Generador eléctrico de flujo radial.

La invención describe un generador eléctrico de flujo radial que comprende una base;

un eje de entrada móvil conectado mediante medios de transmisión del movimiento giratorio a un rotor; un rotor que comprende dos ruedas concéntricas: una rueda interior en la que se fijan imanes permanentes interiores orientándose la polaridad de cada imán de manera inversa a la de sus imanes adyacentes, y una rueda exterior unida mediante una corona rigidizadora a la rueda interior, en la que se fijan imanes permanentes exteriores enfrentados cada uno a un imán interior correspondiente de manera que en el hueco entre imanes permanentes de la rueda interior y exterior quedan situados polos opuestos; y un estator que comprende una pluralidad de bobinas sin núcleo ferromagnético fijadas a la base dispuestas a modo de rueda quedando las bobinas del estator dispuestas entre la rueda interior y la rueda exterior del rotor.

GENERADOR ELÉCTRICO DE FLUJO RADIAL

Campo de la invención La presente invención se refiere al campo de la

electricidad, y más concretamente al campo de los

generadores eléct ricos por medio de imanes permanentes y

bobinas.

Antecedentes de la invención En el caso de generadores eléctricos instalados en zonas en las que la cantidad de energía de origen que puede aprovecharse es grande, aunque se produzcan pérdidas importantes en el proceso de transformación energética, sigue obteniéndose una cantidad sustancial de energía útil al final del proceso.

Sin embargo, en el caso en el que se pretenden desarrollar generadores más pequeños para aplicaciones en las que la cantidad de energía de origen es limitada, las pérdidas en el proceso de transformación energética pueden suponer un gran problema y por tanto deben minimizarse.

En la técnica se conocen algunas soluciones de generadores eléctricos que permiten producir energía eléctrica a partir de un bajo número de revoluciones del rotor, pudiendo así generarse electricidad con escasa energía de origen. Por ejemplo, el documento WO 2011/064424 Al da a conocer un electro-generador asíncrono de fluj o axial previsto para la transformación de la energía rotacional en energía eléctrica, que puede aplicarse a máquinas de bajo número de revoluciones. El generador incluye un inductor formado por dos discos paralelos y portadores de una pluralidad de imanes permanentes en número par y enfrentados con su polaridad opuesta, así como un inducido formado por un disco intermedio con una pluralidad de bobinas, en menor número que el número de imanes permanentes de cada disco del inductor, con un desfase de bobinas e imanes permanentes. Las bobinas del inducido forman tres grupos con un sistema de conexión estrella-triángulo, con posibilidad de variar dicha conexión para conseguir un bajo par de arranque y una maximización en la generación de energía eléctrica. Sin embargo, la eficiencia energética de tal generador de flujo axial es inferior a la óptima.

Por tanto, sigue existiendo la necesidad en la técnica de generadores eléctricos que funcionen con bajas revoluciones y que produzcan una eficiencia energética mejorada con respecto a las soluciones conocidas en la técnica anterior. Este tipo de generadores son útiles, por ejemplo, en los campos de la minieólica, minihidraúlica, bicicletas eléctricas, uso doméstico, etc.

Sumario de la invención La presente invención da a conocer un generador eléctrico de flujo radial que comprende una base; un eje de entrada móvil conectado mediante medios de transmisión del movimiento giratorio a un rotor; un rotor que comprende dos ruedas concéntricas: una rueda interior en la que se fijan imanes permanentes interiores de modo que la orientación de la polaridad de cada imán es inversa a la orientación de la polaridad de sus imanes adyacentes; y una rueda exterior unida mediante una corona rigidizadora a la rueda interior y en la que se fijan imanes permanentes exteriores enfrentados cada uno a un imán permanente interior correspondiente en la rueda interior de tal manera que en el hueco entre imanes permanentes de la rueda interior y exterior quedan situados polos opuestos; y un estator que comprende una pluralidad de bobinas sin núcleo ferromagnético. La pluralidad de bobinas se fija a la base, quedando las bobinas dispuestas a modo de rueda entre la rueda interior y la rueda exterior del rotor.

