ES2337365T3 - Sistema de fijacion de imanes permanentes. - Google Patents
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Abstract
Un servomotor síncrono de corriente alterna, que tiene un rotor (1) en forma de disco, el cual está situado entre dos mitades del estator (2, 3), en donde cada una está provista con un rodamiento (6, 15) para un eje (9) que soporta el rotor y cada mitad del estator (2, 3) que comprende una pieza (28) de hierro del imán, que tiene una pluralidad de ranuras radiales (29) y una bobina eléctrica (30) que tiene conductores insertados en las ranuras radiales; en donde el mencionado rotor (1) comprende un numero par de piezas (45) de imanes permanentes, que tienen las líneas del campo del imán extendiéndose paralelamente al eje (9); formando las mencionadas piezas (45) del imán permanente una serie anular que incluye intersticios (35) de un material magnéticamente no conductor que se extiende alrededor de un cubo (48) soportado sobre el eje, y en donde las piezas del imán permanente mencionadas tiene lados planos que actúan como superficies de polos magnéticos (N, S), que se extienden en planos paralelos sobre los que el eje (9) se extiende perpendicularmente, y en donde las mencionadas piezas (45) del imán permanente se alternan en serie con los polos norte y sur, y por lo que los intersticios (35) entre las piezas (45) del imán permanente adyacentes divergen radialmente hacia el exterior; comprendiendo la periferia exterior del cubo (48) unas piezas interiores axiales y unas piezas cilíndricas exteriores con unas superficies planas periféricas (47), en donde los mencionados planos periféricos (47) están en la zona central de las mencionadas piezas interiores mencionadas y las piezas cilíndricas exteriores, en donde los mencionados planos periféricos (47) se extienden además a lo largo de los lados de un polígono regular y en los bordes situados en medio; y teniendo las mencionadas piezas (45) del imán permanente unas superficies limitantes situadas radialmente hacia dentro, perfiladas como segmentos cilíndricos y canales rectos (46) que están provistos en medio entre las mencionadas superficies limitantes, creando así superficies limitantes interiores y exteriores axiales, en donde cada superficie limitante interior axial está soportada sobre una mencionada parte cilíndrica interior axial, y en donde cada superficie limitante exterior axial está soportada sobre una mencionada parte cilíndrica exterior axial, y en donde los canales rectos (46) están soportados sobre las plataformas planas (47) del cubo (48); el mencionado rotor comprende además una banda colocada alrededor del rotor (1), en donde las plataformas planas periféricas (47) del cubo (48) forman un polígono regular sobre la periferia exterior del cubo cooperando con los mencionados canales rectos (46) de los imanes (45) para la fijación de las mencionadas piezas de los imanes (45) sobre el mencionado cubo (48) y reteniendo los imanes (45) en la dirección axial mediante el acoplamiento de las mencionadas plataformas planas periféricas (47) y los mencionados canales rectos (46).
Description
Sistema de fijación de imanes permanentes.
La presente invención está relacionada con los
servomotores síncronos de corriente alterna del tipo en donde un
rotor en forma de disco se encuentra situado entre dos mitades del
estator, en donde cada una está provista con un rodamiento para
soporta el eje del rotor, y en donde cada una comprende una pieza de
imán de hierro, que tiene una pluralidad de ranuras radiales y una
bobina eléctrica que tiene los cables insertados en las ranuras
radiales, cuyo rotor comprende un numero par de piezas de imanes
permanentes planos, que tienen las líneas del campo del imán
extendiéndose en forma paralela al eje, cuyas piezas del imán
permanente forman unas series anulares similares: Incluyendo unos
intersticios que se extienden alrededor de un cubo soportado sobre
el eje, y de un material magnéticamente no conductor, y que tienen
lados que actúan como superficies de polos magnéticos, los cuales
se extienden en planos paralelos al eje, extendiéndose
perpendicularmente, y que representa polos norte y sur
alternadamente en serie, por lo que los intersticios entre las
piezas de los imanes permanentes adyacentes divergen radialmente
hacia el exterior.
Es conocido un motor con un rotor del diseño
descrito, por ejemplo, a partir de una solicitud de patente japonesa
de acuerdo con la publicación
JP-A-53-116410
(1978). Sin embargo, incluye obviamente un motor que tiene una
potencia de salida relativamente baja, por ejemplo, para el
accionamiento del eje del cabrestante de un aparato grabador de
cinta de casette portátil.
El documento JP 02119545 incluye un rotor de
imanes permanentes alargados, en donde los imanes están montados
sobre el cubo mediante la cooperación de piezas en forma de cola de
milano del cubo, y las ranuras correspondientes de los imanes que
se extienden axialmente.
