Motor de devanados múltiples, que comprende: un núcleo de estator (7) que tiene F × M (siendo F un número entero superior o igual a 2 y M un número entero superior o igual a 2) secciones de polos magnéticos (13A a 13L);

y N (siendo N un número entero superior o igual a 2 y una medida de M) devanados excitadores de fase F (Sa, Sb) enrollados en dichas F x M secciones de polos magnéticos (13A a 13L), en donde cada una de dichas F × M secciones de polos magnéticos (13A a 13L) está provista de N tipos de cables de devanado discretos (A, B) que se diferencian entre sí en función de las posiciones en las que los cables de devanado discretos se disponen con respecto a dichas secciones de polos magnéticos; en donde un devanado excitador (U1, V1 o W1) para una fase en un devanado excitador de fase F (Sa) de dichos devanados excitadores de fase (Sa, Sb) se forma a partir de M de dichos N tipos de cables de devanado discretos (A, B) provistos en cada una de las F × M secciones de polos magnéticos (13A a 13L), seleccionándose los cables de devanado discretos uno por uno a partir de aquellos previstos en cada una de las M secciones de polos magnéticos (13A, 13D, 13G, 13J); (13B, 13E, 13H, 13K) o (13C, 13F, 13I, 13L) seleccionadas a partir de dichas F × M secciones de polos magnéticos (13A a 13L); un devanado excitador (U2, V2 ó W2) para una fase en otro devanado excitador de fase F (Sb) de dichos devanados excitadores de fase F (Sa, Sb) se forma a partir de M de dichos N tipos de cables de devanado discretos (A, B) diferentes de los ya seleccionados en cada una de las secciones de polos magnéticos (13A- 13L), seleccionándose los M cables de devanado discretos uno por uno de entre aquellos no seleccionados todavía de cada una de las M secciones de polos magnéticos M [(13A, 13D, 13G, 13J); (13B, 13E, 13H, 13K) o (13C, 13F, 13I, 13L)] seleccionadas de dichas F × M secciones de polos magnéticos (13A a 13L); formándose así los N devanados excitadores para dichas secciones de polos magnéticos; y en donde dichos N devanados excitadores de fase F se forman de manera que los N devanados correspondientes de dichos devanados excitadores (U1 y U2, V1 y V2, W1 y W2) forman una fase idéntica a dichos N devanados excitadores de fase (Sa, Sb); caracterizado porque dichos M cables de devanado discretos que forman el devanado excitador (U1, U2, V1, V2, W1 ó W2) para una fase incluyen M/N cables de devanado discretos seleccionados de cada uno de dichos N tipos de cables de devanado discretos (A, B)

Campo y antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un motor de devanados múltiples que tiene devanados excitadores de fase N F, independientes entre sí.

Como los motores han ido aumentando su capacidad, los dispositivos de accionamiento para motores son también cada vez mayores para recibir elementos de potencia y transformadores de mayor capacidad y tamaño, lo que da lugar a mayores costos y a un sistema de accionamiento de motor poco práctico.

Como se muestra en la solicitud de patente japonesa Laid Open 1995-298685 (Documento de patente 1), se intentó reducir el tamaño de los dispositivos de accionamiento individuales mediante la conexión de estos dispositivos de accionamiento (inversores o similares) por separado con devanados excitadores trifásicos independientes de un motor de devanados múltiples para el accionamiento sincrónico.

Un ejemplo de tal configuración se describe a continuación en detalle con referencia a la figura 13. Un motor de devanados múltiples M tiene dos devanados excitadores trifásicos Sa y Sb, independientes entre sí. Los dispositivos de accionamiento por separado, es decir, los inversores I1 e I2 se conectan al motor de devanados múltiples M. Estos inversores I1 y I2 se accionan sincrónicamente para suministrar una corriente excitadora a los devanados excitadores trifásicos Sa y Sb. Los inversores I1 y I2 se adaptan para ser alimentados con energía procedente de una fuente de alimentación de corriente continua común

