MOTOR ELÉCTRICO SÍNCRONO BIFÁSICO DE IMANES PERMANENTES CON ARRANQUE MECÁNICO PARA LAVADORAS Y ELECTRODOMÉSTICOS SIMILARES , EN PARTICULAR PARA BOMBAS DE LAVADO.

Motor (1) eléctrico síncrono bifásico de imanes permanentes con arranque mecánico para lavadoras y similares,

en particular para bombas (2) de lavado, del tipo que comprende en el centro un rotor (4) axial de imanes permanentes y un estator (5) con un núcleo con paquete (16) de laminación y un par de piezas (20) polares principales con extremos (21) y un par de piezas (20) polares secundarias con extremos (21), que envuelven dicho rotor (4) y con devanados (L1, L2) relativos, caracterizado porque dicho par de piezas polares principales es geométricamente asimétrico con respecto a dicho par secundario de piezas polares, estando dicho par de piezas (20) polares principales opuestas distanciadas del rotor (4) por medio de un entrehierro (A) que es mayor que el entrehierro (B) que separa dicho par de piezas polares secundarias del rotor (4)

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E06016772.

Solicitante: ASKOLL HOLDING S.R.L..

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: VIA INDUSTRIA, 30 36031 POVOLARO DI DUEVILLE (VICENZA) ITALIA.

Inventor/es: MARIONI, ELIO.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 11 de Agosto de 2006.

Fecha Concesión Europea: 13 de Octubre de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F04D13/02B
  • H02K1/14D1
  • H02K7/118 SECCION H — ELECTRICIDAD.H02 PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA.H02K MAQUINAS DINAMOELECTRICAS (relés dinamoeléctricos H01H 53/00; transformación de una potencia de entrada en DC o AC en una potencia de salida de choque H02M 9/00). › H02K 7/00 Dispositivos para manipular energía mecánica estructuralmente asociados con con máquinas dinamo-eléctricas, p. ej. asociación estructural con un motores mecánico de arrastre o máquinas dinamoeléctrica auxiliares. › dispositivos de arranque.

Clasificación PCT:

  • F04D13/02 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F04 MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO; BOMBAS PARA LIQUIDOS O PARA FLUIDOS COMPRESIBLES.F04D BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO NO POSITIVO (bombas de inyección de combustible para motores F02M; bombas iónicas H01J 41/12; bombas electrodinámicas H02K 44/02). › F04D 13/00 Instalaciones o sistemas de bombeo (su control F04D 15/00; bombeo simultáneo de líquidos y de fluidos compresibles F04D 31/00). › Conjuntos que comprenden las bombas y sus medios de accionamiento (en caso de que predominen los aspectos de los medios de accionamiento, véase la clase correspondiente a dichos medios).
  • H02K1/14 H02K […] › H02K 1/00 Detalles del circuito magnético (circuitos magnéticos para relés H01H 50/16). › Núcleos estatóricos de polos salientes.
  • H02K29/03 H02K […] › H02K 29/00 Motores o generadores con dispositivos de conmutación no mecánicos, p. ej. tubos de descarga o dispositivos semiconductores. › con un circuito magnético especialmente adaptado para evitar ondulaciones del par motor o problemas del encendido automático.
  • H02K7/118 H02K 7/00 […] › dispositivos de arranque.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.


Fragmento de la descripción:

