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ES2607281T3 - Motor eléctrico con inductancia mejorada - Google Patents

Motor eléctrico con inductancia mejorada Download PDF

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ES2607281T3
ES2607281T3 ES12007596.5T ES12007596T ES2607281T3 ES 2607281 T3 ES2607281 T3 ES 2607281T3 ES 12007596 T ES12007596 T ES 12007596T ES 2607281 T3 ES2607281 T3 ES 2607281T3
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Sergey ZATSARININ
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Abstract

Motor eléctrico, en particular un motor de reluctancia que presenta una armadura (1) que contiene un material imantable, presentando la armadura (1) una pluralidad de zapatas polares (7, 8, 9, 10, 7-1, 7-2, 8-1, 8-2, 8-3), un inducido (2, 2-1, 2-2) que está dispuesto y apoyado de forma móvil contra la armadura (1), que contiene un material imantable y que presenta al menos dos extremos (14) de los polos imantables y un número par de bobinas (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2) que están dispuestas entre las zapatas polares (7, 8, 9, 10, 7-1, 7-2, 8-1, 8-2, 8-3) y cuyos arrollamientos rodean a la armadura (1) de manera que las bobinas (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2) se extienden por tramos a lo largo de la armadura (1), de modo que la armadura (1) puede ser imantada con ayuda de las bobinas (3, 3-1, 3- 2, 4, 4-1, 4-2), caracterizado por que las bobinas (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2) están conectadas eléctricamente de modo que al aplicar una tensión eléctrica en las bobinas (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2), los campos magnéticos, que se generan mediante dos bobinas las bobinas (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2) contiguas a una zapata polar (7, 8, 9, 10, 7-1, 7-2, 8-1, 8- 2, 8-3) están orientados de manera que en la zapata polar (7, 8, 9, 10, 7-1, 7-2, 8-1, 8-2, 8-3) dispuesta entremedias, resulta la misma polarización magnética por parte de ambas bobinas (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2).

Description

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DESCRIPCION
Motor electrico con inductancia mejorada
La invencion se refiere a un motor electrico, en particular a un motor de reluctancia que presenta una armadura que contiene un material imantable, en donde la armadura presenta una pluralidad de zapatas polares y un actor que esta dispuesto y apoyado de forma movil contra el rotor, el cual contiene un material imantable y que presenta al menos dos extremos polares imantables.
La invencion se refiere tambien a un procedimiento para la fabricacion de un motor electrico, en particular un motor de reluctancia, y al uso de un motor electrico, en particular un motor de reluctancia.
La invencion pertenece al sector de la electrotecnica y se refiere, en particular, a motores de reluctancia con un par elevado. Se presenta un tipo constructivo de maquinas de reluctancia (motores de reluctancia) electricas, libres de contactos, y que pueden trabajar en un amplio intervalo de numero de revoluciones del arbol del motor (desde algunas revoluciones por minuto a varios cientos de miles de revoluciones por minuto) y que, para ello, se puede utilizar en sistemas de la automaticidad, en sistemas autonomos de la dotacion electronica, en la tecnica espacial, en el trafico aereo y rodado, como motores de vehuculos pilotados y no pilotados.
El resultado tecnico alcanzado mediante la aplicacion de esta invencion consiste en la obtencion de una construccion fiable y tecnicamente muy valiosa del motor de reluctancia libre de contactos con elevados valores de energfa y propiedades de funcionamiento con un intervalo amplio del numero de revoluciones del arbol del motor y una elevada potencia espedfica. Un gran numero de diferentes motores electricos es conocido del estado de la tecnica. En este caso, bobinas son recorridas por una corriente con el fin de generar un campo magnetico. El campo magnetico es generado para ello, la mayona de las veces, en un nucleo de hierro imantable, que sirve como armadura. Un rotor, que esta apoyado de forma giratoria en los campos magneticos alternantes, es por sf mismo magnetico o al menos imantable. Con ello, se posibilita una interaccion entre los campos alternos de la armadura y del rotor, de modo que se obliga a un movimiento del rotor. Alternativamente, asimismo puede moverse la armadura.
Ademas, tambien es posible generar un movimiento lineal mediante motores electricos, en donde el rotor se denomina entonces en la presente invencion tambien como actor y se denomina tambien a menudo inducido en el estado de la tecnica. Los terminos actor e inducido son, con ello, equivalentes. Asimismo, la armadura es un estator en el sentido de la presente invencion.
Un motor paso a paso es conocido, por ejemplo, del documento GB 1 206 845 A. El motor paso a paso alli descrito presenta arrollamientos de bobinas sobre puentes de polos del estator, con lo cual se pueden excitar polos magneticos del estator con una polaridad alterna.
Son conocidos motores de reluctancia con una realizacion sin contactos. Sin embargo, estos motores presentan valores insatisfactorios en relacion con la masa y las dimensiones, y los ensayos de mejora realizados hasta la fecha conducen a una complicacion esencial de la construccion del motor. Un motor electrico de este tipo se conoce, por ejemplo, del documento EP 0 343 845 A2.
Al conectar las bobinas tiene lugar una constitucion o una desconexion del campo magnetico y, con ello, una histeresis que delimita la velocidad de conexion del motor. Al conectar la inductancia en el circuito de corriente continua se forma alli - segun la ley de Lenz - una tension de auto-induccion que actua en contra de la modificacion de la corriente en el circuito al ralentizar el aumento de corriente asf como la cafda de corriente durante la apertura del circuito electrico. La corriente no puede ascender de forma inmediata y directa al valor nominal y, como consecuencia, el par del motor no aumenta muy rapidamente, sino de forma asintomatica o bien exponencial. En el caso de bajos numeros de revoluciones, la corriente en el arrollamiento del motor puede alcanzar su valor nominal despues de la conexion del impulso de tension, y el momento del motor corresponde aproximadamente al parametro de potencia. Sin embargo, durante el ensayo del aumento de la velocidad de rotacion, no solo aumenta la velocidad de la conmutacion de los arrollamientos, sino que se reduce el tiempo de la aplicacion de la tension de los arrollamientos. A partir de una velocidad cntica, la corriente en el arrollamiento ya no puede aumentar al valor nominal antes de que el arrollamiento sea aliviado de nuevo. De ello resulta una reduccion desventajosa del par, el motor comienza a saltarse los pasos y en ultima instancia se para.
La mision de la invencion consiste, por lo tanto, en superar los inconvenientes del estado de la tecnica. En particular, se ha de proporcionar un motor electrico que se conecte lo mas rapidamente posible. El motor electrico debe generar un momento medio lo mas uniforme posible y en el caso de motores de giro, proporcionar este a traves de un intervalo de giro lo mayor posible. Ademas, la estructura del motor debe ser lo mas sencilla y economica posible. Otras misiones resultan sin mas de los inconvenientes de motores electricos no de acuerdo con la invencion o bien de las ventajas de motores de acuerdo con la invencion.
