazione e aumentando il costo finale del motore.

Una preoccupazione dei progettisti di componenti automobilistici e, in particolare, dei progettisti di motori in corrente continua per automobili, è la compatibilità dei loro prodotti con gli esistenti impianti elettrici automobilistici. E' desiderabile potere ottenere variazioni nella velocità di funzionamento del ventilatore applicando una tensione fissa del sistema (tensione di batteria) ad un terminale per funzionamento ad alta velocità e ad un altro terminale per funzionamento a bassa velocità, piuttosto che dovere incorporare un commutatore o relè elettronico o un sistema di alimentazione a tensione variabile per ottenere un funzionamento a velocità multiple. Inoltre, ci sono situazioni, in cui si impedisce ai motori la rotazione, cioè una condizione bloccata (questo può risultare da accumulo di neve sul ventilatore, danni minori da incidenti, ecc.). Se il motore viene alimentato durante la condizione bloccata, la corrente di carico relativamente alta senza sufficiente aria di raffreddamento potrebbe surriscaldare gli avvolgimenti portando ad un incendio sotto il cofano motore. Benché la maggior parte dei motori elettrici a corrente continua in applicazioni automobilistiche possa essere protetta mediante fusibili o commutatori .termici, tale protezione non è realizzabile per applicazioni sotto cofano, a causa della gamma di temperatura estremamente larga richiesta in questo ambiente. Inoltre, il funzionamento dì un motore in corrente continua a magneti permanenti crea disturbi a radiofrequenza (RFI) come risultato del collegamento e scollegamento di corrente elettrica con gli avvolgimenti di rotore all’ interfaccia tra spazzole e collettore. Benché questo non possa essere eliminato, è desiderabile ridurre la RFI il più possibile, specialmente in applicazioni automobilistiche.

Uno scopo della presente invenzione è di realizzare un perfezionamento per la stabilità della combinazione di spazzole e molle in un motore a corrente continua.

Uno scopo della presente invenzione è di fornire un sistema di raffreddamento di motore a corrente continua per migliorare il raffreddamento nella regione di interfaccia tra spazzole e collettore o impedire un accesso diretto all’interfaccia da parte di contaminanti presenti nell’ambiente.

Ancora un ulteriore scopo della presente invenzione è di fornire un metodo per ottenere velocità multiple in un motore a spazzole a corrente continua senza la necessità di controlli elettronici, resistori di potenza od ulteriori spazzole, avvolgimenti o collettori in un modo efficace ed economico.

Uno scopo aggiuntivo della presente invenzione è di potere scegliere la velocità di funzionamento di un motore in corrente continua a velocità multiple che utilizzi scollegamenti di spazzole per ottenere il funzionamento a velocità inferiore senza commutazione elettronica e applicando la piena tensione del sistema a differenti terminali.

Ancora un ulteriore scopo della presente invenzione è di fornire un rivelatore capace di indicare che un motore a corrente continua stia effettivamente ruotando, se è stato alimentato.

Lo scopo addizionale della presente invenzione è di ridurre il più possibile la generazione di disturbi a radiofrequenza creati dal funzionamento del motore.

Secondo la presente invenzione, il precedente ed altri scopi sono ottenuti aumentando il numero di punti di contatto tra la molla per spazzole e la spazzola e muovendo la posizione di questi punti di contatto più vicina airinterfaccia tra spazzole e collettore. Una o più alette di alloggiamenti di spazzole, sulle quali si appoggiano avvolgimenti di trazione delle molle sagomate ad U, sono posizionate ad un angolo minore di 90° rispetto alla direzione di movimento della spazzola, in modo da spingere la porzione di elica della molla in contatto con la spazzola in una posizione intermedia rispetto agli estremi della spazzola. In una realizzazione preferita entrambe le alette deiralloggiamento di spazzola sono cosi' posizionate.

I precedenti ed altri scopi sono ottenuti secondo la presente invenzione fornendo uno scudo di carcassa di motore con una pluralità di aperture disposte all'esterno rispetto all'asse di rotazione del motore, in modo da schermare le spazzole dal contatto diretto con contaminanti. Entro la carcassa del motore il portaspazzole, che monta le spazzole, fornisce solo una stretta fessura tra la periferia interna del portaspazzole e , il collettore, spingendo perciò l’aria di raffreddamento che passa attraverso la carcassa del motore a passare direttamento sopra l’interf accia tra collettore e spazzole. L’aria nella carcassa del motore viene quindi aspirata da una zona a bassa pressione provocata da razze radiali sul mozzo anteriore di motore agenti nel modo di una pompa centrifuga.

I precedenti ed altri scopi sono ottenuti secondo la presente invenzione scollegando una o più spazzole in un motore in corrente continua a quattro spazzole. Per il fatto che le spazzole forniscono collegamenti agli avvolgimenti di rotore, lo scollegamento di una spazzola significa semplicemente che la corrente dalle altre spazzole deve percorrere un percorso maggiore nelle bobine del rotore incontrando una maggiore resistenza interna e quindi abbassando la corrente complessiva. In una realizzazione preferita una o due spazzole possono essere scollegate fornendo rispettivamente una capacità di velocità media e bassa di funzionamento.

I precedenti ed altri scopi sono anche ottenuti secondo la presente invenzione fornendo un diodo tra due pluralità di spazzole identiche. II diodo consente ad entrambe le spazzole di essere alimentate, quando un lato del diodo è fornito di energia dal sistema, ma impedisce ad una spazzola di ricevere energia dal sistema, quando l'altro lato del diodo viene alimentato. A seconda di quale lato del diodo viene fornito di energia dal sistema di potenza, si ottiene funzionamento ad alta o bassa velocità.

I precedenti ed altri scopi sono addizionalmente ottenuti dalla realizzazione di un indicatore di rotazione di motore in corrente continua. Durante la rotazione di un motore in corrente continua si crea un'ondulazione nella corrente che passa attraverso il motore, fino a che il motore gira. Se il motore viene bloccato e alimentato, non c'è ondulazione nel passaggio di corrente attraverso il motore. Con l’aiuto di un filtro RC, il passaggio di componente di ondulazione attraverso una delle spazzole del motore può essere filtrato e amplificato. Se questa uscita viene raddrizzata, il segnale risultante indica che il motore viene alimentato e gira e può essere usato per azionare un diodo emettitore di luce per indicare ciò. L’assenza di segnale quando il motore viene alimentato è un’indicazione che il motore è bloccato.

I precedenti ed altri scopi vengono ottenuti mediante l'uso di bobine di arresto con nucleo di ferrite collegati tra ciascuna delle spazzole e la rispettiva linea di corrente con un collegamento elettrico il più corto possibile, la posizione delle linee adiacenti e parallele tra di loro, il collegamento delle linee mediante un condensatore per radiofrequenza e la posizione di ciascuna bobina di arresto ortogonale alla direzione di funzionamento di una rispettiva spazzola.

