MX2011013090A

MX2011013090A - Rotores de iman permanente y metodos de ensamble de los mismos.

Info

Publication number: MX2011013090A
Application number: MX2011013090A
Authority: MX
Inventors: Donald E Bair; Subhash M Brahmavar; Harold C Kingrey; John R Oakes; Daniel S Figgins; Jeffrey A Hall
Original assignee: Rbc Mfg Corp
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2012-06-07
Also published as: CN102570735B; US20140159535A1; EP2463989A2; US8901795B2; US20120139381A1; EP2463989A3; US8692432B2; CN102570735A; EP2463989B1

Abstract

Se describe un método para asegurar un imán permanente dentro de un núcleo de rotor; el núcleo de rotor incluye un primer extremo y un segundo extremo y por lo menos una abertura de imán permanente configurada para recibir el imán permanente; el método incluye acoplar una primera laminación extrema de rotor al primer extremo del núcleo de rotor; la primera laminación incluye por lo menos una pared interna que define una abertura dentro de la primera laminación que corresponde a la abertura de imán permanente en el núcleo de rotor; la primera laminación incluye una porción de puente ubicada entre la por lo menos una pared interna y un borde exterior de la primera laminación extrema de rotor; el método también incluye colocar un imán permanente por lo menos parcialmente dentro de la abertura de imán permanente y deformar mecánicamente la porción de puente de la primera laminación para asegurar el imán permanente dentro de la abertura de imán permanente.

Description

ROTORES DE IMÁN PERMANENTE Y MÉTODOS DE ENSAMBLE DE LOS MISMOS ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El campo de la invención se refiere generalmente a máquinas eléctricas, y de manera más específica, a un rotor de imán permanente interior para usarse en una máquina eléctrica y métodos de ensamble del mismo.

Varios tipos de máquinas eléctricas incluyen imanes permanentes. Por ejemplo, un motor de corriente continua (CC) puede incluir una pluralidad de imanes permanentes acoplados a una superficie exterior de I un núcleo de rotor. Típicamente, la pluralidad de imanes permanentes son acoplados a la superficie exterior del núcleo de rotor usando un adhesivo y/o un anillo de retención. La pluralidad de imanes permanentes se debe acoplar al núcleo de rotor de tal manera que los imanes permanentes permanezcan acoplados al núcleo de rotor aun cuando la rotación a alta velocidad del ¡rotor ejerza fuerzas sobre los imanes permanentes tendiendo a separar los imanes permanentes del núcleo de rotor.

Los imanes permanentes también se pueden colocar dentro de un núcleo de rotor. Dicho rotor puede ser referido como un rotor de imán permanente interior. Típicamente, los imanes han sido retenidos dentro del núcleo de rotor al remachar laminaciones extremas sin aberturas al núcleo de rotor. Las laminaciones extremas también pueden ser acopladas al núcleo de rotor, después de que los imanes permanentes sean colocados dentro del núcleo de rotor, mediante soldadura, estaquillado, o adhesivos.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION En un aspecto, se provee un método para asegurar un imán permanente dentro de un núcleo de rotor. El núcleo de rotor incluye un primer extremo, un segundo extremo, y por lo menos una abertura de imán permanente configurada para recibir un imán permanente. El método incluye acoplar una primera laminación extrema de rotor al primer extremo del núcleo de rotor. La primera laminación incluye por lo menos una pared interna que define una abertura dentro de la primera laminación extrema de rotor que corresponde a la por lo menos una abertura de imán permanente en el núcleo de rotor. La primera laminación extrema de rotor también incluye una porción de puente ubicada entre la por lo menos una pared interna y un borde exterior de la primera laminación extrema de rotor. El método también incluye colocar un imán permanente por lo menos parcialmente dentro de la por lo menos una abertura de imán permanente y deformando mecánicamente la porción de puente de la primera laminación extrema de rotor para asegurar el imán permanente dentro de la por lo menos una abertura de imán permanente; En otro aspecto, se provee un rotor de imán permanente. El rotor de imán permanente incluye por lo menos un imán permanente y un núcleo de rotor que incluye un primer extremo y un segundo extremo. El núcleo de| rotor ? incluye por lo menos una pared interna que define una abertura de imán permanente configurada para recibir el por lo menos un imán permanente. El rotor de imán permanente también incluye una primera laminación extrerr|a de rotor acoplada al primer extremo del núcleo de rotor. La primera laminación extrema de rotor incluye por lo menos una pared interna que define una abertura correspondiente a la abertura de imán permanente incluida dentro del núcleo de rotor. La primera laminación extrema de rotor además incluye por lo menos una característica de retención de imán permanente configurada para asegurar el por lo menos un imán permanente dentro del núcleo de rotor. El rotor de imán permanente también incluye una segunda laminación extrema de rotor acoplada al segundo extremo del núcleo de rotor. La segunda laminación extrema de rotor incluye por lo menos una pared interna que define una abertura correspondiente a la abertura de imán permanente incluida dentro del núcleo de rotor. La segunda laminación extrema de rotor además incluye por lo menos una característica de retención de imán permanente configurada para asegurar el por lo menos un imán permanente dentro del núcleo de rotor.

