MXPA01002009A

MXPA01002009A - Maquina electrica con imanes permanentes.

Info

Publication number: MXPA01002009A
Application number: MXPA01002009A
Authority: MX
Inventors: Peter Ehrhart
Original assignee: Magnet Motor Gmbh
Priority date: 1998-08-24
Filing date: 1999-08-19
Publication date: 2002-04-24
Also published as: DE19838378A1; US6459185B1; WO2000011777A1; CA2341272A1; EP1110298B1; CA2341272C; EP1110298A1; DE59912744D1

Abstract

Se proporciona una maquina electrica que comprende las siguientes caracteristicas: (a) una primera parte estatora exterior y una segunda parte estatora interior, las dos partes estatoras son coaxiales y estan separadas radialmente por un espacio intermedio; (b) cada parte estatora tiene, orientada hacia el espacio intermedio, una serie circunferencial de polos estatores, por lo menos un numero parcial de los cuales presenta un bobinado; (c) una parte rotora colocada en el espacio intermedio; (d) la parte rotora tiene una serie circunferencial de imanes permanentes alternados y piezas conductoras de flujo magnetico, los imanes permanentes se magnetizan en direccion circunferencial; (e) la anchura de los imanes permanentes -medida en la direccion circunferencial- es mayor en el radio central de la parte rotora que radialmente hacia afuera y radialmente hacia adentro en la parte del rotor y la anchura de las piezas conductoras de flujo magnetico -medidas en la direccion circunferencial- es correspondientemente mas pequena en el radio central de la parte de rotor que radialmente hacia afuera y radialmente hacia adentro en la parte del rotor.

Description

MÁQUINA ELÉCTRICA CON IMANES PERMANENTES DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Una primera materia objeto de esta invención es una máquina eléctrica que comprende los siguientes elementos: (a) una primera parte estatora exterior y una segunda parte estatora interior, las dos partes estatoras son coaxiales y están separadas radi-almente por un espacio intermedio; (b) cada parte estatora tiene, orientado hacia el espacio intermedio, una serie circunferencial de polos estatores, por lo menos un número parcial de los cuales transporta un bobinado; (c) una parte de rotor colocada en el espacio intermedio; (d) la parte de rotor tiene una serie circunferencial de imanes permanentes alternantes y piezas conductoras de flujo magnético, los imanes permanentes están magnetizados en dirección circunferencial; (e) la anchura de los imanes permanentes -medida en la dirección circunferencial- es más grande en el radio central de la parte de rotor que la parte radialmente exterior y radialmente interior en la parte de rctor y la anchura de las piezas conductoras de flujo magnético -medida en la dirección circunferencial- es correspondientemente más pequeña en el radio central de la parte de rotor que las partes radialmente exterior y radialmente interior en la parte del rotor; (f) una primera serie circunferencial de circuitos magnéticos los cuales -como se - ..... -.