Los problemas de la invencion se resuelven mediante un motor electrico, en particular un motor de reluctancia que presenta una armadura que contiene un material imantable, presentando la armadura una pluralidad de zapatas polares, un inducido que esta dispuesto y apoyado de forma movil contra la armadura, que contiene un material imantable y que presenta al menos dos extremos de los polos imantables y un numero par de bobinas que estan
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dispuestas entre las zapatas polares y cuyos arrollamientos rodean a la armadura de manera que las bobinas se extienden por zonas a lo largo de la armadura, de modo que la armadura puede ser imantada con ayuda de las bobinas, estando conectadas electricamente las bobinas de modo que al aplicar una tension electrica en las bobinas, los campos magneticos, que se generan mediante dos bobinas contiguas a una zapata polar, estan orientados de manera que en la zapata polar dispuesta entremedias, resulta la misma polarizacion magnetica por parte de ambas bobinas.
La armadura presenta al menos dos zapatas polares. Dos zapatas polares pueden ser suficientes para una armadura anular.
Esta previsto que las bobinas esten conectadas electricamente de manera que al aplicar una tension electrica a las bobinas los campos magneticos que se generan por dos bobinas contiguas a una zapata polar estan orientados de manera que en la zapata polar dispuesta entremedias resulta la misma polarizacion magnetica a traves de ambas bobinas.
Esto puede conseguirse, por ejemplo, debido a que dos bobinas contiguas estan enrolladas en sentidos opuestos y estan conectadas en serie. Alternativamente a ello, tambien es posible enrollar en el mismo sentido dos bobinas contiguas y conectarlas en paralelo. Un devanado en sentidos opuestos de las bobinas se alcanza arrollando una bobina por la izquierda y la otra por la derecha alrededor de la armadura. La una bobina presenta, por lo tanto, un devanado izquierdo, la otra bobina un devanado derecho.
Mediante la conexion de acuerdo con la invencion de las bobinas, los campos magneticos inducidos y, con ello, las corrientes electricas mutuamente inducidas pueden compensarse en las bobinas entre sf, de modo que se evitan efectos de inercia indeseados del motor de acuerdo con la invencion.
las bobinas estan conectadas en la armadura electricamente en sentidos opuestos por pares y paralelamente (en el mismo sentido) magneticamente por pares.
Puede estar tambien previsto conforme a la invencion que la armadura y/o el inducido se componga o compongan de un material imantable y/o que el material imantable de la armadura y/o del inducido presente una permeabilidad magnetica de al menos l0o H/m, preferiblemente una permeabilidad magnetica de al menos 1000 H/m, de manera particularmente preferida, una permeabilidad magnetica de al menos 10000 H/m.
En el caso de estos valores, un motor electrico de acuerdo con la invencion puede ser hecho funcionar con un elevado grado de eficacia.
Puede estar previsto tambien que el numero de las zapatas polares sea igual al numero de los extremos de los polos.
Esta forma de realizacion es particularmente adecuada para motores de reluctancia con una armadura giratoria.
Ademas, puede estar previsto que el numero de las bobinas sea igual al numero de las zapatas polares y/o que el numero de las bobinas sea un multiplo par del numero de las zapatas polares.
De acuerdo con un perfeccionamiento particularmente preferido de la invencion, puede estar previsto que la armadura sea anular, presentando la armadura anular un numero par de zapatas polares, y que el inducido sea un rotor el cual esta apoyado de forma giratoria con respecto a la armadura anular, preferiblemente esta apoyado de forma giratoria en el interior de la armadura anular, extendiendose las bobinas por tramos a lo largo de la periferia de la armadura anular, de modo que la armadura anular puede ser imantable con ayuda de las bobinas.
Debido a la elevada simetna de una armadura anular, la ensenanza de acuerdo con la invencion se ejecuta de manera particularmente ventajosa. Cuanto mayor sea la simetna de las bobinas, tanto mejor estaran estas acopladas entre sf, de modo que se manifestaran menos corrientes de induccion perturbadoras.
En el caso de motores electricos de este tipo, puede estar previsto en este caso que el rotor presente un numero par de polos imantables.
Esta realizacion coopera asimismo en la ventajosa simetna de la estructura.
Puede estar previsto tambien que en cada caso esten dispuestas tantas bobinas entre dos zapatas polares en torno a la armadura anular que correspondan a un multiplo par del numero de las zapatas polares.
Con esta estructura pueden disponerse tambien mas de una bobina entre las zapatas polares.
Un perfeccionamiento de la invencion puede prever que la armadura anular y/o el rotor presente o presenten una simetna de giro de numero par, en torno al eje de de giro del rotor que sea igual al numero par de las zapatas polares de la armadura anular y/o al numero par de los extremos del polo del rotor.
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Tambien con ello se continua mejorando la simetna de la estructura global y, en particular, la simetna de las estructuras imantables, lo cual conduce a una aceleracion adicional del comportamiento de conexion del motor de acuerdo con la invencion.
Puede estar previsto tambien que en el eje de giro del rotor este dispuesto un eje de accionamiento en torno al cual esta apoyado de forma giratoria el rotor en la armadura anular.
De acuerdo con una forma de ejecucion alternativa de la invencion puede estar previsto que el motor electrico sea un motor lineal con una armadura lineal, y que la armadura lineal presente un numero impar de zapatas polares, estando dispuesta entre cada una de las zapatas polares al menos una bobina, preferiblemente estando dispuesta una bobina entre cada una de las zapatas polares.
Las zapatas polares externas de la armadura del motor lineal no cooperan en el movimiento del inducido. Los campos magneticos que salen de las zapatas polares externas son mas debiles que los campos magneticos que salen de las zapatas polares internas que estan flanqueadas por ambas caras por bobinas. Conforme a la invencion se prefiere que la estructura de la armadura del motor lineal sea simetrica, al menos en relacion con el numero y forma de los polos y en relacion con un plano de simetna en el centro de la armadura, perpendicular a la extension lineal de la armadura.
La implementacion de un motor lineal de acuerdo con la invencion presenta las mismas ventajas que la implementacion como motor de rotacion.
En este caso, puede estar previsto que la armadura lineal presente una zapata polar mas que bobinas estan enrolladas en el motor lineal y que entre dos zapatas polares contiguas de la armadura este dispuesta exactamente un bobina.
Esta medida sirve para la estructura simetrica del motor con las ventajas ya explicadas.
De acuerdo con un perfeccionamiento de la invencion, puede estar previsto tambien que entre dos zapatas polares de la armadura siempre este enrollado el mismo numero de devanados de bobina a traves de las bobinas.
Con ello, se aumenta la simetna de las bobinas entre sf.
En este caso, puede estar previsto que el numero de arrollamientos de los devanados sea identico entre todas las zapatas polares hasta al menos 45° de un devanado, preferiblemente sea identico hasta al menos 45°, de manera particularmente preferida sea identico hasta al menos 5°, con lo cual se alcanza una mejora adicional de la simetna de la estructura.
En el caso de motores de acuerdo con la invencion, puede estar previsto conforme a la invencion, en general, que el conductor electrico del que estan enrolladas las bobinas presente una seccion transversal uniforme, en particular una seccion transversal con una desviacion de la seccion transversal de a lo sumo 20%, preferiblemente de a lo sumo 10%, de manera particularmente preferida de a lo sumo 2%.
Dado que esto es ventajoso para la simetna del flujo de electrones a traves de los devanados de las bobinas, tambien esta medida es adecuada para mejorar adicionalmente la estructura de acuerdo con la invencion.
