IT201900006270A1

IT201900006270A1 - “Motore elettrico”

Info

Publication number: IT201900006270A1
Application number: IT102019000006270A
Authority: IT
Inventors: Bruno Vianello
Original assignee: Texa Dynamics S R L
Priority date: 2019-04-23
Filing date: 2019-04-23
Publication date: 2020-10-23
Also published as: CN113748588A; US20220216766A1; WO2020217208A1; EP3959797A1

Description

“Motore elettrico”

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un motore elettrico, in particolare ad un motore elettrico a flusso assiale. L’invenzione si riferisce anche al veicolo elettrico che monta il motore.

I veicoli elettrici, soprattutto quelli ad elevate prestazioni, montano motori elettrici molto potenti. Universalmente l’albero del motore è accoppiato allo statore tramite un cuscinetto a sfere o rulli, che non viene lubrificato ed è molto sollecitato. Ecco perché dopo un certo chilometraggio il cuscinetto va sostituito.

La manutenzione, che è costosa e indesiderata, è accelerata anche da un altro problema, tipico di questi motori: il cuscinetto è al centro del motore, dove è molto difficile realizzare un raffreddamento adeguato. Anche gli stress termici accorciano la vita del cuscinetto.

Scopo principale dell’invenzione è migliorare il presente stato dell’arte.

Altro scopo dell’invenzione è realizzare un motore che non soffra dei suddetti problemi.

Altro scopo dell’invenzione è realizzare un motore con minore manutenzione.

Altro scopo dell’invenzione è realizzare un motore con migliore raffreddamento.

In particolare, l’invenzione è diretta ad un motore elettrico a flusso assiale, cioè un motore avente avvolgimenti che generano un flusso magnetico con asse polare parallelo all’asse di rotazione del rotore. Questo tipo di motore ha struttura più complessa dei motori a flusso radiale ma è più leggero e piccolo a parità di potenza.

Almeno uno di questi scopi sono raggiunti da quanto riportato nelle rivendicazioni allegate; vantaggiose caratteristiche tecniche sono definite nelle rivendicazioni dipendenti.

Si propone un motore elettrico comprendente:

un rotore,

un albero solidale al rotore per trasferire coppia ad un carico,

uno statore attraversato coassialmente dall’albero,

una bronzina (o bussola) posta tra lo statore e l’albero, e

un circuito di fluido lubrificante configurato per trasportare fluido lubrificante e bagnare col fluido una superficie di contatto tra lo statore e l’albero.

In questo modo tra lo statore e l’albero si forma un film di fluido lubrificante che non solo garantisce la rotazione relativa tra statore e albero con attrito ridotto ma anche asporta calore da tale interfaccia. Un altro vantaggio è che l’olio raffredda anche l’albero e di conseguenza si può togliere calore dai dischi rotanti e dai magneti, che soffrono le alte temperature.

Il circuito può essere costruito o composto in vari modi.

Secondo una preferita forma di realizzazione, il circuito comprende un (primo) canale interno all’albero con un(o) (primo) sbocco su detta superficie; da tale sbocco il fluido può arrivare su e/o ritornare da detta superficie. Così la struttura del circuito si semplifica e si sfrutta l’albero per convogliare il fluido lubrificante alla bronzina, che sta in un punto poco accessibile.

Il fluido lubrificante può uscire dallo sbocco, irrorare la superficie di contatto e uscire dalla bronzina ad es. colando lungo lo statore.

In una variante, il circuito comprende un secondo canale interno all’albero con un secondo sbocco su detta superficie distanziato dal primo sbocco dell’albero; il circuito essendo configurato in modo che il fluido esca dal primo sbocco portandosi su detta superficie ed entri nel secondo sbocco per lasciare detta superficie.

In una variante, il circuito comprende un (secondo) canale interno alla bronzina con un (secondo) sbocco su detta superficie distanziato dal primo sbocco della bronzina; il circuito essendo configurato in modo che il fluido esca dal primo sbocco della bronzina portandosi su detta superficie ed entri nel secondo sbocco della bronzina per lasciare detta superficie.

Secondo una preferita forma di realizzazione, il circuito comprende un canale interno alla bronzina con uno sbocco su detta superficie. Da tale sbocco il fluido può arrivare su e/o ritornare da detta superficie.

In una variante, un o ciascun canale interno alla bronzina è un canale passante che attraversa radialmente lo spessore della bronzina.