---^uiifcJ ----^?ir^ ItllMr'l_ ffÜJÉI. fÜÍ observan en un plano perpendicular al eje del rotor- se extienden cada uno a través de dos polos estatores adyacentes de la primera parte estatora en el plano considerado y a través de dos piezas conductoras de flujo magnético adyacentes de la parte de rotor en el plano considerado y a través del imán permanente entre las dos piezas conductoras de flujo magnético adyacentes en el plano considerado, y una segunda serie circunferencial de circuitos magnéticos los cuales -como se observan en un plano perpendicular al eje del rotor- se extienden cada uno a través de dos polos estatores adyacentes de la segunda parte de estator en el plano considerado y a través de dos piezas conductoras de flujo magnético adyeicentes de la parte de rotor en el plano considerado asi como a través del imán permanente entre las dos piezas conductoras de flujo magnético adyacente en el plano considerado. Una segunda materia objeto de la invención es una máquina eléctrica que comprende las siguientes características: (a) una primera parte de estator y una segunda parte de estator, las dos partes de estator se colocan a lo largo de un eje común y están separadas axialmente por un espacio intermedio; (b) cada parte estator tiene, orientada hacia el espacio intermedio, una serie circunferencial de polos estatores, por lo menos un número parcial de los cuales presentan un bobinado; (c) una parte de rotor colocada en el espacio intermedio; (d) la parte de rotor tiene una serie circunferencial de imanes permanentes alternantes y piezas conductoras de flujo magnético, los imanes permanentes están magnetizados jen la dirección circunferencial; (e) la anchura de los imanes permanentes -medido en la dirección circunferencial- es mayor en la porción axialmente central en la parte de rotor que en las caras axiales de la parte de rotor y la 5 anchura de las pieza., conductoras de flujo magnético -medida en la dirección circunferencial- es correspondientemente más pequeña en la porción axialmente central de la parte de rotor que en las caras axiales de le. parte de rotor; (f) una primera serie circunferencial de circuitos magnéticos los cuales -como se 10 observan en un área circunferencial desarrollada- se extienden cada uno a través de Üos polos estatores adyacentes de la primera parte estatora en el área circun erencial considerada y a través de dos pieza conductoras de flujo magnético adyacentes de la parte de rotor en el área circunferencial considerada y a través 15 del imán permanente entre las dos piezas conductoras de flujo magnético adyacentes en el área circunferencial considerada, y una segunda serie circunferencial de circuitos magnéticos los cuales -como se observan en un área circunferencial desarrollada- se extienden cada una a través de dos polos estatores adyacentes 20 de la segunda partí_ de estator en el área circunferencial considerada y a través de dos piezas conductoras de flujo magnético adyacentes de la parte de rotor en el área circunferencial considerada así como a través del imán permanente entre las dos piezas conductoras de flujo magnético adyacente en 25 el área circun erencial considerada.

