ES2682997T3 - Máquina dinamoeléctrica de tipo de espacio axial - Google Patents

Máquina dinamoeléctrica de tipo de espacio axial Download PDF

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ES2682997T3
ES2682997T3 ES02788684.5T ES02788684T ES2682997T3 ES 2682997 T3 ES2682997 T3 ES 2682997T3 ES 02788684 T ES02788684 T ES 02788684T ES 2682997 T3 ES2682997 T3 ES 2682997T3
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Shinya Naito
Haruyoshi Hino
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Yamaha Motor Co Ltd
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Abstract

Una máquina (19) eléctrica giratoria de tipo de espacio axial, que comprende: un yugo en un lado de un rotor (21) en forma de placa circular fijada a un árbol (20) giratorio; un yugo en un lado de un estator (23) en forma de placa circular opuesta al yugo en el lado del rotor (21), teniendo cada uno de los dos yugos una primera cara, opuesta a la primera cara correspondiente del otro yugo y una segunda cara; un imán (22) fijado a la primera cara del primero de los yugos; una pluralidad de dientes (24) dispuestos de manera radial en la primera cara del segundo yugo, estando la pluralidad de dientes opuestos al imán (22) y fijados al segundo yugo; y una bobina (25) enrollada alrededor de cada uno de la pluralidad de dientes (24); en donde los dientes (24) comprenden un miembro laminado de miembros (124) de placa para los dientes (24) en donde los miembros (124) de placa para los dientes (24) están laminados superponiendo las caras (124a) de placa delantera y trasera en una dirección radial, de modo que las caras (124a) delantera y trasera de los miembros (124) de placa para los dientes (24) estén alineadas en una dirección circunferencial caracterizado porque una pluralidad de porciones de resistencia (36, 36', 46) contra una corriente inducida generada dentro del segundo yugo en un entorno de cada diente (24) están provistas en el segundo yugo, respectivos orificios (37) de fijación para fijar los dientes (24) al segundo yugo (21, 23) están provistos en el segundo yugo (21, 23), teniendo los orificios (37) de fijación una forma alargada, el lado largo de la cual está dirigido en la dirección radial; y está provista una porción (45) de resistencia magnética para reducir un flujo magnético entre cada diente (24) y la superficie interna del respectivo orificio (37) de fijación a lo largo de la dirección radial.

Description

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DESCRIPCION
Maquina dinamoelectrica de tipo de espacio axial Campo tecnico
La presente invencion se refiere a una maquina electrica giratoria que tiene un rotor y un estator que constituyen un motor electrico, un generador o similar y que utiliza tanto el funcionamiento de un motor como de un generador, como freno regenerativo cuando la maquina electrica giratoria se utiliza como una fuente de accionamiento de un vehiculo.
Antecedentes de la tecnica
Un motor electrico de tipo de espacio radial se utiliza como un motor electrico general de una fuente de accionamiento o similar de un vehiculo electrico de dos ruedas o similar. El motor electrico de tipo de espacio radial esta provisto de un iman alrededor de un eje en forma cilindrica en un lado de, por ejemplo, un rotor, y provisto de una pluralidad de dientes opuestos a una cara cilindrica del iman en un lado de un estator y enrollado con bobinas alrededor de los dientes. Por lo tanto, se forma un espacio entre las caras opuestas del iman y los dientes respectivos en forma cilindrica a lo largo del eje.
Por otra parte, se utiliza un motor electrico de tipo de espacio axial como fuente de accionamiento de giro de un aparato de audio o similar que tiene un rendimiento comparativamente pequeno. El motor electrico de tipo de separacion axial esta constituido por un yugo en un lado de un rotor en forma de placa circular fijada a un eje giratorio, un yugo en un lado de un estator en forma de placa circular opuesta al yugo en el lado del rotor, un iman fijado a un lado de una cara opuesta del yugo de, bien un yugo en el lado del rotor o bien en el lado del estator, una pluralidad de dientes dispuestos en el lado de una cara opuesta de otro yugo en el lado del rotor o del lado del estator de manera radial y opuesta al iman y bobinas enrolladas alrededor de los respectivos dientes. Por lo tanto, se forma un espacio entre las caras opuestas del iman y los dientes en una forma plana ortogonal a un eje.
La figura 22 es una vista explicativa de un flujo magnetico de un motor electrico de tipo de espacio axial de un antecedente de la tecnica. El dibujo muestra un flujo magnetico solo con respecto a un diente 3 y se omite una ilustracion de esto mismo con respecto a los dientes 3 contiguos izquierdo y derecho.
El estator 1 esta provisto de un yugo 2 de estator en forma de placa circular que tiene un miembro laminado de placas de acero y una pluralidad de dientes 3 que, de manera similar, tienen cada uno un elemento laminado de placas de acero que estan dispuestas de manera radial por encima del yugo 2 de estator. Cada diente 3 esta enrollado con una bobina (no ilustrada). Un rotor (no ilustrado) en forma de placa circular esta dispuesto de manera opuesta a los dientes 3 de estator. Se fija un iman al rotor en un espacio predeterminado desde las caras superiores de los dientes 3. Circunstancialmente, la forma de placa circular incluye una forma circular y una forma anular plana (forma toroidal).
Se forma un circuito magnetico entre el rotor, no ilustrado, y el estator, y un flujo magnetico que sale de un polo N del iman se hace fluir al diente 3 y al yugo 2 de estator (flecha A) y fluir a un polo S (no ilustrado) del iman al pasar otros dientes 3. Al activar la bobina, el diente de esa bobina se excita para atraer y repeler el iman del rotor opuesto a la cara superior del diente. Al conmutar sucesivamente la activacion de la bobina, los dientes excitados se mueven sucesivamente y el rotor gira junto con el iman.
De acuerdo con dicho motor de tipo de espacio axial, las caras opuestas del iman y los dientes son ortogonales a una direccion axial y, por lo tanto, una longitud en la direccion axial se vuelve mas corta que la del tipo de espacio radial. Tambien en el caso de aumentar un rendimiento, las caras opuestas entre si a traves del espacio se pueden aumentar sin prolongar la longitud en la direccion axial y, por lo tanto, la constitucion puede contribuir a hacer mas estrecha la formacion del motor.
