MXPA05001704A - Maquina electrica giratoria de doble excitacion que permite una disminucion de flujo modulable. - Google Patents

Abstract

La invencion se refiere a una maquina electrica giratoria que comprende un estator que rodea un rotor que incluye imanes de excitacion permanentes capaces de producir flujos magneticos, y bobinas de excitacion capaces de ser excitadas o no y de crear componentes de flujo que se puedan oponer a los flujos creados en los imanes, en la cual el numero (Na) de imanes y el numero (Nb) de bobinados de excitacion asi como la disposicion de bobinados y de imanes unos con relacion a los otros forman un motivo elemental (me), estos numeros Na de imanes, Nb de bobinados y Nme de motivos elementales se pueden modificar en funcion, por una parte, de una intensidad de base (Ibase) deseada en la maquina, esta intensidad de base es determinada cuando los bobinados no son excitados y, por otra parte, de una intensidad de modulacion (Imod) deseada en la maquina, esta intensidad de modulacion es determinada cuando los bobinados son excitados.

Description

MAQUINA ELECTRICA GIRATORIA DE DOBLE EXCITACION QUE PERMITE UNA DISMINUCION DE FLUJO MQDULABLE CAMPO DE LA INVENCION La invención se refiere a una máquina eléctrica giratoria de doble excitación que permite una disminución de flujo modulable, es decir, un control de la potencia provista por la máquina no necesariamente máxima. Esta máquina eléctrica giratoria puede ser un alternador o un altermotor de arranque para vehículo automotriz. De una manera general, la invención encuentra aplicaciones en todos los campos que necesitan la generación de electricidad y, en particular, en el campo automotriz para generar la electricidad en la red de a bordo de vehículos con motor térmico o vehículos híbridos.

TECNICA ANTERIOR Los alternadores monofásicos o polifásicos así como los altermotores de arranque de vehículos automotrices convencionales comprenden, como se describe por ejemplo en el documento EP-0515 259, un estator en el interior del cual gira un rotor con garras provisto de un bobinado de excitación alimentado por escobillas en contacto con dos anillos colectores provistos sobre una parte en proyección del árbol del rotor.

Las escobillas están conectadas a un regulador de tensión que dirige la tensión del bobinado de excitación. La alimentación eléctrica del bobinado de excitación del rotor permite magnetizar el rotor y crear flujos magnéticos que pasan alrededor de ramales del bobinado del inducido alojados en las muescas del cuerpo de estructura magnética que presenta el estator. Estos flujos magnéticos permiten generar una corriente inducida en el bobinado inducido del estator y en consecuencia, una potencia eléctrica en la máquina. Con un rotor así, la potencia producida es nula cuando la corriente eléctrica en el bobinado de excitación es nula, pero el nivel de potencia que puede proveer dicha máquina está limitado por su concepción electromagnética. Para mejorar la eficacia de la máquina, es sabido, por ejemplo por el documento EP-803962, realizar los campos de excitación del rotor con ¡manes permanentes. Esta disposición en la cual el rotor solamente comprende imanes permanentes para su excitación, limita la puesta en marcha de la máquina ya que no es posible modular la excitación del rotor. Las máquinas eléctricas giratorias permiten resolver los problemas de las técnicas anteriormente mencionadas. Estas máquinas, descritas por ejemplo en el documento US-A-563605, comprenden rotores que comprenden a la vez imanes permanentes y bobinados o bobinas de excitación. Los imanes permanentes son llamados por unidad de superficie debido a que son implantados de manera circunferencial a la periferia externa del rotor para producir un flujo radial. Se habla entonces de excitación mixta o bien de doble excitación. Dichos rotores, colocados sobre las máquinas que tienen números de polos elevados, permiten aumentar los rendimientos obtenidos con las máquinas anteriores. Permiten también disminuir, incluso anular, el flujo magnético producido por los imanes y, en consecuencia, la potencia producida por la máquina. De esta manera, la máquina eléctrica puede proveer la potencia eléctrica únicamente necesaria en la red de a bordo de vehículo automotriz. En dichas máquinas, la corriente suministrada es controlada, con la ayuda de medios de conmutación, al nivel de los bobinados de excitación. Estos medios de conmutación permiten invertir selectivamente el sentido de la excitación de los bobinados con el fin de disminuir o anular el flujo de los imanes. Estos medios de conmutación consisten en un puente de conmutación con semiconductores, llamado puente en H. Dicho puente en H tiene el inconveniente de presentar un costo elevado. Para resolver este problema de costo, se ha realizado una máquina en la cual la potencia suministrada por la máquina eléctrica varía al inyectar en los bobinados de excitación del rotor con imanes permanentes una corriente unidireccional que evoluciona entre un valor esencialmente nulo y un valor máximo que permite suministrar respectivamente una energía limitada y una energía máxima. Dicha máquina se describe en la solicitud de patente EP-A-0 942 510 presentada a nombre del solicitante.

