Motor eléctrico.

Un motor (1) eléctrico síncrono monofásico que comprende un estator (2) que presenta dos proyecciones polares y un devanado y un rotor

(3) de imanes permanentes bipolar (N - S) situado entre las proyecciones polares del estator (2), en el que un entrehierro entre el estator (2) y el rotor (3) presenta una estructura asimétrica, y que comprende además dos sensores (4, 104) de posición, situados alrededor del rotor (3), y caracterizado porque se define un estado normal en el cual el rotor (3), cuando se corta una corriente suministrada al estator (2), queda inmóvil y se detiene en un ángulo (θ ≥ θ1) de estacionamiento predeterminado, en el que los dos sensores (4, 104) de posición están situados para que queden dispuestos en un lado del eje geométrico (E2) de separación polar del rotor (3) cuando el rotor (3) se detiene en el ángulo (θ1) de estacionamiento predeterminado, y porque si el rotor (3) está alineado en el ángulo (θ ≥ θ1) de estacionamiento predeterminado, cada sensor (4, 104) de posición detecta el mismo polo (N - N o S - S) del rotor (3), y el rotor (3) de esta manera se detecta que queda alineado en el ángulo (θ ≥ θ1) de estacionamiento predeterminado, y porque si el rotor no está alineado en el ángulo (θ ≠ θ1) de estacionamiento predeterminado, cada sensor (4, 104) de posición detecta un polo (N - S o S - N) diferente del rotor (3) y de esta manera el rotor (3) se detecta que no está alineado en el ángulo (θ ≠ θ1) de estacionamiento predeterminado.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2007/052504.

Solicitante: ARCELIK ANONIM SIRKETI.

Nacionalidad solicitante: Turquía.

Dirección: E5 ANKARA ASFALTI UZERI, TUZLA 34950 ISTANBUL TURQUIA.

Inventor/es: TURK,REYHAN, FIRAT,ASUMAN, DIRIL,Orhan , YILMAZ,NAMIK, ERENAY,Kerem.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > MAQUINAS DINAMOELECTRICAS (relés dinamoeléctricos... > Motores o generadores con dispositivos de conmutación... > H02K29/08 (que utilizan dispositivos de efecto magnético, p. ej. dispositivos de efecto Hall o magnetorresistencias (H02K 29/12 tiene prioridad))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > MAQUINAS DINAMOELECTRICAS (relés dinamoeléctricos... > H02K11/00 (Asociación estructural de máquinas dinamo-eléctricas con dispositivos de medida o de protección o con componentes eléctricos, p. ej. con resistencias o interruptores)

PDF original: ES-2545180_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Motor eléctrico La presente invención se refiere a un motor eléctrico síncrono monofásico que está previsto para rotar en una sola dirección en el arranque.

En los motores síncronos monofásicos que son utilizados en muchos campos como el de los electrodomésticos, están compuestos por un estator que comprende unos devanados polares y un rotor de imanes permanentes que rota con respecto a la frecuencia de la corriente aplicada a los devanados. El rotor y el estator son generalmente bipolares en este tipo de motores eléctricos. El entrehierro entre el estator y el rotor con una estructura asimétrica y por medio de un ángulo entre el eje geométrico polar del rotor y el eje geométrico polar del estator en la condición desactivada, el motor arranca sin necesidad de un dispositivo adicional, rotando de forma aleatoria en el sentido de las agujas del reloj o en sentido contrario. En muchas implementaciones, se desea que el motor síncrono monofásico arranque en una dirección determinada y lleve a cabo su rotación de manera estable. Cuando se desea que el motor arranque en una dirección determinada, se requieren dispositivos mecánicos o electrónicos especiales. La bobina del motor es alimentada por un conmutador siguiendo la posición del rotor, la polaridad del suministro de potencia y la corriente del devanado con el fin de que el motor arranque en una dirección fija. Las soluciones que tienen por objeto un arranque en una dirección fija se derivan de la presunción de que el rotor descansa en la posición deseada predeterminada mientras está desactivado. Se presume que el rotor está en la posición de "estacionamiento" apropiada en cada detención. Si el rotor se ha estacionado en una posición diferente de la esperada, entonces se produce el problema del arranque del motor.

En el documento de patente europea no. EP1351375, se describe un motor síncrono en el que se reducen al mínimo los problemas del arranque. El análisis se centra en la forma en que se facilita el desplazamiento de fase entre el suministro de energía que proporciona la rotación del rotor y la corriente de la bobina del estator mediante la disposición apropiada del sensor, sin necesidad de otro circuito eléctrico.

