ITRM20010629A1 - Macchina elettrica rotante avente poli ausiliari. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo :

"MACCHINA ELETTRICA ROTANTE AVENTE POLI AUSILIARI"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad una macchina elettrica rotante che ha una molteplicità di poli principali di magneti permanenti ed una molteplicità di poli ausiliari disposti tra poli principali adiacenti.

Come tecnica antecedente, JP-A-2000-261989 o EP1035629A2, che corrisponde alla prima pubblicazione, descrive un motore a corrente continua.

Questo motore a corrente continua ha una molteplicità di poli principali disposti circonferenzialmente, una molteplicità di poli ausiliari ciascuno dei quali è disposto tra due adiacenti dei poli principali ed una molteplicità di elementi di fissaggio di magneti per fissare i poli principali ed i poli ausiliari.

Come mostrato nelle figure 9A e 9B di EP1035629A2, l'elemento di fissaggio di magneti è formato da una piastra metallica elastica piegata a U che ha pareti laterali opposte, tra le quali è formato uno spazio per polo ausiliario per contenere un polo ausiliario. Le pareti laterali opposte sono piegate verso l'interno in maniera da essere contrapposte una all'altra in corrispondenza dei loro bordi, e estremità assiali dei bordi piegati sono staccate dalle pareti laterali per formare elementi di ritegno elastici.

Il polo ausiliario viene inserito nello spazio per polo ausiliario dell'elemento di fissaggio di magneti dopo che un elemento di ritegno elastico viene aperto verso l'interno in una direzione radiale. Al polo ausiliario viene impedito di spostarsi in direzioni assiali mediante un fermo che è formato in corrispondenza di una estremità dell'elemento di ritegno elastico. Il polo ausiliario è inoltre supportato nella direzione radiale sia da pezzi intagliati ricavati dalla superficie di parete superiore dell'elemento di fissaggio di magneti in corrispondenza della superficie radialmente esterna che dal bordo piegato in corrispondenza della sua periferia interna.

L'elemento di ritegno elastico del bordo piegato è leggermente incurvato verso 1'alto in corrispondenza della sua estremità dal bordo piegato quando il polo ausiliario non è inserito nello spazio per polo ausiliario. Pertanto, quando il polo ausiliario viene inserito nello spazio per polo ausiliario, l'elemento di ritegno elastico ed il bordo piegato vengono portati nello stesso piano così che l'elemento di ritegno elastico fornisce una forza elastica. Di conseguenza, al polo ausiliario viene impedito di spostarsi nelle direzioni radiali quando la superficie esterna del polo ausiliario è supportata dai pezzi intagliati.

L'elemento di ritegno elastico deve avere una lunghezza appropriata in modo da aprirsi radialmente verso l'interno quando il polo ausiliario viene inserito nella direzione assiale. Di conseguenza, la forza elastica dell'elemento di ritegno elastico è troppo piccola per impedire al polo ausiliario di spostarsi nelle direzioni radiali quando il polo ausiliario è disposto nello spazio per polo ausiliario .

Il polo ausiliario può spostarsi nella direzione radiale a causa di vibrazione dell'armatura durante la rotazione e della reazione dell'armatura, e l'elemento di ritegno elastico può piegarsi verso l'interno in modo da interferire con l'armatura.

Lo spostamento del polo ausiliario impartisce una tale sollecitazione eccessiva sull'elemento di ritegno elastico che l'elemento di ritegno elastico può spaccarsi.

JP-B2-57-12380 descrive una macchina elettrica rotante di questo tipo. In questa macchina elettrica rotante, un polo ausiliario è disposto tra due poli principali adiacenti in maniera tale che una coppia di superfici di polo circonferenzialmente opposte del polo ausiliario possono avere le stesse polarità come le polarità del lato armatura dei poli principali adiacenti. Così, il flusso magnetico di dispersione tra i poli principali viene controllato in modo da aumentare il flusso magnetico effettivo alimentato dall'armatura attraverso il traferro.

Pertanto, la potenza in uscita della macchina elettrica rotante può venire aumentata senza aumentare la dimensione della macchina elettrica rotante. In altre parole, la dimensione della macchina elettrica rotante può venire ridotta senza ridurre la sua potenza in uscita.