En las figuras 1a a 1 b, se ha representado una modalidad de rotor mixto 200 descrito en el documento EP-A-0 942 510 y que comprende en su periferia externa imanes permanentes por unidad de superficie de flujo radial. Este rotor, de forma anular, comprende 12 polos 1 a 12, de los cuales 3 son polos de imanes permanentes 1, 5 y 9, tres polos de bobinados o bobinas de excitación 3, 7 y 11 y seis polos de reluctancia 2, 4, 6, 8, 10 y 12. Los polos de reluctancia son los polos intermediarios a través de los cuales circulan los flujos magnéticos emitidos por los imanes y/o los polos de bobinados de excitación. Estos polos de bobinados de excitación están delimitados cada uno por dos muescas en cada una de las cuales está alojado un hilo, por ejemplo un hilo de cobre bobinado alrededor del polo referido para la formación del bobinado de excitación con interposición de un aislante. Estos polos salientes comprenden cada uno en su periferia externa una cabeza alargada para formación de espaldones de retención del bobinado de excitación asociado. Los polos de imanes permanentes están delimitados circunferencialmente en cada una de sus extremidades circunferenciales por una muesca vacía poco profunda. Los polos de imanes permanentes comprenden cada uno al menos un alojamiento circunferencialmente de forma oblonga para el montaje de un imán permanente. Como se mencionó anteriormente, los imanes son por unidad de superficie y son implantados en la proximidad de la periferia externa del rotor para producir un flujo magnético radial.

Los polos de reluctancia presentan ventajosamente cada uno en su periferia externa una proyección circunferencial dirigida hacia el polo de bobinado de excitación adyacente para retener radialmente el bobinado de excitación. Dos polos de reluctancia están implantados a través de un polo de imán permanente, mientras que un polo de bobinado de excitación está implantado entre dos polos consecutivos de reluctancia. Por cuestiones de simplicidad, los polos de bobinado de excitación serán llamados en la presente igualmente polos bobinados y los polos de imanes permanentes, polos de imanes. Cuando no son excitados o activados por el paso de una corriente eléctrica, los polos bobinados reaccionan como ios polos de reluctancia, es decir, no tienen ningún efecto sobre el sentido del flujo magnético emitido por los imanes permanentes. En este caso, las polaridades magnéticas observadas en el rotor son aquéllas apreciadas en la figura 1a, a saber S (sur) para los polos de imanes y N (norte) para los otros polos. De esta manera se obtiene, cuando los bobinados de la máquina no son excitados, motivos llamados motivos elementales que son SNNN SNNN SNNN para una máquina de 12 polos. De esta manera, cuando la máquina no es excitada, cada imán produce dos flujos magnéticos F3 que se reparten cada uno en dos flujos magnéticos F1 y F2, por una parte, hacia los polos de reluctancia 2, 4, 6, 8, 10 y 12 y por otra parte, hacia los polos bobinados 3-7 y 1 no excitados que se comportan como los polos de reluctancia.

Haciendo referencia al documento EP 0942 510 antes mencionado, se apreciará que la máquina eléctrica giratoria comprende un estator polifásico provisto de un cuerpo de material magnético, llamado igualmente carcasa, provisto de muescas, de preferencia encerradas en la periferia interna del estator, que recibe los ramales de los bobinados del inducido que comprende el estator. Estas muescas están separadas entre sí por dientes, llamados igualmente polos. Los flujos F1 a F3 antes mencionados pasan por los dientes del estator, un entrehierro reducido que existe entre el estator y el rotor. Cuando las bobinas o bobinados de excitación, llamados por cuestiones de simplicidad también bobinados, son excitados, figura 1 b, crean entonces cada uno un flujo magnético FD, que se opone a la propagación de los flujos magnéticos de los imanes hacia los polos bobinados que están situados entre los dos ramales de un mismo bobinado, mientras que este flujo magnético FD, creado por los bobinados refuerzan por el contrario el flujo F1 que se dirige desde cada imán hacia cada uno de los polos de reluctancia que encierran cada polo bobinado o de imanes. De esta manera, se entiende que cuando los bobinados son activados por el paso de una corriente eléctrica, presentan un polo sur en el momento en que presentaban un polo norte cuando no estaban excitados y a la inversa. Los polos del rotor adoptan entonces una configuración magnética NSNSNSNSNSNS que permite asegurar una transferencia de energía hacia el estator que crece progresivamente con la corriente de excitación en los bobinados.