L’invenzione sarà meglio capita con riferimento ai seguenti disegni, nei quali:

la figura 1 è una vista prospettica frontale di una realizzazione preferita della presente invenzione;

la figura 2 è una vista in sezione della presente invenzione mostrata in figura 1;

la figura 3A è una vi$ta laterale di una combinazione di spazzole e molle di tecnica anteriore;

le figure 3B e 3C sono viste laterali di perfezionamenti nella combinazione di spazzole e molle secondo la presente invenzione; la figura 4A i una vista esplosa dei componenti di scudo, di portaspazzole, di collettore e rotore secondo la presente invenzione; la figura 4B è una vista laterale in sezione illustrante il passaggio di aria attraverso ed attorno ai componenti di figura 4A;

la figura 5 è un grafico della velocità di motore in funzione della coppia, della corrente in funzione della coppia e del rendimento in funzione della coppia per una realizzazione preferita della presente invenzione funzionante nelle gamme di funzionamento a piena, media e bassa velocità;

la figura 6 rappresenta il collegamento di diodi alle spazzole secondo un’ulteriore realizzazione della presente invenzione;

la figura 7 è uno schema di un circuito elettronico del rivelatore di rotazione del motore in corrente continua secondo la presente invenzione;

la figura 8A è una vista anteriore del portaspazzole con connettori terminali secondo la presente invenzione;

la figura 8B è una realizzazione alternativa a quattro piedini del connettore terminale di figura 8A;

la figura 9 è una vista posteriore del portaspazzole mostrato in figura 8A, modificato per collegamento di diodi;

la figura 10 è una vista frontale della carcassa di motore mostrante fermagli metallici che,, in combinazione con un adesivo, servono a trattenere i magneti permanenti; e

la figura 11 è una vista prospettica esplosa delle sezioni di rotore ed isolanti mostrante i passaggi interni dell’aria di raffreddamento.

Elementi simili sono similmente indicati da numeri di riferimento singoli disegni. Per una comprensione complessiva dell'invenzione, si diriga prima l’attenzione alla figura 1 che illustra generalmente una realizzazione preferita del perfezionato motore compatto in corrente continua 10.

La figura 2 è una vista in sezione del motore senza l’associato mozzo anteriore (al quale può essere utilmente collegato un ventilatore di raffreddamento) illustrante l’orientazione interna dei componenti. Un albero di uscita 12 viene montato per rotazione in un cuscinetto a sfera anteriore 14 e in un cuscinetto a manicotto posteriore 16. La carcassa di motore 18 serve a montare i magneti permanenti 20 attorno alla periferia del rotore 22 che, a sua volta, è montato per rotazione su un albero di uscita 12. Il rotore 22 contiene bobine che sono collegate elettricamente al collettore 24. Lo scudo 26 è fissato alla carcassa di motore 18 e trattiene il cuscinetto posteriore a manicotto sinterizzato 16 in una tazza 28 di alloggiamento di cuscinetto. In una realizzazione preferita lo spazio tra il cuscinetto, la tazza di alloggiamento 28 e lo scudo 26 ha un materiale 29 di ritegno di olio (come PERMAWICK disponibile presso la Permawick Corporation) per fornire una riserva di ritengo di olio per il cuscinetto a manicotto poroso.

Un portaspazzole 30 serve per montare le spazzole 32 che possono essere viste in maggior dettaglio nelle figure da 3A a 3C. Il portaspazzole monta anche le altre componenti elettroniche e fornisce un collegamento elettrico con il terminale di uscita 34 che, in un’applicazione automobilistica, è inserito nella dotazione dellimpianto elettrico dell’automobile.

La figura 3A illustra una convenzionale combinazione 40 di spazzole e molle, nella quale un alloggiamento per spazzole 42 contiene delle alette 44 che sporgono perpendicolarmente alla direzione, in cui la spazzola 46 si muove ed è spinta da una molla 48. La molla è una molla generalmente sagomata ad U avente due porzioni sporgenti 50 collegate da una porzione trasversale 52. Agli estremi delle porzioni sporgenti SO, lontano dalla porzione trasversale 52, ci sono due molle elicoidali 54 che si appoggiano sulle alette 44 per spingere la spazzole 46 verso il collettore (non mostrato).

Si può vedere in figura 3A che la molla 48 tocca solo la spazzola in punti A e B, e questi punti sono all'estremo della spazzola che è lontano dal collettore. Si ricordi che il collettore ruota nel piano della figura e, di conseguenza, la porzione della spazzola in contatto con il collettore è spinta verso sinistra sotto l’influenza dell'attrito del medesimo collettore. Per il fatto che la spazzola 46 è inserita lascamente nell'alloggiamento di spazzole 42, ha un certo spazio per movimento che porta ai problemi notati nella tecnica anteriore di vibrazione delle spazzole, collegamento intermittente, formazione di archi e maggiore usura.

Le figure 3B e 3C illustrano la perfezionata combinazione 56 di spazzole e molle. Mentre la spazzola 46 e la molla da spazzola 48 sono i medesimi elementi della figura 3A, l’alloggiamento per spazzole 58 di figura 3B e l'alloggiamento per spazzole 60 di figura 3 C sono differenti. L'alloggiamento per spazzole 58 contiene due alette inclinate, mentre l'alloggiamento per spazzole 60 contiene una sola aletta inclinata. Per il fatto che molle elicoidali 54 appoggiano contro l'aletta, se l'aletta è inclinata, il vettore di spinta sarà pure inclinato. Per il fatto che te alette di tecnica anteriore di figura 3A sono perpendicolari alla direzione di spinta della spazzola, il vettore di spinta è parallelo alla direzione di spinta della medesima spazzola. Tuttavia, nel caso delle alette inclinate 62, il vettore di spinta è inclinato, il che spìnge le molle elicoidali 54 in contatto con la spazzola in punti addizionali C e D. Questi punti di contatto sono in aggiunta ai punti di contatto A e B precedentemente trattati. Si nota che i punti di contatto C e D sono intermedi tra gli estremi della spazzola e sono molto più vicini al collettore. In figura 3B, per il fatto che entrambe le alette 62 sono inclinate, ci sono due addizionali punti di contatto. In figura 3C solo un’aletta è inclinata, e quindi c'è solo un addizionale punto di cqntatto. Questi addizionali punti di contatto, specialmente poiché sono più vicini all’interfaccia tra collettore e spazzole, forniscono un aumento sostanziale di stabilità per la spazzola, riducendo il movimento della spazzola dovuta ad attrito del collettore, migliorando perciò il funzionamento del rotore e riducendo il rumore indotto dalle spazzole.

