MX2007001881A - Motor-generador de energia para vehiculo. - Google Patents

Abstract

Se presenta un motor-generador para vehículo. El motor-generador para vehículo incluye una unidad de circuito del motor, una unidad de motor-generador para generar la energía eléctrica al girar por la energía eléctrica, y una unidad de circuito del generador para conmutar una corriente alterna generada por la unidad de motor-generador y producir una corriente continua. La unidad de motor-generador incluye un estator que incluye un devanado de motor que tiene n fases, el devanado de motor se magnetiza al recibir la energía eléctrica de la unidad de circuito del motor y está devanado en una distribución multifásica paralela independiente de n fases; y un devanado de generador que tiene 2n fases que suministra la energía eléctrica a la unidad de circuito del generador, el devanado de generador está devanado en una distribución multifásica paralela independiente; un rotor que tiene placas de silicio apiladas; imanes permanentes planos alojados entre las placas de silicio apiladas y dispuestos en dirección radial, y una flecha ubicada en el centro de las placas de silicio apiladas; un codificador de conmutación que tiene regiones de detección y regiones que no son de detección y que está ubicado en un extremo de la flecha del rotor, y 2n fotodetectores que cuando el codificador de conmutación gira junto con la flecha transmite a la unidad de circuito del motor la señal del detector óptico al encenderse en las regiones de detección y al apagarse en las regiones que no son de detección.

Description

MOTOR-GENERADOR DE ENERGÍA PARA VEHÍCULO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con un motor-generador que puede convertir la energía eléctrica en movimiento rotacional y que además puede convertir en energía eléctrica la energía del movimiento de rotación y, en particular, se relaciona con un motor-generador que usa un motor de corriente continua sin escobillas o motor de BLDC, siglas de "Brushless Direct Current", para vehículo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Al igual que un motor de corriente continua que usa escobillas, debido a que un motor de BLDC tampoco tiene un punto de contacto mecánico, no hay generación de ruido y, de este modo, aumenta la vida útil del mismo. Por lo tanto, el motor de BLDC es ampliamente utilizado en una variedad de campos tales como: maquinaria industrial, aparatos electrodomésticos, vehículos de transporte y lo similar. El motor de BLDC usa como detector de posición del rotor un detector de orificios para controlar una fase de la corriente eléctrica aplicada a un devanado de estator en respuesta a la polaridad del rotor formado por imanes permanentes . Apenas recientemente, tras considerar el agotamiento de los recursos petrolíferos y el problema de la contaminación ambiental, se han realizado esfuerzos para encontrar una fuente de energía "limpia". En especial, en el campo automotriz, que es quien genera el problema de contaminación ambiental más importante, se ha desarrollado un vehículo eléctrico. Por lo tanto, cuando el motor de BLDC para vehículo se diseña para ser utilizado no sólo como motor sino también como generador del vehículo eléctrico, será posible alcanzar el uso eficiente de la energía.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN En consecuencia, la presente invención está dirigida a un motor-generador de energía para vehículo que pueda satisfacer la necesidad arriba mencionada. Un objeto de la presente invención es ofrecer un motor-generador de energía para vehículo, el cual, cuando se le suministre energía eléctrica, pueda entregar una fuerza de rotación al ponerlo a funcionar como un motor de BLDC y generar energía eléctrica a partir de la fuerza de rotación . Las ventajas, objetos y características adicionales de la invención se expondrán, en parte, en la siguiente descripción y, por otra parte, serán evidentes para aquellos que tengan experiencia ordinaria en la técnica después de examinar la siguiente descripción o podrán derivarse como resultado de poner en práctica esta invención. Los objetivos y otras ventajas de la invención podrán hacerse realidad y alcanzarse mediante la estructura descrita de manera particular en la descripción escrita y en las reivindicaciones que la acompañan, asi como en los dibujos anexos. Para lograr estos objetivos, asi como otras ventajas de conformidad con la finalidad de la invención como se incorpora y describe de manera general en la presente, se presenta un motor-generador para vehículo que incluye: una unidad de circuito del motor; una unidad de motor-generador que generará energía eléctrica al girar debido a la energía eléctrica; y una unidad de circuito del generador que conmutará la corriente alterna generada por la unidad de motor-generador y producirá corriente continua, donde la unidad de motor-generador incluye: un estator que incluye un devanado de motor que tiene n fases, el devanado de motor se magnetiza al recibir la energía eléctrica de la unidad de circuito del motor y está devanado en una distribución multifásica paralela independiente de n fases; y un devanado de generador que tiene 2n fases que suministra la energía eléctrica a la unidad de circuito del generador, el devanado de generador está devanado en una distribución multifásica paralela independiente; un rotor que tiene placas de silicio apiladas; imanes permanentes planos alojados entre las placas de silicio apiladas y dispuestos en dirección radial, y una flecha ubicada en el centro de las placas de silicio apiladas; un codificador de conmutación que tiene regiones de detección y regiones que no son de detección y que está ubicado en un extremo de la flecha del rotor, y 2n fotodetectores que cuando el codificador de conmutación gira junto con la flecha transmite a la unidad de circuito del motor la señal del detector óptico al encenderse en las regiones de detección y al apagarse en las regiones que no son de detección. El número de regiones de detección del codificador de conmutación se determina con la siguiente ecuación 1; el ángulo del ancho de las regiones de detección se determina con la siguiente ecuación 2; el ángulo de arreglo de los fotodetectores se determina con la siguiente ecuación 3, y el ángulo de arreglo del fotodetector de la fase n se determina con la siguiente ecuación 4 : [Ecuación 1] DN = PN ÷ 2 donde DN es el número de regiones de detección y PN es el número de polaridades del rotor.