En otro aspecto adicional, se provee una máquina eléctrica. La máquina eléctrica incluye un alojamiento de la máquina, un estator dispuesto por lo menos parcialmente dentro del alojamiento de la máquina, y un rotor dispuesto por lo menos parcialmente dentro del alojamiento de la máquina. El rotor está configurado para rotar con respecto al estator. El rotor incluye por lo menos un imán permanente y un núcleo de rotor que incluye un primer extremo, un segundo extremo y por lo menos una pared interna que define una abertura de imán permanente configurada para recibir el por lo menos un imán permanente. El rotor también incluye una primera laminación extrema de rotor acoplada al primer extremo del núcleo de rotor. La primera laminación extrema de rotor incluye por lo menos una pared interna que define una abertura que corresponde a la abertura de imán permanente incluida dentro del núcleo de rotor. La primera laminación extrema de rotor además incluye por lo menos una característica de retención de imán permanente configurada para asegurar el por lo menos un imán permanente dentro del núcleo de rotor. El rotor también incluye una segunda laminación extrema de rotor acoplada al segundo extremo del núcleo de rotor. La segunda laminación extrema de rotor incluye por lo menos una pared interna que define una abertura correspondiente a la abertura de imán permanente incluida dentro del núcleo de rotor. La segunda laminación extrema de rotor además incluye por lo menos una característica de retención de imán permanente configurada para asegurar el por lo menos un imán permanente dentro del núcleo de rotor. ¡ BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS i La figura 1 es una vista en perspectiva cortada de una modalidad ilustrativa de un motor eléctrico.

La figura 2 es una vista en perspectiva de una modalidad ilustrativa de un ensamble giratorio que puede ser incluido dentro del motor eléctrico mostrado en la figura 1.

La figura 3 es una vista superior de una porción de un núcleo de I rotor que puede ser incluido dentro del ensamble giratorio mostrado en la figura 2.

La figura 4 es una vista superior de a porción de una modalidad ilustrativa de una laminación extrema de rotor que puede ser incluida dentro del ensamble giratorio mostrado en la figura 2.

La figura 5 es una vista superior de una porción de una modalidad alternativa de una laminación extrema de rotor que puede ser incluida dentro del ensamble giratorio mostrado en la figura 2.

La figura 6 es una vista en perspectiva del ensamble giratorio mostrado en la figuras 1 y 2, incluyendo la laminación extrema de rotor mostrado en la figura 4.

La figura 7 es una vista en perspectiva del ensamble giratorio mostrado en la figuras 1 y 2, incluyendo la laminación extrema de rotor mostrado en la figura 5.

