ES2202905T3 - Rotor de motor electrico y procedimiento de construccion de dicho rotor de motor electrico. - Google Patents

Abstract

Un rotor para un motor eléctrico, que comprende: una parte central (10), formada por una serie de láminas metálicas (11) que forman un empaquetado de láminas, que se solapan mutuamente de forma axial y que están fabricadas con un material magnético; porciones polares periféricas (20) fabricadas de un material magnético que se fijan alrededor de la parte central (10); y un número igual de elementos magnéticos (30), que quedan sujetos entre las porciones polares periféricas (20) y la parte central (10), estando formado el empaquetado de láminas por una serie de láminas metálicas (11) que se solapan y son mutuamente concéntricas y tienen una serie de ventanas (15) axialmente alineadas con las ventanas respectivas de las otras láminas metálicas (11), de tal forma que forman alojamientos axiales (12) a lo largo del rotor, teniendo cada ventana (15) bordes de los extremos (17) orientados hacia el borde periférico (18) de la lámina metálica respectiva (11), caracterizado por el hecho de que los bordes de los extremos (17) de todas las ventanas (15) están contenidos en la misma circunferencia y por el hecho de que lámina metálica (11) tiene incorporado en su borde periférico (18), al menos en las regiones alineadas radialmente con los bordes adyacentes de los extremos (17) de dos ventanas consecutivas (15), una extensión radial (60), que es coplanar y externa a dicho borde periférico (18), y la citada extensión radial (60) es trabajada a máquina una vez que los elementos magnéticos (30) han sido montados y fijados en los respectivos alojamientos axiales, de tal forma que el borde periférico (18) de las láminas define el perfil transversal del rotor acabado, siendo moldeada cada ventana (15) con el fin de que sus bordes de los extremos (17) sobrepasen radialmente el borde periférico (18) en la región de la extensión radial correspondiente (60).

Description

Rotor de motor eléctrico y procedimiento de construcción de dicho rotor de motor eléctrico.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a la construcción de un rotor de motor sin emisión de gases y a un método para producir dicho rotor, que lleva elementos magnéticos dispuestos internamente de forma circunferencial y separados en forma radial de la superficie lateral del rotor.

Introducción

En la construcción de un rotor de un motor eléctrico sin escobilla, los elementos magnéticos permanentes se fijan a la parte central de dicho rotor para ser montados concéntricamente alrededor del eje del motor (véase, por ejemplo, EP 0 265 364 A1). En esta construcción, el rotor se forma alineando longitudinalmente una serie de láminas de metal que se solapan unas con otras y forman un empaquetado de láminas. Cada lámina metálica tiene una serie de ventanas alineadas circunferencialmente que son angularmente equidistantes unas de otras y con respecto al eje del motor. Estas ventanas están alineadas con las ventanas respectivas de las otras láminas metálicas del empaquetado de láminas para formar alojamientos axiales en los cuales se montan y fijan los elementos

\hbox{magnéticos.}

En el estado actual de la construcción de motores, cada lámina metálica del empaquetado de láminas del rotor tiene una porción central que dispone de una abertura central para su montaje en el eje del motor, y porciones terminales dispuestas radialmente, cada una de las cuales está definida externamente por su ventana respectiva de la lámina metálica y está incorporada a la porción central de las regiones situadas entre dos ventanas consecutivas.

En esta forma de construcción, las ventanas de cada una de las láminas del rotor están definidas de tal forma que los bordes del extremo respectivos quedan orientadas hacia el borde periférico de la lámina del rotor respectiva a una cierta distancia de dicho borde periférico de la lámina con el fin de definir en él una región anular estructural que conecta dos porciones terminales radialmente adyacentes entre sí y con la porción central de la lamina a través del espacio existente entre los bordes del extremo adyacentes de dos ventanas consecutivas.

La existencia de una región anular estructural permite el uso de láminas metálicas fabricadas en una sola pieza que tienen ventanas que, posteriormente, con la formación del empaquetado de láminas del rotor, formarán los alojamientos axiales de los

\hbox{elementos}

magnéticos.

Aunque esta construcción de las láminas metálicas es adecuada para la fabricación a gran escala, relativamente fácil y de bajo costo, y, además, da lugar a un producto muy fiable, tiene la desventaja de que permite pérdidas del flujo magnético útil, que, de hecho, son incompatibles con la aplicación a la cual está destinado el rotor.

