Método para obtener un rotor (3) de imán permanente, para un motor (1) síncrono,

particularmente para una bomba de una lavadora para uso industrial y doméstico y similar, con estator (2) externo, que comprende un núcleo (6) central cilíndrico, con un eje X-X y un paso (11) axial, rodeado por una pluralidad de imanes (10) permanentes que tienen un extradós (16) y un intradós (17) y bordes (18, 19) laterales, que comprende las etapas siguientes:

- disponer un cuerpo (7) de tipo copa, en un material plástico, que comprende un extremo (8a) de base, un extremo (8b) abierto, una pared (9) lateral y una pluralidad de rebajes (12) longitudinales de paso formados en la pared (9) lateral y que definen asientos (13) de posicionamiento para el posicionamiento de los imanes (10);

- insertar el núcleo (6) central en el cuerpo (7) de tipo copa y disponer los imanes (10) en correspondencia con los asientos (13) de posicionamiento;

- inyectar un material plástico en dicho cuerpo (7) de tipo copa y fuera de él en correspondencia con dichos rebajes (12) obteniendo una estructura (50) de tipo jaula con fondos (27, 28) opuestos y columnas (29) extendidas entre dichos fondos (27, 28) opuestos, en la que dichos fondos (27, 28) opuestos hacen tope contra los extremos (8a, 8b) del cuerpo (7) de tipo copa y las columnas (29) se alojan en los rebajes (12)

Método para realizar un rotor de imán permanente para un motor síncrono particularmente para una bomba de lavadora para uso industrial y doméstico y similar, y rotor relativo.

Campo de aplicación

La presente invención se refiere a un método para obtener un rotor de imán permanente para un motor síncrono, particularmente para una bomba de una lavadora para uso industrial, doméstico y similar.

Más en particular, la presente invención se refiere a un rotor que comprende un núcleo central cilíndrico, con un eje X-X y un paso axial, rodeado por una pluralidad de imanes permanentes, que tienen un extradós, un intradós y bordes laterales.

La invención también se refiere a un rotor obtenido según el presente método.

Técnica anterior

En el campo técnico específico de motores síncronos de imán permanente con rotor dentro del estator, se conoce el uso de rotores en los que los imanes están asociados con un núcleo central por medio de, por ejemplo, un adhesivo.

Estos rotores, durante el funcionamiento del motor, están sometidos a una alta fuerza centrífuga con la consecuencia de que los imanes tienden a separarse del núcleo.

Una posible solución conocida es la de insertar el núcleo con los imanes que van a pegarse, dentro de un manguito que permite contener los imanes durante el funcionamiento del motor.

Habitualmente el manguito se realiza de material metálico, generalmente de lámina de acero inoxidable, de espesor mínimo para tener la mayor resistencia estructural y para mantener una separación magnética, es decir una distancia entre el estator y el rotor, del menor valor posible.

Sin embargo, el inconveniente que muestra esta solución es que el manguito de material metálico en presencia del campo magnético inducido entre el rotor y el estator, produce corrientes inducidas con una disipación subsiguiente de energía. Además, como consecuencia del calentamiento de los imanes permanentes, debido a las corrientes parásitas, hay una reducción de la inducción magnética del campo del rotor.

En el caso de rotores sumergidos en un fluido, también se conoce realizar un sistema de protección del rotor, para evitar que el núcleo y los imanes puedan deteriorarse por la corrosión. De hecho, se ha sugerido incorporar los componentes del rotor por ejemplo con técnicas de comoldeo.

Aunque resulta ventajoso, el comoldeo no está exento de inconvenientes, de hecho, la presencia de los componentes del rotor, realizados en material ferromagnético metálico y macizo, requiere una etapa de calentamiento previa antes de la inserción de los componentes del rotor dentro del molde para evitar, en el proceso de solidificación y/o cristalización sucesivo del material plástico usado, que se formen áreas de discontinuidad térmica, alterando y poniendo en peligro tales áreas la resistencia estructural del rotor, especialmente con las altas velocidades de rotación que son habituales durante el funcionamiento de la bomba.

De hecho, durante el funcionamiento de la bomba, las altas fuerzas centrífugas aplicadas a los imanes del rotor con posibles defectos inducidos en el material por un proceso de comoldeo que no se ajusta, determinan un desequilibro del rotor con mayor desgaste de los soportes y posibles roturas del propio rotor, así como un ruido, tanto mecánico como magnético, con una subsiguiente emisión acústica molesta.

La etapa de precalentamiento de los componentes del rotor implica inconvenientes adicionales durante un proceso productivo en automatización. Estos inconvenientes están relacionados con el tiempo de precalentamiento de los propios componentes y no es fácil solucionarlos técnicamente e implican un aumento de los costes finales del rotor debido a la incidencia negativa de esta última etapa en el proceso productivo.

Otro inconveniente de los rotores, realizados según los métodos conocidos, está relacionado con el hecho de que los imanes, asociados con el núcleo, pueden moverse, debido al flujo del material plástico bajo alta presión y temperatura durante el comoldeo, produciendo una pérdida de los rendimientos electromecánicos del rotor y un desequilibrio mecánico del mismo.