Sin embargo, de acuerdo con el motor electrico de tipo de espacio axial descrito anteriormente, al activar la bobina, el flujo magnetico que fluye desde el diente 3 al yugo 2 de estator cambia en su direccion y magnitud debido a que el iman en el lado del rotor se hace girar y mediante induccion electromagnetica acorde con una variacion, una corriente B inducida en forma de torbellino se hace fluir en el interior del yugo 2 de estator centrandose en el diente 3 en el entorno del mismo (figura 22 ). La corriente B inducida se convierte en calor de Joule lo que constituye perdida de energia y se reduce la eficiencia del motor.
Aunque la perdida de energia por el calor no causa un problema grave en el caso de un bajo rendimiento, cuando se usa un iman potente para lograr un gran par de torsion como en, por ejemplo, un vehiculo electrico de dos ruedas, la perdida aumenta significativamente y tambien aumenta la tasa de incremento de temperatura para producir altas temperaturas.
Por lo tanto, aunque dicho motor electrico de tipo de espacio axial es de un tipo estrecho y se considera que es preferible montarlo en un eje o similar de un vehiculo electrico de dos ruedas, la eficiencia del motor se reduce
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significativamente en el caso del vehiculo electrico de dos ruedas que tiene un alto par de torsion y utiliza un iman potente y, por lo tanto, el motor electrico del tipo de espacio axial no se aplica como fuente de accionamiento.
El documento WO01/06623 muestra un generador para una turbina eolica. El estator y el rotor estan provistos en la direccion axial y estan disenados con placas que estan provistas en la direccion axial del rotor.
El documento DE3230283 describe un motor axial sin escobillas cuyo estator 3 consiste en formas de placa que se extienden en la direccion axial y que tambien se extienden en la direccion circunferencial.
El documento US4745345 muestra un motor de corriente continua sin escobillas en el que el rotor consta de imanes 100 que estan hechos de placa de acero y que son oblicuos desde la posicion radial para reducir el flujo del impulso durante el giro. El documento JP03086051 divulga que la provision de porciones de resistencia en el yugo puede reducir las perdidas debidas a las corrientes en torbellino. La invencion toma en consideracion el antecedente de la tecnica descrito anteriormente y es un objeto de la misma proporcionar una maquina electrica giratoria de tipo de espacio axial que sea de tamano pequeno y logre una alta eficiencia de motor como, por ejemplo, una fuente de accionamiento que tenga un alto par de torsion que usa un iman potente al reducir la perdida de energia por una corriente inducida.
Divulgacion de la invencion
Para alcanzar el objeto descrito anteriormente, se propone una maquina electrica giratoria de tipo de espacio axial de acuerdo con la reivindicacion 1. De acuerdo con la constitucion, una corriente inducida por un flujo magnetico que fluye desde el iman hacia los dientes se puede reducir de manera efectiva. Esto se basa en las siguientes razones.
El iman esta constituido por una placa circular (forma toroidal) y, por lo tanto, en una direccion circunferencial de los dientes, el iman esta presente tambien en una porcion que no es opuesta a los dientes. El flujo magnetico que sale de ese iman no se introduce en una cara opuesta (cara superior) del diente, sino en una cara del lado (cara lateral) en un lado en una direccion radial (C de las figuras 17, 18). Cuando la cara lateral esta dispuesta en un lateral de las caras para superponerse a los miembros de placa de los dientes, se forma una corriente en torbellino en el frontal y, por lo tanto, se hace fluir una gran corriente inducida.
Por otra parte, incluso cuando el iman es extruido en una direccion radial desde una cara del mismo opuesta a los dientes, una cantidad del mismo es pequena y, por lo tanto, tambien una cantidad del flujo magnetico que sale del iman (D de las figuras 17, 18) es pequena. Por lo tanto, incluso cuando la cara es la cara para superponerse a los miembros de placa para los dientes, la perdida es pequena. Es decir, el iman opuesto a los dientes esta provisto de una cara rectangular real opuesta a los dientes y porciones extruidas de los bordes perifericos externos de cuatro lados. Las porciones extruidas de cuatro lados son cuatro lados de dos lados internos y externos en la direccion radial y dos lados izquierdos y derechos en la direccion circunferencial. Entre ellos, las porciones extruidas en la direccion circunferencial son mas grandes que las porciones extruidas en la direccion radial y, por lo tanto, disponiendo una cara lateral (cara que muestra un grosor de placa) de cada miembro de placa para los dientes de manera opuesta al flujo magnetico de la direccion circunferencial, la corriente en torbellino es dificil que se forme y se puede reducir la corriente inducida.
Dicho de otro modo, debido a que las porciones extruidas en la direccion radial son mas pequenas que las porciones extruidas en la direccion circunferencial, la corriente inducida se puede reducir proporcionando el flujo magnetico de las porciones al lado de las caras para superponerse a los miembros de placa para los dientes.
Circunstancialmente, casi todo el flujo magnetico que sale del iman es atraido a los dientes al pasar las caras superiores de los dientes, y el flujo magnetico de la porcion extruida es pequeno.
De acuerdo con la constitucion, una cara de cada miembro de placa para los dientes desde el que se ve una cara lateral de los mismos (una cara en la que una corriente en torbellino es dificil que fluya) esta dispuesta en la direccion longitudinal, la cara esta dispuesta en un lado que tiene un gran flujo magnetico y, por lo tanto, la corriente inducida se puede reducir de manera eficiente.
Un ejemplo de constitucion preferente se caracteriza porque el orificio de fijacion es de forma rectangular.
De acuerdo con la constitucion, los dientes pueden formarse laminando los miembros de placa para que los dientes tengan una forma constante.
De acuerdo con la constitucion de la reivindicacion 1, aumentando la resistencia magnetica formando, por ejemplo, un espacio entre el lateral de las caras para superponerse a los miembros de placa para los dientes en los que la corriente en torbellino es susceptible de formarse y el orificio de fijacion, el flujo magnetico que pasa por las caras se reduce y la corriente inducida se reduce.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 es una vista lateral de un vehiculo electrico de dos ruedas al que se aplica la invencion.
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La figura 2 es un diagrama de una porcion de rueda trasera del vehiculo electrico de dos ruedas de la figura 1.