Quando la macchina elettrica rotante è funzionante, una corrente scorre nell'armatura. Come risultato, viene formata una distribuzione di flusso magnetico dovuta alla reazione di armatura. La distribuzione di flusso magnetico forma curve triangolari, che hanno un picco tra i poli principali adiacenti o in corrispondenza del polo ausiliari, come mostrato in figura 9. La quantità del flusso magnetico in corrispondenza dei poli ausiliari è maggiore della quantità del flusso magnetico in corrispondenza del polo principale. In altre parole, i poli ausiliari sono più influenzati dalla reazione di armatura dei poli principali. I poli ausiliari sono influenzati e smagnetizzati dal flusso magnetico della reazione di armatura che è differente nella direzione dal flusso magnetico di per sè. Se la reazione di armatura è troppo grande, i poli ausiliari vengono smagnetizzati in maniera irreversibile, e la loro densità di flusso non ritornerà alla densità di flusso magnetico iniziale dopo che viene eliminata la reazione di armatura. Come risultato, i poli ausiliari non potranno controllare efficacemente il flusso di dispersione tra i poli principali, dando luogo ad una riduzione della potenza in uscita della macchina elettrica rotante.

La presente invenzione è stata realizzata in vista delle circostanze di cui sopra, ed uno scopo dell'invenzione è di fornire una macchina elettrica rotante perfezionata in cui viene impedito che elementi di ritegno elastici vengano spaccati o si deformino gravemente.

Secondo un aspetto principale dell'invenzione, un elemento di fissaggio di magneti è costituito da una piastra metallica elastica piegata a U avente una coppia di pareti circonferenzialmente opposte che forniscono uno spazio per polo ausiliario per contenere in esso un polo ausiliario, le pareti opposte sono piegate rispettivamente verso l'interno in corrispondenza dei loro bordi in direzioni circonferenzialmente opposte in modo da essere contrapposte una all'altra, i bordi piegati sono staccati in corrispondenza delle estremità assiali per formare un elemento di ritegno elastico che può deformarsi elasticamente in direzioni radiali ed ha una sporgenza elastica su una sua parte, ed il polo ausiliario viene inserito nello spazio per polo ausiliario dopo apertura dell'elemento di ritegno elastico radialmente verso l'interno in una direzione assiale in modo a venire trattenuto radialmente verso l'esterno dall'elemento di ritegno elastico .

Pertanto, il polo ausiliario nello spazio per polo ausiliario è sollecitato radialmente verso l'esterno dalla sporgenza elastica così da venire fissato saldamente. Di conseguenza, il carico applicato all'elemento di ritegno elastico può essere reso piccolo in maniera tale da poter impedire lo spostamento dovuto alla vibrazione quando l'armatura sta ruotando e alla reazione di armatura.

Nella macchina elettrica rotante secondo un altro aspetto dell'invenzione, la sporgenza elastica è costituita da una parte convessa del bordo piegato.

Nella macchina elettrica rotante secondo un altro aspetto dell'invenzione, l'elemento di fissaggio di magneti ha una molteplicità di parti di supporto esterne per supportare il polo ausiliario che è sollecitato radialmente verso l'esterno dalla sporgenza elastica.

Pertanto, il polo ausiliario può venire supportato in corrispondenza della sua periferia esterna da una molteplicità di parti. Il polo ausiliario può venire supportato in maniera più fissa e stabile dalla molteplicità di parti che dalla superficie dell'elemento di fissaggio di magneti .

Nella macchina elettrica rotante secondo un altro aspetto dell'invenzione, l'elemento di fissaggio di magneti ha una parete di base che sta di fronte alla superficie radialmente esterna del polo ausiliario, e la parte di supporto esterna è formata da una parte che è tagliata e piegata radialmente verso l'interno dalla parete di base.

Pertanto, le parti di supporto esterne possono venire formate facilmente, ed il numero delle parti di supporto esterne può venire variato con facilità.

Nella macchina elettrica rotante secondo un altro aspetto dell'invenzione, l'elemento di ritegno elastico è formato in corrispondenza delle estremità assiali opposte del bordo piegato ed ha un fermo per trattenere una superficie di estremità assiale del polo ausiliario.

Pertanto, al polo ausiliario può venire impedito di spostarsi nelle direzioni assiali così che il polo ausiliario può venire fissato più stabilmente.

Un altro scopo dell'invenzione è di fornire una macchina elettrica rotante affidabile tale da impedire che poli ausiliari vengano smagnetizzati e mantenere la funzione di controllo del flusso di dispersione dei poli ausiliari in modo da evitare la riduzione della potenza in uscita mediante scelta appropriata delle caratteristiche magnetiche dei poli ausiliari.