P. Sin embargo, en los motores de devanados múltiples convencionales, se produce desequilibrio de impedancia u oscilación entre los devanados excitadores de fase NF. En esta memoria, la expresión "desequilibrio de impedancia" significa que se genera una gran diferencia en la impedancia entre una pluralidad de devanados excitadores. Cuando se acciona un motor, se genera una oscilación entre las corrientes que circulan a través de los devanados excitadores de fase NF, causando problemas tales como rizado de par, par reducido, disminución de la eficiencia y precisión de posicionamiento deteriorada. Convencionalmente, a fin de lograr una corriente equilibrada, se aplica una tensión de compensación de desequilibrio para equilibrar la corriente en base al error en las señales de corriente que circulan a través de cada uno de los devanados excitadores trifásicos. Sin embargo, el circuito de corrección tiene una limitación. Por lo tanto, es necesario mejorar el desequilibrio de impedancia, que es la causa principal de la misma. La JP 2003 264 952 A, describe un motor que comprende las características del preámbulo de la reivindicación 1.

Breve descripción de la invención

Un propósito de la presente invención consiste en proporcionar un motor de devanados múltiples cuyo desequilibrio de impedancia entre una pluralidad de devanados de fase F pueda mejorarse.

Otro propósito de la presente invención consiste en proporcionar un motor de devanados múltiples cuyo desequilibrio de impedancia entre una pluralidad de devanados de fase F pueda mejorarse, y cuya configuración permita un fácil devanado.

La invención se define mediante las características de la reivindicación 1. Las realizaciones preferidas de la invención se definen en las reivindicaciones dependientes.

En el motor de devanados múltiples de la presente invención, ya que los M cables de devanado discretos que forman un devanado excitador para una fase incluyen M/N cables de devanado discretos seleccionados de cada uno de los N tipos de cables de devanado discretos, se puede mejorar el desequilibrio de impedancia entre una pluralidad de devanados excitadores de fase F.

Breve descripción de las figuras

- La figura 1, es una vista en sección de un motor de devanados múltiples según una primera realización de la presente invención.

- La figura 2, ilustra cómo enrollar cables de devanado discretos A, B en una sección de polo magnético del motor de devanados múltiples según la primera realización.

- La figura 3, ilustra cómo enrollar los cables de devanado discretos A, B, en la sección de polo magnético del motor de devanados múltiples según la primera realización.

- Las figuras 4 (A) y 4 (B), son ilustraciones que muestran cómo dos (primero y segundo) cables de devanado discretos A, B, de devanados excitadores trifásicos Sa, Sb se conectan en el motor de devanados múltiples según la primera realización.

- Las figuras 5 (A) y 5 (B), son ilustraciones que muestran cómo los cables de devanado discretos primero y segundo A, B, de los devanados excitadores trifásicos Sa, Sb se conectan en paralelo en el motor de devanados múltiples según la primera realización.

- La figura 6, muestra una relación entre la inductancia de línea de un (primero) devanado excitador trifásico Sa y la inductancia de línea de otro (segundo) devanado excitador trifásico Sb en un motor de devanados múltiples utilizado en la prueba.

- La figura 7, muestra formas de onda de tensión de alimentación utilizadas en la prueba.

- Las figuras 8 (A) y 8 (B), son ilustraciones que muestran cómo dos (primero y segundo) cables de devanado discretos A, B de los devanados excitadores trifásicos Sa, Sb se conectan en serie en un motor de devanados múltiples según una segunda realización de la presente invención.

- Las figuras 9 (A) y 9 (B) son ilustraciones que muestran cómo dos (primero y segundo) cables de devanado discretos A, B de los devanados excitadores trifásicos Sa, Sb se conectan en una combinación de conexiones en serie y en paralelo en un motor de devanados múltiples según una tercera realización de la presente invención.

- La figura 10, es una vista en sección transversal de un motor de devanados múltiples según una cuarta realización de la presente invención.

- Las figuras 11 (A), 11 (B) y 11 (C), son ilustraciones que muestran cómo tres (primero a tercero) devanados excitadores trifásicos Sa-Sc se conectan en paralelo en un motor de devanados múltiples según una cuarta realización de la presente invención.