En esta máquina, como en todas las máquinas de doble excitación actualmente conocidas, el calibrado se determina en función de los ¡manes y, de manera más precisa del tamaño, tipo, número y ubicación de los imanes en la máquina. El calibrado (llamado Ibase más lejano) es el nivel de la potencia de base que puede proporcionar la máquina únicamente con los ¡manes permanentes, es decir, cuando los bobinados no son excitados. Dicha máquina puede proveer, por ejemplo, en modo de alternador una intensidad de base de 45 amperes. Cuando los bobinados son activados o excitados por el paso de una corriente eléctrica, entonces la potencia eléctrica total provista por la máquina aumenta con relación a la potencia provista por los imane solos. Si los imanes proveen solos, por ejemplo una intensidad de 45 amperes, entonces la intensidad total provista por la máquina será por ejemplo de 90 amperes. Esta característica que consiste en poder controlar la potencia provista por la máquina se llama la disminución de flujo. Esta disminución de flujo puede ser controlada en función de la velocidad de rotación del rotor. En las máquinas recién descritas, el flujo magnético producido al nivel del rotor puede ser ya sea disminuido claramente, o bien puede ser anulado completamente, de acuerdo con los valores y sentidos de las corrientes provistas en los bobinados de excitación del rotor. Cuando la disminución de flujo permite incrementar la potencia provista por la máquina con relación a la potencia provista únicamente con los imanes solos, se hablará entonces de una disminución de flujo positiva. En el caso contrario, se hablará de una disminución de flujo negativa. Estas máquinas pueden entonces producir una potencia que puede variar entre una potencia de base, producida por los imanes solos y una potencia máxima producida por los imanes y los bobinados. Cuando una máquina posee un dispositivo tal como un puente en H antes mencionado para invertir la corriente de excitación de las bobinas de los rotores, entonces la potencia producida puede variar entre un valor nulo o casi nulo y un valor máximo, estos dos valores están situados por ambas partes de la potencia de base producida por los imanes solos. No obstante, en función de las aplicaciones, es interesante poder disponer de diferentes estructuras en donde la potencia de base producida por los imanes solos sea modulable. De esta forma, para efectuar un buen calibrado de la máquina, la selección del número de imanes es un criterio importante para poder proveer la potencia de base que necesita la aplicación, a la velocidad de rotación promedio deseada de la máquina, sin inyectar corriente en las bobinas de excitación con el fin de optimizar el rendimiento.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION La invención tienen por objetivo remediar de manera simple y económica, los problemas anteriormente descritos. Un objetivo de la invención es proponer estructuras de rotor de doble excitación en donde la potencia de base producida sea modulable. Para esto, el rotor comprende polos de imanes permanentes y polos de bobinados de excitación colocados a manera de realizar un motivo elemental particular que pueda ser reproducido más veces sobre el rotor. En otros términos, en la invención, el número de imanes y el número de bobinados de excitación así como sus ubicaciones respectivas y el número de motivos elementales, se pueden modificar en función de la potencia de base deseada en la máquina. De manera más precisa, la invención se refiere a una máquina eléctrica giratoria que comprende un rotor que presenta un cuerpo en material magnético, un estator que rodea el rotor el estator comprende al menos un bobinado del inducido, alojado en muescas realizadas en el cuerpo magnético que presenta el estator, y el rotor está provisto de medios para establecer selectivamente circuitos magnéticos cerrados que pasan alrededor del bobinado del inducido, estos medios comprenden: - Imanes permanentes de excitación adecuados para establecer flujos magnéticos que tienen, de acuerdo con la dirección de desplazamiento del rotor, componentes en sentidos opuestos, y - Bobinados de excitación alojados en muescas del rotor, adaptados para ser excitados y para crear componentes de flujo magnético que se oponen a los flujos magnéticos creados en los imanes. La máquina se caracteriza por el hecho de que el número (Na) de imanes permanentes y el número (Nb) de bobinados de excitación así como la disposición de los bobinados y de los imanes unos con relación a los otros forman un motivo elemental, este motivo elemental puede ser repetido un número (Nme) de veces, estos números Na de imanes, Nb de bobinados y Nme de motivos elementales pueden ser modificados en función, por una parte, de una intensidad de base deseada en la máquina, esta intensidad de base es determinada cuando los bobinados no son excitados y, por otra parte, una intensidad de modulación deseada en la máquina, esta intensidad de modulación es determinada cuando los bobinados son excitados. Los aspectos preferidos, mas no limitativos, de la máquina de acuerdo con la invención son los siguientes: - Na es mayor o igual a 1 , Nb es mayor o igual a 1 , Nme es mayor o igual a 1 y el par de número Na, Nb es diferente a . , - Los imanes Na de un mismo motivo elemental están dispuestos para generar un flujo magnético radial. - Los imanes de un mismo motivo elemental tienen la misma polaridad. - Los polos bobinados de un mismo motivo elemental tienen la misma polaridad.