In una macchina elettrica rotante secondo un altro aspetto principale dell'invenzione, la forza coercitiva dei poli ausiliari viene stabilita ad un valore che è sufficientemente alto da impedire che i poli ausiliari vengano smagnetizzati in maniera irreversibile da una reazione di armatura massima di detta macchina elettrica rotante. Pertanto può venire impedita la smagnetizzazione irreversibile del polo ausiliario così che i poli ausiliari possono ridurre efficacemente la dispersione magnetica tra i poli principali. Di conseguenza la potenza in uscita della macchina elettrica rotante può venire conservata per lungo tempo.

In particolare, secondo un altro aspetto dell'invenzione, la forza coercitiva dei poli ausiliari viene stabilita maggiore della forza coercitiva dei poli principali, così che i poli principali possono impiegare meno materiale costoso dei poli ausiliari. Come risultato, la macchina elettrica rotante può avere una funzione stabile di riduzione di dispersione magnetica dei poli principali senza aumentare il costo di produzione .

Nella macchina elettrica rotante secondo un altro aspetto dell'invenzione, la densità di flusso magnetico residuo dei poli ausiliari viene stabilita in modo che la densità di flusso magnetico residuo dopo che i poli ausiliari vengono smagnetizzati in maniera irreversibile da una reazione di armatura massima della macchina elettrica rotante sia ancora maggiore di un valore predeterminato. Pertanto, anche dopo che i poli ausiliari vengono smagnetizzati a causa della reazione di armatura massima della macchina elettrica rotante in funzione, i poli ausiliari mantengono una densità di flusso magnetico che può ridurre sufficientemente la dispersione magnetica dei poli principali così che può venire mantenuta stabilmente la potenza in uscita della macchina elettrica rotante.

In particolare secondo un altro aspetto dell'invenzione, la densità di flusso magnetico del polo ausiliario viene stabilita minore di quella del polo principale, Pertanto, i poli principali possono impiegare meno materiale costoso dei poli ausiliari, così che la macchina elettrica rotante può avere poli ausiliari che riducono efficacemente la dispersione magnetica dei poli principali senza aumentare il suo costo.

Nella macchina elettrica rotante secondo un altro aspetto dell'invenzione, la reazione di armatura massima della macchina elettrica rotante è determinata dalla corrente a rotore bloccato che scorre quando la macchina elettrica rotante sta venendo avviata. Generalmente, la corrente di armatura massima è la corrente a rotore bloccato che scorre quando la macchina elettrica rotante viene avviata. Pertanto, viene impedita la riduzione della funzione dei poli ausiliari a causa della reazione di armatura massima della macchina elettrica rotante in funzione.

Altro scopi, aspetti e caratteristiche della presente invenzione nonché le funzioni di parti relative della presente invenzione diverranno chiari dallo studio della descrizione dettagliata seguente, delle rivendicazioni annesse e dei disegni . Nei disegni:

la figura 1 è una vista in prospettiva di una molla di fissaggio di magneti;

le figure 2A, 2B e 2C sono diagrammi esplicativi che illustrano le operazioni di assemblaggio di un polo ausiliario nella molla di fissaggio di magneti;

la figura 3 è una vista in sezione trasversale di un motore a corrente continua;

la figura 4 è un diagramma che mostra curve B-H di due magneti permanenti differenti da usare per poli ausiliari di una macchina elettrica rotante secondo la prima realizzazione dell'invenzione;

la figura 5 è un diagramma che mostra curve B-H dei poli ausiliari:

la figura 6 è un diagramma che mostra curve B-H di due magneti permanenti differenti da usare per i poli ausiliari di una macchina elettrica rotante in conformità con una seconda realizzazione dell'invenzione;

la figura 7 è una vista in sezione trasversale schematica della macchina elettrica rotante secondo la prima realizzazione;

la figura 8 è una vista in sezione trasversale schematica di una macchina elettrica rotante secondo una variante della prima e della seconda realizzazione; e

la figura 9 è una vista in esploso di poli magnetici e di una armatura e di un diagramma esplicativo che illustra la distribuzione di flusso magnetico di reazione di armatura in una normale macchina elettrica rotante di tipo a magneti permanenti.