Con este tipo de construcción, sólo una parte del campo magnético total del rotor generado por los elementos magnéticos interactúa con el campo magnético del estátor, mientras que el resto se pierde en forma de campo de dispersión tanto del rotor como del espacio de aire. Las pérdidas en el campo del rotor se producen debido a la presencia de acero con función estructural en las láminas del rotor en la región terminal de los elementos magnéticos. Esta región actúa como vía del flujo del campo de dispersión, lo que representa una cantidad no utilizada del campo total del rotor.

Una solución se expone en EPO558746, en la cual el motor tiene una parte central fabricada con un empaquetado de láminas con porciones polares periféricas de material magnético fijadas alrededor de la citada parte central del motor, y ventanas, quedando los elementos magnéticos retenidos entre las porciones polares periféricas y la parte central del motor, y las ventanas axialmente alineadas del empaquetado de las láminas forman los alojamientos axiales de los elementos magnéticos a lo largo del rotor. Cada ventana tiene bordes del extremo orientados hacia el borde periférico de las láminas. Las ventanas se abren hacia la periferia exterior, lo que produce una permeabilidad baja y, por tanto, una disminución de las pérdidas.

En esta construcción, para evitar los montajes de derivación de material no magnético sobre los elementos magnéticos, las porciones polares periféricas se construyen al margen de las láminas y se fijan a la parte central del motor después del montaje de los elementos magnéticos en los alojamientos. Las porciones polares periféricas se moldean previamente para permitir que las ventanas se mantengan abiertas hacia la periferia exterior del motor. Este procedimiento no resulta económicamente ventajoso ya que requiere un complejo proceso de producción.

Descripción de la invención

Por lo tanto, uno de los objetivos de la presente invención e s proporcionar un rotor de un motor eléctrico y un método para la producción de un rotor de un motor eléctrico que elimine las pérdidas de flujo magnético provocadas por el campo de dispersión del rotor, que tenga una eficiencia energética elevada y una alta fiabilidad, y que pueda obtenerse mediante una construcción económica e industrialmente viable sin que ello afecte a la integridad y potencia del

\hbox{motor.}

Estos y otros objetivos se consiguen gracias a un rotor de un motor eléctrico que comprende: una parte central formada por una serie de láminas metálicas que forman un empaquetado de láminas, que se solapan mutuamente de forma axial y que están fabricadas de material magnético; porciones polares periféricas fabricadas de material magnético y fijadas alrededor de la parte central, y un número igual de elementos magnéticos colocados entre la parte central, estando el empaquetado de láminas formado por una serie de láminas metálicas que son mutuamente concéntricas y se solapan entre sí, teniendo cada una una serie de ventanas alineadas axialmente con las ventanas respectivas de las otras láminas metálicas, de tal modo que forman alojamientos axiales a lo largo del rotor. Cada ventana tiene bordes del extremo que están orientados hacia el borde periférico de la lámina metálica respectiva. El citado rotor se caracteriza por el hecho de que los bordes del extremo de todas las ventanas están contenidos en la misma circunferencia y por el hecho de que cada lámina metálica tiene un borde periférico que incorpora, al menos en las regiones alineadas radialmente con los bordes del extremo adyacentes de dos ventanas consecutivas, una extensión radial, que es coplanar y externa con respecto al citado borde del extremo periférico, y por el hecho de cada extensión radial es trabajada a máquina después de que los elementos magnéticos han sido montados y fijados en los respectivos alojamientos axiales, de tal modo que el borde periférico de las láminas forman el perfil transversal del rotor acabado, y cada ventana es moldeada con el fin de que sus bordes del extremo sobrepasen radialmente el borde periférico en la región de la correspondiente extensión radial.