Puede estar previsto tambien, de acuerdo con la invencion, que el material imantable de la armadura y/o del inducido se componga de capas electricamente conductoras y electricamente aisladas entre sf, preferiblemente de capas de acero aisladas electricamente entre sf, estando dispuesto un aislador entre las capas electricamente conductoras, preferiblemente estando dispuestas capas de material sintetico entre las capas electricamente conductoras.
Con ello se proporciona un material particularmente bien imantable con el que se puede continuar mejorando el grado de eficacia de una estructura de acuerdo con la invencion.
Los problemas en los que se basa la invencion se resuelven tambien mediante un procedimiento para la fabricacion de un motor electrico, en particular de un motor de reluctancia, preferiblemente segun una de las reivindicaciones precedentes, en el que un numero par de bobinas se aplican sobre una armadura que contiene un material imantable, disponiendose las bobinas entre una pluralidad de zapatas polares, de modo que los arrollamientos de las bobinas rodean a la armadura, de modo que las bobinas se extienden por tramos a lo largo de la armadura, un inducido que contiene un material imantable con al menos dos extremos de polos, se apoya de forma movil contra la armadura.
En este caso, puede estar previsto que las bobinas sean conectadas electricamente entre sf, de manera que al aplicar una tension electrica en las bobinas, los campos magneticos que se generan mediante dos bobinas contiguas a una zapata polar esten orientados de manera que en la zapata polar dispuesta entremedias se genere la misma polarizacion magnetica en la zapata polar de las dos bobinas contiguas.
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Procedimientos de acuerdo con la invencion pueden distinguirse tambien por la realizacion de todas las caractensticas adecuadas del motor electrico que ya se explicaron previamente.
Finalmente, los reconocimientos en los que se basa la invencion tambien se realizan mediante el uso de un motor electrico de este tipo, en particular de un motor de reluctancia de este tipo para poner en movimiento un dispositivo o una pieza de un dispositivo.
La invencion se basa en el sorprendente reconocimiento de que las bobinas no se arrollan en torno a las zapatas polares de la armadura del motor de reluctancia, sino en torno a la propia armadura. Con ello, las corrientes de induccion en las bobinas del motor electrico se pueden compensar mutuamente. Esto repercute de manera particularmente ventajosa entre sf, en el caso de una conexion adecuada de las bobinas.
Mediante la invencion se alcanza una reduccion esencial de la inductancia del arrollamiento de la armadura, lo cual conduce a un aumento de la velocidad del aumento de corriente en el arrollamiento de la armadura y, como consecuencia, tambien en la frecuencia de conexion de la corriente en el arrollamiento de la armadura, el numero de revoluciones del rotor y, con ello, posibilita una potencia entregada y espedfica del motor electrico. La reduccion de la inductancia del arrollamiento de la armadura que se encuentra en un intervalo de dos cifras, confiere a la resistencia de entrada de la bobina de la armadura, ademas, un caracter activo y excluye ampliamente la formacion de tensiones de auto-induccion perturbadoras, lo cual aumenta esencialmente la fiabilidad del trabajo de etapas de conmutacion del interruptor electronico. Ademas, el motor puede ser alimentado con una tension significativamente menor, lo cual se alcanza mediante una ausencia casi completa de la reactancia del arrollamiento de la armadura. Tambien, mediante un motor electrico de acuerdo con la invencion se puede evitar de manera extremadamente amplia una emision perturbadora de ondas electromagneticas por el motor tanto a traves del aire como tambien a traves de las conducciones electricas. Con ello, el motor electrico de acuerdo con la invencion se puede emplear tambien junto con una electronica sensible o en entornos sensibles que normalmente reaccionan de manera sensible a perturbaciones de este tipo.
Por consiguiente, el presente motor de reluctancia presenta las siguientes ventajas:
Construccion sencilla: el rotor y el estator estan realizados en forma de paquetes de un material de chapa magnetica blanda. El rotor no tiene arrollamientos ni imanes permanentes. Los arrollamientos los tiene solo el estator. Para disminuir la complejidad, las bobinas de los arrollamientos de la armadura pueden estar hechas por separado y posteriormente pueden colocarse sobre el cuerpo magnetico dividido de la armadura.
Un elevado rendimiento de trabajo espedfico del motor es proporcionalmente lineal al cuadrado de la velocidad de rotacion, y en el caso de los presentes motores electricos, solo esta limitado por la estabilidad de la estructura y la resistencia mecanica de los materiales. La potencia de trabajo calculada puede encontrarse en el intervalo de kW de dos cifras por cada 1 kg del motor. Esta potencia de trabajo por kg del motor no puede alcanzarse por parte de otros motores electricos.
Ningun interruptor mecanico: el iman de mando del motor electrico es controlado por interruptores semiconductores muy efectivos - transistores, IGBT o bien MOSFET (HEXFET), cuya seguridad y fiabilidad es considerablemente mayor que la de piezas mecanicas arbitrarias; p. ej., colectores, cepillos, cojinetes.
Ningun iman permanente. Los motores de reluctancia no tienen ni en el rotor ni en el estator imanes permanentes, de modo que el motor electrico de acuerdo con la invencion puede competir con exito con sus caractensticas de potencia con motores sin escobillas con imanes permanentes y, con ello, puede ser constituido de manera esencialmente mas sencilla. En el caso de datos electricos iguales y en relacion con el peso y/o las dimensiones, el motor de reluctancia cuesta por termino medio en torno a 4 veces menos, tiene una seguridad esencialmente mayor, un intervalo del numero de revoluciones amplio y un intervalo de temperaturas de trabajo amplio. Desde un punto de vista del principio de construccion, el motor de reluctancia no tiene basicamente limitaciones de potencia.
El rotor no presenta arrollamientos y puede realizarse en forma de paquete de un material de chapa imantable blanda, p. ej., de chapa habitual para dinamos.
Para la fabricacion del motor de reluctancia se requiere una cantidad de 2 a 3 veces menor de cobre que para motores colectores de la misma potencia y en torno a una cantidad 1,3 menor de cobre que para un motor asincronico.
El desprendimiento de calor tiene lugar principalmente en el estator (armadura), en este caso se pueden realizar facilmente, mediante una construccion estanqueizada, un enfriamiento por aire o agua. En estado de funcionamiento, el rotor no necesita refrigeracion alguna. Para la refrigeracion del motor de reluctancia es suficiente la refrigeracion de la superficie externa del estator (superficie de la armadura).
El motor de reluctancia de acuerdo con la invencion puede fabricarse con un rotor hueco. El grosor del dorso del rotor debe ascender en este caso al menos a la mitad de la anchura de los polos. La masa/dimensiones del motor electrico, su potencia en el momento nominal y el intervalo del numero de revoluciones pueden optimizarse por medio de la adaptacion del numero de polos del estator y del rotor.
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La simplicidad de la construccion del motor de reluctancia de acuerdo con la invencion reduce la complejidad en su fabricacion. Basicamente, puede fabricarse incluso en instalaciones que no esten especializadas en el sector de la construccion de motores electronicos. Para la fabricacion en serie de motores de reluctancia solamente se requiere un equipo mecanico habitual - estampacion para el acabado de los nucleos de las chapas de estator y rotor, tornos y fresadoras para la mecanizacion del arbol y las partes de la carcasa ya son suficientes. A la construccion de acuerdo con la invencion le faltan etapas de fabricacion complejas y tecnologicamente complicadas tales como, p. ej., la fabricacion de un colector y cepillos del motor del colector o un vaciado de la jaula del rotor del motor asincronico. Segun una estimacion provisional, la complejidad en cuanto a costes y tiempo en la fabricacion de un motor de reluctancia es en torno a un 70% menor que en el caso de un motor colector y en torno a un 40% menor que en el caso de un motor asincronico.