- Dentro de un motivo elemental, por lo menos dos imanes consecutivos están separados al menos por un polo de reluctancia. - Dentro de un motivo elemental, al menos dos polos bobinados consecutivos están separados al menos por un polo de reluctancia. - Dentro de un motivo elemental, por lo menos un polo bobinado y un imán consecutivos están separados al menos por un polo de reluctancia. - Los ramales de bobinado de una bobina que pertenecen a un motivo elemental son recibidos en dos muescas adyacentes situadas entre dos imanes consecutivos. - Varios motivos elementales están asociados unos con otros. - Los motivos elementales son diferentes. - Al menos entre dos motivos elementales consecutivos, se inserta una sucesión de al menos un par de polos norte-sur o sur-norte creados por lo menos por un imán. - Al menos un imán intercalado entre los motivos elementales consecutivos tienen polaridad diferente al menos a un imán que pertenece a por lo menos un motivo elemental. - Los Nb bobinados no son todos excitados de manera simultánea. - La intensidad de modulación (Imod) está comprendida en un intervalo entre -ib y +ib donde Ib es la intensidad máxima magnética provista por los Nb bobinados.

- Persiste un flujo magnético residual (Fr) que proviene de los imanes no sometidos a la influencia del flujo magnético (Fd) de la disminución de flujo producida por las bobinas de excitación.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Las figuras 1a a 1 b, ya descritas, son vistas esquemáticas en corte transversal de un ejemplo de una máquina con doce polos de acuerdo con la técnica anterior respectivamente en un estado de no excitación de los bobinados de excitación y en un estado de excitación de los bobinados; la figura 2 es una vista esquemática en corte transversal de un primer ejemplo de modalidad de una máquina de doce polos de acuerdo con la invención; la figura 3 es una vista análoga a la figura 2 para un segundo ejemplo de modalidad de una máquina de doce polos de acuerdo de la invención; la figura 4 ilustra esquemáticamente bajo forma desarrollada, una variante de modalidad de la invención de la parte rotor de una máquina de acuerdo con la figura 2; y la figura 5 ilustra esquemáticamente bajo forma desarrollada, una variante de modalidad de la invención de la parte rotor de una máquina de acuerdo con la figura 3.

DESCRIPCION DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS DE LA INVENCION En las figuras 2 a 5 se utilizan N y S, como en las figuras 1a y 1 b, para designar respectivamente un polo norte y un polo sur. La invención se refiere a una máquina eléctrica giratoria de doble excitación, en la cual es posible modular la potencia de base emitida por los imanes solos así como la disminución de flujo. La potencia de base es provista por los imanes permanentes solos, es decir cuando las bobinas de excitación o bobinados de excitación no son alimentados eléctricamente. Esta potencia de base corresponde al calibrado de la máquina. Depende del número de imanes en la máquina y también de la colocación de los imanes en el rotor (radial, ortorradial, etc.). La invención propone modular la potencia de base apostando al número Na de imanes, el número Nb de bobinados y un número Nme de motivos elementales. De preferencia, Na es mayor o igual a 1 , Nb es mayor o igual a 1 , Nme es mayor o igual a 1 y el par de número Na, Nb es diferente a 1.1. Un motivo elemental es un conjunto de imanes y de bobinados asociados con un orden particular y repartidos en la totalidad y sobre una parte del contorno del rotor. Un motivo elemental puede ser repetitivo, es decir, que puede estar asociado a uno o más motivos elementales idénticos. Un motivo elemental también puede estar asociado a uno o más motivos elementales diferentes.