La presente invención se refiere además a un método para la producción de un rotor de un motor eléctrico del tipo mencionado anteriormente, que comprende una serie de láminas metálicas que se solapan mutuamente de forma axial y que están fabricadas de material magnético, porciones polares periféricas fabricadas de material magnético y fijadas alrededor de la parte central, y un número igual de elementos magnéticos situados entre las porciones polares periféricas y la parte central. Dicho método comprende una serie de fases para proporcionar a cada lámina metálica una de serie de ventanas. Cada ventana tiene bordes del extremo orientados hacia un borde periférico de la respectiva lámina metálica. Las láminas metálicas se solapan y forman sobre un tope lateral un empaquetado de láminas, de tal modo que cada una de las ventanas de las láminas queda alineada axialmente con las ventanas respectivas de las otras láminas metálicas, formando con el tope lateral alojamientos axiales a lo largo del rotor. El método se caracteriza por el hecho de que comprende los siguientes pasos: a) colocar los bordes del extremo de todas las ventanas para que queden contenidos circunferencialmente en la misma circunferencia; b) colocar cada una de las láminas metálicas desde su borde periférico y al menos en las regiones alineadas radialmente con los bordes del extremo de cada dos ventanas consecutivas con la extensión radial respectiva, que es coplanar y externa a dicho borde periférico; c) insertar un material adhesivo en los alojamientos axiales; d) insertar en cada alojamiento axial un elemento magnético; e) montar otro tope lateral para el empaquetado de laminas, que retiene cada elemento magnético en su respectivo alojamiento axial; f) tratar el material adhesivo que retiene cada elemento magnético en el respectivo alojamiento axial; y g) quitar cada una de las citadas extensiones radiales, de tal forma que el borde periférico de las láminas metálicas definan el contorno transversal del rotor acabado. Las realizaciones preferidas de la invención se describen en las reivindicaciones que se adjuntan.

Breve descripción de los dibujos

A continuación, se describe la invención con referencia a los dibujos que se adjuntan, en los cuales:

La Figura 1 ilustra esquemáticamente una sección transversal del rotor montado con una lámina metálica del empaquetado del rotor, construido según el estado actual de la cuestión.

La Figura 2 muestra esquemáticamente una sección transversal del rotor montado con una lámina metálica del empaquetado del rotor, construido según la realización preferida de la presente invención y en un rotor no acabado.

La Figura 3 muestra de forma esquemática una sección transversal del rotor montado con una lámina metálica del empaquetado de láminas del rotor, construido de acuerdo con una segunda realización de la presente invención y en un rotor no acabado.

La Figura 4 muestra de forma esquemática una sección transversal ampliada del rotor ya acabado.

La Figura 5 muestra esquemáticamente una sección longitudinal de acuerdo con la línea V-V de la Figura 4, y un rotor ya acabado obtenido de acuerdo con la primera y segunda realización de la presente invención; y

La Figura muestra en detalle de forma esquemática y parcial una sección ampliada de una parte de las láminas metálicas que aparecen en la Figura 2.

Realización preferida de la invención

De acuerdo con las Figuras, el rotor del motor eléctrico de la presente invención comprende una parte central 10, formada por una serie de láminas metálicas 11 de material magnético, tal como acero, que tienen una determinada conductividad eléctrica y permeabilidad magnética, y que se solapan unas con otras y son mutuamente concéntricas, que forman un empaquetado de láminas que se fijan alrededor de una extensión del eje S del motor, y porciones polares periféricas 20 fijadas alrededor de la parte central 10. Entre cada una de las citadas porciones polares periféricas 20 y la parte central 10, se define un alojamiento axial 12, que ocupa la totalidad de la extensión longitudinal del rotor y en la cual se coloca el elemento magnético respectivo 30, teniendo generalmente los citados elementos magnéticos la forma de placas longitudinales, de forma, por ejemplo, curva o rectilínea, y que se colocan según un mismo alineamiento circunferencial y separados unos de otros.

De acuerdo con el estado actual de la cuestión, cada lámina metálica 11 tiene una porción central 13 con una abertura central 14 para su montaje en el eje S del motor, ventanas 15, que se forman siguiendo un alineamiento circunferencial y que son angularmente equidistantes unas de otras y con respecto al eje S del motor, y porciones radiales de los extremos 16, cada una definida externamente en relación a la ventana respectiva 13 por las regiones entre las ventanas 15.

Las ventanas 15 de cada lámina del rotor tienen los bordes de los extremos 17 contenidos circunferencialmente en la misma circunferencia, quedando enfrente de un borde periférico 18 de la lámina metálica 11 respectiva, que forma el contorno de la sección
transversal del rotor acabado.

