MXPA06000348A

MXPA06000348A - Alternador de alta potencia, compacto.

Info

Publication number: MXPA06000348A
Application number: MXPA06000348A
Authority: MX
Inventors: Charles Y Lafontaine
Original assignee: Magnetic Applic Inc
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2004-07-12
Publication date: 2006-03-28
Also published as: CN1833345B; US7122923B2; US20120262021A1; CN1833345A; JP4743786B2; WO2005008860A2; KR101096469B1; CN101931277A; KR20060112707A; US20050035673A1; WO2005008860A3; US8207642B2; US20110025152A1; EP1649574A2; US7768166B2; CA2531634A1; US20060091761A1; JP2007524335A

Abstract

Se describe un material de construccion estructural de concreto, basado en sisal o henequen de peso ligero, maquinable y un metodo para su produccion. El material incluye fibras cortas de sisal en un intervalo desde aproximadamente 22% (v/v) a aproximadamente 33% (v/v); un cemento en un intervalo desde aproximadamente 12% (v/v) a aproximadamente 22% (v/v); y perlita en un intervalo desde aproximadamente 51% (v/v) a aproximadamente 59% (v/v). El metodo incluye las etapas de mezclar una cantidad de cemento con una cantidad de perlita para formar una mezcla solida agregar agua y mezclar agua con la mezcla solida para formar un fango, agregar una cantidad de fibras de sisal y mezclar las fibras de sisal en el fango para formar una composicion uniforme final; y vaciar la composicion final en un molde y fraguar la composicion final a un material de construccion estructural de forma solida. El material de construccion estructural producido puede ser maquinado, atornillado, cortado y clavado.

Description

ALTERNADOR DE ALTA POTENCIA, COMPACTO SOLICITUDES RELACIONADAS

[0001] Esta solicitud reclama prioridad de la Solicitud provisional de Patente de los E.U.A. Número de Serie 60/485,831, presentada en julio 10, 2003, por los inventores Charles Y. Lafontaine y Harold C. Scott'. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

[0002] La presente invención se refiere a maquinas para convertir entre energía mecánica y eléctrica y en particular a un alternador de alta energía compacto, que utiliza magnetos permanentes adecuados para uso automotriz.

[0003] Un alternador típicamente comprende un rotor montado en una flecha giratoria y colocado concéntricamente respecto a un estator estacionario. En forma alterna, un rotor estacionario puede ubicarse concéntricamente dentro de un estator giratorio. Una fuente de energía externa tal como un motor o turbina, comúnmente desplaza elementos giratorios, directamente o a través de un sistema intermedio tal como una correa de polea. Tanto el estator como el rotor tienen una serie de polos . Ya sea el rotor o el estator generan un campo magnético, que interactúa con devanados en los polos de la otra estructura. Conforme el campo magnético intercepta los devanados, se genera una corriente eléctrica, que se proporciona a una carga conveniente. La corriente inducida típicamente se aplica a un rectificador puente, en ocasiones regulado, y se proporciona como una salida. En algunas instancias, la señal de salida regulada se aplica a un inversor para proporcionar una salida CA.

[0004] Por el contrario, el dispositivo puede actuar como un motor si se aplica a los devanados una señal eléctrica apropiada.

[0005] Convencionalmente, alternadores empleados en aplicaciones automotrices, típicamente comprenden: un alojamiento, montado en el exterior de un motor; un estator que tiene devanados de 3 fases dispuestos en el alojamiento, un rotor de tipo poste-gancho desplazado con correa (por ejemplo Lundell) soportado en el alojamiento dentro del estator. Sin embargo, la salida de energía de dichos alternadores de tipo poste-gancho convencionales, es directamente proporcional al tamaño del alternador, para aumentar la salida de energía el tamaño del alternador convencional debe ser aumentado significativamente. De acuerdo con esto, las restricciones de espacio en vehículos tienden a hacer a dichos alternadores difíciles de utilizar en aplicaciones de alta salida, por ejemplo, 5 kW, tales como para energizar aparatos de acondicionamiento de aire, refrigeración o comunicaciones. Además, generadores de tipo gancho también son desventajosos ya que la regulación de voltaje es al modular el campo giratorio. Esta modulación afecta a todos los devanados . De acuerdo con esto, la regulación de voltaje y el control de los devanados individuales son imprácticos.

[0006] Además, los rotores de tipo poste-gancho, que transportan devanados, son relativamente pesados (a menudo comprenden tanto como la mitad del peso total del alternador) y crean inercia sustancial. Esta inercia, en efecto, presenta una carga en el motor, cada vez que se acelera el motor. Esto tiende a disminuir la eficiencia del motor, provocando consumo de combustible adicional. Reducciones en la masa y el diámetro de los componentes giratorios de un alternador tenderán a reducir la inercia total que tiene que superar un motor, de esta manera mejorando la energía del combustible. Un alternador de magneto permanente es idealmente adecuado para reducir la inercia total . La masa y el diámetro de los componentes giratorios se reducen en comparación con la de los alternadores Lundell convencionales, mientras que suministran una cantidad equivalente de energía.

[0007] Una reducción de la inercia en un alternador de vehículo de motor también se traduce en una reducción en los caballos de fuerza requeridos por el motor para acelerar el alternador. Los ahorros en caballos de fuerza pueden aplicarse en forma concebible a un tren de impulso vehicular que resulta en más potencia para impulsar el vehículo. Esto sería de gran interés por ejemplo para ingenieros de autos de carreras, quienes deben tratar con los reglamentos que limitan la potencia generada por los motores de carreras . Incluso una ligera mejora en potencia disponible a las ruedas de impulso puede producir una ventaja competitiva tremenda.

[0008] Además, esta inercia puede ser problemática en aplicaciones tales como vehículos eléctricos o híbridos. Vehículos híbridos utilizan un motor de gasolina para impulsar el vehículo a velocidades sobre un umbral predeterminado, por ejemplo 30 kph (que corresponden típicamente a un rango de RPM, en donde el motor de gasolina es más eficiente) . Similarmente, en un así denominado "híbrido suave", se emplea un generador-motor de arranque, para proporcionar una ráfaga inicial de propulsión cuando el conductor oprime el pedal del acelerador, facilitando el apagado del motor del vehículo cuando el vehículo se detiene en tráfico para ahorrar combustible y reducir las emisiones. Estos sistemas híbridos suaves, típicamente contemplan el uso de un sistema eléctrico de alto voltaje (por ejemplo 42 volts). El alternador en estos sistemas debe ser capaz de recargar la batería a niveles suficientes para desplazar el motor de arranque-generador, para proporcionar la ráfaga de propulsión inicial entre paradas sucesivas, particularmente en tráfico de parada y avance. De esta manera, se requiere un alternador de relativamente alta energía, baja inercia.

[0009] En general, hay necesidad por energía eléctrica adicional para energizar sistemas de control e impulso, acondicionamiento de aire y aparatos en vehículos . Esto es particularmente cierto para vehículos en aplicaciones recreativas, de transporte industrial, tales como aplicaciones de refrigeración, aplicaciones de construcción y aplicaciones militares . [00010] Por ejemplo, hay tendencia en la industria automotriz por emplear sistemas eléctricos inteligentes, en vez de control mecánico o hidráulico y de impulso, para disminuir la carga de energía en el motor del vehículo e incrementada economía de combustible. Estos sistemas pueden emplearse por ejemplo en conexión con servos de dirección (que típicamente son activos solo se requiere una corrección de- dirección) , amortiguadores (utilizando realimentación para ajustar la rigidez de los amortiguadores a las condiciones de la carretera o camino y de velocidad) , acondicionamiento de aire (operar el compresor a velocidad mínima requerida para mantener temperatura constante) . El uso de estos sistemas de control e impulso eléctrico tiende a aumentar la demanda del sistema de energía eléctrica del vehículo. [00011] Similarmente, és conveniente que los sistemas de refrigeración móviles sean desplazados eléctricamente. Por ejemplo, puede aumentarse la eficiencia al desplazar el sistema de refrigeración a velocidades variables (independientemente de las RPM del motor del vehículo) . Además, con sistemas desplazados eléctricamente, las mangueras que conectan los diversos componentes, por ejemplo el compresor (en el motor) , condensador (colocado para exponerse al aire) , y la unidad de vaporación (ubicada en el compartimento frío) , pueden reemplazarse por un sistema herméticamente sellado impulsado eléctricamente en forma análoga a un refrigerador o acondicionador de aire doméstico. De acuerdo con esto, es conveniente que un sistema de energía eléctrica vehicular en esta aplicación sea capaz de proporcionar los niveles de energía necesarios para una unidad desplazada eléctricamente. [00012] También hay una necesidad particular para un alternador de alta energía de tipo "retirar y reemplazar" , para modificación retroactiva de vehículos existentes. Típicamente, solo una cantidad limitada de espacio se proporciona dentro del compartimento del motor del vehículo para alojar al alternador. A menos de que un alternador de reemplazo ajuste dentro de ese espacio disponible, la instalación de ser posible se complica significativamente, requiriendo típicamente la remoción de componentes principales tales como radiadores, topes, etc. e instalación de refuerzos, correas y herramental extra. De acuerdo con esto, es conveniente que un alternador de reemplazo ajuste dentro del espacio original proporcionado y haga interfase con el herramental original . [00013] En general, son bien conocidos los alternadores de magneto permanente. Estos alternadores utilizan magnetos permanentes para generar el campo magnético necesario. Los generadores de magneto permanente tienden a ser mucho más ligeros y más pequeños que los generadores de campo bobinados tradicionales . Ejemplos de alternadores de magneto permanente se describen en las Patentes de los E.U.A. Números 5,625,276 otorgada a Scott et al en abril 29, 1997; 5,705,917 otorgada a Scott et al en enero 6, 1998; 5,886,504 otorgada a Scott et al en marzo 23, 1999; 5,929,611 otorgada a Scott et al en julio 27 1999; 6,034,511 otorgada a Scott et al en marzo 7, 2000; y 6,441,522 otorgada a Scott en agosto 27, 2002. [00014] Particularmente pueden implementarse alternadores de magneto permanente, ligeros y compactos, al emplear un rotor de magneto permanente "externo" y un estator "interno". El rotor comprende una cubierta cilindrica hueca con magnetos permanentes de alta energía, colocados en la superficie interior del cilindro. El estator se coloca concéntrico en la cubierta del rotor. El giro del rotor respecto al estator provoca flujo magnético de los magnetos de rotor para interactuar con e inducir corriente en los devanados del estator. Un ejemplo de este alternador se describe por ejemplo en las Patentes de los E.U.A. anteriormente mencionadas 5,705,917 otorgadas a Scott et al en enero 6,1998 y 5,929,611 otorgada a Scott et al en julio 27 1999. [00015] El estator en estos alternadores de magneto permanente comprende convenientemente laminaciones de acero delgado individuales de una forma y composición química apropiadas, que luego se unen por soldadura o pegan con epoxi juntas en un cuerpo cilindrico con dientes y ranuras para aceptar devanados. Las laminaciones respectivas de la pila se ubican tanto en alineamiento axial como rotacional, de manera tal que el estado resultante o los dientes y ranuras se alinean (colocan) axialmente. La onda de salida de energía producida por los dientes y ranuras alineados axialmente, por naturaleza es una onda cuadrada. [00016] Sin embargo, seria ventajoso en aplicaciones que emplean sistemas de control dependientes de sincronización con la salida, el tener una onda de salida de energía con lados inclinados para mejorar la sincronización de control. [00017] La energía suministrada por un generador de magneto permanente, varia significativamente de acuerdo con la velocidad del rotor. En muchas aplicaciones, cambios en la velocidad del rotor son comunes debido por ejemplo a variaciones en velocidad del motor en un automóvil o cambios en características de carga. De acuerdo con esto, un sistema de control electrónico se emplea típicamente. Un ejemplo de un alternador de magneto permanente y sistemas de control, por lo tanto se describe en la Patente de los E.U.A. anteriormente mencionada No. 5,625,276 otorgada a Scott et al, en abril 29, 1997. Ejemplos de otros sistemas de control se describen en la Patente de los E.U.A. Número 6,018,200 otorgada a Anderson, et al en enero 25, 2000. [00018] Sin embargo, en dichos alternadores de magneto permanente, la eficiencia es inversamente proporcional a un "espacio de aire" que separa los magnetos del estator. Estos espacios de aire a menudo están en el intervalo de .0508 a .1016 cm (20 a 40 milésimas de pulgada) . Con estos espaciamientos/tolerancias tan cerrados, los alternadores de magneto permanente son particularmente susceptibles a interferencia destructora (colisiones) entre magnetos y estator, como resultado de desplazamiento del rotor provocado por fuerzas externas que actúan en el alternador. En aplicaciones vehiculares, son comunes fuerzas externas relativamente severas, debido por ejemplo a vibración del motor (particularmente motores diesel al arranque) , dar vueltas en esquinas, recorrer terreno o caminos escabrosos y otros tipos de impacto. De acuerdo con esto, se requiere un alternador en el que se minimice el desplazamiento del rotor, y que incluye un mecanismo para absorber desplazamiento de rotor inaceptable y evitar que los magnetos del rotor colisionen con el estator. [00019] El uso de un ahusamiento en el extremo de una flecha de motor para centrar una conexión, por ejemplo conectar aspas de segadora de césped a una flecha de motor, se conoce. Convencionalmente, dicho ahusamiento se proporciona solo en el extremo de una flecha. Un orificio ahusado axial se proporciona en la superficie de extremo de la flecha. La conexión incluye un cubo con una abertura ahusada correspondiente. Sin embargo, la abertura ahusada, típicamente se extiende solo en parte (en oposición a pasante) del cubo de conexión; en efecto es un orificio escariado a un orificio pasante de diámetro más pequeño. La conexión se sujeta a la flecha por un perno que pasa a través de la perforación del cubo de conexión y rosca en el orificio en la superficie de extremo de la flecha. La conexión ahusada tiende a centrar la conexión de la flecha, sin embargo, la conexión en el extremo de la flecha en efecto está en voladizo y es susceptible a oscilaciones vibratorias. [00020] Además, el calor generado por alternadores de alta energía compactos también puede ser problemático. Esto es particularmente cierto en aplicaciones en donde niveles significantes de energía se generan a rpm de motor relativamente bajas en general, la cantidad de aire desplazado por un ventilador, es proporcional al cuadrado de las rpm del ventilador. Conforme los alternadores se vuelven más compactos y más eficientes, se generan niveles significantes de calor. Magnetos permanentes son particularmente susceptibles a daño debido a sobre-calentamiento; con alta carga, condiciones de alta temperatura, tales magnetos pueden desmagnetizarse. Similarmente, los componentes electrónicos empleados en el controlador son susceptibles a daño térmico. De acuerdo con esto, debe desarrollarse una estrategia para disipar la acumulación de calor. [00021] Se conoce el uso de flujo de aire para enfriar elementos generadores de calor (por ejemplo rectificadores) en motores generadores como fuentes de energía. Un ejemplo de este enfriamiento se describe en la Patente de los E.U.A. anteriormente mencionada 5,929,611 otorgada a Scott et al, en julio 27, 1999. Convencionalmente, se proporciona flujo de aire por un ventilador desplazado por la misma flecha en la cual se monta el rotor. Sin embargo, en diversas aplicaciones automotrices, se genera calor significante a bajas rpm. [00022] En general, una reducción apreciable en diámetro se empleará para lograr una reducción útil en inercia. Esto tiende a crear una necesidad aguda por enfriamiento en alternadores de inercia reducida. La reducción tanto en masa como en diámetros totales de estos alternadores tiende a ser impráctico el uso de métodos de enfriamiento convencionales . [00023] Técnicas de enfriamiento que permiten a un alternador permanente ser sellado por completo, son convenientes en situaciones en donde la exposición a los elementos será nociva a la operación del alternador. Esto es de interés particular para los militares o cualquier aplicación sujeta a ambientes difíciles, con polvo, que son nocivos a los magnetos debido a su afinidad por partículas ferrosas que se encuentran en la mayoría de la arena. [00024] También hay necesidad por un alternador que pueda permitir no solo los niveles de energía, sino también las restricciones de espacio y escabrosas impuestas por el uso en vehículos. Por ejemplo, la operación de un vehículo tiende a generar fuerzas perpendiculares al eje del rotor, que en ocasiones son suficientes para provocar que el rotor y el estator colisionen. El rotor y el estator se separan solo por un pequeño espacio de aire, y las fuerzas externas tienden a provocar movimiento transversal del rotor en exceso del espacio de aire, entonces habrá interferencia marcada. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN [00025] La presente invención proporciona una máquina particularmente ventajosa para convertir entre energía mecánica y eléctrica. [00026] Diversos aspectos de la invención proporcionan un aparato para conversión de energía compacto, que utiliza magnetos permanentes, que pueden permitir no solo los niveles de energía sino también las restricciones de espacio y escabrosidad impuestas por el uso en vehículo. Otro aspecto de la invención proporciona un alternador de alta energía del tipo "retirar y reemplazar" para modificación retroactiva de vehículos existentes. [00027] Otros aspectos de la invención proporcionan un aparato para conversión de alta energía compacto, que utiliza magnetos permanentes en donde se minimiza el desplazamiento del rotor, y que incluye un mecanismo para absorber desplazamiento de rotor inaceptable y evitar que los magnetos del rotor colisionen con el estator, [00028] De acuerdo con otro aspecto de la invención, un aparato para conversión de energía comprende un rotor, un estator y un sistema de enfriamiento . [00029] El rotor comprende una cubierta cilindrica, y una cantidad predeterminada de magnetos permanentes colocados en el interior de la cubierta y adaptados para rotación respecto al eje de la cubierta. [00030] El estator comprende un núcleo y al menos un devanado conductor. El núcleo incluye una superficie periférica exterior generalmente cilindrica con una cantidad predeterminada de ranuras ahí formadas . El devanado se bobina alrededor del núcleo a través de las ranuras . [00031] El estator se coloca concéntricamente al interior de la cubierta del rotor, con la superficie periférica del núcleo del estator colocada próxima a los magnetos del rotor, separada de los magnetos por una distancia predeterminada, tal que el movimiento relativo del rotor y estator provoca flujo magnético desde los magnetos para interactuar con e inducir corriente en el devanado del estator. [00032] El sistema de enfriamiento dirige flujo de refrigerante en contacto térmico con al menos uno de los devanados y magnetos e incluye al menos un pasaje a través del núcleo de estator. [00033] De acuerdo con otros aspectos de la presente invención, se facilita enfriamiento por uno o más de : envolver holgadamente vueltas de extremo de devanado para en efecto incrementar el área superficial de los devanados; establecer un flujo de aire dirigido sobre al menos una porción de los devanados del estator, (de preferencia a través de vueltas de extremo envueltas holgadamente de los devanados) ; dirigir una porción de los elementos de flujo de aire en contacto térmico con los magnetos; proporcionando flujo de aire desde una fuente que es asincrona respecto a la flecha en la cual se monta el rotor, por ejemplo un ventilador eléctrico; y dirigir un flujo de fluido refrigerante en contacto térmico con las vueltas de extremo de devanados.