[Ecuación 2] ? = p ÷ PN ÷ (MP+GP) x (MP+GP-1) donde PN es el número de polaridades del rotor, MP el número de fases del motor y GP es el número de fases del generador.

[Ecuación 3] ? = n ÷ PN donde PN es el número de polaridades del rotor, y [Ecuación 4] ?? = n ÷ PN ÷ GP donde PN es el número de polaridades del rotor y GP es el número de fases del generador.

El estator puede incluir además: ranuras divisoras de flujo, cada una de ellas tiene un ancho relativamente cerrado, las ranuras divisoras de flujo se formaron entre las ranuras del devanado de motor y las ranuras del devanado de generador; y ranuras eliminadoras de supresión, cada una de las cuales tiene un ancho relativamente cerrado, las ranuras eliminadoras de supresión se formaron entre ranuras adyacentes del devanado de generador. La unidad de motor-generador puede incluir además un codificador de velocidad para detectarla velocidad de rotación del rotor. La unidad de circuito del motor puede incluir: una unidad de suministro de energía de corriente continua que usa energía de corriente continua al conmutar la energía de corriente alterna o que se obtiene de una batería para suministrar la energía de corriente continua; una unidad de conmutación de potencia que tiene puentes H que corresponden a las fases; cuatro dispositivos semiconductores de potencia para cada fase que se conectan al devanado de motor, dos de los dispositivos semiconductores se encienden y apagan en forma alternada, de conformidad con una señal de control, para suministrar al devanado de motor la energía de corriente continua; una unidad de control de polaridad que recibe la señal del detector óptico, generada por el codificador de conmutación del fotodetector , y que suministra la señal de control para establecer el rectificador electrónico en la unidad de conmutación de potencia; y una unidad de control por P M ("Pulse Width odulation" o modulación del ancho del pulso) que genera una señal de PWM que controla la velocidad de rotación de conformidad con la señal de control de una unidad de control de velocidad y el valor de comando de una unidad de entrada de control y que transmite la señal de PWM a la unidad de conmutación de potencia.

