WO2014078927A2 - Motor de indução monofásico - Google Patents

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WO2014078927A2
WO2014078927A2 PCT/BR2013/000509 BR2013000509W WO2014078927A2 WO 2014078927 A2 WO2014078927 A2 WO 2014078927A2 BR 2013000509 W BR2013000509 W BR 2013000509W WO 2014078927 A2 WO2014078927 A2 WO 2014078927A2
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induction motor
phase induction
branch
electrically connected
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Flavio J.H. Kalluf
Aleandro Amauri DE ESPINDOLA
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Whirlpool S.A.
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    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28Layout of windings or of connections between windings

Definitions

  • the present invention relates to a single phase induction motor having a hybrid winding.
  • the single phase induction motor being used in hermetic refrigeration compressors.
  • the single-phase induction motor is the most widely used type of motor in domestic refrigeration applications (refrigerators, freezers and air conditioners) and is also used in various applications such as washer / dryer, fans and pumps.
  • Single-phase induction motors have the advantage that they can be connected to the mains phase voltage commonly available in homes and small rural properties, unlike three-phase motors. Additionally, this type of motor comprises two windings arranged on the stator, one of which is the main winding and the other is the auxiliary winding (or starter winding), the auxiliary winding has as its primary function to generate the rotating field of the single phase induction motor.
  • Single-phase induction motors known in the art most of the time have the main and auxiliary winding made of copper, which material has excellent thermal and electrical properties, is an excellent electrical conductor, thus having low resistivity. electric (in the range 1, 673 x 10-6 ohm. cm at 20 ° C).
  • the application of copper is not restricted to use in single-phase induction motor windings, due to its efficiency, strength and reliability, copper is the most used metal in any type of application where electrical or thermal conductivity is present. This is because copper has excellent electrical conductivity, is compatible with connectors and other electrical devices and is easy to handle, which facilitates its installation. Additionally, copper meets the electrical specifications of the most diverse countries.
  • single-phase induction motors known in the art use aluminum windings, aluminum being used in the manufacture of both main and auxiliary windings. Additionally, single-phase induction motors are known in the art which perform a combination of two types of conductors for the manufacture of stator windings.
  • the first configuration would be the manufacture of main winding and auxiliary copper winding, such configuration is used in high efficiency and / or high power density motors and has a high manufacturing cost.
  • the second configuration makes use of the main copper winding and the aluminum auxiliary winding, this configuration is used when it is possible to replace a small part of the total copper volume with aluminum conductors.
  • the third configuration is used when there is the possibility of replacing most of the total volume of copper with aluminum conductors, this configuration is the manufacture of the main winding aluminum and auxiliary winding copper.
  • the fourth and last known configuration in the prior art makes use of the main winding and aluminum auxiliary winding, this configuration is used in engines that do not require high efficiency and / or high power density. Description of the prior art based on the drawings
  • Figure 1 illustrates the four electrical winding configurations of a single-phase induction motor known in the prior art.
  • Such prior art motors as already mentioned, have the main winding and auxiliary winding made from the use of a single conductive material (copper or aluminum) or have the main winding made of copper (or aluminum) and the auxiliary winding. made of aluminum (or copper).
  • single-phase induction motors known in the art do not have copper and aluminum conductors in the same winding as proposed in the present invention.
  • the only known exception would be US 7,772,737, however, this patent suggests that each branch of each winding is formed by only one type of material, which impairs motor operation, as previously described.
  • Figure 1 (a) represents the first winding configuration of a single-phase induction motor known in the state of the art.
  • this motor has coils arranged at one of the stator poles P1 and coils arranged at the opposite pole P2.
  • stator wherein the first coil P1a, the second coil P1b, the third coil P2a and the fourth
  • This coil P2b is composed of a first conductive material, in this case copper.
  • auxiliary winding A also comprises a fifth coil A1 and a sixth coil A2 made of copper. This type of configuration is used in high efficiency motors and has a high manufacturing cost.
  • Figure 1 (b) shows the configuration of windings where coils located on pole P1 and coils located on opposite pole P2 continue to be manufactured from However, in this configuration it covers the auxiliary winding A of the induction motor is made of aluminum.
  • Such a configuration has a slightly lower manufacturing cost compared to the manufacturing cost of the configuration shown in figure 1 (b).
  • Figure 1 (d) shows the configuration in which all windings (coils located at pole P1 and coils located at opposite pole P2 and auxiliary winding coils A) of single-phase induction motor are made of cost-effective aluminum.