BREVE DESCRIPCIÓN DEL DIBUJO [00034] La presente invención a continuación se describirá en conjunto con las figuras del dibujo anexo, en donde designaciones semejantes denotan elementos semejantes, y: [00035] La Figura 1 es una vista frontal de una primera modalidad de un alternador de acuerdo con la presente invención (con devanados retirados por claridad) . [00036] La Figura 2 es una vista lateral del alternador de la Figura 1. [00037] La Figura 3 es una vista en sección esquemática (tomada sobre la línea B-B de la Figura 2) del alternador de las Figuras 1 y 2 (con devanados mostrados esquemáticamente) . [00038] La Figura 4A es una vista seccional esquemática que se toma sobre la linea CC de la Figura 2) del alternador de las Figura 1, 2 y 3 (con devanados mostrados solo esquemáticamente por claridad) . [00039] La Figura 4B es una vista seccional esquemática (que se toma sobre la línea CC de la Figura 2) del alternador de las Figuras 1, 2 y 3 (con devanados que se ilustran solo esquemáticamente por claridad) modificado de manera tal que los tirantes sean exteriores al recinto. [00040] La Figura 4G es un despiece en detalle de una porción de la Figura 4A. [00041] La Figura 4D es una vista isometrica de un núcleo de estator axial y giratoriamente alineado. [00042] La Figura 4E es una vista isométrica de un núcleo de estator sesgado. [00043] La Figura 4F es una vista seccional que detalla el montaje del núcleo de estator sesgado de la Figura 4E. [00044] La Figura 4G es una vista isométrica de un rotor que utiliza magnetos con un borde axialmente alineado. [00045] La Figura 4H es una vista isométrica de un rotor que utiliza magnetos con un borde sesgado. [00046] Las Figuras 4A-4F son referidas colectivamente como la Figura 4. [00047] Las Figuras 5A, 5B, y 5G (referidas colectivamente como Figura 5) son ilustraciones esquemáticas del movimiento del rotor en respuesta a fuerzas exteriores . [00048] Las Figuras 6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F, y 6G (referidas colectivamente como Figura 6) , son diagramas en sección esquemática de modalidades respectivas de mecanismos para evitar interferencia destructiva entre el rotor y el estator de un alternador, de acuerdo con la presente invención. [00049] La Figura 7A es un diagrama en sección esquemático de un alternador que emplea un rotor, con una tapa de extremo cónica para reducir desplazamiento del rotor en respuesta a fuerzas externas . [00050] La Figura 7B es un diagrama que ilustra el movimiento oscilante del rotor. [00051] La Figura 7C es un diagrama seccional esquemático de un alternador que emplea un rotor con un área en sección transversal enormemente incrementada a la tapa de extremo para reducir desplazamiento del rotor en respuesta a fuerzas externas. [00052] La Figura 7D es un diagrama en sección esquemático de un alternador, que utiliza un rotor con una cubierta de rotor soldada. [00053] La Figura 7E es un diagrama en sección esquemático de un alternador que emplea un rotor y una flecha moldeados o vaciados como una sola unidad. [00054] La Figura 8 es un diagrama seccional esquemático (parcial) de un alternador que emplea el rotor de la Figura 7A y una combinación de los mecanismos para evitar interferencia destructiva de la Figura 6. Los espacios en las diversas figuras del dibujo se exageran por claridad. [00055] La Figura 9? es un diagrama en sección esquemática de un alternador que emplea enfriamiento de aire de acuerdo con un aspecto de la presente invención. [00056] La Figura 9B es un diagrama en sección esquemática de un alternador que emplea enfriamiento de aire para los magnetos y enfriamiento de fluido para las vueltas de extremo de bobina, de acuerdo con otro aspecto de la presente invención. [00057] La Figura 9C es un diagrama en sección esquemática de un alternador que emplea enfriamiento de fluido exclusivamente en un alternador sellado de acuerdo con un aspecto de la presente invención. [00058] La Figura 9D es un diagrama en sección detallada del arreglo de encapsulante conductor térmico, tubos de enfriamiento y aletas de transferencia térmica en un alternador enfriado con fluido. [00059] La Figura 9E es un detalle de direccionamiento conveniente de los tubos de enfriamiento en un alternador enfriado con fluido. [00060] La Figura 10A es una vista superior esquemática simplificada de un estator alineado axialmente y vueltas de extremo de los devanados del estator. [00061] La Figura 10B es una vista superior esquemática simplificada de un estator sesgado y vueltas de extremo de los devanados de estator. [00062] La Figura 11 es una vista en perspectiva esquemática simplificada de una porción del estator y vueltas de extremo de los devanados del estator, con las vueltas de extremo de los devanados del estator que se doblan hacia el fluj o de aire . [00063] La Figura 12 es una vista en sección esquemática de una primera modalidad de una unidad de alternador sellado que emplea termo intercambiador y aletas internas y externas . [00064] La Figura 13A y 13B (referidas colectivamente como Figura 13) son diagramas esquemáticos de modalidades respectivas de un termo intercambiador. [00065] La Figura 14 es una vista en sección esquemática de una primera modalidad de una unidad alternadora sellada con el flujo de aire externo suministrado a través de una cámara impelente de aire. [00066] La Figura 15 es una vista en sección esquemática de una primera modalidad de una unidad alternadora sellada localmente, con el flujo de aire externo suministrado a través de un tubo de snorkel de doble pared. [00067] Las Figuras 16A y 16B (referidas colectivamente como la Figura 16) son vistas en sección esquemática del alternador de la Figura 15, que utilizan modalidades respectivas de un ventilador optimizado. [00068] La Figura 17 es una vista en sección esquemática del alternador de la Figura 15 que utiliza una modalidad alterna de un ventilador optimizado. [00069] Las Figuras 18A, 18B y 18C (referidas colectivamente como Figura 18) son diagramas esquemáticos de modalidades respectivas de estrategias para filtrado de flujo de aire adecuadas para utilizar con el alternador de la Figura 15. [00070] La Figura 19 es una vista posterior de un alojamiento de ventilador adecuado para utilizar con el alternador de la Figura 15, que emplea un conducto de aire transversal al eje del alternador. [00071] Las Figuras 20A, 20B y 20C son representaciones esquemáticas de sistemas de filtro adecuados para utilizar con los ventiladores optimizados de las Figuras 16 y 17, respectivamente. [00072] La Figura 21A son los componentes eléctricos en vista lateral seccional esquemática montados en la placa de extremo del alternador enfriado con aire . [00073] La Figura 21B es una vista posterior seccional esquemática (en la dirección A-A en la Figura 21A) del montaje de la Figura 21A. [00074] La Figura 22A es una vista lateral seccional esquemática que muestra componentes eléctricos montados en el alojamiento del ventilador de un alternador enfriado con aire . [00075] La Figura 22B es una vista en perspectiva isométrica de un montaj e de componente eléctrico de la Figura 22A. [00076] La Figura 23A es una vista seccional que muestra componentes eléctricos montados en un alternador enfriado con fluido con vuelta de extremo que comparte enfriamiento del fluido del alternador. [00077] La Figura 23B es una vista seccional que muestra componentes eléctricos montados en un alternador enfriado totalmente con fluido que comparte enfriamiento de fluido del alternador. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE UNA MODALIDAD EJEMPLAR PREFERIDA [00078] Ahora con referencia A las Figuras 1, 2, 3 y 4, un aparato para convertir entre energía mecánica y eléctrica, por ejemplo un alternador 100 de acuerdo con diversos aspectos de la presente invención, comprende : una flecha 110, de preferencia que incluye una porción de proyección ahusada 310 y una porción roscada 312; un rotor 112; un estator 114; una placa de extremo frontal 116; un cojinete frontal 118; una contratuerca 120; una placa de extremo posterior 122; un anillo de retención de flecha posterior 123; un cojinete posterior 124; una contratuerca posterior 125; un anillo de retención de placa de extremo posterior 127; un ventilador eléctrico 126; una cubierta exterior 128 y tirantes respectivos 130. El rotor 112 se monta en la flecha 110 para rotación con la flecha. El estator 114 se recibe cercanamente dentro del rotor 112, separado del rotor 112 por un pequeño espacio de aire 412. La placa de extremo frontal 116, el cojinete frontal 118, el cojinete posterior 124, la placa de extremo posterior 122, la cubierta exterior 128 y los tirantes 130 cooperan como un montaje de soporte para mantener alineamiento de la flecha 110, rotor 112, y estator 114. La flecha 110 se mantiene por cojinetes 118 y 124, que se montan en la placa de extremo frontal 116 y la placa de extremo posterior 122, respectivamente y mantienen giratoriamente y alinean la flecha 110 concéntrica y perpendicular con las placas de extremo. El rotor 112 se monta para rotación en la flecha 110, ubicado positivamente por cooperación con la porción de flecha ahusada 310. La placa de extremo posterior 122 se monta y localiza el estator 114 , de manera tal que se coloca dentro del rotor 112 alineado adecuadamente con la flecha 110 y el rotor 112. La cubierta exterior 128 tiene caras de extremo perpendiculares a su eje (de preferencia cilindricas) y se coloca entre la placa de extremo frontal 116 y la placa de extremo posterior 122. Los tirantes 130; comprimen las placas de extremo 116 y 122 contra la cubierta exterior 128, manteniendo los componentes a escuadra y en alineamiento. [00079] En una aplicación de alternador automotriz típica, una polea 132 se monta en el extremo de la flecha 110. La energía de un motor (no mostrado) se transmite a través de una correa de transmisión apropiada (no mostrada) a la polea 132, y por lo tanto la flecha 110. La flecha 110 a su vez provoca que el rotor 112 gire respecto al estator 114. El rotor 112 genera un campo magnético, que interactúa con los devanados en el estator 114. Conforme el campo magnético intercepta los devanados, se genera una corriente eléctrica, que se proporciona a una carga conveniente. La corriente inducida típicamente se aplica a un rectificador puente, en ocasiones regulado y se proporciona como una salida. En algunos casos, la señal de salida regulada se aplica a un inversor, para proporcionar una salida AC. [00080] La flecha 110 en general es cilindrica, de un diámetro predeterminado (por ejemplo 1.905 cm (3/4 de pulgada) ) , con porciones de diámetro más grande para alojar la polea 132, (por ejemplo 2.223 cm (7/8 pulgada)) y el cojinete frontal 118 (por ejemplo 3.175 cm (1 1/4 de pulgada) , el rotor 112 (porción ahusada 310) y contratuerca 120 (porción roscada 312, por ejemplo 2.54 cm (1 pulgada) ) . La porción de proyección ahusada 310 se coloca en una posición predeterminada en la flecha 110, y tiene un ahusamiento predeterminado, es decir su diámetro aumenta desde un diámetro mínimo (sustancialmente igual al de la porción roscada 312) en una cantidad predeterminada por unidad de longitud, convenientemente en el intervalo de 2.54 cm (1 pulgada) por 17.78 cm (7 pulgadas) de longitud hasta un diámetro de 2.54 cm (1 pulgada) por 40.64 cm (16 pulgadas) de longitud, y de preferencia 2.54 cm (1 pulgada) por 30.48 cm (1 pie) . La porción ahusada 310 de preferencia se sostiene a una tolerancia relativamente cerrada, por ejemplo más o menos 0.004 grados. El ahusamiento se elige para asegurar suficiente contacto de área superficial entre la flecha 110 y el rotor 112, mientras que aún proporciona suficiente cambio en diámetro para evitar movimiento axial indeseado del rotor una vez asegurado. [00081] El rotor 112 de preferencia comprende una tapa de extremo 314, un recinto cilindrico 316 y un número predeterminado (por ejemplo 12 pares) de magnetos permanentes con polos alternos 318 colocados en la pared lateral interior de la cubierta 316. Las Figuras 7D y 7E detallarán configuraciones alternas de la tapa de extremo 314 y la cubierta cilindrica 316. [00082] La tapa de extremo del rotor 314 está convenientemente abierta en forma sustancial, incluyendo una porción periférica 321, brazos transversales respectivos 322 y un cubo central 324, para permitir conexión a la flecha 110. Pasajes de aire respectivos 323 se proporcionan a través de la tapa de extremo 314, limitados por la porción periférica 321, adyacentes a los brazos transversales 322, y cubo central 324. Si se desea, los brazos transversales 322 pueden configurarse como aspas de ventilador para facilitar el enfriamiento de la cámara interna 320. Como se explicará más completamente, el cubo del rotor 324 incluye una perforación pasante 326 que tiene un ahusamiento predeterminado (por ejemplo 2.54 cm (1 pulgada) por 30.48 cm (1 pie)) que corresponde a la porción de flecha 310. Al ensamblar, la flecha 110 se articula a través de la perforación 326, de manera tal que la porción ahusada de flecha 310 se recibe en la perforación 326 justo delante de la porción de flecha roscada 312. La porción de flecha roscada 312 coopera con la contratuerca 120 para ubicar en forma positiva el rotor 112 en la flecha 110.