El documento JP 2001078376 expone una máquina
eléctrica de tipo dinamo con un rotor de imanes. Las ranuras en
cola de milano del cubo cooperan con las nervaduras de la cola de
milano correspondientes de los imanes.
El documento US 3953752 expone un rotor de
imanes permanentes. El imán anular es transportado por la ranura
periférica formada por dos secciones del cubo que están unidas
conjuntamente.
El documento JP 06054472 expone una estructura
de fijación para imanes de ferrita en un rotor mediante el uso de
tornillos o pernos o similares.
Otro ejemplo típico de dicho motor es el
descrito en la patente de los EE.UU. número 4629920, en donde el
principio del diseño y del funcionamiento de dicho motor corresponde
a la técnica anterior más cercana con respecto a la presente
solicitud.
El documento US 4629290 expone un servomotor
síncrono de corriente alterna que tiene un rotor en forma de disco,
el cual está situado entre dos mitades del estator, en donde cada
una está provista con un rodamiento para el eje que soporta él
rotor y en donde cada mitad del estator comprende una parte del imán
de hierro, que tiene una pluralidad de ranuras radiales y una
bobina eléctrica que tiene cables insertados en las ranuras
radiales; en donde el mencionado rotor comprende un numero par de
piezas de imanes permanentes planos, que tienen las líneas del
campo del imán extendiéndose en forma paralela al eje; las
mencionadas piezas del imán permanente forman un anillo en serie
incluyendo los intersticios de un material magnéticamente no
conductor que se extiende alrededor de un cubo soportado sobre el
eje, y en donde las mencionadas piezas del imán permanente tiene
lados planos que actúan como superficies polares magnéticas, las
cuales se extienden en planos paralelos con respecto a los cuales
se extiende el eje perpendicularmente, y en donde las mencionadas
piezas del imán permanente son los polos norte y sur en forma
alternativa en serie, y por lo que los intersticios entre las
piezas del imán permanente adyacente divergen radialmente hacia el
exterior; la periferia exterior del cubo comprende planos
periféricos planos, en donde los mencionados planos horizontales se
extienden a lo largo de los lados de un polígono regular y con los
bordes situados entre los mismos; y en donde las mencionadas piezas
de los imanes permanentes tienen unas superficies limitantes
situadas radialmente hacia dentro; el mencionado rotor comprende
además una banda colocada alrededor del rotor; y en donde las
superficies planas periféricas del cubo forman un polígono regular
sobre la periferia exterior del cubo.
En los motores planos o de disco en donde los
imanes permanentes están fijados al rotor, tal como en el documento
US 4629920, es difícil fijar los imanes debido a la superficie de
contacto de los imanes, y debido también a que el rotor es muy
pequeño debido a la geometría del disco. Esto no es problema si la
velocidad del motor es relativamente baja, o si la inercia
(volumen) de los imanes es relativamente baja, puesto que en estos
casos la fuerza centrífuga de los imanes puede compensarse mediante
resinas de epoxia en el adhesivo del imán. No obstante, en los
casos en que se precisen altas velocidades, surge el problema de
asegurar que el imán no pueda desplazarse por la fuerza centrífuga
creada por la rotación del rotor.
Para asegurar que no ocurra lo anterior, se
utiliza una solución de las propuestas de la técnica anterior, con
una banda que tenga el mismo diámetro que el imán. Claramente, esta
banda tiene que hacerse con un material relativamente elástico, de
forma que pueda soportar la expansión y la contracción de los imanes
en las condiciones de trabajo sin tener que utilizar tensiones
mecánicas que podrían dañar los imanes. Al mismo tiempo, la banda
no puede ceder ante la fuerza centrífuga radial de los imanes,
puesto que esta fuerza es integral con el papel que representan los
imanes en el motor.
No obstante, parece que cuando la fuerza
centrifuga se incrementa (debido a la velocidad del motor, o al
desplazamiento del imán hacia un diámetro de trabajo mayor o debido
a los incrementos en el volumen) la banda puede ensancharse hasta
el punto de una rotura, dejado libres los imanes en su fijación en
el fondo del rotor. Puesto que la fuerza centrífuga continuará en
tanto que continúe su rotación, los imanes (que habrán perdido una
parte de su fijación) se separarán del rotor. Puesto que la banda
bloqueará una salida radial, los imanes usualmente se saldrán
axialmente, en otras palabras, los imanes pivotarán hacia arriba
desde la banda. Esta situación está representada esquemáticamente
en la figura 1.