  • This configuration has the lowest manufacturing cost, however, considering that the coils of the main winding comprise 75% of the total volume of electric conductors present in the motor winding, the number of motors in which it is possible to use the
  • the configurations shown in figures 1 (c) and 1 (d) are very small, since the use of aluminum is limited by the fill factor (ratio between the area occupied by the windings and the maximum available area to dispose them) of the motors. single phase induction.
  • the fourth configuration (main winding and aluminum auxiliary winding) has the lowest cost, however, and as already mentioned, as the main winding is responsible for up to 75% of the total conductor volume, the number of motors in which this configuration can be used is very small, so in most cases aluminum cannot be used to manufacture the main winding, precisely because of the limitations filling the slots.
  • the present invention makes use of a single phase induction motor having a hybrid winding, such hybrid winding comprising aluminum conductors together with copper conductors in a same branch of the winding, enhancing the applicability of aluminum in single-phase induction motors, thus reducing the total motor cost.
  • the present invention makes use of single-phase induction motors with hybrid windings, such motors can be sized to be electrically powered by nominal voltage values of 115-127VAC or 220-240VAC.
  • the present invention makes use of single-phase hybrid winding-driven induction motors, such motors can be sized for use in bivolt motors, so that the same motor can be electrically powered by rated voltage values of 115-127VAC or 220-240VAC.
  • the present invention aims to provide a single-phase induction motor with hybrid windings.
  • a single phase induction motor comprising a stator, the stator comprising a winding with a first coil P1a, a second coil P1b, a third coil P2a and a fourth coil P2b.
  • the first coil P1a and the third coil P2a being made of a first conductive material 2.
  • the second coil P1b and the fourth coil P2b being made of a second conductive material 3, with different resistivity than the first conductive material 2.
  • the single-phase induction motor being It is configured such that the first coil P1a and the second coil P1b are arranged in one of the stator poles P1.
  • the third coil P2a and the fourth coil P2b are arranged at the opposite pole P2 to that of the first coil P1a and the second coil P1b.
  • the first coil P1a and the fourth coil P2b are electrically connected via a serial connection, configuring a first branch (R1).
  • the second coil P1 and the third coil P2a are connected through a serial connection, configuring a second branch R2.
  • Figure 1 Illustrates the electrical connections of a single-phase induction motor known in the state of the art.
  • Figure 2 A representation of the electrical connection of a single phase induction motor as proposed in the present invention.
  • Figure 3 It is a representation of the electrical connection of one of the windings of a single phase induction motor as proposed in the present invention, with the connection of branches R1 and R2 in series.
  • Figure 4 It is a representation of the electrical connection of one of the windings of a single phase induction motor as proposed in the present invention, with the connection of branches R1 and R2 in parallel.
  • Such a single-phase induction motor comprises a four-coil main winding, a first coil P1a, a second coil P1b, a third coil P2a and a fourth coil P2b, wherein the first coil P1a and the third coil P2a are preferably made of a single coil.
  • first conductive material 2 this being copper.
  • the second coil P1b and the second coil P2b are preferably made of a second conductive material 3, this being aluminum.
  • the main winding is configured such that the first coil P1a and the second coil P1b are in one of the stator poles P1 and the third coil P2a and the fourth coil P2b are on the opposite pole P2 of the stator.
  • the serial electrical connection of the first coil P1a and the fourth coil P2b configures a first branch R1 of the single-phase induction motor object of the present invention, whereas the serial electrical connection of the second coil P1b and of the third coil P2a configures a second branch R2.
  • Such form of electrical connection of the coils of branches R1 and R2 configures a hybrid induction motor cross connection described in the present invention and shown in figure 2.
  • the single-phase induction motor proposed in the present invention guarantees the balance of inductances and resistances and consequently ensures that the current in the motor winding is the same. Additionally, the single-phase induction motor enables the use of an aluminum coil with a different number of turns than the copper coil without causing current flow imbalance or harmonic torque generation.
  • the single-phase induction motor further comprises an auxiliary winding A.
  • auxiliary winding A comprises a fifth coil A1 and a sixth coil A2 electrically connected in series and manufactured from the same. material. It should be noted that in an additional configuration of the present single-phase induction motor, the auxiliary winding A could have the fifth coil A1 made of copper and the sixth coil A2 made of aluminum, or vice versa.
  • the present configuration can be used for the construction of single-phase bivolt induction motors, ie configured to be electrically powered by nominal voltage values of 115-127VAC or 220-240VAC without the need to change the number of turns or wire diameter.