Motor eléctrico síncrono bifásico de imanes permanentes con arranque mecánico para lavadoras y electrodomésticos similares, en particular para bombas de lavado. Campo de aplicación La presente invención se refiere a un motor eléctrico síncrono bifásico de imanes permanentes con arranque mecánico, particularmente aunque no exclusivamente indicado para lavavajillas y electrodomésticos similares, en particular para bombas de lavado de dichas máquinas. Más en particular, la invención se refiere a un motor del tipo anterior y que comprende en el centro un rotor axial con imanes permanentes, un estator con un núcleo con paquete de laminación y con un doble par de piezas polares, principales y secundarias, envolviendo a dicho rotor. Técnica anterior Se conoce la necesidad de producir bombas de lavado para electrodomésticos tales como lavadoras, lavavajillas, y aparatos similares, que tengan la mayor eficiencia hidráulica posible, entendida como la mejor razón entre la tasa hidráulica disponible en la bomba, tal como presión de fluido o potencia, y la potencia eléctrica absorbida por el motor al que está asociada cada bomba. Un requisito adicional para los lavavajillas es reducir la potencia hidráulica de la bomba en la medida de lo posible y, por consiguiente, la potencia suministrada al motor, con el fin de reducir tanto la cantidad de fluido que debe ponerse en circulación como la potencia necesaria para calentar el agua durante los ciclos de lavado. Con el fin de satisfacer ambos requisitos, la técnica anterior ofrece bombas centrífugas o rotatorias con una alta eficiencia hidráulica para la circulación de fluido, por ejemplo tal como se describe en la patente europea n. o EP 0983630B1 del mismo solicitante. Dichas bombas se ponen en rotación mediante un motor síncrono. Sin embargo, como se sabe, existe un problema intrínseco con los motores síncronos pequeños debido al hecho de que, para poner dichas bombas en rotación, se usan motores de tipo bidireccional en los que, durante el arranque, el rotor puede hacerse girar o bien en sentido horario o bien en sentido antihorario. Dichos motores bidireccionales son ventajosos porque son muy eficientes y tienen una tasa de absorción de potencia relativamente baja. Esta alta eficiencia hidráulica de las bombas centrífugas se obtiene con propulsores de álabes flexibles que están preorientados y que permiten obtener bombas de lavado unidireccionales caracterizadas por un sentido de rotación perfectamente definido. Por consiguiente, con el fin producir bombas rotatorias con una eficiencia hidráulica alta, accionadas por un motor síncrono, hay que equipar el motor con dispositivos de arranque electrónicos (tal como se describe por ejemplo en la patente EP1351375B1) o con dispositivos de arranque mecánicos (tal como se describe por ejemplo en la patente EP 0 983 630B1 anteriormente mencionada) que hagan posible establecer el sentido de rotación del motor síncrono con el fin de obtener la mayor eficiencia hidráulica posible de la bomba. Los dispositivos de arranque electrónico previamente descritos se aplican a motores monofásicos y tienen altos costes tanto con respecto tanto a la producción como a la aplicación en el motor, representando dichos costes todavía un obstáculo insuperable que prevalece frente a la necesidad de optimizar la eficiencia 40 energética, hasta el punto de que se prefiere el uso de motores unidireccionales con dispositivos de tipo mecánico a pesar de que tienen una menor eficiencia y un mayor ruido en funcionamiento. ES 2 354 263 T3 El alto coste de dichos dispositivos impide fundamentalmente el uso de bombas centrífugas del tipo anterior en lavavajillas para uso doméstico y pertenecientes a la categoría de máquinas de bajo coste. Tal como conocen bien los expertos en la técnica, las bombas de lavado usadas en lavavajillas en la actualidad se accionan mediante un motor síncrono monofásico, en el que el rotor está realizado ventajosamente con imanes permanentes y el estator comprende un núcleo con paquete de laminación con al menos dos piezas polares y sendos devanados de estator, dotado de un dispositivo de arranque de tipo mecánico. Estos últimos, que son los motores síncronos más comunes y económicos, comprenden sólo dos piezas polares de estator y hacen posible producir las denominadas bombas síncronas monofásicas que, sin 2 embargo, se ven afectadas por el nivel de ruido relativamente