El solapamiento de las láminas metálicas 11, con el fin de formar el empaquetado de láminas, se realiza de tal modo que las ventanas de cada lámina metálica 11 quedan alineadas con las ventanas 15 respectivas de las otras láminas metálicas 11 del empaquetado de láminas, definiendo así los alojamientos axiales 12 y permitiendo el montaje y fijación de los elementos magnéticos 30. Al formar el empaquetado de las láminas, cada alineamiento axial de las porciones terminales radiales 16 define la porción periférica polar 20 respectiva.

Los elementos magnéticos 30 se colocan en la parte central 10 por medio de una superficie de contacto de un material adhesivo, por ejemplo un material polimérico curable, que rellena los huecos existentes entre cada uno de los elementos magnéticos 30 y el alojamiento axial 12 respectivo. El material adhesivo tiene una conductividad eléctrica baja y también baja permeabilidad magnética comparadas con la conductividad eléctrica y la permeabilidad magnética de la parte central.

De acuerdo con la Figura 1, la construcción según el estado actual de la cuestión tiene bordes de los extremos 17 de las ventanas 15 de cada una de las láminas metálicas 11 contenidos en un alineamiento circunferencial definido internamente en relación al alineamiento que contiene el borde periférico 18 de las láminas metálicas 11 en una posición en la cual están separadas de dicho borde mecánico con el fin de formar una región anular estructural 19 que conecte dos porciones dos de los extremos radialmente adyacentes 16 de cada lámina metálica 11 unas con otras y con la porción central mediante la separación existente entre los bordes adyacentes del extremo del dos ventanas consecutivas 15. En esta construcción, el empaquetado de láminas forma la superficie lateral cilíndrica del rotor, que es metálica a lo largo de toda su extensión axial. La región anular estructural 19 proporciona una conexión estructural que es suficiente para resistir las fuerzas centrífugas sobre la masa magnética y sobre la masa de material de acero que existe en los elementos magnéticos, pero permite en esta región la existencia de líneas de flujo magnético que dan lugar a pérdidas debidas al campo de dispersión al que antes se ha hecho referencia.

Con el fin de resolver el problema de las pérdidas de flujo magnético debido al campo de dispersión existente en el estado actual de la cuestión, el rotor de la presente invención se construye de tal forma que, una vez acabado, las láminas de su empaquetado no tienen la región anular estructural respectiva 19 que conecta cada dos regiones terminales16. Este rotor tiene, al menos una vez acabado, una superficie lateral cilíndrica con regiones metálicas, que se intercalan circunferencialmente por regiones que tienen a lo largo de toda su extensión longitudinal una menor conductividad eléctrica y permeabilidad magnética en comparación con el acero que forma la parte central.

De acuerdo con la presente invención, la superficie lateral cilíndrica del rotor está formada de tal modo que las dos porciones polares periféricas 20 se intercalan circunferencialmente con una porción periférica intermedia 40, que tiene, al menos en las regiones que conectan dos porciones periféricas adyacentes 20, una menor conductividad eléctrica y permeabilidad magnética en comparación con la parte central 10. Las porciones periféricas intermedias 40 comprenden regiones terminales 41, que conectan las porciones polares periféricas adyacentes 20 y una región
intermedia 42.

De acuerdo con la presente invención, cada región terminal 41 de una porción periférica intermedia 40 viene definida por la separación circunferencial entre la región intermedia respectiva 42 y las porciones polares periféricas adyacentes 20, estando definida dicha región intermedia 42, por ejemplo, por una porción periférica respectiva de la parte central 10 separada circunferencialmente de las porciones polares periféricas adyacentes 20, estando definida cada región terminal 41 por el extremo de un alojamiento axial 12 de un elemento magnético 30 relleno de material adhesivo para sujetar los citados elementos magnéticos 30 (Figura 4). Este material adhesivo es un medio aglomerante de sujeción, tal como resina, caucho, etc., que afecta a los elementos magnéticos e impide la liberación de rebabas y proporciona un acabado a la superficie lateral del rotor terminado en la región de extremo 41.