La figura 3B illustra che un angolo è un angolo acuto minore di 90°. In una realizzazione preferita questi angoli sono tra 85° e 55° e, in una realizzazione maggiormente preferita, l’angolo è di 75°. Le realizzazioni di una singola aletta deformata di figura 3C e delle due alette deformate di figura 3B forniscono punti addizionali di stabilità in una combinazione di spazzole e molle e portano ad una più lunga usura della spazzola e ad un motore funzionante in modo più uniforme e silenzioso.

La figura 3B mostra una realizzazione preferita dei mezzi per aumentare la stabilità laterale della spazzola rispetto al collettore. In questa realizzazione le vibrazioni laterali della spazzola, allo scopo di cambiare la posizione della spazzola, devono vincere la sostanziale resistenza di attrito per muovere le spire della molla (che sono vicine all’estremo verso collettore della spazzola) sulla superficie delle linguelle od alette inclinate 62. Questa resistenza di attrito al movimento laterale della spazzola non è disponibile nella spazzola di tecnica anteriore mostrata in figura 3A, perché le spire non toccano la spazzola, e la spazzola può vibrare lateralmente senza incontrare resistenza al movimento laterale.

I perfezionamenti al motore compatto per ventilatore 10 che contribuiscono ad un suo funzionamento più freddo e più fidato si possono vedere con riferimento alle figure 4 A e 4B. Il retro della carcassa di motore 18 è chiuso da uno scudo 26, come mostrato in figura 4B. Lo scudo ha una pluralità di aperture 70 che consentono l’aria di raffreddamento di scorrere nell’interno della carcassa di motore 18, come mostrato dalle frecce che passano attraverso le aperture 70. Tuttavia, poiché è indesiderabile avere accesso diretto all’interfaccia tra spazzole e collettore, le aperture 70 sono distanziate ad una distanza radialmente esterna dall’asse di rotazione dell’albero di uscita, come mostrato.

11 portaspazzole 30 è infilato entro la carcassa di motore 18. L’apertura centrale 72 fornisce sufficiente gioco al collettore 24 e, in combinazione con il collettore 24, fornisce un’apertura 74 nel portaspazzole, attraverso la quale può passare aria di raffreddamento (come mostrato dalle frecce). L’apertura 74 del portaspazzole si estende attorno al collettore, in modo di consentire all’aria di scorrere oltre il collettore e, in particolare, oltre l’interfaccia tra spazzole e collettore. Questo serve a ridurre le perdite da resistenza indotte termicamente ed aumenta la vita delle spazzole, a causa delle minori temperature di funzionamento e ridotti effetti di invecchiamento termico sulle spazzole.

Si dovrebbe notare che l’apertura 74 del portaspazzole è posizionata sostanzialmente più vicino all'asse di rotazione dell’albero di uscita impedendo perciò l’accesso diretto all’interfaccia tra spazzole e collettore da parte di contaminanti esterni. Una vista ad un estremo della figura 4B mostrerebbe che l’apertura 74 del portaspazzole non è visibile nelle aperture 70 dello scudo, e quindi queste due aperture non sono assialmente coincidenti.

Alternativamente, sarebbe possibile posizionare un’apertura centrale lungo l’asse di rotazione che pure non è coincidente con l’apertura del portaspazzole, in modo di fornire aria di raffreddamento alla medesima apertura del portaspazzole. Tuttavia, sarebbe richiesta qualche altra disposizione rispetto al montaggio del cuscinetto a manicotto 16, e quindi un’apertura centrale non sarebbe una realizzazione preferita della presente invenzione.

Un'ulteriore realizzazione preferita della presente invenzione , l’area totale delle aperture 70 dello scudo è maggiore dell’area dell’apertura 74 del portaspazzole e, data la medesima portata di aria di raffreddamento attraverso la carcassa del motore, la velocità di passaggio attraverso l’apertura 74 del portaspazzole sarebbe più alta che la velocità di passaggio attraverso le aperture 70 dello scudo, favorendo perciò un maggiore trasferimento di calore e raffreddamento locale delle spazzole e del collettore.

Dopo avere raffreddato le spazzole e il collettore, come mostrato dalle frecce in figura 4B, l’aria di raffreddamento passa attorno al rotore 22 ed esce dalla carcassa del motore attraverso le aperture anteriori 76. L’aria uscente dalla carcassa è aspirata in una zona di bassa pressione tra la carcassa del motore e il mozzo anteriore 78, creata dall’azione centrifuga di nervature di irrigidimento 80 posizionate sulla superficie interna del mozzo anteriore 78. Benché in una realizzazione preferita queste nervature di irrigidimento siano semplicemente impresse nel mozzo anteriore 78, potrebbero essere fornite in qualsiasi modo. Benché in una realizzazione preferita sono semplicemente delle nervature radiali diritti estendentisi all’esterno dell’albero verso la periferia esterna del mozzo anteriore, per una migliore resa di pompaggio potrebbero avere forma a spirale.

Come è convenzionale con le pompe centrifughe, con la rotazione del mozzo anteriore e perciò la rotazione dell’aria adiacente al mozzo (mediante le nervatura di irrrigidimento 80), l’aria viene mandata verso la periferia esterna del mozzo creando una zona di bassa pressione in vicinanza delle aperture anteriori 76. Questa bassa pressione tende ad aspirare aria fuori dalla carcassa del motore 18, e quindi ulteriore aria viene aspirata attraverso le aperture 70 nello scudo ed oltre le spazzole e il collettore attraverso l’apertura 74 di portaspazzole.

Secondo la presente invenzione si vede che, mentre si impedisce a contaminanti di raggiungere l’interfaccia tra spazzole e collettore, all’aria di raffreddamento si fornisce un percorso attraverso la carcassa di motore 18. Questa viene aspirata attraverso la carcassa del motore dalla creazione di una regione anteriore di bassa pressione, e la velocità della corrente di aria in vicinanza delle spazzole e dell'interfaccia tra spazzole e collettore è aumentata, in modo da fornire un maggiore raffreddamento. I risultati complessivi di questi perfezionamenti al raffreddamento sono un motore in corrente continua con una maggiore affidabilità e più lunga vita di funzionamento.