La figura 3 es una vista en perspectiva de una constitucion de una porcion esencial de un estator de acuerdo con un ejemplo util para la comprension de la invencion.
La figura 4 es una vista explicativa del funcionamiento del ejemplo de la figura 3.
La figura 5 es una vista en planta de un yugo de estator del ejemplo de la figura 3.
La figura 6 es una vista en planta de un yugo de estator de acuerdo con otro ejemplo util para la comprension de la invencion.
La figura 7 es una vista en planta de un yugo de estator de acuerdo con otro ejemplo mas util para la comprension de la invencion.
La figura 8 es una vista explicativa de la forma de otro modo de realizacion mas de la invencion.
La figura 9 ilustra vistas en seccion de un yugo de estator.
La figura 10 ilustra vistas explicativas de ejemplos de formas de hendiduras.
La figura 11 es una vista en despiece ordenado de un estator de acuerdo con un ejemplo util para la comprension de la invencion.
La figura 12 es una vista en perspectiva completa del estator de la figura 11.
La figura 13 es una vista en seccion completa de un motor electrico integrado con el estator de la figura 12.
La figura 14 ilustra vistas explicativas de un ejemplo util para la comprension de la invencion sellada por un molde de resina.
La figura 15 es una vista en perspectiva de otro ejemplo util para la comprension de la invencion.
La figura 16 es una vista en perspectiva de un modo de realizacion de la invencion.
La figura 17 es una vista explicativa de un flujo magnetico del ejemplo de la figura 15.
La figura 18 es una vista explicativa de un flujo magnetico del ejemplo de la figura 11.
La figura 19 ilustra vistas explicativas de otros modos de realizacion de la invencion.
La figura 20 ilustra vistas explicativas de otros ejemplos utiles para la comprension de la invencion.
La figura 21 es una vista explicativa de otro ejemplo util para la comprension de la invencion.
La figura 22 es una vista explicativa de una corriente inducida en un estator de un antecedente de la tecnica.
Mejor modo para realizar la invencion
Se dara una descripcion de los modos de realizacion de la invencion con referencia a los dibujos de la siguiente manera.
La figura 1 es una vista lateral de un vehiculo electrico de dos ruedas al que se aplica un motor electrico de tipo de espacio axial de la invencion.
El vehiculo 10 electrico de dos ruedas esta montado con un eje de direccion (no ilustrado) de un manillar 6 que esta insertado en un tubo 5 principal unido de manera fija a un extremo frontal de un chasis 4 principal y soporta una rueda 8 delantera a traves de una horquilla 7 delantera conectada a la misma. Se proporciona un asiento 9 en una porcion central de la carroceria de un vehiculo y una bateria 11 esta fijada al chasis 4 principal en un lado inferior del asiento. Un brazo 13 basculante esta soportado de manera pivotante por medio de un pivote 12 a traves de un amortiguador 14 desde una porcion central hasta un lado posterior del chasis 4 principal. Una carcasa 16 del motor esta formada de manera integral en una porcion de extremo posterior en el brazo 13 basculante. El motor electrico de tipo de espacio axial de acuerdo con la invencion, mencionado mas adelante, esta montado en el interior de la carcasa 16 del motor junto con un eje (no ilustrado) de una rueda 15 trasera y de manera coaxial con el eje.
La figura 2 es un diagrama de una porcion esencial de una porcion de rueda trasera del vehiculo electrico de dos ruedas.
Un neumatico 15a de la rueda 15 trasera esta montado con una rueda 18 fijada a un eje 17. Un motor 19 electrico de tipo de espacio axial esta montado en el interior de la carcasa 16 del motor integrada con el brazo 13 basculante. El motor 19 electrico esta constituido por un arbol 20 de rotor, un yugo 21 de rotor fijado al arbol 20 del rotor, un iman
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22 fijado al yugo 21 de rotor, un yugo 23 de estator fijado a la carcasa 16 de motor, una pluralidad de dientes 24 fijados al yugo 23 de estator estando alineados de manera radial y opuesta al iman 22, y una bobina 25 enrollada alrededor de cada uno de los dientes 24.
Una porcion de extremo del rotor 20 esta soportada de manera giratoria por la carcasa 16 del motor a traves de un cojinete 26 y su otro extremo esta soportado de manera giratoria por el eje 17 a traves de un soporte 27 del arbol. El arbol 20 del rotor esta conectado al eje 17 a traves de un mecanismo 28 planetario. El mecanismo 28 planetario en si mismo, es conocido publicamente y esta constituido por un alojamiento 29 cilindrico, un engranaje 30 anular provisto en una cara interna del alojamiento 29, un engranaje 31 central provisto en el arbol 20 del rotor, un engranaje 32 planetario que gira y da vueltas al acoplarse con el engranaje 31 central y el engranaje 30 anular, un portador 33 que soporta el engranaje 32 planetario y una placa 34 de soporte del portador que soporta el portador 33 y esta integrada con el eje 17. El eje 17 esta unido de manera giratoria al alojamiento 29 a traves de un cojinete 35.
La figura 3 es un diagrama de una porcion esencial de una porcion de estator de un motor electrico de tipo de espacio axial. Una pluralidad de dientes 24 que tienen cada una un miembro laminado de placas de acero estan dispuestos de manera radial por encima del yugo 23 de estator en forma de placa circular (forma toroidal) que tiene un miembro laminado de placas de acero y esta, por ejemplo, ajustado a presion de manera fija al mismo. Como se muestra en la figura 11, mencionada mas adelante, el yugo 23 de estator esta formado por miembros 123 de placa laminados para el yugo constituido por placas de acero perforadas (en este ejemplo en forma toroidal como se muestra en la figura 3). Ademas, como se muestra en la figura 11, los dientes 24 estan formados por miembros 124 de placa laminados para los dientes constituidos por placas de acero perforadas.
Los miembros 124 de placa para los dientes se laminan superponiendo las caras 124a de placa delantera y trasera. Una cara 124b lateral en correspondencia con un grosor de placa de una placa de acero esta expuesta a una cara lateral del diente 24 que es el miembro laminado. De acuerdo al ejemplo, una direccion de laminacion es una direccion de radio (direccion radial) y el diente 24 esta ajustado a presion de manera fija al yugo 23 de manera que una direccion de la cara 124a de placa que constituye la cara para superponerse se convierte en una direccion circunferencial.