Para producir el rotor de la presente invención, el empaquetado de láminas se forma aplicando una primera lámina 11 de este empaquetado de láminas sobre un tope lateral 50 de un par de topes laterales 50 que forman el rotor. Esta aplicación preferiblemente se hace aplicando resina sobre la cara superior del tope lateral 50 situado debajo del empaquetado de
laminación del rotor. Los topes laterales 50 se fabrican con un material con características no magnéticas con el fin de eliminar o reducir al máximo en los citados topes laterales el campo magnético producido por la dispersión y las pérdidas consiguientes. Según una forma de construcción de la presente invención, como se puede ver en las Figuras 2, 3 y 5, el rotor acabado, que comprende una parte central 10 y porciones polares periféricas 20, se fabrica con un empaquetado de láminas metálicas estampadas 11 que incorporan desde el borde periférico 18, al menos en las regiones que están radialmente alineadas con los bordes adyacentes del extremo 17 de cada una de las ventanas consecutivas 15, una extensión radial 60, que es coplanar y externa a dicho borde periférico 18 y que está inscrita en una circunferencia que es concéntrica y externa en relación con la que contiene dichos bordes 17, que, en esta realización de la presente invención, sobrepasa radialmente el borde periférico 18 de la lámina respectiva del rotor en la región de la correspondiente extensión radial 60. Las extensiones radiales 60 pueden tener cualquier forma. En la realización de la presente invención en la cual la lámina metálica 11 es cuadrada, dichas regiones vienen definidas por las porciones del vértice de dichas láminas. El dimensionamiento de las láminas metálicas 11 se determina de tal forma que dichas láminas se fabrican con una forma concreta que tiene el diámetro interno del estátor, como ocurre con las láminas metálicas que aparece en la Figura 2, o de forma tal que se pueda usar una cantidad más pequeña de materia prima en el proceso de estampado. En este caso, la lámina metálica 11 tiene una forma limitada por un polígono, por ejemplo un cuadrado, cuyos lados son tangentes con el material en exceso externo al borde periférico 18.

Como se ve en las Figuras 2 y 3, cada lámina del rotor ha sido moldeada de tal forma que tiene una única extensión radial 60, que es anular y continua y determina una lámina del rotor con un diámetro mayor que el diámetro nominal del rotor ya acabado.

Se calcula el grosor de cada extensión radial 60 con el fin de garantizar la integridad de las láminas metálicas 11 durante su fabricación y formación del empaquetado de láminas y durante el torneado del rotor, evitando pérdidas en el material que forma las
láminas.

En otra forma de construcción de la presente invención (Figura 3), se incorpora una única extensión radial 60 en cada región radialmente alineada con los bordes adyacentes del extremo 17 de cada dos ventanas consecutivas 15, una porción adicional de refuerzo 61, que es radial, coplanar y externa en relación con la citada extensión radial 60.

Según otra forma de realizar la presente invención (Figura 6), la parte central 10 se fabrica mediante un empaquetado de láminas, siendo cada lámina metálica 11 estampada de tal modo que tiene el borde periférico 18 respectivo moldeado para definir un borde radialmente externo del respectivo alojamiento axial 12 de un elemento magnético 30. En esta realización, el borde radialmente externo de cada uno de los citados alojamientos axiales 12 se define por el borde radialmente externo de la porción polar periférica 20 respectiva, que se monta radialmente separada de la parte central 10 después de la formación de ésta última con el fin de definir en esta separación un alojamiento axial 12 que se rellena con el material adhesivo para sujetar el elemento magnético 30 respectivo.

Según esta realización de la presente invención, después de la formación del empaquetado de láminas del rotor, de forma adyacente y separada de cada porción de cada uno de los bordes periféricos del empaquetado se monta la respectiva porción polar periférica 20 en forma de una cubierta maciza consistente en láminas superpuestas, que se unen unas a otras, por ejemplo, encolando, uniendo con remaches, atornillando, etc. En esta realización de la presente invención, las cubiertas se montan individualmente y se fijan al rotor mediante elementos de sujeción 21 (tornillos, remaches, cola aplicada entre cada sujeción y los topes, etc, colocados en un lugar tal que se pueda reducir al máximo las pérdidas causadas por la histéresis y la corriente de Foucault), que se extienden longitudinalmente a través de la porción polar periférica 20 respectiva a un par de topes laterales 50, siendo cada tope lateral montado adyacente a una lámina metálica 11 colocada en uno de los extremos del empaquetado de láminas. Para formar cada uno de los alojamientos axiales 12 que van con las cubiertas, es necesario utilizar un molde u otro dispositivo para determinar la forma de las paredes de los extremos de cada uno de los citados alojamientos, de tal modo que retengan el material adhesivo para fijar los citados elementos magnéticos 30 en los alojamientos.