Para evitar este desplazamiento axial, existen
varias soluciones, tales como los discos de fibra de vidrio
delgados con resinas de epoxia. Estas soluciones pueden ser
efectivas, pero incrementan también el espacio libre de aire entre
el imán y la hoja metálica. Esto significa que la fuerza magnética
del imán se habrá reducido, y en consecuencia habrá disminuido el
par motor obtenido por el motor. Para compensar esta reducción se
hará necesario un imán mayor, lo cual incrementará también su
inercia y la fuerza centrífuga, y por tanto su fuerza axial. Así
pues, se inicia un ciclo vicioso que al final da lugar a una
solución de compromiso que incluye todas estas variables.
Un objetivo de la presente invención es mejorar
los sistemas conocidos.
Más específicamente, es un objeto dé la presente
invención el proporcionar un motor con unas características
mejoradas.
Otro objeto de la presente invención reside en
la eficiencia óptima de estos tipos de motores en cuanto a su
reducción de volumen, y en la cantidad de material en bruto
necesario para un par motor determinado.
En consecuencia, la presente invención está
dirigida a un sistema para la fijación de imanes permanentes en el
rotor en motores eléctricos planos sin escobillas (flujo axial),
aunque el principio de la invención sea tan bien extensible a los
motores de flujo radial.
El servomotor síncrono de corriente alterna de
acuerdo con la presente invención está definido por la
reivindicación 1.
La invención se comprenderá mejor con la
descripción de una realización y algunos ejemplos y con los dibujos
adjuntos, en donde:
la figura 1 ilustra una sección axial a través
de un servomotor de la técnica anterior tal como se expone en el
documento de los Estados Unidos número 4629920;
la figura 2 muestra una parte de rotor del
servomotor, de acuerdo con la figura 1, vista en la dirección del
eje, por lo que la placa de la tapa enfrentada al observador está
parcialmente fragmentada y retirada;
la figura 3 muestra esquemáticamente otra vista
de la solución de acuerdo con la técnica anterior;
la figura 4 muestra esquemáticamente una
realización de la invención;
las figuras 5 a 7 muestran esquemáticamente unos
ejemplos útiles para la comprensión de la invención.
Considerando la figura 1, la geometría propuesta
de la realización de la técnica anterior sugería la modificación de
la forma del rotor. En la mencionada patente, los imanes se fijan
por los medios de una banda exterior 32 como una protección contra
las fuerzas centrífugas, y con una placa de cubierta 33 de un
material no magnético para las fuerzas axiales. Aunque esta
configuración es eficiente, la evolución de los imanes mecanizados
experimentada en los años recientes, permite ideas para los nuevos
sistemas de fijación para las fuerzas axiales.
Más específicamente, este servomotor síncrono dé
corriente alterna ilustrado en la figura 1 comprende un rotor 1 en
forma de disco y dos mitades 2 y 3 del estator entre las cuales se
encuentra-localizado el rotor 1. El extremo de una
mitad 2 del estator enfrentado al rotor 1 está soportada sobre una
parte 3 del armazón, y montada por medio de unos pernos roscados 5,
de los cuales puede verse solo uno. La pista exterior del rodamiento
de bolas 6 se asienta en un conducto 7 de la parte 3 del. armazón,
mientras que la pista interior de este rodamiento de bolas se
asienta sobre una parte extrema 8 de un diámetro reducido del eje 9
de soporte del rotor 1 y que descansa contra un resalte 10 de este
eje. El disco anular 11 está montado en el lado exterior de la
parte 4 del armazón, por los medios de pernos roscados 12. Se
encuentra dispuesto un resorte de disco anular 13 entre este disco
anular 11 y la pista exterior del rodamiento de bolas 13.
El extremo axial de la otra mitad 3 del estator
enfrentado al rotor 1 está soportada sobre una parte del armazón 14
y montada sobre la parte del armazón 14 mediante pernos roscados (no
mostrados). La pista exterior de un segundo rodamiento de bolas 15
se asienta sobre un conducto 16 de la parte del armazón 14. La pista
interior de este rodamiento de bolas 15 se asienta sobre una
sección extrema 17 de diámetro reducido de un eje 9 que soporta el
rotor. El disco anular 18 está montado a la parte del armazón por
los medios de pernos roscados 19. La pista exterior del rodamiento
de bolas 15 está presionada por este disco anular 18 contra un
resalte 20 sobre la parte del armazón 14 y en consecuencia
bloqueada contra el desplazamiento en la dirección axial. Un anillo
21 de transmisión de fuerza axial se encuentra insertado entre la
pista interior del rodamiento de bolas y el resalta 22 del eje 9.