La figura 5 illustra un ulteriore aspetto della presente invenzione. Si è trovato che, allo scopo di ridurre la velocità di funzionamento di un motore a spazzole multiple (uno avente più di 2n spazzole, dove n è un numero intero positivo), la disabilitazione od impedimento di passaggio di corrente attraverso una spazzola è efficace. Lo scollegamento di una o più spazzole aumenta la resistenza interna effettiva delle bobine nel rotore, riducendo il passaggio di corrente attraverso gli avvolgimenti del rotore e riducendo la velocità e la coppia prodotte dal motore senza la necessità di variare la tensione del sistema applicata al motore o di collegare resistenze interne od esterne o gruppi differenti di spazzole e di avvolgimenti di bobine. Nella legenda associata alla figura S, si può vedere che le curve A4 di velocità in funzione di coppia, le curve B4 di corrente in funzione di coppia e le curve C4 di rendimento in funzione di coppia associate con tutte quattro le spazzole alimentate in un motore in corrente continua a quattro spazzole sono indicate da linea a tratto pieno. Le curve, dove solo una delle quattro spazzole è stata disabilitata (scollegata od altrimenti impedita dal fare passare corrente), sono mostrate nella curva a tratteggio A3 di velocità in funzione della coppia, nella curva B3 di corrente in funzione della coppia e nella curva C3 di rendimento in funzione della coppia. Per la realizzazione a due spazzole (dove due spazzole sono disabilitate) sono mostrate curve corrispondenti a linee punteggiate con la curva A2 di velocità in funzione della coppia, la curva B2 di corrente in funzione della coppia e la curva C2 di rendimento in funzione della coppia. La velocità del motore è illustrata in giri al minuto (RPM), la corrente in ampère, la coppia in once.pollici (Newton. m) e il rendimento in percentuale (il rendimento è l'energia di uscita divisa l'energia di entrata, cioè RPM per coppia convertita in Watt divisa la corrente di ingresso per la tensione).

Allo scopo di ottenere una realizzazione a spazzole staccate (una o due), si farebbero collegamenti tra i terminali positivi e negativi, come mostrati in figura 6, eccetto che non sarebbero utilizzati i diodi 82 e 84. Se tutte quattro le spazzole fossero alimentate, il terminali positivi e negativi (1-4) del connettore 34 sarebbero collegati alla tensione piena del sistema, come indicato. In parecchi sistemi automobilistici si usa la massa negativa, e quindi i conduttori positivi dovrebbero essere collegati al terminale positivo di batteria, e i conduttori negativi sarebbero collegati attraverso la massa al terminale negativo della batteria.

Se si dovesse disabilitare una spazzola (una spazzola positiva 32(a) o 32(c) o una spazzola negativa 32(b) o 32(d), si interromperebbe l'energia a quella porzione del terminale 34. Quindi, nella realizzazione preferita, la velocità del motore in corrente continua viene diminuita senza la necessità di dissipare corrente attraverso un resistere èsterno. Questa velocità ridotta porterà ad un minor assorbimento di corrente di motore.

Si puà vedere che, cancellando due spazzole, si aumenta ulteriormente la riduzione di velocità e, successivamente, si riduce ulteriormente la corrente assorbita del motore. In figura 3, con una spazzola negativa interrotta (benché il medesimo effetto si verificherebbe per l'interruzione di una sola spazzola positiva) la velocità disponibile per azionare il ventilatore cade sostanzialmente e cade pure la corrente utilizzata dal motore per azionare il ventilatore. La corrente è collegata linearmente alla coppia generata dal motore, e si nota che le linee (B2, B3 e B4) per le tre configurazioni differenti sono essenzialmente allineate. Benché qualsiasi singola spazzola sarebbe scollegata per alterare il primo livello di riduzione del motore (per esempio, funzionamento a velocità "media"), dove il secondo livello di riduzione di velocità (funzionamento a velocità "bassa") richiede che si disabilitino due spazzole adiacenti. Questo è necessario, perché le spazzole si alternano in polarità attorno alla periferia del collettore e, in un motore a quattro spazzole, la disabilitazione di due spazzole di uguale polarità impedirebbe completamente il passaggio di corrente del motore, impedendo perciò il funzionamento.

Perciò, secondo questa realizzazione della presente invenzione, un funzionamento a velocità media e/o bassa si può ottenere scollegando una o due spazzole dalla tensione del sistema. La sola esigenza sarebbe che l’energia applicata al connettore 34 deve essere applicata a scelta ad almeno due dei terminali, in modo da disabilitare selettivamente una o due spazzole, a seconda che sia stata scelta velocità "media" o velocità "bassa".

Come sopra notato, è anche desiderabile che il controllo di un motore in corrente continua sia compatibile con gli esistenti sistemi di connettori automobilistici. I sistemi anteriori, utilizzanti separate spazzole interne, e i sistemi di spazzole ad avvolgimenti in generale hanno due differenti connettori che sono alimentati separatamente dalla tensione piena del sistema allo scopo di consentire un funzionamento a piena velocità o un funzionamento a velocità ridotta. Tale sistema non sarebbe compatibile con il sistema di figura 5, nel quale quale il funzionamento a velocità piena o parziale può essere scelto applicando piena tensione a terminali differenti (per velocità piena si dovrebbe applicare la tensione a tutti e quattro i terminali e per velocità parziale uno o due terminali dovrebbero esserer diseccitati o scollegati dall'energia del sistema).

L’utilizzazione di diodi per spazzole 82 e 84 (che sono diodi capaci di fare passare la corrente di carico di almeno una singola spazzola del motore e, in una realizzazione preferita, sono disponibili presso la Bosch GmbH di Germania come parte 0-270-100-508-069), come illustrato in figura 6, risolve questo problema. Poiché un diodo consente il passaggio di corrente continua solo in una direzione, se i due terminali sinistri (numeri 1 e 2) fossero collegati ai terminali di batteria, come indicato, la corrente passerebbe attraverso il terminale 1 del collettore mediante la spazzola negativa 32(d) e per passaggio di corrente attraverso il diodo 84 attravero il terminale negativo 32(b). La corrente uscirebbe fuori dal collettore attraverso la spazzola positiva 32(a) e la spazzola positiva 32(c) attraverso il diodo 82 e fuori dal terminale numero 2. Cosi* il collegamento dei terminali 1 e 2 alla tensione del sistema fornirebbe funzionamento a piena velocità. Il collegamento dei terminali 1 e 3 alla tensione piena del sistema consentirebbe un passagio di corrente nel collettore 24 attraverso le spazzole negative 32(b) e 32(d), come sopra notato. Tuttavia, l’uscita di corrente dal collettore 24 sarebbe solo attraverso la spazzola 32(c), perché il passaggio di corrente dalla spazzola 32(a) sarebbe bloccato dal diodo 82 (la corrente non può scorrere nella direzione della freccia indicante un diodo). Quindi, la spazzola 32(a) è effettivamente scollegata dal funzionamento, portando alla curve di corrente con tre spazzole notate in figura 5.

Similmente, se sono collegati i terminali 2 e 4, la corrente può scorrere nel collettore 24 solo attraverso la spazzola 32(b) e non attraverso la spazzola 32(d), (a causa dell’effetto bloccante del diodo 84), benché possa scorrere corrente fuori dal collettore attraverso le spazzole 32(a) e 32(c) direttamente al terminale 2. Quindi, il collegamento dei terminali 2 e 4 potrebbe pure portare a funzionamento a tre spazzole, come trattato sopra.