La figura 8 es un diagrama de flujo de un método ilustrativo para ensamblar un rotor de imán permanente para un motor eléctrico, por ejemplo, el motor eléctrico mostrado en la figura 1.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Los métodos, sistemas y aparatos descritos aquí facilitan la fabricación eficiente y económica de una máquina eléctrica. Aunque se describe aquí como asociado con un motor eléctrico, los métodos, sistemas y aparato descritos aquí también pueden estar asociados con un generador eléctrico. Como se describe aquí, una primera laminación extrema de rotor y una segunda laminación extrema de rotor incluyen por lo menos una característica de retención de imán permanente configurada para asegurar un imán permanente dentro de un núcleo de rotor. La característica de retención de imán permanente puede incluir una lengüeta de retención de imán y/o un puente deformable.

La figura 1 es una vista en perspectiva cortada de un rhotor eléctrico 10 ilustrativo. Aunque aquí se refiere como motor eléctrico 10, el motor eléctrico 10 se puede operar como un generador o como un motor. El motor eléctrico 10 incluye a primer extremo 12 y un segundo extremo 4. El motor eléctrico 10 incluye un alojamiento de ensamble de motor 16. El motor eléctrico 10 también incluye un ensamble estacionario 18 y un ensamble giratorio 20. El alojamiento de ensamble de motor 16 define un interior 22 y un exterior 24 de motor 10 y está configurado para por lo menos parcialmente encerrar y proteger el ensamble estacionario 18 y ensamble giratorio 20. El ensamble estacionario 18 incluye un núcleo de estator 28, que incluye una pluralidad de dientes de estator 30 y una pluralidad de devanados 32 ? enrollados alrededor de los dientes de estator 30. En una modalidad ilustrativa, el ensamble estacionario 18 es un ensamble de estator de ¡polo saliente de una sola fase, el núcleo de estator 28 está formado de una pila de laminaciones hechas de un material altamente magnéticamente permeable, y los devanados 32 son enrollados sobre el núcleo de estator 28 de un a manera conocida por los expertos en la técnica.

El ensamble giratorio 20 incluye un núcleo de rotor de imán permanente 36 y una flecha 38. En la modalidad ilustrativa, el núcleo de rotor 36 está formado de una pila de laminaciones hechas de un material magnéticamente permeable y es sustancialmente recibida en un agujero central de núcleo de estator 28. El núcleo de rotor 36 y núcleo de estator 28 se ilustran como siendo sólidos en la figura 1 para simplicidad, su construcción siendo bien conocida por los expertos en la técnica. Aunque la figura 1 es una ilustración de un motor eléctrico de tres fases, los métodos y aparato descritos aquí se pueden incluir dentro de motores que tienen cualquier número de fases, incluyendo motor eléctricos de una sola fase y fases múltiples.

En la modalidad ilustrativa, el motor eléctrico 10 es acoplado a un ventilador (no mostrado) para mover aire a través de un sistema de manejo de aire, para soplar aire sobre serpentines de enfriamiento, y/o para impulsar un compresor dentro de un sistema de aire acondicionado/refrigeración;. De manera más específica, el motor 10 se puede usaren aplicaciones de movimiento de aire usadas en la industria de calentamiento, ventilación, y aire acondicionado (HVAC) , por ejemplo, en aplicaciones residenciales usando motores de 1/3 hp a 1 hp y/o en aplicaciones comerciales e industriales y motores de compresores herméticos usados en aplicaciones de aire acondicionado. Aunque aquí se describe en el contexto de un sistema de manejo de aire, el motor eléctrico 10 puede conectarse a cualquier componente de trabajo adecuado y ser configurado para impulsar dicho componente de trabajo. ¡ La figura 2 es una vista en perspectiva de una modalidad ilustrativa de ensamble giratorio 20 que puede ser incluido dentro del motor eléctrico 10 (mostrado en la figura 1). En la modalidad ilustrativa, el ensafnble giratorio 20 incluye núcleo de rotor 36 y flecha 38. El núcleo de rotor 36 incluye una abertura de flecha 42 que tiene un diámetro correspondiente a un diámetro de la flecha 38. El núcleo de rotor 36 y la flecha 38 son concéntricos y están configurados para girar alrededor de un eje de rotación 50. Én la modalidad ilustrativa, el núcleo de rotor 36 incluye una pluralidad de laminaciones, ya sea laminaciones inter-bloqueadas o sueltas. En una modalidad alternativa, el núcleo de rotor 36 es un núcleo sólido. Por ejemplo, el núcleo de rotor 36 se puede formar usando un proceso de sinterizacion de un material mixto magnético blando (SMC), un material de aleación magnético blando (SMA) , y/o un material de polvo de ferrita.