  • the R1 and R2 branches should be electrically connected in series as shown in Figure 3, while for the lowest rated voltage (115-127 VAC) them in parallel as shown in figure 4.
  • Figure 3 shows the wiring diagram that must be made in case of rated voltage in the range 220-240VAC.
  • branch R1 comprised of first coil P1a and fourth coil P2b
  • branch R2 comprised of second coil P1b and third coil P2a.
  • the first coil P1a and the third coil P2a are made of a first material 2, which is copper
  • the second coil P1b and the fourth coil P2b are made of a second material 3, which is aluminum .
  • connection of the R1 and R2 branches in series allows the voltage balance between these branches, dividing the voltage exactly in half.
  • Figure 4 shows the wiring diagram that must be made in case of rated voltage in the range 115-127VAC.
  • branch R1 comprised of first coil P1a and fourth coil P2b
  • branch R2 comprised of second coil P1b and third coil P2a.
  • the first coil P1a and the third coil P2a are made of copper and coils P1b and P2b are made of aluminum.

Abstract

A presente invenção refere-se a um motor de indução monofásico compreendendo, um estator, o estator compreendendo um enrolamento principal com uma primeira bobina (P1a), uma segunda bobina (P1b), uma terceira bobina (P2a) e uma quarta bobina (P2b). A primeira bobina (P1a) e a terceira bobina (P2a) sendo confeccionadas em um primeiro material condutor (2), a segunda bobina (P1b) e a quarta bobina (P2b) sendo confeccionadas em um segundo material condutor (3), com resistividade diferente do primeiro material condutor (2). O motor de indução monofásico configurado de modo que a primeira bobina (P1a) e a segunda bobina (P1b) são dispostas em um dos poios (P1) do estator e a terceira bobina (P2a) e a quarta bobina (P2b) são dispostas no polo oposto (P2) ao da primeira bobina (P1 a) e da segunda bobina (P1 b). Ainda, a primeira bobina (P1a) e a quarta bobina (P2b) são eletricamente conectadas através de uma ligação em série, configurando um primeiro ramo (R1). A segunda bobina (P1b) e a terceira bobina (P2a) são eletricamente conectadas através de uma ligação em série, configurando um segundo ramo (R2).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MOTOR DE INDUÇÃO MONOFÁSICO".
A presente invenção refere-se a um motor de indução monofásico dotado de um enrolamento híbrido. O motor de indução monofásico sendo utilizado em compressores herméticos de refrigeração.
Descrição do estado da técnica
O motor de indução monofásico é o tipo de motor mais utilizado em aplicações de refrigeração doméstica (refrigeradores, freezers e ar condicionados), sendo ainda utilizado em aplicações diversas como máquinas de lavar/secar, ventiladores e bombas. Os motores de indução monofásicos apresentam a vantagem de poderem ser ligados à tensão de fase das redes elétricas, normalmente disponíveis em residências e pequenas propriedades rurais, diferentemente do que ocorre com os motores trifásicos. Adicionalmente, este tipo de motor compreende dois enrolamentos dispostos no estator, um deles é o enrolamento principal e o outro é o enrolamento auxiliar (ou enrolamento de arranque), o enrolamento auxiliar tem como função primária gerar o campo girante do motor de indução monofásico.
Os motores de indução monofásicos conhecidos no estado da técnica possuem, na grande maioria das vezes, o enrolamento principal e auxiliar fabri- cados de cobre, material este que compreende excelentes propriedades térmicas e elétricas, é um excelente condutor elétrico, possuindo desta maneira baixa resistividade elétrica (na faixa de 1 ,673 x 10-6 ohm. cm a 20°C). A aplicação do cobre não se restringe ao uso em enrolamentos de motores de indução monofásicos, devido a sua eficiência, resistência e confiabilida- de, o cobre é o metal mais utilizado em qualquer tipo de aplicação em que a condutividade elétrica ou térmica esteja presente. Isto se deve ao fato de que o cobre tem excelente condutividade elétrica, é compatível com conectores e outros dispositivos elétricos e é de fácil manuseio, o que facilita a sua instalação. Adicionalmente, o cobre atende a especificações elétricas dos mais diversos países.