En los documentos de patente nos. EP0575823 y US5675226, la fuente de energía con triac utilizada en el circuito de arranque del motor síncrono está conectada en serie con el devanado del estator, los datos del tipo de la polaridad del rotor de la corriente del devanado y de la polaridad de la tensión de suministro alterna son registrados para controlar el triac. La posición del rotor se determina por un sensor de posición.

En el documento de patente europea no. EP0909013, es accionado un motor síncrono monofásico cuyo devanado del estator está provisto de unos impulsos de tensión, cuya intensidad aumenta gradualmente para saturar magnéticamente el estator y el motor para alcanzar una velocidad síncrona. La tensión inducida por el motor es medida para detectar la posición del rotor y la velocidad del rotor y no se utiliza un sensor de posición del rotor.

El documento EP 682404 divulga un motor de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

El objetivo de la presente invención es la realización de un motor eléctrico síncrono monofásico que permita rotar en una dirección con un mecanismo sencillo y de bajo coste mediante el control de la posición del rotor.

El motor eléctrico realizado con el fin de conseguir el objetivo de la presente invención se analiza en las reivindicaciones adjuntas.

El motor eléctrico síncrono monofásico comprende un estator con forma de U y un rotor de imanes permanentes bipolar (N, S) , situado entre las proyecciones polares del estator y, cuando la corriente suministrada al estator es cortada y el rotor está inmóvil, se alinea con un ángulo () de estacionamiento formado entre el eje geométrico polar del rotor y el eje geométrico polar del estator debido al entrehierro asimétrico entre el rotor y el estator para que se detenga en un ángulo ( = 1) de estacionamiento predeterminado en condiciones normales.

En el motor eléctrico de la presente invención, si no se consigue la alineación en el ángulo (, 1) de estacionamiento determinado debido a cualquier motivo como el bloqueo del motor etc. se utilizan dos sensores de posición para detectar esta situación.

Los sensores de posición están situados alrededor del rotor con un determinado ángulo () entre los dos inferior a 180 grados, de modo preferente entre 170 y 180 grados. Si el rotor está alineado en el ángulo de estacionamiento correcto, ambos sensores de posición muestran el polo N o el polo S. Si el rotor no está alineado en el ángulo de estacionamiento correcto, entonces mientras uno de los sensores de posición muestra el polo N, el otro muestra el polo S.

Si se detecta que el rotor está alineado en el ángulo ( = 1) de estacionamiento determinado por los sensores de posición, solo se aplican semiondas positivas o solo semiondas negativas al motor en el arranque inicial de acuerdo con el signo polar (N, S) detectado por los sensores de posición de forma que el rotor rote en la dirección deseada.

Si se detecta que el rotor no está alineado en el ángulo ( 1) de estacionamiento determinado por los sensores de posición, entonces es aplicada la tensión de polaridad apropiada, por ejemplo las semiondas de tensión positiva, de acuerdo con el signo polar recibido desde los sensores de posición para que el rotor quede alineado en el ángulo

(1) de estacionamiento determinado, si se sigue detectando que el rotor está en el ángulo ( 1) de estacionamiento no deseado después de la alineación, entonces son aplicadas semiondas de tensión negativa ejemplares.

Después de que el motor eléctrico es arrancado mediante el suministro de corriente, la diferencia en los signos (N o S) de control de los sensores deposición con respecto al tiempo y su disposición relativa es controlada y si el rotor está o no rotando en la dirección deseada mientras está en rotación continua y su velocidad es verificada.

Si se detecta que la dirección de rotación del rotor no es la dirección rotacional deseada y que no se alcanza la velocidad sincronizada, entonces el motor se detiene, el motor queda alineado con el ángulo (1) de estacionamiento determinado y es de nuevo arrancado.

El motor eléctrico de la presente invención es utilizado en el accionamiento de las bombas de circulación o descarga que son operadas de modo eficiente al rotar en una dirección determinada, por ejemplo en máquinas lavaplatos o lavadoras.

El motor eléctrico realizado con el fin de alcanzar el objetivo de la presente invención se ilustra en las figuras adjuntas, en las que:

La Figura 1 -es la vista esquemática de un motor eléctrico con su rotor en la posición de estacionamiento predeterminada.

La Figura 2 -es la vista esquemática de un motor eléctrico con su rotor no situado en la posición de estacionamiento predeterminada.

La Figura 3 -es la vista esquemática de un motor eléctrico con su rotor que rota en la dirección contraria a las agujas del reloj y los signos detectados por los sensores de posición.