El anillo 23 de transmisión de empuje adicional está localizado en
el lado opuesto del rodamiento de bolas 24, por los medios de una
tuerca 24 contra la pista interior del rodamiento de bolas 15. La
tuerca 24 está enroscada sobre una parte roscada 25 del eje 9.
Las dos partes 4 y 14 del armazón que encierran
conjuntamente el rotor 1 y las dos mitades 2 y 3 del estator están
interconectadas por los medios de los pernos roscados 26 y las
tuercas 27, de las cuales solo se ilustra una en la figura 1.
Cada una de las dos mitades del estator 2 y 3
comprenden una parte 28 de hierro de un imán en forma de anillo, el
cual está bobinado debidamente a partir de un material de membrana.
La pluralidad de ranuras radiales 29 que están abiertas contra el
rotor 1 están dispuestas en cada parte 28 de hierro de imán,
extendiéndose todas desde el borde circunferencial interior hacia
el borde circunferencial exterior de la parte de hierro del imán.
Los conductores de una bobina eléctrica 30 están insertados en las
ranuras radiales 29 de cada parte de hierro del imán. Las bobinas
30 de las dos mitades del estator 2 y 3 están interconectadas
eléctricamente.
El rotor 1 comprende un cubo 31 montado
rígidamente en el eje 9 y que tiene una forma anular y una pequeña
dimensión axial con respecto a su diámetro exterior. El cubo 31 está
hecho de un material magnéticamente no conductor, por ejemplo, de
Cr-Ni-Acero o bien Titanio.
De acuerdo con la figura 2 la periferia exterior
del cubo 31 está formada por placas planas 31A que se extienden a
lo largo de los lados un polígono regular que tiene un número par de
esquinas. En la realización ilustrada la periferia exterior del
cubo 31 comprende ocho placas planas 31A y el mismo número de
esquinas intermedias 31B. Sobre cada una de las placas planas 31A
del cubo 31 se soporta una placa plana de limitación 31A de una
parte 34 del imán permanente, y montada por los medios de un agente
de unión, por ejemplo, unos medios de unión de dos componentes. Las
piezas 34 de los imanes permanentes son placas planas que tiene
aproximadamente una forma trapezoidal, tal como se observa
visualmente en la figura 2. El plano 34B de limitación exterior
radial de cada pieza del imán permanente es similar a un tejado
doblado, tal como se ilustra en la figura 2 o bien abombado a lo
largo de una línea circular que se extiende alrededor del eje del
rotor 1.
Los intersticios 35 se dejan libres entre las
piezas 34 del imán permanente que siguen entre si en una
configuración serie anular. Preferiblemente, las piezas 34 del imán
permanente están hechas de un material de tierras raras y
magnetizadas lateralmente, de forma tal que las líneas del campo
magnético se extiendan perpendicularmente a los lados planos
aproximadamente trapezoidales de cada pieza del imán permanente, que
actúen como las superficies N y S de los polos, y por tanto
extendiéndose en forma paralela al eje 9. Las piezas 34 del imán
permanente adjunto están magnetizadas en forma opuesta! de forma
que en cada lado del rotor 1 se sucedan los polos magnéticos norte
y sur entre sí. Preferiblemente, todas las piezas 34 del imán
permanente se producirán con la misma forma y dimensión, y
magnetizadas unidireccionalmente con antelación a su montura sobre
el cubo 31 con una orientación cambiada en 180º
alternativamente.
Las piezas 34 del imán permanente adyacente
comprenden las superficies limitantes 34C y 34D enfrentadas entre
si, entre las cuales está presente uno de los intersticios 35 antes
mencionados. Dos superficies limitantes 34C y 34D enfrentadas
respectivas de las piezas 34 del imán permanente entran en contacto
entre si en un lugar en donde está situado un borde 31B del cubo
31. Desde el punto de contacto las superficies de limitación 34C y
34D enfrentadas divergen contra la circunferencia exterior del rotor
1, de forma tal que cada uno de los intersticios 36 entre las
piezas 34 del imán permanente tienen una forma de cuña, tal como
puede verse claramente en la figura 2.
Los lados planos de todas las piezas 34 del imán
permanente se extienden en dos planos paralelos y se recubren
mediante dos placas 33 de tapa en forma anular, de un material
magnéticamente no conductor, por ejemplo,
Cr-Ni-Acero o Titanio, y que se
unen a estas placas de recubrimiento mediante un agente de unión,
por ejemplo, un agente de unión de dos componentes. La parte 36 del
borde circunferencial de cada placa de la tapa se fija alrededor
del cubo 31, y está montada mediante unas soldaduras de puntos 37.