No entanto, o cobre apresenta como desvantagem o fato de que seu custo vem aumentando drasticamente nos últimos anos, tal fator fez com que a utilização de outras opções de condutores elétricos fosse estudada pelos fabricantes de motores de indução monofásicos. Uma das opções encontradas foi a utilização do alumínio para a fabricação dos enrolamentos dos motores de indução monofásicos. Apesar de possuir 60% da condutividade elé- trica do cobre, a utilização de enrolamentos de alumínio no estator mostra-se vantajosa em termos de custo, já que o alumínio é mais barato que o cobre. Além disso, a densidade do alumínio, por ser aproximadamente 1/3 da densidade do cobre, reduz o peso do enrolamento (para uma dada resistência das bobinas).
Alguns motores de indução monofásicos conhecidos no estado da técnica utilizam enrolamentos de alumínio, sendo o alumínio utilizado tanto na fabricação do enrolamento principal quanto do enrolamento auxiliar. Adicionalmente, é conhecido no estado da técnica motores de indução monofásicos que realizam uma combinação de dois tipos de condutores para a fabricação dos enrolamentos do estator.
Como exemplo pode-se citar a patente norte americana US 7,772,737, que descreve um motor elétrico em que os enrolamentos do estator são formados por um primeiro condutor elétrico e por um segundo condutor elétrico, o primeiro e segundo condutores elétricos sendo conectados em paralelo e fabricados de cobre e alumínio, respectivamente. Ainda, a patente norte americana descreve que o motor possui outro enrolamento dotado de um terceiro condutor elétrico e de um quarto condutor elétrico, estes também conectados em paralelo.
O motor descrito na patente US 7,772,737 apresenta a desvantagem de que o fluxo de corrente nos enrolamentos do motor não é uniforme, proporcionando desta maneira um aquecimento não homogéneo do motor e a geração de torques harmónicos, o que pode acarretar em ruídos e vibrações não desejáveis.
Ainda, em relação ao tipo de condutor utilizado para a fabricação dos enro- lamentos dos motores de indução monofásicos conhecidos no estado da técnica, são conhecidas quatro combinações: A primeira configuração seria a fabricação do enrolamento principal e do enrolamento auxiliar em cobre, tal configuração é utilizada em motores de alta eficiência e/ou alta densidade de potência e possui um custo de fabricação elevado. A segunda configuração faz uso do enrolamento principal em cobre e do enrolamento auxiliar em alumínio, esta configuração é utilizada quando é possível substituir uma pequena parte do volume total de cobre por condutores de alumínio. Já a terceira configuração é utilizada quando existe a possibilidade de substituição da maior parte do volume total de cobre por condutores de alumínio, esta configuração consiste na fabricação do enrolamento principal em alumínio e do enrolamento auxiliar em cobre. A quarta e ultima configuração conhecida no estado da técnica faz uso do enrolamento principal e do enrolamento auxiliar em alumínio, esta configuração é utilizada em motores que não requerem alta eficiência e/ou alta densidade de potência. Descrição do estado da técnica com base nos desenhos
A figura 1 ilustra as quatro configurações elétricas dos enrolamentos de um motor de indução monofásico conhecido no estado da técnica. Tais motores do estado da técnica, conforme já mencionado, apresentam o enrolamento principal e o enrolamento auxiliar fabricados a partir da utilização de um só material condutor (cobre ou alumínio) ou apresentam o enrolamento principal fabricado em cobre (ou alumínio) e o enrolamento auxiliar fabricado em alumínio (ou cobre). Nota-se desta maneira que os motores de indução monofásicos conhecidos no estado da técnica não apresentam condutores de cobre e alumínio em um mesmo enrolamento, conforme proposto na presente invenção. A única exceção conhecida seria a patente norte americana US 7,772,737, porém, esta patente sugere que cada ramo de cada enrolamento seja formado por apenas um tipo de material, o que prejudica o funcionamento do motor, como já descrito anteriormente.
A figura 1 (a) representa a primeira configuração dos enrolamentos de um motor de indução monofásico conhecido no estado da técnica, conforme po- de ser observado, este motor apresenta bobinas dispostas em um dos poios P1 do estator e bobinas dispostas no polo oposto P2 do estator, em que a primeira bobina P1a, a segunda bobina P1 b, a terceira bobina P2a e a quar- ta bobina P2b são compostas de um primeiro material condutor, neste caso o cobre. Adicionalmente, o enrolamento auxiliar A também compreende uma quinta bobina A1 e uma sexta bobina A2 fabricadas de cobre. Este tipo de configuração é utilizada em motores de alta eficiência e apresenta um alto custo de fabricação.