Se entenderá que tanto la descripción general precedente como la siguiente descripción detallada de la presente invención son ilustrativas y explicativas, y se pretende que expliquen en forma adicional la invención tal y como se reivindica.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Los dibujos anexos, los cuales se incluyen para ayudar a mejorar la comprensión de la invención y que se incorporan en esta solicitud y forman parte de la misma, ilustran las modalidades de la invención y, junto con la descripción, sirven para explicar el principio de la invención. En los dibujos: La Figura 1 es un diagrama de bloques de un motor-generador de energía para vehículo de conformidad con una modalidad de la presente invención; La Figura 2 es una vista esquemática de un estator del motor-generador de energía para vehículo de la Figura 1; La Figura 3 es una vista de un devanado de estator del motor-generador de energía para vehículo de la Figura 1; La Figura 4 es una vista esquemática de un rotor del motor-generador de energía para vehículo de la Figura 52-413 La Figura 5 es una vista esquemática de los codificadores del motor-generador de energía para vehículo de la Figura 1; La Figura 6 es una vista que ilustra la operación de control de un motor-generador de energía para vehículo de la Figura 1; y La Figura 7 es una vista de una onda de señal del motor-generador de energía para vehículo de la Figura 1.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN A continuación se hará referencia en forma detallada a las modalidades preferidas de la presente invención, de la cual en los dibujos anexos se ilustran algunos ejemplos. Cada vez que sea posible, se utilizarán en todos los dibujos los mismos números de referencia para referirse a las mismas partes o a partes semejantes. La Figura 1 es un diagrama de bloques de un motor-generador de energía para vehículo de conformidad con una modalidad de la presente invención. Con referencia a la Figura 1, un motor-generador de energía para vehículo de esta modalidad incluye: una unidad 100 de motor-generador; una unidad 200 de circuito del motor que hace girar el rotor de la unidad 100 de motor-generador, de tal modo que la unidad 100 de motor-generador pueda generar energía eléctrica; y una unidad 300 52-413 de circuito del generador que produce una corriente eléctrica continua al conmutar la corriente eléctrica alterna generada por la unidad 100 de motor-generador. La unidad 100 de motor-generador incluye un cuerpo principal que tiene un estator 110 (ver la Figura 2) y un rotor 120 (ver la Figura 4) que están ubicados en la carcasa 102 y los codificadores de velocidad y de conmutación 130 y 140 que giran junto con la flecha 125 del cuerpo principal. La unidad 200 de circuito del motor incluye una unidad 210 de suministro de energía de corriente continua, una unidad 220 de conmutación de potencia, una unidad 230 de control de polaridad, una unidad 240 de control de velocidad, una unidad 250 de entrada de control y una unidad (260) de control por modulación del ancho del pulso o P M, siglas de "Pulse idth Modulation". La unidad 210 de suministro de electricidad de corriente continua suministra electricidad de corriente continua a la unidad 220 de conmutación de potencia por medio de un conmutador 212 al conmutar la electricidad de corriente alterna comercial o la obtenida de una batería para suministrar, por medio del conmutador 212, la electricidad de corriente continua (V+, V-) a la unidad 220 de conmutación de potencia. La unidad 220 de conmutación de potencia enciende 52-413 y apaga un dispositivo semiconductor de potencia en respuesta a una señal de control para transmitir la energía eléctrica de la unidad 210 de suministro de electricidad de corriente continua a un devanado de motor M del estator 110. Aquí, puesto que la función de la unidad 220 de conmutación de potencia es suministrar la electricidad de corriente continua al devanado de motor M del estator 110, la estructura del mismo puede variar de conformidad con el tipo de motor (el número de fases del devanado del estator) . Para impulsar una fase, se necesitan cuatro elementos conmutadores Q1-Q4. Puesto que estos cuatro elementos conmutadores Q1-Q4 están conectados entre sí en forma de una letra H, se les llama puente en H. Por lo tanto, la unidad 220 de conmutación de potencia incluye una pluralidad de puentes en H. Como elementos conmutadores pueden utilizarse transistores, IGBT, MOSFET y FET . La unidad 230 de control de polaridad recibe una señal del detector óptico del codificador de conmutación 140 de la unidad 100 de motor-generador y transmite una señal de control para formar, eléctricamente, el rectificador en la unidad 220 de conmutación de potencia para formar, eléctricamente, el rectificador. La unidad 112 de control de velocidad recibe una señal del codificador de velocidad del motor-generador y transmite a la unidad 260 de control por P M una señal de control de velocidad.