Il collegamento dei terminali 3 e 4 agli opportuni terminali di batteria porterà al passaggio di corrente dal terminale 4 nel collettore 24 solo attraverso la spazzola 32(b), (a causa dell’azione di blocco del diodo 84), e solo fuori dal collettore mediante la spazzola 32(c), (a causa detrazione di blocco del diodo 82), al terminale 3. Quindi, il collegamento dei terminali 3 e 4 porta alla situazione di coppia e potenza a due spazzole mostrata in figura 5. Di importanza, il collegamento dei terminali (scegliendo elettronicamente tra collegamenti di una qualsiasi coppia di terminali 1-4), porterà a funzionamento a velocità piena, media o bassa in un motore a corrente continua a quattro spazzole.

La figura 7 illustra un circuito elettronico per fornire un’uscita elettrica indicante il fatto che il motore elettrico in corrente contina ruota o è bloccato quando alimentato. Una coppia di spazzole, che sono alimentate con polarità opposta, 32(a) e 32(b), sono illustrate in una configurazione di motore a due spazzole, benché, se fosse usato un motore a quattro spazzole come in figura 6, le spazzole sarebbero distanziate di 90° invece di 180°. Quando il motore viene alimentato e ruota, passa una corrente continua attraverso il motore con un’ondulazione alternata impressa sulla medesima. Il resistore 90 può essere un piccolo resistore di caduta di tensione o può essere la resistenza di linea del circuito della spazzola. Variazioni di passaggio di corrente attraverso il resistore forniranno una tensione variabile ad un’armatura di un condensatore 92 che, in combinazione con un resistore 94, forma un filtro RC per fare passare la corrente alternata, ma bloccare la componente continua della corrente di spazzola.

La componente alternata viene amplificata nel circuito amplificatore comprendente un amplificatore operazionale 96 e resistori 98 e 100. L’uscita amplificata viene applicata ad un condensatore 102 e ad un dìodo 104 che, assieme, formano un duplicatore di tensione. La componente di ondulazione viene quindi amplificata e raddoppiata di tensione ed applicata ad un diodo emettitore di luce 106 attraverso un resistore 108 limitatore di corrente verso terra.

Perciò, in questa realizzazione particolare, fintanto che il motore ha energia applicata al medesimo e ruota, sarà generata una frequenza di ondulazione che, dopo amplificazione e raddoppiamento di tensione, è sufficiente ad obbligare il diodo 106 emettitore di luce ad emettere luce visibile. Tuttavia, se il motore si blocca, anche se ha ancora energia applicata attraverso le spazzole, non ci sarà componente alternata e non ci sarà, componente alternata amplificata e nemmeno ci sarà alcuna componente di tensione raddoppiata, con la conseguenza che il diodo emettitore di luce non sarà illuminato. Ovviamente, si potrebbe utilizzare l’uscita del filtro RC, se è sufficiente un'indicazione elettrica non amplificata. Similmente, l’uscita dell’amplificatore o l’uscita raddoppiata di tensione potrebbe essere utilizzata per fornire un’indicazione che il motore funziona correttamente, e quindi l'assenza di un’indicazione è di per se stessa un’indicazione che il motore è bloccato.

La figura SA mostra il portaspazzole 30 con una realizzazione preferita del terminale di collegamento 34. La posizione delle spazzole 32(a) - 32(d) è mostrata con riferimento alla figura 6, eccetto che non sono stati inseriti i diodi 82 e 84. Il portaspazzole 30 contiene anche piste di ottone per collegare le spazzole al terminale di collegamento (la pista positiva 130 collegata elettricamente alle strisce positive 124 e 126 e la striscia negativa 132 collegata alla striscia negativa 128). La figura 9 è una vista da dietro del portaspazzole di figura 8A con l’eccezione che b stato modificato tagliando la pista positiva 130 per consentire raggiunta di un singolo diodo 82 (come trattato con riferimento alla figura 6 ed ulteriormente trattato in dettaglio più avanti).

Pure in figura 8 A si illustra raggiunta di bobine di arresto 120 collegate tra ciascuna delle spazzole e i loro rispettivi collegamenti terminali positivi o negativi. Un condensatore 122 collega pure i collegamenti positivi e negativi per le spazzole 32(a) e 32(d) che, in combinazione con le. bobine di arresto sopprime i disturbi a radiofrequenza (RFI) durante il funzionamento del motore.

Si è trovato che, posizionando le bobine 120 di soppressione di RFI, come mostrato in figura 8A, si può ottenere una significativa diminuzione di disturbi a radiofrequenza. Questo posizionamento convenzionale di tali bobine sarebbe in una direzione parallela all’asse di rotazione del motore e localizzato in una posizione assiale differente da quella della medesima spazzola (portando ad un portaspazzole sostanzialmente più spesso). Il posizionamento immediatamente al di sopra dell’estremo della sede dì spazzole 42 porta a più brevi collegamenti elettrici dalla treccia di spazzola 144 e dalla rispettiva pista alla bobina 120 (come anche in un più sottile portaspazzole). La breve distanza tra la spazzola e la bobina di arresto serve a ridurre la RFI.

Inoltre, il fatto che le piste positive e negative sono sostanzialmente parallele e hanno flussi di corrente uguali ed opposti, serve a cancellare i campi elettromagnetici generati dalla corrente continua pulsante attraverso le piste, che è almeno una causa parziale di RFI. Gli svariati fattori mostrati nelle figure 8A e 9 che portano a ridurre la RFI hanno portato a motori di prototipo che hanno tutti un numero di RFI DIN (Deutsche Internationale Norm) di almeno livello 4 e qualcuno di livello 5 (più alto è il livello, meglio è, e il livello 5 è il livello massimo di soppressione di RFI misurata).

Il portaspazzole 30, in una realizzazione preferita, è fatto di una plastica reperibile presso la General Electric sotto il nome "Valox 9230”. La plastica viene stampata ad iniezione con gli opportuni canali, in modo che le piste positive e negative 130 e 132, rispettivamente, risiedono in quei canali e sono sostanzialmente a pari con la superficie posteriore del portaspazzole. Un numero di linguelle plastiche 134 sporge in alto dalla superficie del portaspazzole e immediatamente adiacenti ai canali, in cui sono posizionate le piste. Durante la costruzione del portaspazzole, dopo che le piste sono state posizionate nei loro rispettivi canali, le linguette vengono "schiacciate a caldo" o riscaldate, fino a che possono essere deformate plasticamente, in modo da impedire rimozione delle piste dai loro rispettivi canali. Le sedi di spazzole 42 sono fissate al portaspazzole 30 mediante linguelle 142 che sporgono attraverso il portaspazzole e vengono quindi piegate per fissare le sedi di spazzole al portaspazzole.