Verrà descritta con riferimento alle figure 1-3 una prima realizzazione dell'invenzione.

Un motore a corrente continua 1, che è una delle macchine elettriche rotanti, viene usato come avviatore di veicolo. Come mostrato nella figura 3, una molteplicità di magneti permanenti è disposta sulla periferia interna di un giogo 3 ad intervalli uguali in modo da fornire poli principali 2. Una molteplicità di poli ausiliari 5 è inoltre situata sulla periferia interna del giogo 3 in maniera tale che ciascuno è disposto, tramite una molla di fissaggio di magneti 4, tra ciascuna coppia dei poli magnetici 2 adiacenti.

I magneti permanenti usati per i poli magnetici 2 sono magnetizzati nella direzione radiale in modo da fornire alternativamente poli N e S nella direzione circonferenziale.

Magneti permanenti vengono anche usati per i poli ausiliari 5, e sono magnetizzati in modo da fornire polo S e polo N nella direzione circonferenziale in maniera tale che la polarità dei poli ausiliari 5 possa essere la stessa della polarità dei poli principali 2 in corrispondenza della loro periferia interna.

La molla di fissaggio di magneti 4, come mostrato nella figura 1, è una piastra metallica elastica piegata a U (per esempio, di acciaio inossidabile), avente uno spazio per polo ausiliario S, come mostrato nella figura 2A, in cui viene inserito uno dei poli ausiliari 5.

La molla di fissaggio di magneti 4 ha una parete di base 4a ed una coppia di pareti laterali 4b. La parete di base 4a ha una molteplicità di parti di supporto di periferia esterna 4c. La parte di supporto di periferia esterna 4c supporta la periferia esterna del polo ausiliario 5 che è disposto nello spazio per polo ausiliario S. La parte di supporto di periferia esterna 4c è una parte della parete di base 4a ritagliata ed estesa dalla parete di base 4a.

Le pareti laterali opposte 4b della molla di fissaggio di magneti 4 sono piegate in maniera tale che i loro bordi interni possono essere rivolti uno verso l'alto nella direzione circonferenziale in modo da formare bordi piegati 4d, le estremità assialmente opposte dei quali sono staccate dalle pareti laterali per formare elementi di ritegno elastici 4e oscillabili radialmente. Le estremità assiali dell'elemento di ritegno elastico 4e sono incurvate verso la parete di base 4a per formare scontri 4f che supportano le estremità assiali del polo ausiliario 5. Una sporgenza elastica 4g è formata nella parte mediana del bordo piegato 4d. La sporgenza elastica 4g è una parte del bordo piegato 4d che è formata in modo da sporgere verso la parete di base 4a per fornire una elasticità appropriata.

Viene poi descritta una operazione per fissare il polo principale 2 ed il polo ausiliario 5 mediante la molla di fissaggio di magneti 4.

In primo luogo, il polo ausiliario 5 viene inserito nella molla di fissaggio di magneti 4 nella direzione assiale. Come mostrato nella figura 2A l'elemento di ritegno elastico 4e viene sollevato leggermente dal bordo piegato 4d prima che il polo ausiliario 5 venga inserito. Pertanto il polo ausiliario 5 viene inserito mentre l'elemento di ritegno elastico 4e viene leggermente abbassato in modo da aprirsi.

come mostrato nella figura 2B, il polo ausiliario 5 viene inserito nella molla di fissaggio di magneti 4 attraverso lo spazio tra la parte di supporto di periferia esterna 4c della parete di base 4a e la sporgenza elastica 4g del bordo piegato 4d nello spazio per polo ausiliario S.

Come mostrato nella figura 2C, il polo ausiliario 5 nello spazio per polo ausiliario S è sollecitato verso l'esterno (verso il basso nella figura 2C) dalla sporgenza elastica 4g, così che esso viene trattenuto tra la sporgenza elastica 4g e la parte di supporto di periferia esterna 4c.

Così, gli scontri 5f dell'elemento di ritegno elastico 4e supportano il polo ausiliario 5 nelle direzioni assiali in modo da limitare il suo spostamento assiale.