La bobina 25 (figura 2) esta enrollada alrededor de cada diente 24. Como se muestra en la figura 2, mencionada anteriormente, el iman 22 fijado al yugo 21 de rotor en forma de placa circular esta dispuesto de manera opuesta a los dientes 24 con un espacio predeterminado entre ellos. De acuerdo con el ejemplo, se forma una hendidura 36 cortando el yugo 23 de estator en un lado periferico externo de cada diente 24.
La figura 4 es una vista explicativa del funcionamiento de la hendidura prevista en el yugo de estator.
Al activar la bobina (no ilustrada) enrollada alrededor de cada diente 24, el diente 24 de la bobina se excita para atraer y repeler el iman del rotor (no ilustrado) opuesto a una cara superior del diente. Al conmutar sucesivamente la bobina excitada, el rotor gira para atraer y repeler sucesivamente el iman. En esta ocasion, se hace que fluya un flujo magnetico desde un lado del iman hasta los dientes 24 y se forma una trayectoria magnetica pasando el iman, el diente 24 predeterminado y el yugo 23 de estator. El flujo magnetico que forma la trayectoria magnetica esta hecho para fluir desde el diente 24 predeterminado pasando por el yugo 23 de estator como se muestra mediante una flecha A. Como se explico con referencia a la figura 17, se genera una corriente inducida en el interior del yugo
23 de estator en el entorno del diente 24 (en una posicion de una linea de puntos en el dibujo). Sin embargo, de acuerdo con el ejemplo, la hendidura 36 para constituir una capa aislante se forma en el yugo 23 de estator en un lado periferico externo de una porcion fijada a presion de una porcion de raiz de cada diente 24 y, por lo tanto, se bloquea una corriente inducida y esencialmente, la corriente inducida no fluye.
Es decir, la ranura 36 constituye una porcion de resistencia contra la corriente inducida y la corriente inducida se bloquea o reduce. La porcion de resistencia no se limita a una hendidura que tiene un intervalo estrecho, sino que puede estar formada por una porcion de espacio de un corte que no tiene casi ningun intervalo o un orificio que tenga otra forma o similar. Ademas, se puede interponer una pelicula aislante o se puede rellenar con un agente aislante de una resina o similar. O bien, la corriente inducida puede reducirse proporcionando una propiedad aislante mediante la desnaturalizacion de una porcion a la que la corriente inducida fluye mediante un tratamiento de un tratamiento quimico, un tratamiento con laser o similar.
La figura 5 es una vista en planta del yugo de estator de acuerdo con el ejemplo. El yugo 23 de estator en forma anular esta formado para ser atravesado por una pluralidad de orificios 37 de ajuste a presion de los dientes. La hendidura 36 abierta a un lado periferico externo de cada orificio 37 de ajuste de presion se forma cortando el yugo 23 de estator.
El orificio 37 de ajuste a presion es una porcion de fijacion para insertar una porcion del diente (porcion 24a de ajuste a presion en la figura 11) para fijarse al yugo. La porcion de fijacion puede ser un orificio que atraviesa el yugo 23 en una direccion del grosor de la placa como se muestra en la figura 9(A), mencionada mas adelante, o puede ser un rebaje que no atraviesa a traves del mismo sino formado con un orificio en su centro como se muestra en la figura 9(C).
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La figura 6 es una vista en planta de un yugo de estator de acuerdo con otro ejemplo. El ejemplo se forma con una hendidura 36 cortando un lado periferico interno de cada orificio 37 de ajuste a presion de los dientes formados en un yugo 23 de estator. Incluso cuando el lado periferico interno de cada orificio 37 de ajuste a presion de los dientes se corta de este modo, similar al ejemplo de la figura 5, la corriente inducida puede bloquearse.
La figura 7 es una vista en planta de un yugo de estator de acuerdo con otro ejemplo mas. El ejemplo esta formado con una hendidura 36 en forma de arco circular o una forma lineal mediante la comunicacion de porciones centrales en una direccion radial de orificios 37 de ajuste a presion de los dientes contiguos unos a otros. De este modo, la hendidura 36 se forma a lo largo de una direccion circunferencial (una direccion ortogonal a la direccion radial) de un yugo 23 de estator. Por medio de la hendidura 36, puede bloquearse o reducirse una corriente inducida formada en un entorno del orificio de ajuste a presion fijado al diente.
En este caso, puede evitarse que se genere de forma efectiva la corriente inducida formando la hendidura 36 conectando un conjunto de los dientes 24 formando 360° en un angulo electrico. El ejemplo de la figura 7 es un ejemplo de formacion de un angulo electrico de 360° por tres piezas de dientes 24 contiguos (fase U, fase V, fase W) en un motor que tiene 18 ranuras y 12 polos y la hendidura 36 esta formada conectando las porciones centrales en la direccion radial de los respectivos orificios 37 de ajuste a presion de los dientes en cada tres piezas de los orificios 37 de ajuste a presion de los dientes contiguos unos a otros. Ademas, una posicion de la hendidura 36 tambien puede diferente a la de la porcion central.
La figura 8 es una vista explicativa de una forma de otro ejemplo mas. El ejemplo esta formado con una porcion 136 de conexion en una porcion de extremo de una hendidura de modo que un borde periferico del orificio 37 de ajuste a presion de los dientes se lleva a un estado continuo sin abrir la hendidura 36 al orificio 37 de ajuste a presion de los dientes sino cortando la hendidura 36 antes que el orificio de ajuste a presion de los dientes. De este modo, no solo se reduce la corriente inducida, sino que tambien se puede evitar la deformacion del yugo de estator y la reduccion de una fuerza para retener los dientes ajustados a presion mediante la formacion de la hendidura 36. Ademas, aunque el ejemplo del dibujo muestra un ejemplo de aplicacion al ejemplo de la figura 5 formada con la hendidura 36 en un lado periferico externo del diente, tambien con respecto a los ejemplos de la figura 6 y la figura 7, de manera similar, la hendidura 36 puede formarse sin abrir la hendidura 36 al orificio 37 de ajuste a presion de los dientes, pero en un estado en el que se haga que el borde periferico del orificio 37 de ajuste a presion de los dientes sea continuo.
