ITPD20010256A1 - Dispositivo perfezionato di trascinamento fra il rotore di un motore sincrono a magneti permanenti e l'organo operatore. - Google Patents

Description

"DISPOSITIVO PERFEZIONATO DI TRASCINAMENTO FRA IL ROTORE DI UN MOTORE SINCRONO A MAGNETI PERMANENTI E L’ORGANO OPERATORE"

DESCRIZIONE

Il presente trovato ha per oggetto un dispositivo perfezionato di trascinamento fra il rotore di un motore sincrono a magneti permanenti e l'organo operatore.

Come è noto i motori elettrici con rotore a magneti permanenti hanno uno schema strutturale che comprende uno statore, con elettromagnete a pacco di lamierini e relativi avvolgimenti, ed un rotore disposto fra almeno due espansioni polari definite dallo statore.

Il rotore è assialmente attraversato da un asse girevolmente connesso ad una struttura di supporto.

E' anche noto che lavviamento di un motore sincrono è tanto più difficile tanto più elevata è l'inerzia del carico ad esso applicato.

Infatti 1'avviamento avviene in forma di processo transitorio nel quale direzione di rotazione, velocità e corrente cambiano fino a raggiungimento del sincronismo.

In questo processo transitorio viene determinata una oscillazione del rotore per effetto del campo magnetico alternato prodotto dallo statore il quale, inducendo sul rotore a magnete permanente una coppia, tende a portarlo in una posizione in cui il campo magnetico del rotore stesso risulta essere allineato con il campo di statore.

Se in questo "pendolamento" il rotore acquisisce l'energia cinetica sufficiente per riuscire a spostarsi di un'inezia fuori dalla posizione di allineamento, esso subisce una ulteriore accelerazione che lo porta a compiere un'altra porzione di giro e così via fino a raggiungere lostato di sincronismo.

Vengono oggi impiegati in modo diffuso giunti del tipo ad accoppiamento meccanico inseriti fra il carico ed il rotore che rendono quest'ultimo, nella fase di avviamento, libero di oscillare per un certo angolo di rotazione.

E' il caso dei cosiddetti giunti a denti in cui un primo dente, di trascinamento, eccentrico rispetto all'asse di rotazione, è solidale al rotore, mentre un secondo dente, trascinato, pure esso eccentrico rispetto all'asse di rotazione, è solidale al carico.

In tal modo nel transitorio di avviamento il rotore risulta disimpegnato dall'inerzia del carico e ciò a vantaggio del raggiungimento dello stato di sincronismo.

Si ha quindi una rotazione libera per un certo angolo (usualmente di 180° sessagesimali), poi l'impatto quando il carico viene agganciato realizzando un collegamento diretto fra carico e rotore che in pratica nel funzionamento risultano essere solidalmente vincolati.

Quindi, il transitorio di libera rotazione permette al motore di raggiungere lo stato di sincronismo e di sviluppare una coppia tale da essere in grado di vincere il momento di inerzia del carico allo spunto.

E’ stato recentemente messo a punto un dispositivo di trascinamento fra il rotore di un motore sincrono a magneti permanenti e l'organo operatore, oggetto della domanda di brevetto italiano n. PD98A000058 del 19/3/1998 a nome dello stesso richiedente, che comprende almeno due giunti di trascinamento cooperanti l'uno con l'altro in successione cinematica.

Ciascun giunto è costituito da un organo di trascinamento eccentrico rispetto all'asse di rotazione e solidale ad un componente della trasmissione del moto e da un organo trascinato, pure esso eccentrico rispetto all'asse di rotazione, solidale al componente posto cinematicamente in successione al precedente.

Gli organi trascinatore e trascinato sono disposti su distinte, non interferenti, posizioni assiali ed un componente intermedio della trasmissione, incorporante sia un organo trascinato che un organo di trascinamento, è interposto a realizzare il collegamento cinematico presentando un ingombro assiale adeguato ad interferire con le traiettorie di entrambi.