En general, el espesor de los brazos transversales 322 se elige convenientemente para que sea lo más delgado posible (para minimizar peso y costo del material) mientras que aún es capaz de soportar las cargas esperadas, convenientemente en el intervalo de 0.9525 a 1.5875 cm (3/8 a 5/8 pulgada) en su punto más delgado. Ya que la cubierta del rotor 316 en efecto está en voladizo desde la tapa de extremo 314, el espesor necesario es proporcional a la longitud de la cubierta 316. El cubo del rotor 324, en la vecindad de la perforación 326, es convenientemente lo suficientemente grueso para proporcionar un contacto superficial adecuado con la porción de flecha ahusada 310, convenientemente en el orden de 3.81 cm (1 1/2 pulgadas). [00083] La cubierta del rotor cilindrica 316 se forma de material "magnético suave" (relativamente transparente al flujo magnético) (por ejemplo acero libre de plomo) con un diámetro y espesor exteriores predeterminados . En general , para llevar al máximo la salida de energía, es conveniente que el diámetro DAG (Figura 4) del círculo definido por la superficie interior de los magnetos 318 (en ocasiones referida aquí como el diámetro de espacio del aire) sea lo más grande posible dadas las restricciones de tamaño total aplicables para el alternador 100. Por ejemplo, en muchas aplicaciones automotrices, el alternador 100 no debe ser más de 12.7 cm (5 pulgadas) de largo y de 12.7 cm (5 pulgadas) de diámetro para ajustar dentro del espacio disponible. El espesor de la cubierta 316 se elige convenientemente lo más delgado posible (para reducir peso y costo del material) mientras que aún es capaz de soportar las cargas esperadas y sin la densidad de flujo de los magnetos 318 que saturen la cubierta. El espesor de la cubierta 316 está convenientemente en el intervalo de 0.3175 a 1.27 cm (1/8 a 1/2 pulgada), típicamente en el intervalo de 0.4763 a 0.635 cm (3/16 a 1/4 pulgada) , y en las modalidades de las Figuras 1-4 de 0.4763 cm (3/16 pulgada). [00084] Los magnetos 318 de preferencia comprenden magnetos de producto de alta energía que tienen una densidad de flujo de al menos en el orden de 5 kilogauss, de preferencia en el intervalo de 8 a 11 kilogauss, convenientemente formados de una aleación de tierra rara tal como niodimio hierro boro, o samario cobalto. Estos materiales de tierras raras tienden a ser extremadamente costosos y de acuerdo con esto, es conveniente minimizar la cantidad de material empleado. Sin embargo, al mismo tiempo, es conveniente el generar densidades de flujo relativamente altas. En la modalidad preferida, los magnetos 802 son relativamente delgados, por ejemplo en el orden de un espesor de 0.254 a 0.381 cm (0.1 a 0.15 pulgada) , pero presentan un área relativamente grande, 1.905 cm (0.75 pulgada) de ancho por de aproximadamente 2.54 a 6.5 cm (1 a 2.5 pulgadas) de largo, para minimizar la cantidad del magneto producto de alta energía empleado. [00085] Los magnetos 318 pueden asegurarse a la cubierta 316 en cualquier forma conveniente. Por ejemplo, los magnetos 318 pueden pegarse a la cubierta 316. La disposición de los magnetos 318 en el interior de la cubierta 316 es ventajosa ya que, entre otros, la fuerza magnética tiende a asegurar los magnetos 318 a la cubierta 316; incluso en el caso de que falle el adhesivo, los magnetos tenderán a permanecer en sitio. Si se desea, en algunas aplicaciones, en donde es aceptable menos densidad de energía, polos de consecuencia magnética suave 318A pueden emplearse en lugar de un conjunto de polos de magneto permanente. [00086] El estator 114 comprende convenientemente un núcleo 328 y devanados conductores 330 (Figura 3, que se ilustran solo esquemáticamente) . Como mejor se ve en la Figura 4, el núcleo 328 generalmente es cilindrico, con una superficie periférica exterior almenada axialmente, es decir incluye un número predeterminado de dientes 402 y ranuras 404. El núcleo 328 de preferencia está sustancialmente abierto (excepto en un alternador totalmente enfriado por fluido, como se discutirá) , con una abertura central 406 definida por la superficie interior cilindrica 407 del núcleo 328. [00087] Una modalidad de núcleo 328 incluye convenientemente los brazos transversales 408 que se extienden radialmente hacia adentro de la superficie 407. Los brazos transversales 408 convenientemente incluyen perforaciones pasantes axiales 410, para facilitar montaje del núcleo 328 en la placa de extremo posterior 122. Como mejor se ve en la Figura 3, el núcleo del estator 328 puede sujetarse a la placa de extremo posterior 122 por pernos respectivos 352 articulados a través de perforaciones 410 y sujetos en orificios ahusados 350. [00088] El núcleo 328 comprende convenientemente una pila laminada de hojas delgadas de material magnético suave, por ejemplo acero no orientado, de baja pérdida (libre de plomo) , que se cortan o troquelan a la forma deseada, alinean y unen (por ejemplo unen por soldadura o con epoxi en un soporte de precisión, para mantener las laminaciones separadas en alineamiento predeterminado) . En general, las laminaciones respectivas se alinean axial y rotacionalmente, de manera tal que el estado resultante o dientes y ranuras sean rectos, alineados (colocados) paralelos al eje del núcleo, como se ilustra en la Figura 4D. [00089] Sin embargo, es ventajoso en aplicaciones que emplean sistemas de control dependientes de la sincronización con la salida, el tener una onda de salida de energía con una forma de onda particular, por ejemplo lados .inclinados, para mejorar el tiempo de control. Esto puede lograrse al establecer interacción progresiva (gradual) entre los magnetos de rotor y los dientes de núcleo. Esta interacción progresiva puede proporcionarse por ejemplo al utilizar dientes y ranuras con un borde sesgado con respecto a los magnetos 318, por ejemplo manifestando una forma generalmente helicoidal . En un núcleo laminar dichos dientes y ranuras pueden formarse utilizando un sesgo radial ligero y progresivo de cada laminación sucesiva, de manera tal que el efecto neto después de soldar o unir con epoxi, es una pila de laminación con un desplazamiento predeterminado en la posición radial de un diente determinado desde la cara frontal de la pila de laminación a la cara posterior. En la modalidad preferida, el desplazamiento es equivalente a un diente (por ejemplo el »nesimo" en la cara frontal se alinea con el diente "n+1" en la cara posterior) . La cantidad predeterminada de desplazamiento convenientemente es cualquier desplazamiento hasta el equivalente de aproximadamente 1 diente, y de preferencia en el. intervalo desde el equivalente de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 1 diente. Un ejemplo de esta modalidad de "núcleo sesgado" del núcleo 328, designado 329 se ilustra en la Figura 4E. (Excepto cuando se especifique de otra forma, a continuación las referencias al núcleo 328 se pretende que se refieran tanto a la modalidad axialmente alineada del núcleo 328 como la modalidad sesgada 329) . [00090] Como se muestra en la Figura 4F, si se omiten los brazos transversales 408, por ejemplo en un núcleo sesgado 329, el núcleo 328 puede sujetarse a la placa de extremo posterior 122 utilizando un anillo de montaje conveniente 412, incluyendo un hombro de ubicación y perforaciones pasantes 416 (que corresponden a las perforaciones de brazo transversal 410) , que cooperan con los pernos 352 (en lugar de los brazos transversales 408) . En la mayoría de los casos, suficiente par de torsión aplicado a los pernos de montaje 352 será adecuado para evitar rotación del núcleo 328 respecto al anillo de montaje 412 y la placa de extremo posterior 122. Sin embargo, si se desea un método de suj eción conveniente tal como por ej emplo epoxi, un pasador o chaveta, puede incorporarse para ayudar en evitar la rotación de la pila de laminación cuando está en uso. [00091] La interacción progresiva (gradual) entre los magnetos de rotor y los dientes de núcleo, también puede proporcionarse al sesgar los bordes de los magnetos 318 en una cantidad predeterminada respecto a los dientes del estator. Por ejemplo, un rotor que utiliza magnetos con un borde sesgado o desplazado se ilustra en la Figura 4H. Por contraste, un rotor que utiliza magnetos con un borde alineado axialmente, se ilustra en la Figura 4G. Como en el caso del núcleo sesgado, la cantidad predeterminada de desplazamiento es convenientemente cualquier desplazamiento hasta el equivalente de aproximadamente 1 diente, y de preferencia está en el intervalo desde el equivalente de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 1 diente . [00092] Los devanados 330 formados de un conductor eléctrico aislado conveniente, de preferencia alambre de motor a base de cobre barnizado, se proporcionan en el núcleo 328, bobinado a través de una ranura respectiva 404, hacia afuera sobre la cara lateral del núcleo 328, alrededor de una cantidad predeterminada de dientes 402, luego de regreso a través de otra ranura 404. La porción de los devanados 330 que se extiende hacia afuera de las ranuras 404 sobre las caras laterales del núcleo 328, se refiere aquí como vueltas de extremo de lado frontal y de lado posterior 332A y 332B, respectivamente (referidas colectivamente como vueltas de extremo 332) . Convencionalmentey las vueltas de extremo 332 y los devanados 330 se estiran apretadamente contra la cara lateral del núcleo 328, para reducir la cantidad de alambre (y por lo tanto de impedancia) en los devanados . Sin embargo, como se discutirá adicionalmente de acuerdo con un aspecto de la presente invención, puede facilitarse enfriamiento por un bobinado suelto de las vueltas de extremo 332, de manera tal que las vueltas de extremo 332 se extiendan hacia afuera desde el núcleo 328 proporcionando espacios de aire entre los diversos alambres y núcleo 328. [00093] Si se desea, los devanados 330 pueden separarse en una cantidad predeterminada de fases y/o en grupos independientes como se describe en la Patente de los E.U.A. de Scott et al. anteriormente mencionada Número 5,625,276. [00094] Al armar, el estator 114 se coloca coaxialmente con el rotor 112 y se recibe cercanamente dentro de la cavidad interior 320 del rotor 112. Como se explicará, la placa de extremo posterior 122 monta y localiza el estator 114, de manera tal que se alinea adecuadamente dentro de la cámara interior 320 del rotor 112. La superficie periférica del núcleo de estator 328 se separa de la superficie interior de los magnetos 318 por un espacio de aire predeterminado pequeño 412 (como mejor se ve en la Figura 4B) . El espacio de aire 412 convenientemente está en el intervalo de 0.0508 a 0.1016 cm (20 a 40 milésimas de pulgada) y en las modalidades de las Figuras 1-4 en el orden de 0.0762 cm (30 milésimas de pulgada), por ejemplo 0.0787 cm (31 milésimas de pulgada) . De acuerdo con esto, el diámetro interior de la cubierta 316, los magnetos 318 y el diámetro exterior del núcleo de estator 328, de preferencia se mantienen en tolerancias cerradas para mantener el alineamiento. Es importante que el rotor 112 y el estator 114 se alineen cuidadosamente y el desplazamiento de los elementos desde sus posiciones normales debido a fuerzas externas en el alternador que se sostienen por debajo de un valor umbral . [00095] Como se notó anteriormente, el alineamiento de la flecha 110, rotor 112 y estator 114 logrado por una estructura de soporte que comprende la placa frontal 116, cojinete frontal 118, soporte posterior 124, placa de extremo posterior 122, cubierta exterior 128 y tirantes 130. Los cojinetes 118 y 124 en efecto proporcionan puntos de conexión rotatoria de respectivos entre la flecha 110 y la estructura de cojinete 124. Los cojinetes 118, 124 y por lo tanto la flecha 110, se colocan concéntricos y perpendiculares con las placas de extremo 116 y 122, respectivamente. El rotor 112 de preferencia se ubica positivamente respecto a la flecha 110 a través de cooperación del cubo de rotor ahusado por la perforación 326 y la porción de flecha ahusada 310. El estator 114 se ubica respecto a y alinea con la flecha 110 y por lo tanto el rotor 112, por la placa de extremo posterior 122. El alineamiento de las placas de extremo 116 y 122 se mantiene por la cubierta exterior 128 y los tirantes 130. [00096] La placa de extremo frontal 116 es convenientemente cilindrica en general, incluyendo: un cubo colocado central, que incluye una abertura coaxial 334 con un orificio escariado 336; una porción periférica 133 que incluye orificios ahusados respectivos (por ejemplo ocho) 337, colocados a distancias radiales predeterminadas desde el centro de la abertura 334, distribuidos a distancias angulares iguales, para recibir los tirantes 130; y brazos transversales respectivos (por ejemplo 4) 134 que conectan la porción periférica 133 al cubo 333, y que definen pasajes de aire respectivos 136. La placa de extremo frontal 116 se dimensiona y maquina a alta tolerancia (más o menos 0.0008 TYP para el orificio escariado 336, 0.005 TYP para otras características tales como patrones de orificio de tirante 337, hombro de cubierta exterior, patrones de orificio de montaje) , formados convenientemente de metal, por ejemplo aluminio fundido, y deberán ser suficientemente fuertes para soportar las cargas rotacionales creadas por el giro de la flecha 110 y el rotor 112, asi como la carga lateral que ocurre como resultado de la banda que jala la polea 132. El cojinete frontal 118 se recibe cercanamente en el orificio escariado 336 y sujeta convenientemente, por ejemplo por un anillo de retención conveniente 338. La placa de extremo frontal 116 de esta manera ubica el cojinete frontal 118 en la flecha central 110. [00097] La placa de extremo posterior 122 transporta y ubica el cojinete posterior 124, monta y ubica el núcleo de estator 328, y proporciona convenientemente una superficie de montaje para el ventilador 126. La placa de extremo posterior 122 incluye convenientemente un cubo central escalonado 340 que tiene una porción de diámetro reducido delantera 342 y abertura central 344 pasante, y una porción exterior dirigida hacia atrás generalmente cilindrica 346, que de preferencia tiene el mismo diámetro exterior que la placa de extremo frontal 116, conectada al cubo 340 por brazos transversales respectivos 348. Como se describirá adicionalmente, la placa de extremo posterior 122 también incluye convenientemente pasajes de aire respectivos 347, limitados por brazos transversales adyacentes 348, porción exterior 346 y cubo 340. Orificios pasantes respectivos 350 se proporcionan en la porción exterior cilindrica 346, en la misma distancia radial desde las disposiciones central y angular que los orificios ahusados 337 en la placa de extremo frontal 116. Una cantidad predeterminada de orificios ahusados (por ejemplo 4) correspondientes a las perforaciones del brazo transversal del estator 410 (o perforaciones de collar de montaje 416) se proporcionan en la superficie escalonada de la proyección 340. El diámetro exterior de la porción de diámetro reducido 342 es sustancialmente igual a (pero ligeramente menos que) del diámetro de la abertura de estator 406, de manera tal que la porción de placa de extremo posterior 342 puede ser recibida cercanamente dentro de la abertura de estator 406. La placa de extremo posterior 122 se dimensiona y maquina con alta tolerancia (por ejemplo más o menos 0.0008 TYP para la abertura central 344, 0.005 TYP para otras características, tales como los patrones de orificio de tirante 350, hombro de cubierta exterior, patrones de orificio de montaje) , formados convenientemente de metal por ejemplo aluminio vaciado. El cojinete posterior 124 se recibe cercanamente dentro de la abertura 344 del cubo de placa de extremo posterior 340 y de esta manera centra la flecha 110. [00098] El núcleo de estator 328 se monta en el cubo 340, con la porción de cubo con diámetro reducido 342 recibida dentro de la abertura de estator 406 y la pared lateral posterior del estator confina a tope contra el escalón del cubo. Si el núcleo 328 incluye los brazos transversales 408, los brazos transversales convenientemente confinan a tope el cubo 340. Si el núcleo 328 no incluye los brazos transversales 408, por ejemplo el núcleo sesgado 329, la superficie interior del núcleo 407 convenientemente confina a tope la porción de cubo con diámetro reducido 342. Pernos respectivos 352 articulados a través de perforaciones 410 (o 415) y sujetos en orificios ahusados 350, sujetan el núcleo de estator 328 con la placa de extremo posterior 122. El estator 114 de esta manera se ubica positivamente y alinea respecto a la flecha 110. [00099] De acuerdo con un aspecto de la presente invención, el rotor 112 se ubica positivamente en y alinea con la flecha 110. Más específicamente, como se anotó previamente, incluye una porción 310 con un ahusamiento predeterminado (por ejemplo de manera conveniente en el intervalo de 2.54 cm (1 pulgada) de diámetro por 17.78 cm (7 pulgadas) de longitud a 2.54 cm (1 pulgada) de diámetro por 40.64 cm (16 pulgadas) de longitud, y de preferencia 2.54 cm (1 pulgada) por 30.48 cm (1 pie)), justo delante de la porción roscada 134, entre el cojinete frontal 118 y el cojinete posterior 124. El diámetro mínimo de la porción ahusada de flecha 310 es de manera conveniente ligeramente mayor que el diámetro de la porción roscada 134. El cubo del rotor 324 incluye una perforación pasante 326 que tiene un ahusamiento predeterminado que corresponde al de la porción de flecha 310. El diámetro máximo de la perforación pasante ahusada 326 corresponde a (por ejemplo es sustancialmente igual o .ligeramente menor que) el diámetro máximo de la flecha de la porción ahusada 310, y el diámetro mínimo de la perforación pasante ahusada 326 corresponde a (por ejemplo es sustancialmente igual o ligeramente más pequeño que) el diámetro mínimo de la flecha de la porción ahusada 310. La dimensión axial del cubo 324 es tal que cuando se apoya completamente, se extiende ligeramente más allá del extremo de la sección de flecha 310, dimensión axial del cubo 324 es tal que cuando esta totalmente apoyada, se extiende ligeramente más allá del extremo de la sección de flecha 310. Al ensamblar, la flecha 110 se articula a través de la perforación 326, tal que la porción ahusada de flecha 310 se recibe en la perforación 326. La porción de flecha roscada 312 coopera con la contratuerca 120 para forzar la superficie ahusada del cubo del rotor 326 axialmente en contacto de frotación con la superficie ahusada de la porción de flecha 132 hasta que acoplan las superficies. El rotor 112 de esta manera se ubica precisamente, centra y alinea en la flecha 110 con una fuerte unión mecánica. [000100] Ya que las placas de extremo 116 y 122 se mantienen en alineamiento entre sí por la cubierta exterior 128 y los tirantes 130, la flecha 110 (y la porción ahusada 310) se sostiene en alineamiento con las placas de extremo 116 y 122 por cojinetes 118 y 124, y el estator 114 se ubica, positivamente y alinea con la flecha 110 por la placa de extremo 122, la ubicación positiva y centrado del rotor 122 de la flecha 110 también proporciona ubicación relativa y alineamiento entre el rotor 112 y el estator 114. [000101] En aplicaciones vehiculares, el alternador 110 puede someterse a aceleraciones relativamente severas que tienden a provocar distorsión y/o desplazamiento del rotor 112 debido al momento de inercia inherente en la cubierta rotacional . Estas aceleraciones se deben por ejemplo a vibración del motor (particularmente motores diesel al arranque) , vueltas en esquina, recorrer carreteras o terreno escabroso, y otros tipos de impacto.

