Sistema de accionamiento de motor eléctrico con entrada bidireccional de velocidad variable y salida de dirección constante.

Un sistema de accionamiento de motor eléctrico con una entrada bidireccional y una salida de direcciónconstante,

donde el sistema comprende:

un motor (101) eléctrico capaz de llevar a cabo una rotación bidireccional con velocidad variable, en unadirección directa o en una dirección inversa;

un dispositivo (110) de control para controlar la dirección de rotación y la velocidad de rotación del motoreléctrico;

un dispositivo (102) de transmisión con salida de dirección constante acoplado de manera accionable con lasalida del motor eléctrico; y

una carga (103) acoplada de manera accionable con el extremo de salida del dispositivo de transmisión consalida de dirección constante; y

un dispositivo (104) de transmisión situado entre 1) el dispositivo (102) de transmisión con salida de direcciónconstante y la carga (103), ó 2) entre el motor (101) eléctrico y el dispositivo (102) de transmisión con salida dedirección constante, ó 3) entre el motor (101) eléctrico y el dispositivo (102) de transmisión con salida dedirección constante así como entre el dispositivo (102) de transmisión con salida de dirección constante y lacarga (103),

donde el dispositivo (102) de transmisión con salida de dirección constante es tal que permite la velocidad derotación variable y la dirección de salida del motor (101) eléctrico y proporciona una salida rotacional dedirección constante con una relación de velocidades variable o constante; y

donde la velocidad de rotación de la salida del dispositivo (102) de transmisión con salida de dirección constantees capaz de tener un valor diferente al de la velocidad de rotación de la entrada del motor (101) eléctrico.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09251822.

Solicitante: TAI-HER, YANG.

Nacionalidad solicitante: Taiwan, Provincia de China.

Dirección: No. 59 Chung Hsing 8 Street Si-Hu Town, Dzan-Hwa TAIWAN.

Inventor/es: YANG, TAI-HER.

Fecha de Publicación: 20 de Mayo de 2013.

Clasificación Internacional de Patentes:

B60L15/20 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B60 VEHICULOS EN GENERAL. › B60L PROPULSION DE VEHICULOS PROPULSADOS ELECTRICAMENTE (disposición o montaje de conjuntos de propulsión eléctrica o de varios motores principales diferentes para una propulsión recíproca o común sobre los vehículos B60K 1/00, B60K 6/20; disposición o montaje de la transmisión eléctrica en los vehículos B60K 17/12, B60K 17/14; prevención del patinado de las ruedas reduciendo la fuerza motriz en vehículos sobre raíles B61C 15/08; máquinas dinamoeléctricas H02K; control o regulación de motores H02P ); SUMINISTRO DE LA ENERGIA ELECTRICA AL EQUIPO AUXILIAR DE VEHICULOS PROPULSADOS ELECTRICAMENTE (circuitos eléctricos para el acoplamiento de vehículos B60D 1/64; calefacción eléctrica para vehículos B60H 1/00 ); SISTEMAS DE FRENOS ELECTRODINAMICOS PARA VEHICULOS, EN GENERAL (control o regulación de motores H02P ); SUSPENSION O LEVITACION MAGNETICAS PARA VEHICULOS; CONTROL DE LOS PARAMETROS DE FUNCIONAMIENTO SOBRE LOS VEHICULOS PROPULSADOS ELECTRICAMENTE; DISPOSITIVOS ELECTRICOS DE SEGURIDAD SOBRE VEHICULOS PROPULSADOS ELECTRICAMENTE. › B60L 15/00 Métodos, circuitos o dispositivos para controlar la velocidad de los motores de tracción de vehículos propulsados eléctricamente, p.ej. la velocidad de los motores de tracción, para realizar rendimientos deseados,; Adaptación sobre el vehículo propulsado eléctricamente de la instalación de control a distancia a partir de un lugar fijo, a partir bien de diferentes puntos del vehículo, bien de diferentes vehículos de un mismo tren. › para el control de vehículo o de su motor, para realizar rendimientos deseados, p. ej. velocidad, par, variación programada de la velocidad.
H02P25/02 ELECTRICIDAD. › H02 PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA. › H02P CONTROL O REGULACION DE MOTORES ELÉCTRICOS, GENERADORES ELECTRICOS O CONVERTIDORES DINAMOELECTRICOS; CONTROL DE TRANSFORMADORES, REACTANCIAS O BOBINAS DE CHOQUE. › H02P 25/00 Disposiciones o métodos para el control de motores de corriente alterna caracterizados por la clase de motor de corriente alterna o por detalles estructurales. › caracterizados por el tipo de motor.
H02P25/10 H02P 25/00 […] › Motores de colector, p. ej. Motores de repulsión.
H02P29/00 H02P […] › Disposiciones para la regulación o el control de motores eléctricos, apropiadas tanto para motores de corriente alterna como de corriente continua (disposiciones para el arranque de motores eléctricos H02P 1/00; disposiciones para detener o ralentizar motores electricos H02P 3/00; control de motores que se pueden conectar a dos o más suministros diferentes de energía eléctrica H02P 4/00; regulación o control de la velocidad o el par de dos o más motores eléctricos H02P 5/00; control por vector H02P 21/00).