La potencia de base, llamada Ibase, varía en función del número de imanes Na en cada motivo elemental y del número Nme de motivos elementales sobre el contorno del rotor. De esta manera, al modular el número de imanes en un motivo elemental y al modular el número de motivos elementales, es posible variar la intensidad de base de la máquina. La potencia de modulación, llamada Imod, depende del número de bobinados Nb y del número Nme de motivos elementales presentes en el contorno del rotor. De esta forma, al modular el número de bobinados en un motivo elemental y al modular el número de motivos elementales, es posible variar la intensidad de modulación de la máquina. Se entiende así que mientras más importante sea el número de polos del rotor, existen más motivos elementales posibles y por lo tanto, existen más valores posibles para la intensidad de base y la intensidad de modulación. Es posible, de acuerdo con la invención, asociar varios motivos elementales unos con otros, es decir, colocar varios motivos elementales diferentes o parecidos unos al lado de los otros sobre el contorno del rotor. De esta forma, de acuerdo con la invención, la configuración del rotor será tal que la disminución de flujo negativa o positiva realizada por los polos bobinados, o polos de bobinados de excitación, será parcial o total. En la figura 2, se representa un ejemplo del rotor de acuerdo con la invención. Este rotor comprende doce polos repartidos de acuerdo con dos motivos elementales, cada motivo elemental comprende dos polos de imanes y un polo bobinado. En el centro del rotor, se representa el árbol de rotación 15 el cual es solidario con el rotor, presentando para este efecto un cuerpo en material magnético solidario con este árbol. En este ejemplo, el rotor comprende dos motivos elementales me1 y me2 idénticos. En otros términos, Nme = 2. Los motivos elementales me1 y me2 comprenden un primer polo de imán permanente 30, 24 seguido de un primer polo de reluctancia 31 , 25, de un segundo polo de imán 20, 26, de un segundo polo de reluctancia 21 , 27, de un polo bobinado 22, 28 y al final de un tercer polo de reluctancia 23, 29. Se tiene entonces que Na = 2 y Nb = 1. De este modo, dentro de un motivo elemental, dos imanes consecutivos están separados al menos por un polo de reluctancia. Igualmente dentro de un motivo elemental, un polo bobinado y un polo de imanes están separados al menos por un polo de reluctancia. Los primeros y los segundos polos de ¡manes, son idénticos y parecidos a los polos 1 de la figura 1a. Los segundos y terceros polos de reluctancia son parecidos a los polos 2 y 4 de la figura 1a, de manera que el polo bobinado es parecido a aquel de esta figura 1 a. El primer polo de reluctancia está delimitado en su periferia externa circunferencialmente por dos muescas vacías poco profundas del tipo de aquéllas de la figura a. Los imanes están orientados a manera de proveer una polaridad radial norte. Cuando los bobinados no son excitados o activados, las polaridades del motivo elemental son: NSNSSS. Cuando los bobinados son excitados positivamente se obtiene entonces la sucesión de polos magnéticos siguiente: NSNSNS, el polo bobinado que pasa de una polaridad sur a una polaridad norte. En este caso, la disminución de flujo es positiva y la potencia provista es superior a la potencia de base provista por los imanes solos. En este ejemplo, los dos motivos me1 y me2 son idénticos, colocados circunferencialmente uno seguido del otro. La figura 2 representa un primer ejemplo de la modalidad de la invención en modo de disminución de flujo negativa y en el cual los bobinados son activados por una corriente de excitación que circula en sentido inverso. Así, los polos bobinados continúan siendo los polos sur y generan un flujo magnético Fd de disminución de flujo que anula una parte del flujo (Fs) emitido por los ¡manes más cercanos a este polo bobinado. Sin embargo, estos polos bobinados no pueden suprimir otra parte del flujo (Fr) de estos mismos imanes más cercanos a los primeros polos de reluctancia 25, 31. La disminución de flujo negativa no será total, pero la potencia residual, a pesar de todo, será claramente inferior a aquélla obtenida en ausencia de alimentación de las bobinas de excitación. De esta forma de acuerdo con esta primera modalidad, se obtiene disminución de flujo negativa parcial del rotor. En efecto, ciertos imanes no pueden ser disminuidos en flujo por algunas de las bobinas de excitación del rotor alimentadas a la inversa a causa principalmente de su alejamiento. Estos ¡manes lejanos no pueden ser alcanzados por los polos bobinados o parcialmente alcanzados de tal manera que persiste un flujo magnético residual Fr más reducido que el flujo de base emitido por la totalidad de los imanes en ausencia de excitación. Dicha máquina no realizará una disminución de flujo negativa total a través de las bobinas de excitación y encontrará ventajosamente aplicaciones en las cuales se utiliza de manera muy frecuente aproximadamente 2/3 de la potencia máxima de máquina que corresponde a una excitación casi nula para esta potencia. En la figura 3, se representa un segundo ejemplo de un rotor de acuerdo con la invención. Este rotor comprende doce polos repartidos en dos motivos elementales idénticos me3 y me4, que comprende cada uno un polo de imán y dos polos bobinados. De este modo, en este ejemplo, se tiene Na=1 , Nb=2 y Nme=2. Los motivos elementales me3 y me4 comprenden primeramente un polo de imán 40, 46 seguido de un primer polo de reluctancia 41 , 47 luego de un primer polo bobinado 42, 48, de un segundo polo de reluctancia 43, 49, de un segundo polo bobinado 44, 50 y de un tercer polo de reluctancia 45, 51. De esta manera, dentro de un motivo elemental, dos polos bobinados están separados al menos por un polo de reluctancia.