También es bueno observar que el comoldeo define espesores de material que implican un aumento del volumen del rotor y una subsiguiente reducción de la separación magnética, con una disminución del par motor generado y una pérdida subsiguiente de los rendimientos del motor.

El documento US 4219752 describe un rotor para un generador magnético con imanes imantados permanentemente dispuestos radialmente en la superficie periférica interna de un volante de hierro con forma de copa.

El problema técnico en el que se basa la presente invención es el de idear un método sencillo y rápido para fabricar un rotor de imán permanente particularmente compacto, que permita superar los inconvenientes citados con referencia a la técnica anterior.

Sumario de la invención

La idea de solución en la que se basa la presente invención es la de posicionar los imanes y el núcleo y la de mantenerlos posicionados, según la posición final deseada, con un comoldeo que minimice el volumen del rotor maximizando la resistencia estructural y la fiabilidad del rotor durante el funcionamiento a alta velocidad.

Partiendo de la base de esta idea de solución, el problema técnico se soluciona mediante un método para obtener un rotor (3) de imán permanente, para un motor (1) síncrono, particularmente para una bomba de una lavadora para uso industrial y doméstico y similar, con estator (2) externo, que comprende un núcleo (6) central cilíndrico, con un eje X-X y un paso (11) axial, rodeado por una pluralidad de imanes (10) permanentes que tienen un extradós (16) y un intradós (17) y bordes (18, 19) laterales, caracterizado porque comprende las etapas siguientes:

- disponer un cuerpo (7) de tipo copa, en un material plástico, que comprende un extremo (8a) de base, un extremo (8b) abierto, una pared (9) lateral y una pluralidad de rebajes (12) longitudinales de paso formados en la pared (9) lateral y que definen asientos (13) de posicionamiento para el posicionamiento de los imanes (10);

- insertar el núcleo (6) central en el cuerpo (7) de tipo copa y disponer, en correspondencia con los asientos (13) de posicionamiento, los imanes (10);

- obtener, mediante la inyección de un material plástico, una estructura (50) de tipo jaula que tiene fondos (27, 28) opuestos y columnas (29) extendidas entre dichos fondos (27, 28) opuestos, en la que dichos fondos (27, 28) opuestos hacen tope contra los extremos del cuerpo (7) de tipo copa y las columnas (29) se alojan en los rebajes (12).

La invención también se refiere a un rotor de imán permanente para un motor síncrono tal como se define en la reivindicación 6.

Características adicionales y las ventajas del método y del rotor obtenido según la invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción de una realización preferida de la misma facilitada a modo de ejemplo indicativo y no limitativo con referencia a los dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos

En los dibujos:

la figura 1 muestra esquemáticamente una vista en sección de una bomba eléctrica para lavadoras y electrodomésticos similares, que incorporan un rotor realizado según la presente invención;

la figura 2 muestra una vista desde arriba parcialmente en sección de un rotor realizado según la presente invención;

la figura 3 muestra una vista del rotor de la figura 2 realizado a lo largo de las líneas de corte I-I;

la figura 4 muestra esquemáticamente una vista realizada idealmente con partes separadas del rotor de la figura 3.

Descripción detallada

Con referencia a las figuras adjuntas, con 100 se muestra global y esquemáticamente una bomba eléctrica de circulación de fluidos que comprende un motor 1 eléctrico síncrono, en el que un estator 2 externo está atravesado centralmente por un rotor 3.

Tal como se muestra en la figura 1, el rotor 3 de imán permanente está enchavetado sobre un árbol 4 de accionamiento que pone en rotación en un extremo una pluralidad de propulsores 5 conectados cinemáticamente. En la realización mostrada, los propulsores 5 son tres.

Se induce la rotación del rotor 3 mediante el campo electromagnético generado por el estator 2, equipado con piezas de polo con arrollamientos relativos y...

1. Método para obtener un rotor (3) de imán permanente, para un motor (1) síncrono, particularmente para una bomba de una lavadora para uso industrial y doméstico y similar, con estator (2) externo, que comprende un núcleo (6) central cilíndrico, con un eje X-X y un paso (11) axial, rodeado por una pluralidad de imanes (10) permanentes que tienen un extradós (16) y un intradós (17) y bordes (18, 19) laterales, que comprende las etapas siguientes:

- disponer un cuerpo (7) de tipo copa, en un material plástico, que comprende un extremo (8a) de base, un extremo (8b) abierto, una pared (9) lateral y una pluralidad de rebajes (12) longitudinales de paso formados en la pared (9) lateral y que definen asientos (13) de posicionamiento para el posicionamiento de los imanes (10);

- insertar el núcleo (6) central en el cuerpo (7) de tipo copa y disponer los imanes (10) en correspondencia con los asientos (13) de posicionamiento;

- inyectar un material plástico en dicho cuerpo (7) de tipo copa y fuera de él en correspondencia con dichos rebajes (12) obteniendo una estructura (50) de tipo jaula con fondos (27, 28) opuestos y columnas (29) extendidas entre dichos fondos (27, 28) opuestos, en la que dichos fondos (27, 28) opuestos hacen tope contra los extremos (8a, 8b) del cuerpo (7) de tipo copa y las columnas (29) se alojan en los rebajes (12).