De acuerdo con la realización del rotor que aparece en las Figuras 2-5, para formar el empaquetado de láminas del rotor, después de superponer las láminas metálicas 11 (y finalmente encolar unas con otras, lo que reduce la máximo las pérdidas producidas por histéresis y por la corriente de Foucault) sobre un tope lateral 50 colocado debajo del empaquetado de láminas formando así la parte central 10, se aplica el material adhesivo en cada uno de los alojamientos axiales 12 definidos por la alineación longitudinal de las ventanas 15 de las láminas metálicas 11 del empaquetado de láminas para fijar los elementos magnéticos 30, antes de colocar éstos últimos en los citados

\hbox{alojamientos}

axiales 12.

En esta forma de construcción, después de fijar el otro tope lateral y terminar la curación del material adhesivo para la sujeción de los elementos magnéticos, se somete el rotor a un proceso de eliminación del exceso de material que forman las láminas metálicas 11, por ejemplo mediante una máquina, hasta que sus bordes del extremo queden contenidos en una circunferencia con un diámetro como mínimo igual al de la circunferencia que circunscribe el rotor acabado. El trabajo a máquina del empaquetado de láminas se lleva a cabo hasta conseguir el diámetro final deseado del rotor, definiendo la configuración que aparece en la Figura 4 con la parte central 10 y las porciones polares periféricas 20.

La unión de los topes y el empaquetado de láminas del rotor y de unas con otras se puede realizar mediante elementos de sujeción, tales como remaches, tornillos, etc.

Trabajando con máquina el empaquetado de láminas, los bordes del extremo 17 de las ventanas 15 de las láminas metálicas 11 que forman dicho empaquetado de laminación se abren al contorno transversal del rotor y quedan definidos en estas regiones por el material adhesivo curado que rellena los alojamientos axiales 12.

En esta construcción, cada lámina trabajada a máquina del empaquetado de láminas del rotor tiene sus porciones radiales del extremo 12 definidas externamente a un elemento magnético adyacente 30 y sujetos a la porción central 10 mediante el material adhesivo que rellena cada uno de los alojamientos axiales 12.

La provisión de una o más regiones radiales 60 del borde periférico 18 de cada lámina del rotor que coinciden con la circunferencia que determina el diámetro final deseado del rotor garantiza la rigidez mecánica de las láminas metálicas 11 durante su fabricación y permite su producción industrial a gran escala.

Dado que la extensión radial 60 que aparece en la Figura 2 es pequeña, las citadas láminas metálicas pueden ser estampadas simultáneamente con las láminas de estátor, lo que reduce el tiempo de producción y reduce al máximo las pérdidas de material cuando se elimina el exceso de éste.

La solución consistente en una lámina metálica que tiene una porción adicional de refuerzo 61 (Figura 3) tiene la ventaja de proporcionar resistencia, lo que hace que se requiera menos precisión en el proceso de producción y de trabajo con herramientas.

En la forma de producir la configuración del rotor que aparece en la Figura 6, después de producir el empaquetado de láminas que forma la parte central 10, se colocan las porciones polares periféricas 20 y se mantienen por medios apropiados separadas radialmente de la parte central 10, en el tope lateral 50 situado debajo del empaquetado de láminas, lo que define en esta separación un alojamiento axial 12 que ha de ser rellenado con el material adhesivo para sujetar los elementos magnéticos 30. Una vez que se ha realizado el relleno con el material adhesivo, cada uno de los alojamientos axiales 12 recibe un elemento magnético 30, antes de colocar el otro tope lateral 50 y los elementos de sujeción, cerrando así el montaje. En esta construcción, el rotor producido no necesita trabajo adicional con máquina ya que se puede definir su diámetro durante el posicionamiento relativo entre las porciones polares periféricas 20 y la parte central 10 para recibir los elementos magnéticos 30.