- Las figuras 12 (A), 12 (B) y 12 (C) son ilustraciones que muestran cómo tres (primero a tercero) devanados excitadores trifásicos Sa-Sc se conectan en serie en un motor de devanados múltiples según una quinta realización de la presente invención.

- La figura 13, ilustra un sistema de accionamiento de un motor de devanados múltiples convencional.

Mejor modo de llevar a cabo la invención

A continuación, se describe en detalle la mejor manera de llevar a cabo la presente invención con referencia a los dibujos que se adjuntan. La figura 1 es una vista en sección de un motor de devanados múltiples según una primera realización de la presente invención. Como se muestra en la figura 1, un motor de devanados múltiples 1 de la realización tiene un estator 3 y un rotor 5. El rotor 5 comprende un núcleo de rotor 5a sustancialmente cilíndrico y ocho imanes permanentes de tipo placa 5b que forman secciones de polos magnéticos, embebidas en las proximidades de una parte de superficie del núcleo de rotor 5a a intervalos regulares en una dirección circunferencial del núcleo de rotor. El estator 3 comprende un núcleo de estator 7. El núcleo de estator 7 se forma a partir de doce núcleos divididos 9 dispuestos anularmente. El núcleo dividido 9 forma parte integral de una sección que forma horquilla 11 y una sección de polo magnético 13 en una relación en T como se muestra en la figura 2. Por lo tanto, el núcleo de estator 7 tiene F x M (F y M son un número entero superior o igual a 2) secciones de polos magnéticos 13A a 13L [en esta realización, 12 (F=3, M=4)] (figura 1). Cada una de las doce secciones de polos magnéticos 13A a 13L incluye una sección de devanado 15 formada por devanados excitadores enrollados en la misma. En esta realización, la corriente eléctrica de F fases (en esta realización, tres fases) circula a través de las secciones de devanado 15 formadas en las secciones de polos magnéticos 13A a 13L. Las formas de onda de corriente están desfasadas entre sí 120 grados en el orden en el que las secciones de polos magnéticos 13A a 13L se disponen en la dirección circunferencial. Es decir, la corriente eléctrica circula a través de las secciones de devanado 15 formadas en las secciones de polos magnéticos 13A a 13L en el orden de fase U, fase V, fase W, fase U, fase V, fase W…. . . . . Como se muestra en la figura 2 y la figura 3, cada una de las secciones de devanado 15 formada en las secciones de polos magnéticos 13A a 13L de los núcleos... [Seguir leyendo]

1. Motor de devanados múltiples, que comprende:

un núcleo de estator (7) que tiene F × M (siendo F un número entero superior o igual a 2 y M un número entero superior o igual a 2) secciones de polos magnéticos (13A a 13L); y

N (siendo N un número entero superior o igual a 2 y una medida de M) devanados excitadores de fase F (Sa, Sb) enrollados en dichas F x M secciones de polos magnéticos (13A a 13L),

en donde cada una de dichas F × M secciones de polos magnéticos (13A a 13L) está provista de N tipos de cables de devanado discretos (A, B) que se diferencian entre sí en función de las posiciones en las que los cables de devanado discretos se disponen con respecto a dichas secciones de polos magnéticos;

en donde un devanado excitador (U1, V1 o W1) para una fase en un devanado excitador de fase F (Sa) de dichos devanados excitadores de fase (Sa, Sb) se forma a partir de M de dichos N tipos de cables de devanado discretos (A, B) provistos en cada una de las F × M secciones de polos magnéticos (13A a 13L), seleccionándose los cables de devanado discretos uno por uno a partir de aquellos previstos en cada una de las M secciones de polos magnéticos (13A, 13D, 13G, 13J); (13B, 13E, 13H, 13K) o (13C, 13F, 13I, 13L) seleccionadas a partir de dichas F × M secciones de polos magnéticos (13A a 13L); un devanado excitador (U2, V2 ó W2) para una fase en otro devanado excitador de fase F (Sb) de dichos devanados excitadores de fase F (Sa, Sb) se forma a partir de M de dichos N tipos de cables de devanado discretos (A, B) diferentes de los ya seleccionados en cada una de las secciones de polos magnéticos (13A- 13L), seleccionándose los M cables de devanado discretos uno por uno de entre aquellos no seleccionados todavía de cada una de las M secciones de polos magnéticos M [(13A, 13D, 13G, 13J); (13B, 13E, 13H, 13K) o (13C, 13F, 13I, 13L)] seleccionadas de dichas F × M secciones de polos magnéticos (13A a 13L); formándose así los N devanados excitadores para dichas secciones de polos magnéticos; y