La máquina eléctrica de acuerdo con la segunda materia objeto de la invención difiere de la máquina eléctrica de acuerdo con la primera materia objeto de la invención en que las dos separaciones de aire (una separación de aire entre la primera parte estatora y la parte de rotor, y una segunda separación de aire entre la parte de rotor y la segunda parte de estator) están en dos planos perpendiculares al eje del rotor, mientras que en la primera materia objeto de la invención se proporcionan dos separaciones de áreas circunferenciales de una manera separada radialmente. Las máquinas eléctricas de acuerdo con la invención se distinguen en si mismas por una densidad de potencia muy alta. Esto resulta de la presencia de dos partes estatoras y una parte rotora común entre las mismas, pero también de la geometría indicada por las piezas conductoras de flujo magnético y los imanes permanentes. Además de esto, el "efecto de autoanclaje" mutuo de los componentes de las partes del rotor debe enfatizarse . Las máquinas eléctricas de acuerdo con la invención en particular pueden ser máquinas que transmitan energía mecánica (es decir, motores eléctricos) , o máquinas que capten potencia mecánica (es decir, generadores) . Preferiblemente son motores eléctricos comunicados electrónicamente o generadores los cuales captan potencia eléctrica por medio de convertidores de corriente activa.

En la primera materia objeto de la invención, la anchura mencionada de las piezas conductoras de flujo magnético radialmente dentro de la parte de reactor y radialmente fuera de la parte de rotor cada una preferiblemente es más pequeña que la dimensión radial de la pieza conductora de flujo magnético particular. En la segunda materia objeto de la invención, la anchura mencionada de las piezas conductoras de flujo magnético sobre las caras axiales de la parte de rotor cada una preferiblemente es más pequeña de manera análoga que la dimensión axial de la pieza conductora de flujo magnético particular. Esta medida en ambos casos tiene el efecto de que la parte de rotor se diseña de acuerdo con el principio de concentración de flujo magnético, es decir, está presente una mayor densidad de flujo magnético en la salida de las piezas conductoras de flujo magnético en comparación con la separación de aire correspondiente en el imán permanente generador de flujo magnético respectivo. En el caso de la primera materia objeto de la invención, la parte de rotor preferiblemente es una parte constitutiva de una porción en forma de copa del rotor. En este caso, el rotor se puede diseñar de manera que sea sustentado en el lado axial de la máquina únicamente, lo cual tiene ventajas prácticas para muchos campos de aplicación. Preferiblemente, la porción en forma de copa del rotor tiene una pared de base de rotor y la parte de rotor se monta a ...-«-...-^-fe-- "A&"-taíM- la pared de base por medio de varillas de unión distribuidas circunferencialmente en donde las varillas de unión están montadas, por una parte, en la pared de base y, por otra parte, extendiéndose a través de las perforaciones en las piezas conductoras de flujo magnético o los imanes permanentes, o ambas. Esta manera de montaje por medio de las varillas de unión es particularmente ventajosa en términos de tecnología de producción. Se hace notar que, debido a la geometría mencionada de los imanes permanentes y las piezas conductoras de flujo magnético, es básicamente suficiente fijar directamente ya sea las piezas conductoras de flujo magnético o los imanes permanentes por medio de las varillas de unión, puesto que las demás partes constitutivas respectivas, los imanes permanentes/piezas conductoras de flujo magnético, se mantienen indirectamente vía el acoplamiento positivo. Por otra parte, en realidad es posible también asegurar que ambas partes constitutivas, es decir, los imanes permanentes y las piezas conductoras de flujo magnético a la pared de base de rotor por medio de varillas de unión cada una. Las piezas conductoras de flujo magnético o los imanes permanentes, o ambos, se pueden subdividir, en la dirección del eje de rotor, en una pluralidad de secciones aisladas eléctricamente, lo cual se prefiere. Estas secciones preferiblemente se pueden unir adhesivamente entre si o se pueden mantener juntas por varillas de unión. Esto reduce las pérdidas por corriente parásita. Las piezas conductoras de flujo magnético y los imanes permanentes preferiblemente se subdividen, en la dirección del eje de rotor, en una pluralidad de secciones las cuales se separan por anillos intermedios de material magnéticamente no conductor, el cual de mejor manera de ser también eléctricamente no conductor. Por medio de esta construcción, es posible construir parte de rotor con resistencia mecánica aumentada. Entre los anillos intermedios respectivos, las piezas conductoras de flujo magnético o los imanes permanentes se pueden subdividir adicionalmente de manera más fina en subsecciones las cuales están eléctricamente aisladas entre si. Puede ser ventajoso en ciertos diseños unir adhesivamente las secciones de pieza conductora de flujo magnético o las secciones de imán permanente, o ambas, a los anillos intermedios, en particular si estos no se mantienen directamente por varillas de unión. Los anillos intermedios preferiblemente son de diámetro exterior más pequeño que las piezas conductoras de flujo magnético y los imanes permanentes, o de diámetro interior más grande que las piezas conductoras de flujo magnético y los imanes permanentes. Esto proporciona ventajas en términos de tecnología de adhesión y un diseño mejorado de las superficies interior y exterior de la parte de rotor. í-MÉtfirt -~t r TII - -•<---•*"«*.».. _-__-_-•- «-^---t-á»---..-.