Cerca de la circunferencia exterior de las placas de la cubierta 33
está situada una pieza 38 en la distancia axial en cada intersticio
35 entre las dos placas de la cubierta y conectadas a la última
mediante unas soldaduras de puntos 39. La parte del borde
circunferencial exterior de cada placa de la tapa 33 se extiende en
una dirección radial más allá de las superficies limitantes 34B de
las piezas 34 de los imanes permanentes, de forma tal que se forme
un canal periférico 40. Una banda periférica elástica 32 hecha de
un material magnéticamente no conductor, preferiblemente de un
material de fibra de vidrio se encuentra situada en el canal
periférico 40, y envolviendo las piezas 34 del imán permanente. El
objeto de la banda 32 es tener de forma segura las piezas 34 del
imán permanente, con sus superficies limitantes radialmente
interiores 34A, y también para las altas velocidades de rotación,
en contacto con los lados periféricas planos 31A del cubo 31, y en
consecuencia para bloquear las piezas 34 del imán permanente en una
forma de bloqueo rígido rotacionalmente con el cubo 31, con el fin
de tener una transmitancia segura de los pares motores mecánicos
desde las piezas de los imanes permanentes sobre el cubo.
Están provistas dos placas de tapas 33 con una
pluralidad de aberturas 41, las cuales están alineadas con los
intersticios 35 entre las piezas 34 de los imanes permanentes. Estas
aberturas 41 y los intersticios 35 forman ventanas en el rotor 1,
dentro de las cuales si fuera necesario podrían insertarse piezas de
material para el equilibrado del rotor, o bien pegadas por los
medios de un agente de pegado. Si las placas del recubrimiento 33
comprenden, tal como se ha mencionado, un material metálico, estarán
provistas adecuadamente con aberturas 42 similares a ranuras por
ejemplo, que ayuden a amortiguar las corrientes parásitas en las
placas de recubrimiento, ayudando adicionalmente en la reducción de
la masa del rotor 1.
Si al medir en la dirección del eje de rotación
del rotor 1, el grosor de las placas 33 de recubrimiento es pequeño
con respecto al grosor de las piezas 34 del imán permanente medido
en la misma dirección, el grosor será a su vez pequeño si se
compara con el diámetro exterior de rotor 1. Si el diámetro exterior
del rotor llega a ser por ejemplo de aproximadamente 130 mm, el
grosor de las piezas 34 del imán permanente medido en la dirección
axial ascenderá por ejemplo a un valor de 3,2 a 4,0 mm, y por tanto
el grosor de cada placa 33 de recubrimiento ascenderá por ejemplo a
0,2 a 0,3 mm. Es obvio que dicho rotor, el cual además no comprende
ningún material ferromagnético pesado específico en absoluto, tendrá
una masa relativamente baja, y en consecuencia estará cargado con
una baja inercia de la masa. En consecuencia, el rotor puede ser
acelerado y desacelerado en forma rápida relativamente, debido a
los campos magnéticos de desplazamiento generados en las mitades 2
y 3 del estator por las bobinas 30, de forma que entre los campos
magnéticos instantáneos de las mitades 2 y 3 del estator por un
lado, y la posición rotacional correspondiente del rotor 1 estará
presente un pequeño retardo de tiempo. En otras palabras: el rotor
descrito 1 está en una posición para ajustar específicamente en la
velocidad los movimientos rotacionales ante los cambios en la
frecuencia de la corriente alterna que alimenta las bobinas del
estator 34.
Las dos placas 33 de recubrimiento y el
arrollamiento 32 generan no solo una rigidez mecánica incrementada
del rotor 1, sino que adicionalmente actúan como una protección de
la piezas del imán permanente de tierras raras 34 fácilmente
alterables negativamente por cuerpos extraños que puedan penetrar en
el espacio libre de aire del rotor 1 y las piezas 28 de hierro del
imán de las mitades del estator 2 y 3.
El cubo 31 del rotor 1 está colocado
adecuadamente sobre una sección no circular del eje 9, y está
provisto a tal fin con la abertura central 43, la cual está
conformada en la forma correspondiente a la sección transversal de
la sección del eje. No obstante, es posible también diseñar la
sección del eje y la abertura 43 en forma circular, y montar el
cubo 31 en la sección del eje por los medios de un encaje a
presión.