Otra ventaja se ha de considerar en el modo constructivo flexible. Gracias a la simplicidad del arrollamiento de la armadura y a la ausencia de los arrollamientos y de los imanes en el rotor, se garantiza la elevada flexibilidad del modo constructivo del motor de reluctancia. La estructura del motor electrico puede ser plana, alargada, inversa o lineal. Para la produccion de toda una serie de motores electricos de diferente potencia puede aplicarse uno y el mismo conjunto de punzones para la estampacion del rotor y estator (armadura), dado que para el aumento de la potencia es suficiente con aumentar de manera correspondiente la longitud del conjunto del rotor y estator. No es diffcil fabricar el motor con el estator tanto por fuera del rotor como tambien a la inversa, asf como de incorporar la electronica en la carcasa del motor.
La simplicidad de la construccion asegura al motor de reluctancia una fiabilidad mayor que la de los otros tipos de motores electricos.
Con el motor electrico de acuerdo con la invencion puede realizarse un intervalo mas amplio en el numero de revoluciones (desde algunas revoluciones por minuto hasta cientos de revoluciones por minuto).
Un elevado efecto de aprovechamiento se alcanza en un amplio intervalo del numero de revoluciones, dado que la bobina no genera fuerza opuesta alguna.
Con los motores electricos de acuerdo con la invencion es posible una union comoda con una electronica digital moderna.
Dado que los motores de reluctancia de acuerdo con la invencion son alimentados (excitados) mediante impulsos unipolares, para el control es suficiente un simple interruptor electronico. Mediante un control de la relacion de conexion por impulsos de transistores de alta corriente del interruptor electronico, puede modificarse sin escalones la forma de los impulsos de corriente de arrollamientos de fase del motor electrico. La caractenstica mecanica natural del motor de reluctancia es determinada mediante el principio de repercusion del modo de funcionamiento del motor electrico y se asemeja a una forma de hiperbola. El rasgo principal de esta caractenstica - una constancia de potencia media en el arbol del motor - se manifiesta como extraordinariamente util para los accionamientos electricos con una potencia fuente limitada, ya que con ello se realiza la condicion de su capacidad de sub-carga. La aplicacion de un sistema de control cerrado con respuestas segun la velocidad y la carga, posibilita la obtencion de caractensticas mecanicas de forma preestablecida arbitraria, incluidas formas absolutamente ngidas (formas astaticas) y no conduce a complicacion alguna del sistema de control, dado que su procesador dispone de una gran redundancia de rapidez y memoria. El campo de las caractensticas mecanicas accesibles de acuerdo con la invencion cubre practicamente de forma continua los cuatro cuadrantes del momento-velocidad dentro del sector de delimitacion de un accionamiento electrico espedfico.
El precio de un motor de reluctancia es el mas bajo de entre todas las construcciones conocidas de motores electricos. Y finalmente, la eficiencia del motor de reluctancia de acuerdo con la invencion aumenta como consecuencia del consumo de energfa esencialmente menor que viene condicionado por el elevado grado de eficacia del motor electrico y la aplicacion de las estrategias de ahorro de control en modos de funcionamiento dinamicos.
Gracias a la conexion sin contactos, a una capacidad de solicitacion mecanica elevada y a una resistencia mecanica del rotor, el motor de reluctancia de acuerdo con la invencion puede ofrecerse, en primer termino para instalaciones de vetuculos que son hechas funcionar bajo condiciones de uso particularmente diffciles (p. ej., automoviles, vetuculos todoterreno, tractores industriales). Tambien puede emplearse en instalaciones industriales. Con ello se da una buena capacidad de aplicacion industrial y profesional a la solucion de acuerdo con la invencion.
Son motores electricos de acuerdo con la invencion, por ejemplo, los que consisten en un nucleo de la armadura con polos de la armadura pronunciados, hechos en forma de un paquete estratificado de chapas aisladas para dinamos, en donde el numero de los polos de la armadura es al menos 2n (n es un numero par) entre polos pronunciados de la armadura, junto al cuerpo del iman se encuentra el arrollamiento de la armadura en el cada una de las bobinas rodea al cuerpo del iman entre polos pronunciados de la armadura. El rotor exento de arrollamientos contiene el arbol sobre el que se encuentra el cuerpo del iman del rotor con cantos de polos, hecho como paquete estratificado a base de chapas aisladas para dinamos, el numero de los polos del rotor es igual al numero de los polos de la armadura.
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El modo de funcionamiento de la armadura del motor de reluctancia de acuerdo con la invencion se distingue porque el arrollamiento de la armadura se compone de dos bobinas iguales con el mismo numero de devanados y el cable de la misma seccion transversal, que tienen el sentido de arrollamiento opuesto y que estan conectadas una tras otra de manera que la corriente de trabajo que fluye a traves de las bobinas mencionadas genera una corriente magnetica a traves del polo del mismo sentido. Una conexion de este tipo de las bobinas (bifilar) se distingue por una inductancia global posible minima y una casi completa compensacion de la tension de auto-induccion de bobinas individuales. De este modo, las bobinas del arrollamiento de la armadura generan la corriente magnetica doble en los polos de la armadura, en este caso tienen una inductancia minima y ninguna tension de auto-induccion en los extremos del arrollamiento, con lo cual se pueden mejorar considerablemente las propiedades de funcionamiento del motor electrico, y se puede alcanzar un elevado mdice de energfa en el caso de un intervalo amplio del numero de revoluciones del arbol y una elevada potencia espedfica.
En lo que sigue se explican ejemplos de realizacion de la invencion con ayuda de siete figuras representadas de forma esquematica, sin con ello limitar sin embargo la invencion. En este caso muestran:
Figura 1: una representacion en perspectiva esquematica de un motor electrico de acuerdo con la invencion con dos zapatas polares;
Figura 2: una representacion en perspectiva esquematica de un motor electrico de acuerdo con la invencion con cuatro zapatas polares;
Figura 3: una representacion en perspectiva esquematica de un motor electrico de acuerdo con la invencion alargado con dos zapatas polares;
Figura 4: una representacion en perspectiva esquematica de un motor electrico de acuerdo con la invencion con dos zapatas polares, en el que el rotor esta dispuesto por fuera en torno a la armadura;
Figura 5: una representacion en perspectiva esquematica de un motor electrico de acuerdo con la invencion con en cada caso dos zapatas polares, en el que estan conectadas varias unidades a un eje de rotor;
Figura 6: una representacion en perspectiva esquematica de un motor lineal de acuerdo con la invencion; y
Figura 7: un diagrama de un osciloscopio que fue tomado en un motor de acuerdo con la invencion segun la Figura 2.