El núcleo de rotor 36 además incluye una pluralidad de paredes internas que definen una pluralidad de aberturas de imán permanente 52; Por ejemplo, una primera pared interna 54, una segunda pared interna 56, una tercera pared interna 58, y una cuarta pared interna 60 define una primera abertura de imán permanente 68 de la pluralidad de aberturas de imán permanente 52. En la modalidad ilustrativa, la pluralidad de aberturas de |imán permanente 52 además incluyen una segunda abertura de imán permanente 70, una tercera abertura de imán permanente 72, una cuarta abertura de imán permanente 74, una quinta abertura de imán permanente 76, una sexta abertura de imán permanente 78, una séptima abertura de imán permanente 80, una octava abertura de imán permanente 82, una novena abertura de imán permanente 84, y una décima abertura de imán permanente 86. La pluralidad de aberturas de imanes permanente 52 se extienden del primer extremo 12, a través del núcleo de rotor 36, al segundo extremo 14. Cada una de la pluralidad de aberturas de imán permanente 52 está configurada: para recibir un imán permanente (mostrado en la figura 6). El imán permanente se extiende por lo menos parcialmente del primer extremo 12 al segundo extremo 14 del núcleo de rotor 36. Imanes permanentes adyacentes dentro de la pluralidad de aberturas 52 son opuestamente polarizadas. Aunque se describe como que incluye diez aberturas de imán permanente, el núcleo de rotor 36 puede incluir cualquier número de aberturas de imán permanente que pérmite que motor eléctrico 10 funcione como se describe aquí. Ejemplos de motores que pueden incluir rotores de imán permanente interiores incluyen, pero no se limitan a, motores electrónicamente conmutados (ECMs). Los ECMs pueden incluir, pero no se limitan a, motores de corriente continua sin escobillas (BLDC) , motores de corriente alterna sin escobillas (BLAC), y motores de ? reluctancia variable.

En la modalidad ilustrativa, el ensamble giratorio 20 además incluye por lo menos una laminación extrema de rotor, por ejemploj una primera laminación extrema de rotor 100 y una segunda laminación extrema de rotor 110. En la modalidad ilustrativa, primera laminación extrema de rotor 100 es acoplada al primer extremo 12 del núcleo de rotor 36. Ademas, la primera laminación extrema de rotor 100 incluye una pluralidad de paredes internas que definen una pluralidad de aberturas 120 dentro de primera laminación extrema de rotor 100. Por ejemplo, una primera pared interna 122, una segunda pared interna 124, una tercera pared interna 126, y una cuarta pared interna 128 definen una primera abertura 130 dentro de primera laminación extrema de rotor 100. La primera abertura 130 corresponde a una de la pluralidad de aberturas de imán permanente 52 dentro de núcleo de rotor 36, por ejemplo, la primera abertura de imán permanente 68. Én la modalidad ilustrativa, la primera abertura 130 es sustancialmente similar en forma y tamaño a la primera abertura de imán permanente 68 y está configurada para alinearse con una primera abertura de imán permanente 68. La primera abertura 30 puede incluir cualquier forma y tamaño que permita que la primera laminación extrema de rotor 100 funcione como se describe aquí.