La eficiencia del alternador de magneto permanente 100 es inversamente proporcional al ancho del "espacio de aire" 412 que separa los magnetos del estator. Como se anotó previamente, el espacio de aire 412 convenientemente está en el intervalo de 0.0508 a 0.1016 cm (20 a 40 milésimas de pulgada) y en las modalidades de las Figuras 1 a 4 en el orden de 0.0762 cm (30 milésimas de pulgada), por ejemplo 0.0787 cm (31 milésimas de pulgada). El desplazamiento del rotor 112 solo requiere exceder el ancho del espacio de aire 412 para provocar colisión y posiblemente interferencia destructiva. Además, por una variedad de razones, por ejemplo para minimizar inercia en operación del alternador 100, es conveniente que el rotor 112 sea lo más ligero posible. De acuerdo con esto, el rotor 112 tiende a ser susceptible a distorsión debido a estas fuerzas . [000102] Con referencia a la Figura 5A, en la ausencia de fuerzas externas, el rotor 112 es concéntrico y perpendicular con la flecha 110; la cubierta del rotor 316 está en una posición normal nominal (designada por las lineas 502 y 504) coaxial con la flecha 110 y el borde delantero (más cercano a la placa de extremo delantera 116) de la tapa del extremo del rotor 314 está en una posición normal nominal (designada por la línea 506) perpendicular al eje de la flecha 110. Componentes de fuerzas externas típicamente encontrados paralelos al eje de la flecha 110, tienden a tener poco efecto en la disposición del rotor 112; la tapa de extremo del rotor 314 y cooperación del cubo rotor 324, la porción de flecha ahusada 310, y la contratuerca 120 son suficientemente fuertes para resistir movimiento axial o distorsión del rotor 112, y en cualquier caso, hay mayor tolerancia a distorsiones axiales. Sin embargo, fuerzas externas tienden a ser encontradas con componentes perpendiculares al eje de la flecha 110 de fuerza suficiente para distorsionar el rotor 112. Además de deflexión del rotor 112 debido a fuerzas externas, como cuestión práctica, debido a limitaciones (tolerancias) en el proceso de fabricación, el rotor 112 tiende a estar con muy ligera deformación circunferencial (cubierta cilindrica 316 no será absolutamente paralela a la flecha 110) provocando una oscilación cónica durante rotación, que reduce adicionalmente el espacio de aire en forma excéntrica . [000103] Más específicamente, cuando se somete a aceleraciones perpendiculares al eje de la flecha 110, la cubierta del rotor 316 tiende a mantener su forma cilindrica. Sin embargo, se manifiesta una distorsión en la tapa de extremo del rotor 314. En efecto, el rotor 112 esta en voladizo en la conjunción de la tapa de extremo del rotor 314 y la flecha 110 (indicada esquemáticamente como el punto de ancla (voladizo) 508) . En respuesta a aceleración perpendicular, el rotor 112 en efecto, pivota respecto al punto de ancla 508 en la dirección de la fuerza. Máxima desviación desde la posición normal nominal se experimenta en las porciones del rotor 112 más alejadas del punto ancha 508, es decir el extremo distante (posterior) de la cubierta 316, y la periferia exterior de la tapa de extremo 314 (en donde la tapa de extremo 314 se une a la cubierta 316) . Si la desviación en la vecindad de los magnetos 318 excede el espacio de aire de 412, por ejemplo 0.0787 cm (31 milésimas de pulgada) , los magnetos 318 colisionarán con el estator 114, provocando una interferencia destructiva posible. Aspectos similares surgen si una oscilación con deformación circunferencial provoca una desviación de la norma que excede el espacio de aire 412. [000104] Por ejemplo como se ilustra en la Figura 5B, en respuesta a una aceleración ascendente, el rotor 112 en efecto pivotará hacia abajo (como se muestra en una dirección en el sentido de las manecillas del reloj ) . El lado ascendente de la cubierta del rotor 316 pivotará efectivamente hacia dentro a la flecha 110, con el extremo distante desviado hacia adentro desde la posición normal nominal 502 en una cantidad generalmente indicada como 510. La periferia ascendente de la tapa de extremo 314 se mueve similarmente a la parte posterior de su posición normal nominal 506 por una cantidad generalmente indicada como 512. Por el contrario, el extremo distante del lado corriente abajo de la cubierta del rotor 316 se desviará hacia afuera desde la posición normal nominal 502 y en una cantidad generalmente indicada como 514 y la periferia descendente de la tapa de extremo 314 similarmente se mueve hacia delante desde su posición normal nominal 506 por una cantidad generalmente indicada como 516. Ya que la cubierta del rotor cilindrica 316 mantiene su forma, la cantidad de desviación de las porciones superior e inferior correspondientes son sustancialmente proporcionales es decir las deflexiones 510 y 512 son sustancialmente proporcionales (y en muchas geometrías iguales) a las desviaciones 514 y 516, respectivamente . [000105] Fuerzas de direcciones opuestas provocarán desviaciones a imagen en el espejo. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 5C, en respuesta a una aceleración descendente, el rotor 112 en efecto pivotará hacia arriba (como se muestra en una dirección contraria al sentido de las manecillas del reloj ) . El lado descendente de la cubierta del rotor 316 efectivamente pivotará hacia dentro hacia la flecha 110, con el extremo distante desviado hacia dentro desde la posición normal nominal 504 por una cantidad generalmente indicada como 518. La periferia descendente de la tapa de extremo 314 se mueve similarmente a la parte posterior de su posición normal nominal 506 en una cantidad generalmente indicada como 520. Por el contrario, el extremo distante del lado ascendente de la cubierta del rotor 316 se desviará hacia afuera desde la posición normal nominal 502 en una cantidad generalmente indicada como 522 y la periferia ascendente de la tapa de extremo 314 se mueve similarmente hacia adelante de su posición normal nominal 506 en una cantidad generalmente indicada como 524. De nuevo, ya que la cubierta del rotor cilindrica 316 mantiene su forma, las cantidades de desviación de las porciones superior e inferior correspondientes son sustancialmente proporcionales (y en muchas geometrías iguales) es decir las desviaciones 518 y 520 son ensayos sustancialmente proporcionales a las desviaciones 522 y 524 respectivamente. [000106] De acuerdo con un aspecto adicional de la presente invención, la colisión se evita al colocar uno o más topes para frenar la desviación del rotor de la posición normal nominal antes que la desviación de los magnetos 318 exceda el espacio de aire 412. Los topes pueden colocarse en cualquiera o tanto en interior como exterior del rotor 112 , interactuando con uno o ambos de la cubierta 316 o la tapa de extremo 314; ya que la cubierta del rotor 316 mantiene su forma evitando ya sea desviación hacia dentro o hacia fuera de la cubierta 316 o el extremo 314 que excedan los limites predeterminados correspondientes al ancho de espacio de aire evitará la colisión. Se forman topes de un material relativamente liso y elástico con un durómetro predeterminado de manera tal que no se deforme más que una cantidad predeterminada antes de frenar la desviación del rotor 112 en respuesta a cargas máximas (por ejemplo 20 G de gravedad) . Ejemplos de este material son teflón, teflón impregnado con vidrio y bronce sinterizado impregnado con aceite. Los topes pueden colocarse por ejemplo en una característica de la placa de extremo posterior 122, la placa de extremo frontal 116 u otra estructura de soporte (por ejemplo tirante 130) y utilizan una porción del rotor 112 como una superficie de apoyo. En forma alterna, el tope puede colocarse en el rotor 112 y utilizar una característica de la estructura del soporte como una superficie de soporte, o en algunos casos, intercalarse en un espacio de aire 412 entre magnetos 312 y estator 14. Los topes se colocan separados de la superficie de apoyo cooperante por una cantidad predeterminada, en ocasiones referida como un "espacio de soporte", pro ejemplo 0.0254 cm (.01 pulgada) . El espacio de soporte se elige de manera tal que el espacio de soporte más la cantidad de deformación máxima del tope sea menos que el espacio de aire magnético 412. Además, las superficies de apoyo que interactúan con el tope pueden ser tratadas, por ejemplo para minimizar fricción y/o endurecidas. Por ejemplo, cromo u algún otro acabado de tipo zinc metálico pueden emplearse . [000107] Como se anotó previamente, la colisión de magnetos 318 y el estator 114 puede evitarse al impedir desviación hacia dentro de la cubierta del rotor 316. Con referencia en las Figuras 6A y 8, un hombro generalmente cilindrico 602 puede formarse en la tapa de extremo posterior 122, que se extiende hacia delante a subyacer al extremo de la cubierta del rotor 316, es decir recibido dentro de la cámara interna del rotor 320. El diámetro exterior del hombro 602 es menos que el diámetro interior de la cubierta del rotor 316 en una cantidad predeterminada. Un tope cilindrico 604 se coloca respecto al hombro 602. La superficie exterior del tope 604 de esta manera es coaxial con la cubierta del rotor 316, y separada de la superficie interior de la cubierta del rotor 316 por un espacio de soporte 606. El tope 604 se forma de un material con durómetro predeterminado de manera tal que no se deforme más que una cantidad predeterminada antes de frenar la desviación de la cubierta del rotor 316. El espacio de soporte 606 se elige para que sea suficientemente menos que el espacio de aire magnético 412, que la superficie interior de la cubierta del rotor 316 superpuesta al tope 604 entra en contacto con el tope 604 y ocurre máxima deformación del tope 604 antes que los magnetos 318 entran en contacto con el núcleo de estator 314, es decir el espacio de soporte más la cantidad máxima de deformación del tope 604 es menos que el espacio de aire magnético 412. Si se desea, un tratamiento superficial, por ejemplo una capa de cromo, zinc metálico, o capa anodizada dura 608 puede proporcionarse en la superficie de apoyo de la cubierta del rotor 316. [000108] En forma alterna, como se muestra en la Figura 6B, un tope cilindrico 610, que tiene un diámetro exterior sustancialmente igual al diámetro interior de la cubierta del rotor 316, puede fijarse (por ejemplo pegarse) a la superficie interior de la cubierta del rotor 316. La superficie interior del tope 604A se separará de la superficie exterior del hombro de extremo posterior 602 (que actúa como la superficie de apoyo) por el espacio de soporte 606. Si se desea, un tratamiento superficial 608A puede proporcionarse en la superficie de apoyo del hombro 602. [000109] En algunas aplicaciones, puede ser conveniente el emplear un tope (o tratamiento superficial) en la forma de un collar o manguito que se recibe respecto a la boca de la cubierta del rotor 316. Un ejemplo de esta estructura se ilustra en la Figura 6C. Un tope de collar 612 que tiene un cuerpo cilindrico 614 de longitud y espesor predeterminados y un labio 616, se fija (por ejemplo pega por ejemplo con epoxi) a la boca del rotor 316. El tope de collar 612 coopera con la placa de extremo posterior 122 para evitar colisión de magnetos 318 y estator 11 . El cuerpo de collar 614 se separa de la pared lateral de hombro 602 (que actúa como una superficie de apoyo con respecto al cuerpo del collar 614) por un espacio de soporte 606. Si se desea, la superficie de extremo del labio de collar 616 puede cooperar con la pared lateral de la placa de extremo posterior 122 separada de la placa de extremo 122 por un espacio de soporte apropiado 606A para proporcionar protección adicional contra desviación de la cubierta del rotor 316. [000110] En general, es conveniente el colocar lo más poco posible en el rotor 112 para minimizar el peso del rotor, y de esta manera la inercia. En algunos casos sin embargo, la facilidad de ensamblado puede hacer convenientes las modalidades de las Figuras 6B o 6C. [000111] Como se estableció anteriormente, la colisión de magnetos 318 y el estator 114 puede evitarse al impedir desviación hacia fuera de la cubierta del rotor 316. Con referencia a las Figuras 6D y 8, un hombro generalmente cilindrico 618, coaxial con la cubierta del rotor 316, pero que tiene un diámetro interior mayor que el diámetro exterior de la cubierta del rotor 316 por una cantidad predeterminada, se proporciona en la tapa de extremo posterior 122, que se extiende hacia adelante para superponer el extremo de la cubierta del rotor 316. Un tope cilindrico 620 se fija (pega) a la pared lateral interior del hombro 618, ubicada coaxial con la cubierta del rotor 316. El diámetro interior del tope 620, es mayor que el diámetro exterior de la cubierta del rotor 316 por una cantidad igual a un espacio de soporte 622. La superficie exterior de la cubierta del rotor 316 actúa como una superficie de apoyo. Si se desea, un tratamiento superficial 608B puede proporcionarse en la superficie de apoyo de la cubierta del rotor 316.

[0112] Se pueden colocar topes en la otra estructura de soporte y utilizar una porción de rotor 112 como superficie de apoyo. Por ejemplo, con referencia a las Figuras 6E y 8 , los respectivos manguitos de tope cilindricos 624 se colocan coaxialmente con uno o más (de preferencia en cada uno) de los tirantes 130. Los diámetros exteriores de los manguitos de tope 624 se eligen de manera tal que la superficie del manguito más cercana a la cubierta del rotor 316 esté separada de la cubierta 316 por un espacio de soporte apropiado 626. Los manguitos de tope 624 pueden fijarse a los tirantes 130, pero de preferencia son giratorios, es decir actúan con rodillos con los tirantes 130 como eje. La rotación de los manguitos de tope 624 tenderá a reducir el desgaste y extender la vida útil de los topes. La colocación de los manguitos de tope 624 al menos dos juegos de tirantes opuestos 130 (a 180 grados entre si) alrededor de la cubierta del motor 316, tienden a contraatacar fuerzas en el rotor 112 de cualquier dirección transversal a la flecha 110.

[0113] Los topes también pueden colocarse en la placa de extremo frontal 116, con la superficie frontal de la tapa de extremo de rotor 314. Con referencia a las Figuras 6F y 8, un tope anular 628, se fija (por ejemplo pega) a la pared lateral interior de la placa de extremo frontal 116, ubicada coaxial con la cubierta del rotor 316. Los diámetros interior y exterior del tope 628 de preferencia se eligen para corresponder (por ejemplo abrazadera) con la periferia exterior de la tapa de extremo 314. Una depresión anular 630 para recibir y ubicar el tope 628, se proporciona convenientemente en la pared lateral interior de la placa de extremo frontal 116. Si se desea, también pueden proporcionarse otras características de ubicación (por ejemplo proyecciones o un hombro) en la pared lateral interior de la placa de extremo frontal 116 para ubicar el tope 628. Dichas proyecciones sin embargo son convenientemente inferiores en perfil que la dirección máxima del tope 628. El espesor del tope 628 se elige de manera tal que la tapa de extremo del rotor opuesta al frente 314 está separada de la tapa de extremo 314 por un espacio de soporte apropiado 332. La superficie delantera (más cercana a la placa de extremo frontal 116) de la tapa de extremo de rotor 314, actúa como una superficie de apoyo. Al limitar la extensión que el borde delantero (más cercano a la placa de extremo delantero 116) de la tapa de extremo de rotor 314 desde su posición normal nominal, se puede evitar la colisión de magnetos 318 y el estator 114. Si se desea, puede proporcionarse un tratamiento superficial 608B en la superficie de apoyo de la tapa de extremo de rotor 314.

[0114] En algunas instancias (por ejemplo en el caso de manguitos de tope 622) puede ser conveniente el colocar inicialmente el tope 604 en contacto con la superficie de soporte, es decir establecer un espacio de soporte inicial de cero. En estos casos, el material de los topes se elegirá de manera tal que el movimiento relativo y la interacción entre la superficie de apoyo y los topes desgastarán los topes para establecer finalmente un espacio de soporte apropiado.

[0115] En algunos casos, puede ser conveniente intercalar una banda delgada del material de tope en el espacio de aire 412 entre los magnetos 318 y el extractor 114. Por ejemplo, con referencia a las Figuras 6G y 8, una banda delgada 134 del material magnéticamente transparente substancial, relativamente robusto (por ejemplo cinta de teflón) se coloca dentro del espacio de aire 412 en la superficie exterior (pared lateral cilindrica almenada) del estator 114 sobre el borde posterior (borde de la placa de extremo posterior más cercana 122) . La banda 634 se elabora de un material que tiene una superficie de durómetro, dado el espesor de la banda 634, para evitar compresión total bajo carga máxima y evitar que los magnetos 318 impacten con el estator 114. Además, es conveniente que la banda 634 exhiba un coeficiente de flexión relativamente bajo. Si se desea, puede aplicarse tratamiento en la superficie de cromo a magnetos 318 para reducir adicionalmente la fricción.

[0116] Además de evitar colisiones potenciales al utilizar topes para limitar la extensión que puede desviarse al rotor 112 desde su posición normal nominal . También es conveniente el minimizar el efecto de fuerzas externas y condiciones de deformación circunferencial debido a tolerancias de fabricación.

[0117] De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, la desviación de la cubierta del rotor 316 (magnetos 318) desde la posición normal nominal en respuesta a componentes de fuerza perpendiculares a la flecha 110, y la oscilación debido a los componentes con deformación circunferencial puede reducirse al disminuir la distancia axial entre loas magnetos 318 y punto de ancla. Esto se logra mientras que aún se proporciona suficiente espacio en la cavidad interna 320 para el devanado del estator 330, al contornear la tapa de extremo 314 para acoplar el extremo más delantero de la cubierta del rotor 316 (más cercano desde la placa de extremo 116) a un punto ancla más cercano a los magnetos 318 en el interior de la cubierta 316. Al menos una porción de la tapa de extremo del rotor 314 (por ejemplo brazos transversales 322) estarán efectivamente en un ángulo diferente a 90 grados respecto a la cubierta del rotor 316 (y por lo tanto la flecha 110) . La porción en ángulo puede ser recta (por ej emplo de manera tal que una porción de la tapa de extremo 3Í4 sea generalmente cónicas) o curvada (por ejemplo de manera tal que una porción de la tapa de extremo 314 generalmente tenga forma de campana) .

[0118] Como se anotó previamente, el rotor 112 en efecto está en voladizo en la conjunción de la tapa de extremo del rotor 314 y la flecha 110 (punto ancla 508 en la Figura 5) . Desviación máxima desde la posición normal nominal debido a fuerzas externas, ocurre en las porciones de rotor 112 más alejadas del punto ancla, es decir el extremo distante (posterior) de la cubierta 316, y la periferia exterior de la tapa de extremo 314 (en donde la tapa de extremo 14 se une a la cubierta 316) . Similarmente, la mayor desviación desde la ruta normal debido a oscilación por deformación circunferencial ocurre en las porciones de rotor 112 más alejadas del punto ancla, es decir el extremo distante (posterior) de la cubierta 316. Condiciones de deformación circunferencial debidas a tolerancia, resultan en un desplazamiento cónico desde la posición nominal de la cubierta 361, es decir conforme el rotor 112 gira alrededor de un punto determinado en el estator 114, la cubierta de rotor 316 se aproximará, y retraerá de este punto en el estator 114. Entre mayor sea la distancia axial del punto en el estator respecto al punto pivote, mayor será el movimiento relativo de la cubierta 316. Por ejemplo, como se muestra en las Figuras 7A y 7B, a una distancia axial XI desde el punto pivote (por ejemplo en la distancia axial desde el punto pivote 508 de un cubo "plano" al extremo posterior de la cubierta del rotor 316) condiciones de deformación circunferencial debido a tolerancias, tenderán a provocar una oscilación hacia y lejos del estator en la cantidad l . Sin embargo, a una distancia menor X2 (por ejemplo en la distancia axial desde el punto pivote 708 de un cubo cónico al extremo posterior de la cubierta del rotor 316), se experimenta una cantidad menor 2. De acuerdo con esto, al mover el punto ancla más cerca al extremo posterior de la cubierta del rotor 316 (y magnetos 318) , se reduce la oscilación en la vecindad de los magnetos 318 y el estator 114.

[0119] Con referencia a la Figura 7A, un rotor de oscilación reducida 712 incluye una tapa de extremo 614 que tiene un cubo 724 que establece un punto ancla (en voladizo) 708 colocado en el interior de la cubierta del rotor 316. El punto ancla 708 se desplaza hacia atrás sobre el eje de la flecha 110 desde el extremo delantero de la cubierta 316 (más cercano a la placa de extremo frontal 116) , en una distancia predeterminada de DI. En aplicaciones típicas automotrices, el diámetro de la cubierta 316 convenientemente está en el intervalo de 6.35 as 12.7 cm (2 ¾ a 5 pulgadas) y de preferencia 11.43 cm (4 ½ pulgadas) ,- y la longitud de la cubierta 316 convenientemente está en el intervalo de 7.62 a 15.24 cm (3 a 6 pulgadas) y de preferencia 12.7 cm (5 pulgadas) . La distancia DI convenientemente está en el intervalo de 1.27 a 2.54 cm (1/2 a 1 pulgada) y de preferencia 1.905 cm (3/4 pulgada) . En ciertos vehículos militares o comerciales (por ejemplo Hummer) , el diámetro de la cubierta 316 convenientemente está en el intervalo de 12.7 a 20.32 cm (5 a 8 pulgadas) y de preferencia 16.51 cm (6 ½ pulgadas) y la longitud de la cubierta 316 convenientemente está en el intervalo de 1.27 a 25.4 cm (1/2 a 10 pulgadas) y de preferencia 17.38 cm (7 pulgadas) . La distancia DI convenientemente está en el intervalo de 1.905 a 5.08 cm (3/4 a 2 pulgadas) y de preferencia 3.81 cm (1 ½ pulgada).

[0120] La tapa de extremo del rotor 114 se contornea para conectar el extremo delantero de la cubierta 316 con el cubo 124, mientras que al mismo tiempo proporciona suficiente espacio en la cavidad interior 320 para alojar los devanados del estator 330. Por ejemplo, en una modalidad de la Figura 7A, la tapa de extremo 714 comprende una porción cónica 726 (que puede incluir una pluralidad de aberturas (por ejemplo tres) para en efecto, proporcionar brazos transversales en ángulo prospecto) , una porción periférica generalmente angular 728 que conecta los brazos transversales 722 al extremo delantero de la cubierta 326. La porción periférica 728 se extiende perpendicularmente desde la cubierta 316 hacia la flecha 110 una distancia predeterminada, convenientemente en el intervalo de 1.27 a 5.08 cm (1/2 a 2 pulgadas) y de preferencia 1.905 era (3/4 pulgada) . La cámara interna 320 que de esta manera se extiende más alejada adelante en la vecindad del borde exterior almenado del núcleo de estator 328 y los devanados 330.

[0121] ' La Figura 7C muestra un cubo similar al mostrado en la Figura 7A excepto porque la superficie externa 129 se reúne con la flecha 110 perpendicularmente aumentando mucho el área en sección transversal . Esto aumenta la resistencia de la tapa de extremo 714 ayudando a resistir mejor la desviación como se establece en la Figura 5. La cubierta 316 se une por soldadura 731 con la tapa de extremo 714.

[0122] La Figura 7D muestra tanto la tapa de extremo 714 como la cubierta 316 formadas como una sola unidad integral 732. La unidad 732 convenientemente se vacía luego maquina, incrementando adicionalmente su resistencia. La unidad 732 también puede maquinarse completamente de un solo tocho por ejemplo de acero.