La Figura 1 muestra una representacion en perspectiva de un motor de reluctancia de acuerdo con la invencion. El motor de reluctancia presenta una armadura 1 cerrada anular a base de acero estratificado. En el interior de la armadura 1 anular esta dispuesto un rotor 2 que esta apoyado de forma giratoria en la armadura 1 anular y que esta hecho asimismo de acero estratificado. Enfrentadas entre sf se encuentran dos bobinas 3, 4 arrolladas en la armadura 1 anular que se extienden a lo largo de la periferia de la armadura 1 anular, es decir, a lo largo de la extension alargada de la armadura 1. Las bobinas 3, 4 estan arrolladas de cobre y rodeadas por una carcasa. Con mayor precision, se puede reconocer en la Figura 1 solo la carcasa en torno a las bobinas 3, 4.
Los arrollamientos del alambre se arrollan en torno a la superficie toroidal de la armadura 1 anular. La armadura 1 anular puede presentarse primeramente en dos piezas y reunirse para formar el toroide mostrado solo despues del arrollamiento de las dos bobinas 3, 4.
Una unidad de control 5 sirve para el control del suministro de la tension de las bobinas 3, 4. Entre las bobinas 3, 4 estan conformadas en la armadura 1 anular dos zapatas polares 7, 8 que se extienden por tramos en el interior de la armadura 1 anular en direccion al rotor 2. Las bobinas 3, 4 estan enrolladas en sentidos opuestos y conectadas en serie. Las bobinas 3, 4 estan dispuestas, por lo tanto, de forma especular entre sf sobre la armadura 1 anular. Mediante esta disposicion y conexion de las bobinas 3, 4 entre sf se genera en las dos zapatas polares 7, 8 una polaridad magnetica opuesta y alternante.
El problema planteado de la invencion se resuelve, por lo tanto, por ejemplo debido a que el estator/la armadura 1 del motor electrico sin contactos segun la Figura 1 dispone de un nucleo de la armadura con zapatas polares 7, 8 pronunciadas de la armadura 1 anular que esta hecho en forma de un paquete estratificado a base de chapas para dinamos aisladas entre sf, en donde el numero de las zapatas polares 7, 8 es al menos dos o bien divisible por 2. Entre las zapatas polares 7, 8 pronunciadas de la armadura 1, en el cuerpo magnetico 1, se encuentra el arrollamiento de la armadura en el que cada una de las bobinas 3, 4 rodea al cuerpo magnetico 1 entre las zapatas polares 7, 8 pronunciadas de la armadura 1. Las bobinas 3, 4 del arrollamiento de la armadura estan conectadas por pares en el sentido opuesto a la corriente y por pares de forma paralela a la corriente magnetica. El rotor 2 libre de arrollamiento contiene el arbol 12 como eje de giro del rotor 2 sobre el que se encuentra el cuerpo magnetico del rotor 2 con los cantos de los polos 14. El rotor 2 esta hecho asimismo en forma de paquete estratificado a base de chapas para dinamo aisladas, siendo el numero de los polos extremos 14 del rotor igual al numero de los polos 7, 8 de la armadura.
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El arrollamiento de la armadura se compone de dos bobinas 3, 4 iguales hechas con el mismo numero de arrollamientos a base de un alambre con una seccion transversal uniforme en los lfmites del procedimiento de fabricacion tal como, por ejemplo, el dispositivo de arrollamiento. Las bobinas 3, 4 tienen un sentido de arrollamiento opuesto, es decir, un arrollamiento opuesto y estan conectadas una tras otra, de modo que la corriente de trabajo que fluye a traves de las citadas bobinas genera una corriente magnetica que provoca una polaridad magnetica del mismo sentido de las zapatas polares 7, 8. Por ejemplo: polo norte 7 y polo sur 8. En el caso de la inversion de la direccion de corriente, tiene lugar el cambio opuesto de los polos magneticos. La armadura 1 de este motor es un cuerpo magnetico toroide imantable (anillo magnetico) con dos (o bien divisible por 2) arrollamientos identicos que se encuentran simetricamente sobre el cuerpo magnetico, conectados en sentidos opuestos (variantes del arrollamiento bifilar) y estan acoplados entre sf mediante una induccion opuesta casi total.
Una conexion de este tipo de las bobinas 3, 4 (conexion bifilar) se distingue por una inductancia total posible minima y una compensacion casi completa de la tension de auto-induccion de bobinas 3, 4 individuales. De este modo se resuelve el problema planteado - las bobinas 3, 4 del arrollamiento de la armadura generan la corriente magnetica doble en las zapatas polares 7, 8 de la armadura, en este caso tienen una inductancia minima y no provocan una tension de auto-induccion en los extremos del arrollamiento. La inductancia total y la tension de auto-induccion que resulta de ella de la estructura se determina mediante la similitud de las propiedades electricas y geometricas de las bobinas 3, 4.
La alimentacion del motor, la generacion de impulsos de corrientes de trabajo, la sincronizacion de la fase de la entrega de impulsos de trabajo tiene lugar mediante la unidad de control 5 segun senales de un emisor de la posicion (no mostrado en la Figura 1) del rotor 2 y carece de particularidades.
La Figura 2 muestra una representacion en perspectiva esquematica de un motor electrico de acuerdo con la invencion con cuatro zapatas polares 7, 8, 9, 10. El motor electrico dispone de un nucleo de la armadura con zapatas polares 7, 8, 9, 10 pronunciadas de la armadura 1 anular que esta hecho en forma de un paquete estratificado a base de chapas para dinamo aisladas entre sf, siendo divisible por 2 el numero de las zapatas polares 7, 8, 9, 10 de la armadura. Entre las zapatas polares 7, 8, 9, 10 pronunciadas de la armadura 1, en el cuerpo magnetico 1, se encuentra el arrollamiento de la armadura, en el que cada una de las bobinas 3, 4, 3-1, 4-1 rodea al cuerpo magnetico 1 entre las zapatas polares 7, 8, 9, 10 pronunciadas de la armadura 1. Las bobinas 3, 4, 3-1, 4-1 del arrollamiento de la armadura estan conectadas por pares en el sentido contrario a la corriente y paralelamente por pares a la corriente magnetica. El rotor 2 sin arrollamiento contiene el arbol 12 como eje de giro del rotor 2, sobre el cual se encuentra el cuerpo magnetico del rotor 2 con los cantos 14 de los polos. El rotor 2 esta asimismo hecho de un paquete estratificado a base de chapas para dinamos aisladas, siendo el numero de los extremos 14 de los polos del rotor igual al numero de los polos 7, 8, 9, 10 de la armadura.
El arrollamiento de la armadura se compone de cuatro bobinas 3, 4, 3-1, 4-1 iguales con el mismo numero de devanados hechos de un alambre con una seccion transversal uniforme en los lfmites del procedimiento de fabricacion tal como, por ejemplo, el dispositivo de arrollamiento. Las bobinas 3, 4, 3-1, 4-1 tienen un sentido de arrollamiento opuesto, es decir, un devanado opuesto y estan conectadas una tras otra de manera que la corriente de trabajo que fluye a traves de las bobinas 3, 4, 3-1, 4-1 mencionadas genera una corriente magnetica que provoca una polaridad magnetica del mismo sentido de las zapatas polares 7, 9 y de las zapatas polares 8, 10. Por ejemplo: polo norte 7 y 9 y polo sur 8 y 10. En el caso de la inversion de la direccion de corriente, tiene lugar el cambio en sentido opuesto de los polos magneticos.
A partir de la invencion se puede observar que tambien puede realizarse sin mas un gran numero de zapatas polares y bobinas.
