Máquina eléctrica rotativa.

Máquina dinamoeléctrica del tipo de intervalo axial incluyendo un rotor (40) que tiene un yugo (42) y un imán (45) montado encima para crear un campo magnético,

y un estator (41) incluyendo,

una pluralidad de dientes (61, 91, 101) mirando al imán (45) axialmente en un intervalo predeterminado, teniendo cada diente una porción de extremo (83, 98, 108) mirando al imán, una porción de sección media (82, 97, 109) alrededor de la que se enrolla una bobina, y otra porción de extremo (81, 96, 106), incluyendo además el estator

un yugo (60, 92) que tiene un agujero (75, 93) para cada uno de los dientes de estator (61, 81, 101) donde está insertada dicha otra porción de extremo (81, 96, 106) del diente (61, 91, 101), donde

la zona en sección transversal (S1) de la otra porción de extremo (81, 96, 106) del diente (61, 91, 101) insertada en el agujero (75, 93) del yugo (60, 92) es mayor que la zona en sección transversal (S2) de la porción de sección media (82, 97, 107) del diente (61, 91, 101) dispuesta dentro de la bobina (62, 121, 121a), tomándose dichas zonas en sección transversal (S1, S2) perpendicularmente a las líneas de fuerza magnética cuando la bobina (62, 121, 121a) es energizada.

Máquina eléctrica rotativa

La invención se refiere a una máquina dinamoeléctrica del tipo de intervalo axial. En particular, la invención se refiere a una máquina dinamoeléctrica incluyendo un imán para un campo magnético, un diente dispuesto de manera que esté enfrente del imán en un intervalo predeterminado, una bobina en la que se ha dispuesto al menos parte del diente, y un yugo que tiene un agujero donde se inserta una porción del diente.

Un motor eléctrico de intervalo radial como una máquina dinamoeléctrica de intervalo radial usada para una fuente de accionamiento en una motocicleta o para otros motores eléctricos generales tiene una construcción tal que un yugo de un rotor (yugo de rotor) y un yugo de un estator (yugo de estator) que tiene un eje de giro soportado por cojinetes estén uno enfrente de otro, y las superficies opuestas se extienden en paralelo con el eje de giro. La superficie opuesta del yugo de rotor está provista de un imán para un campo magnético en forma cilíndrica, y la superficie opuesta en el lado del estator está provista de una pluralidad de dientes dispuestos de forma radial de manera que estén enfrente de la superficie cilíndrica, y estando rodeado cada diente por una bobina. En otros términos, en el motor eléctrico de intervalo radial, las superficies opuestas del imán y los dientes se extienden en paralelo con el eje de giro, y el intervalo entre las superficies opuestas se ha formado en forma cilíndrica a lo largo del eje de giro. Dicha máquina eléctrica de intervalo radial se conoce por el documento de la técnica anterior US

6.177.751. Otros documentos de la técnica anterior WO 02/49190 A1, JP 11-98724 A y JP 11-275830 describe un estator para máquina eléctrica de intervalo radial, donde los dientes incrementan en área en sección transversal en dirección radial hacia fuera del estator. Dicha configuración se refiere al aumento de la longitud circunferencial de la sección de diente en dirección radial hacia fuera del estator.

Por otra parte, en los últimos años, una máquina dinamoeléctrica de intervalo axial así como la máquina dinamoeléctrica de intervalo radial antes descritas atraen la atención pública.

Por ejemplo, en un motor eléctrico de intervalo axial tal como una máquina dinamoeléctrica de intervalo axial, un yugo de rotor que tiene un eje de giro soportado por su soporte y un yugo de estator, que es un cuerpo laminado formado laminando, por ejemplo, chapas de acero en forma de disco a lo largo del eje de giro del motor, una enfrente de otra, y sus superficies opuestas son ortogonales al eje de giro.