Nella realizzazione praticali componente interposto tra gli organi trascinatore e trascinato è costituito da un unico elemento elastico in gomma.

Il problema che si pone in questo tipo di giunti di trasmissione del moto è dovuto alle elevatissime accelerazioni del rotore (dell’ordine di 16.000 rad/sec<2>) che determinano urti fra gli organi di trascinamento e trascinato che si propagano aH’intemo dell’elemento elastico.

L’onda d’urto che ne deviva rimane confinata all’interno dell’elemento elastico e determina la prematura rotura dello stesso.

Il compito principale del presente trovato è quello di metere a punto un dispositivo perfezionato di trascinamento fra il rotore di un motore sincrono a magneti permanenti e l'organo operatore che elimini l’inconveniente sopra lamentato dai tipi noti.

Nell’ambito del compito sopra esposto, conseguente primario scopo è quello di mantenere Γ efficienza acustica (silenziosità) del dispositivo sia alla partenza che durante il funzionamento per tuta la vita della pompa.

Ancora uno scopo è quello di metere a punto un dispositivo di trascinamento costrutivamente semplice e di dimensioni ridote.

Ancora uno scopo è quello di metere a punto un dispositivo di trascinamento di costo contenuto.

Ancora uno scopo è quello di aumentare la vita a fatica del componente e della sua applicazione.

Questi ed altri scopi ancora, che più chiaramente appariranno in seguito, vengono raggiunti da un dispositivo perfezionato di trascinamento fra il rotore di un motore sincrono a magneti permanenti e l'organo operatore comprendente un organo di trascinamento eccentrico rispeto all'asse di rotazione e solidale ad un primo componente della trasmissione del moto ed un organo trascinato, pure esso eccentrico rispeto all'asse di rotazione, solidale ad un secondo componente della trasmissione del moto posto cinematicamente in successione precedente, deti organi trascinatore e trascinato essendo disposti su distinte, non interferenti, posizioni assiali e essendo operativamente collegati con mezzi di collegamento cinematico il cui ingombro assiale li interessa contemporaneamente, detto dispositivo caratterizzandosi per il fatto che detti mezzi di collegamento cinematico sono costituiti da almeno due elementi elastici disposti uno in successione angolare all’altro nelle zone di traiettoria di detti organi trascinatore e trascinato.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di una sua forma realizzativa illustrata a titolo indicativo, ma non per questo limitativo della sua portata, nelle allegate tavole di disegni in cui:

la fig. 1 è una vista in esploso di un rotore di motore elettrico a magneti permanenti dotato di un dispositivo secondo il trovato;

la fig. 2 è una vista prospettica di un componente del dispositivo in una variante realizzativa;

la fig. 3 è una vista in sezione diametrale (secondo la traccia ΙII -ΙII di fig. 4) del dispositivo di fig. 1;

la fig. 4 è una vista in sezione trasversale secondo la traccia IV-IV di fig. 3.

Con riferimento alle figure precedentemente citate, il rotore di un motore elettrico a magneti permanenti, indicato nel suo complesso con il numero di riferimento 10 e comprendente un magnete permanente 11 anulare e cilindrico sul quale è sovrastampato un elemento 12 in materia plastica definente un codolo interno 13 e flangiature di estremità 14.

Il rotore 10 si presenta quindi nel complesso di forma cilindrica con foro assiale 15 in cui è inserito solidale un alberino 16.

Fra il rotore 10, e conseguentemente fra Γ alberino 16 che ad esso è solidale, e l'organo operatore, in questo caso costituito da una girante 17 di una pompa centrifuga, non illustrata nelle figure, è presente un dispositivo di trascinamento perfezionato secondo il trovato.

Quest’ultimo comprende, in un corpo cavo assiale 18 che si sviluppa dalla girante 17 verso il rotore 10 e chiuso da un coperchio 19.

Il corpo cavo 18 è a tenuta per mezzo di una guarnizione ad anello 20 alloggiata in una sede 21 nella zona di passaggio deH’alberino 16.