La parte de rotor, sobre el exterior de la misma, preferiblemente se proporciona con una banda de refuerzo circunferencial que preferiblemente tiene un espesor menor de 1.5 mm. La estructura de la parte de rotor de una porción considerable de la fuerza centrífuga surge. Debido al hecho de que la banda de refuerzo se localiza en la separación de aire radialmente exterior, el espesor de la misma debe ser tan pequeño como sea posible. Un material preferido para la banda de refuerzo es material plástico reforzado con fibras de carbono. De manera análoga con la presente, la parte de rotor de la segunda materia objeto de la invención preferiblemente es una parte constitutiva de una porción en forma de disco del rotor. Las ventajas e:n término de tecnología de manufactura se obtienen aquí también. Preferiblemente, la parte de rotor se proporciona en su exterior con una banda de refuerzo circunferencial. En el caso de la segunda materia objeto de la invención, el espesor de la banda de refuerzo se puede elegir más libremente pues la banda no se coloca en una separación de aire. En el caso de ambas materias objeto de la invención, el número de polos estatores en la primera parte estatora preferiblemente es igual a número de polos estatores en la segunda parte estatora. Además de esto, se prefiere, en este concepto, que cada polo estator en la primera parte estatora se ha localizado opuesta a la misma, y sobrepasando la parte de rotor, un polo estator en la segunda parte estatora con la misma posición de fase electromagnética, conforme una se mueve (con respecto a la primera materia objeto de la invención) a lo largo de un radio en la dirección hacia adentro y (con respecto a la segunda materia objeto de la invención) a lo largo de una línea paralela al eje de rotor, respectivamente. En tal medida resultan en un aprovechamiento óptimo del flujo magnético y en una simetría deseable de los flujos magnéticos. Lo siguiente es válido para ambas materias objeto de la invención: preferiblemente, la primera parte estatora o la segunda parte estatora, o ambas, se proporcionan con refrigeración directa por flujo de fluido a lo largo de los bobinados; preferiblemente la primera parte estatora o la segunda parte estatora, o ambas, se proporcionan con refrigeramiento trasero de estator. En el caso de refrigeración directa por flujo de fluido, el área que contiene los extremos de polo de estator se sella de manera hermética a fluidos en todos lados, por ejemplo por un miembro de cierre, tal como un material de película fuerte. Después es posible hacer fluir un fluido refrigerante a través de los canales entre los dos polos estatores adyacentes cada uno, con los canales de llenados en una parte considerable por alambres de bobinado. Como una alternativa, o el adición a lo mismo, se pueden proporcionar canales de fluido refrigerante en los polos estatores. Los fluidos refrigerantes adecuados son, primero que nada líquidos, pero también es posible utilizar medios de refrigeración gaseosos » ._ __.._._. J¡¡^.s^^^?,?¡ ¿^^ íí^^, ..^iáa^? ?, -_t__,¿ . como una alternativa también. -La posibilidad preferida adicional consiste en un refrigerante trasero estator más indirecto, en particular con canales de fluido de refrigeración para fluido de refrigeración líquido o gaseoso en o sobre el respaldo de estator. Sin embargo, también es posible enfriar la superficie y el respaldo de estator orientándose alejándose de la superación de aire con líquido refrigerante o con fluido refrigerante gaseoso. -En caso de la primera materia objeto de la invención, se prefiere particularmente un diseño con refrigerante líquido directo a lo largo de los bobinados en la segunda parte de estator y con un refrigerante trasero de estator en la primera parte de estator. En el caso de la primera materia objeto de la invención, la primera parte de estator y la segunda parte de estator preferiblemente se montan en una pared de base de estator común; un alojamiento cerrado en el sentido convencional con frecuencia ya no es necesario. Encima o dentro de la pared de base de estator se puede aplicar preferiblemente el suministro de refrigerante también así como líneas de energía eléctrica y de control si así se desea, y también el sistema electrónico que se proporciona para funcionamiento de la máquina. De acuerdo con un diseño alternativo, preferiblemente la primera parte de estator y la segunda parte de estator se montan cada una por separado en la parte de soporte de la máquina, de manera preferible el alojamiento de la máquina. i A ííi - llJ- ?Éí-? -JÉ¡JÍ--ÍÉt_|lii|l|li |¡ i iin i M.JÍJfcM..Yr_.til.? _ r Hii-B i-iM. i En ambas materias objeto de la invención, preferiblemente se proporcionan con por lo menos un sistema electrónico inversor activo que se conecta a las bobinas de la máquina. En el caso de un motor eléctrico, el sistema electrónico inversor proporciona las conmutaciones electrónicas de las corrientes de bobina y, opcionalmente, control de energía y, opcionalmente, control de velocidad del motor eléctrico. En el caso de un generador de corriente, se proporciona preferiblemente un medio rectificador conectado a los bobinados de la máquina para generar corriente directa por medio del generador de corriente. En el caso más sencillo, esto puede ser un rectificador pasivo. De manera más preferible es un rectificador controlado que opera, por ejemplo, de acuerdo con el principio de control de fase-ángulo. Se prefiere adicionalmente los rectificadores activos. Estos pueden estar constituidos como inversores en términos de circuitos electrónicos. Pueden tener la función de suministrar un voltaje ajustable o la función de suministrar un voltaje que es sustancialmente independiente de la velocidad. La invención y los desarrollos preferidos de la invención se dilusidarán con mayor detalle en lo siguiente por medio de las modalidades ilustradas esquemáticamente en los dibujos en la presente. .._-_---_--^<_t-.^.__.--__j___.. _.„ __i-.-*-..... .--a--»----* y. ß?étü .