Si noterà che il portaspazzole 30 ha tre sporgenze estendentisi radialmente 136, 137 e 138 che servono a posizionare il portaspazzole nella carcassa di motore 18. La sporgenza 138 contiene una porzione di pista 132 che ha una punta di ottone 140 sporgente tra 0,020 e 0,025 pollici (tra 0,5-0, 6 mm) radialmente all'esterno oltre la sporgenza 138. Si può vedere che , quando il portaspazzole i montato nella carcassa del motore, la punta 140 formerà un buon contatto elettrico tra la pista negativa 132 e la carcassa di motore, in modo da assicurare che il motore sia correttamente collegato a terra. I convenzionali motori elettrici per automobili utilizzano una massa negativa, come mostrato. Tuttavia, la pista positiva 130 potrebbe essere prolungata con una simile punta come quella, in combinazione con la sporgenza 136, e si potrebbe stabilire un collegamento per massa positiva.

Benché il terminale 34 di figura 8A, già mostrato senza modifiche alla pista positiva 130, in figura 9 la pista positiva 130 è tagliata tra il collegamento delle strisce terminali 124 e 126 per' consentire funzionamento a velocità multiple. Queste strisce terminali potrebbero essere alimentate separatamente con una tensione positiva di alimentazione, qualora fosse desiderabile ottenere una realizzazione a tre spazzole, come mostrato in figura 5, piuttosto che una realizzazione a quattro spazzole. Similmente, un diodo 82 potrebbe essere installato per collegare le due strisce terminali 124 e 126, come mostrato e trattato in figura 6. Questo fornirebbe due livelli di funzionamento di velocità di motore, a seconda di quale modo il diodo fosse orientato e quali delle due strisce positive fossero alimentate.

La figura 8B mostra una costruzione alternativa del terminale e delle rispettive strisce conduttrici per fornire i quattro collegamenti elettrici mostrati in figura 6. Entrambe la pista positiva 130 e la pista negativa 132 sono divise, in modo da consentire l'installazione di un diodo positivo 82 e di un diodo negativo 84 consentendo il funzionamento del dispositivo di figura 8 A nel modo trattato in associazione con la figura 6, cioè, tre separate velocità di funzionamento, a seconda che rimangano alimentate quattro, tre o due spazzole. Nel caso che i diodi 82 e 84 debbano essere inclusi sul portaspazzole 30, come mostrato in figura 8A (dove una o entrambe le piste sono divide, come mostrato nelle figure 9 e 8B, rispettivamente), questi dovrebbero essere posizionati sopra il collegamento tra le strisce terminali e le loro rispettive piste collegando l’intervallo tra i lati destri e sinistri delle rispettive piste.

La figura 10 illustra il posizionamento dei magneti permanenti 20 nella carcassa di motore 18 che, in una realizzazione preferita, possono essere uniti alla periferia interna della carcassa. Dei fermagli temporanei ISO di posizionamento comprendono un singolo dispositivo sagomato ad U di acciaio per molle con i bracci solcati, in modo che essi spingano gli estremi dei magneti lontano tra di loro. Questa spinta, a sua volta, spinge i magneti radialmente all'esterno in contatto intimo con la carcassa di motore 18. Benché i fermagli siano principalmente utili nel posizionamento iniziale dei magneti, mentre si vulcanizza il materiale adesivo legante, essi forniscono anche una riserva che continua a posizionare un magnete, qualora si rompesse il materiale adesivo. Questa caratteristica di ritegno di riserva dei magneti permanenti serve ad aumentare l’affidabilità e la durata del motore compatto per ventilatori.

I dettagli del montaggio del cuscinetto a sfere anteriore 14 nella carcasse di motore 18 sono anche mostrati in figura 10, dove può essere unito per adesione e/o trattenuto meccanicamente mediante linguelle ripiegate 152.

La figura 11 è una vista esplosa mostrante il rotore 22 che è formato da una pluralità di lamierini, allo scopo di ridurre le perdite da correnti disperse nel nucleo. Un perfezionamento del presente rotore i l’utilizzazione di passaggi 160 di aria di raffreddamento che servono a ridurre la resistenza al passaggio di aria attorno ed attraverso il rotore. Questa resistenza ridotta serve ad aumentare la quantità di flusso oltre il complesso di collettore e spazzole promuovendo ulteriormente perciò il raffreddamento interno del mo tore per ventilatore.

Rientranze e sporgenze 162 sono ricavate in ciascun lamierino, in modo che su un lato c'è una rientranza e sull’altro lato una corrispondente sporgenza. Quando i lamierini sono assiemati, l’interblocco delle rientranze e delle sporgenze di lamierini adiacenti aiutano a mantenere un’integrità meccanica tra le lamiere e/o possono essere uniti insieme mediante resina epossidica.

Un ulteriore perfezionamento in termini di riduzione di costi è l’impiego di un'apertura centrale rigata 164 che, in una realizzazione preferita, consente un’inserzione forzata del rotore sull’albero di uscita 12 senza la necessità di costosi riscaldamenti dei lamierini e/o raffreddamenti dell'albero nel convenzionale metodo di assiemaggio per innesto ad interferenza. Si è notato che le rigature non corrispondono generalmente alle nervature che possono essere fornite sull’albero di uscita, dove questo si infila attraverso l’apertura 164, in modo che c’è un genuino innesto ad interferenza piuttosto che semplicemente un collegamento per scanalature.

Degli isolanti di nylon 166 e 168 racchiudono i lamierini del rotore e servono come difesa addizionale contro cortocircuiti elettrici tra gli avvolgimenti di bobine sull’armatura e il medesimo nucleo metallico laminato di armatura. Nelle armature di tecnica anteriore, che si basano solamente sull’isolamento dei fili di avvolgimento per impedire cortocircuiti, c'è una necessità di una finitura molto accurata dei lamierini, in modo che i bordi non abbiano bave o bruciature che potrebbero penetrare nel sottile isolante del filo per avvolgimenti. Il posizionamento di isolanti di nylon 166 e 168 attorno ai lamierini elimina la necessità di trattamento dei lamierini per eliminare tali sporgenze. Quindi, l’uso di isolanti di nylon, benché aggiunga due componenti addizionali, serve a ridurre il tempo necessario a costruire un accettabile nucleo laminato per un’armatura.

Benché l’invenzione sia stata descritta con quella che viene presentemente considerata la realizzazione più pratica e preferita, si deve capire che l'invenzione non deve essere limitata alla realizzazione descritta, ma al contrario, si intende coprire svariate modifiche e disposizioni equivalenti comprese entro lo spirito e il campo delle seguenti rivendicazioni.