La figura 9 ilustra vistas en seccion de una porcion del yugo 23 tomadas a lo largo de una linea X-X de la figura 8.
Como se muestra en la figura 9(A), el yugo 23 de estator es el miembro laminado de los miembros 123 de placa para el yugo y la porcion 136 de conexion esta formada entre el orificio 37 de ajuste a presion y la hendidura 36.
La figura 9(B) es un ejemplo modificado de la figura 9(A) y es un ejemplo en el que la hendidura 36 no es atravesada en la direccion del grosor de la placa del yugo 23 sino que esta formada en su centro. De acuerdo con el ejemplo, el miembro 123 de placa mas inferior del yugo no esta formado con una abertura para la hendidura. De este modo, proporcionando una porcion en la que la hendidura no se forma tambien en la direccion del grosor de la placa del yugo junto con la porcion 136 de conexion, se aumenta el efecto de prevencion de la deformacion del yugo.
La figura 9(C) muestra el orificio 37 de ajuste a presion en forma de rebaje en el que el orificio 37 de ajuste a presion no esta atravesado en la direccion del grosor de la placa del yugo 23 sino que esta formada en su centro. De acuerdo con el ejemplo, el miembro 113 de placa mas inferior del yugo no esta formado con el agujero 37 de ajuste a presion.
Las Figuras 10(A) a 10(G) son vistas que muestran otros ejemplos mas de formas de porciones de resistencia contra la corriente inducida. La figura 10(A) esta formada con las hendiduras 36 de manera alternativa en el lado periferico interno y el lado periferico externo de los orificios 37 de ajuste a presion. Las hendiduras 36 pueden no estar provistas de manera alternativa en cada lado periferico interno y lado periferico externo de los orificios 37 de ajuste a presion sino en cada una de sus multiples piezas.
La figura 10(B) esta formada con dos de las hendiduras 36 desde una direccion inversa en el lado periferico externo (o lado periferico interno). Alineando dos (o mas) de las hendiduras en forma de laberinto en un estado en el que las porciones de extremo de las hendiduras en un lado no estan abiertas sino cerradas para, de este modo, ser continuas, similar al ejemplo de la figura 8, no solo la resistencia del yugo se mantiene, sino que tambien aumenta la resistencia contra la corriente inducida y aumenta el efecto de reduccion de la corriente inducida.
En la figura 10(C), ambas porciones de extremo de las hendiduras 36 en la direccion radial no estan abiertas, sino que estan cerradas para conectarse. Es decir, en el ejemplo de la figura 8, tambien con respecto al lado del borde periferico externo del yugo 23, las porciones de extremo de las hendiduras 36 estan hechas para ser continuas, similares a las del lado periferico interno.
En la figura 10(D), la hendidura 36 en la direccion radial esta inclinada en una direccion oblicua. La hendidura 36 puede estar doblada.
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En la figura 10(E), entre los orificios 37 de ajuste a presion contiguos unos a otros, la pluralidad (tres en este ejemplo) de las hendiduras 36 esta provista en la direccion circunferencial en forma de laberinto similar a la figura 10(B).
En la figura 10(F), entre los orificios 37 de ajuste a presion contiguos unos a otros, se proporciona, en la direccion circunferencial, la hendidura 36 que esta hecha para ser continua cerrando ambos extremos de la misma de manera similar a la figura 10(C).
En la figura 10(G), una porcion de resistencia contra la corriente inducida esta constituida formando orificios 36', en forma circular en lugar de las hendiduras 36 en el lado periferico interno y el lado periferico externo del orificio 37 de ajuste a presion. La forma, una posicion y una serie de las porciones de resistencia (orificios 36') no estan limitadas a las del ejemplo del dibujo.
La figura 11 es una vista en despiece ordenado del estator de acuerdo con un ejemplo. De acuerdo con el ejemplo, se muestra el estator de acuerdo con la figura 5. El yugo 23 de estator formado con la hendidura 36 en el lado periferico externo del orificio 37 de ajuste a presion de los dientes es el miembro laminado de los miembros 123 de placa para el yugo formado de placas de acero. El diente 24 que es el miembro laminado de los miembros 124 de placa para los dientes formados de placas de acero se inserta en el yugo 23 de estator pasando un carrete 38 (aislador) hecho de un miembro aislante y una brida 39 de carrete que estan montados en una posicion de cada orificio 37 de ajuste a presion de los dientes del yugo 23 de estator. El diente 24 se sujeta de manera fija al ajustar a presion la porcion 24a de ajuste a presion en un extremo inferior del mismo en el orificio 37 de ajuste a presion de los dientes. La bobina 25 se enrolla alrededor del diente 24 a traves del carrete 38.
La figura 12 es una vista en perspectiva completa del estator. Como se muestra en la figura 11, mencionada anteriormente, los dientes 24 enrollados con las bobinas 25 a traves de los carretes 38 estan alineados de manera radial por encima del yugo 23 de estator anular y ajustados a presion para sujetarse de manera fija. De este modo, se forma el estator 1. De acuerdo con el ejemplo, la hendidura 36 esta formada en el yugo 23 de estator en el lado periferico externo de cada diente 24.
La figura 13 es una vista en seccion completa de un motor electrico integrado con el estator de la figura 12.
Una carcasa 40 de motor que rodea todo el motor esta constituida por una cubierta 41 delantera y una cubierta 42 trasera en forma de placa circular y una cubierta 43 lateral en forma cilindrica. La cubierta 41 delantera esta fijada con el yugo 23 de estator formado con la hendidura 36 descrita anteriormente. Una porcion de extremo del arbol 20 del rotor se monta de manera giratoria en la cubierta 41 delantera a traves del cojinete 26. La zona de la porcion de extremo externo del arbol 20 de rotor esta soportada de manera giratoria por la cubierta 42 trasera a traves de un cojinete 44. El yugo 21 de rotor esta fijado al arbol 20 de rotor. El yugo 21 de rotor esta fijado con el iman 22. Los dientes 24 ajustados a presion al yugo 23 de estator estan dispuestos para que esten opuestos al iman 22 a traves de un espacio G predeterminado entre ellos.
La figura 14 muestra el estator sellado por un molde de resina. La figura 14(A) es una vista en planta y la figura 14(B) es una vista en seccion.