Successivamente, una delle molle di fissaggio di magneti 4 con il polo ausiliario 5 in essa viene inserita tra i poli principali 2 circonferenzialmente adiacenti. Nella molla di fissaggio di magneti 4, la larghezza circonferenziale della parete di base 4a è all'incirca uguale alla distanza tra i poli ausiliari 5 circonferenzialmente adiacenti, e le pareti laterali 4b si aprono leggermente verso l'esterno. Di conseguenza, quando la molla di fissaggio di magneti 4 viene disposta tra i due poli principali 2 in modo da sollecitare le pareti laterali dei poli principali 2 nelle direzioni circonferenziali, essa viene trattenuta tra i poli principali 2 dalla loro contro azione.

Il polo principale 2 è trattenuto saldamente da lati opposti mediante la forza elastica delle molle di fissaggio di magneti 4.

Successivamente, come mostrato nella figura 3, due coppie di scontri 4h vengono aperte verso l'esterno per supportare i poli principali 2 in corrispondenza delle loro estremità assialmente opposte, con il che ai poli principali 2 può venire impedito di spostarsi assialmente.

La molla di fissaggio di magneti 4 fornisce la forza elastica con la sporgenza elastica 4g del bordo piegato 4d in maniera tale che la forza elastica sollecita il polo ausiliario 5 nello spazio per polo ausiliario S radialmente verso l'esterno in modo da trattenerlo saldamente tra la sporgenza elastica 4g e la parte di supporto di periferia esterna 4c.

Come risultato, tutta la forza elastica per trattenere il polo ausiliario 5 è fornita dalla sporgenza elastica 4g. Pertanto, l'elemento di ritegno elastico 4e deve sopportare solo un piccolo carico. Inoltre, può venire impedito lo spostamento del polo ausiliario 5 dovuto a vibrazione dell'armatura 6 durante la rotazione e alla reazione di armatura, e si può impedire che l'elemento di ritegno elastico 4e venga distrutto o deformato. Ciò impedisce inoltre che l'elemento di ritegno elastico interferisca con l'armatura 6 .

Viene descritta con riferimento alla figura 4 una macchina elettrica rotante, quale un motorino di avviamento di motore, in conformità con una seconda realizzazione dell'invenzione. Intanto, gli stessi numeri di riferimento della prima realizzazione corrispondono in appresso alle stesse o sostanzialmente le stesse parti o componenti della prima realizzazione.

La macchina elettrica rotante 1 è disposta all'interno di un giogo cilindrico 3 ed è costituita di una armatura 6 disposta girevolmente all'interno del giogo 3.

L'armatura 6 è costituita da un albero 7 supportato girevolmente all'interno del giogo 3, da un nucleo di armatura 8 fissato all'albero 7, da una bobina di armatura (non mostrata) e da un commutatore (non mostrato) con un contatto a spazzola di lato positivo (non mostrato) ed un contatto a spazzola di lato negativo (non mostrato) .

Sono previste una molteplicità (sei nella prima realizzazione) di poli principali 2 per alimentare il flusso magnetico alla bobina di armatura ed una molteplicità (sei nella prima realizzazione) di poli ausiliari 5 disposti tra i poli principali per aumentare il flusso magnetico effettivo. I poli principali 2 sono magneti permanenti che hanno polarità che si estendono nella direzione dal giogo 3 all'armatura 6. Come mostrato nella figura 7, i poli N e S sono disposti in maniera alternata sul lato dell'armatura ad intervalli uguali o a 60° di angolo meccanico. Uno dei poli ausiliari 5 è disposto tra i due poli principali adiacenti ed ha l'asse di polo circonferenziale che si estende attraverso i poli principali adiacenti sui loro lati opposti. Il polo ausiliario 5 ha la stessa polarità del polo principale 2 che è adiacente ad esso.

Verranno discussi poi con riferimento alle figure 4-6 curve di caratteristica magnetica e materiali magnetici dei poli ausiliari 5. L'asse verticale rappresenta la densità di flusso magnetico B e l'asse orizzontale rappresenta intensità di campo magnetico H. La densità di flusso magnetico Br è la densità di flusso magnetico residuo dei poli ausiliari 5 quando l'intensità di campo magnetico H = 0. Il punto operativo A dei poli ausiliari 5 è un punto di intersezione intersecato da una linea di permeanza P. La curva di caratteristica B-H è diritta nel campo a sinistra del punto operativo A in figura 5 ed incurvata in maniera ripida verso il basso nel campo a sinistra del punto critico C. La curva di caratteristica B-H mostrata nella figura 5 è appropriata per i poli ausiliari 5 per ridurre la dispersione di flusso magnetico .