La Figura 3 muestra una representacion en perspectiva esquematica de un motor electrico de acuerdo con la invencion, alargado con dos zapatas polares 7, 8. El motor electrico dispone de un nucleo de la armadura con zapatas polares 7, 8 pronunciadas de la armadura 1 anular que esta hecho en forma de un paquete estratificado a base de chapas para dinamo aisladas entre sf, siendo divisible por 2 el numero de las zapatas polares 7, 8 de la armadura. Entre zapatas polares 7, 8 pronunciadas de la armadura 1, en el cuerpo magnetico 1 se encuentra el arrollamiento de la armadura, en el que cada una de las bobinas 3, 4 rodea al cuerpo magnetico 1 entre las zapatas polares 7, 8 pronunciadas de la armadura 1. Las bobinas 3, 4 del arrollamiento de la armadura estan conectadas en sentido opuesto a la corriente por pares y paralelas a la corriente magnetica por pares. El rotor 2 sin arrollamiento contiene el arbol 12 en forma de eje de giro del rotor 2 sobre el cual se encuentra el cuerpo magnetico del rotor 2 con cantos 14 de los polos. El rotor 2 esta hecho asimismo en forma de un paquete estratificado a base de chapas para dinamos aisladas, siendo el numero de los extremos de los polos 14 del rotor igual al numero de los polos 7, 8 de la armadura.
El arrollamiento de la armadura se compone de dos bobinas 3, 4 iguales con un mismo numero de devanados hecho de un alambre con una seccion transversal uniforme en los lfmites del procedimiento de fabricacion tal como, por ejemplo, el dispositivo de arrollamiento. Las bobinas 3, 4 tienen un sentido de arrollamiento opuesto, es decir, un devanado opuesto y estan conectadas una tras otra de manera que la corriente de trabajo que fluye a traves de las bobinas 3, 4 mencionadas, genera una corriente magnetica que provoca una polaridad magnetica del mismo sentido
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que las zapatas polares 7, 8. Por ejemplo: polo norte 7, polo sur 8. En el caso de la inversion de la direccion de la corriente tiene lugar el cambio en sentido opuesto de los polos magneticos.
Por lo tanto, con la invencion se pueden realizar motores tanto alargados como tambien planos.
La Figura 4 muestra una representa en perspectiva esquematica de un motor electrico de acuerdo con la invencion con dos zapatas polares 7, 8, en el que el rotor 2 esta dispuesto por fuera en torno a la armadura 1. El motor electrico dispone de un nucleo de la armadura con zapatas polares 7, 8 pronunciadas de la armadura 1 anular que esta hecho en forma de un paquete estratificado a base de chapas para dinamos aisladas entre sf, siendo divisible por 2 el numero de las zapatas polares 7, 8 de la armadura. Las zapatas polares 7, 8 estan dirigidas en este caso hacia afuera en direccion al rotor 2. Entre las zapatas polares 7, 8 pronunciadas de la armadura 1, en el cuerpo magnetico 1, se encuentra el arrollamiento de la armadura en el que cada una de las bobinas 3, 4 rodea al cuerpo magnetico 1 entre las zapatas polares 7, 8 pronunciadas de la armadura 1. Las bobinas 3, 4 del arrollamiento de la armadura estan conectadas en sentido opuesto a la corriente por pares y paralelas a la corriente magnetica por pares. El rotor 2 sin arrollamientos contiene el arbol 12 como eje de giro del rotor 2 sobre el cual se encuentra el cuerpo magnetico del rotor 2 con cantos 14 de los polos. El rotor 2 esta hecho asimismo en forma de un paquete estratificado a base de chapas para dinamos aisladas, siendo el numero de los extremos de los polos 14 del rotor igual al numero de los polos 7, 8 de la armadura.
El arrollamiento de la armadura se compone de dos bobinas 3, 4 iguales con el mismo numero de devanados hechos de un alambre con una seccion transversal uniforme en los lfmites del procedimiento de fabricacion tal como, por ejemplo, el dispositivo de arrollamiento. Las bobinas 3, 4 tienen un sentido de arrollamiento opuesto, es decir, un devanado opuesto y estan conectadas una tras otra de manera que la corriente de trabajo que fluye a traves de las mencionadas bobinas 3, 4 genera una corriente magnetica que provoca una polaridad magnetica del mismo sentido que las zapatas polares 7, 8. Por ejemplo: polo norte 7 y polo sur 8. En el caso de la inversion de la direccion de la corriente tiene lugar el cambio en sentido opuesto de los polos magneticos.
La Figura 5 muestra una representacion en perspectiva esquematica de un motor electrico de acuerdo con la invencion con en cada caso dos zapatas polares 7, 8, 7-1, 8-1, 7-2, 8-2, en el que varias unidades estan conectadas a un eje 12 del rotor. Los extremos 14 de los polos de los rotores 2, 2-1, 2-2 estan desplazados entre sf, de modo que siempre se puede generar un par en el eje 12 del rotor. El motor electrico dispone de tres nucleos de la armadura con zapatas polares 7, 8, 7-1, 8-1, 7-2, 8-2 pronunciadas de la armadura 1, 1-1, 1-2, anular que estan hechas en forma de paquetes estratificados a base de chapas para dinamos aisladas entre sf, siendo divisible por 2 el numero de las zapatas polares 7, 8, 7-1, 8-1, 7-2, 8-2 de la armadura para cada una de las tres partes. Las zapatas polares 7, 8, 7-1, 8-1, 7-2, 8-2 estan en este caso dirigidas hacia el interior en direccion a los rotores, 2, 2-1, 2-2. Entre zapatas polares 7, 8, 7-1, 8-1, 7-2, 8-2 pronunciadas de la armadura 1, 1-1, 1-2 en el cuerpo magnetico 1, 1-1, 1-2 se encuentran los arrollamientos de la armadura en el que cada una de las bobinas 3, 4, 3-1, 4-1, 3-2, 4-2 rodean a los cuerpos magneticos 1, 1-1, 1-2 entre las zapatas polares 7, 8, 7-1, 8-1, 7-2, 8-2 pronunciadas de las armaduras 1, 1-1, 1-2. Las bobinas 3, 4, 3-1, 4-1, 3-2, 4-2 del arrollamiento de la armadura estan conectadas en sentido opuesto a la corriente por pares y paralelas a la corriente magnetica por pares. Los rotores 2, 2-1, 2-2 sin arrollamientos estan conectados centralmente al arbol 12 como eje de giro de los rotores 2, 2-1, 2-2 sobre los cuales se encuentran los cuerpos magneticos de los rotores 2, 2-1, 2-2 con cantos 14 de los polos. Los rotores 2, 2-1, 2-2 estan hechos asimismo como un paquete estratificado a base de chapas para dinamos aisladas, siendo el numero de los extremos 14 de los polos del rotor igual al numero de los polos 7, 8, 7-1, 8-1, 7-2, 8-2 de la armadura.