En la superficie opuesta del yugo de rotor, un imán para campo magnético está dispuesto, por ejemplo, en forma circular (o en forma de aro) , y en la superficie opuesta en el yugo de estator están dispuestos una pluralidad de dientes a lo largo de la dirección radial (en las direcciones de los radios) al eje de giro. Las superficies opuestas del imán y los dientes son ortogonales al eje de giro, y el intervalo entre las superficies opuestas se ha formado en un plano perpendicular al eje de giro.

En otros términos, en un motor eléctrico de intervalo axial se forma un circuito magnético entre el rotor y el estator, y el rotor se gira usando una fuerza de atracción y una fuerza de repulsión del imán de lado de rotor con respecto a la excitación de los dientes respectivos conmutando secuencialmente la excitación de los dientes respectivos correspondientes al polo N y el polo S del imán de lado de rotor mediante bobinas enrolladas alrededor de los dientes respectivos del estator.

En el motor eléctrico de intervalo axial antes descrito, un flujo magnético que fluye desde los dientes al yugo de estator por energización de las bobinas varía en dirección o magnitud porque el imán en el lado de rotor gira.

En este caso, parte del flujo magnético que fluye desde los dientes al yugo de estator, que escapa de las superficies laterales de los dientes hacia el yugo de estator, pasa perpendicularmente a la superficie opuesta a rotor del yugo de estator.

Dado que la superficie opuesta del yugo de estator es ortogonal al eje de giro, y sus chapas de acero están laminadas en la dirección a lo largo del eje de giro, una corriente inducida generada en remolinos con respecto a la componente de flujo magnético que va al yugo de estator en la dirección ortogonal, fluye a lo largo de las respectivas chapas de acero.

En otros términos, en el yugo de estator no hay obstáculo que intercepte la corriente inducida generada por el flujo magnético escapado, y por ello puede fluir una gran magnitud de corriente inducida.

La corriente inducida produce calor Joule, y el calor Joule aumenta la pérdida (pérdida en el hierro) y produce una disminución de la eficiencia motriz del motor eléctrico.

Un objeto de la invención es proporcionar una máquina dinamoeléctrica mejorada del tipo de intervalo axial, donde se limita la generación de corriente transitoria producida por el flujo magnético escapado y se reduce la pérdida en el hierro debida a corriente transitoria.

Según la presente invención, dicho objeto se logra con una máquina dinamoeléctrica del tipo de intervalo axial que tiene las características de la reivindicación independiente 1. Se exponen realizaciones preferidas en las reivindicaciones dependientes.

Consiguientemente, se facilita una máquina dinamoeléctrica del tipo anterior, donde una zona en sección transversal perpendicular a una línea de fuerza magnética cuando la bobina es energizada, es mayor en la porción del diente insertada en el agujero del yugo que una zona en sección transversal perpendicular a la línea de fuerza magnética en la parte del diente almacenada en la bobina.

Preferiblemente, el diente se lamina en paralelo con una dirección de flujo magnético del imán, y el yugo se lamina en una dirección diferente de la dirección de laminado del diente, y/o el agujero está dispuesto en el yugo de manera que mire desde la superficie del yugo opuesta al imán hacia la superficie opuesta del yugo.

Además, preferiblemente, el diente se forma laminando una pluralidad de chapas de acero, incluyendo cada una una primera porción a introducir en el agujero, una segunda porción a insertar en la bobina, y una tercera porción conectada a la segunda porción, y la longitud de la primera porción en la dirección perpendicular al flujo magnético del imán es mayor que la longitud de la segunda porción perpendicular al flujo magnético del imán.

Además, se facilita preferiblemente una pluralidad de dientes, donde la pluralidad de dientes están montados en el yugo de una manera en la que las líneas de fuerza magnética generadas en las respectivas porciones de la pluralidad de dientes almacenadas dentro de las bobinas cuando las bobinas son energizadas, se extienden en paralelo una con otra.