In primo luogo, verrà discusso in appresso il carattere magnetico dei poli ausiliari 5 nel funzionamento .

Quando non esiste reazione di armatura la densità di flusso magnetico nel punto operativo A dei poli ausiliari 5 è BO. Quando la macchina elettrica rotante 1 è in funzione e viene generato un controcampo magnetico -HI a causa della reazione di armatura, la linea di permeanza si sposta parallelamente a sinistra così che il punto operativo si sposta al punto D. Se il controcampo magnetico -HI scompare in questo punto, il punto operativo dei poli ausiliari 5 ritorna al punto A lungo la curva B-H. In altre parole, non vi è smagnetizzazione irreversibile.

Se viene generato un controcampo magnetico H2 di reazione di armatura massima, la linea di permeanza P si sposta ulteriormente a sinistra così che il punto operativo dei poli ausiliari 5 passa il punto critico C e raggiunge il punto E. Se il controcampo magnetico scompare in questo stato, il punto operativo non ritorna al punto A ma si sposta a destra fino ad un punto A' lungo la linea E-A' che è parallela alla linea originale C-A. Il punto A' è un punto di intersezione della linea di permeanza P e della linea E-A'. La densità di flusso magnetico nel punto A' è Bl, che è minore di BO. In altre parole, vi è una smagnetizzazione irreversibile dei poli ausiliari, che è la differenza tra BO e Bl dovuta in questo caso al controcampo magnetico -H2. La curva B-H dei poli ausiliari 5 dopo la smagnetizzazione irreversibile è a linea A'-ET, che non può ridurre la dispersione magnetica dei poli principali 4.

Verrà discusso in appresso come scegliere il materiale dei poli ausiliari 5.

Sono mostrate nella figura 4 curve B-H di due tipi di materiali di magnete permanente X ed Y per i poli ausiliari 5 della macchina elettrica rotante 1. La curva B-H del magnete permanente Y è la stessa come la curva B-H mostrata nella figura 5. Il punto critico F della curva B-H del materiale di magnete permanente X è a sinistra del punto critico C della curva B-H del magnete permanente X. In altre parole, la forza coercitiva del magnete permanente X è maggiore della forza coercitiva del magnete permanente X.

Se il controcampo magnetico -H2 dovuto alla reazione di armatura massima viene applicato alla macchina elettrica rotante 1, il punto operativo dei polì ausiliari 5 costituiti del materiale di magnete permanente X giunge al punto G. Il punto G è a destra del punto F, che è su una linea retta della curva B-H. Pertanto, se il controcampo magnetico -H2 scompare, il punto operativo dei poli ausiliari 5 ritorna al punto A. In altre parole, non vi è smagnetizzazione irreversibile. Come risultato, i poli ausiliari 5 costituiti del materiale di magnete permanente X, che ha una forza coercitiva maggiore, possono evitare la smagnetizzazione irreversibile anche se viene applicato ad assi il controcampo magnetico -H2 dovuto alla reazione di armatura massima .

Verrà discussa brevemente in appresso la reazione di armatura massima. Generalmente, la grandezza della reazione di armatura della macchina elettrica rotante è proporzionale alla quantità di corrente che scorre nella bobina di di armatura (non mostrata) . In caso di un motorino di avviamento di motore, la corrente massima che scorre nella bobina di armatura è la corrente a rotore bloccato quando viene azionato un interruttore a chiave e la macchina elettrica rotante 1 viene appena energizzata ma prima che l'armatura inizi la rotazione. Incidentalmente, la corrente a rotore bloccato diviene maggiore quando aumenta la capacità della batteria e si abbassa la sua temperatura. Pertanto, la reazione di armatura della macchina elettrica rotante 1 diviene massima se essa viene usata sotto una temperatura minima con una batteria di capacità massima. Il materiale di magnete permanente dei poli ausiliari 5 dovrebbe venire scelto secondo l'informazione di cui sopra.

Come su discusso, i poli ausiliari 5 usano il materiale magnetico permanente X di elevata forza coercitiva tale da non poter essere smagnetizzato in maniera irreversibile così che i poli ausiliari 5 possono ridurre la dispersione magnetica dei poli principali 2, impedendo in tal modo che venga ridotta la potenza in uscita della macchina elettrica rotante 1.