en donde dichos N devanados excitadores de fase F se forman de manera que los N devanados correspondientes de dichos devanados excitadores (U1 y U2, V1 y V2, W1 y W2) forman una fase idéntica a dichos N devanados excitadores de fase (Sa, Sb);

caracterizado porque dichos M cables de devanado discretos que forman el devanado excitador (U1, U2, V1, V2, W1 ó W2) para una fase incluyen M/N cables de devanado discretos seleccionados de cada uno de dichos N tipos de cables de devanado discretos (A, B).

2. Motor de devanados múltiples según la reivindicación 1, en donde dichos M cables de devanado discretos se conectan entre sí en serie.

3. Motor de devanados múltiples según la reivindicación 1, en donde dichos M cables de devanado discretos se conectan entre sí en paralelo

4. Motor de devanados múltiples según la reivindicación 1, 2 ó 3, en donde las

posiciones en las que se disponen dichos N tipos de cables de devanado discretos (A, B) con respecto a dichas secciones de polos magnéticos (13A a 13L) son las mismas con respecto a todas las M secciones de polos magnéticos mencionadas; y los N cables de devanado que forman respectivamente dichos N tipos de cables de devanado discretos se enrollan en polos de dichas secciones del polos magnéticos (13A a 13L), disponiéndose de manera yuxtapuesta en una dirección de extensión de dichos polos.

5. Motor de devanados múltiples según la reivindicación 1, 2 ó 3, en donde

dichos M cables de devanado discretos que forman dicho devanado excitador para una fase se disponen de manera que el tipo de devanado discreto mencionado seleccionado de dichos N tipos de cables de devanado discretos (A, B) enrollados en dichas M secciones de polos magnéticos, que están dispuestas de manera uniforme, es diferente del de dicho cable de devanado discreto seleccionado de las secciones de polos magnéticos adyacentes en la disposición uniforme.

6. Motor de devanados múltiples según la reivindicación 1, 2 ó 3, en donde

dicho núcleo de estator (7) comprende una pluralidad de núcleos divididos (9), cada uno de los cuales está íntegramente formado por una sección que forma horquilla (11) y una sección de polo magnético (13).

Motor de devanados múltiples según la reivindicación 1,

en donde dicho núcleo de estator (7) tiene doce secciones de polos magnéticos (13A a 13L); y

dos devanados excitadores trifásicos (Sa, Sb) se enrollan en dichas doce secciones de polos magnéticos (13A a 13L),

en donde cada una de dichas doce secciones de polos magnéticos está provista de dos tipos de cables de devanado discretos (A, B) que se diferencian entre sí en función de las posiciones en las que se disponen los cables de devanado discretos con respecto a dichas secciones de polos magnéticos;

en donde un devanado excitador (U1, V1 ó W1) para una fase en un devanado excitador trifásico (Sa) de los devanados excitadores trifásicos (Sa, Sb) se forma a partir de cuatro de dichos cables de devanado discretos previstos en cada una de las doce secciones de polos magnéticos (13A a 13L), seleccionándose los cuatro cables de devanado discretos uno a uno a partir de aquellos previstos en cada una de las cuatro secciones de polos magnéticos [(13A, 13D, 13G, 13J); (13B, 13E, 13H, 13K) o (13C, 13F, 13I, 13L)] seleccionadas a partir de dichas doce secciones de polos magnéticos (13A a 13L);