Como alternativa ao alto custo de fabricação da configuração exibida na figura 1 (a), é exibida na figura 1 (b) a configuração dos enrolamentos em que as bobinas localizadas no polo P1 e as bobinas localizadas no polo oposto P2 continuam a ser fabricados de cobre, no entanto, nesta configuração, o enrolamento auxiliar A do motor de indução é fabricado de alumínio. Tal configuração apresenta um custo de fabricação ligeiramente menor se comparado ao custo de fabricação da configuração exibida na figura 1 (b).
Outra configuração possível e conhecida no estado da técnica é a configuração dos enrolamentos exibida na figura 1 (c), esta configuração apresenta as bobinas localizadas no polo P1 e as bobinas localizadas no polo oposto P2 fabricadas em alumínio, já o enrolamento auxiliar A possui suas bobinas A1 e A2 fabricadas em cobre. Em termos de custo, esta configuração apresenta um custo de fabricação menor se comparado ao custo de fabricação da configuração exibida na figura 1 (b).
A figura 1 (d) exibe a configuração em que todos os enrolamentos (bobinas localizadas no polo P1 e as bobinas localizadas no polo oposto P2 e bobinas do enrolamento auxiliar A) do motor de indução monofásico são fabricados em alumínio, em termos de custo, esta configuração é a que apresenta menor custo de fabricação, no entanto, considerando que as bobinas do enro- lamento principal compreendem 75% do volume total dos condutores elétri- cos presentes no enrolamento do motor a quantidade de motores em que é possível a utilização das configurações exibidas nas figuras 1 (c) e 1 (d) é muito pequena, já que a utilização do alumínio é limitada pelo fator de enchimento (razão entre a área ocupada pelos enrolamentos e a área máxima disponível para dispô-los) dos motores de indução monofásicos.
Tal como mencionado acima, apesar de a utilização da maior quantidade de alumínio possível ser sempre vantajosa, a utilização deste tipo de condutor é limitada pelo fator de enchimento, e quando não for possível o aumento das áreas de ranhura da lamina, parte dos condutores deverão permanecer em cobre. O balanço ideal de cobre e alumínio depende também de outras variáveis, como por exemplo diâmetro externo do estator, isto ocorre porque o aumento das ranhuras para a acomodação dos enrolamentos de alumínio exigiria um diâmetro externo do estator maior, neste caso, deve-se calcular o custo do aumento na quantidade total de aço, levando-se em conta o acréscimo das ranhuras para a acomodação dos enrolamentos de alumínio.
Dentre as quatro configurações conhecidas no estado da técnica e mencio- nadas anteriormente, a quarta configuração (enrolamento principal e enrolamento auxiliar em alumínio) é a que apresenta o menor custo, no entanto, e conforme já mencionado, como o enrolamento principal é responsável por até 75% do volume total do condutor, a quantidade de motores em que é possível utilizar esta configuração é muito pequena, desta maneira, na maio- ria dos casos não é possível utilizar o alumínio para a fabricação do enrolamento principal, justamente devido às limitações de enchimento das ranhuras.
Com o objetivo de potencializar a utilização do alumínio nos motores de indução do estado da técnica, a presente invenção faz uso de um motor de indução monofásico dotado de um enrolamento híbrido, tal enrolamento híbrido compreendendo condutores de alumínio em conjunto com condutores de cobre em um mesmo ramo do enrolamento, potencializando a aplicabilidade do alumínio em motores de indução monofásicos, reduzindo desta maneira o custo total do motor.
Ainda, a presente invenção faz uso de motores de indução monofásicos dotados de enrolamentos híbridos, tais motores podendo ser dimensionados para ser alimentados eletricamente por valores de tensão nominal de 115- 127VAC ou 220-240VAC.
Ainda, a presente invenção faz uso de motores de indução monofásicos do- tados de enrolamentos híbridos, tais motores podendo ser dimensionados para ser utilizados em motores bivolt, de modo que um mesmo motor possa ser alimentado eletricamente por valores de tensão nominal de 115-127VAC ou 220-240VAC.
Objetivos da Invenção
A presente invenção tem como objetivo prover um motor de indução mono- fásico dotado de enrolamentos híbridos.
Ainda um objetivo da presente invenção é prover um motor de indução monofásico dotado de enrolamento híbrido e que possa ser alimentado por valores de tensão nominal de 115-127VAC ou 220-240VAC.
É também um objetivo da presente invenção prover um motor de indução monofásico em que a densidade de corrente nos ramos e nas bobinas dos enrolamentos do motor seja homogénea.
Finalmente, é um objetivo da presente invenção prover um motor de indução monofásico que possibilite a utilização de uma bobina de alumínio com um número de espiras diferente da bobina de cobre, sem que isto cause dese- quilíbrio de fluxo de corrente nem a geração de torques harmónicos nem tampouco problemas de aquecimento e vibrações.