PDF original: ES-2403600_T3.pdf

Fragmento de la descripción:

Sistema de accionamiento de motor eléctrico con entrada bidireccional de velocidad variable y salida de dirección constante.

Antecedentes de la invención

(a) Campo de la invención

La presente invención describe un motor eléctrico que es capaz de ser controlado mediante energía eléctrica proveniente de una fuente de suministro de energía a través del dispositivo de control operativo de motor eléctrico para llevar a cabo una rotación bidireccional de rotación positiva o inversa para accionar el extremo de entrada del dispositivo de transmisión con salida de dirección constante y que se transmite adicionalmente al extremo de salida del dispositivo de transmisión con salida de dirección constante para proporcionar una salida con rotación de dirección constante con relación de cambio de velocidades diferente en diferentes direcciones de accionamiento de entrada mediante el dispositivo de transmisión con salida de dirección constante con relación de cambio de velocidades diferente para accionar los trenes de ruedas de carga, donde la presente invención puede aplicarse en transportadores accionados por motor eléctrico tales como bicicletas eléctricas, motocicletas eléctricas, vehículos eléctricos o maquinaria industrial accionada por electricidad.

(b) Descripción de la Técnica Anterior

Para el cambio de velocidad de salida del sistema de accionamiento de motor eléctrico convencional, salvo para controlar el motor eléctrico para cambiar su velocidad, debe recurrirse usualmente a sistemas de transmisión variable continúa CVT o de cambio de velocidades por engranajes, que presentan desventajas tales como estructuras complicadas, altos costes y baja eficiencia de transmisión.

El documento EP0724977 describe un accionador híbrido paralelo para un vehículo a motor, en el que se utiliza una transmisión variable continúa de una manera tal que se elimina la necesidad del engranaje o de los engranajes de baja velocidad utilizados para iniciar el movimiento a partir del reposo usando el motor eléctrico, y por lo tanto sólo se utiliza el embrague para aquellos engranajes que se utilizan durante el accionamiento con el motor de combustión interna.

El documento US20070113703 describe una agrupación de engranajes y embrague caracterizada por una entrada bidireccional y una salida unidireccional diseñada para mejorar la lubricación de sistemas de transmisión cuando se utilizan marchas directas e inversas.

Resumen de la invención La presente invención describe un sistema de accionamiento de motor eléctrico de acuerdo con la reivindicación 1 con una entrada bidireccional y una salida de dirección constante, donde el sistema comprende: un motor eléctrico capaz de llevar a cabo una rotación bidireccional con velocidad variable, en una dirección directa o en una dirección inversa; un dispositivo de control para controlar la dirección de rotación y la velocidad de rotación de motor eléctrico; un dispositivo de transmisión con salida de dirección constante acoplado de manera accionable con la salida del motor eléctrico; y una carga acoplada de manera accionable con el extremo de salida del dispositivo de transmisión con salida de dirección constante; y un dispositivo de transmisión (1) entre el dispositivo de transmisión con salida de dirección constante y la carga, ó (2) entre el motor eléctrico y el dispositivo de transmisión con salida de dirección constante, ó (3) entre el motor eléctrico y el dispositivo de transmisión con salida de dirección constante así como entre el dispositivo de transmisión con salida de dirección constante y la carga, donde el dispositivo de transmisión con salida de dirección constante es tal que permite una velocidad de rotación variable y dirección de salida variable del motor eléctrico y proporciona una salida con dirección de rotación constante con una relación de velocidades variable o constante; y donde la velocidad de rotación de la salida del dispositivo de transmisión con salida de dirección constante es capaz de ser diferente de la velocidad de rotación de la entrada correspondiente al motor eléctrico.