El yugo 23 esta montado con la pluralidad de dientes 24 en forma anular y cada diente 24 esta enrollado con la bobina 25 a traves del carrete 38. Esencialmente todo el estator 1 que tiene el yugo 23 y los dientes 24 esta, de este modo, moldeado y sellado por un miembro 131 de resina. Un lado de la cara inferior y una porcion 132 de union de placa base del miembro de molde de resina estan formados con salientes de posicionamiento 130, 134. El numero 135 designa un orificio de tornillo para unir la placa base. Una porcion periferica del borde del miembro de molde de resina esta formada con un orificio 136 de union y esta montada con un collar 137.
Al sellar el estator 1 por el molde de resina de este modo, los dientes 24 montados con la bobina o similar son firmemente sujetos de manera fija por el yugo 23. Ademas, cuando se forman las diversas hendiduras 36 descritas anteriormente o similares para reducir la corriente inducida, es probable que el yugo se deforme al ajustar a presion los dientes, sin embargo, incluso cuando el yugo se deforma, cuando el yugo se somete a moldeado, el yugo se puede ajustar en un estado para ser corregido mediante un troquel y el estator se puede moldear en una forma no deformada que tenga una alta precision dimensional.
Cuando la deformacion se corrige de este modo, en el miembro de molde del molde 131 de resina se forma una marca 138 de un pasador de sujecion provisto en el troquel usado para corregir el yugo. En este ejemplo, la marca 138 del pasador de sujecion se forma en el yugo entre los respectivos dientes 23, la porcion no esta provista con la resina y una superficie del yugo esta expuesta. Las marcas 138 de los pasadores de sujecion tambien se forman en un lado de la cara posterior del estator 1.
La figura 15 es una vista en perspectiva de dientes de un ejemplo para comprender mejor la invencion.
De acuerdo con el ejemplo, se cambia una direccion de laminacion del diente 24. Es decir, de acuerdo con el ejemplo de la figura 15, la cara 124a de placa (se refiere a ambas caras frontal y posterior con respecto a cada lamina del miembro 124 de placa) que constituye la cara para superponerse a los respectivos miembros 124 de
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placa para los dientes que constituyen los dientes 24 del miembro laminado se dirige en la direccion radial del yugo 23 de estator. La cara 124b lateral (la cara que muestra el grosor de la placa de acero) del miembro 124 de placa para los dientes esta dispuesta en la direccion circunferencial del yugo 23 de estator.
Incluso cuando la cara 124a de placa, que constituye la cara para superponerse a los respectivos miembros 124 de placa para los dientes, se dirige en la direccion radial de este modo, similar al ejemplo descrito anteriormente (figura 11) dirigiendo la cara 124a de placa en la direccion circunferencial, el efecto de reduccion de la corriente inducida por la hendidura 36 se alcanza de manera suficiente.
La figura 16 es una vista en perspectiva de un modo de realizacion de la invencion.
De acuerdo con el modo de realizacion, se proporcionan espacios 45 en porciones de ajuste a presion en un lado periferico interno y un lado periferico externo (solo se ilustra el lado periferico interno) del diente 24 ajustado a presion en el yugo 23 de estator. Ademas, de acuerdo con el ejemplo, con respecto a una seccion en forma rectangular de la porcion de ajuste a presion del diente 24, un lado largo de la misma esta dirigido en la direccion radial y un lado corto de la misma esta dirigido en la direccion circunferencial. En este caso, la cara 124a de placa que constituye la cara para superponerse al miembro 124 de placa para los dientes esta dispuesta en el lateral del lado corto y la cara 124b lateral (cara que muestra el grosor de la placa) del miembro 124 de placa para los dientes esta dispuesta en el lateral del lado largo. Por lo tanto, el espacio 45 esta formado en el lateral de la cara 124a de placa que constituye la cara para superponerse a los dientes 24 y en el lateral del lado corto de forma rectangular. El espacio 45 se forma al encajar el orificio 37 de ajuste a presion de los dientes provisto en el yugo 23.
Mediante el espacio 45, el flujo magnetico que pasa por la cara 124a de placa en el lateral del lado corto dispuesto en la direccion circunferencial se reduce, la corriente inducida en base al flujo magnetico se reduce y la perdida de energia tambien se disminuye. Ademas, disponiendo la cara 124b lateral de cada miembro 124 de placa en el lateral del lado largo, la gran corriente inducida generada en el lateral del lado largo puede reducirse de manera efectiva mediante una resistencia de las caras limite de las capas laminadas.
La figura 17 es una vista explicativa de un flujo del flujo magnetico cuando la cara 124a de placa de cada miembro 124 de placa para los dientes del diente 24 mostrado en la figura 15, mencionada anteriormente, se dirige en la direccion radial, los miembros de placa estan laminados en la direccion circunferencial y el lateral del lado largo de la porcion de ajuste a presion esta hecho para constituir la cara 124a de placa.
El iman, no ilustrado, esta dispuesto de manera opuesta al lateral de la cara superior del diente 24. El flujo magnetico (no ilustrado) se hace fluir desde el iman a la cara superior del diente, y un flujo C magnetico y el flujo D magnetico se hace fluir desde las caras laterales de una porcion superior del diente que no sea el flujo magnetico que fluye desde la cara superior. En esta ocasion, el flujo C magnetico que fluye desde el lateral de la cara 124a de placa que constituye la cara para superponerse al diente 24 es mayor que el flujo D magnetico que fluye desde el lateral de la cara 124b lateral del miembro 124 de placa para los dientes que constituyen la cara que muestra el grosor de la placa. Se hace que una corriente en torbellino fluya en el frente de la cara 124a de placa y, por lo tanto, se genera una corriente E inducida comparativamente grande en base al flujo C magnetico en el frontal de cada miembro 124 de placa.
Ademas, con respecto a un flujo magnetico que sale del diente 24 hacia el lateral del yugo 23 de estator, se hace fluir un gran flujo F magnetico desde el lateral del lado largo de la porcion de ajuste a presion que tiene una seccion en forma rectangular y un pequeno flujo G magnetico se hace fluir desde el lateral del lado corto. Tambien en el flujo magnetico en el lado de salida, se genera una corriente H inducida comparativamente grande en el frente de cada placa de acero en base al gran flujo magnetico en el lateral del lado largo.