Breve descrição da invenção
Os objetivos da invenção são alcançados através da provisão de um motor de indução monofásico compreendendo, um estator, o estator compreen- dendo um enrolamento com uma primeira bobina P1a, uma segunda bobina P1 b, uma terceira bobina P2a e uma quarta bobina P2b. A primeira bobina P1a e a terceira bobina P2a sendo confeccionadas em um primeiro material condutor 2. A segunda bobina P1 b e a quarta bobina P2b sendo confeccionadas em um segundo material condutor 3, com resistividade diferente do primeiro material condutor 2. O motor de indução monofásico sendo configurado de forma que a primeira bobina P1a e a segunda bobina P1b são dispostas em um dos poios P1 do estator. A terceira bobina P2a e a quarta bobina P2b são dispostas no polo oposto P2 ao da primeira bobina P1a e da segunda bobina P1 b. A primeira bobina P1a e a quarta bobina P2b são ele- tricamente conectadas através de uma ligação em série, configurando um primeiro ramo (R1). A segunda bobina P1 b e a terceira bobina P2a são ele- tricamente conectadas através de uma ligação em série, configurando um segundo ramo R2.
Descrição resumida dos desenhos
A presente invenção será descrita mais detalhadamente a seguir, com base nos desenhos em anexo, no qual:
Figura 1 - Ilustra as conexões elétricas de um motor de indução monofásico conhecido no estado da técnica.
Figura 2 - É uma representação da conexão elétrica de um motor de indução monofásico conforme proposto na presente invenção.
Figura 3 - É uma representação da conexão elétrica de um dos enrolamentos de um motor de indução monofásico conforme proposto na presente invenção, com a conexão dos ramos R1 e R2 em série.
Figura 4 - É uma representação da conexão elétrica de um dos enrolamentos de um motor de indução monofásico conforme proposto na presente in- venção, com a conexão dos ramos R1 e R2 em paralelo.
Descrição detalhada da invenção
Conforme pode ser observado a partir da figura 2, é representada a conexão elétrica preferencial do motor de indução monofásico dotado de um estator conforme proposto na presente invenção. Tal motor de indução monofásico compreende um enrolamento principal com quatro bobinas, uma primeira bobina P1a, uma segunda bobina P1 b, uma terceira bobina P2a e uma quarta bobina P2b, sendo que a primeira bobina P1a e a terceira bobina P2a são preferencialmente fabricadas de um primeiro material 2 condutor, sendo este o cobre. Já a segunda bobina P1b e a quarta bobina P2b são preferencial- mente fabricadas de um segundo material condutor 3, sendo este o alumínio.
O enrolamento principal é configurado de modo que a primeira bobina P1a e a segunda bobina P1b estejam em um dos poios P1 do estator e, a terceira bobina P2a e a quarta bobina P2b estejam no polo oposto P2 do estator. A conexão elétrica em série da primeira bobina P1a e da quarta bobina P2b configura um primeiro ramo R1 do motor de indução monofásico objeto da presente invenção, já a conexão elétrica em série da segunda bobina P1b e da terceira bobina P2a configura um segundo ramo R2. Tal forma de conexão elétrica das bobinas dos ramos R1 e R2 configura uma ligação cruzada híbrida do motor de indução descrito na presente invenção e exibida na figura 2.
Ainda, o motor de indução monofásico proposto na presente invenção garante o equilíbrio das indutâncias e resistências e consequentemente garante que a corrente no enrolamento do motor seja a mesma. Adicionalmente, o motor de indução monofásico possibilita a utilização de uma bobina de alumínio com um número de espiras diferente da bobina de cobre sem que isto cause desequilíbrio de fluxo de corrente nem a geração de torques harmónicos.
Conforme pode ser melhor observado na figura 2, o motor de indução monofásico compreende ainda um enrolamento auxiliar A. Neste exemplo preferencial, o enrolamento auxiliar A compreende uma quinta bobina A1 e uma sexta bobina A2 eletricamente conectadas em série e fabricadas a partir de um mesmo material. Cabe salientar que em uma configuração adicional do presente motor de indução monofásico, o enrolamento auxiliar A poderia ter a quinta bobina A1 fabricada de cobre e a sexta bobina A2 fabricada de alumínio, ou vice-versa.