Además, preferiblemente, una zona en sección transversal perpendicular a la línea de fuerza magnética generada en los dientes en la porción de extremo opuesta al imán del diente que está enfrente del imán cuando la bobina es energizada, es menor que la zona en sección transversal perpendicular a la línea de fuerza magnética en los dientes dispuestos en la bobina o es menor que la zona en sección transversal perpendicular a la línea de fuerza magnética en los dientes dispuestos en el yugo.

Además, se facilita preferiblemente una pluralidad de bobinas, y una pluralidad de dientes están almacenados al menos parcialmente dentro de la pluralidad de bobinas, donde la pluralidad de bobinas están moldeadas integralmente de modo que las líneas de fuerza magnética en las respectivas porciones de la pluralidad de dientes almacenadas en las bobinas se extiendan sustancialmente en paralelo una con otra cuando la pluralidad de bobinas sean energizadas.

Además, preferiblemente, porciones de extremo opuestas a imán de la pluralidad de dientes opuestos a los respectivos imanes están dispuestas fuera de la pluralidad de bobinas, respectivamente, y/o se facilita una pluralidad de núcleos dispuestos cerca de las porciones de extremo opuestas a imán de la pluralidad de dientes opuestos a los respectivos imanes, y/o la pluralidad de núcleos y la pluralidad de bobinas están moldeados integralmente.

Preferiblemente, se facilita una máquina dinamoeléctrica, incluyendo un imán para un campo magnético, un diente dispuesto... [Seguir leyendo]

1. Máquina dinamoeléctrica del tipo de intervalo axial incluyendo un rotor (40) que tiene un yugo (42) y un imán (45) montado encima para crear un campo magnético, y un estator (41) incluyendo,

una pluralidad de dientes (61, 91, 101) mirando al imán (45) axialmente en un intervalo predeterminado, teniendo cada diente una porción de extremo (83, 98, 108) mirando al imán, una porción de sección media (82, 97, 109) alrededor de la que se enrolla una bobina, y otra porción de extremo (81, 96, 106) , incluyendo además el estator

un yugo (60, 92) que tiene un agujero (75, 93) para cada uno de los dientes de estator (61, 81, 101) donde está insertada dicha otra porción de extremo (81, 96, 106) del diente (61, 91, 101) , donde

la zona en sección transversal (S1) de la otra porción de extremo (81, 96, 106) del diente (61, 91, 101) insertada en el agujero (75, 93) del yugo (60, 92) es mayor que la zona en sección transversal (S2) de la porción de sección media (82, 97, 107) del diente (61, 91, 101) dispuesta dentro de la bobina (62, 121, 121a) , tomándose dichas zonas en sección transversal (S1, S2) perpendicularmente a las líneas de fuerza magnética cuando la bobina (62, 121, 121a) es energizada.

2. Máquina dinamoeléctrica del tipo de intervalo axial según la reivindicación 1, donde el diente (61, 91, 101) está laminado en paralelo con una dirección de flujo magnético (B1, 133, B5) del imán (45) , y el yugo (60, 92) está laminado en una dirección diferente de la dirección de laminado del diente (61, 91, 101) .

3. Máquina dinamoeléctrica del tipo de intervalo axial según la reivindicación 1 o 2, donde el agujero (75, 93) está dispuesto en el yugo (60, 92) de manera que mire desde la superficie del yugo (60, 92) opuesta al imán (45) hacia la superficie opuesta del yugo (60, 92) .

4. Máquina dinamoeléctrica del tipo de intervalo axial según al menos una de las reivindicaciones 1 a 3, donde el diente (61, 91, 101) se forma laminando una pluralidad de chapas de acero (80, 95, 102) , incluyendo cada una una primera porción (81, 96, 106) a introducir en el agujero (75, 93) , una segunda porción (82, 97, 107) a insertar en la bobina (62, 121, 121a) , y una tercera porción (83, 98, 108) conectada a la segunda porción, donde la longitud (W1, W4, W8) de la primera porción (81, 96, 106) en la dirección perpendicular al flujo magnético (B1, B3, B5) del imán

(45) es mayor que la longitud (W2, W5, W7) de la segunda porción (82, 97, 107) perpendicular al flujo magnético (B1, B3, B5) del imán (45) .