Los arrollamientos de la armadura se componen en cada caso de dos bobinas 3, 4, 3-1, 4-1, 3-2, 4-2 iguales con el mismo numero de devanados a base de un alambre con una seccion transversal uniforme en los lfmites del procedimiento de fabricacion tal como, por ejemplo, el dispositivo de arrollamiento. Las bobinas 3, 4, 3-1, 4-1, 3-2, 42 tienen un sentido de arrollamiento opuesto, es decir, un devanado opuesto y estan conectadas una tras otra de manera que la corriente de trabajo que fluye a traves de las mencionadas bobinas 3, 4, 3-1, 4-1, 3-2, 4-2 genera una corriente magnetica que provoca una polaridad magnetica en el mismo sentido de las zapatas polares 7, 8, 7-1, 8-1, 7-2, 8-2. Por ejemplo: Polo norte 7, 7-1, 7-2 y Polo sur 8, 8-1, 8-2. En el caso de la inversion de la direccion de corriente tiene lugar el cambio en sentido opuesto de los polos magneticos.
Las caractensticas de los ejemplos de realizacion de acuerdo con la invencion segun las Figuras 1 a 5 se pueden combinar entre sf y ampliar sin mas, de modo que es imaginable un gran numero de distintos ejemplos de realizacion de la invencion.
La Figura 6 muestra una representacion en perspectiva esquematica de un motor lineal de acuerdo con la invencion, con una armadura 1 y una serie de zapatas polares 7, 8, 7-1, 8-1, 7-2, 8-2, 8-3 constituidas una tras otra y bobinas 3, 4, 3-1, 4-1, 3-2, 4-2. Un inducido 2 o actor 2 puede ser movido en vaiven sobre la armadura 1. Con este motor lineal se pueden accionar, por ejemplo, puertas automaticas, puertas de corredera, brazos de robots, etc.
El motor electrico dispone de un nucleo de la armadura con siete zapatas polares 7, 8, 7-1, 8-1, 7-2, 8-2, 8-3 pronunciadas de la armadura 1 lineal, el cual esta hecho en forma de un paquete estratificado a base de chapas de acero aisladas entre sf, siendo el numero de las zapatas polares 7, 8, 7-1, 8-1, 7-2, 8-2, 8-3 de la armadura impar, es decir, no divisible por dos. Entre zapatas polares 7, 8, 7-1, 8-1, 7-2, 8-2, 8-3 pronunciadas de la armadura 1, en el
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cuerpo magnetico 1, se encuentra el arrollamiento de la armadura en el que cada una de las bobinas 3, 4, 3-1, 4-1, 3-2, 4-2 rodea al cuerpo magnetico 1 ente las zapatas polares 7, 8, 7-1, 8-1, 7-2, 8-2, 8-3 pronunciadas de la armadura 1. Las bobinas 3, 4, 3-1, 4-1, 3-2, 4-2 del arrollamiento de la armadura estan conectadas en sentido contrario a la corriente por pares y paralelas a la corriente magnetica por pares. El inducido 2 sin arrollamientos comprende dos cantos 14 de los polos. En el caso de la estructura como motor lineal, es posible realizar el inducido con un numero impar de cantos polares (no mostrado en la Figura 6). El inducido 2 esta hecho asimismo en forma de un paquete estratificado a base de chapas para dinamos aisladas, siendo el numero de los extremos 14 de los polos del rotor aqu independiente del numero de los polos 7, 8 de la armadura.
El arrollamiento de la armadura se compone de seis bobinas 3, 4, 3-1, 4-1, 3-2, 4-2 iguales con el mismo numero de devanados, hechas de un alambre con una seccion transversal uniforme en los lfmites del procedimiento de fabricacion tal como, por ejemplo, el dispositivo de arrollamiento. Las bobinas 3, 4, 3-1, 4-1, 3-2, 4-2 tienen un sentido de arrollamiento opuesto, es decir, un devanado opuesto y estan conectadas una tras otra de manera que la corriente de trabajo que fluye a traves de las bobinas 3, 4, 3-1, 4-1, 3-2, 4-2 mencionadas genera una corriente magnetica que provoca una polaridad magnetica alterna de las zapatas polares 7, 8, 7-1, 8-1, 7-2, 8-2, 8-3. Por ejemplo: polo norte 7, 7-1, 7-2, 8-3 y polo sur 8, 8-1, 8-2. En el caso de la inversion de la direccion de corriente tiene lugar el cambio en sentido opuesto de los polos magneticos.
Con el fin de verificar la capacidad de rendimiento del objeto de la invencion, se fabrico el modelo del motor descrito segun la Figura 2 que ha confirmado las propiedades ventajosas del motor. En la Figura 7 se representa un oscilograma de impulsos de tension aplicados al arrollamiento de la armadura (CH1) y de la corriente (CH2) generada por esta tension a traves del arrollamiento de la armadura. Como se puede observar por el oscilograma, la longitud frontal del impulso de la corriente a traves del arrollamiento de la armadura asciende a 0,016 ms y se determina esencialmente con ayuda de la longitud frontal del impulso de la tension aplicada, lo cual posibilita una ausencia casi completa de la inductancia del arrollamiento de la armadura y, de esta forma, practicamente no tener en cuenta la resistencia activa. En el caso de una longitud frontal de este tipo del impulso de la corriente a traves del arrollamiento de la armadura se puede alcanzar sin mas el penodo de impulso de la alimentacion de 0,1 ms, lo cual posibilita 10.000 impulsos por segundo. Con cuatro polos de la armadura y del rotor, el numero de revoluciones del rotor puede ascender a 150.000 revoluciones por minuto.
Las caractensticas dadas a conocer en la descripcion que antecede, asf como en las reivindicaciones, figuras y ejemplos de realizacion pueden ser esenciales tanto individualmente como tambien en cualquier combinacion arbitraria para la realizacion de la invencion en sus distintas formas de realizacion.
Lista de simbolos de referencia
1
2, 2-1, 2-2 3, 4, 3-1, 3-2 4-1, 4-2 5
7, 8, 9, 10
7- 1, 7-2
8- 1, 8-2, 8-3 12
14
armadura / anillo imantable inducido / actor / rotor bobina bobina
unidad de mando / fuente de tension
zapata polar
zapata polar
zapata polar
eje del rotor
extremo del polo imantable del rotor

Claims (15)

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    REIVINDICACIONES
    1. Motor electrico, en particular un motor de reluctancia que presenta una armadura (1) que contiene un material imantable, presentando la armadura (1) una pluralidad de zapatas polares (7, 8, 9, 10, 7-1, 7-2, 8-1, 8-2, 8-3), un inducido (2, 2-1, 2-2) que esta dispuesto y apoyado de forma movil contra la armadura (1), que contiene un material imantable y que presenta al menos dos extremos (14) de los polos imantables y un numero par de bobinas (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2) que estan dispuestas entre las zapatas polares (7, 8, 9, 10, 7-1, 7-2, 8-1, 8-2, 8-3) y cuyos arrollamientos rodean a la armadura (1) de manera que las bobinas (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2) se extienden por tramos a lo largo de la armadura (1), de modo que la armadura (1) puede ser imantada con ayuda de las bobinas (3, 3-1, 32, 4, 4-1, 4-2), caracterizado por que las bobinas (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2) estan conectadas electricamente de modo que al aplicar una tension electrica en las bobinas (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2), los campos magneticos, que se generan mediante dos bobinas las bobinas (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2) contiguas a una zapata polar (7, 8, 9, 10, 7-1, 7-2, 8-1, 82, 8-3) estan orientados de manera que en la zapata polar (7, 8, 9, 10, 7-1, 7-2, 8-1, 8-2, 8-3) dispuesta entremedias, resulta la misma polarizacion magnetica por parte de ambas bobinas (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2).