Con la forma de los motores de flujo axial de la
técnica anterior, tal como se representa en las figuras 1 a 3, los
imanes 34 tienen una superficie 34A pequeña de contacto plano con el
cubo 31 que forma el rotor 1. La operación de pegado de esta
pequeña superficie del imán 34A al cubo 31 puede no ser suficiente
para las fuerzas centrífugas a las cuales está sometido el imán 34
al trabajar a altas velocidades. Por esta razón, es necesario fijar
la banda 32 al rotor 1 al mismo tiempo como una fijación axial, para
evitar la atracción del imán 34 a las piezas del estator.
En principio, el grosor de la banda 32 no
presenta ningún problema, dado que diametralmente existe espacio
disponible que no es relevante para el rendimiento del motor. No
obstante, la distancia que existe entre el imán y el estator tiene
una gran influencia. Este grosor es interesante desde el punto de
vista magnético, puesto que al no tener el valor más pequeño
posible se incrementa el entrehierro magnético, y requiere más
volumen magnético para canalizar las mismas líneas del flujo hacia
las bobinas que forman el estator. Por tanto, la fijación que se
realiza sobre los imanes a través de la banda 32 incrementa el
entrehierro magnético, haciendo menos eficiente el sistema.
El objetivo de esta invención es reducir o
incluso evitar este refuerzo axial, y que el imán en sí pueda
tolerar la intensidad a la cual está sometido axialmente.
Una realización del sistema de acuerdo con la
invención es la representada en la figura 4. Cada imán que
corresponda a los imanes 34 descritos en relación con las figuras 1
a 3, tiene un canal recto pequeño 46 en la forma de una ranura que
se alinea con un polígono regular (en este caso un octágono) que se
forma por los planos rectos 47 y sobre la periferia externa del
cubo 48, que corresponde al cubo 31 anteriormente descrito. Estos
planos rectos 47 anclan los imanes 45 contra un posible
deslizamiento, (de la misma forma que una llave) al estar
insertados en los canales 46, en el caso que el imán 45 descanse en
una superficie cilíndrica. En esta realización, los canales 46
cooperan con los planos 47 para mantener los imanes 45 en forma
axial.
En esta realización, una banda idéntica a la
banda 32 (véanse las figuras 1 a 3) es necesaria, con el fin de
retener los imanes 45 contra las fuerzas centrífugas.
El objetivo era mantener el mismo volumen
magnético, de forma que el costo sea el mismo pero sin necesitar la
fijación axial, es decir, las placas de recubrimiento 33 de las
figuras 1 a 3, reduciendo el entrehierro magnético, y en
consecuencia sería mayor el par motor del motor.
Puede invertirse un sistema similar, el cual es
el ejemplo representado en la figura 5: en este caso, el plano
recto 49 sobresale del imán 50 en lugar de hacerlo desde el cubo 51.
En consecuencia, el plano recto saliente 49 en la parte inferior
del imán 50 se introduciría en el canal 52 como una guía, con el fin
de contrabalancear las fuerzas axiales en los imanes 50. En esta
realización, se precisaría de una banda 32 (tal como se representa
en las figura 1 a 3) para evitar el deslizamiento de los imanes 50,
separados por las fuerzas centrífugas de rotación.
En la realización y en el ejemplo, es posible
por supuesto el añadir un material de un pegamento al montar los
imanes en el cubo.
\newpage
En un segundo ejemplo, los medios para la
fijación de los imanes al cubo podrían ser diseñados no solo como
una contención de las fuerzas axiales, sino también de las fuerzas
centrífugas. En este segundo ejemplo, representado en la figura 6,
la geometría propuesta tiene la forma de una pieza de cola de milano
53 sobre el imán 54, el cual se inserta en uña ranura
correspondiente en el cubo. El montaje de dichos imanes 54, no
obstante, requeriría que el cubo estuviera formado por dos partes
preferiblemente, tal como podría comprender un técnico
especializado en la técnica.
La ventaja principal de este ejemplo es que
ahora ya no es necesaria una banda alrededor del rotor, reduciéndose
así el tiempo de fabricación del rotor y en consecuencia también el
costo.
Por supuesto, al igual que para la realización
expuesta anteriormente, este segundo ejemplo podría tener una
variante en donde la parte de la cola de milano podría situarse en
el cubo en lugar de las piezas de los imanes, y en este caso las
piezas del imán incluirían una ranura correspondiente para la
inserción de la pieza mencionada en forma de cola de milano.
En un tercer ejemplo mostrado en la figura 7, la
idea es taladrar al menos un agujero 58 en el cubo 56, y un agujero
correspondiente 57 en los imanes 56, y después añadir un perno 59
para anclar el imán 56 contra el cubo 55. Al utilizar un perno 59,
no hay necesidad de utilizar un adhesivo, por lo que se ahorra
tiempo durante las operaciones de la construcción.