La unidad 250 de entrada de control transmite una señal de comando según la velocidad de rotación, conforme a la manipulación que hace un trabajador. La unidad 260 de control por PWM transmite una señal de P M para controlar la velocidad de rotación de la unidad 100 de motor-generador de conformidad con la señal de control para la unidad 220 de conmutación de potencia. La unidad 300 de circuito del generador incluye un rectificador 310 de corriente continua que conmuta la corriente alterna generada por un devanado generador G y envía la energía de corriente continua a la unidad 220 de conmutación de potencia. La Figura 2 es una vista esquemática de un estator del motor-generador de energía para vehículo de la Figura 1, la Figura 3 es una vista de un devanado de estator del motor-generador de energía para vehículo de la Figura 1, la Figura 4 es una vista esquemática de un rotor del motor-generador de energía para vehículo de la Figura 1 y la Figura 5 es una vista esquemática de los codificadores utilizados en el motor-generador de energía para vehículo de la Figura 1. La unidad 100 de motor-generador incluye el estator 110 que está ubicado en la carcasa 102, el codificador de velocidad 130 que está instalado en un lado externo de la carcasa y el codificador de conmutación 140. 52-413 Como se muestra en la Figura 2, el estator 110 incluye una pluralidad de placas de silicio 111 con forma de anillo apiladas una sobre otra, una pluralidad de ranuras 112-1 y 112-2 del devanado, una pluralidad de ranuras 113 del devanado de motor, una pluralidad de ranuras 114 divisoras de flujo, una pluralidad de ranuras 115 eliminadoras de supresión, una pluralidad de devanados de generador G, devanados alrededor de las respectivas ranuras 112-1 y 112-2 del devanado de generador, y una pluralidad de devanados de motor M, devanados alrededor de las respectivas ranuras 113 del devanado de motor. Los devanados de motor M funcionan como un motor que hacen girar al rotor 120 (es decir, al motor) al recibir la energía eléctrica de la unidad 200 de circuito del motor. Los devanados de generador G funcionan como un generador que genera energía eléctrica al usar la corriente eléctrica inducida por la rotación del rotor 120. En esta modalidad, el número total de ranuras del devanado y de los devanados es de 54, mismos que están agrupados en 6 regiones. En cada región hay 9 devanados M, G, G, M, G, G, M y G (es decir, 3 devanados de motor y 6 devanados de generador G) . Nos referiremos nuevamente a la Figura 2, donde el diseño del estator 110 de esta modalidad tiene una estructura de devanado con distribución paralela, múltifásica e independiente. En este punto, el número de fases de los devanados de motor M es igual a 2, 3, 4,..., n. El número de fases de los devanados de generador G es igual a 4, 6, 8,..., 2n. Los devanados de motor están conectados con los respectivos puentes en H de las unidades 220 de conmutación de potencia. Los devanados de generador G están conectados con los respectivos rectificadores de corriente continua 310. Cuando los devanados de las fases respectivas están devanados en paralelo, como se muestra en la Figura 3, los devanados se distribuyen y devanan según la fase o polaridad y se conectan con los respectivos cables sin ninguna interconexión. Como se describió en lo anterior, al darle al estator 110 la forma de una estructura de distribución múltifásica independiente en paralelo, puede obtenerse una gran potencia de salida a bajo voltaje. Puesto que la relación del número de devanados de motor M al número de devanados de generador G es de 1:2, la eficiencia del conjunto puede llegar a ser mayor de 200%. Además, puesto que las ranuras 114 divisoras de flujo, cada una de las cuales tiene un ancho relativamente cerrado, están dispuestas entre las ranuras 113 del devanado de motor y las ranuras de generador G 112-1 o 112-2, el flujo de los imanes se divide para bloquear la trayectoria por la cual el flujo de los devanados de motor M puede fluir hacia