El material adhesivo que se aplica entre los topes laterales 50 y las láminas del rotor puede aplicarse también entre las láminas metálicas del empaquetado de láminas y tiene la función de rellenar los huecos existentes entre los elementos magnéticos y los bordes de los alojamientos de los elementos magnéticos definidos en el rotor, lo que hace que los citados elementos magnéticos 30 queden estructuralmente sujetos a los alojamientos, lo que compensa las fuerzas centrífugas y de rotación a las cuales están sometidos estos elementos magnéticos 30, reduciendo así mediante un efecto de amortiguado o mediante deformación de la capa de material adhesivo las fuertes tensiones térmicas (asociadas con las variaciones de temperatura del rotor y con los diferentes coeficientes de dilatación de los materiales que han quedado interconectados por el material adhesivo) que se generan en los elementos magnéticos 30 y que, generalmente, son destructivas (provocando fragmentación, roturas, liberación de rebaba, etc), y manteniendo también fijos los fragmentos finales que tienen su origen en roturas o rebabas de los elementos magnéticos 30. En esta formación del rotor, si hay exceso de material adhesivo en los alojamientos axiales 12, se elimina dicho exceso antes de la curación del material adhesivo. En el caso de que no haya suficiente material adhesivo al introducir los elementos magnéticos 30 dentro de los alojamientos axiales 12, éstos se pueden
rellenar una vez que los elementos magnéticos se hayan introducido en los alojamientos axiales 12 antes de que cure el material adhesivo.

Los topes laterales 50 se encolan en el extremo de las láminas del rotor de tal modo que mantengan el diámetro del citado rotor y garanticen la integridad de la forma del rotor ya que, dado que los citados elementos magnéticos 30 son componentes frágiles cuando son sometidos a esfuerzos de tensión, la estructura formada por estos elementos magnéticos y la resina en la cual están inmersos no es suficiente para asegurar que la fuerza centrífuga no provocará liberación o rotura de los elementos magnéticos 30 o, incluso, de las porciones polares periféricas 20. Los topes laterales 50 determinan parte del perfil de cada alojamiento del rotor para sujetar los elementos magnéticos respectivos 30, y actúan también como sellamiento del material adhesivo depositado en dichos alojamientos.

Además, los topes laterales 50 determinan un acabado uniforme del rotor, lo que compensa las diferencias de dimensión de los componentes del rotor.

La solución propuesta permite obtener un producto que tiene al mismo tiempo las características de una alta eficiencia energética y una elevada fiabilidad, y que es adecuado para la producción a gran escala con bajo coste tanto del producto como del proceso de
fabricación.

Claims (11)

1. Un rotor para un motor eléctrico, que comprende: una parte central (10), formada por una serie de láminas metálicas (11) que forman un empaquetado de láminas, que se solapan mutuamente de forma axial y que están fabricadas con un material magnético; porciones polares periféricas (20) fabricadas de un material magnético que se fijan alrededor de la parte central (10); y un número igual de elementos magnéticos (30), que quedan sujetos entre las porciones polares periféricas (20) y la parte central (10), estando formado el empaquetado de láminas por una serie de láminas metálicas (11) que se solapan y son mutuamente concéntricas y tienen una serie de ventanas (15) axialmente alineadas con las ventanas respectivas de las otras láminas metálicas (11), de tal forma que forman alojamientos axiales (12) a lo largo del rotor, teniendo cada ventana (15) bordes de los extremos (17) orientados hacia el borde periférico (18) de la lámina metálica respectiva (11), caracterizado por el hecho de que los bordes de los extremos (17) de todas las ventanas (15) están contenidos en la misma circunferencia y por el hecho de que lámina metálica (11) tiene incorporado en su borde periférico (18), al menos en las regiones alineadas radialmente con los bordes adyacentes de los extremos (17) de dos ventanas consecutivas (15), una extensión radial (60), que es coplanar y externa a dicho borde periférico (18), y la citada extensión radial (60) es trabajada a máquina una vez que los elementos magnéticos (30) han sido montados y fijados en los respectivos alojamientos axiales, de tal forma que el borde periférico (18) de las láminas define el perfil transversal del rotor acabado, siendo moldeada cada ventana (15) con el fin de que sus bordes de los extremos (17) sobrepasen radialmente el borde periférico (18) en la región de la extensión radial correspondiente (60).

2. El rotor, de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los bordes de los extremos (17) de cada una de las ventanas (15) se extienden antes de montar el rotor como mínimo hasta la citada circunferencia que circunscribe el rotor

\hbox{acabado.}

3. El rotor, de acuerdo con la Reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que los bordes de los extremos (17) de cada una de las ventanas (15) se abren hacia el contorno transversal del rotor acabado.

4. El rotor, de acuerdo con la Reivindicación 3, que se caracteriza por el hecho de que cada una de las láminas metálicas (11) incorpora una única extensión radial (60) que es anular y continua.