Además del perno 59, se podría añadir al menos
un pasador 60 o bien otro perno situado a continuación y paralelo
al perno 59, para prevenir la rotación del imán 56 alrededor del
perno 59.
En lugar de los pernos 59 o pasadores 60 se
usarán preferiblemente tornillos prisioneros. El tornillo prisionero
es un tornillo sin cabeza y con una llave especial (denominada como
llave Allen) que se encaja en el cuerpo del tornillo para apretar
el mismo.
Los pasadores o tornillos prisioneros se fijan
mediante interferencia mecánica, por lo que es necesario taladrar
un agujero y realizar una rosca al igual que en los pernos.
Claims (1)
1. Un servomotor síncrono de corriente alterna,
que tiene un rotor (1) en forma de disco, el cual está situado
entre dos mitades del estator (2, 3), en donde cada una está
provista con un rodamiento (6, 15) para un eje (9) que soporta el
rotor y cada mitad del estator (2, 3) que comprende una pieza (28)
de hierro del imán, que tiene una pluralidad de ranuras radiales
(29) y una bobina eléctrica (30) que tiene conductores insertados
en las ranuras radiales; en donde el mencionado rotor (1) comprende
un numero par de piezas (45) de imanes permanentes, que tienen las
líneas del campo del imán extendiéndose paralelamente al eje (9);
formando las mencionadas piezas (45) del imán permanente una serie
anular que incluye intersticios (35) de un material magnéticamente
no conductor que se extiende alrededor de un cubo (48) soportado
sobre el eje, y en donde las piezas del imán permanente mencionadas
tiene lados planos que actúan como superficies de polos magnéticos
(N, S), que se extienden en planos paralelos sobre los que el eje
(9) se extiende perpendicularmente, y en donde las mencionadas
piezas (45) del imán permanente se alternan en serie con los polos
norte y sur, y por lo que los intersticios (35) entre las piezas
(45) del imán permanente adyacentes divergen radialmente hacia el
exterior; comprendiendo la periferia exterior del cubo (48) unas
piezas interiores axiales y unas piezas cilíndricas exteriores con
unas superficies planas periféricas (47), en donde los mencionados
planos periféricos (47) están en la zona central de las mencionadas
piezas interiores mencionadas y las piezas cilíndricas exteriores,
en donde los mencionados planos periféricos (47) se extienden además
a lo largo de los lados de un polígono regular y en los bordes
situados en medio; y teniendo las mencionadas piezas (45) del imán
permanente unas superficies limitantes situadas radialmente hacia
dentro, perfiladas como segmentos cilíndricos y canales rectos (46)
que están provistos en medio entre las mencionadas superficies
limitantes, creando así superficies limitantes interiores y
exteriores axiales, en donde cada superficie limitante interior
axial está soportada sobre una mencionada parte cilíndrica interior
axial, y en donde cada superficie limitante exterior axial está
soportada sobre una mencionada parte cilíndrica exterior axial, y en
donde los canales rectos (46) están soportados sobre las
plataformas planas (47) del cubo (48); el mencionado rotor comprende
además una banda colocada alrededor del rotor (1), en donde las
plataformas planas periféricas (47) del cubo (48) forman un
polígono regular sobre la periferia exterior del cubo cooperando con
los mencionados canales rectos (46) de los imanes (45) para la
fijación de las mencionadas piezas de los imanes (45) sobre el
mencionado cubo (48) y reteniendo los imanes (45) en la dirección
axial mediante el acoplamiento de las mencionadas plataformas
planas periféricas (47) y los mencionados canales rectos (46).
