ES2233780T3 - Maquina electrica con rotor exterior. - Google Patents

Maquina electrica con rotor exterior.

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ES2233780T3 ES02290954T ES02290954T ES2233780T3 ES 2233780 T3 ES2233780 T3 ES 2233780T3 ES 02290954 T ES02290954 T ES 02290954T ES 02290954 T ES02290954 T ES 02290954T ES 2233780 T3 ES2233780 T3 ES 2233780T3
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Abstract

Máquina eléctrica giratoria (1) síncrona, que comprende un estator interior (2) y un rotor exterior (3), comprendiendo el rotor (3) una pluralidad de imanes permanentes (10) dispuestos entre unas piezas polares (9) que no presentas perforaciones para la introducción de barras de sostenimiento, en el interior de una envolvente magnética (8), estando los imanes (10) posicionados entre las piezas polares (9) de tal manera que dos imanes adyacentes tengan polaridades de la misma naturaleza vuelta hacia la pieza polar que se extiende entre ellos, comprendiendo el estator (2) un circuito magnético que presenta una pluralidad de dientes, caracterizada porque estos dientes están desprovistos de expansiones polares y sirven cada uno de núcleo a una bobina individual (6).

Description

Máquina eléctrica con rotor exterior.
La presente invención se refiere a las máquinas eléctricas tales como las definidas en el preámbulo de la reivindicación 1.
La invención tiene por objeto un nuevo motor eléctrico que conviene muy particularmente para el arrastre en toma directa, sin desmultiplicación, de uno o varios cable(s) o de un neumático.
Se conoce, en particular por la solicitud de patente EP-A-669 699, una máquina eléctrica giratoria que comprende un rotor exterior que comprende unos imanes permanentes alternados con unos polos, rodeados de un blindaje que presenta una capa no magnética. Los polos presentan unas perforaciones.
Se conoce también, por la solicitud de patente DE-A1-19503610, una máquina eléctrica multifase y multipolos cuyo motor comprende unos polos alternados con unos imanes permanentes y cuyo estator comprende unos bobinados alineados unos sobre los otros en capas alrededor de cada polo.
Se conoce por la solicitud de patente JP 60234451 un rotor exterior que sirve de base para la presentación en dos partes de la reivindicación 1 y que comprende unos imanes permanentes dispuestos en alternancia con unas piezas polares.
La patente DE-C1-19903409 divulga un motor síncrono con rotor exterior, que comprende unos imanes pegados en superficie.
Finalmente, es conocida por la solicitud de patente JP 2000-333407 una máquina con rotor exterior desprovista de piezas polares.
El nuevo motor según la invención se describe en la reivindicación 1.
La envolvente amagnética es ventajosamente de una sola pieza y está constituida por una sola capa de un solo material.
Siempre en una realización particular, cada imán presenta, en un plano de corte perpendicular al eje del rotor, dos caras no paralelas, que convergen en dirección al estator.
La superficie interior del rotor es ventajosamente cilíndrica de revolución.
La invención permite en particular fabricar una máquina de arrastre desprovista de engranajes, por ejemplo un cabrestante de elevación para una grúa, suficientemente silencioso para permitir la rotación del motor a una velocidad elevada, en ausencia de carga sin contravenir las normas en materia de molestias sonoras. En el caso de un cabrestante de elevación, la productividad de la grúa se encuentra por ello mejorada.
La ausencia de engranajes permite también reducir considerablemente el coste de fabricación de la máquina.
Las piezas polares son ventajosamente en hojas.
El motor según la invención facilita el desflujado, gracias al hecho de que el campo magnético generado por las bobinas del estator puede penetrar fácilmente en las piezas polares teniendo en cuenta la disposición de los imanes; en los rotores exteriores conocidos, con imanes aplicados en superficie, el campo magnético generado por el estator encuentra los imanes, los cuales son vistos como unos entrehierros y obstaculizan el desflujado.
El número de polos puede ser relativamente elevado, en particular ser igual a 32 ó 48, por ejemplo.
La invención tiene también por objeto un cabrestante por elevación que comprende una máquina tal como la definida más arriba.
La invención tiene también por objeto una rueda motriz que comprende una máquina tal como la definida más arriba.
La invención tiene también por objeto una rueda motriz que comprende una máquina tal como la definida más arriba.
La invención se comprenderá mejor con la lectura de la descripción detallada que sigue, de un ejemplo de realización no limitativo, y con el examen del plano anexo, en el cual:
- la figura 1 es una vista esquemática en perspectiva del rotor y del estator, representados cada uno aisladamente, y
- la figura 2 es una sección transversal esquemática del motor, por un plano perpendicular al eje del estator.
El motor 1 representado en las figuras 1 y 2 comprende un estator interior 2 y un rotor exterior 3, destinado a girar según el eje X alrededor del estator 2.
El estator 2 puede ser de cualquier tipo conocido pero preferentemente el estator 2 presenta un circuito magnético 4 que comprende una pluralidad de dientes 5, sobre cada uno de las cuales está dispuesta una bobina individual 6.
Las diferentes bobinas 6 están conectadas eléctricamente entre ellas de manera que generen un campo magnético giratorio, que permita el arrastre del rotor 3.
Las bobinas 6 pueden ser mantenidas sobre los dientes 5 del estator 2 por medio de calas no representadas, siendo dichas calas por ejemplo acopladas en unas escotaduras previstas en los extremos de los dientes 5.
El estator 2 es solidario de un árbol 7 que permite su fijación sobre un bastidor y que soporta los rodamientos del rotor 3, no representados con fines de claridad del dibujo. El diámetro de largo 7 puede ser relativamente elevado, siendo por ejemplo superior a 100 mm.
El rotor 3 comprende una envolvente amagnética 8, por ejemplo de aluminio o de acero amagnético, en el interior de la cual están dispuestas una pluralidad de piezas polares 9 y una pluralidad de imanes permanentes 10, en número de ocho en el ejemplo considerado. Las piezas polares 9, así como el circuito magnético 4 del estator 2, son de hojas, es decir formados por el apilamiento de chapas magnéticas revestidas cada una de una capa de barniz, de manera que se reduzcan las pérdidas por corrientes inducidas.
Los imanes 10 están posicionados entre las piezas polares 9 de tal manera que dos imanes adyacentes 10 tengan unas polaridades de la misma naturaleza vueltas hacia la pieza polar 9 que se extiende entre ellos. Así, las piezas polares 9 concentran el flujo magnético de los imanes 10. Según la longitud de la máquina, cada imán 10 puede estar formado por el ensamblaje de varias barras imantadas puestas extremo contra extremo.
En el ejemplo de realización representado, cada imán 10 presenta dos caras opuestas 10a, 10b, de polaridades opuestas, y que convergen hacia el estator.
Esta disposición permite asegurar el mantenimiento de los imanes 10 y de las piezas polares 9 en el interior de la envolvente amagnética 8, sin que sea necesario recurrir a medios de fijación tales como unas barras introducidas en unas perforaciones de las piezas polares 9. La estructura del rotor se encuentra por ello simplificada. El conjunto constituido por las piezas polares 9 y los imanes 10 puede ser insertado a forzamiento en la envolvente amagnética 8. Los imanes 10 impiden, por efecto de cuña, a las piezas polares 9 desplazarse hacia el interior. La dimensión radial de las piezas polares 9 es sensiblemente igual a la de los imanes 10 y las piezas polares 9 están en contacto sensiblemente con toda la superficie de las caras correspondientes 10a y 10b de los imanes
10.
En el ejemplo ilustrado, la superficie radialmente interior 9a de las piezas polares 9 es cilíndrica de revolución alrededor del eje X del estator 2, pero no se sale del marco de la presente invención cuando esta superficie 9a presenta una forma distinta de la cilíndrica de revolución, por ejemplo una forma abombada hacia el eje X, a fin de reducir las ondulaciones de par.
La envolvente amagnética 8 puede servir de llanta a un neumático, en particular cuando el motor entra en la fabricación de una rueda motriz.
La envolvente amagnética 8 puede también, como es el caso del ejemplo representado, servir para arrastrar una pluralidad de cables de una maquinaria de ascensor y presentar a este fin unas gargantas anulares 12.
La envolvente magnética 8 puede extenderse en una distancia superior a la dimensión axial de las piezas polares 9 y de los imanes 10, a fin de presentar una parte desplazada con respecto a las piezas polares 9 y a los imanes 10, pudiendo las gargantas anulares citadas estar presentes sólo en esta parte desplazada.
La envolvente amagnética 8 puede también ser solidarizada a una polea que sirve para el arrastre de uno o varios cables.
En el ejemplo descrito, el motor está destinado a ser alimentado con corriente trifásica, comprende ocho polos y el estator 2 comprende doce dientes 5. No se sale del marco de la presente invención cuando el número de polos es diferente, siendo por ejemplo igual a 32 ó 48.
Los dientes 5 pueden presentar una anchura constante o no y las bobinas un perfil complementario, en caso necesario, a fin de acuñarse sobre los dientes.
La invención no está limitada a un motor y se aplica ventajosamente a los generadores, en particular a aquellos cuyo rotor gira a una velocidad elevada.
La invención permite entonces, en particular gracias a las piezas polares en hojas, limitar las pérdidas en los imanes.