Breve descripción de los dibujos La Figura 1 es una vista esquemática básica de bloques del sistema de accionamiento de motor eléctrico de la presente invención con entrada bidireccional y salida de dirección constante.

La Figura 2 es una vista esquemática de bloques que muestra que el sistema de accionamiento de la Figura 1 tiene instalado adicionalmente un dispositivo (104) de transmisión entre el motor (101) eléctrico y el dispositivo (102) de transmisión con salida de dirección constante.

La Figura 3 es una vista esquemática de bloques que muestra que el sistema de accionamiento de la Figura 1 tiene instalado adicionalmente un dispositivo (104) de transmisión entre el dispositivo (102) de transmisión con salida de dirección constante y el tren (103) de ruedas de carga accionadas.

La Figura 4 es una vista esquemática de bloques que muestra que el sistema de accionamiento de la Figura 1 tiene instalado adicionalmente un dispositivo (104) de transmisión entre el motor (101) eléctrico y el dispositivo (102) de transmisión con salida de dirección constante así como entre el dispositivo (102) de transmisión con salida de dirección constante y el tren (103) de ruedas de carga accionadas.

La Figura 5 es una vista esquemática básica de bloques del sistema de accionamiento de motor eléctrico con entrada bidireccional y salida de dirección constante de la presente invención dotado de un dispositivo de detección de corrientes de carga de motor eléctrico instalado.

La Figura 6 es una vista esquemática de bloques que muestra que el sistema de accionamiento de la Figura 5 tiene instalado adicionalmente un dispositivo (104) de transmisión entre el motor (101) eléctrico y el dispositivo (102) de transmisión con salida de dirección constante.

La Figura 7 es una vista esquemática de bloques que muestra que el sistema de accionamiento de la Figura 5 tiene instalado adicionalmente un dispositivo (104) de transmisión entre el dispositivo (102) de transmisión con salida de dirección constante y el tren (103) de ruedas de carga accionadas.

La Figura 8 es una vista esquemática de bloques que muestra que el sistema de accionamiento de la Figura 5 tiene instalado adicionalmente un dispositivo (104) de transmisión entre el motor (101) eléctrico y el dispositivo (102) de transmisión con salida de dirección constante así como entre el dispositivo (102) de transmisión con salida de dirección constante y el tren (103) de ruedas de carga accionadas.

Descripción de los símbolos de componente principales 100: dispositivo de suministro de energía 101: motor eléctrico 102: dispositivo de transmisión con salida de dirección constante 103: tren de ruedas de carga 104, 200: dispositivo de transmisión 109: dispositivo de detección de corrientes de carga de motor eléctrico 110: dispositivo de control operativo de motor eléctrico 111: dispositivo de entrada Descripción detallada de las realizaciones preferidas La presente invención describe un sistema de accionamiento que es capaz de llevar a cabo una rotación bidireccional de rotación positiva o inversa mediante un motor eléctrico que acciona el extremo de entrada del dispositivo de transmisión con salida de dirección constante y que se transmite adicionalmente al extremo de salida del dispositivo de transmisión con salida de dirección constante para proporcionar una salida con rotación de dirección constante con relación de cambio de velocidades diferente en diferentes direcciones de accionamiento de entrada mediante el dispositivo de transmisión con salida de dirección constante con relación de cambio de velocidades diferente para accionar los trenes de ruedas de carga, donde la presente invención puede aplicarse en transportadores accionados por motor eléctrico tales como bicicletas eléctricas, motocicletas eléctricas, vehículos eléctricos o maquinaria industrial accionada por electricidad.

La Figura 1 es una vista esquemática básica de bloques del sistema de accionamiento de motor eléctrico de la presente invención con entrada bidireccional y salida de dirección constante.