alto debido a las vibraciones. Además, en un intento por eliminar radicalmente los problemas de vibración debidos al diseño existente del motor síncrono monofásico, la técnica anterior propone el uso de un motor síncrono bifásico dotado de cuatro piezas polares para las bombas de lavado usadas en lavavajillas más caros. Por ejemplo, un estator con cuatro piezas polares para un motor síncrono se describe en la patente estadounidense n. o 6.452.303 del mismo solicitante. Normalmente las cuatro piezas polares se realizan con paquetes de laminación cortados en forma de E. Dichas láminas laminadas se obtienen a partir de la misma lámina de acero con el fin de reducir la producción de residuos y se superponen en paquetes formando así partes de grupos de estator que también tienen forma de E. Cada pieza polar de estator se obtiene mediante acoplamiento de un devanado de estator con un correspondiente paquete de laminación. Esta estructura de estator tiene la ventaja de que es fácil de realizar y a un coste relativamente limitado. Sin embargo, las bombas síncronas bifásicas producidas hasta ahora con esta estructura de estator también requieren un dispositivo de accionamiento electrónico para hacer posible, durante la fase transitoria de arranque, arrancar el rotor del motor síncrono gradualmente hasta obtener un sincronismo de funcionamiento. Sin embargo, el coste del dispositivo de accionamiento electrónico es comparable con el coste de la estructura mecánica del motor y, por tanto, el uso de motores síncronos bifásicos resulta inconcebible para lavavajillas de gama de bajo coste pero que, sin embargo, son los que tienen mayor volumen de ventas. Ejemplos de motores eléctricos conocidos se muestran en la técnica anterior, en la que los documentos GB621005 y EP0983630 dan a conocer motores eléctricos, los documentos US2002/149282 y US6452303 dan a conocer estatores para motores eléctricos y el documento US5708406 da a conocer un actuador. El problema técnico que constituye la base de la presente invención es proporcionar un motor eléctrico síncrono bifásico de imanes permanentes, en particular para bombas de lavado para lavadoras, con características estructurales y funcionales tales como permitir un sencillo arranque de tipo totalmente mecánico, garantizando además una estructura sencilla y un número limitado de componentes que hagan posible una producción a un coste considerablemente menor que con las soluciones ofrecidas hoy en día por la técnica anterior. Sumario de la invención La solución que constituye la base de la presente invención es proporcionar, para el motor bifásico, un desplazamiento de fase en la alimentación de potencia en los devanados de estator y una estructura de estator que reduzca el par motor en la fase de arranque, permitiendo un acoplamiento cinemático mejor y más regular entre el rotor y la carga. El problema técnico de la presente invención se soluciona mediante un motor del tipo previamente indicado y definido en la reivindicación 1. Además, con el fin de reducir adicionalmente los costes de producción, el ensamblaje del núcleo de grupos de estator se proporciona por medio de un paquete de laminación con una longitud axial menor que la longitud axial de los correspondientes extremos de las piezas polares. Ventajosamente, dichos extremos de las piezas polares están asociados de manera amovible con el paquete de laminación y, en cualquier caso, son estructuralmente independientes. Ha de indicarse también que los extremos de las piezas polares anteriormente mencionados se producen mediante compresión y sinterización sucesiva partiendo de polvos magnéticos microencapsulados y aislados mediante materiales eléctricamente aislantes. Las características y ventajas del motor según la invención resultarán más evidentes a partir de la siguiente descripción de una realización dada a modo de ejemplo indicativo y no limitativo con referencia a los dibujos adjuntos. Breve descripción de los dibujos ES 2 354 263 T3 - La figura 1 muestra esquemáticamente, en una sección longitudinal, una bomba de lavado que incorpora un motor síncrono eléctrico según la presente invención; 3 - la figura 2 muestra esquemáticamente y en perspectiva, en despiece ordenado, la bomba de la figura 1 con todos sus componentes ilustrados; - las figuras 3 y 3A muestran vistas esquemáticas superiores desde arriba de un estator del motor eléctrico producido...