La figura 1 muestra una vista en sección transversal perpendicular al eje del rotor, que ilustra parte de una máquina eléctrica de acuerdo con una primera modalidad; la figura 2 muestra una vista en sección axial de parte de una máquina eléctrica de acuerdo con una segunda modalidad, para ilustrar el tipo de montaje de la parte de rotor; la figura 3 muestra una vista en sección axial de parte de una máquina eléctrica, de acuerdo con una tercera modalidad, para ilustrar la construcción general básica; la figura 4 muestra una vista en sección axial de parte de una máquina eléctrica de acuerdo con una cuarta modalidad, para ilustrar la construcción básica, la figura 5 muestra una vista en sección transversal perpendicular al eje del rotor, que muestra parte de una máquina eléctrica de construcción similar como la primera modalidad, de acuerdo con la figura 1, pero que ahora ilustra el medio refrigerante ; la figura 6 muestra una vista en sección axial de parte de una máquina eléctrica de acuerdo con una quinta modalidad, para ilustrar la construcción básica de la misma. La figura 1 muestra una primera parte 2 de estator radialmente exterior, una parte 6 de rotora anular radialmente dentro de la misma y separado de la misma por una primera separación 4 de aire sustancialmente cilindrica y una segunda parte 10 de estator radialmente interior, radialmente dentro de ¡d?ta ¡¿?tíl^ttá¡SdtaJ^aií á»íutJt. jaaafftrfi' I 5 A-iL.-. la misma y separada de la misma por una segunda separación 8 de aire sustancialmente cilindrica. La disposición de las partes de la máquina que se describen en la construcción general de la máquina aún serán más evidentes en la siguiente descripción de las figuras 3 y 4. La primera parte 2 de estator se proporciona con una serie circunferencial de polos 12 estatores separados, dirigidos radialmente hacia adentro, hacia la primera separación 4 de aire. Cada uno de estos polos 12 estatores alternados tiene un bobinado 14 de alambre: de cobre enrollado en el mismo. De manera muy análoga a esto, la segunda parte 10 de estator se proporciona con polos 16 de estator y bobinados 18, sin embargo, los polos 16 de estator están dirigidos radialmente hacia afuera, hacia la segunda separación 8 de aire. En el espacio intermedio entre la primera parte 2 de estator y la segunda parte 10 de estator, se coloca la parte 6 de rotor la cual en total tiene sustancialmente la forma de un cilindro hueco. La parte 6 de rotor está constituida de imanes 20 permanentes, cada uno de forma rómbica (dos configuraciones trapezoidales adyacentes entre si con lados de base más larga) , y piezas 22 conductoras de flujo magnético de sección transversal en forma de X cada una (dos configuraciones trapezoidales adyacentes entre si con lados en la base corta) . Los imanes 20 permanentes y las piezas 22 conductoras alternas de manera regular. Los imanes 20 permanentes se magnetizan en dirección circunferencial, como se indica por las flechas de manera alternante de norte a sur en una dirección en sentido de las manecillas de reloj y de norte a sur en una dirección contraria a las manecillas del reloj . Se puede ver que en área 24 de salida de flujo magnético de cada pieza 22 conductora particular hacia la primera separación 4 de aire y hacia la segunda separación 8 de aire, respectivamente -como se mide en la dirección circunferencial- es de anchura menor que la dimensión 26 -medida en la dirección radial- de la pieza 22 conductora particular y un imán 20 permanente adyacente, respectivamente, de manera que existe una densidad de flujo magnético mayor en el área 24 de salida de flujo magnético que en los imanes 20 permanentes. La primera separación 4 de aire se localiza entre el área de confinamiento radialmente interior sustancialmente cilindrica de la primera parte 2 del estator y el área de confinamiento radialmente exterior sustancialmente cilindrica de la parte 6 del rotor. La segunda separación 8 de aire se localiza entre el área de confinamiento radialmente interior sustancialmente cilindrica de la parte 6 de rotor y el área de confinamiento radialmente exterior, sustancialmente cilindrica de la segunda parte 10 de estator. Además de esto, la figura 1 muestra algunos de los circuitos 28 magnéticos los cuales finalmente llevan a cabo la función de la máquina. Con respecto a la primera separación 4 de aire, se puede ver que, en el plano en sección transversal considerado de la máquina (el cual es el plano de dibujo de la figura 1) , cada circuito magnético pasa a través de un polo 12 estator radialmente exterior, a través de parte del respaldo 30 estator entre dos polos 12 estatores, a través de un polo 12 estatores radialmente exterior, circunferencialmente adyacente, a través de la primera separación 4 de aire, a través de una pieza 22 conductora, a través de un imán 20 permanente circunferencialmente adyacente, a través de una pieza 22 conductora de flujo adyacente y a través de la primera separación 4 de aire hacia el polo 12 estator inicial. En lo que respecta a la segunda separación 8 de aire, la situación es análoga, en donde los polos 16 estatores radialmente interiores sustituyen a los polos 12 