5. El rotor, de acuerdo a la Reivindicación 4, que se caracterizan por el hecho de que la única extensión radial incorpora en cada región alineada radialmente con los bordes adyacentes de los extremos (17) de cada dos ventanas (15) consecutivas una porción adicional de refuerzo (61), que es radial, coplanar y externa a dicha extensión radial única (60).

6. El rotor, de acuerdo con la Reivindicación 1, que se caracteriza por el hecho de que el borde periférico (18) del empaquetado de láminas forma una superficie cilíndrica lateral que tiene porciones polares periféricas (20), que están separadas circunferencialmente unas de otras, y porciones periféricas intermedias (40) situadas entre cada dos porciones polares periféricas (20) adyacentes, teniendo las citadas porciones periféricas intermedias (40) a lo largo de sus extensiones longitudinales menor conductividad eléctrica y permeabilidad magnética que la parte central (10), al menos en las regiones que conectan dos porciones polares periféricas (20) adyacentes; y dicho rotor comprende además un par de topes laterales (50) para sujetar las porciones polares periféricas (20) a la parte central (10).

7. El rotor, de acuerdo con la Reivindicación 5, que se caracteriza por el hecho de que cada una de las porciones periféricas (20) está formada por láminas solapadas que se fijan unas a otras mediante algún medio (adhesivo, remaches, tornillos, etc.).

8. El rotor, de acuerdo con la Reivindicación 6, que se caracteriza por el hecho de que cada porción polar periférica (20) es maciza.

9. Un método para la fabricación de un rotor para un motor eléctrico, que comprende una serie de láminas metálicas (11) que se solapan mutuamente de forma axial y que están fabricadas de un material magnético; porciones polares periféricas (20) fabricadas de un material magnético y fijadas alrededor de la parte central (10); y un número igual de elementos magnéticos (30) que se sujetan entre las porciones polares periféricas (20) y la parte central (10), y dicho método comprende las siguientes fases: realizar en cada lámina metálica (11) una serie de ventanas (15), cada una de las cuales tiene bordes de los extremos (17) orientados hacia un borde periférico (18) de la lámina metálica respectiva (11); solapar las láminas metálicas (11); definir sobre un tope lateral (50), un empaquetado de láminas, de tal forma que cada una de las ventanas (15) de dichas láminas queden alineadas axialmente con las respectivas ventanas (15) de las otras láminas metálicas (11); y definir, con el tope lateral, alojamientos axiales (12) a lo largo del rotor, que se caracteriza por el hecho de que comprende los siguientes pasos:

a)

realizar los bordes de los extremos (17) de todas las ventanas (15) para que queden circunferencialmente contenidos en la misma circunferencia;

b)

realizar en cada una de las láminas metálicas (11), desde su borde periférico (18) y al menos en las regiones alineadas radialmente con los bordes adyacentes de los extremos (17) de cada dos ventanas (15) consecutivas, la extensión radial respectiva (60), que es coplanar y externa a dicho borde periférico (18);

c)

insertar un material adhesivo en los alojamientos axiales (12);

d)

insertar un elemento magnético (30) en cada uno de los alojamientos axiales (12);

e)

montar y fijar otro tope lateral (50) en el empaquetado de láminas, sujetando cada uno de los elementos magnéticos (30) en el alojamiento axial (12) respectivo;

f)

curar el material adhesivo, que sujeta cada uno de los elementos magnéticos (30) en el alojamiento axial (12) respectivo; y

g)

eliminar la citada extensión radial (60), de tal forma que el borde periférico (18) de las láminas metálicas (11) defina el contorno transversal del rotor acabado.

10. Método, de acuerdo con la Reivindicación 9, que se caracteriza por el hecho de que comprende los siguientes pasos intermedios:

a)

depositar material adhesivo en una cara del tope lateral (50), sobre la cual se montará una primera lámina metálica (11) del empaquetado de láminas;

b)

depositar material adhesivo entre la última lámina metálica (11) del empaquetado de láminas y el otro tope lateral (50).

11. Método, de acuerdo con la Reivindicación 10, que se caracteriza por el hecho de que comprende además los siguientes pasos intermedios:

a)

eliminar el exceso de material adhesivo antes de que dicho material cure;

b)

fijar las porciones polares periféricas (20) a la parte central (10) a través de los topes laterales (50).