D'altro canto, il controcampo magnetico applicato ai poli principali 2 dovuto alla reazione di armatura massima è minore del controcampo magnetico applicato ai poli ausiliari 5, come mostrato in figura 9. Pertanto, il materiale di magnete permanente dei poli principali 2 può essere di minore forza coercitiva e di costo minore del materiale di magnete permanente X dei poli ausiliari 5.

In una macchina elettrica rotante 1 secondo una terza realizzazione dell'invenzione, è differente come scegliere il materiale dei poli ausiliari 5, come verrà discusso in appresso.

Nella figura 6, sono mostrate curve B-H dei poli ausiliari 5 che impiegano due tipi di materiali di magnete permanente W e J. La curva B-H del materiale di magnete permanente Y è la stessa come quella mostrata nella figura 5.

Come mostrato nella figura 6, la forza coercitiva dei materiali di magnete permanente W e Y è la stessa. Tuttavia, la densità di flusso magnetico del materiale di magnete permanente W è maggiore di quella del materiale di magnete permanente Y. Quando non esiste la reazione di armatura, il punto operativo dei pori ausiliari 5 è situato nel punto J,in cui la densità di flusso magnetico del materiale di magnete permanente W è B2. Il punto critico K del materiale di magnete permanente W è disposto a destra del punto critico C del materiale di magnete permanente Y. se viene applicato il controcampo magnetico-H2 dovuto alla reazione di armatura massima della macchina elettrica rotante 1, il punto operativo dei poli ausiliari 5 costituiti del materiale di magnete permanente W passa il punto critico K e arriva fino al punto L. Di conseguenza, il punto operativo dei poli ausiliari 5 non può ritornare al punto J ma va a destra fino al punto M lungo la linea L-M che è parallela alla linea K-J. Il punto M è il punto di inserzione della linea di permeanza P e della linea L-M. La densità di flusso magnetico in questo punto è B3 che è minore di B2. In altre parole, vi è una smagnetizzazione irreversibile di una densità di flusso che è la differenza B2 - B3 nei poli ausiliari 5. Tuttavia, dopo la smagnetizzazione, la curva M-L-T di caratteristica B-H dei poli ausiliari 5 fornisce una prestazione migliore della curva A-C-T che può ridurre in maniera sufficienze la dispersione magnetica dei poli principali 4. Successivamente, la curva di caratteristica B-H dei poli ausiliari 5 potrebbe non cambiare, tuttavia, spesso essi sono influenzati dal controcampo magnetico-H2.

I poli ausiliari 5 sono costituiti del materiale di magnete permanente W che ha una densità di flusso magnetico maggiore di un valore predeterminato che è sufficiente a ridurre il flusso magnetico di dispersione dei poli principali 2 anche se esso viene esposto ad una reazione di armatura massima e smagnetizzato in maniera irreversibile. Pertanto, si può impedire che venga ridotta la potenza in uscita della macchina elettrica rotante 1.

D'altro canto, la grandezza del controcampo magnetico dovuto alla reazione di armatura massima applicato ai poli principali 2 è minore della grandezza del controcampo magnetico della reazione di armatura massima applicato ai poli ausiliari 5, come mostrato in figura 9. Di conseguenza, i poli principali 2 possono usare meno materiale costoso del materiale di magnete permanente W che viene usato per i poli ausiliari 5 senza ridurre la densità di flusso magnetico dei poli principali 2 ad un valore minore di un valore predeterminato dopo la smagnetizzazione dovuta alla reazione di armatura massima. In questo caso, i poli ausiliari 5 possono ridurre la dispersione magnetica dei poli principali senza aumentare il costo, così che può venire mantenuta la potenza in uscita della macchina elettrica rotante 1.

Come variante, materiali magnetici dolci 9 (ferro dolce) possono venire inseriti tra i poli principali 2 ed i poli ausiliari 5.