Adicionalmente, a presente configuração pode ser utilizada para a construção de motores de indução monofásicos bivolt, ou seja, configurado para ser alimentado eletricamente por valores de tensão elétrica nominais de 115- 127VAC ou 220-240VAC sem a necessidade de alteração do número de espiras ou diâmetro dos fios. Neste caso, para a tensão nominal mais alta (220-240VAC) deve-se conectar eletricamente os ramos R1 e R2 em série, tal como exibido na figura 3, já para tensão nominal mais baixa (115-127 VAC) deve-se conectá-los em paralelo, tal como exibido na figura 4.
A figura 3 exibe o esquema de conexões elétricas que deve ser realizado no caso de tensão nominal na faixa de 220-240VAC. Como pode ser observa- do, o ramo R1 , compreendido pela primeira bobina P1a e pela quarta bobina P2b, está eletricamente conectado em série com o ramo R2, compreendido pela segunda bobina P1 b e pela terceira bobina P2a. Neste exemplo prefe- rencial do motor de indução, a primeira bobina P1a e a terceira bobina P2a são fabricadas de um primeiro material 2, sendo este o cobre, já a segunda bobina P1b e a quarta bobina P2b são fabricadas de um segundo material 3, sendo este o alumínio.
No caso de alimentação com tensão nominal na faixa de 220-240VAC, a conexão dos ramos R1 e R2 em série possibilita o equilíbrio de tensão entre tais ramos, dividindo a tensão exatamente pela metade.
A figura 4 exibe o esquema de conexões elétricas que deve ser realizado no caso de tensão nominal na faixa de 115-127VAC. Como pode ser observa- do, o ramo R1 , compreendido pela primeira bobina P1a e pela quarta bobina P2b, está eletricamente conectado em paralelo com o ramo R2, compreendido pela segunda bobina P1b e pela terceira bobina P2a. A primeira bobina P1a e a terceira bobina P2a sendo fabricadas de cobre e as bobinas P1b e P2b sendo fabricadas de alumínio.
Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes'.

Claims

REIVINDICAÇÕES
1. Motor de indução monofásico compreendendo,
um estator, o estator compreendendo um enrolamento principal com uma primeira bobina (P1a), uma segunda bobina (P1 b), uma terceira bobina (P2a) e uma quarta bobina (P2b),
o motor de indução monofásico sendo caracterizado pelo fato de que:
a primeira bobina (P1a) e a terceira bobina (P2a) são confeccionadas em um primeiro material condutor (2),
a segunda bobina (P1b) e a quarta bobina (P2b) são confeccionadas em um segundo material condutor (3), com resistividade diferente do primeiro material condutor (2),
a primeira bobina (P1a) e a segunda bobina (P1 b) são dispostas em um dos poios (P1) do estator,
a terceira bobina (P2a) e a quarta bobina (P2b) são dispostas no polo oposto (P2) ao da primeira bobina (P1a) e da segunda bobina (P1b),
a primeira bobina (P1a) e a quarta bobina (P2b) são eletricamente conectadas entre si através de uma ligação em série, configurando um primeiro ramo (R1),
a segunda bobina (P1 b) e a terceira bobina (P2a) são eletricamente conec- tadas através de uma ligação em série, configurando um segundo ramo (R2).
2. Motor de indução monofásico de acordo com a reivindicação 1 , o motor de indução monofásico sendo caracterizado pelo fato de:
compreender um enrolamento auxiliar (A) dotado de uma quinta bobina (A1) e uma sexta bobina (A2);
o primeiro ramo (R1) do enrolamento principal sendo eletricamente conectado em série com o segundo ramo (R2).
3. Motor de indução monofásico de acordo com a reivindicação 1 , o motor de indução monofásico sendo caracterizado pelo fato de:
compreender um enrolamento auxiliar (A) dotado de uma quinta bobina (A1) e de uma sexta bobina (A2); o primeiro ramo (R1) do enrolamento principal sendo eletricamente conectado em paralelo com o segundo ramo (R2).
4. Motor de indução monofásico de acordo com a reivindicação 2 ou 3, o motor de indução monofásico sendo caracterizado pelo fato de que o enro- lamento auxiliar (A) é configurado com a quinta bobina (A1) e a sexta bobina (A2) eletricamente conectadas em série e fabricadas de um mesmo material condutor.
5. Motor de indução monofásico de acordo com a reivindicação 2 ou 3, o motor de indução monofásico sendo caracterizado pelo fato de que o enro- lamento auxiliar (A) é configurado com a quinta bobina (A1) e a sexta bobina (A2) eletricamente conectadas em série, sendo que a quinta bobina (A1) é fabricada a partir do primeiro material condutor (2) e a sexta bobina (A2) é fabricada a partir do segundo material condutor (3).