  2. 2. Motor electrico segun la reivindicacion 1, caracterizado por que las bobinas (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2) estan conectadas en la armadura (1) electricamente en sentidos opuestos por pares y paralelamente magneticamente por pares.
  3. 3. Motor electrico segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la armadura (1) y/o el inducido (2, 2-1, 2-2) se componen o componen de un material imantable y/o el material imantable de la armadura (1) y/o del inducido (2, 2-1, 2-2) presenta una permeabilidad magnetica de al menos 100 H/m, preferiblemente una permeabilidad magnetica de al menos 1000 H/m, de manera particularmente preferida una permeabilidad magnetica de al menos 10.000 H/m.
  4. 4. Motor electrico segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el numero de las zapatas polares (7, 8, 9, 10, 7-1, 7-2, 8-1, 8-2) es igual al numero de los extremos (14) de los polos.
  5. 5. Motor electrico segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el numero de las bobinas (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2) es igual al numero de las zapatas polares (7, 8, 9, 10, 7-1, 7-2, 8-1, 8-2) y/o el numero de las bobinas (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2) es un multiplo par del numero de las zapatas polares (7, 8, 9, 10, 7-1, 7-2, 8-1, 8-2).
  6. 6. Motor electrico segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la armadura (1) es anular, presentando la armadura (1) anular un numero par de zapatas polares (7, 8, 9, 10, 7-1, 7-2, 8-1, 8-2) y el inducido (2, 2-1, 2-2) es un rotor (2, 2-1, 2-2) que esta apoyado de forma giratoria con respecto a la armadura (1) anular, preferiblemente esta apoyado de forma giratoria en el interior de la armadura (1) anular, extendiendose las bobinas (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2) por tramos a lo largo de la periferia de la armadura (1) anular, de modo que la armadura (1) anular es imantable con ayuda de las bobinas (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2).
  7. 7. Motor electrico segun la reivindicacion 6, caracterizado por que el rotor (2, 2-1, 2-2) presenta un numero para de polos imantables (7, 8, 9, 10, 7-1, 7-2, 8-1, 8-2).
  8. 8. Motor electrico segun la reivindicacion 6 o 7, caracterizado porque alrededor de la armadura (1) anular estan dispuestas tantas bobinas (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2) entre dos zapatas polares (7, 8, 9, 10, 7-1, 7-2, 8-1, 8-2) que corresponden a un multiplo par del numero de las zapatas polares (7, 8, 9, 10, 7-1, 7-2, 8-1, 8-2).
  9. 9. Motor electrico segun una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por que la armadura (1) anular y/o el rotor (2, 2-1, 2-2) presenta o presentan una simetna de giro par en torno al eje de giro del rotor (2, 2-1, 2-2), que es igual al numero par de las zapatas polares (7, 8, 9, 10, 7-1, 7-2, 8-1, 8-2) de la armadura (1) anular y/o al numero par de los extremos (14) de los polos del rotor (2, 2-1, 2-2).
  10. 10. Motor electrico segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el motor electrico es un motor lineal con una armadura (1) lineal, y la armadura (1) lineal presenta un numero impar de zapatas polares (7, 8, 9, 10, 7-1, 7-2, 8-1, 8-2, 8-3), estando dispuesta entre cada una de las zapatas polares (7, 8, 9, 10, 7-1, 7-2, 8-1, 8-2, 8-3) al menos una bobina (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2), estando dispuesta entre cada una de las zapatas polares (7, 8, 9, 10, 7-1, 7-2, 8-1, 8-2, 8-3) una bobina (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2).
  11. 11. Motor electrico segun la reivindicacion 10, caracterizado por que la armadura (1) lineal presenta una zapata polar (7, 8, 9, 10, 7-1, 7-2, 8-1, 8-2, 8-3) mas que bobinas (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2) estan arrolladas sobre el motor lineal, y entre dos zapatas polares (7, 8, 9, 10, 7-1, 7-2, 8-1, 8-2, 8-3) contiguas de la armadura (1) esta dispuesta exactamente una bobina (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2).
  12. 12. Motor electrico segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que entre dos zapatas polares (7, 8, 9, 10, 7-1, 7-2, 8-1, 8-2, 8-3) de la armadura (1) siempre esta arrollado el mismo numero de devanados de bobina mediante las bobinas (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2).
  13. 13. Motor electrico segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el conductor electrico del que estan arrolladas las bobinas (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2) presenta una seccion transversal uniforme, en particular
    una seccion transversal con una desviacion de la seccion transversal de a lo sumo 20%, preferiblemente a lo sumo 10%, de manera particularmente preferida a lo sumo 2%.
  14. 14. Motor electrico segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el material imantable de la armadura (1) y/o del inducido (2, 2-1, 2-2) se compone de capas electricamente conductoras y electricamente
    5 aisladas entre sf, preferiblemente de capas de acero electricamente aisladas entre sf, estando dispuesto entre las capas electricamente conductoras un aislador, estando dispuestas preferiblemente capas de material sintetico entre las capas electricamente conductoras.
  15. 15. Procedimiento para la fabricacion de un motor electrico, en particular un motor de reluctancia, preferiblemente segun una de las reivindicaciones precedentes, en el que un numero par de bobinas (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2) se
    10 dispone sobre una armadura (1) que contiene un material imantable, disponiendose las bobinas (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2) entre una pluralidad de zapatas polares (7, 8, 9, 10, 7-1, 7-2, 8-1, 8-2, 8-3), de modo que los arrollamientos de las bobinas (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2) rodean a la armadura (1) de manera que las bobinas (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2) se extienden por tramos a lo largo de la armadura (1), un inducido (2, 2-1, 2-2) que contiene un material imantable con al menos dos extremos (14) de los polos se apoya de forma movil contra la armadura (1), y las bobinas (3, 3-1, 3-2,
    15 4, 4-1, 4-2) se conectan electricamente entre sf de manera que al aplicar una tension electrica a las bobinas (3, 3-1,
    3-2, 4, 4-1, 4-2) los campos magneticos, que son generados mediante dos bobinas (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1, 4-2) contiguas a una zapata polar (7, 8, 9, 10, 7-1, 7-2, 8-1, 8-2, 8-3), estan orientados de manera que en la zapata polar (7, 8, 9, 10, 7-1, 7-2, 8-1, 8-2, 8-3) dispuesta entremedias se genera la misma polaridad magnetica en la zapata polar (7, 8, 9, 10, 7-1, 7-2, 8-1, 8-2, 8-3) de las dos bobinas (3, 3-1, 3-2, 4, 4-1,4-2) contiguas.
    20 16. Uso de un motor electrico segun una de las reivindicaciones 1 a 14, en particular de un motor de reluctancia
    segun una de las reivindicaciones 1 a 14 para poner en movimiento un dispositivo o una pieza de un dispositivo.
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NL8601869A (nl) * 1986-07-17 1988-02-16 Philips Nv Elektrische machine.
GB8812692D0 (en) * 1988-05-27 1988-06-29 Switched Reluctance Drives Ltd Improvements in electric machines
DE4445038A1 (de) * 1994-12-16 1996-06-20 Univ Dresden Tech Semilinearantrieb für Stückgut

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