Nella descrizione precedente della presente invenzione, l'invenzione è stata illustrata con riferimento a sue realizzazioni specifiche. Sarà, tuttavia, evidente che varie modifiche e cambiamenti possono venire apportati alle realizzazioni specifiche della presente invenzione senza allontanarsi dal campo dell'invenzione come esposto nelle rivendicazioni annesse. Di conseguenza, la descrizione della presente invenzione va considerata in un senso illustrativo piuttosto che limitativo.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina elettrica rotante (1) avente una molteplicità di poli principali di magnete permanente (2) disposti sulla periferia interna di un giogo (3) ad uguali intervalli nella direzione circonferenziale ed una molteplicità di poli ausiliari (5) disposti rispettivamente tra due adiacenti di detti poli principali tramite elementi di fissaggio di magneti (4), in cui detto elemento di fissaggio di magneti è costituito di una piastra metallica elastica piegata a U avente una coppia di pareti circonferenzialmente opposte (4b) che forniscono uno spazio per polo ausiliario (S), dette pareti opposte (4b) sono piegate rispettivamente verso l'interno in corrispondenza dei loro bordi (4d) in direzioni circonferenzialmente opposte in modo da essere contrapposte una all'altra, detti bordi piegati (4d) sono staccati in corrispondenza delle estremità assiali per formare un elemento di ritegno elastico (4e) che può deformarsi elasticamente in direzioni radiali ed ha una sporgenza elastica ((4g) in corrispondenza di una sua parte, e detto polo ausiliario viene inserito in detto spazio per polo ausiliario dopo apertura di detto elemento di ritegno elastico radialmente verso l'interno della direzione assiale in modo da essere trattenuto a pressione radialmente verso l'esterno da detto elemento di ritegno elastico.
2. 2. Macchina elettrica rotante secondo la rivendicazione 1, in cui detta sporgenza elastica è costituita da una parte convessa di detto bordo piegato (4g).
3. 3. Macchina elettrica rotante secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto elemento di fissaggio di magneti ha una molteplicità di parti di supporto esterne (4c) per supportare detto polo ausiliario che è spinto radialmente verso l'esterno da detta sporgenza elastica.
4. 4. Macchina elettrica rotante secondo la rivendicazione 3, in cui detto elemento di fissaggio di magneti ha una parete di base (4a) che sta di fronte alla superficie radialmente esterna di detto polo ausiliario che è disposto in detto spazio per polo ausiliario, detta parte di supporto esterna è formata da una parte che è tagliata e piegata radialmente verso l'interno da detta parete di base.
5. 5. Macchina elettrica rotante secondo la rivendicazione 1, in cui detto elemento di ritegno elastico è formato in corrispondenza di estremità assiali opposte di detto bordo piegato ed ha uno scontro (4f) per trattenere una superficie di estremità assiale di detto polo ausiliario che è disposto in detto spazio per polo ausiliario.
6. 6. Macchina elettrica rotante comprendente: una molteplicità di poli principali di magnete permanente (2) aventi polarità differenti disposti in maniera alternata nella direzione circonferenziale della periferia interna di un giogo (3) ad uguali intervalli in modo da essere di fronte ad una armatura (8); e una molteplicità di poli ausiliari di magnete permanente (5) aventi una coppia di poli che sono allineati nella direzione circonferenziale in maniera tale che i suoi poli possono avere la stessa polarità del polo principale adiacente; in cui la forza coercitiva di detti poli ausiliari è stabilita ad un valore che è sufficientemente alto da impedire che detti poli ausiliari vengano smagnetizzati in maniera irreversibile dalla reazione di armatura massima di detta macchina elettrica rotante.
7. 7. Macchina elettrica rotante secondo la rivendicazione 6, in cui detta forza coercitiva di detti poli ausiliari è maggiore della forza coercitiva di detti poli principali.
8. 8. Macchina elettrica rotante comprendente: una molteplicità di poli principali di magnete permanente (2) aventi polarità differenti disposti in maniera alternata nella direzione circonferenziale sulla periferia interna di un giogo (3) ad uguali intervalli in modo da essere di fronte ad una armatura (8); e una molteplicità di poli ausiliari di magnete permanente (5) aventi una coppia di poli che sono allineati nella direzione circonferenziale in maniera tale che i suoi poli possono avere la stessa polarità del polo principale adiacente (2); in cui la densità di flusso magnetico residuo di detti poli ausiliari è stabilita in maniera tale che la densità di flusso magnetico residuo dopo che detti poli ausiliari vengono smagnetizzati in maniera irreversibile da una reazione di armatura massima di detta macchina elettrica rotante è ancora maggiore di un valore predeterminato .
9. 9. Macchina elettrica rotante secondo la rivendicazione 8, in cui detta densità di flusso magnetico residuo di detti poli ausiliari è maggiore della densità di flusso magnetico residuo di detti poli principali .
10. 10. Macchina elettrica rotante secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui detta reazione di armatura massima è provocata dalla corrente a rotore bloccato che scorre mentre detta macchina elettrica rotante sta venendo avviata.