[0123] La Figura 7E muestra todos los tres: tapa de extremo 714, cubierta 316 y flecha 110 moldeados y después maquinados con una sola unidad 733. Esta configuración permite resistencia y alineamiento al máximo ya que tanto la porción de flecha como la cubierta interior serán maquinadas en conjunto reduciendo la oscilación. Esta configuración también tiene el beneficio de reducir parte y tipo de ensamblado. La unidad 733 también puede maquinarse por completo a partir de un solo tocho de acero, eliminando la necesidad por una pieza moldeada.

[0124] Como se ilustra esquemáticamente en la Figura 8 , una variedad de topes puede emplearse en combinación, junto con una tapa de extremo a rotor contorneada .

[0125] Como se anotó previamente, el calor generado por alternadores de alta energía compactos también puede ser problemáticos . Los devanados de estator se forman de un conductor eléctrico convenientemente aislado, por ejemplo alambre de motor de cobre con barniz, y se bobinan a través de ranuras respectivas y respecto a una cantidad predeterminada de dientes en la periferia del núcleo de estator. Conforme el rotor gira respecto al estator, el campo magnético generado por los magnetos de rotor interactúa con los devanados, provocando que se genere una corriente eléctrica. Los devanados sin embargo tienen una característica y el flujo de corriente a través de los devanados genera calor que debe de ser disipado. Convencionalmente, los devanados se embobinan apretadamente respecto al núcleo del rotor, para minimizar la longitud de los devanados, y por lo tanto la impedancia y el flujo de aire para efecto de enfriamiento sea proporcionado por ventiladores desplazados por la fuerza motriz al rotor, por ejemplo fuera de la flecha o eje en la que está contra el rotor. De acuerdo con esto, se proporciona poco flujo de aire a bajas RPM.

[0126] Sin embargo, en diversas aplicaciones automotrices, tales como por ejemplo vehículos híbridos, demandan niveles de energía relativamente altos y de esta manera una necesidad incrementada por enfriamiento, pueden ocurrir a bajas RPM, por ejemplo a velocidades de marcha en vacío. Esto también es particularmente cierto en aquellos casos en donde se emplea un arrancador -generador u otro motor eléctrico, para proporcionar una ráfaga de propulsión inicial cuando el conductor oprime el acelerador, facilitando apagado del motor del vehículo cuando el vehículo se detiene en tráfico para ahorrar combustible y reducir emisiones. Además, en alternadores de alta energía compactos, se generan significantes niveles de calor en un área relativamente pequeña. La eficacia de enfriamiento de aire de los componentes del alternador, es una función de la cantidad de aire que circula a través del alternador. El área en sección transversal de los alternadores de alta energía compactos disponible para flujo de aire para una salida de energía determinada, es menos que la disponible en un alternador convencional. De acuerdo con esto, el enfriamiento de aire tiende a ser menos eficiente. Sin embargo, magnetos permanentes son particularmente susceptibles a daño debido a sobrecalentamiento; con alta carga, condiciones de alta temperatura, estos magnetos pueden desmagnetizarse. Similarmente, los componentes electrónicos empleados en el controlador son susceptibles a daño térmico. De esta manera, técnicas de enfriamiento convencionales tienden a ser inadecuadas para estos alternadores de alta energía compactos, particularmente en aplicaciones automotrices.

[0127] De acuerdo con otros aspectos de la presente invención, se facilita enfriamiento por uno o más de: envoltura suelta u holgada de vueltas de extremo devanado 332, para el efecto incrementar el área superficial de los devanados 330; establecer un flujo de aire directo sobre al menos una porción de los devanados del estator (de preferencia a través de vueltas de extremo envueltas sueltas de los devanados) ; dirigir una porción del flujo de aire sobre elementos en contacto térmico con los magnetos 318 (por ejemplo sobre la cubierta del rotor 316) para emplear magnetos 318; proporcionar flujo de aire desde una fuente que es asincrona respecto a la flecha en la cual se monta el rotor, por ejemplo un ventilador eléctrico; y dirigir un flujo de fluido refrigerante en contacto térmico con las vueltas de extremo 332 (de preferencia a través de conductos térmicamente conductores incluyendo una o más porciones colocadas en bucles generalmente concéntricas con el núcleo del estator en contacto térmico con las vueltas de extremo frontales 332A y/o las vueltas de extremo posteriores 332B) .

[0128] Como se anotó previamente en conjunto con las Figuras 3 y 4, los devanados 330 se bobinan a través de una ranura respectiva 404, hacia afuera sobre la cara lateral del núcleo 328 alrededor de una cantidad predeterminada de dientes 402 y formando una vuelta de extremo 332, después de regreso a través de otra ranura 404. Más particularmente, con referencia a las Figuras 9A y 10A y 10B cada uno de los devanados 330 comprende al menos un haz asociado de hebras individuales de alambre conductor aislado (por ejemplo alambre para motor, de cobre barnizado) . En contra distinción con la práctica convencional, las vueltas de extremo 332 se envuelven sueltas alrededor de la cara lateral del núcleo del estator, con espacios de aire entre los diversos haces y la cara lateral del núcleo (en lugar de extraer o dirigir las vueltas de extremo devanado apretadamente contra la cara lateral del núcleo de estator, para minimizar costos e impedancia) . Las ineficiencias inherentes al extender sueltamente la vuelta de extremo de devanado más allá del estator, se ha determinado que son insignificantes en comparación con la capacidad de enfriamiento incrementada que se proporciona por áreas superficiales expuestas de la estructura de devanados abiertas. De preferencia, como mejor se ve en la Figura 10A, vueltas de extremo respectivas 332 se extienden con distancias variantes desde la cara lateral del estator 328, presentando una estructura tipo red al flujo de aire. Las vueltas de extremo 332 convenientemente se extienden distancias desde la cara lateral del estator 328 en el intervalo desde 0 a 3.81 cm (0 a 1½ pulgada), de preferencia desde 0.635 a 2.54 cm (1/4 a 1 pulgada) . Por ejemplo, vueltas de extremo adyacentes se extenderán hacia afuera por distancias incrementalmente diferentes, por ejemplo incrementos de 1.27 cm (1/2 pulgada) para progresivamente abanicarse lejos del estator. En la modalidad de la Figura 10, una primer vuelta de extremo 1002 se desplaza de la cara lateral del estator 328 aproximadamente a una primer distancia predeterminada, por ejemplo 1.27 cm (1/2 pulgada) . La siguiente vuelta de extremo adyacente 1004 fue desplazada de la cara lateral del estator 328 aproximadamente una distancia aumentada, por ejemplo 1.905 cm (3/4 pulgada). Igualmente, la siguiente vuelta de extremo adyacente 1006 está desplazada de la cara lateral del estator 328 aproximadamente una distancia incrementada adicional, por ejemplo 2.54 cm (1 pulgada) . El patrón posteriormente se repite de manera conveniente . Este arreglo es igualmente válido para un núcleo de sesgado 329 como se ilustra en la Figura 10B.

[0129] Si se desea, puede establecerse el patrón de red al desplazar vueltas de extremo respectivas 332 asociadas con cada fase a una distancia de desplazamiento diferente desde la cara lateral del estator 328; para un sistema de tres fases, las vueltas de extremo en las fases A, B y C convenientemente tienen distancias de desplazamiento de aproximadamente 1.27, 1.905, y 2.54 cm (1/2, 3/4, y 1 pulgada), respectivamente .

[0130] Con referencia a la Figura 9A, un flujo de aire de enfriamiento se dirige sobre los devanados del estator 330 (de preferencia a través de vueltas de extremo de lado frontal y lado posterior en vueltas sueltas 332A y 332B) al emplear un sistema de enfriamiento que comprende la fase de aire 902 en la placa de extremo posterior 122 (limitado por los lados transversales de la placa de extremo posterior adyacente 348, porción exterior 346 y cubo 340), abertura central de estator 406, pasaje de aire de rotor 323 y pasaje de aire de la placa de extremo frontal 136. Aire que sale del pasaje para aire de la placa de extremo posterior 902 se dirige para incidir en los devanados 330 (vueltas de extremo posterior 332B) , en virtud de una colocación relativa conveniente o contorneo, o como en la modalidad de la Figura 9A, en cooperación con un reflector posterior 904. Similarmente, la abertura central de estator para salida de aire 406 se dirige para incidir en los devanados 330 (vueltas de extremo del lado frontal 332A) en virtud de una disposición o contorneo relativo conveniente, o como en la modalidad de la Figura 9A, como operación con un deflector frontal 906. Un suministro de aire forzado asincrono, por ejemplo un ventilador eléctrico 126, montado en la parte posterior de la placa de extremo trasera 122, de preferencia se emplea. En la modalidad preferida, un ventilador convencional 908 también se monta para rotación con la flecha 110 entre poleas 132 y la placa de extremo frontal 126. Las secciones transversales, contornos (vueltas y bordes) y disposiciones relativas de los diversos pasajes para aire, de preferencia se eligen para minimizar disminuciones en la velocidad de aire, y llevar al máximo flujo de aire sobre las vueltas de extremo 332.

[0131] Más específicamente, enfriamiento de aire, en general indicado por las flechas 9 y 10 (de preferencia aire forzado desde el ventilador asincrono 126) , se introduce el alternador 100 a través de los pasajes de aire de la placa de extremo 902. El flujo de aire 910 incide sobre el deflector posterior 904, y se vuelve a dirigir en una dirección radialmente hacia fuera; aire que de otra forma fluirá a través de la abertura central del estator 406, fluye hacia fuera y respecto al núcleo estator 328. En la modalidad preferida, el aire re-dirigido hacia fuera incide sobre y fluye a través de los espacios entre las vueltas de extremo del lado posterior, envueltas sueltamente en el lado posterior 332B de los devanados 330. El flujo de aire 910 luego se divide en corrientes respectivas 914 y 916. Después de salir las vueltas de extremo 332B, la corriente de aire 914 fluye a través de la abertura central de estator 406, incide sobre el deflector frontal 906 y se dirige a través de las vueltas de extremo envueltas sueltamente del lado frontal 332A, pasajes de rotor 323 y luego sale del alternador 100 a través del pasaje de aire 136 en la placa de extremo frontal 116. La corriente de aire 914 comprende el volumen de flujo de aire 910, ya que la abertura central de estator 406 representa la ruta de diámetro más grande, y por lo tanto la ruta de menor resistencia. La corriente de aire 916 después de salir de las vueltas de extremo del lado posterior 332B, fluye alrededor del exterior de la cubierta de rotor 316, luego sale del alternador 100 a través de los pasajes de aire 136 en la placa de extremo frontal 116. La corriente de aire 916 proporciona enfriamiento de los magnetos 318.

[0132] El deflector posterior 904 comprende un elemento que presenta un control predeterminado para la corriente de aire incidente 910 para volver a dirigir la corriente de aire en los devanados 330 (de preferencia las vueltas de extremo en el lado posterior 332B) para disipar el calor generado en los devanados 330. El diámetro de contorno predeterminado del reflector 904 se elige para re-dirigir en forma efectiva el aire lo más posible a través de los devanados, sin crear una disminución muy grande en la velocidad del aire. El deflector posterior 904 convenientemente es un elemento en forma de plato o generalmente cónico con una abertura central, colocado concéntricamente en el cubo de placa de extremo posterior 340, colocado en la cúspide que da frente al flujo de aire. El deflector posterior 904 se extiende radialmente hacia afuera en la ruta de corriente de aire 910, conforme sale de los pasajes para aire de la placa de extremo posterior 902, de preferencia en o justo bajo la periferia exterior de la abertura central del estator 406. El deflector posterior 904 puede formarse de cualquier material relativamente rígido conveniente, por ejemplo metal laminar, o plástico o puede formarse integralmente con la placa de extremo posterior 122. La selección entre el uso de un componente deflector separado, o una característica de deflector formado integralmente en la placa de extremo 122, primordialmente es un aspecto de costo.

[0133] El deflector frontal 906 igualmente comprende en forma conveniente un elemento que presenta un contorno predeterminado a la corriente de aire incidente 914, para volver a dirigir la corriente de aire sobre el devanado 330 (de preferencia vueltas de extremo de lado frontal 332A) para disipar el calor generado en el devanado 330. El diámetro y contorno predeterminados del deflector 906 se eligen efectivamente para re-dirigir el aire lo más posible a través de los devanados, sin crear una disminución muy grande en la velocidad del aire. El deflector 906 convenientemente comprende un elemento en forma de plato o generalmente cónico con una abertura central , colocado con la cúspide con f ente al flujo de aire. El deflector frontal 906 es concéntrico con el cubo del rotor 324 (flecha 110) , gira convenientemente con el rotor 112 y se extiende radialmente hacia fuera en la ruta de la corriente de aire 914 saliendo de la abertura central del estator 406. El deflector frontal 906 puede formarse de cualquier material relativamente rígido conveniente, tal como por ejemplo metal laminar, o plástico o puede formarse integralmente con el rotor 112 o contratuerca 120. La selección entre el uso de un componente deflector separado, o una característica de deflector formado integralmente del rotor 112 o contratuerca 120, primordialmente es cuestión de costo. En la modalidad de la Figura 9A, el deflector frontal 906 convenientemente tiene un diámetro exterior tal que la periferia exterior se extiende aproximadamente tres cuartas partes del recorrido dentro de la abertura central del estator 406.

[0134] Si se desea, además de (en algunos casos en lugar de) los deflectores 906 y 904, puede aumentarse la eficiencia de transferencia térmica al doblar las vueltas de extremo 332 en la corriente de aire. Más particularmente, con referencia a la Figura 11, las vueltas de extremo 332 se doblan hacia adentro más allá de la periferia de la abertura central de estator 406 y dentro de la ruta de aire que circula a través de la abertura.

[0135] Como se anotó previamente en la modalidad de la Figura 9A, un ventilador síncrono convencional 908 se monta para rotación con la flecha 110 entre la polea 132 y la placa de extremo frontal 116. El ventilador 908 en efecto, crea un vacio que extrae aire a través del alternador 100. Sin embargo, el alternador 100 es capaz de generar altos niveles de energía de marcha en vacío o justo sobre velocidad de marcha en vacío. El ventilador 908, se gira en forma asincrona con flecha 110, típicamente es incapaz de proporcionar suficiente flujo de aire para enfriar bajo estas condiciones. El ventilador eléctrico 126, que opera en forma síncrona la flecha 110, convenientemente proporciona un enfriamiento auxiliar, proporcionando presión positiva para empujar el aire a través del alternador 100.

[0136] El ventilador 126 como se notó previamente, se monta en la parte posterior de la placa de extremo trasero 122. En general, es conveniente llevar al máximo el flujo de aire a través del alternador 100. De acuerdo con esto, el ventilador 126 de preferencia se elige para proporcionar la mayor cantidad de metros cúbicos por hora (pies cúbicos por minuto (CFM) ) a presión cero dada las restricciones en tamaño del alternador 100. Ventiladores comercialmente disponibles pueden emplearse. Sin embargo, de preferencia el ventilador 126 es un ventilador de magneto permanente, con un diámetro de aspa que se aproxima a aquel de la cubierta exterior del alternador 128.

[0137] El uso de fluidos para enfriamiento, además de o en lugar de aire forzado, puede ser ventajoso bajo condiciones operativas de bajo flujo de aire, o calor extremo y, en condiciones arenosas, humedad o de otra forma duras .

[0138] Por ejemplo, en algunos casos es ventajoso complementar enfriamiento de aire con enfriamiento de fluido a las vueltas de fluido de bobina 332. En general, se dirige un fluido refrigerante en contacto térmico con las vueltas de fluido 332, mientras que se mantiene aislamiento eléctrico. Por ejemplo, fluido refrigerante puede dirigirse a través de conductos térmicamente conductores incluyendo una o más porciones colocadas en contacto térmico con vueltas de extremo frontal 332A y/o vueltas de extremo posterior 332B. Las porciones de conducto convenientemente siguen la forma de las vueltas de extremo 332, por ejemplo comprenden bucles generalmente circulares o helicoidales generalmente concéntricos con el núcleo de estator colocado próximo a las vueltas de extremo. Los conductos pueden formarse de cualquier material térmicamente conductor que sea capaz de soportar las temperaturas elevadas que se encuentran en el alternador y no reactivos con el refrigerante selecto. Materiales adecuados incluyen por ejemplo cobre y tubería de aluminio. El cobre de preferencia se conecta térmicamente a las vueltas de extremo adyacentes por un conductor térmico eléctricamente aislante (tal como por ejemplo epoxi de ingeniería) . El fluido de refrigerante puede ser cualquier fluido, de preferencia líquido, que tenga adecuadas características térmicas y de flujo. Un ejemplo es el refrigerante de motor convencional. En aplicaciones vehiculares, el refrigerante de motor, de preferencia se dirige al alternador inmediatamente después de salir del radiador.

[0139] Con referencia a las Figuras 9B y 9E en una modalidad preferida, un fluido refrigerante se dirige en contacto térmico con las vueltas de extremo 332 a través de un conducto (por ejemplo tubería de cobre) 918. El conducto 918 convenientemente incluye una entrada 922, porciones dirigidas axialmente 950, 958, 976, porciones dirigidas radialmente 952, 956, 960 y 964, y porciones en bucle 954 y 962. Las porciones en bucle 954 y 962 cada una convenientemente comprende una o más vueltas circulares o helicoidales entradas respecto al eje del núcleo de estator 328, con el o los diámetros correspondientes al anillo formado por las vueltas de extremo 332 (por ejemplo limitados por el fondo de las ranuras 404 y el perímetro exterior del núcleo 328) . Porciones de conducto 952, 954 y 956, convenientemente todas están dispuestas en un plano perpendicular al eje de núcleo de estator 328, (paralelo a la cara frontal) justo frente a las vueltas de extremo frontal 332A. Porciones de conducto 960, 962 y 964 igualmente son colocadas en forma conveniente en un plano perpendicular al eje del núcleo de estator 328, (paralelo a la cara posterior) justo tras las vueltas de extremo posterior 332B. Porciones axiales 950 y 958 se extienden convenientemente a través de la abertura central de estator 406. Porciones axiales 950 y 966 se extienden convenientemente a través del pasaje interior de la placa de extremo posterior 902. Se introduce refrigerante en la entrada 922, y luego circula a través de las porciones 950 y 952, 954, 956, 958, 960, 962, 964 y 966, en secuencia luego sale a través de una salida 924.