In una variante, il o ciascun canale interno all’albero e/o alla bronzina, o in generale il circuito comprende, è collegato ad un bacino di fluido lubrificante, che vantaggiosamente può ad es. fungere da ambiente di depurazione e/o raffreddamento.

Vantaggiosamente il bacino di fluido lubrificante è compreso in un involucro del motore, ad es. una coppa, e l’involucro è preferibilmente esternamente allettato in corrispondenza del bacino.

In una variante, il motore comprende una pompa per far circolare il fluido lubrificante all’interno del circuito. In particolare, la pompa è collegata all’albero per essere azionata dall’albero stesso. La pompa potrebbe anche essere elettrica e/o esterna al motore.

La pompa potrebbe anche portare il fluido direttamente ad un radiatore di raffreddamento.

Un altro aspetto dell’invenzione si riferisce ad un veicolo elettrico che monta il motore, ad es. un automobile, un camion, un autocarro, o una nave. In questi casi il motore deve avere potenza non trascurabile e/o con sollecitazioni notevoli, ergo i vantaggi dell’invenzione sono particolarmente significativi.

Ulteriori vantaggi risulteranno chiari dalla descrizione seguente, che si riferisce ad un esempio di realizzazione preferito di motore in cui:

- la figura 1 mostra una vista schematica parziale di un motore elettrico;

- la figura 2 mostra una vista schematica parziale di un secondo motore elettrico;

- la figura 3 mostra una vista schematica parziale di un terzo motore elettrico;

- la figura 4 mostra una vista in sezione di un quarto motore elettrico.

Numeri uguali nelle figure indicano parti uguali o sostanzialmente uguali.

Fig.1 illustra parzialmente un motore elettrico 10 che comprende un albero 14 solidale ad un rotore (non mostrato) e girevole attorno ad un asse X. L’albero 14 attraversa coassialmente uno statore 12 col quale si accoppia strisciando su una bronzina 16 posta tra lo statore 12 e l’albero 14.

Per trasportare un fluido lubrificante (ad es. olio) e bagnare col fluido una superficie di contatto S tra lo statore 12 e l’albero 14.

L’albero 14 comprende almeno un canale interno 18 con uno sbocco 20 sulla superficie S. Ad es. il canale 18 comprende un tratto centrale e assiale, e uno o più tratti radiali che dal tratto centrale raggiungono la superficie laterale dell’albero 14.

Dallo sbocco 20 il fluido può arrivare su e/o ritornare da la superficie S e ivi formare un film 24 di lubrificante.

La bronzina 16 comprende un canale interno 22 che ne attraversa lo spessore radialmente. Il canale 22 ha uno sbocco sulla superficie S per portare fluido sulla superficie S o per riceverne.

Il canale 18 e il canale 22 formano quindi un circuito in grado di far circolare sulla superficie S il fluido lubrificante.

Fig.2 mostra una diversa realizzazione di tale circuito.

L’albero 14 comprende un primo canale interno 18 con uno sbocco 20 sulla superficie S e un secondo canale interno 30 con uno sbocco 32 sulla superficie S. Gli sbocchi 32, 20 sono distanziati tra loro nella direzione dell’asse X.

Dallo sbocco 20 il fluido può arrivare sulla superficie S, ivi formare un film 24 di lubrificante, ed uscire dal canale 32.

Fig.3 mostra un’altra realizzazione del circuito di fluido.

Qui l’albero 14 non comprende canali interni.

La bronzina 16 comprende un primo canale interno radiale 40 con uno sbocco 42 sulla superficie S e un secondo canale interno radiale 44 con uno sbocco 46 sulla superficie S. Gli sbocchi 42, 46 sono distanziati tra loro nella direzione dell’asse X.

Dallo sbocco 42 il fluido può arrivare sulla superficie S, ivi formare un film 24 di lubrificante, ed uscire dal canale 44.

I circuiti di fluido delle figure 1-3 possono ad es.

essere chiusi su una pompa (non mostrata), in grado di spingere il fluido nei canali; e/o

connessi per pescare e/o riportare fluido da/a un bacino di fluido, vantaggioso perché assicura una alimentazione di fluido senza interruzioni e perché consente di raffreddare efficacemente il fluido riscaldato in arrivo dal film 24.

Fig.4 illustra complessivamente un motore elettrico MC che realizza compiutamente lo schema di fig.

1.