6. Motor de indução monofásico de acordo com a reivindicação 1 , 2, 3, 4 ou 5, o motor de indução monofásico sendo caracterizado pelo fato de ser configurado para aplicações bivolt, por meio do chaveamento das conexões elé- tricas dos ramos (R1) e (R2) em série ou em paralelo.
7. Motor de indução monofásico de acordo com a reivindicação 1 , 2, 3, 4,5 ou 6, o motor de indução monofásico sendo caracterizado pelo fato de que a primeira bobina (P1a) e a segunda bobina (P1 b) compreendem um número de espiras diferente do número de espiras da bobina terceira bobina (P2a) e da quarta bobina (P2b).
8. Motor de indução monofásico de acordo com a reivindicação 1 , 2, 3, 4,5,6 ou 7, o motor de indução monofásico sendo caracterizado pelo fato de que a primeira bobina (P1a) e a segunda bobina (P1 b) compreendem um número de espiras igual ao número de espiras da terceira bobina (P2a) e da quarta bobina (P2b).
9. Motor de indução monofásico de acordo com a reivindicação 1 , 2, 3, 4,5 ou 6, o motor de indução monofásico sendo caracterizado pelo fato de que a primeira bobina (P1a) e a terceira bobina (P2a) compreendem um número de espiras diferente do número de espiras da segunda bobina (P1b) e da quarta bobina (P2b).
10. Motor de indução monofásico de acordo com as reivindicações 1 ,2,3,4,5,6,7 ou 8, caracterizado peio fato de que o primeiro material condutor (2) é o cobre e o segundo material condutor (3) é o alumínio.
11. Motor de indução monofásico de acordo com as reivindicações 1 ,2,3,4,5,6,7 ou 8, caracterizado pelo fato de que o primeiro material condutor (2) é alumínio e o segundo material condutor (3) é cobre.
12. Motor de indução monofásico compreendendo,
um estator, o estator compreendendo um enrolamento principal com uma primeira bobina (P1a), uma segunda bobina (P1b), uma terceira bobina (P2a) e uma quarta bobina (P2b),
o motor de indução monofásico sendo caracterizado pelo fato de que:
a primeira bobina (P1a) e a segunda bobina (P1b) são dispostas em um dos poios (P1) do estator,
a terceira bobina (P2a) e a quarta bobina (P2b) são dispostas no polo oposto (P2) ao da primeira bobina (P1a) e da segunda bobina (P1b),
a primeira bobina (P1a) e a quarta bobina (P2b) são eletricamente conectadas entre si através de uma ligação em série, configurando um primeiro ramo (R1),
a segunda bobina (P1b) e a terceira bobina (P2a) são eletricamente conec- tadas através de uma ligação em série, configurando um segundo ramo ( 2),
a primeira bobina (P1a) e a terceira bobina (P2a) são fabricadas de cobre e a segunda bobina (P1b) e a quarta bobina (P2b) são fabricadas de alumínio.
13. Motor de indução monofásico de acordo com a reivindicação 12, o motor de indução monofásico sendo caracterizado pelo fato de:
compreender um enrolamento auxiliar (A) dotado de uma quinta bobina (A1) e uma sexta bobina (A2);
o primeiro ramo (R1) do enrolamento principal sendo eletricamente conectado em série com o segundo ramo (R2).
14. Motor de indução monofásico de acordo com a reivindicação 13, o motor de indução monofásico sendo caracterizado pelo fato de: compreender um enrolamento auxiliar (A) dotado de uma quinta bobina (A1) e de uma sexta bobina (A2);
o primeiro ramo (R1) do enrolamento principal sendo eletricamente conectado em paralelo com o segundo ramo (R2).
15. Motor de indução monofásico de acordo com a reivindicação 14, o motor de indução monofásico sendo caracterizado pelo fato de:
a quinta bobina (A1) e a sexta bobina (A2) são eletricamente conectadas em série, sendo
a quinta bobina (A1) uma bobina de cobre e a sexta bobina (A2) uma bobina de alumínio.
16. Motor de indução monofásico de acordo com a reivindicação 14, o motor de indução monofásico sendo caracterizado pelo fato de:
a quinta bobina (A1) e a sexta bobina (A2) são eletricamente conectadas em série, sendo
a quinta bobina (A1) uma bobina de alumínio e a sexta bobina (A2) uma bobina de cobre.
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