Claims (25)

1. RI VE NDIC AZIONI 1. Perfezionato sistema di molle per spazzole per dispositivi usanti sistemi di spazzole e collettori, come motori e generatori, per trasferire corrente elettrica da una spazzola generalmente fissa ad un collettore rotante, detto collettore avendo un piano di rotazione, detto sistema di molle per spazzole comprendendo: almeno una spazzola conduttrice avente due estremi, un estremo in contatto con detto collettore ed altro estremo lontano da detto collettore; almeno un sistema di alloggiamento di spazzole per montare scorrevolmente almeno una spazzola conduttrice per movimento in direzione verso e via da detto collettore, detta sede per spazzole comprendendo due alette ciascuna sporgente in generale via da dette spazzole in detto piano di rotazione di detto collettore; e un sistema di molle per spingere detta spazzola conduttrice in contatto elettrico con detto collettore, detto sistema di molle comprendendo una molla generalmente sagomata ad U avente due porzioni sporgenti collegate da una porzione trasversale, dette due porzioni sporgenti avendo ciascuna un estremo, ciascun estremo contenendo una molla elicoidale estendentesi all’esterno di detta molla sagomata ad U che tocca detta spazzola in almeno due punti su detto estremo di spazzola lontano da detto collettore, dette molle elicoidali appoggiandosi su rispettive alette per spingere detta spazzola in contatto con detto collettore, almeno una di dette alette sporgendo ad un angolo acuto rispetto a detta direzione di movimento di detta spazzola, detta almeno un'aletta comprendendo un mezzo per spingere détta rispettiva molla elicoidale e porzione sporgente di detta molla sagomata ad U in impegno di appoggio su detta spazzola in un punto intermedio tra detti estremi di detta spazzola.
2. 2. Sistema di molle per spazzole secondo rivendicazione 1, nel quale entrambe dette alette sporgono ad un angolo acuto, e detta molla ad U tocca detta spazzola in quattro punti, due punti di contatto essendo a detto estremo di spazzola lontano da detto collettore e due punti di contatto essendo in punti su lati opposti di detta spazzola intermedi tra detti estremi di detta spazzola.
3. 3. Sistema di molle per spazzole secondo rivendicazione 1, nel quale detto angolo acuto è nella gamma tra 55° e 85°.
4. 4. Sistema di molle per spazzole secondo rivendicazione 2, nel quale detto angolo acuto è nella gamma tra 53° e 85°.
5. 5. Sistema di molle per spazzole secondo rivendicazione 3, nel quale detto angolo acuto comprende un angolo di circa 75°.
6. 6. Sistema di molle per spazzole secondo rivendicazione 4, nel quale detto angolo acuto comprende un angolo di circa 73°.
7. 7. Perfezionato sistema di raffreddamento per un motore elettrico avente almeno due spazzole fomenti corrente elettrica ad un collettore rotante, detto motore contenendo una carcassa di motore avente porzioni anteriori e posteriori e una pluralità di aperture su una porzione anteriore di detta carcassa di motore, un albero rotante, sul quale é fissato detto collettore, detto albero avendo un asse dì rotazione, un portaspazzole, sul quale sono montate dette almeno due spazzole per contatto elettrico con detto collettore e un mozzo anteriore fissato su detto albero rotante, detto sistema di raffreddamento comprendendo: uno scudo disposto in detta porzione posteriore di detta carcassa di motore e contenente una pluralità di aperture consententi ad aria di raffreddamento di scorrere in detta carcassa di motore, essendo dette aperture di scudo posizionate ad una distanza radialmente esterna rispetto a detto asse di rotazione; mezzi per definire un’apertura di porta spazzole tra detto collettore e detto portaspazzole, detta apertura di portaspazzole estendentesi da detto collettore in una distanza radialmente esterna minore della distanza radialmente esterna di detto scudo, detta apertura comprendendo un mezzo per dirigere una corrente di aria di raffreddamento da dette aperture di scudo verso dette spazzole e collettore; e mezzi per creare una regione di bassa pressione tra detto mozzo anteriore e detta carcassa di rotore e aspirare perciò aria da detta carcassa di motore attraverso dette aperture.
8. 8. Perfezionato sistema di raffreddamento secondo rivendicazione 7, nel quale detti mezzi creatori di bassa pressione sono formati da una pluralità di nervature sporgenti radialmente di detto mozzo anteriore tra detto mozzo anteriore e detta carcassa di motore.
9. 9. Perfezionato sistema di raffreddamento secondo rivendicazione 7, nel quale dette aperture di scudo e detta apertura di portaspazzole non sono assialmente coincidenti.
10. 10. Perfezzionato sistema di raffreddamento secondo rivendicazione 7, nel quale dette aperture di scudo hanno un'area totale e detta apertura di portaspazzole ha un’area totale, e l’area totale di detta apertura di scudo è maggiore dell’area totale di detta apertura di portaspazzole.
11. 11. Perfezionato sistema di raffreddamento secondo rivendicazione 7, nel quale detto portaspazzole ha una periferia esterna, e detta periferia esterna è montata in contatto almeno parziale con detta carcassa di motore, e attraverso detta apertura di portaspazzole passa una porzione di aria di raffreddamento maggiore di quella che passa attorno alla periferia esterna di detto portaspazzole.
12. 12. Motore elettrico in corrente continua, a magneti permanenti multipolare a spazzole multiple avente velocità multiple di funzionamento, detto motore comprendendo: un rotore e un collettore montati per rotazione, detto rotore contenendo una pluralità di bobine azionatrici collegate, ciascun collegamento tra bobine azionatrici essendo collegato ad un elemento di detto collettore; più di 2 n spazzole, dove n è uguale ad un numero intero positivo, in polarità alternata ugualmente distanziata attorno al collettore per fare contatto elettrico con detti elementi di collettore; e mezzi per collegare a scelta energia in corrente continua a tutte dette spazzole per un funzionamento a piena velocità e a meno di tutte dette spazzole per un funzionamento a velocità meno che piena, dove per funzionamento a piena velocità n spazzole sono collegate al terminale negativo di corrente continua e n spazzole sono collegate ad un terminale positivo di corrente continua, e per un funzionamento a velocità meno che piena una di dette spazzole è scollegata dal suo rispettivo terminale di corrente continua.
13. 13. Motore elettrico in corrente continua a magneti permanenti multipolare a spazzole multiple secondo rivendicazione 12, dove n è uno e ci sono due spazzole positive e due spazzole negative, e dette spazzole sono distanziate ad intervalli di 90° attorno al collettore.
14. 14. Motore elettrico in corrente continua a magneti permanenti multipolare a spazzole multiple secondo rivendicazione 13, nel quale per detto funzionamento a velocità meno che piena, una di dette spazzole è scollegata da un rispettivo terminale.
15. 15. Motore elettrico in corrente continua a magneti permanenti multipolare a spazzole multiple secondo rivendicazione 13, nel quale per detto funzionamento a velocità meno che piena due spazzole adiacenti sono scollegate dai rispettivi terminali.