estatores radialmente exteriores. La disposición de las partes de las máquina que se describen (primera parte 2 estatora, parte 6 de rotor, segunda parte 10 de estator) dentro de la construcción total de la máquina es concebiblemente mejor por medio de las figuras 3 y 4. La sección A-A en cada figura ilustra el tipo de sección que resulta en la configuración de la figura 1. La primera parte 2 de estator y la segunda parte 10 de estator son partes constitutivas del estator 30 (general) el cual, en la modalidad de la figura 3 -hablando de manera general- tiene una configuración en general de copa y en la modalidad de la figura 4 se forma en un alojamiento 32 sustancialmente cilindrico que tiene una extensión cilindrica hueca desde una de las dos paredes de extremo de alojamiento. En la modalidad de acuerdo con la figura 3, la primera parte 2 de estator y la segunda parte 10 de estator se montan en una pared 34 de base de estator común que se extiende perpendicularmente al eje 36 de rotor. Como se indica esquemáticamente, la pared 34 de base de estator presenta en el exterior de la misma un suministro 37 de refrigerante, un sistema 38 electrónico para operación de la máquina así como energía eléctrica y líneas 40 de control, en particular entre el sistema 38 electrónico y los bobinados 14 de los polos 12 y 16 de estator. Tanto en la modalidad de acuerdo con la figura 3 como en la modalidad de acuerdo con la figura 4, la parte 6 de rotor es parte de -hablando generalmente- un rotor 42 en forma de copa que se conecta de manera no giratoria a una flecha 44. La flecha 44 está soportada giratoriamente en el estator 30 o el alojamiento 32, respectivamente. La figura 2 muestra una de las posibilidades preferidas de unir la parte 6 de rotor a una pared 46 de base de rotor de en total -hablando generalmente- un rotor 42 en forma de copa. Distribuido a lo largo de la circunferencia, se proporciona una multiplicidad de varillas de unión 48, por ejemplo en forma de pernos roscados. En un extremo, la varilla de unión 48 respectiva se hace pasar a través de una perforación en la pared 46 de base de rotor, en donde se aplica una primera tuerca 50 de manera roscada. La varilla de unión se extiende en dirección axial y, en las perforaciones, penetra en varias secciones 20a de imán permanente o en varias de las secciones 22a de pieza conductora; entre secciones 20a de imán permanente adyacente y entre secciones 22a de pieza conductora adyacente cada una, se proporciona un anillo 52 intermedio de un material magnéticamente no conductor, que también tiene una perforación, a través de cada una de las cuales pasa la varilla 48 de unión. En el extremo de la varilla de unión 48 alejada de la pared 46 de base de rotor, existe otra tuerca 54 colocada roscadamente la cual aprieta la totalidad del "empaque" de las secciones 20a de imán permanente los anillos 52 intermedios y, respectivamente, de las secciones 22a de pieza conductora y los anillos 52 intermedios juntos así como contra la pared 46 de base de rotor. Debe entenderse que, para cada pLano de dibujo particular, también se pueden proporcionar una pluralidad de varillas de unión 48 de manera separada radialmente. La figura 2 además muestra la posibilidad de aplicar una banda 56 de refuerzo sobre el área de confinamiento radialmente exterior de la parte 6 de rotor, la cual tiene el efecto de un anillo de sujeción y por lo tanto capta una parte de las fuerzas que actúan sobre los imanes 20 permanentes y las piezas 22 conductores debido a las fuerzas centrífugas. Regresando a la figura 1 se puede ver que la geometría de los imanes 20 permanentes y las piezas 22 conductoras proporciona un "efecto de autoanclaje" mutuo de estos componentes. Al fijar cualquiera de los imanes 20 permanentes o las piezas 22 conductoras en dirección radial, los otros componentes respectivos no se pueden mover radialmente hacia afuera o radialmente hacia adentro en la primera separación 4 de aire por el efecto de las fuerzas centrífugas y el efecto de las fuerzas magnéticas de atracción. La Eigura 5 corresponde en gran medida a la figura 1, sin embargo ilustra además elementos para refrigeración de la máquina. La segunda parte 10 de estator en el área de confinamiento radialmente exterior tiene un miembro 58 de cierre aplicada a la misma, de manera que hablando sobre los extremos de los polos de estator los cuales, por ejemplo, están en forma de una película plástica firme, reforzada con fibra. Por medio del miembro 58 de cierre, las ranuras entre los polos 16 de estator adyacente respectivos se sellan hacia el exterior de manera que -resuponiendo un sello axial que no se muestra en los dibujos- ahora es posible bombear un líquido refrigerante o impulsar un gas de refrigeración a través de las ranuras las cuales se llenan en parte con el alambre del bobinado 14. Sin embargo, normalmente es suficiente enfriar directamente las cabezas de bobinado de las bobinas, la parte de los bobinados que se proyecta desde la parte de estator, como se describe. De esta manera es posible obtener una refrigeración directa del bobinado lo cual, por supuesto, implica refrigeración del material estator también.