Breve descripción de las figuras

La presente invención se entenderá mejor con referencia a los siguientes dibujos que ilustran una realización preferida de la invención, proporcionada a modo de ejemplo, y que no debe interpretarse como limitativa de la invención de ninguna manera.

La figura 1 muestra una vista en sección transversal de un generador eléctrico según la realización preferida de la presente invención.

La figura 2 muestra una vista en despiece ordenado del generador eléctrico de la figura 1.

La figura 3 muestra una vista en perspectiva del interior de generador eléctrico de la figura 1. Con el fin de poder visualizar mejor el interior del generador, alguno de los elementos de la presente invención no aparece representado en la figura 3.

Descripción detallada de la realización preferida Tal como se comentó anteriormente, la presente invención da a conocer un generador eléctrico de flujo radial que comprende, como elementos principales, una base, un eje de entrada móvil, un rotor que comprende una pluralidad de imanes permanentes y un estator que comprende una pluralidad de bobinas sin núcleo ferromagnético.

A continuación se describirá con detalle la realización preferida del generador eléctrico de la presente invención haciendo referencia simultánea a las figuras 1, 2 Y 3 adjuntas.

Así, puede observarse que el generador eléctrico de la realización preferida de la invención comprende una carcasa compuesta a su vez por una base (10) , un cuerpo lateral

(12) y una tapa superior (14) Asimismo, la carcasa presenta un orificio pasacables (16) para la salida de cableado al exterior del generador, tal como se explicará a continuación en el presente documento. La carcasa se fabrica preferiblemente de un material ligero de baja densidad, diamagnético o paramagnético, de alta conductividad eléctrica y alto coeficiente de conductividad térmica (con objeto de disipar adecuadamente el calor producido) y fácil de mecanizar. Un material adecuado para la fabricación de la carcasa es por ejemplo el aluminio.

Por otro lado, el generador eléctrico presenta un eje de entrada móvil (18) , el cual está conectado mediante medios de transmisión del movimiento giratorio a un rotor.

Dichos medios de transmisión del movimiento giratorio son, por ejemplo, una pluralidad de radios (20) . Los radios se fabrican preferiblemente de un material no ferromagnético (por ejemplo de acero inoxidable) para evitar que el flujo magnético pase al eje de entrada móvil (18) .

Además, según la realización preferida de la presente invención, entre dicho ej e de entrada móvil (18) Y dichos radios (20) , se encuentra dispuesta una multiplicadora (22) que aumenta la velocidad de giro del eje de entrada, de modo que se optimiza la obtención de energía eléctrica a partir de muy pocas revoluciones de entrada. La multiplicadora (22) está a su vez acoplada de manera solidaria a un eje de generador (24) el cual transmite su movimiento giratorio al rotor del generador a través de dicha pluralidad de radios (20) . El ej e de generador (24) se encuentra instalado entre dos rodamientos: un rodamiento inferior (26) que a su vez se encuentra instalado en un alojamiento inferior (28) , y un rodamiento superior en el interior de la multiplicadora (22) no mostrado en las figuras. El alojamiento inferior (28) se encuentra fijado a la base (10) de la carcasa mediante cualquier medio adecuado, tal como por ejemplo mediante tornillería.

El siguiente elemento constitutivo del generador eléctrico de la presente invención es el rotor (inductor) , el cual comprende una rueda interior (30) y una rueda exterior (32) unida mediante una corona rigidizadora (34) a dicha rueda interior (30) , preferiblemente situada en su parte superior. La rueda interior (30) presenta huecos a lo largo de su perímetro, en cada uno de los cuales se fija un imán permanente interior (36) . Cada imán permanente interior (36) se dispone de modo que la línea que une sus polos N-S se dirige hacia el eje de entrada móvil (18) , siendo la orientación de la polaridad de cada imán

permanente interior (36) inversa a la orientación de la

polaridad de sus imanes permane ntes interiores (36)

adyacentes.

Las ruedas interior (30) y exterior (32) , así como la corona rigidizadora (34) , se fabrican de un material

ferromagnético (tal como por ejemplo acero al carbono) , de modo que se favorece la circulación del flujo magnético evitando su dispersión entre imanes.