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende la etapa de:

- completar dicha estructura (50) de tipo jaula con una pluralidad de segundas columnas (31) internas dispuestas entre imanes (10) adyacentes.

3. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho material plástico con el que se obtiene por inyección la estructura (50) de tipo jaula es idéntico al material plástico con el que se realiza el cuerpo (7) de tipo copa.

4. Método según la reivindicación 3, caracterizado porque comprende la etapa de:

- completar la estructura (50) de tipo jaula con un manguito (42) interno, dispuesto a lo largo del eje X-X, que cubre radialmente el paso (11) axial del núcleo (6), extendiéndose dicho manguito (42) entre los fondos (27, 28) opuestos y realizado con un diámetro interno adecuado para definir un orificio (33) para el alojamiento forzado del árbol (4).

5. Método según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende la etapa de:

- proporcionar en los fondos (27, 28) opuestos al menos una pluralidad de primeros (36) y segundos (37) asientos de alojamiento para masas de equilibrio conformadas de manera opuesta.

6. Rotor de imán permanente para un motor (1) síncrono, particularmente para una bomba de una lavadora para uso industrial y doméstico y similar, del tipo que tiene un estator (2) externo que comprende un núcleo (6) central cilíndrico, con un eje X-X y un paso (11) axial, rodeado por una pluralidad de imanes (10) permanentes que tienen un extradós (16) y un intradós (17) y bordes (18, 19) laterales, caracterizado porque comprende un cuerpo (7) de tipo copa, realizado en un material plástico, que comprende un extremo (8a) de base, un extremo (8b) abierto, una pared (9) lateral, una pluralidad de rebajes (12) longitudinales de paso formados en la pared (9) lateral, que definen una pluralidad de asientos (13) de posicionamiento para los imanes (10), y una estructura (50) sustancialmente con forma de tipo jaula, ubicada alrededor de dicho cuerpo (7) de tipo copa, con fondos (27, 28) opuestos y columnas (29) extendidas entre los fondos (27, 28) opuestos, en la que dichos fondos (27, 28) opuestos hacen tope contra los extremos (8a, 8b) del cuerpo (7) de tipo copa, y las columnas (29) se alojan en los rebajes (12).

7. Rotor según la reivindicación 6, caracterizado porque dicha estructura (50) de tipo jaula se obtiene a través de la inyección de un material plástico.

8. Rotor según la reivindicación 7, caracterizado porque dicho material plástico con el que se obtiene la estructura (50) de tipo jaula es el mismo material plástico con el que se realiza el cuerpo (7) de tipo copa.

9. Rotor según la reivindicación 7, caracterizado porque el núcleo (6) muestra una pluralidad de rebajes (15) de alojamiento para el intradós (17) de los imanes (10).

10. Rotor según la reivindicación 7, caracterizado porque cada imán (10) comprende, en correspondencia con cada borde (18, 19) lateral, un primer bisel (20), al lado del extradós (16), y un segundo bisel (22), al lado del intradós (17), conectados mediante un tabique (24) divisorio.

11. Rotor según la reivindicación 10, caracterizado porque dichos rebajes (12) muestran, a lo largo de una sección transversal al eje (X-X), una forma sustancialmente de tipo trapecio, que comprende una base (40) y un par de lados (21) que están conectados a la pared (9) lateral, estando conjugado cada lado de dicho par de lados (21) con un primer bisel (20).

12. Rotor según la reivindicación 10, caracterizado porque dichos rebajes (15) muestran, a lo largo de una sección transversal al eje (X-X), una forma sustancialmente de tipo trapecio, con bordes (23) de contención laterales conjugados con los segundos biseles (22).

13. Rotor según la reivindicación 12, caracterizado porque cada uno de dichos rebajes (12) muestra al menos una nervadura (25) que se proyecta desde dicho cuerpo (7) de tipo copa.

14. Rotor según la reivindicación 6, caracterizado porque dicha estructura (50) de tipo jaula comprende una pluralidad de segundas columnas (31) dentro de dicho cuerpo (7) de tipo copa extendidas entre dichos fondos (27, 28) opuestos e interpuestas entre imanes (10) adyacentes.

15. Rotor según la reivindicación 6, caracterizado porque dicha estructura (50) de tipo jaula comprende un manguito (42) longitudinal interno que cubre radialmente el paso (11) axial del núcleo (6) y se extiende entre los fondos (27, 28) opuestos, estando realizado dicho manguito (42) con un diámetro interno adecuado para definir un orificio (33) para el alojamiento forzado del árbol (4).

16. Rotor según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los fondos (27, 28) opuestos comprenden al menos una pluralidad de primeros (36) y segundos (37) asientos de alojamiento para masas de equilibrio conformadas de manera opuesta.