En La primera parte 2 de estator, se ilustra un medio de refrigeración indirecto al enfriar el respaldo 30 estator. El área de terminación sustancialmente cilindrica, radialmente exterior de la primera parte 2 de estator tiene una capa 60 refrigerante aplicada a la misma la cual contiene canales 62 para bombear líquido refrigerante a través de las mismas. Como una alternativa a estas, también es posible taladrar directamente los canales 62 de refrigeración en el material de estator, como se muestra en dos posiciones por líneas discontinuas. Otra variación sería la formación de refuerzos en la primera parte 2 de estator y refrigeración por aire en esta región. La Eigura 6 ilustra una máquina eléctrica de acuerdo con la concepción básica de la segunda materia objeto de la invención. Esta vista muestra nuevamente una primera parte 102 de estator, una primera superación 104 de aire axialmente adyacente a la misma, una parte 106 de rotor adyacente axialmente a esta última, una segunda separación de aire 106 axialmente adyacente a esta última parte, y una segunda parte 110 de estator axialmente adyacente a la segunda separación 108 de aire, la primera parte 102 de estator es parte de, hablando de manera general, un estator 202 en forma de disco, y la segunda parte 110 de estator es parte de, en total, hablando de manera general, un estator 210 en forma de disco. La parte 106 de rotor es parte de, en total, hablando de manera general, un rotor 206 en forma de disco. La primera separación de aire 104 y la segunda separación a.1---t._u t-_L de aire 108 se encuentra en cada una en un plano que es perpendicular al eje 36 del rotor. Para visualizar la disposición de los imanes 20 permanentes y las piezas 22 conductoras en la modalidad de la figura 6, uno toma la parte 6 de rotor de la figura 1 y dobla la misma desde la forma circular que se muestra en un plano. Cuando se coloca esta "tira de parte de rotor" con las áreas 24 de salida de flujo magnético sobre las dos caras axiales de la parte 106 de rotor y la "tira de parte de rotor" se dobla alrededor del eje 36 de rotor como eje de corvatura, uno obtiene la disposición de los imanes 20 permanentes y las piezas 22 conductoras en la parte 106 de rotor. Los circuitos magnéticos 128 de la máquina después son concebibles en áreas circunferenciales cilindricas, mejores después del desarrollo de las mismas en un plano. Una porción corta de los dos circuitos magnéticos 128 se ilustra cada uno con líneas de puntos y guiones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una máquina eléctrica, que comprende las siguientes características: (a) una primera parte estatora exterior y una segunda parte estatora interior, las dos partes estatoras son coaxiales y están separadas radialmente por un espacio intermedio; (b) cada parte estatora tiene, orientada hacia el espacio intermedio, una serie circunferencial de polos estatores, por lo menos un número parcial de los cuales presenta un bobinado; (c) una parte de rotor colocada en el espacio intermedio; (d) la parte de rotor tiene una serie circunferencial de imanes permanentes alternantes y piezas conductoras de flujo magnético, los imanes permanentes se magnetizan en la dirección circunferencial; (e) la anchura de los imanes permanentes -medido en la dirección circunferencial- es mayor en el radio central de la parte de rotor que radialmente hacia afuera y radialmente dentro en la parte de rotor, y la anchura de las piezas conductoras de flujo magnético -medidas en la dirección circunferencial- es correspondientemente más pequeña en el radio central de la parte de rotor que radialmente hacia afuera y radialmente dentro en la parte de rotor; (f) una primera serie circunferencial de circuitos magnéticos los cuales -como se observan en un plano perpendicular al eje del rotor- se extienden cada uno a través de dos polos estatores adyacentes de la primera parte de estator en el plano considerado y a través de dos piezas conductoras de flujo magnético adyacentes de la parte de rotor en el plano considerado y a través del imán permanente entre las dos piezas conductoras de flujo magnético adyacentes en el plano considerado, y una segunda serie circunferencial de circuitos magnéticos los cuales -como se observan en un plano perpendicular al eje del rotor- se extienden a través de dos polos estatores adyacentes de la segunda parte de estator en el plano considerado y a través de dos piezas conductoras de flujo magnético adyacentes de la parte de rotor en el plano considerado, así como a través del imán permanente entre dos piezas conductoras de flujo magnético adyacente en el plano considerado, caracterizado porque (g) las piezas conductoras de flujo magnético o los imanes permanentes, o ambas, en la dirección del eje de rotor, se subdividen en una pluralidad de secciones aisladas eléctricamente.