los devanados de generador G, de modo que el flujo de los devanados de motor M puede fluir sólo hacia el campo magnético del estator 110, permitiendo asi que el motor impulse en forma eficaz. Además, las ranuras 114 divisoras de flujo mantienen constante el ancho de excitación alrededor de las ranuras 113 del devanado de motor, de modo que las ranuras 113 del devanado de motor pueden funcionar sin afectar o ser afectadas por las ranuras del devanado adyacentes durante la impulsión o la alternación . Las ranuras 115 eliminadoras de supresión, cada una de las cuales tiene un ancho relativamente cerrado, están dispuestas entre los devanados de generador 112-1 y las adyacentes ranuras de generador 112-1 para eliminar la supresión del flujo, mejorando asi la eficiencia de generación . Con referencia a la Figura 4, el rotor 120 de la unidad de motor-generador incluye una pluralidad de placas de silicio 121 apiladas una sobre otra y una pluralidad de imanes permanentes planos 122 alojados entre las placas de silicio 121 apiladas en dirección radial. En este punto, los imanes permanentes 122 se diseñaron de modo que suministren una fuerza magnética poderosa tal que pueda formarse superficie de campo magnético relativamente ancha y, de este modo, el flujo magnético pueda concentrarse en la superficie del campo magnético, aumentando así la densidad del flujo magnético de la superficie del campo magnético. El número de polaridades del rotor 120 se fija de conformidad con el número de polaridades del estator 110. Al describir el rotor 120 en forma más detallada, se ve que los seis imanes permanentes 122 están equidistantemente separados y alojados entre las placas de silicio circulares 121 apiladas. En el centro de las placas de silicio circulares apiladas 121 está ubicado un núcleo no magnético 124 que sirve de soporte a los imanes permanentes 122 y a las placas de silicio 121, mientras que la flecha 125 está colocada en el centro del núcleo no magnético 124. La forma de los imanes permanentes 122 es plana y entre éstos se han formado espacios vacíos. El motor que usa los imanes permanentes se diseñó de manera que aporten una fuerza de rotación formada por la combinación de la energía pasiva del rotor 120 y la energía activa del estator 110. Para la energía del conjunto para vehículo de motor, es importante que se aumente la energía pasiva del rotor 120. Por lo tanto, en esta modalidad se usaron imanes de neodimio (Nd, Fe, B) . Estos imanes aumentan la superficie del campo magnético y permiten que el flujo magnético se concentre en el campo magnético del 52-413 rotor, aumentando así la densidad de flujo magnético del campo magnético. Entre tanto, la función del codificador de conmutación 140 y del codificador de velocidad 130 es controlar la rotación de la unidad 100 de motor-generador. Como se muestra en la Figura 5, el codificador de conmutación 140 y el codificador de velocidad 130 están instalados en una parte exterior hundida de la carcasa del cuerpo principal del motor para que giren junto con la flecha de rotación 125 del rotor 120. Con referencia a la Figura 5, el codificador de velocidad 130 es un codificador con forma de taza que tiene salientes separadas uniformemente entre sí. El codificador de velocidad 130 que generará la señal de velocidad funciona junto con un fotodetector 152 que está instalado en una placa 150 de montaje de detectores. El codificador de conmutación 140 también es un codificador con forma de taza que tiene regiones de detección 144 y regiones que no son de detección 142. El codificador de conmutación 140, que generará la señal del detector óptico para obtener el rectificador electrónico, funciona junto con un fotodetector que está instalado en la placa 150 de montaje de detectores El número de regiones de detección 144 del codificador de conmutación 140 se determina de conformidad 52-413 con la siguiente ecuación 1 y el ángulo T del ancho de la región de detección se determina de conformidad con la siguiente ecuación 2.