en donde dicho devanado excitador (U2, V2 ó W2) para una fase en el otro devanado excitador de fase F (Sb) de dichos devanados excitadores trifásicos (Sa, Sb) se forma a partir de cuatro cables de devanado discretos (A, B) diferentes a aquellos ya seleccionados, seleccionándose los M cables de devanado discretos respectivamente de cada una de las cuatro secciones de polos magnéticos [(13A, 13D, 13G, 13J); (13B, 13E, 13H, 13K) o (13C, 13F, 13I, 13L)] seleccionadas de dichas doce secciones de polos magnéticos (13A a 13L);

en donde los dos devanados excitadores trifásicos mencionados (Sa, Sb) se forman de manera que dos devanados excitadores correspondientes de los devanados excitadores para una fase (U1 y U2, V1 y V2, W1 y W2) forman una fase idéntica a la de los dos devanados excitadores trifásicos mencionados; y

en donde dichos cuatro cables de devanado discretos que forman dicho devanado excitador (U1, U2, V1, V2, W1 ó W2) para una fase comprenden dos cables de devanado discretos seleccionados de cada uno de los dos tipos de cables de devanado discretos mencionados (A, B).

7. Motor de devanados múltiples según la reivindicación 1,

en donde dicho núcleo de estator (107) tiene dieciocho secciones de polos magnéticos (113A a 113R); y

tres devanados excitadores trifásicos (Sa, Sb, Sc) se enrollan en dichas dieciocho secciones de polos magnéticos (113A a 113R),

en donde cada una de las dieciocho secciones de polos magnéticos (113A a 113R) está provista de tres tipos de cables de devanado discretos (A, B, C) que se diferencian entre sí en función de las posiciones en las que se disponen los cables de devanado discretos con respecto a dichas secciones de polos magnéticos (113A a 113R);

en donde un devanado excitador (U1, V1 ó W1) para una fase en un devanado excitador trifásico (Sa) de los devanados excitadores trifásicos (Sa, Sb, Sc) se forma a partir de seis de los mencionados tres tipos de cables de devanado discretos (A, B, C) previstos en cada una de las dieciocho secciones de polos magnéticos (113A a 113R), seleccionándose los seis cables de devanado discretos (113A a 113R) uno a uno a partir de aquellos previstos en cada una de las seis secciones de polos magnéticos [(113A, 113D, 113G, 113J, 113M, 113P); (113B, 113E, 113H, 113K, 113N, 113Q) o (113C, 113F, 113I, 113L, 113O, 113R)] seleccionadas de las mencionadas dieciocho secciones de polos magnéticos (113A – 113L); un devanado excitador (U2, V2 ó W2) para una fase en otro devanado excitador trifásico (Sb) de los devanados excitadores trifásicos (Sa, Sb, Sc) se forma a partir de seis de dichos tres tipos de cables de devanado discretos (A, B, C) distintos de los ya seleccionados en cada una de las secciones de polos magnéticos (113A – 113R), seleccionándose los seis cables de devanado discretos uno por uno a partir de los que todavía no se han seleccionado en cada una de las seis secciones de polos magnéticos [(113A, 113D, 113G, 113J, 113M, 113P); (113B, 113E, 113H, 113K, 113N, 113Q) o (113C, 113F, 113I, 113L, 113 O, 113R)];

un devanado excitador (U3, V3 ó W3) para una fase en el devanado excitador trifásico restante (Sc) se forma a partir de seis cables de devanado discretos no seleccionados todavía, previstos en dichas seis secciones de polos magnéticos [(113A, 113D, 113G, 113J, 113M, 113P); (113B, 113E, 113H, 113K, 113N, 113Q) o (113C, 113F, 113I, 113L, 1130, 113R)J;

en donde dichos tres devanados excitadores trifásicos (Sa, Sb, Sc) se forman de manera que tres devanados correspondientes de los devanados excitadores [(U1, U2, U3); (V1, V2, V3); (W1, W2, W3)] para una fase forman una fase idéntica a la de dichos tres devanados excitadores trifásicos; y

en donde dichos seis cables de devanado discretos que forman dicho devanado excitador (U1, U2, U3, V1, V2, V3, W1, W2, W3) para una fase comprenden dos cables de devanado discretos seleccionados de cada uno de los tres tipos de cables de devanado discretos mencionados (A, B, C).