Il dispositivo di trascinamento comprende un organo di trascinamento eccentrico rispetto all'asse di rotazione costituito da un primo dente 22 che si sviluppa da un codolo 23 calettato sull'estremità dell ’alberino 16 interna al corpo 18.

Il primo dente 22 è solidale quindi ad un primo componente della trasmissione del moto costituito dal rotore 10.

Il dispositivo comprende ancora un organo trascinato, pure esso eccentrico rispetto all'asse di rotazione, costituito da un secondo dente 24 che si sviluppa monolitico alla parete interna del corpo 18 ed è quindi solidale ad un secondo componente della trasmissione del moto posto cinematicamente in successione precedente costituito dalla girante 17.

I denti 22 e 24 sono disposti su distinte, non interferenti, posizioni assiali e sono operativamente collegati con mezzi di collegamento cinematico il cui ingombro assiale li interessa contemporaneamente costituiti da almeno due elementi elastici 25 e 26 disposti uno in successione angolare all’altro nelle zone di traiettoria dei denti stessi.

Ciascun elemento elastico 25 o 26 prende la forma di una porzione di anello (in questo caso ciascuno di ampiezza pari sostanzialmente ad un quarto di angolo giro, ma anche di ampiezze fra loro diverse) a spigoli arrotondati, come visibile in fig. 1.

Naturalmente l’ingombro angolare dei denti 22 e 24 è limitato per lasciare libertà di movimento agli elementi elastici 25 e 26.

Con particolare riferimento alla fig. 2, è da mettere in evidenza che i due elementi 25 e 26 possono essere monolitici perché collegati da un diaframma 27 in posizione mediana dell’ingombro assiale.

Gli elementi 25 e 26 possono essere sia in materiali diversi che uguali (come gomma) e realizzano un sistema elastico in grado di smorzare progressivamente l’urto fra i denti 22 e 24 dei quali il secondo è inizialmente fermo.

I due elementi 25 e 26 distribuiscono l’energia d’urto in un volume superiore di materiale rispetto a quanto finora noto ed al tempo stesso smorzano in modo efficace la riflessione dell’onda d’urto perché vi è un’interruzione all’interfaccia di essi (la presenza del diaframma 27 non ha particolari influenze).

Si è in pratica constatato come il trovato abbia raggiunto il compito e gli scopi ad esso preposti.

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo.

In pratica i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso contingente, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi, a seconda delle esigenze.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo perfezionato di trascinamento fra il rotore di un motore sincrono a magneti permanenti e l'organo operatore comprendente un organo di trascinamento eccentrico rispetto all'asse di rotazione e solidale ad un primo componente della trasmissione del moto ed un organo trascinato, pure esso eccentrico rispetto all'asse di rotazione, solidale ad un secondo componente della trasmissione del moto posto cinematicamente in successione precedente, detti organi trascinatore e trascinato essendo disposti su distinte, non interferenti, posizioni assiali e essendo operativamente collegati con mezzi di collegamento cinematico il cui ingombro assiale li interessa contemporaneamente, detto dispositivo caratterizzandosi per il fatto che detti mezzi di collegamento cinematico sono costituiti da almeno due elementi elastici disposti uno in successione angolare all’altro nelle zone di traiettoria di detti organi trascinatore e trascinato.
2. 2) Dispositivo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti elementi elastici prende la forma di una porzione di anello.
3. 3) Dispositivo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti elementi elastici possono essere realizzati in materiali fra loro diversi.
4. 4) Dispositivo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti elementi elastici possono avere ampiezza angolare diversa l’uno dall’altro.
5. 5) Dispositivo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti elementi elastici sono collegati da un diaframma in posizione mediana dell’ingombro assiale.
6. 6) Dispositivo perfezionato di trascinamento fra il rotore di un motore sincrono a magneti permanenti e l'organo operatore come ad una o più delle rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per quanto descritto ed illustrato nelle allegate tavole di disegni.