Il motore MC è contenuto in un involucro 60 da cui esce un albero 40 girevole attorno ad un asse X. L’albero 40 è solidale a due rotori 66, da cui riceve coppia rotatoria, e attraversa coassialmente uno statore 62, responsabile della rotazione dei rotori 66.

Lo statore 62 ad es. comprende avvolgimenti 64 per generare un campo magnetico parallelo all’asse X e capace di investire dei magneti permanenti 68 montati sui rotori 66, i quali sono affacciati e coassiali a lati opposti dello statore 62.

L’albero 70 è accoppiato in strisciamento con lo statore 62 tramite una bronzina 90 posta tra lo statore 62 e l’albero 70.

L’albero 70 comprende un canale interno formato da un tratto centrale e coassiale 74, e uno o più tratti radiali 72 che partendo dal tratto centrale 74 raggiungono la superficie laterale dell’albero 70 a contatto con la bronzina 90. Il tratto centrale 74 comunica inoltre con uno o più tratti radiali 76 che partendo dal tratto centrale 74 raggiungono la superficie laterale dell’albero 70 esternamente alla bronzina 90 e ai rotori 66. L’uscita degli uno o più tratti radiali 76 è connessa con una pompa 80 alimentata tramite un condotto da un bacino di fluido lubrificante 92 localizzato alla base dell’involucro 60, che funziona come una nota coppa dell’olio in un motore a scoppio. Preferibilmente la base dell’involucro 60 è alettata, per meglio smaltire il calore del fluido.

Quanto descritto permette di trasportare il fluido lubrificante (ad es. olio) e bagnare con esso la superficie di contatto S tra lo statore 62 e l’albero 70.

In particolare, la pompa 80 mette in circolo il fluido prelevandolo dal bacino 92, e lo inietta in un canale 76. Da qui il fluido percorre il canale 74 e 72, per arrivare sulla superficie S dove si sparge formando un film sottile. Quando il fluido ha coperto la superficie laterale della bronzina 90, cade per gravità all’interno di appositi condotti che si trovano sotto le pareti dello statore 62 e ritorna nel bacino 92.

Le soluzioni mostrate in figura.1, 2 e 3 possono essere usate da solo o in combinazione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Motore elettrico (MC) comprendente: un rotore (66), un albero (70) solidale al rotore per trasferire coppia ad un carico, uno statore (62) attraversato coassialmente dall’albero, una bronzina (90) posta tra lo statore e l’albero, e un circuito di fluido lubrificante (80, 76, 74, 72, 92) configurato per trasportare fluido lubrificante e bagnare col fluido una superficie di contatto (S) tra lo statore e l’albero.
2. Motore secondo la rivendicazione 1, in cui il circuito comprende un primo canale interno (18) all’albero con un primo sbocco (20) su detta superficie (S).
3. Motore secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il circuito comprende un primo canale (22) interno alla bronzina con uno sbocco su detta superficie.
4. Motore secondo la rivendicazione 3, in cui il circuito comprende un secondo canale (44) interno alla bronzina (90) con uno sbocco su detta superficie distanziato dal primo sbocco della bronzina; il circuito essendo configurato in modo che il fluido esca dal primo sbocco della bronzina portandosi su detta superficie ed entri nel secondo sbocco della bronzina per lasciare detta superficie-
5. Motore secondo la rivendicazione 2 o 3 o 4, in cui il circuito comprende un secondo canale (30) interno all’albero con un secondo sbocco (32) su detta superficie (S).
6. Motore secondo la rivendicazione 5, in cui il secondo canale (30) è distanziato dal primo sbocco dell’albero; il circuito essendo configurato in modo che il fluido esca dal primo sbocco (20) dell’albero, si sposti su detta superficie ed entri nel secondo sbocco (32) dell’albero per lasciare detta superficie.
7. Motore secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui un o ciascun canale interno alla bronzina è un canale passante che attraversa radialmente lo spessore della bronzina.
8. Motore secondo una qualsiasi rivendicazione precedente, in cui il circuito comprende un bacino di fluido lubrificante.
9. Motore secondo la rivendicazione 8, in cui il bacino di fluido lubrificante è compreso in un involucro del motore, l’involucro essendo esternamente allettato in corrispondenza del bacino.
10. Motore secondo una qualsiasi rivendicazione precedente, comprendente una pompa per far circolare il fluido lubrificante all’interno del circuito. * * *