[Ecuación 1] DN = PNr2 donde DN es el número de regiones de detección y PN es el número de polaridades del rotor.

[Ecuación 2] ? = n WrPNr (MP+GP) s (MP+GP-1) donde PN es el número de polaridades del rotor, MP el número de fases del motor y GP es el número de fases del generador.

Además, se han dispuesto dos fotodetectores ( fotodetectores primero y segundo) 154 por fase, de modo que funcionen junto con el codificador de conmutación 140. En este punto, el ángulo de arreglo ? de los fotodetectores primero y segundo, 154, se determina de conformidad con la siguiente ecuación 3.

[Ecuación 3] ? = n WrPN donde PN es el número de polaridades del rotor. 52-413 Por lo tanto, en el motor que tiene n fases, el ángulo de arreglo ?? de los 2n fotodetectores 154 puede determinarse de conformidad con la siguiente ecuación 4.

[Ecuación 4] ?? = n WrPNrGP donde PN es el número de polaridades del rotor y GP es el número de fases del generador.

La Figura 6 es una vista que ilustra una operación de control de un motor-generador de energía para vehículo de la Figura 1 y la Figura 7 es una vista de una onda de señal del motor-generador de energía para vehículo de la Figura 1. Como se muestra en la Figura 6, los dos fotodetectores 154 de cada fase están conectados con los elementos conmutadores de la mitad de conmutación de los puentes en H de la fase correspondiente para formar el rectificador electrónico. En este punto, el fotodetector ubicado en las regiones de detección 144 del codificador de conmutación enciende la mitad del puente de la fase correspondiente del rectificador electrónico para determinar la dirección de rotación del rotor e impulsar el motor. Cuando el rotor gira, el ancho de las regiones de detección 144 produce una modulación de ancho de excitación 52-413 para encender o apagar la mitad del puente y determinar el periodo de encendido/apagado conforme el cual el medio puente se enciende y apaga alternativamente para impulsar en forma eficaz a la unidad 100 de motor-generador. Además, cuando la velocidad de la unidad 100 de motor-generador aumenta o disminuye por intermediación del control por PWM de conformidad con la señal de control de la unidad 260 de control por PWM, el voltaje de la unidad 260 de motor-generador varia de manera que la unidad 260 de motor-generador pueda funcionar a una velocidad constante, manteniendo asi el voltaje necesario predeterminado. Por ejemplo, con referencia a la Figura 6, las energías eléctricas de corriente continua V+ y V-introducidas por la unidad 200 de circuito del motor se conectan con los puentes en H de las fases A, B y C para suministrar energía eléctrica a los devanados de motor M de las fases respectivas. Los puentes en H de las fases R, S y T y los puentes en H de las fases U, V y W conmutan las correspondientes energías eléctricas generadas por los devanados de generador G de las fases respectivas usando los diodos rectificadores correspondientes y produciendo el voltaje de corriente continua. La descripción de los puentes en H de las fases A, B y C, que funcionan como el motor, los transistores Ql a Q4 forman el puente en H de la fase A. El transistor Ql y la base del transistor Q3 están conectados con el segundo fotodetector PA2. Los transistores Q2 a Q8 forman el puente en H de la fase B. Los transistores Q5 y la base del transistor Q7 están conectados con el primer fotodetector PB1. El transistor Q6 y la base del transistor Q8 están conectados con el segundo fotodetector PB2. Además, los transistores Q9 a Q12 forman el puente en H de la