La Figura 4 -es la vista esquemática de un motor eléctrico con su rotor que rota en la dirección de las agujas del reloj y los signos detectados por los sensores de posición.

Los elementos ilustrados en las figuras están enumerados como sigue:

1. Motor eléctrico

2. Estator

3. Rotor

4. 104. Sensor de posición

5. Entrehierro

El motor (1) eléctrico síncrono monofásico comprende un estator (2) que presenta dos proyecciones polares y un devanado, un rotor (3) de imanes permanentes bipolar (N -S) situado... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un motor (1) eléctrico síncrono monofásico que comprende un estator (2) que presenta dos proyecciones polares y un devanado y un rotor (3) de imanes permanentes bipolar (N -S) situado entre las proyecciones polares del estator (2) , en el que un entrehierro entre el estator (2) y el rotor (3) presenta una estructura asimétrica, y que comprende además dos sensores (4, 104) de posición, situados alrededor del rotor (3) , y caracterizado porque se define un estado normal en el cual el rotor (3) , cuando se corta una corriente suministrada al estator (2) , queda inmóvil y se detiene en un ángulo ( = 1) de estacionamiento predeterminado, en el que los dos sensores (4, 104) de posición están situados para que queden dispuestos en un lado del eje geométrico (E2) de separación polar del rotor (3) cuando el rotor (3) se detiene en el ángulo (1) de estacionamiento predeterminado, y porque si el rotor (3) está alineado en el ángulo ( = 1) de estacionamiento predeterminado, cada sensor (4, 104) de posición detecta el mismo polo (N -N o S -S) del rotor (3) , y el rotor (3) de esta manera se detecta que queda alineado en el ángulo ( = 1) de estacionamiento predeterminado, y porque si el rotor no está alineado en el ángulo ( 1) de estacionamiento predeterminado, cada sensor (4, 104) de posición detecta un polo (N -S o S -N) diferente del rotor (3) y de esta manera el rotor (3) se detecta que no está alineado en el ángulo ( 1) de estacionamiento predeterminado.

2. Un motor (1) eléctrico de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizado por dos sensores (4, 104) de posición que presentan un ángulo () inferior a 180º entre los dos con respecto al centro del rotor (3) .

3. Un motor (1) eléctrico de acuerdo con la Reivindicación 1 o 2, caracterizado por los sensores (4, 104) de posición situados simétricamente a cada lado del eje geométrico (E1) polar del rotor (3) cuando el rotor (3) se detiene en el ángulo (1) de estacionamiento determinado.

4. Un motor (1) eléctrico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por un estator (2) al que se aplican solo semiondas positivas o solo semiondas negativas sobre sus devanados de acuerdo con el signo (N, S) polar recibido de los sensores (4, 104) de posición para que el rotor (3) rote en la dirección deseada en el arranque inicial, si se detecta que el rotor (3) está alineado con el ángulo ( = 1) de estacionamiento determinado.

5. Un motor (1) eléctrico de acuerdo con una cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por un estator (2) al cual se aplica una tensión de polaridad adecuada de acuerdo con el signo recibido de los sensores (4, 104) de posición con el fin de alinear el rotor (3) con el ángulo ( 1) de estacionamiento determinado si se detecta que el rotor (3) no está alineado en el ángulo ( 1) de estacionamiento determinado por los sensores (4, 104) de posición, y si se sigue detectando que el rotor (3) está en el ángulo ( 1) de estacionamiento no deseado después del proceso de alineación, se aplica esta tensión temporal que presenta la polaridad inversa a la tensión anteriormente suministrada.

6. Un motor (1) eléctrico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por un rotor (3) en el que se detecta si rota o no en la dirección deseada después del arranque mediante el control del cambio de los signos (N o S) de control de los sensores (4, 104) de posición con respecto al tiempo y sus posiciones relativas entre sí.

7. Un motor (1) eléctrico de acuerdo con la Reivindicación 6, caracterizado por un rotor (3) que se detiene cuando se detecta que no rota en la dirección deseada, alineado con el ángulo (1) de estacionamiento determinado y vuelto a poner a marcha en la dirección deseada mediante la aplicación de una tensión de polaridad apropiada sobre los devanados del estator (2) .

8. Un motor (1) eléctrico de acuerdo con la Reivindicación 6 o 7, caracterizado por un rotor (3) alrededor del cual se obtienen los datos de la velocidad controlando el cambio de los signos (N o S) de control de los sensores (4, 104) de posición con respecto al tiempo, y si la velocidad es diferente de la velocidad síncrona requerida se decide que la relación está en la dirección no deseada y se detiene para repetir los procesos de alineación y arranque.