16. 16. Motore elettrico in corrente continua a magneti permanenti multipolare a spazzole multiple secondo rivendicazione 13, nel quale ci sono tre velocità di funzionamento, per funzionamento a piena velocità, tutte le spazzole sono collegate a rispettivi terminali, per funzionamento a velocità intermedia, una di dette spazzole è scollegata da un rispettivo terminale, e per funzionamento a bassa velocità, due spazzole adiacenti sono scollegate dai rispettivi terminali.
17. 17. Motore elettrico in corrente continua a magneti permanenti multipolare a spazzole multiple secondo rivendicazione 13, nel quale un collegamento selettivo di spazzole determina funzionamento a piena velocità o a velocità meno che piena, contenente inoltre almeno un diodo collegato tra almeno una coppia di spazzole opposte dalla medesima polarità, detto diodo comprendendo un mezzo per consentire un passaggio di corrente attraverso la coppia di spazzole opposte, quando una della coppia di spazzole opposte i collegata ad un rispettivo terminale di corrente continua e per impedire passaggio attraverso detta una della coppia di spazzole opposte, quando l'altra coppia di spazzole opposte i collegata a detto rispettivo terminale di corrente continua.
18. 18. Motore elettrico in corrente continua a magneti permanenti multipolare a spazzole multiple secondo rivendicazione 13, nel quale detto collegamento selettivo di spazzole determina funzionamento a piena velocità o a velocità meno che piena, contenente inoltre almeno un diodo collegato tra una coppia di spazzole opposte, in modo che, quando il rispettivo terminale di corrente continua è collegato ad un estremo di detto almeno un diodo passa corrente direttamente all’associata spazzola e attraverso almeno un diodo alla spazzola opposta, e quando il rispettivo terminale di corrente continua è collegato all’altro estremo di detto almeno un diodo, passa corrente direttamente all'associata spazzola, ma viene impedita da detto almeno un diodo di passare alla spazzola opposta.
19. 19. Motore elettrico in corrente continua a magneti permanenti multipolare a spazzole multiple secondo rivendicazione 13, nel quale detto collegamento selettivo di spazzole determina funzionamento a piena velocità o a velocità meno che piena, in cui due spazzole positive opposte e due spazzole negative opposte sono identificate come spazzole A, C, B e D, rispettivamente, contenendo inoltre un diodo di spazzola positiva collegato tra spazzole opposte A e C e un diodo di spazzola negativa collegato tra spazzole opposte B e D, dove un terminale di corrente continua negativo applicato alla spazzola D consentirà un passaggio di corrente attraverso il diodo di spazzola negativa alla spazzola B, ma un terminale negativo di corrente continua applicata alla spazzola B non consentirà passaggio di corrente attraverso il diodo di spazzola negativa verso la spazzola D, e un terminale positivo di corrente continua applicato al terminale A consentirà passaggio di corrente dal collettore attraverso la spazzola C e da detto diodo di spazzola positiva verso il terminale positivo di corrente continua, ma non consente passaggio di corrente dalla spazzola A attraverso il diodo di spazzola positiva, quando il terminale positivo di corrente continua i collegato alla spazzola C.
20. 20. Circuito di indicazione di motore bloccato per fornire un’indicazione elettrica che un motore elettrico in corrente continua è bloccato, dove bloccato è definito come energia applicata alle spazzole del motore ma il motore non rotante, detto motore avendo delle spazzole, detto circuito di indicazione comprendendo: mezzi di filtro passa alto, collegati ad una di dette spazzole per fare passare un'uscita a frequenza di ondulazione; mezzi amplificatori, rispondenti a detti mezzi di filtro passa alto per amplificare ogni uscita di frequenza di ondulazione dì detto filtro e fornire un’uscita amplificata; e mezzi raddrizzatori per raddrizzare l’uscita amplificata e fornire un’indicazione elettrica di nessuna uscita, quando detto motore è bloccato, e un'uscita raddrizzata, quando detto motore non è bloccato.
21. 21. Circuito di indicazione di motore bloccato secondo rivendicazione 20, nel quale detto mezzo di filtro passa alto comprende un filtro RC per fare passare corrente continua in corrispondenza di detta spazzola verso un terminale di batteria e massa e per fare passare ogni componente di ondulazione a detto mezzo amplificatore.
22. 22. Circuito di indicazione di motore bloccato secondo rivendicazione 20, nel quale detto circuito contiene inoltre un resistore collegato in serie con detta spazzola, e detto mezzo di filtro è collegato ai capi di detto resistore.
23. 23. Circuito di indicazione di motore bloccato secondo rivendicazione 20, nel quale detto circuito contiene inoltre un diodo emettitore di luce collegato a detta uscita raddrizzata, detto diodo emettitore di luce fornendo luce visibile come indicazione che detto motore non è bloccato e un’assenza di luce visibile come indicazione che detto motore è bloccato.
24. 24. Motore elettrico in corrente continua a magneti permanenti multipolare a spazzole multiple avente ridotta emissione a radiofrequenza (RFI), .detto motore comprendendo un rotore e un collettore montato per rotazione, detto rotore contenendo una pluralità di bobine azionatrici collegate, essendo ciascun collegamento tra bobine azionatrici collegato ad un elemento di detto collettore; un portaspazzole avente piste positive e negative, dette piste essendo collegate elettricamente ad una sorgente di corrente continua; più di 2 n spazzole, dove n è uguale ad un numero intero positivo, montate su detto portaspazzole in polarità alterne positive e negative ugualmente distanziate attorno al collettore, per fare contatto elettrico con detti elementi di collettore; e mezzi per ridurre la RFI comprendenti almeno uno di: mezzi per localizzare dette piste positive e negative adiacenti tra di loro su detto portaspazzole; inserire bobine di arresto tra ciascuna di 2 n spazzole e una rispettiva pista; collegare dette piste positive e negative con un condensatore.
25. 25. Motore elettrico in corrente continua a magneti permanenti multipolare a spazzole multiple secondo rivendicazione 24, nel quale ci sono quattro spazzole, due spazzole positive e due spazzole negative, e detti mezzi per ridurre la RFI comprendono impiegare nuclei di ferrite per ciascuna di dette bobine di arresto, e ciascuna bobina è posizionata in un piano definito da dette spazzole ed immediatamente adiacente a una rispettiva spazzola, ciascuna di dette bobine di arresto è montata perpendicolare a una direzione di funzionamento di detta rispettiva spazzola, ciascuna bobina di arresto avendo due estremi, uno di detti due estremi immediatamente collegato a detta spazzola su una distanza uguale a meno della lunghezza di detta bobina e l'altro di detti due estremi collegato immediatamente a una rispettiva pista su una distanza uguale a meno della lunghezza di detta bobina, e ciascuna di dette piste positiva e negativa estendentesi sostanzialmente coassiale rispetto all'asse di rotazione di detto motore sono immediatamente adiacenti su detto portaspazzole e sono collegate da un condensatore per fare passare tensione a radiofrequenza,