fase C. El transistor Q9 y la base del transistor Qll están conectados con el primer fotodetector PCI y el transistor Q10 y la base del transistor Q12 están conectados con el segundo fotodetector PC2. Más adelante se describirá la operación del estado de conexión arriba descrito, como se muestra en la Figura 6, cuando el primer fotodetector PA1 de la fase A y el primer fotodetector PB1 de la fase B están ubicados en las regiones de detección 144 del codificador de conmutación 140 y los demás fotodetectores PCI, PA2, PB2 y PC2 están ubicados en las regiones que no son de detección 142. En primer lugar, puesto que el primer fotodetector PA1 de la fase A está ubicado en la región de detección 144 del codificador de conmutación, el transistor Ql se enciende mientras que el transistor Q3 se apaga. Debido a que el segundo fotodetector PA2 de la fase A está ubicado en la región que no es de detección 142 del 52-413 codificador de conmutación, el transistor Q2 se apaga en tanto que el transistor Q4 se enciende para permitir que la corriente fluya del transistor Ql al transistor Q4 por el devanado de motor M. Puesto que el primer fotodetector PB1 de la fase B está ubicado en la región de detección 144 del codificador de conmutación, el transistor Q5 se enciende mientras que el transistor Q7 se apaga. Debido a que el segundo fotodetector PB2 de la fase B está ubicado en la región que no es de detección 142 del codificador de conmutación, el transistor Q6 se apaga en tanto que el transistor Q8 se enciende para permitir que la corriente fluya del transistor Q5 al transistor Q8 por el devanado de motor M. Si los dos fotodetectores primero y segundo, PA1 y PA2, están ubicados en las regiones que no son de detección, no hay aplicación de corriente eléctrica. Cuando el segundo fotodetector PA2 está ubicado en la región de detección, los transistores Q2 y Q3 se encienden para permitir que la corriente fluya del transistor Q2 al transistor Q3 por el devanado de motor M. En este punto, puede observarse que la dirección del flujo de la corriente que fluye por el devanado de motor M es opuesta a la dirección de flujo cuando el primer fotodetector PA1 está ubicado en la región de detección. 52-413 Nuevamente, cuando los fotodetectores primero y segundo PA1 y PA2 están ubicados en las regiones 142 que no son de detección, no hay de nuevo aplicación de corriente eléctrica. Estos procesos se repiten para producir la aplicación de la corriente eléctrica alterna. En este punto, las fases A, B y C experimentan la alternación de fase-el desplazamiento-la excitación para impulsar con eficacia a la unidad 100 de motor-generador. Por lo tanto, el devanado de generador G genera una corriente trapezoidal, de manera que hay producción de energía eléctrica, cuyo voltaje aumenta o disminuye de conformidad con la velocidad de rotación. La Figura 7 muestra las ondas del arreglo del par de torsión de las fases A, B y C del recorrido completo de 0° a 360° del ángulo de rotación, la disposición del par de torsión total de las ondas del arreglo del par de torsión (A+B+C) del recorrido completo de 0° a 360° del ángulo de rotación y las ondas de corriente de las fases R, S y T y las ondas de corriente de las fases U, V y W del recorrido completo de 0° a 360° del ángulo de rotación En la Figura 7, PA1 y PA2 muestran una onda de encendido/apagado del fotodetector de la fase A, PB1 y PB2 muestran una onda de encendido/apagado del fotodetector de la fase B y PCI y PC2 muestran una onda de encendido/apagado del fotodetector de la fase C.