Claims (14)

1. Máquina eléctrica giratoria (1) síncrona, que comprende un estator interior (2) y un rotor exterior (3), comprendiendo el rotor (3) una pluralidad de imanes permanentes (10) dispuestos entre unas piezas polares (9) que no presentas perforaciones para la introducción de barras de sostenimiento, en el interior de una envolvente magnética (8), estando los imanes (10) posicionados entre las piezas polares (9) de tal manera que dos imanes adyacentes tengan polaridades de la misma naturaleza vuelta hacia la pieza polar que se extiende entre ellos, comprendiendo el estator (2) un circuito magnético que presenta una pluralidad de dientes, caracterizada porque estos dientes están desprovistos de expansiones polares y sirven cada uno de núcleo a una bobina individual (6).
2. Máquina según la reivindicación 1, caracterizada porque cada imán (10) presenta, en un plano de corte perpendicular al eje del rotor, dos caras (10a, 10b) no paralelas, que convergen en dirección al estator.
3. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque está desprovista de engranajes.
4. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las piezas polares (9) están en hojas.
5. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la superficie interior del rotor (3) es cilíndrica de revolución.
6. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque constituye un motor.
7. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque constituye un generador.
8. Cabrestante de elevación, caracterizado porque comprende una máquina tal como la definida en la reivindicación 6.
9. Rueda motriz, caracterizada porque comprende una máquina tal como la definida en la reivindicación 6.
10. Maquinaria de ascensor, caracterizada porque comprende una máquina tal como la definida en la reivindicación 6.
11. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque las bobinas (6) son mantenidas sobre los dientes (5) del estator (2) por medio de calas acopladas en unas escotaduras previstas en los extremos de los dientes (5).
12. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 y 11, caracterizada porque la envolvente amagnética (8) sirve de llanta para un neumático.
13. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 y 11, caracterizada porque la envolvente amagnética (8) presenta unas gargantas anulares (12).
14. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 y 11, caracterizada porque la envolvente amagnética (8) es solidaria de una polea.
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