 


Reivindicaciones:

1. Motor (1) eléctrico síncrono bifásico de imanes permanentes con arranque mecánico para lavadoras y similares, en particular para bombas (2) de lavado, del tipo que comprende en el centro un rotor (4) axial de imanes permanentes y un estator (5) con un núcleo con paquete (16) de laminación y un par de piezas (20) polares principales con extremos (21) y un par de piezas (20) polares secundarias con extremos (21), que envuelven dicho rotor (4) y con devanados (L1, L2) relativos, caracterizado porque dicho par de piezas polares principales es geométricamente asimétrico con respecto a dicho par secundario de piezas polares, estando dicho par de piezas (20) polares principales opuestas distanciadas del rotor (4) por medio de un entrehierro (A) que es mayor que el entrehierro (B) que separa dicho par de piezas polares secundarias del rotor (4). 2. Motor (1) eléctrico según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho par de piezas polares principales tiene diferentes características dimensionales con respecto a dicho par secundario de piezas polares en cuanto a dicha asimetría. 3. Motor (1) eléctrico según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho devanado (L1) de dicho par de piezas polares principales tiene un número diferente de espiras respecto a dicho devanado (L2) de dicho par de piezas polares secundarias. 4. Motor (1) eléctrico según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un acoplamiento entre rotor (4) y carga por medio de al menos un acoplamiento de transmisión de movimiento que comprende un elemento de accionamiento y un elemento accionado asociados en serie cinemática y porque la alimentación de potencia para los devanados de uno de los pares de piezas (20) polares se obtiene mediante la interposición de un condensador (C). 5. Motor eléctrico según la reivindicación 4, caracterizado porque dicho al menos un acoplamiento comprende una primera junta formada por un elemento de accionamiento y un elemento accionado y una segunda junta que comprende, a su vez, un elemento de accionamiento y un elemento accionado y en el que el elemento accionado de la primera junta es el elemento de accionamiento de la segunda junta. 6. Motor eléctrico según la reivindicación 5, caracterizado porque cada junta comprende un primer elemento de accionamiento excéntrico con respecto al eje (x-x) del rotor y un segundo elemento accionado, excéntrico a su vez con respecto a dicho eje (x-x). 7. Motor eléctrico según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho par de piezas (20) polares principales tienen una longitud axial de los extremos mayor que la longitud axial de los extremos de dicho par de piezas polares secundarias. 8. Motor eléctrico según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos extremos (21) de dicho par de piezas (20) polares principales son estructuralmente independientes y están acoplados de manera amovible con el núcleo con paquete de laminación. 9. Motor eléctrico según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los extremos (21) de dichas piezas (20) polares del estator (5) se obtienen mediante compresión de polvos 35 magnéticos. ES 2 354 263 T3 10. Motor eléctrico según la reivindicación 9, caracterizado porque dichos polvos magnéticos están microencapsulados y aislados por material eléctricamente aislante. 11. Motor eléctrico según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el núcleo (24) con paquete de laminación se obtiene uniendo de manera anular un grupo en forma de E de partes (16) de lámina laminadas solapadas, con la parte (27) central de la E que se extiende hacia el rotor (4) y porque las bobinas (25) que soportan los devanados de estator se disponen sobre dichas partes (27) centrales más próximas al paquete (16) de laminación. 12. Motor eléctrico según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la conexión entre los extremos (21) de dichas piezas polares del estator (5) y cada parte (27) correspondiente del núcleo (24) con paquete (16) de laminación se obtiene por medio de una junta (32) de mortaja y espiga. 13. Motor eléctrico según la reivindicación 7, caracterizado porque dicha longitud axial más corta se encuentra en el intervalo de desde un 25% hasta un 50% en comparación con la longitud axial de los extremos correspondientes de las piezas polares. 13 ES 2 354 263 T3 14. Motor eléctrico según la reivindicación 7, caracterizado porque dicha longitud axial más corta es preferiblemente igual a un 50% en comparación con la longitud axial de los extremos correspondientes de las piezas polares. 15 Motor eléctrico según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el coeficiente de esbeltez, es decir la longitud axial del rotor en comparación con su diámetro, es mayor que 2. 14 ES 2 354 263 T3 ES 2 354 263 T3 16 ES 2 354 263 T3 17 ES 2 354 263 T3 18 ES 2 354 263 T3 19 ES 2 354 263 T3 ES 2 354 263 T3 21 ES 2 354 263 T3 22 ES 2 354 263 T3 23 ES 2 354 263 T3 24

 

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