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EP2096735A4 (en) * | 2006-12-06 | 2014-07-30 | Honda Motor Co Ltd | AXIAL SPACE MOTOR |
JP2008271640A (ja) * | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Honda Motor Co Ltd | アキシャルギャップ型モータ |
JP4707696B2 (ja) * | 2007-06-26 | 2011-06-22 | 本田技研工業株式会社 | アキシャルギャップ型モータ |
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JP4729551B2 (ja) * | 2007-10-04 | 2011-07-20 | 本田技研工業株式会社 | アキシャルギャップ型モータ |
US7977843B2 (en) * | 2007-10-04 | 2011-07-12 | Honda Motor Co., Ltd. | Axial gap type motor |
GB201100826D0 (en) * | 2011-01-18 | 2011-03-02 | Bremner Christopher P J | Improvements in magnetic couplings |
US20130099617A1 (en) * | 2011-10-24 | 2013-04-25 | Bradley D. Chamberlin | Electric machine with magnet holder |
FR2987185B1 (fr) * | 2012-02-21 | 2015-08-07 | Alstom Hydro France | Systeme de fixation d'elements magnetiques dans une machine electrique a aimants permanents. |
CN107147226B (zh) | 2016-03-01 | 2022-01-25 | 雷勃澳大利亚私人有限公司 | 转子、电机及相关方法 |
JP6685166B2 (ja) * | 2016-04-06 | 2020-04-22 | 株式会社日立産機システム | アキシャルギャップ型回転電機 |
FR3064423B1 (fr) * | 2017-03-22 | 2019-11-15 | Whylot Sas | Rotor pour moteur ou generatrice electromagnetique a structure alveolaire comportant des alveoles pour le logement d'aimants respectifs |
CN107492962A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-12-19 | 杭州中豪电动科技股份有限公司 | 一种盘式电机的磁钢固定结构 |
TWI658682B (zh) * | 2017-09-29 | 2019-05-01 | 煊銘國際股份有限公司 | 模組式發電裝置 |
EP3480930B1 (de) * | 2017-11-03 | 2021-03-31 | Miba Sinter Austria GmbH | Axialflussmaschine |
FR3083023B1 (fr) * | 2018-06-22 | 2021-12-03 | Whylot Sas | Rotor pour moteur ou generatrice electromagnetique avec branches effiles |
US20200212741A1 (en) * | 2018-12-26 | 2020-07-02 | Blue Canyon Technologies Inc. | Axial flux motor |
WO2021003588A1 (zh) * | 2019-07-05 | 2021-01-14 | 余仁伟 | 盘式电机转子 |
FR3121295B1 (fr) * | 2021-03-24 | 2023-09-01 | Renault Sas | rotor pour machine électrique à flux axial, des procédés d’assemblage et de démontage d’un tel rotor |
DE102022118357A1 (de) | 2022-07-22 | 2023-05-04 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Elektrischer Achsantriebsstrang sowie elektrisch oder hybrid betreibbares Kraftfahrzeug |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2767368A (en) * | 1950-12-21 | 1956-10-16 | Kober William | Dynamoelectric control |
US3953752A (en) * | 1973-03-16 | 1976-04-27 | P. R. Mallory & Co. Inc. | Permanent magnet rotor for a synchronous motor and method of making same |
DE2342499A1 (de) * | 1973-08-23 | 1975-03-06 | Bosch Gmbh Robert | Haltevorrichtung fuer feldmagnete im gehaeuse elektrischer maschinen |
JPS53116410A (en) | 1977-03-22 | 1978-10-11 | Sony Corp | Positioning method of permanent magnet for motor |
US4549341A (en) * | 1983-07-19 | 1985-10-29 | The Garrett Corporation | Method for producing a permanent magnet rotor |
CH663121A5 (de) * | 1983-10-03 | 1987-11-13 | Mavilor Syst Sa | Wechselstrom-synchron-servomotor. |
JP2515095B2 (ja) | 1985-08-21 | 1996-07-10 | トヨタ自動車株式会社 | ブラシレスモ−タ |
US4855630A (en) * | 1988-05-05 | 1989-08-08 | A. O. Smith Corporation | Permanent magnet rotor with magnet retention band |
JPH02119545A (ja) * | 1988-10-26 | 1990-05-07 | Matsushita Electric Works Ltd | 永久磁石回転子 |
JPH0654472A (ja) * | 1992-07-24 | 1994-02-25 | Nippon Kentetsu Co Ltd | モーターのローター面フェライト磁石の固定構造 |
JPH08168227A (ja) | 1994-12-15 | 1996-06-25 | Toshiba Ave Corp | アキシャルギャップ形モータ |
US6812609B2 (en) * | 1998-10-21 | 2004-11-02 | Werner Anwander | Electric machine having electric coils and permanent magnets |
JP2001078376A (ja) * | 1999-09-03 | 2001-03-23 | Kokusan Denki Co Ltd | 回転電機用磁石回転子 |
JP4566336B2 (ja) * | 2000-05-31 | 2010-10-20 | 株式会社ソディック | 同期機ロータ |
US6603232B2 (en) * | 2001-11-02 | 2003-08-05 | Electric Boat Corporation | Permanent magnet retaining arrangement for high speed rotors |
JP4065520B2 (ja) | 2002-12-26 | 2008-03-26 | キヤノン株式会社 | 駆動装置 |
TWI238586B (en) * | 2002-12-20 | 2005-08-21 | Canon Kk | Actuator |
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