Reivindicaciones:

1. Un sistema de accionamiento de motor eléctrico con una entrada bidireccional y una salida de dirección constante, donde el sistema comprende:

un motor (101) eléctrico capaz de llevar a cabo una rotación bidireccional con velocidad variable, en una dirección directa o en una dirección inversa;

un dispositivo (110) de control para controlar la dirección de rotación y la velocidad de rotación del motor eléctrico;

un dispositivo (102) de transmisión con salida de dirección constante acoplado de manera accionable con la salida del motor eléctrico; y

una carga (103) acoplada de manera accionable con el extremo de salida del dispositivo de transmisión con salida de dirección constante; y

un dispositivo (104) de transmisión situado entre 1) el dispositivo (102) de transmisión con salida de dirección constante y la carga (103) , ó 2) entre el motor (101) eléctrico y el dispositivo (102) de transmisión con salida de dirección constante, ó 3) entre el motor (101) eléctrico y el dispositivo (102) de transmisión con salida de dirección constante así como entre el dispositivo (102) de transmisión con salida de dirección constante y la carga (103) ,

donde el dispositivo (102) de transmisión con salida de dirección constante es tal que permite la velocidad de rotación variable y la dirección de salida del motor (101) eléctrico y proporciona una salida rotacional de dirección constante con una relación de velocidades variable o constante; y

donde la velocidad de rotación de la salida del dispositivo (102) de transmisión con salida de dirección constante es capaz de tener un valor diferente al de la velocidad de rotación de la entrada del motor (101) eléctrico.

2. Un sistema según la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un dispositivo (111) de entrada para entregar señales de control al dispositivo (110) de control para controlar de manera operativa o para establecer el encendido/apagado, la dirección de rotación, la velocidad de rotación, y/o el par del motor (101) eléctrico.

3. Un sistema según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, que comprende adicionalmente un dispositivo (100) de suministro de energía para suministrar potencia al motor (101) eléctrico mediante el dispositivo (110) de control.

4. Un sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde el dispositivo (104) de transmisión está constituido por uno de los siguientes dispositivos de transmisión o por más de uno: (1) una estructura funcional de transmisión giratoria de tipo engranaje, de tipo correa, de tipo fricción con relación de velocidades fija, ó (2) un dispositivo de velocidad variable escalonada o no escalonada que se hace funcionar de manera manual, o mediante fuerza mecánica, o mediante fuerza de fluido, o mediante fuerza centrífuga, o mediante un par de rotación o mediante un par de contra-rotación, ó (3) el dispositivo de transmisión con capacidad de controlar de manera operativa la relación de conmutación de las direcciones de rotación relativas en el extremo de entrada y el extremo de salida, ó (4) el dispositivo de embrague o el embrague de una sola vía que se hace funcionar de manera manual,

o mediante fuerza mecánica, o mediante fuerza electromagnética, o mediante fuerza de fluido, o mediante fuerza centrífuga, o mediante par de rotación, o mediante par de contra-rotación para conectar la transmisión o para interrumpir la transmisión en la estructura que funciona mediante embrague.

5. Un sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende adicionalmente un dispositivo (109) de detección de corrientes de carga en motor eléctrico, que puede ser un dispositivo de detección de corriente de tipo buck / reductor, un dispositivo de detección de corrientes de tipo voltaje reducido, un dispositivo de detección de corriente de tipo efecto electromagnético por inducción, o dispositivos de detección de corriente de tipo detección magnética, o dispositivos de detección de corriente de tipo acumulación de calor para detectar corrientes de carga en el motor (101) eléctrico, realimentando de esta manera al dispositivo (110) de control operativo de motor eléctrico; en el que, cuando las corrientes de carga del motor eléctrico superan el valor predeterminado y el estado del motor supera el tiempo prefijado, las señales provenientes del dispositivo (109) de detección de corrientes de carga de motor eléctrico se transmiten al dispositivo (111) de entrada o al dispositivo (110) de control operativo de motor eléctrico con el fin de cambiar la dirección de rotación del motor (101) eléctrico y cambiar adicionalmente la relación de velocidades del dispositivo (102) de transmisión con salida de dirección constante a una relación de reducción relativamente aumentada para incrementar la salida en la misma dirección de rotación del par de rotación de salida para accionar adicionalmente la carga.

6. Un sistema según la reivindicación 5, en el que, cuando la corriente de carga del motor (101) eléctrico vuelve a disminuir y cae por debajo del valor predeterminado, mediante un control manual del dispositivo (111) de entrada, el dispositivo (110) de control pues ser controlado de manera operativa para permitir que el motor (101) eléctrico vuelva a la dirección de rotación original, accionando consecuentemente la carga a la relación de velocidades original.