2. La máquina eléctrica como se describe en la reivindicación 1, caracterizada porque la anchura de las piezas conductoras de flujo magnético radialmente dentro de la parte de rotor y radialmente fuera de la parte de rotor cada una es más pequeña que la dimensión radial de la pieza conductora de flujo magnético particular.

3. La máquina eléctrica como se describe en la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque la parte de rotor es parte de una porción del rotor de configuración en forma de copa.

4. La máquina eléctrica, como se describe en la reivindicación 3, caracterizada porque la porción en forma de copa del rotor tiene una pared de base de rotor y en donde la parte de rotor se asegura a la pared de base por medio de 5 varillas de unión distribuidas circunferencialmente, las varillas de unión se aseguran por una parte a la pared de la base y por otra parte se extienden a través de perforaciones en las piezas conductoras de flujo magnético o en los imanes permanentes, o en ambas . 10

5. La máquina eléctrica como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque las secciones de las piezas conductoras de flujo magnético o los imanes permanentes, o ambas, se unen adhesivamente juntas o se mantienen juntas por varillas de unión. 15

6. La máquina eléctrica como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque las piezas conductoras de flujo magnético y los imanes permanentes en la dirección del eje de rotor se subdividen en varias secciones que están separadas por anillos intermedios de 20 material no conductor magnéticamente.

7. La máquina eléctrica como se describe en la reivindicación 6, caracterizada porque los anillos intermedios son de un diámetro exterior más pequeño que las piezas conductoras de flujo magnético y los imanes permanentes o de diámetro interior más grande que las piezas conductoras de flujo magnético y los imanes permanentes.

8. La máquina eléctrica como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque la parte de rotor se proporciona en el exterior de la misma con una banda de refuerzo circunferencial que tiene preferiblemente un espesor menor de 1.5 mm.

9. La máquina eléctrica como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el número de polos estatores en la primera parte de estator de número de polos estatores en la segunda parte de estator son iguales .

10. La máquina eléctrica como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque cada polo estator en la primera parte de estator se localiza opuesta a la misma, sobrepasando la parte de rotor, un polo estator en la segunda parte de estator con la misma posición de fase electromagnética, cuando uno se mueve hacia adentro, a lo largo de un radio.

11. La máquina eléctrica como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque la primera parte de estator o la segunda parte de estator se proporcionan con refrigeración directa por flujo de fluido a lo largo de los bobinados. -..-*-.,:I..-.,-J-É-é-->.__*_Üfc-_

12. La máquina eléctrica como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque la primera parte de estator o la segunda parte de estator, o ambas, se proporcionan con un refrigerante de respaldo de estator.

13. La máquina eléctrica como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque la primera parte de estator y la segunda parte de estator se montan en una pared de base de estator común.

14. La máquina eléctrica, como se describe en la reivindicación 13, caracterizada porque la pared de base de estator tiene unida a la misma un suministro de refrigerante así como energía eléctrica y líneas de control.

15. La máquina eléctrica como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 , caracterizada porque la primera parte de estator y la segunda parte de estator se montan cada una por separado en la parte componente de soporte de la máquina.

16. La máquina eléctrica como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizada porque por lo menos se conecta un sistema electrónico inverso activo a los bobinados de la máquina. l_t _---á-l?ÍI-_-_-?.ltr' *"**-*>"- _.- _~-*-*»--. _-A_. l|¡¡¡agg_-__rijf íife¡^i-li_ji»afa¡É-____—_.