Igualmente, dentro de un motivo elemental, un polo bobinado y un polo de ¡manes están separados al menos por un polo de reluctancia. Los polos 40, 46 son parecidos a los polos 20, 30, 34, 26 de la figura 2, mientras que los polos de reluctancia son parecidos a aquéllos de la figura 1a.

Cuando los bobinados no son excitados, las polaridades del motivo elemental son: NSSSSS-NSSSSS para un rotor de 12 polos. Cuando todos los bobinados son activados positivamente,- las polaridades son: NSNSNS y la máquina provee una potencia superior a la potencia de base provista por los imanes solos. En este ejemplo, el número de imanes Na es inferior al número de Nb. En modo de disminución de flujo negativa, cuando la corriente de activación de los polos bobinados es invertida, la configuración del rotor es N0SNS0-N0SNS0 debido a que bajo la influencia de los polos bobinados a la inversa: - Los polos de reluctancia 43 y 49 de la figura 3 se invierten, - Los polos de reluctancia 51 - 41 - 45 y 47 ya no son magnéticamente operacionales. Este ejemplo de modalidad ilustra otro medio para realizar una disminución de flujo negativa parcial cuando todos los imanes puedan ser sometidos completamente al flujo magnético de los polos bobinados. Como se explicó anteriormente, es posible, en ciertas aplicaciones, combinar varios motivos elementales juntos. Es posible, por ejemplo colocar me1 y me3 de las figuras 2 y 3 lado a lado sobre el contorno del rotor. En los ejemplos de las figuras 2 y 3, los imanes proveen una polaridad norte especificada por una flecha dentro del imán de manera que el flujo magnético es dirigido radialmente hacia la periferia extema del rotor. Todas las polaridades de estos dos ejemplos pueden ser invertidas modificando el sentido de los imanes de tal manera que tengan una polaridad sur como en las figuras 1a y 1 b. Al modular el número de polos sobre el rotor, se puede modificar la velocidad de encendido y al modular los números Na de imanes, Nb de bobinados y Nme de motivos, se controla la disminución de flujo del rotor. Todas estas modulaciones se pueden realizar en función de criterios predefinidos como el tipo de motor a alimentar, el número de equipos eléctricos y de consumidores eléctricos del vehículo, las seguridades deseadas (no sobrecalentamiento de la batería, etc.). Estas modulaciones también se pueden realizar en función del espacio necesario del rotor. En efecto, en ciertos casos en donde el espacio necesario del rotor está limitado, no es posible tener, por ejemplo dieciséis polos sino únicamente doce e incluso menos; en este caso, es interesante tener más ¡manes que bobinados o una repartición particular de imanes y de bobinados, debido a que un bobinado ocupa más lugar que un imán. En cambio, un imán tiene un costo de fábrica más elevado que un bobinado. En consecuencia, mientras se colocan más imanes en un motivo elemental, más elevado es el costo de fábrica del rotor. De manera ventajosa, para obtener una disminución de flujo más precisa, no se alimentan de manera simultánea todos los bobinados que pertenecen a un mismo motivo elemental tal como el representado por ejemplo en la figura 3. En particular, se alimenta uno de dos bobinados. Así, es posible ajustar la disminución de flujo negativa o positiva a la aplicación, esta disminución de flujo puede ser total o parcial. De acuerdo con otra variante, también se puede contemplar activar solamente los bobinados de excitación que sólo pertenecen a una parte de los motivos elementales del rotor. De acuerdo con otra modalidad, entre dos motivos elementales consecutivos se inserta una sucesión magnética de polos N-S o S-N creados al menos por un imán, por ejemplo con efecto radial como se representa en las figuras 4 y 5. De este modo, la figura 4 ¡lustra una variante de la figura 2 en la cual entre los motivos elementales me1 y me2, constituidos respectivamente por los polos 1 a 6 y 9 a 16 se insertan dos polos sur-norte al nivel de polos 7,8 y 15,16. Así, al unir dos imanes complementarios, se puede pasar fácilmente de un rotor que comprende 12 polos a un rotor que comprende 16 polos. Estos dos imanes complementarios permiten ajustar la potencia de base sin excitación de la máquina al tiempo que se conservan sus capacidades de disminución de flujo positivas y negativas. Desde luego, los polos magnéticos agregados entre dos motivos elementales deben disponerse ventajosamente a manera tal de obtener una sucesión de polos NSNSNS... cuando la corriente de excitación es positiva con el fin de obtener a la salida una potencia máxima.