[0140] El conducto 918 se conecta térmicamente a las vueltas de extremo 332 por un material térmicamente conductor, eléctricamente aislante 920 (por ejemplo epoxi de ingeniería) . El material 920 encapsula convenientemente las vueltas de extremo 332, porciones en bucle 954 y 962, ? una parte de porciones radiales 952, 956, 960 y 964. El material 920 conduce calor desde las vueltas de extremo 332 del refrigerante, mientras que al mismo tiempo proporciona aislamiento eléctrico.

[0141] En la modalidad de la Figura 9B, los magnetos 318 se enfrían utilizando la corriente de aire 916. La corriente de aire 916 fluye alrededor del exterior de la cubierta del rotor 316, luego sale el alternador 100 a través de los pasajes de aire 136 en la placa de extremo frontal 116. El flujo de aire se suministra por el ventilador 908. Un ventilador asincrono 126 como se muestra en la Figura 9A puede emplearse para mejorar el enfriamiento de magnetos 318.

[0142] Si se desea, el flujo de refrigerante a través del conducto 918 también puede utilizarse para enfriar los magnetos 318, para permitir un sistema esencialmente cerrado. Un flujo de aire, enfriado por el flujo del refrigerante a través del conducto 918 se dirige a través de los magnetos 318.

[0143] Con referencia a las figuras 9C y 9D, aletas de intercambio térmico, térmicamente conductoras respectivas 922 se proporcionan, conectadas térmicamente al conducto de aire 918. Las aletas 922 se incorporan convenientemente en encapsulante térmicamente conductor 920. Las aletas 922 convenientemente se extienden en sentido radial en la abertura central 456.

[0144] Aspas respectivas se colocan en la cara delantera del rotor 112 para formar un ventilador centrífugo 926. El ventilador 926 genera un flujo de aire 916; se dirige aire a través de la abertura central del núcleo de estator 406 sobre las aletas de intercambio térmico 922 a través de aberturas 323 en la placa de extremo inductor 112 y fuerzan para fluir alrededor del exterior de la cubierta del rotor 36. El flujo de aire después de circular alrededor del exterior de la cubierta del rotor 316, se dirige por el pasaje 928 de regreso a la abertura central 406. El flujo de aire alrededor del exterior de la cubierta de rotor 116 transporta el calor creado por magnetos 318 a través de las aletas de intercambio térmico 92 incrustadas en el encapsulante 920. Refrigerante fluido que circula en tubo de enfriamiento 918 de esta manera desprende calor generado tanto por los devanados del estator 328 como los magnetos 318.

[0145] Ya que la necesidad por circulación de aire desde una fuente externa no se requiere más, el alternador se sella convenientemente utilizando anillos tóricos 930 y tapones 932. Esto tiene la ventaja de sellar la mayoría sino toda la contaminación nociva a la operación de un alternador de magneto permanente. Si se desea, una válvula de una vía o membrana (no mostrada) ubicada en el punto más bajo del alternador puede proporcionarse para ayudar en drenar la posible acumulación de agua. En el caso de que un mayor flujo de aire se requiere, puede instalarse un ventilador asincrono 126. [146] Bajo ciertas circunstancias, por ejemplo en condiciones arenosas, húmedas o de otra forma severas, puede sellarse un alternador enfriado por aire con respecto a contaminantes externos potenciales . De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, un alternador enfriado por aire sellado se proporciona al establecer flujos de aire de enfriamiento internos y externos separados sobre una cubierta de alternador externa que actúa como un termo intereambiador . Los flujos de aire internos y externos se proporcionan convenientemente por ventiladores internos y externos . El flujo de aire interno se dirige sobre las bobinas de estator, rotor e interior del termo intercambiador, para transferir calor desde las bobinas y magnetos al termo intercambiador. El flujo de aire exterior se dirige sobre el exterior del termo intercambiador para disipar el calor. Si se desea, la fuente para el flujo de aire externo puede ubicarse en forma remota del alternador, por ejemplo proporcionarse a través de cámaras impelentes o tubos de snorkel .

[0147] Con referencia a la Figura 12, una primera modalidad de un alternador sellado 1200 comprende: flechas 110; una placa de extremo frontal sellada 1202; cojinetes frontales 118; un estator 114; un rotor con frente delantero 1204; contratuerca 120; un ventilador interno 1206; cojinete posterior 124; una placa de extremo posterior sellada 1208; un termo intercambiador 1210; un ventilador externo 1212 y un alojamiento de ventilador 1213, con una admisión de aire 1214. (En esta modalidad, tirantes 130 (no mostrados) pueden colocarse externamente, como se ilustra en la Figura 4). La placa de extremo frontal 1202, incluye convenientemente un cubo central escalonado 1214 (generalmente análogo al cubo de placa de extremo posterior 340 en la modalidad de la Figura 3) para montar y ubicar el cojinete frontal 118 y el núcleo de estator 328. La porción ahusada 310 de la flecha 110 se coloca a una distancia axial predeterminada desde la placa de extremo frontal 1202 (que en general corresponde a la longitud axial del rotor 1204) . El rotor 1204 esencialmente es el mismo que el rotor 112, pero con la porción ahusada del cubo 324 invertida para alojar una disposición con frente hacia delante del rotor 112. Como en la modalidad de la Figura 3, el rotor 1204 se monta para rotación en la flecha 110, ubicado positivamente en y alineado con la flecha 110 por cooperación del cubo 324 con la porción ahusada de flecha 310 y el estator 114 se retira cercanamente dentro del rotor 1204, separado del rotor 1204 por un pequeño espacio de aire 412. El termo Íntercambiador 1210 en general es cilindrico y está colocado coaxialmente con la flecha 110, exterior a la cubierta del rotor 316. La placa de extremo frontal 1202, los cojinetes 118 y 124, el termo intercambiador 1210 y la placa de extremo posterior 1208 proporcionan un compartimiento sellado que circunscribe al estator 114, rotor 1204 y ventilador interno 1206.

[0148] Con referencia a las Figuras 12 y 13A, el termo intercambiador 1210 convenientemente comprende un separador cilindrico (cubierta) 1216 y que tiene aletas internas y externas que se extienden radialmente 1218 y 1220, respectivamente, todos en contacto térmico. El termo intercatnbiador 1210 convenientemente es una extrusión unitaria de material termo conductor, tal como aluminio o acero. En forma alterna, como se muestra en la Figura 3B, para facilidad de construcción, el termo intercambiador 1210 puede formarse de una cubierta cilindrica separada formada de un primer material, por ejemplo acero, con una pluralidad (por ejemplo 12, solo como se muestra una) de secciones de aleta separadas (extrudidas convenientemente) 1218A cada una que se extiende (sobre un arco predeterminado) formado de un segundo material, por ejemplo aluminio, se corre la cara interior del cilindro 1216 y una pluralidad (por ejemplo 12 , solo se muestra una) de secciones de aleta separadas (convenientemente extrudidas) 1220A que cubre la cara exterior del cilindro 1216. Por ejemplo, doce secciones de aletas a 30 grados o cuatro secciones de noventa grados de aletas pueden emplearse. Las secciones de aleta respectivas 1216A y 1220A están fijas en y en contacto térmico con la cubierta 1216, convenientemente por un adhesivo (que permanece lo suficientemente flexible para permitir las diferentes proporciones de expansión térmica del primer y segundo materiales) .

[0149] El termo intercambiador 1210 se coloca coaxialmente con y radialmente hacia afuera de la cubierta del rotor 316. Canales axiales respectivos 1226 se definen entre las aletas internas adyacentes 1218, la cubierta 1216 y la superficie exterior de la cubierta de rotor 316. Como se explicará, el flujo de aire a través de los canales 1226, transfiere calor desde el rotor 112 y devanados 330 a las aletas internas 1210 (y cubiertas 1216) . El calor luego se conduce de las aletas 1218 a las aletas externas 1220. Flujo de aire sobre las aletas exteriores 1220 (y cubierta 1216) se emplea para disipar el calor.

[0150] Como mejor se ve en la Figura 12, el termo intercambiador 1210 de preferencia incluye una cubierta exterior cilindrica 1222, para facilitar flujo de aire sobre las aletas externas 1220. La cubierta 1222 se coloca coaxialmente con el separador (cubierta) 1216, radialmente hacia afuera de las aletas externas del termo intercambiador 1220. La cubierta 1222 se aloja convenientemente dentro del alojamiento de ventilador exterior 1213 y se sujeta convenientemente en su extremo posterior y proporciona una salida 1224 para el termo intercambiador 1210 en su extremo delantero. Canales axiales respectivos 1228 que comunican con el interior del alojamiento de ventilador 1213 de esta manera se definen entre aletas externas 120, cubierta 1216 y cubierta de termo intercambiador 1222.

[0151] La aleta interna 1212 convenientemente conectada a o integral con el rotor 112, genera un flujo de aire interno dirigido sobre las bobinas de estator 330 (de preferencia a través de vueltas de extremo 332) , rotor 112 y a través de los canales interiores 1226 del termo intereamblador 1210. Más particularmente, el ventilador interno 1212 se configura para impulsar aire hacia afuera, creando una presión negativa en el interior del rotor 112 , y una corriente de aire generalmente indicada por las flechas 1230, se fuerza a través de los canales 1216, cubierta de rotor de enfriamiento 316 (y de esta manera magnetos 318) transfiriendo calor a las aletas de termo transferencia internas 1218 y la cubierta 1216. La corriente de aire 1230 sale de los canales 1226, fluye a través de las vueltas de extremo de lado frontal 332A dentro de la abertura central del estator 406. El flujo de aire que sale del lado posterior de la abertura de estator 406 se dirige al flujo a través de las vueltas de extremo del lado posterior 332B. Esto se implementa convenientemente utilizando un deflector 1232. Después de circular a través de las vueltas de extremo 332B, la corriente de aire fluye a través de las aberturas del rotor 323 y se recircula por el ventilador 1206. El calor en las bobinas de estator 330 y los magnetos 318 de esta manera se disipa y transfiere a las aletas interiores del termo intercambiador 1218. Las aletas 1218 está en contacto térmico con la cubierta 1216 y las aletas externas 1220 de manera tal que el calor se conduce de las aletas 1218 a las aletas externas 1220. Flujo de aire sobre las aletas exteriores 1220 (y cubiertas 1216) se emplea para disipar el calor.

[0152] El flujo de aire, generalmente indicado como 1234, sobre las aletas exteriores 1220, se genera convenientemente por el ventilador externo 1212. Aire externo que se proporciona a través de la admisión 1214, se impulsa hacia afuera al interior del alojamiento 1213 al girar el ventilador 1212 y forzado a través de los canales 1228, finalmente saliendo a través de la salida 1224. Si se desea, pueden proporcionarse filtros (no mostrados) sobre la salida 1224 y la admisión de aire del alojamiento de ventilador 1214.

[0153] En algunas instancias, puede ser conveniente el emplear aire externo a presión desde una fuente ubicada remota de la unidad de alternador sellado. Dicha modalidad 1400 se ilustra en la Figura 14. El alternador sellado 1400 es substancialmente similar al alternador 1200 excepto que en lugar de ser desplazado por un ventilador externo dedicado 1212, el alternador 1400 emplea un alojamiento posterior 1402, del cual el interior comunica con los canales exteriores de termo intercambiador 1228, cooperando con una cámara impelente 1404 y una fuente de aire a presión remota conveniente, tal como un ventilador remoto 1406. Flujo de aire externo 1234 se suministra por el ventilador remoto 1406, se dirige a través de una cámara impelente 1404, a través del interior del alojamiento 1402 y canales 1228, y finalmente saliendo a través de la salida 1224.

[0154] Una modalidad alterna de la presente invención, particularmente adaptada para utilizar en condiciones arenosas, húmedas, o de otra forma severas, emplea un alternador sellado localmente que coopera con un tubo de snorkel de doble pared, para proporcionar enfriamiento de aire desde una fuente remota, menos dura. Con referencia a la Figura 15, un alternador sellado localmente 1500 coopera con un tubo de snorkel 1502. El alternador 1500 es convenientemente similar en la mayoría de los aspectos al alternador 100 descrito en conjunto con las Figuras 1, 2-4. Sin embargo, la placa de extremo frontal 116A (análoga a la placa de extremo frontal 116) y el cojinete frontal 118A (análogo al cojinete frontal 118) están sellados, la placa de extremo posterior 122A (análoga a la placa de extremo posterior 122) incluye un conjunto exterior separado de pasajes de aire 1504, además de los pasajes de aire 902 y (como en la modalidad de la Figura 4) tirantes 130 se colocan exteriores a la cubierta exterior 128. Además, el alternador 1500 incluye un dique de aire 1506, para separar flujo de aire respectivo, como se describirá. El dique de aire 1506 se forma convenientemente de fieltro, o se forma integralmente con la placa de extremo posterior 122A.

[0155] El tubo de snorkel 1502 incluye convenientemente porciones de chimenea interior y exterior generalmente verticales, generalmente cilindricas (1512A, 1514A, respectivamente) y porciones de conexión interior y exterior transversas (1512B, 1514B, respectivamente) , formadas por paredes interiores y exteriores 1512 y 1514, respectivamente. El número de porciones verticales y transversas se mantiene al número más bajo posible (es decir el último número de codos o dobleces) para cualquier instalación dada para llevar al máximo la velocidad del aire. La pared interior 1512 (y próxima boca de la porción de conexión interior 1512B) se coloca entre los pasajes interior y exterior de la placa de extremo 902 y 1504; el diámetro exterior de la pared interior 1512 es convenientemente menos que o igual al diámetro interior del pasaje 1504, y el diámetro interior de la pared interior 1512 es mayor que o igual al diámetro exterior de los pasajes 902. Una admisión de aire 1516 que comunica con los pasajes exteriores de placas de extremo 1504, se define entre la pared exterior 1512 y la pared interior 1514. Una vía de aire de salida 1520 que comunica con los pasajes interiores de placa de extremo 902, se define dentro de la pared interior 1512. El pasaje de aire de admisión 1516 y el pasaje de aire de salida 1520, se recubren convenientemente por primeros y segundos filtros de aire 1518 y 1522, respectivamente. El filtro de alimentación 1518, en efecto depura el aire introducido al alternador. El filtro de salida 1520 evita que el polvo entre al alternador a través de un escape, cuando el alternador no está funcionando. La porción de chimenea interior 1512A. se extiende convenientemente más allá de la porción de chimenea externa 1514A definida por la pared exterior 1514. Las bocas de la via de aire de entrada 1516 y el pasaje de aire de salida 1520 (filtros 1518 y 1522) ambos se colocan sobre una altura predeterminada, correspondiente a la profundidad máxima del agua a ser recorrida por el vehículo en donde se monta el alternador 1500. Un deflector conveniente 1524 se coloca convenientemente entre los pasajes de aire 902, para reducir la. introducción del aire de escape desde el pasaje de aire de salida 1520 al pasaje de aire de entrada 1516.

[0156] El tubo de snorkel 1502 se fija a la placa de extremo posterior 122A del alternador 1500 a través del uso de una placa adaptadora 1503. En la modalidad de la Figura 15, el tubo de snorkel 1502 y la placa de extremo 122? se sujetan por tirantes 130. En forma alterna, la boca de la porción de conexión exterior 1514B puede ajustarse forzadamente sobre la periferia de la placa de extremo posterior 122A y si se desea, sujeta por banda de metal. En cualquier caso, de preferencia se emplean adecuados sellador, empaques o anillos tóricos (no mostrados) para establecer un sello impermeable esencialmente al agua. El ventilador eléctrico 126 se coloca convenientemente en una placa adaptadora 1503 (en forma convenientemente de disco con pasajes de aire respectivos pasantes) dentro del interior de la porción de conexión interior 1512B, con aspas colocadas para crear una presión negativa al interior del motor 112.

[0157] El ventilador 126 circula aire sobre una ruta de refrigerante para crear un flujo de aire de enfriamiento 1526 a través del rotor y estator; se toma aire a través del filtro 1518 y el pasaje de aire de admisión 1516, fluye a través de la porción de conexión exterior transversa 1514B, pasajes para aire exterior 1504 en la placa de extremo posterior 122A, el espacio entre la cubierta exterior 128 y el exterior de la cubierta de rotor 316, pasajes 323 en la tapa de extremo del rotor 314, sobre los huecos de extremo 332A, a través de la abertura 406 del núcleo de estator 328, sobre las vueltas de extremo 332B, a través de los pasajes de aire interiores 902 en la placa de extremo posterior 122A, a través del ventilador 126 y a través de la porción de conducción interior del tubo de snorkel 1512B, el pasaje de aire de salida 1520 y el filtro 1522. El alternador 1500 de esta manera se sella localmente, y puede estar sumergido en agua hasta la profundidad definida por el tubo de snorkel 1502.

[0158] El ventilador 126 puede ser un ventilador eléctrico convencional. Sin embargo, es conveniente que la circulación del refrigerante mediante el ventilador 126 se lleve al máximo. Un diseño de ventilador de magneto permanente desarrolla alta potencia en caballos por poco en términos de alimentación de energía y facilita aspas de gran diámetro por incrementada velocidad del aire y presión mientras que aún manifiesta dimensiones axialmente pequeñas.

[0159] De acuerdo con esto, un ventilador optimizado específicamente para el espacio disponible, es conveniente. Ahora con referencia a la' Figura 16A, una primera modalidad 1600A de este ventilador comprende: un bastidor de estator 1602; un núcleo de estator 1604 y devanados 1606; cojinetes de ventilador frontal y posterior 1608 y 1610; y un ventilador 1612. El bastidor del estator 1602 incluye convenientemente un cuerpo generalmente cilindrico 1615 y convenientemente incluye cojinetes de ventilador 1608 y 1610 dispuestos ahi centralmente. El bastidor de estator 1602 se sujeta convenientemente a la placa de extremo posterior 122A, concéntricamente con la flecha 110. El núcleo de estator del ventilador 1604 es convenientemente cilindrico en general y está colocado respecto al cuerpo del bastidor de estator 1615.

[0160] El ventilador 1612 comprende convenientemente un cuerpo de ventilador moldeado de plástico de ingeniería, aluminio u otro material conveniente 1614, un rotor de ventilador 1616, un sujetador de retención 1618. El cuerpo del ventilador 1614, convenientemente incluye un cubo central 1623 con una flecha interior central perpendicular 1624 (que se mantiene giratoriamente por cojinetes 1608, 1610), conectada al cuerpo 1614 por brazos transversales respectivos que forman pasajes respectivos 1626. Los pasajes 1626 comunican con la porción de conexión interior del tubo de snorkel 1512B. Si se desea, un dique de aire 1625, formado convenientemente de fieltro o material de baja presión, puede proporcionarse entre la pared interior del tubo de snorkel 1512 y la tapa de extremo del rotor del ventilador 1612, para reducir movimiento de aire entre los pasajes de entrada y salida.