De conformidad con la presente invención, puesto que el motor y el generador están integrados, la energía puede usarse con eficacia. En particular, debido a que la relación del devanado de motor al devanado de generador es igual a 1:2, puede obtenerse el motor-generador de energía para vehículo. Será evidente para todos aquellos que tengan experiencia en la técnica que a la presente invención se le pueden realizar diversas modificaciones y variaciones. Así, se pretende que la presente invención abarque todas esas modificaciones y variaciones, siempre y cuando éstas estén dentro del alcance de las reivindicaciones anexas y de sus equivalentes .

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES: 1. Un motor-generador para vehículo que incluye : una unidad de circuito del motor; una unidad de motor-generador que generará la energía eléctrica al girar gracias a la energía eléctrica; y una unidad de circuito del generador para conmutar una corriente alterna generada por la unidad de motor-generador y que produce una corriente continua; donde la unidad de motor-generador incluye: un estator que incluye un devanado de motor que tiene n fases, el devanado de motor se magnetiza al recibir la energía eléctrica de la unidad de circuito del motor y está devanado en una distribución multifásica paralela independiente de n fases, y un devanado de generador que tiene 2n fases y suministra la energía eléctrica a la unidad de circuito del generador, el devanado de generador está devanado en una distribución multifásica paralela independiente ; un rotor que tiene placas de silicio apiladas, imanes permanentes planos alojados entre las placas de silicio apiladas y dispuestos en dirección radial, y una flecha que está ubicada en el centro de las placas de silicio apiladas. un codificador de conmutación que tiene regiones de detección y regiones que no son de detección, el cual está ubicado en un extremo de la flecha del rotor, y 2n fotodetectores para transmitir a la unidad de circuito del motor una señal del detector óptico, cuando el codificador de conmutación gira junto con la flecha, al encenderse en las regiones de detección y apagarse en las regiones que no son de detección. 2. El motor-generador para vehículo según la reivindicación 1, donde el número de regiones de detección del codificador de conmutación se determina con la siguiente ecuación 1; el ángulo del ancho de las regiones de detección se determina con la siguiente ecuación 2; el ángulo de arreglo de los fotodetectores se determina con la siguiente ecuación 3, y el ángulo de arreglo del fotodetector de la fase n se determina con la siguiente ecuación 4 : [Ecuación 1] DN = PN ÷ 2 donde DN es el número de regiones de detección y PN es el número de polaridades del rotor. [Ecuación 2] ? = n ÷ PN ÷ (MP+GP) x (MP+GP -1) donde PN es el número de polaridades del rotor, MP el número de fases del motor y GP es el número de fases del generador. [Ecuación 3] co= n ÷ PN donde PN es el número de polaridades del rotor, y [Ecuación 4] ?? = n ÷ PN ÷ GP donde PN es el número de polaridades del rotor y GP es el número de fases del generador. 3. El motor-generador para vehículo según la reivindicación 1, donde el estator incluye además: ranuras divisoras de flujo, cada una de las cuales tiene un ancho relativamente cerrado, estas ranuras divisoras de flujo se formaron entre las ranuras del devanado de motor y las ranuras del devanado de generador; y ranuras eliminadoras de supresión, cada una de las cuales tiene un ancho relativamente cerrado, estas ranuras eliminadoras de supresión se formaron entre ranuras adyacentes del devanado de generador. 4. El motor-generador para vehículo según la reivindicación 1, donde la unidad de motor-generador incluye además un codificador de velocidad para detectar la velocidad de rotación del rotor. 5. El motor-generador para vehículo según la reivindicación 1, donde la unidad de circuito del motor incluye : una unidad de suministro de energía de corriente continua que usa la energía de corriente continua al conmutar una energía de corriente alterna o la obtenida de una batería para suministrar la energía de corriente continua; una unidad de conmutación de potencia que tiene puentes en H que corresponden a las fases, cuatro dispositivos semiconductores de potencia para cada fase que se conectará con el devanado de motor, dos de los dispositivos semiconductores se encenderán y apagarán alternativamente, de conformidad con una señal de control, para suministrar al devanado de motor la energía de corriente continua; una unidad de control de polaridad que recibe la señal del detector óptico generada por el codificador de conmutación del fotodetector y que suministra la señal de control para establecer el rectificador electrónico en la unidad de conmutación de potencia; y una unidad de control por PWM (modulación del ancho del pulso o "Pulse Width Modulation") que generará una señal de PWM para controlar la velocidad de rotación de conformidad con una señal de control de la unidad de control de velocidad y un valor de comando de una unidad de entrada de control, y para transmitir la señal de PWM a la dad de conmutación de potencia 3 RESUMEN DE LA INVENCION Se presenta un motor-generador para vehículo. El motor-generador para vehículo incluye una unidad de circuito del motor, una unidad de motor-generador para generar la energía eléctrica al girar por la energía eléctrica, y una unidad de circuito del generador para conmutar una corriente alterna generada por la unidad de motor-generador y producir una corriente continua. La unidad de motor-generador incluye un estator que incluye un devanado de motor que tiene n fases, el devanado de motor se magnetiza al recibir la energía eléctrica de la unidad de circuito del motor y está devanado en una distribución multifásica paralela independiente de n fases; y un devanado de generador que tiene 2n fases que suministra la energía eléctrica a la unidad de circuito del generador, el devanado de generador está devanado en una distribución multifásica paralela independiente; un rotor que tiene placas de silicio apiladas; imanes permanentes planos alojados entre las placas de silicio apiladas y dispuestos en dirección radial, y una flecha ubicada en el centro de las placas de silicio apiladas; un codificador de conmutación que tiene regiones de detección y regiones que no son de detección y que está ubicado en un extremo de la flecha del rotor, y 2n fotodetectores que cuando el codificador de conmutación gira junto con la flecha 52-413 transmite a la unidad de circuito del motor la señal del detector óptico al encenderse en las regiones de detección y al apagarse en las regiones que no son de detección. 52-413