De la misma manera, la figura 5 ilustra otro ejemplo de modalidad de la variante realizada a partir de la modalidad de la figura 3. De esta manera, se intercala entre los dos motivos elementales me3 y me4 en los polos 7 y 8 y 15 y 16 dos polos magnéticos norte - sur. Como se puede ver en la figura 5, estos ¡manes intercalados entre dos motivos elementales pueden tener polaridad diferente a los imanes que pertenecen a los motivos elementales. Asimismo, los imanes intercalados entre los motivos elementales, pueden tener igualmente polaridades invertidas. De la misma forma se puede contemplar intercalar polos norte -sur complentarios solamente entre ciertos motivos elementales. Asimismo, varios polos norte - sur pueden ser contiguos. Así, un rotor de excitación mixto puede comprender entre al menos un motivo elemental, por lo menos un polo norte - sur realizado al menos mediante un imán cuya polaridad y posición, permite ventajosamente a la máquina eléctrica producir una potencia máxima durante una disminución de flujo positiva. Como se puede ver en la figura 5 al nivel de los polos 15 y 16, y aplicable a cualquier otra disposición de motivos elementales, un polo norte -sur intercalado entre al menos un motivo elemental puede estar constituido por dos imanes contiguos de polaridad inversa. Esta disposición constituye una variante de los polos norte - sur intercalados anteriormente descritos constituidos por un polo de imán y un polo de reluctancia. De esta forma resulta que a partir de la evidencia de la descripción, el rotor 200 comprende un cuerpo de material magnético provisto, por una parte, de muescas para alojamiento de los bobinados de excitación y, por otra parte, de alojamientos para el montaje de los ¡manes permanentes. Las muescas están agrupadas en par para delimitar los polos salientes 22, 28, 42, 43, 44, 48, 49, 50 alrededor de los cuales están bobinados hilos eléctricos, por ejemplo de cobre, para la formación de los bobinados de excitación. Por ejemplo, el cuerpo del rotor está realizado bajo la forma de un paquete de chapas perforadas centralmente para el montaje con fuerza sobre el árbol 15 ventajosamente moleteado para este efecto. Las muescas y los alojamientos antes mencionados son realizados entonces fácilmente mediante recorte. Los pasos son realizados debajo de por lo menos un imán (figuras 2 y 3) para el paso de elementos de ensamblaje, tales como tirantes, chapas. Los bobinados de excitación tienen axialmente una forma oblonga. Se notará la presencia de aberturas (no referidas) en la proximidad del árbol 15 (figuras 2 y 3) para canalizar los flujos magnéticos y formar circuitos magnéticos cerrados circulantes igualmente en el estator de la máquina descrita posteriormente. Aquí, los alojamientos de los imanes se extienden en la periferia externa del rotor y tienen globalmente una sección en forma rectangular cuyas longitudes son perpendiculares a un radio del rotor. Los imanes tienen ventajosamente una forma complementaria a sus alojamientos siendo, de la manera antes mencionada, por unidad de superficie para crear flujos magnéticos radiales. Desde luego, se pueden proveer otras disposiciones para crear flujos magnéticos radiales. Como se puede ver parcialmente en la figura 4, la máquina eléctrica giratoria comprende, de la manera antes mencionada, un estator 100 que rodea al menos en parte el rotor 200 y provisto de un cuerpo 101 de material magnético, por ejemplo en forma de un paquete de chapas. Este estator es ventajosamente polifásico y comprende bobinados del inducido 103 montados en muescas 102 realizadas en su cuerpo 101. Las muescas 102 están delimitadas por dientes 104 que reciben el flujo magnético emitido por el rotor 102 y que pasa por un entrehierro reducido de forma anular presente entre la periferia externa del rotor y la periferia interna del estator. Es por esta razón que los flujos magnéticos se representan mediante bucles. Los imanes permanentes consisten por ejemplo en ferritas o en tierras raras o en una combinación de las mismas. La máquina eléctrica, en una modalidad, es un alternador de vehículo automotriz que permite transformar la energía mecánica en energía eléctrica, su estator es un estator inducido y el rotor un rotor inductor. En contraste, de manera conocida, el alternador es reversible y por lo tanto está configurado para constituir un motor eléctrico que permite especialmente poner en marcha el motor térmico del vehículo automotriz. Este tipo de alternador es llamado altermotor de arranque.