[0161] El rotor del ventilador 1616 sujeto convenientemente (es decir: con epoxi u otro método de sujeción conveniente) al cuerpo del ventilador 1614, incluye magnetos respectivos 1632 colocados en su interior. Los magnetos 1632 se colocan en proximidad inmediata al núcleo del estator del ventilador 1604, separados solo por un pequeño espacio de aire, para interactuar electromecánicamente con los devanados del estator del ventilador 1606; señales eléctricas aplicadas al devanado 1606 provocan movimiento relativo a los magnetos 1632, y por lo tanto el ventilador 1612. Energía eléctrica puede proporcionarse internamente a partir de la energía generada por el alternador 1500, o puede suministrarse desde una fuente externa (por ejemplo la batería de un vehículo) . Aspas de ventilador 1634 se colocan para mover aire desde la porción de conexión exterior del tubo de snorkel 1514B a través de los pasajes exteriores de la placa de extremo posterior 1504. Al colocar aspas en el diámetro más alejado posible, se proporcionan máximo movimiento y presión de aire . Aspas de ventilador empujan la corriente de aire 1526 a través de los pasajes de aire exterior 1504 en la placa de extremo posterior 122A. La corriente de aire 1526, luego circula a través del interior del alternador 1500 como se describe en conexión con la Figura 15, luego sale a través de los pasajes de aire interiores 902 en la placa de extremo posterior 122A, a través del pasaje 1626 del ventilador 1600 y descarga a través de la porción de conexión interior del tubo de snorkel 1512B que se ha fijado convenientemente a la placa adaptadora 1503A, pasaje de aire de salida 1520 y filtro 1522 como se describe en conexión con la Figura 15.

[0162] Si se desea, el aspa o paleta de ventilador puede configurarse para tener secciones en ángulo respectivas diferentes, alineadas con los pasajes interior y exterior de la placa de extremo 902 y 1504 para empujar aire dentro de los pasajes 1504 y extraer aire fuera de los pasajes 902. Con referencia a la Figura 17, un ventilador 1700 que emplea dicha aspa, convenientemente es similar en general al ventilador 1600. Sin embargo, el ventilador 1700 utiliza un bastidor de estator más compacto 1702 (convenientemente sin los pasajes de aire) , y un rotor de ventilador 1704 que incluye cilindros interior y exterior concéntricos 1706 (análogo al cuerpo del cilindro 1603) y 1708, respectivamente. Un primer juego de aspas de ventilador 1710 (generalmente análogo a las aspas 1634) se proporciona en el exterior del cilindro exterior 1703 (conectándolo a un cilindro exterior 1709) . Un segundo juego de aspas de ventilador 1712 conecta los cilindros 1706 y 1708.

[0163] El cilindro exterior 1708 es convenientemente concéntrico con y tiene aproximadamente la pared del tubo de snorkel interior del mismo diámetro 1512. Las aspas del ventilador 1710 (como las aspas 1634 en la modalidad, de la Figura 16) se colocan para mover aire desde la porción de conexión exterior del tubo de snorkel 1514B a través de los pasajes exteriores de la placa de extremo posterior 1504. Los cilindros 1706 y 1708 se colocan de manera tal que el pasaje interior de la placa de extremo 902 está agrupado por los cilindros (por ejemplo el diámetro exterior del cilindro 1606 es menor o igual al diámetro interior del pasaje 902 y el diámetro exterior del pasaje 902 es menos que o igual al diámetro interior del cilindro exterior 1608) . Las aspas del ventilador 1712 manifiestan un ángulo inverso en comparación con las aspas del ventilador 1710, de manera tal que se crea una presión negativa en el pasaje 902 (es decir aire se extrae del alternador 1500 a través del pasaje 902) . Las caras laterales del rotor del ventilador 1614A próximas a la placa de extremo 122A se mantienen convenientemente a cerradas tolerancias y separadas de la placa de extremo 122A, solo por un espacio de aire relativamente pequeño, generalmente ubicado como 1714, convenientemente en el intervalo de 0.0254 a 0.127 cm (0.01 a 0.05 pulgada) y de preferencia 0.0762 cm (0.03 pulgada). El espacio 1714 es suficientemente pequeño tal que cualquier migración de aire entre las rutas sean significantes. Conforme gira el ventilador, desarrolla presión en direcciones opuestas a la entrada del anillo exterior y la salida del anillo exterior del alternador creando el flujo requerido para enfriar el alternador.

[0164] En condiciones arenosas, polvosas, húmedas o de otra forma arduas (por ejemplo aplicaciones en desierto o agrícolas) puede ser conveniente el filtrar aire introducido en el alternador. Polvo y contaminantes arrastrados por el aire son potencialmente abrasivos y arena muy comúnmente transporta compuestos de hierro que pueden acumularse en los magnetos permanentes (en el alternador y/o ventilador) . Un filtro de alimentación se emplea para el efecto depurar el aire introducido al alternador. Un filtro de salida se emplea para evitar que el polvo entre al alternador a través del escape cuando no está operando. Cualquier estrategia de filtrado conveniente puede emplearse, de preferencia con disposiciones para minimizar la introducción de aire de escape a la admisión del alternador. Por ejemplo, en la modalidad de la Figura 18A, el ventilador 1600B, (con aspas dispuestas para crear una presión negativa dentro del alternador 1500) , se coloca dentro de un alojamiento 1800 que comprende un ducto cilindrico central y un deflector en forma de disco concéntrico 1808. El ventilador 126 convenientemente se monta concéntrico dentro del ducto 1802 en un bastidor 127A (convenientemente con un perímetro exterior que se adapta al interior del ducto 1802 con pasajes pasantes) . El bastidor 126A puede ser integral con el alojamiento 1800. El ducto 1802, dispuesto convenientemente próximo a la pared lateral de la placa de extremo 122A en un extremo y cerrado en el otro, es convenientemente concéntrico con y colocado entre los pasajes interior y exterior de placa de extremo 902 y 1504; el diámetro exterior del ducto 1802 convenientemente es menos que o igual al diámetro interior del pasaje 1504 y el diámetro interior del ducto 1802 es mayor que o igual al diámetro exterior de los pasajes 902. El ducto 1802 define pasajes de aire de entrada y salida respectivos 1810 y 1804. El pasaje de aire de salida 1804, al interior del ducto 1802, comunica con los pasajes interiores 902 en la placa de extremo de alternador 122A y descarga radialmente a través de una boca 1805. Un filtro de aire, tipo anillo, 1806, concéntrico con el ducto 1802, se coloca en la boca del pasaje de aire de salida 1804. El deflector 1808 se coloca respecto al exterior del ducto 1802 y proporciona una boca con frente hacia delante 1812. Un filtro de aire de tipo anillo 1814, concéntrico con el ducto 1802, se coloca dentro del pasaje de aire de alimentación 1810. El deflector 1808 coopera con el ducto 1802 para definir un pasaje de aire de alimentación 1810. El deflector 1808 con la boca con frente hacia delante 1812, tiende a minimizar la introducción del aire de escape al alternador 1500.

[0165] La introducción del aire de escape al alternador 1500 a través de la admisión de aire también puede reducirse por disposición relativa de la admisión de escape y aire. Por ejemplo, en las Figuras 18B y 18C, el pasaje de aire de alimentación abre radialmente exterior al ducto 1802, y el pasaje de aire de salida abre axialmente en la parte posterior. En la modalidad de la Figura 18B, el filtro de alimentación y el filtro de salida 1814 y 1816 son ambos filtros del tipo anillo. El ducto 1802 incluye una porción escalonada (de diámetro incrementado) 1802B, en la cual la pared lateral coopera con la placa de extremo 122A para definir el pasaje de aire de alimentación. En la modalidad de la Figura 18C, el filtro de alimentación 1814 es un filtro de tipo anillo y el filtro de salida 1806 es un filtro de tipo de placa plana. En este caso, el pasaje de aire de alimentación se define por una placa anular 1820 colocada en el exterior del ducto 1802, en cooperación con la placa de extremo 122A. Si se desea, el ducto 1802 y la placa 1820 pueden ser parte integral del bastidor del ventilador 126A.

[0166] En ocasiones es conveniente ingresar-aire desde un sitio remoto del alternador, por ejemplo en donde la temperatura de aire ambiente en la vecindad del alternador es superior que lo deseable. En la modalidad de la Figura 15, esto se logra utilizando un tubo de snorkel que se conecta a la parte posterior e inicialmente extendiéndose axialmente desde el alternador. En algunas aplicaciones, la extensión axial de espacio libre está limitada y es conveniente el proporcionar un ducto de admisión de aire que se extiende transversalmente respecto al eje del alternador. Con referencia a la Figura 19, este alternador de ducto transversal en general es conveniente similar a la modalidad de la Figura 18C excepto porque un conducto 1902 con una extensión que se proyecta tangencialmente 1904, revestido convenientemente con un filtro de aire 1906, se emplea en lugar de la placa 1820 y el filtro de tipo anillo 1812. [000167] También pueden utilizarse filtros con los ventiladores optimizados de las Figuras 16 y 17. Por ejemplo, con referencia a la Figura 20A, el ventilador 1600 puede colocarse concéntricamente dentro de un alojamiento de ventilador generalmente cilindrico 2000. El alojamiento 2000 convenientemente incluye una pared cilindrica integral concéntrica 202 que se extiende hacia adentro y termina próxima a la tapa de extremo del rotor 1614, separada de la tapa de extremo 1614 sólo por un pequeño espacio 2004. El diámetro de la pared 2002 es convenientemente intermedio a aquellos del cuerpo del rotor 1630 y el pasaje de aire 1626, de preferencia con un diámetro exterior igual a aquel del cuerpo 1630. La pared 2002 define pasajes de aire de alimentación y salida respectivos 2006 y 2008. El espacio 2004 es suficientemente pequeño tal que cualquier migración de aire entre los pasajes de aire 2006 y 2008, sea. insignificante. El pasaje de aire de alimentación 2006 en el exterior de la pared 2002, comunica con el aspa del ventilador 1634 y finalmente con el pasaje exterior de la placa de extremo 1504 e incluye una admisión adaptada para recibir un filtro de aire de tipo anillo 2010, concéntrico con la pared 2002. El pasaje de aire de salida 2008 en el interior de la pared 2002, comunica con los pasajes 1626 y 1620 y 1622 del ventilador 1600 y finalmente los pasajes interiores 902 en la placa de extremo del alternador 122A. El pasaje de aire de salida 2006 descarga a través de un filtro 2009 convenientemente un filtro de tipo placa plana. La capacidad para invertir el flujo de aire del ventilador 2010 permite una extensión del pasaje de aire 2008 utilizando tubería flexible de hule 2012 u otro material conveniente a una ubicación más ambientalmente amigable, alimentando el alternador 1500 con aire más frío que el disponible cerca del alternador bajo condiciones muy severas. Similarmente, con referencia a la Figura 20B, el ventilador 1700 también puede colocarse concéntrico dentro del alojamiento del ventilador 2000. En este caso, la pared cilindrica interior 2002 alinea con el cilindro exterior del rotor del ventilador 1708; el diámetro exterior de la pared 2002 convenientemente es igual a aquel del cilindro 1709. [000168] Como se anotó previamente, la corriente eléctrica inducida en los devanados del estator alternador se aplica típicamente a un rectificador puente, en ocasiones regulado, y se proporciona como una salida. En algunos casos, la señal de salida regulada se aplica a un inversor, para proporcionar una salida CA. Además, sistemas de control electrónicos para permitir cambios en la velocidad del rotor y cambios en las características de carga pueden ser empleados . Los componentes empleados en estos sistemas electrónicos, tienden a ser susceptibles a daño térmico. De acuerdo con esto, es conveniente el colocar los componentes electrónicos (particularmente aquellos componentes que producen calor durante operación) en un colector térmico moldeado con matriz en la ruta del aire más frío, por ejemplo en la vecindad de la admisión de aire. Por ejemplo, con referencia a las Figuras 21A y 2IB, los componentes electrónicos que producen calor 2100 se montan en (presionan en) un colector térmico 2102, que a su vez se monta dentro de pasaje de aire 1504 en la placa de extremo 'del alternador 121A. El colector térmico 2102 se forma (por ejemplo maquina o extrude de un material térmicamente conductor ligero, por ejemplo aluminio e incluye una costilla principal 2104, con aletas de enfriamiento transversas (por ejemplo perpendiculares) 2106 y lengüetas de sujeción respectivas 2108 en cada extremo. Los componentes 2100 se montan convenientemente en la costilla principal 2104. El colector 2102 se contornea para ajustar dentro del pasaje de la placa de extremo 1504, de manera tal que el flujo de aire de enfriamiento (indicado generalmente como 1526) recorre sobre y entra en las aletas 2106. El colector térmico 2102 se sujeta convenientemente a la placa de extremo 121A por tornillos respectivos 2110 que pasan a través de lengüetas 2108 y rosca en la placa de extremo 121A. [000169] En forma alterna, un colector térmico que contiene los componentes electrónicos puede colocarse dentro del pasaje de aire de alimentación de un alojamiento de ventilador (por ejemplo, 1800, 2000), tubo de snorkel (por ejemplo, 1502) , cámara impelente (pro ejemplo, 1402) o semejantes cooperando con el alternador. Por ejemplo, los componentes 2200 pueden montarse en un colector térmico 2202, que a su vez se monta en el pasaje de aire de alimentación 2006 del aloj miento de ventilador 2000. El colector térmico 2202 convenientemente es tipo peine formado, (por ejemplo maquinado o extrudido) de un material térmicamente conductor ligero, por ejemplo aluminio, con una base 2204, y aletas de enfriamiento transversales (por ejemplo perpendiculares) 2206. Los componentes 2200 se montan convenientemente en la base 2204. El flujo de aire de enfriamiento, generalmente indicado como 1526, circula a través del filtro 2010, a través de aletas de enfriamiento respectivas 2206 y dentro del alternador a través del pasaje de la placa de extremo posterior 1504. [000170] En una unidad sellada, tal como las modalidades descritas en conexión con las Figuras 12-14, los componentes de energía generadores de calor, de preferencia se colocan exteriores al alternador sellado, pro ejemplo en un colector térmico dispuesto en la cubierta del intercambiador térmico 222 dentro de canales exteriores 1228. [000171] Con referencia a las Figuras 23A y 23B, los componentes eléctricos productores de calor pueden montarse en una placa térmica que utiliza los fluidos refrigerantes del alternador establecidos en las Figuras 9B y 9C, antes de entrar al flujo de fluido enfriado del alternador a través de la placa térmica 2302. Los componentes productores de calor 2303 se sujetan convenientemente a la placa térmica 2302. Hay que notar que en la Figura 23B, el sello del alternador se mantiene al ubicar el exterior 2302 y 2303 del alternador. [000172] Aunque la presente invención se ha descrito en conjunto con diversas modalidades ejemplares, la invención no se limita a las formas especificas mostradas, y se contempla que pueden crearse otras modalidades de la presente invención, sin apartarse del espíritu de la invención. Variaciones en componentes, materiales, valores, estructura y otros aspectos del diseño y arreglo pueden hacerse de acuerdo con la presente invención, como se expresa en las siguientes reivindicaciones .