Por su parte, la rueda exterior (32 ) también presenta huecos a lo largo de su perímetro en cada uno de los cuales se fija un imán permanente exterior (38 ) que queda enfrentado a un imán permanente interior (36) correspondiente en la rueda interior (30) de tal manera que en el hueco entre imanes de la rueda interior (30) y exterior (32) quedan situados polos opuestos, es decir, un polo sur de un imán permanente interior (36) enfrentado a un polo norte de un imán permanente exterior (38) y viceversa. Cada imán permanente exterior (32) se dispone de modo que la línea que une sus polos N-S se dirige hacia el eje de entrada móvil (18) .

Por último, el generador eléctrico de la presente invención comprende un...

1. Generador eléctrico de flujo radial que comprende una base (10) ; un ej e de entrada móvil (18) , conectado mediante medios de transmisión del movimiento giratorio a un rotor; un rotor que comprende dos ruedas (30, 32) concéntricas:

una rueda interior (30) en la que se fijan imanes permanentes interiores (36) , de modo que la orientación de la polaridad de cada imán permanente interior (36) es inversa a la orientación de la polaridad de sus imanes permanentes interiores (36) adyacentes; y una rueda exterior (32) unida mediante una corona rigidizadora (34) a la rueda interior

(30) , en la que se fijan imanes permanentes exteriores (38) enfrentados cada uno a un imán permanente interior (36) correspondiente en la rueda interior (30) de tal manera que en el hueco entre imanes permanentes de la rueda interior (30) Y exterior (32) quedan situados polos opuestos; y

un estator que comprende una pluralidad de bobinas (40) sin núcleo ferromagnético, fij ándose la pluralidad de bobinas (40) a la base (10) , dispuestas a modo de rueda de modo que las bobinas (4 O) del estator quedan dispuestas entre la rueda interior (30) y la rueda exterior (32) del rotor.

2. Generador según la reivindicación 1, caracterizado por que cada una de las bobinas (4 O) presenta forma de paralelogramo rectangular formado por un travesaño superior, un travesaño inferior y dos patas laterales de bobina (4 O) , definiendo en su interior un hueco también en forma de paralelogramo rectangular.

3. Generador según la reivindicación 2, caracterizado por que cada uno de los imanes permanentes (36, 38) presenta una forma rectangular de igual tamaño que el

hueco interior de la bobina (40) .

4. Generador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que tanto la rueda interior (30) como la rueda exterior (32) presentan respectivos huecos a lo largo de sus perímetros, fijándose un imán permanente interior (36) y exterior

(32) en cada uno de dichos huecos de las ruedas interior (30) Y exterior (32) , respectivamente.

5. Generador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada bobina (40) se rigidiza mediante su embebido en un material líquido solidificable y posterior solidificación de este último.

6. Generador según la reivindicación 5, caracterizado por que las bobinas (40) del estator se rigidizan mediante dicho material líquido solidificable formando un único elemento.

7. Generador según la reivindicación 5, caracterizado porque cada bobina (4 O) del estator se rigidiza de manera individual mediante dicho material líquido solidificable.

8. Generador según la reivindicación 7, caracterizado porque las bobinas (4 O ) individualmente rigidizadas se adhieren entre sí mediante un adhesivo elástico.

9. Generador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende además un anillo rigidizador (46) que une las bobinas (40) entre sí por su parte superior.

10. Generador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende además una corona de soporte interior (42) y una corona de soporte exterior (44) , fijadas ambas a la base (10) , quedando las bobinas (40) encajadas a presión entre dicha corona de soporte interior (42) y dicha corona de soporte exterior (44) .

11. Generador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende además una multiplicadora (22) que aumenta la velocidad de giro

del eje de entrada móvil (18) , estando la

multiplicadora (22) acoplada de manera solidaria a un

eje de generador (24) el cual transmite su movimiento

giratorio a la rueda interior (30) del rotor a través

5 de una pluralidad de radios (20) .

12. Generador según cualquiera de las reivindicaciones

anteriores, caracterizado porque la base (10) forma

parte de una carcasa, que comprende además un cuerpo

lateral (12) , una tapa superior (14) Y un orificio

10 pasacables (16) para la salida de cableado al exterior

del generador.