Claims (18)

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1.- Máquina eléctrica giratoria que comprende un rotor que presenta un cuerpo en materiales magnéticos, un estator que rodea el rotor, el estator comprende al menos un bobinado del inducido, y el rotor comprende muescas formadas en su cuerpo y medios para establecer de manera selectiva circuitos magnéticos cerrados que pasan alrededor del bobinado del inducido del estator, estos medios comprenden: imanes permanentes de excitación (20, 24, 26, 30, 40, 46) adecuados para crear flujos magnéticos, bobinados de excitación (22, 28, 42, 44, 48, 50) alojados en las muescas del rotor para definir polos bobinados, dichos bobinados están adaptados para ser excitados y crear componentes de flujo magnético que se oponen a los flujos creados por al menos algunos de los ¡manes para crear una disminución de flujo, caracterizada porque el número Na de imanes y el número Nb de bobinados de excitación así como la disposición de los bobinados y de los imanes unos con relación a los otros, forman un motivo elemental (me), este motivo elemental es adecuado para ser repetido un número Nme de veces.

2.- La máquina eléctrica giratoria de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque Na es mayor o igual a 1 , porque Nb es mayor o igual a 1 , porque Nme es mayor o igual a 1 y porque el par de número Na, Nb es diferente a 1.1.

3. - La máquina eléctrica giratoria de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque los imanes Na de un mismo motivo elemental están dispuestos para generar un flujo magnético radial.

4. - La máquina eléctrica giratoria de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada además porque los imanes de un mismo motivo elemental tienen la misma polaridad.

5. - La máquina eléctrica giratoria de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque los polos bobinados de un mismo motivo elemental tienen la misma polaridad.

6.- La máquina eléctrica giratoria de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque comprende, dentro de un motivo elemental, al menos dos imanes consecutivos separados al menos por un polo de reluctancia.

7. - La máquina eléctrica giratoria de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque comprende, dentro de un motivo elemental, al menos dos polos bobinados consecutivos separados al menos por un polo de reluctancia.

8. - La máquina eléctrica giratoria de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque comprende, dentro de un motivo elemental, al menos un polo bobinado y un imán consecutivos separados al menos por un polo de reluctancia.

9. - La máquina eléctrica giratoria de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque los ramales de bobinado de una bobina que pertenecen a un motivo elemental son recibidos en dos muescas adyacentes situadas entre dos imanes consecutivos.

10. - La máquina eléctrica giratoria de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque varios motivos elementales están asociados unos con los otros.

11. - La máquina eléctrica giratoria de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada además porque los motivos elementales son diferentes.

12. - La máquina eléctrica giratoria de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada además porque comprende, entre al menos dos motivos elementales consecutivos, una sucesión de al menos un par de polos norte-sur o sur-norte creados al menos por un imán.

13. - La máquina eléctrica giratoria de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada además porque al menos un imán intercalado entre dos motivos elementales consecutivos tiene polaridad diferente a por lo menos un imán que pertenece al menos a un motivo elemental.

14. - La máquina eléctrica giratoria de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque los Nb bobinados no son excitados todos de manera simultánea.

15.- La máquina eléctrica giratoria de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque la intensidad de modulación (Imod) está comprendida en un intervalo entre -Ib y +lb, donde Ib es la intensidad máxima del flujo magnético provisto por los Nb bobinados.

16. - La máquina eléctrica giratoria de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque persiste un flujo magnético residual (Fr) que proviene de los imanes no sometidos a la influencia del flujo magnético (Fd) de la disminución de flujo producida por las bobinas de excitación.

17. - La máquina eléctrica giratoria de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque consiste en un alternador de vehículo automotriz.

18. - La máquina eléctrica giratoria de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque consiste en un altermotor de arranque de vehículo automotriz.