Por lo tanto, de acuerdo con la constitucion en la que el lateral del lado largo de la porcion de ajuste a presion que tiene la seccion en forma rectangular se hace para constituir la cara 124a de placa dirigiendo la cara 124a de placa que constituye la cara para superponerse a los dientes 24 en la direccion radial, aunque la corriente B inducida fluya hasta un total del entorno del diente 24 mostrado en la figura 22, mencionado anteriormente, es bloqueada de manera efectiva por la hendidura 36, las corrientes inducidas E, H por los flujos magneticos en la direccion ortogonal a la cara lateral del diente 24 se hacen fluir en el frontal de cada miembro 124 de placa para los dientes y de este modo se genera perdida de energia.
La figura 18 es una vista explicativa de un flujo de un flujo magnetico cuando la cara 124a de placa que constituye la cara para superponerse al miembro 124 de placa para los dientes del diente 24 mostrado en la figura 11 y la figura 16, mencionado anteriormente, se dirige en la direccion circunferencial y el lateral del lado largo de la porcion de ajuste a presion ortogonal al mismo esta hecho para constituir la cara 124b lateral que muestra el grosor de placa de cada miembro 124 de placa.
De manera similar al ejemplo descrito anteriormente de la figura 17, el iman, no ilustrado, esta dispuesto de manera opuesta al lateral de la cara superior del diente 24. El flujo magnetico (no ilustrado) esta hecho para fluir desde el iman a la cara superior del diente y el flujo C magnetico y el flujo D magnetico se hacen fluir desde las caras laterales de la porcion superior del diente que no sea el flujo magnetico que fluye desde la cara superior. En esta ocasion, el flujo C magnetico que fluye desde la cara lateral en el lado de la cara 124b lateral del miembro 124 de
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placa del diente 24 es mayor que el flujo D magnetico que fluye desde la cara lateral en el lado de la cara 124a de placa que constituye la cara para superponerse.
En el caso del diente 24 de la figura 18, dado que la cara 124a de placa esta dirigida en la direccion circunferencial, se genera una corriente J inducida basada en el flujo D magnetico en el frontal de cada miembro 124 de placa, sin embargo, la corriente J inducida es pequena ya que el flujo D magnetico es pequeno.
Ademas, tambien con respecto al flujo magnetico que sale del diente 24 hacia el lado del yugo 23 de estator, similar al ejemplo descrito anteriormente de la figura 17, el flujo F magnetico grande se hace fluir desde el lateral del lado largo de la porcion de ajuste a presion que tiene la seccion en forma rectangular y el flujo G magnetico pequeno se hace fluir desde el lateral del lado corto. Tambien con respecto al flujo magnetico en el lado de salida, de acuerdo con el ejemplo de la figura 18, la cara 124a de placa del diente 24 esta dispuesta en el lateral del lado corto y, por lo tanto, se genera una corriente K inducida en el frontal de placa de acero basada en el flujo G magnetico en el lateral del lado corto, sin embargo, la corriente K inducida es pequena ya que el flujo G magnetico es pequeno.
Por lo tanto, como se muestra en la figura 18, dirigiendo la cara en el lateral de la cara 124b lateral que muestra el grosor de la placa de cada miembro 124 de placa para los dientes del diente 24 en la direccion radial y proporcionando la cara en el lateral del lado largo de la porcion de ajuste a presion que tiene la seccion en forma rectangular, la perdida de energia puede disminuirse mediante la reduccion de la corriente inducida por el flujo magnetico introducido en el diente a traves de la cara lateral del diente.
Las figuras 19(A) a 19(E) son vistas explicativas de formas de orificios de ajuste a presion de los dientes de acuerdo con otros ejemplos mas. La figura 19(A) muestra la estructura de la tecnica anterior y el diente 24 que tiene el miembro laminado de las placas de acero estando ajustado a presion al orificio 37 de ajuste a presion del yugo 23 de estator. De acuerdo con la estructura, la corriente B inducida se genera como se describio anteriormente. La corriente B inducida se bloquea al formar la hendidura 36 como se muestra en la figura 19(B). Sin embargo, cuando la cara (referirse a figura 11, figura 16) en el lateral de la cara 124a lateral del miembro 124 de placa para los dientes del diente 24 se pone en contacto por presion (contacto con baja resistencia) con la cara interna del orificio 137 de ajuste a presion del yugo 23, como se muestra en la figura 19(C), se hace fluir una corriente Y inducida que desvia la hendidura 36 a traves de la cara de contacto por presion. De acuerdo con el ejemplo, como se muestra en la figura 19(D), las caras laterales respectivas del diente 24 estan provistas de capas aislantes por espacios 46 (o peliculas aislantes) que tienen una longitud de, por ejemplo, la mitad de la longitud del lado largo mediante el cambio de posiciones entre si. De este modo, la corriente Y inducida a traves de los miembros 124 de placa respectivos es bloqueada sobre una longitud total del lado largo. Como se muestra en la figura 19(E) los espacios 46 pueden formarse a lo largo de la longitud total de los lados largos en ambos lados del orificio 37 de ajuste a presion (o la longitud total del lado largo solamente en un lado), como se ilustra en la figura 19(E).
En el caso de la figura 19(E), como se muestra en la figura 20, la porcion 24a de ajuste a presion del diente 24 se puede sujetar firmemente de manera fija en el interior del orificio 37 de ajuste a presion mediante varias laminas de los miembros 123 de placa no formando el espacio 46 sobre el total del yugo 23 en la direccion del grosor y no formando el espacio 46 en las diversas laminas inferiores de los miembros 123 de placa para el yugo. Tambien en el caso de la figura 19(D), una fuerza para sujetar de manera fija el diente 24 puede aumentarse no formando el espacio 46 en las diversas laminas inferiores de los miembros 123 de placa del yugo de este modo.
El espacio 46 es para bloquear la corriente inducida y, por lo tanto, el ejemplo no esta limitado al espacio que tiene la separacion, sino que puede proporcionarse un miembro electricamente aislante. Es decir, puede constituirse una porcion de resistencia contra la corriente inducida.