5. Máquina dinamoeléctrica del tipo de intervalo axial según al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, donde una zona en sección transversal perpendicular a la línea de fuerza magnética generada en el diente (61, 91, 101) en la porción de extremo opuesta al imán (83, 98, 108) del diente (61, 91, 101) que está enfrente del imán (45) cuando la bobina (62, 121, 121a) es energizada, es menor que la zona en sección transversal perpendicular a la línea de fuerza magnética en el diente dispuesto en la bobina (62, 121, 121a) o es menor que la zona en sección transversal perpendicular a la línea de fuerza magnética en el diente dispuesto en el yugo (60, 92) .

6. Máquina dinamoeléctrica del tipo de intervalo axial según al menos una de las reivindicaciones 1 a 5, donde se facilita una pluralidad de dientes (61, 91, 101) , donde la pluralidad de dientes (61, 91, 101) están montados en el yugo (60, 92) de una manera en la que las líneas de fuerza magnética generadas en las respectivas porciones (82, 97, 107) de la pluralidad de dientes (61, 91, 101) almacenadas dentro de las bobinas (62, 121, 121a) cuando las bobinas (62) son energizadas, se extiendan en paralelo una con otra.

7. Máquina dinamoeléctrica del tipo de intervalo axial según la reivindicación 6, donde se facilita una pluralidad de bobinas (62, 121, 121a) y la pluralidad de dientes (61, 91, 101) están al menos parcialmente almacenados dentro de la pluralidad de bobinas (62, 121, 121a) , donde la pluralidad de bobinas (62, 121, 121a) están moldeadas integralmente de modo que las líneas de fuerza magnética en las respectivas porciones de la pluralidad de dientes (61, 91, 191) almacenadas en las bobinas (62, 121, 121a) se extiendan sustancialmente en paralelo una con otra cuando la pluralidad de bobinas (62, 121, 121a) son energizadas.

8. Máquina dinamoeléctrica del tipo de intervalo axial según la reivindicación 7, donde porciones de extremo opuestas a imán (83, 98, 108) de la pluralidad de dientes (61, 91, 101) opuestas a los respectivos imanes (45) están dispuestas fuera de la pluralidad de bobinas (62, 121, 121a) , respectivamente.

9. Máquina dinamoeléctrica del tipo de intervalo axial según la reivindicación 8, donde se facilita una pluralidad de núcleos (122) dispuestos cerca de las porciones de extremo opuestas a imán (83, 98, 108) de la pluralidad de dientes (61, 91, 101) opuestos a los respectivos imanes (45) .

10. Máquina dinamoeléctrica del tipo de intervalo axial según la reivindicación 9, donde la pluralidad de núcleos (122) y la pluralidad de bobinas (62, 121, 121a) están moldeados integralmente.

11. Máquina dinamoeléctrica del tipo de intervalo axial según al menos una de las reivindicaciones 1 a 10, donde una

zona en sección transversal perpendicular a una línea de fuerza magnética (B1, B3, B5) generada en una porción de extremo opuesta al imán (83, 98, 108) del diente (61, 91, 101) opuesto al imán (45) es menor o igual a la zona en sección transversal perpendicular a la línea de fuerza magnética (B1, B3, B5) generada en la porción (82, 97, 107) del diente (61, 91, 101) dispuesto dentro de la bobina (62, 121, 121a) cuando la bobina (62, 121, 121a) es

energizada.

12. Máquina dinamoeléctrica del tipo de intervalo axial según al menos una de las reivindicaciones 1 a 11, donde la dirección de la capa del diente (61, 91, 101) es perpendicular o paralela a una dirección radial que es sustancialmente perpendicular a un eje de rotación (BO) de la máquina dinamoeléctrica (28) .