7. Un sistema según la reivindicación 5, en el que, cuando la corriente de carga del motor (101) eléctrico vuelve a disminuir y cae por debajo del valor predeterminado, mediante el dispositivo (110) de control operativo de motor eléctrico, el dispositivo (109) de detección de corrientes de carga de motor eléctrico detecta que la corriente cae al valor predeterminado y selecciona consecuentemente de manera automática la velocidad de rotación que es capaz no sólo de accionar la carga en ese instante, sino también de entregar la potencia correspondiente de acuerdo con la variación de la relación de velocidades con el fin de accionar la carga de manera fluida sin pausas o aceleraciones inesperadas, accionando consecuentemente el motor (101) eléctrico de manera fluida en la dirección original de rotación.

8. Un sistema según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el motor eléctrico es capaz de ser accionado en diferentes direcciones de accionamiento, en el que la conmutación de la dirección de rotación de salida se consigue permitiendo que uno de los dispositivos (104) de transmisión esté constituido por un dispositivo de transmisión que tiene una función de conmutación mecánica de la dirección de rotación de salida de la relación de cambio de velocidades.

9. Un sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que, cuando se necesita adicionalmente generar una salida de dirección constante en diferentes direcciones de accionamiento, esto puede conseguirse por medio del dispositivo (110) de control haciendo que controle de manera operativa la dirección de accionamiento inicial del motor (101) eléctrico.

10. Un sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que, cuando se necesita adicionalmente generar una salida de dirección constante en diferentes direcciones de accionamiento, esto puede conseguirse mediante la instalación adicional de un conmutador de dirección de motor para conmutar de manera manual la dirección inicial de rotación del motor.

11. Un sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que, cuando se necesita adicionalmente generar una salida de dirección constante en diferentes direcciones de accionamiento, esto puede conseguirse mediante el dispositivo (104) de transmisión que está constituido por un dispositivo de transmisión con funciones de conmutación mecánica de las direcciones de rotación de la salida, y de cambio de la relación de velocidades para conmutar la dirección de rotación de la salida.

12. Un sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el dispositivo (110) de control está constituido por componentes o dispositivos electrodinámicos, o bien por dispositivos o componentes electrónicos de estado sólido, o bien por circuitos de control que poseen microprocesadores y software operativo asociado para entregar energía de corriente alterna (AC) o de corriente continua (DC) proveniente de la fuente de energía eléctrica o del generador o bien mediante la entrega de energía eléctrica proveniente de un dispositivo (100) de suministro de energía tal como una pila de combustible, una pila primaria, o una pila secundaria de carga/descarga, consecuentemente para controlar de manera operativa el encendido/apagado, la dirección de rotación, la velocidad de rotación, el par del motor (101) eléctrico, o para proporcionar protección contra sobretensiones o sobreintensidades al motor (101) eléctrico;

13. Un sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que el dispositivo (102) de transmisión con salida de dirección constante es tal que recibe de manera directa, o indirectamente a través del dispositivo (104) transmisión, energía cinética en direcciones de rotación diferentes del motor (101) eléctrico con el fin de proporcionar una salida de energía cinética en una dirección de rotación constante; en el que los componentes de transmisión internos del dispositivo (102) de transmisión con salida de dirección constante están constituidos por un componente de transmisión o más de uno de entre los siguientes: (1) un tren de engranajes; ó (2) un tren de ruedas de fricción; ó (3) un tren de cadena y cadena dentada; ó (4) una correa y un tren de correas; ó (5) un cigüeñal de transmisión y un tren de ruedas; ó (6) un dispositivo de transmisión por fluido; ó (7) un dispositivo de transmisión electromagnética; donde, si el dispositivo (102) de transmisión con salida de dirección constante es accionado por las entradas de la primera dirección de rotación de accionamiento y la segunda dirección de rotación de accionamiento en diferentes direcciones de rotación, la relación de velocidades de la dirección de rotación constante entre la del extremo de entrada y la del extremo de salida es la misma, es diferente o tiene una relación de velocidades variable.

14. Un sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que la carga (103) es una carga de tipo tren de ruedas que está accionada directamente por el dispositivo (102) de transmisión con salida de dirección constante o está accionada en una dirección de rotación constante mediante el dispositivo (104) de transmisión.

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