La figura 20 muestra ejemplos de formacion de la porcion de resistencia (espacio 46) proporcionada en la porcion de ajuste a presion. En la figura 20(A), los espacios 46 estan provistos en ambos lados de la porcion 24a de ajuste a presion que tiene una anchura reducida formada en la porcion de extremo inferior del diente 24. En la figura 20(B), el total de una porcion inferior del diente 24 esta formada por una forma que tiene la misma anchura incluyendo la porcion 24a de ajuste a presion en el extremo inferior y los espacios 46 estan formados en ambos lados de la porcion 24a de ajuste a presion en el lado del yugo 23. En la figura 20(C), la porcion 24a de ajuste a presion esta formada ampliando la anchura de la porcion de extremo inferior del diente 24, la porcion 37 de ajuste a presion en el lado del yugo 23 continua siendo el mismo orificio pasante y los espacios 46 estan formados en un lado superior de la porcion 24a de ajuste a presion. Ademas, en cualquiera de los casos, el espacio 46 puede formarse solo en un lado del diente 24.
La figura 21 muestra otro ejemplo. De acuerdo con el ejemplo, la forma de los dientes 24 esta formada no por la forma rectangular sino por una forma trapezoidal diferente del modo de realizacion descrito anteriormente. La forma trapezoidal es una forma trapezoidal estrecha que tiene un lado largo en un lado periferico externo y un lado corto en un lado periferico interno y que constituye una direccion longitudinal de la misma por una direccion radial. Al constituir los dientes 24 con la forma trapezoidal de este modo, en comparacion con el caso de una forma rectangular, se puede reducir un intervalo W en el lado periferico externo entre los dientes 24 contiguos. De este modo, la corriente inducida puede reducirse aumentando el flujo magnetico traido desde el iman (no ilustrado)
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opuesto a la cara superior de los dientes al interior del mismo a traves de la cara superior de los dientes y reduciendo el flujo magnetico de una porcion extruida traido de una cara lateral del mismo.
Los dientes 24 que tienen dicha forma trapezoidal estan formados cambiando la forma del miembro 124 de placa laminada para los dientes de modo que se reduce gradualmente su anchura.
Aplicabilidad industrial
Como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con la invencion, disponiendo la cara de los dientes formados del miembro laminado de los miembros de placa para los dientes para superponer los respectivos miembros de placa para los dientes en la direccion circunferencial, la corriente inducida por el flujo magnetico que fluye desde el iman a los dientes se puede reducir de manera efectiva.
En este caso, el orificio de fijacion para fijar los dientes provistos en el yugo esta formado por la forma que tiene la direccion longitudinal, y de acuerdo con la constitucion en la que la direccion longitudinal esta dirigida en la direccion radial, la cara (cara en la que una corriente en torbellino es dificil que fluya) desde la que se ven las caras laterales de los respectivos miembros de placa para los dientes esta dispuesta en la direccion longitudinal, la cara esta dispuesta en el lado que tiene el flujo magnetico grande y por lo tanto, la corriente inducida puede ser reducida de manera eficiente.
Ademas, de acuerdo con la constitucion de formar el orificio de fijacion en forma rectangular, los dientes pueden formarse laminando los miembros de placa para los dientes que tienen la forma constante.
Ademas, de acuerdo con la constitucion de la reivindicacion 1 provista con la porcion de resistencia magnetica entre el lado de la cara para superponerse al diente y el orificio de fijacion del yugo de estator, aumentando la resistencia magnetica formando, por ejemplo, una separacion entre el lado de la cara para superponerse al miembro de placa para los dientes en el que es probable que se forme la corriente en torbellino y el orificio de fijacion, el flujo magnetico que pasa por la cara se reduce y la corriente inducida se reduce.
Ademas, de acuerdo con la constitucion provista con la porcion de resistencia contra la corriente inducida entre la cara lateral que muestra el grosor de placa de cada miembro de placa para los dientes y el orificio de fijacion del yugo de estator, la corriente inducida puede reducirse de manera efectiva. Es decir, aunque normalmente, la cara de ajuste a presion de las capas laminadas de los dientes ajustados a presion al orificio de fijacion entra en estrecho contacto con este y la corriente es propensa a fluir y, por lo tanto, la corriente en torbellino fluye entre los miembros de placa laminados para los dientes, la corriente inducida puede reducirse aumentando la resistencia electrica proporcionando la separacion o el miembro aislante o similar en la cara de contacto cercano de ajuste a presion.

Claims (2)

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    REIVINDICACIONES
    1. Una maquina (19) electrica giratoria de tipo de espacio axial, que comprende:
    un yugo en un lado de un rotor (21) en forma de placa circular fijada a un arbol (20) giratorio;
    un yugo en un lado de un estator (23) en forma de placa circular opuesta al yugo en el lado del rotor (21), teniendo cada uno de los dos yugos una primera cara, opuesta a la primera cara correspondiente del otro yugo y una segunda cara;
    un iman (22) fijado a la primera cara del primero de los yugos;
    una pluralidad de dientes (24) dispuestos de manera radial en la primera cara del segundo yugo, estando la pluralidad de dientes opuestos al iman (22) y fijados al segundo yugo; y
    una bobina (25) enrollada alrededor de cada uno de la pluralidad de dientes (24);
    en donde los dientes (24) comprenden un miembro laminado de miembros (124) de placa para los dientes (24) en donde los miembros (124) de placa para los dientes (24) estan laminados superponiendo las caras (124a) de placa delantera y trasera en una direccion radial, de modo que las caras (124a) delantera y trasera de los miembros (124) de placa para los dientes (24) esten alineadas en una direccion circunferencial
    caracterizado porque
    una pluralidad de porciones de resistencia (36, 36', 46) contra una corriente inducida generada dentro del segundo yugo en un entorno de cada diente (24) estan provistas en el segundo yugo,
    respectivos orificios (37) de fijacion para fijar los dientes (24) al segundo yugo (21,23) estan provistos en el segundo yugo (21, 23), teniendo los orificios (37) de fijacion una forma alargada, el lado largo de la cual esta dirigido en la direccion radial;
    y esta provista una porcion (45) de resistencia magnetica para reducir un flujo magnetico entre cada diente (24) y la superficie interna del respectivo orificio (37) de fijacion a lo largo de la direccion radial.
  2. 2. La maquina (19) electrica giratoria de tipo de espacio axial de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada porque los orificios (37) de fijacion tienen una forma rectangular.
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