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un aparato para conversión de energía, caracterizado porque comprende: un rotor que comprende una cubierta cilindrica y una cantidad predeterminada de magnetos permanentes colocados en el interior de la cubierta, el rotor se adapta para rotación respecto al eje de la cubierta, un estator que comprende un núcleo y al menos un devanado conductor, el núcleo incluye una superficie periférica exterior generalmente cilindrica y una cantidad predeterminada de ranuras ahí formadas; el devanado se bobina alrededor del núcleo a través de las ranuras; el estator se coloca concéntricamente al interior de la cubierta de rotor, con la superficie periférica del núcleo estator colocada próxima a los magnetos de rotor, separado de los magnetos por una distancia predeterminada de manera tal que el movimiento relativo del rotor y estator provoca flujo magnético de los magnetos para interactuar con e inducir corriente en el devanado de estator; y un sistema de enfriamiento para dirigir flujo de refrigerante en contacto térmico con al menos uno de los devanados y magnetos, incluyendo al menos un pasaje a través del núcleo de estator. 2. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los devanados de estator incluyen vueltas de extremo que se extienden hacia afuera desde el núcleo, proporcionando espacio entre las vueltas de extremo y el núcleo. 3. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además incluye una placa de extremo, en donde: el estator se monta en la placa de extremo; y el rotor se monta para rotación respecto a la placa de extremo. . El aparato de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el sistema de enfriamiento además comprende al menos un primer pasaje a través de la placa de extremo en comunicación fluida con el pasaje de núcleo de estator. 0 5. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de enfriamiento además comprende al menos un primer pasaje a través del rotor en comunicación fluida con el pasaje de núcleo del estator. 6. El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el sistema de enfriamiento además comprende al menos un primer pasaje a través del rotor en comunicación fluida con el pasaje de núcleo del estator. 7. El aparato de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el sistema de enfriamiento además comprende un ventilador montado para rotación con el rotor, colocado para mover el refrigerante a través del pasaje de núcleo de estator. 8. El aparato de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el sistema de enfriamiento además comprende un ventilador montado para rotación con el rotor, colocado para mover refrigerante a través del pasaje de núcleo del estator. 9. El aparato de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el refrigerante es aire y el sistema de enfriamiento además incluye un suministro de aire forzado, colocado para desplazar aire a través del pasaje de placa de extremo y el pasaje de núcleo de estator. 10. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además incluye cuando menos un tope colocado para evitar que la posición del rotor se mueva, en respuesta a fuerzas externas, más cerca que una distancia predeterminada al estator, de manera tal que se evita colisión entre los magnetos y el estator . 11. El aparato de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque además incluye una flecha acoplada giratoriamente con la placa de extremo y el rotor se acopla a la flecha para rotación con ella. 12. El aparato de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la flecha incluye una porción ahusada colocada entre los extremos de la flecha a una posición predeterminada respecto al estator, el diámetro de la porción ahusada tiene un ahusamiento predeterminado; el rotor incluye una perforación pasante central que tiene un ahusamiento predeterminado, que corresponde a la de la porción ahusada de la flecha; y la flecha se articula a través de la perforación ahusada del rotor, de manera tal que la porción ahusada de las flechas se recibe en la perforación del rotor, la cooperación de la perforación del rotor ahusada y la porción de flecha ahusada ubica el rotor respecto a la flecha y el estator. 13. El aparato de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado- porque el suministro de aire forzado comprende un ventilador asincrono con respecto a rotación del rotor. 14. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de enfriamiento comprende un conducto que se extiende a través del pasaje de núcleo del estator y en contacto térmico con el devanado. 15. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la ubicación de al menos una de las ranuras de estator y magnetos de rotor está sesgada en una cantidad predeterminada respecto al eje del estator. 16. El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el sistema de enfriamiento comprende un conducto que se extiende a través del pasaje de núcleo del estator y en contacto térmico con las vueltas de extremo de devanado. 17. El aparato de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque además incluye un elemento eléctricamente aislante, térmicamente conductor que acopla el conducto y las vueltas de extremo del devanado . 18. El aparato de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el conducto se encapsula, junto con las vueltas de extremo de devanado por un material eléctricamente aislante, térmicamente conductor . 19. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las vueltas de extremo del devanado se colocan en la ruta de flujo de refrigerante a través del pasaje de núcleo del estator. 20. El aparato de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque además incluye aletas de enfriamiento térmicamente conectadas al conducto . 21. El aparato de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el refrigerante es líquido. 22. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el devanado de estator incluye vueltas de extremo dobladas en la ruta del flujo del refrigerante a través del pasaje de núcleo del estator. 23. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el refrigerante es aire y además incluye un suministro de aire forzado colocado para mover aire a través del pasaje de núcleo del estator. 24. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porgue incluye una flecha, primeras y segundas placas de extremo y una cubierta exterior, en donde: la cubierta del rotor, núcleo estator y cubierta exterior son concéntricas con la flecha; la flecha se acopla giratoriamente con la primera y segunda placas de extremo; el estator se monta en la segunda placa de extremo; y el rotor se acopla a la flecha para rotación entre la primer y segunda placas de extremo y dentro de la cubierta exterior. 25. El aparato de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porgue la flecha incluye una porción ahusada colocada entre los extremos de la flecha en una posición predeterminada respecto al estator, el diámetro de la porción ahusada tiene un ahusamiento predeterminado; el rotor incluye una perforación pasante central que tiene un ahusamiento predeterminado que corresponde a la de la porción ahusada de la flecha; y la flecha se articula a través de la perforación ahusada del rotor, de manera tal que la porción ahusada de flecha se recibe en la perforación del rotor, la cooperación de la perforación del rotor ahusada y la porción de flecha ahusada ubican al rotor respecto a la flecha y el estator. 26. El aparato de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el rotor comprende una tapa de extremo, una cubierta cilindrica y una cantidad predeterminada de magnetos permanentes colocados en el interior de la cubierta; la cubierta y la tapa de extremo se forman como una unidad integral . 27. El aparato de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el rotor y la flecha se forman como una unidad integrada. 28. El aparato de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque el rotor comprende una tapa de extremo, una cubierta cilindrica que tiene primeros y segundos extremos y una cantidad predeterminada de magnetos permanentes colocados en el interior de la cubierta próxima al segundo extremo, la tapa de extremo del rotor se monta concéntricamente en la flecha para rotación con la flecha y conectada con el primer extremo de la cubierta para colocar la cubierta coaxialmente con la flecha, la unión de la tapa de extremo y la flecha en una posición axial predeterminada en la flecha; y la tapa de extremo del rotor se contornea de manera tal que la distancia axial entre los magnetos y la unión de la tapa de extremo y la flecha sea menos que la distancia axial entre los magnetos y el primer extremo de la cubierta del rotor y la longitud axial del interior de la cubierta en la vecindad de las ranuras núcleo de estator, en donde los devanados se reciben, es mayor que la longitud axial del interior de la cubierta en proximidad a la flecha. 29. El aparato de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque el sistema refrigerante además comprende un pasaje a través del rotor en comunicación fluida con el pasaje de núcleo del estator . 30. El aparato de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque los pasajes se colocan de manera tal que el flujo del refrigerante se dirige a través del pasaje de núcleo del estator, en contacto térmico con al menos una porción del devanado, a través del pasaje de rotor y en contacto térmico con los magnetos . 31. El aparato de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque además incluye tirantes respectivos que cooperan con la primer y segunda placas de extremo, comprimiendo la primer y segunda placas de extremo contra la cubierta exterior. 32. El aparato de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque la segunda placa de extremo incluye al menos un primer pasaje pasante en comunicación fluida con el pasaje de núcleo de estator, para permitir el flujo del ref igerante. 33. El aparato de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el refrigerante es aire y el sistema de enfriamiento además incluye un suministro de aire forzado colocado para mover aire a través del pasaje de placa de extremo y los pasajes núcleo de estator. 34. El aparato de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el suministro de aire forzado es asincrono respecto a la flecha. 35. El aparato de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el suministro de aire forzado comprende un ventilador eléctrico. 36. El aparato de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque el ventilador eléctrico se monta en la segunda placa de extremo. 37. El aparato de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el suministro de aire forzado comprende un conducto que comunica con la segunda placa de extremo para proporcionar aire desde un sitio remoto de la segunda placa de extremo. 38. El aparato de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque la primera placa de extremo esta sellada, la segunda placa de extremo tiene al menos dos pasajes de aire separados, y además incluye un conducto que comprende un tubo de snorkel de doble pared, que tiene un primer pasaje de aire que comunica con uno de los pasajes de placa de extremo y un segundo pasaje de aire que comunica con el otro pasaje de placa de extremo, y el suministro de aire forzado se coloca para provocar la admisión de aire a través de un pasaje de aire de tubo de snorkel, el movimiento de aire a través de uno de los pasajes de placa de extremo, el rotor y núcleo de estator y el otro pasaje de placa de extremo y para descargar a través del otro pasaje de aire del tubo de snorkel . 39. El aparato de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque el suministro de aire forzado incluye un ventilador que tiene aspas colocadas concéntricamente, de paso opuesto respectivo, un aspa se ubica para dirigir aire dentro del pasaje de placa de extremo que comunica con el pasaje de aire de tubo de snorkel de admisión, y la otra aspa se ubica para descargar aire desde el otro pasaje de placa de extremo. 40. El aparato de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el suministro de aire forzado comprende un ventilador colocado para girar con la flecha. 41. El aparato de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque la primer placa de extremo incluye un pasaje en comunicación fluida con el pasaje de rotor, una primer ruta de flujo de refrigerante se proporciona entre el segundo pasaje de placa de extremo y el primer pasaje de placa de extremo a través del pasaje núcleo de estator y pasaje de rotor, una segunda ruta de flujo de refrigerante se proporciona entre el segundo pasaje de placa de extremo y el segundo pasaje de placa de extremo a través del espacio entre la cubierta del rotor y la cubierta exterior. 42. El aparato de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque: la segunda placa de extremo incluye un segundo pasaje; una ruta de flujo de refrigerante se proporciona entre el primer y segundo 5 pasajes de la segunda placa de extremo a través del pasaje de núcleo de estator, el pasaje de rotor y el espacio entre la cubierta de rotor y la cubierta exterior. 43. El aparato de conformidad con la ic reivindicación 24, caracterizado porque la primera y segunda placas de extremo se sellan y la cubierta comprende un intercambiador de calor. 44. El aparato de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque incluye un 15 ventilador interno colocado para rotación con la flecha, para circular refrigerante a través del rotor y núcleo estator y en contacto con el intercambiador de calor. 45. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de 20 enfriamiento además comprende al menos uno de: vueltas de extremo de devanado envueltas sueltamente, que se extienden hacia afuera desde el núcleo colocado en la ruta de flujo de aire a través del pasaje de núcleo de estator; pasajes a través del rotor para dirigir una 25 porción de flujo de aire a través del pasaje núcleo de estator sobre elementos en contacto térmico con los magnetos; una fuente de flujo de aire que es asincrona respecto a la rotación del rotor; deflectores para dirigir una porción de flujo de aire a través del pasaje de núcleo de estator, en contacto térmico con al menos una de las vueltas de extremo devanado y magnetos; un conducto que se extiende a través del pasaje de núcleo de estator y en contacto térmico con las vueltas de extremo de devanado; y un conducto que comunica con el pasaje de núcleo de estator, para proporcionar aire desde una fuente remota . 46. Un aparato para conversión de energía, caracterizado porque comprende: primeras y segundas placas de extremo; una flecha acoplada giratoriamente a la primer y segunda placas de extremo; una cubierta exterior cilindrica colocada concéntrica con la flecha, entre y acoplada con las primeras y segundas placas de extremo; un rotor que comprende una cubierta cilindrica colocada concéntrica con la flecha entre las primeras y segundas placas de extremo y dentro de la cubierta exterior y acoplada a la flecha para rotación con ella, el rotor incluye una cantidad predeterminada de magnetos permanentes colocados en el interior de la cubierta; un estator que comprende un núcleo y al menos un devanado conductor, el núcleo tiene una superficie periférica exterior generalmente cilindrica con una cantidad predeterminada de ranuras ahí formadas, con el devanado bobinado alrededor del núcleo a través de las ranuras; el núcleo de estator se fija a la segunda placa de extremo, con superficie periférica dispuesta concéntrica con y al interior de la cubierta de rotor próxima a los magnetos de rotor, separada de los magnetos por una distancia predeterminada, de manera tal que el movimiento relativo del rotor y el estator provoque interacción electromagnética entre los magnetos y el devanado de estator. 47. El aparato de conformidad con la reivindicación 46, caracterizado porque además incluye un sistema de enfriamiento para dirigir flujo de refrigerante sobre el devanado, incluyendo al menos un pasaje a través del rotor y al menos un pasaje a través del núcleo de estator. 48. El aparato de conformidad con la reivindicación 46, caracterizado porque además incluye al menos un tope colocado para evitar que se mueva la posición del rotor en respuesta a fuerzas externas, más cerca que una distancia predeterminada al estator, de manera tal que se evita la colisión entre los magnetos y el estator. 49. El aparato de conformidad con la reivindicación 46, caracterizado porque la primer y segunda placas de extremo incluyen cada una abertura central que tiene un cojinete ahí colocado para recibir concéntricamente la flecha, y una característica concéntrica con la abertura central, para ubicar y montar la cubierta exterior y la segunda placa de extremo incluye un cubo central concéntrico con la abertura que se proyecta axialmente en la dirección de la primer placa de extremo, el núcleo de estator se fija al segundo cubo de placa de extremo. 50. Aparato para conversión de energía que comprende una flecha, un estator y un rotor, la flecha de estator y rotor están colocados coaxialmente, con el rotor montado en la flecha, el estator incluye al menos un devanado, y el rotor incluye una pluralidad de magnetos permanentes colocados próximos al estator, separados del estator por una distancia predeterminada, de manera tal que el movimiento relativo del rotor y el estator provoca flujo magnético de los magnetos para interactuar con e inducir corriente en el devanado de estator, en donde: la flecha incluye una porción ahusada colocada entre los extremos de la flecha a una posición predeterminada respecto al estator, el diámetro de la porción ahusada tiene un ahusamiento predeterminado; el rotor incluye una perforación pasante central que tiene un ahusamxento predeterminado que corresponde a la de la porción ahusada de la flecha; y la flecha se articula a través del orificio ahusado del rotor, de manera tal que la porción ahusada de flecha se recibe en la perforación u orificio del rotor, la cooperación de la perforación de rotor ahusada y la porción de flecha ahusada ubican al rotor respecto a la flecha y el rotor. 51. El aparato de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque el ahusamiento predeterminado está en el intervalo de 2.54 cm (1 pulgada) de diámetro por 17.78 cm (7 pulgadas) de longitud a 2.54 cm (1 pulgada) de diámetro por 40.64 cm (16 pulgadas) de longitud. 52. El aparato de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque el ahusamiento predeterminado está en el orden de 2.54 cm (1 pulgada) por 30.48 cm (1 pie) . 53. El aparato de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque incluye primeras y segundas placas de extremo, una cubierta exterior y una pluralidad de tirantes, que cooperan para mantener alineamiento de la flecha de rotor y estator, en donde : la flecha se sostiene giratoriamente por las placas de extremo, en alineamiento axial con las placas de extremo; el estator está fijo a una de las placas de extremo y se mantiene en disposición predeterminada respecto a ellas ; y la cubierta exterior se coloca entre las placas de extremo frontal y posterior, con tirantes colocados para comprimir las placas de extremo frontal y posterior contra la cubierta exterior. 54. El aparato de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque el rotor comprende una tapa de extremo, y una cubierta cilindrica, los magnetos se colocan en el interior de la cubierta; el estator se coloca dentro de la cubierta del rotor. 55. El aparato de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque el estator comprende un núcleo que incluye caras laterales frontal y posterior y una superficie periférica exterior generalmente cilindrica, con una cantidad predeterminada de ranuras ahí formadas; y el devanado de estator se bobina alrededor del núcleo, de manera tal que con respecto al menos una cara de extremo, el devanado pasa a través de una primera ranura, forma una vuelta de extremo extendiéndose hacia afuera más allá de la cara lateral del núcleo, proporcionando un espacio entre la vuelta de extremo y la cara de extremo, luego pasa de regreso a través de otra ranura. 56. El aparato de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque además incluye un ventilador y pasajes de aire respectivos colocados para circular aire movido por el ventilador sobre las vueltas de extremo y devanado. 57. El aparato de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque el ventilador se desplaza eléctricamente. 58. El aparato de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque además incluye una placa de extremo frontal, una placa de extremo posterior, una cubierta exterior que coopera para mantener alineamiento de la flecha rotor y estator, en donde los pasajes de aire comprenden al menos un pasaje de aire a través de la placa de extremo posterior, al menos un pasaje de aire a través del núcleo estator, al menos un pasaje de aire a través de la tapa de extremo del rotor y al menos un pasaje de aire a través de la placa de extremo frontal . 59. El aparato de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque la tapa de extremo de rotor comprende una porción periférica que conecta con la cubierta, un cubo central que tiene una perforación ahusada y una porción de conexión de la porción periférica con el cubo central y que incluye al menos un pasaje de aire pasante. 60. El aparato de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque la porción de conexión comprende una pluralidad de brazos transversales . 61. El aparato de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque los brazos transversales se colocan a un ángulo no perpendicular respecto al eje de la cubierta del rotor, de manera tal que la longitud axial del interior de la cubierta es mayor en proximidad a la cubierta que en proximidad a la flecha . 62. El aparato de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque la tapa de extremo del rotor se contornea de manera tal que cuando la porción ahusada de flecha se recibe en la perforación del rotor, la porción ahusada de la flecha está en el interior de la cubierta del rotor. 63. El aparato de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque al menos una porción de la tapa de extremo del rotor se coloca a un ángulo diferente a 90 grados respecto a la cubierta del rotor, con lo que la distancia axial entre el punto de conexión del rotor a la flecha y los magnetos es menos que la longitud axial de la cubierta del rotor. 64. El aparato de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque la porción de conexión de la tapa de extremo de rotor se contornea de manera tal que el cubo del rotor se dispone al interior de la cubierta del rotor. 65. Aparato par conversión de energía, caracterizado porque comprende: una primer y segunda placas de extremo; una flecha giratoria colocada concéntricamente con y perpendicular a las placas de extremo; un rotor que comprende una tapa de extremo, una cubierta cilindrica que tiene primeros y segundos extremos y una cantidad predeterminada de magnetos permanentes colocados en el interior de la cubierta próxima al segundo extremo, la tapa de extremo del rotor se monta concéntricamente en la flecha para rotación con la flecha y conectada al primer extremo de la cubierta para colocar la cubierta coaxialmente con la flecha, la unión de la tapa de extremo y la flecha está en una posición axial predeterminada en la flecha; un estator que comprende un núcleo y al menos un devanado conductor, el núcleo incluye primeras y segundas caras laterales y una superficie periférica exterior generalmente cilindrica con una cantidad predeterminada de ranuras ahí formadas; el devanado se bobina alrededor del núcleo a través de las ranuras; el estator se monta en una de las placas de extremo, se ubica concéntrico con la flecha y la cubierta del rotor en el interior de la cubierta del rotor, con la superficie periférica del núcleo estator colocada próxima a los magnetos del rotor, separada de los magnetos por una distancia predeterminada, de manera tal que el movimiento relativo del rotor y estator provoca flujo magnético de los magnetos para interactuar con e inducir corriente en el devanado del estator; y una cubierta exterior, concéntrica con la flecha, acoplada a la primer y segundas placas de extremo; la tapa de extremo del rotor se contornea de manera tal que la distancia axial entre los magnetos y la unión de la tapa de extremo y la flecha es menos que la distancia axial entre los magnetos y el primer extremo de la cubierta del rotor y la longitud axial del interior de la cubierta en la vecindad de las ranuras núcleo del estator en donde los devanados se reciben, es mayor que la longitud axial del interior de la cubierta en proximidad a la flecha. 66. Aparato para conversión de energía que comprende una flecha, un estator; y un rotor, la flecha, estator y rotor están colocados coaxialmente, con el rotor montado en la flecha, el estator incluye al menos un devanado, y el rotor incluye una pluralidad de magnetos permanentes colocados próximos al estator, separados del estator por una distancia predeterminada, de manera tal que el movimiento relativo del rotor y del estator provoca flujo magnético desde los magnetos para interactuar con e inducir corriente en el devanado de estator, en donde: el estator comprende un núcleo que incluye caras laterales frontal y posterior y una superficie periférica exterior generalmente cilindrica con una cantidad predeterminada de ranuras ahí formadas, el devanado de estator se bobina alrededor del núcleo, de manera tal que con respecto a cuando menos una cara de extremo, el devanado pasa a través de una primera ranura, forma una vuelta de extremo que se extiende hacia afuera más allá de la cara lateral del núcleo, proporcionando un espacio entre la vuelta de extremo y la cara de extremo, luego pasa de regreso a través de otra ranura, con lo que se facilita la disipación de calor generado en el devanado . 67. Aparato para conversión de energía que comprende una flecha, un estator, que incluye al menos un devanado; y un rotor que incluye una pluralidad de magnetos permanentes, la flecha, estator y rotor se colocan coaxialmente, con el rotor montado en la flecha, de manera tal que, en ausencia de fuerzas externas, el rotor se coloca en una posición predeterminada respecto al estator, con los magnetos próximos al estator separados del estator por una distancia predeterminada, de manera tal que el movimiento relativo del rotor y estator provoca flujo magnético de los magnetos para interactuar con e inducir corriente en el devanado de estator, además incluye al menos un tope colocado para evitar que se desvie la posición del rotor, en respuesta a fuerzas externas, más de una cantidad predeterminada desde la posición predeterminada respecto al estator, de manera tal que se evita la colisión entre los magnetos y el estator.