En la modalidad ilustrativa, la segunda laminación extrema de rotor 110 es acoplada al segundo extremo 14 del núcleo de rotor 36. Además, la segunda laminación extrema de rotor 110 incluye una pluralidad de paredes internas que definen una pluralidad de aberturas 132 dentro de la segunda laminación extrema de rotor 1 10. Por ejemplo, una primera pared interna 134, una segunda pared interna 136, una tercera pared interna 138, y una cuarta pared interna 140 definen una primera abertura 142 dentro de la segunda laminación extrema de rotor 1 10. La primera abertura 142 corresponde a una de la pluralidad de aberturas de imán permanente 52 dentro de núcleo de rotor 36, por ejemplo, la primera abertura de imán permanente 68. Én la modalidad ilustrativa, la primera abertura 142 es sustancialmente similar en forma y tamaño a la primera abertura de imán permanente 68 y \ está configurada para alinearse con una primera abertura de imán permanente 68. La primera abertura 142 puede incluir cualquier forma y tamaño que permita que la segunda laminación extrema de rotor 1 10 funcione como se describe aquí.

La figura 3 es una vista superior de a porción del primer extremo 12 del núcleo de rotor 36. Como se describió antes, en la modalidad ilustrativa, el núcleo de rotor 36 incluye una primera abertura 68, segunda abertura 70, y tercera abertura 72. En la modalidad ilustrativa, las aberturas 68, 70, y 72 son generalmente aberturas rectangulares. Aunque se describen como rectangulares, las aberturas 68, 70 y 72 pueden ser de cualquier forma adecuada, correspondiente a la forma de los imanes permanentes, que i permiten que el ensamble giratorio 20 funcione como se describe aquí. 1 La figura 4 es una vista superior de una porción de una modalidad ilustrativa de la primera laminación extrema de rotor 100. Corno se describió antes, primera laminación extrema de rotor 100 incluye una pluralidad de aberturas 120 que corresponden a la pluralidad de aberturas de imán permanente 52 dentro de núcleo de rotor 36. La pluralidad de aberturas 120 dentro de primera laminación extrema de rotor 100 incluye primera abertura 130, definida por la primera pared interna 122, segunda pared interna 124, tercera pared interna 126 y cuarta pared interna 128. Cuando la primera laminación extrema de rotor 100 es acoplada al primer extremo 12 del núcleo de rotor 36, la primera abertura 30 ase alinea con la primera abertura 68 de la pluralidad de aberturas de imán permanente 52 dentro de núcleo de |rotor 36. En la modalidad ilustrativa, la primera laminación extrema de rotor 100 incluye una primera característica de retención de imán permanente 154. La primera característica de retención de imán permanente 154 puede incluir, pero no se limita a, una proyección, un miembro saliente, y/o una lengüeta que se extiende dentro de la abertura 130 y configurada para asegurar un imán permanente dentro de la primera abertura de imán permanente 68. En la modalidad ilustrativa, la primera característica de retención de ¡imán permanente 154 incluye una primera lengüeta 156 y una segunda lengüeta 158. La primera lengüeta 156 se extiende radialmente a una distancia 160 de la primera pared interna 122 y la segunda lengüeta 158 radialmente se extiende a una distancia 160 desde la tercera pared interna 126 hacia un centro 164 de la primera abertura 130. Cuando la primera laminación extrema de rotor 100 es acoplada al primer extremo 12 del núcleo de rotor 36, y un imán permanente está ubicado dentro de la primera abertura de imán permanente 68 del núcleo de rotor 36, la primera lengüeta 156 y la segunda lengüeta 158 facilitan el aseguramiento del imán permanente dentro de núcleo de rotor 36. Aunque se describe como que incluye la primera lengüeta 156 y la segunda lengüeta 158, la primera laminación extrema de rotor 100 puede incluir una lengüeta, más de dos lengüetas, o cualquier otro número de lengüetas que permite que el ensamble giratorio 20 funcione como se describe aquí. Además, la distancia 160 puede ser la misma, o diferente, para cada una de la primera lengüeta 156 y la segunda lengüeta 158. Más 'aún, aunque se describe con respecto a la primera laminación extrema de rotor 100, la característica de retención de imán 154 también se puede incluir dentro de la segunda laminación extrema de rotor 110 (mostrado en la figura 2)· La figura 5 es una vista superior de una modalidad alternativa de la primera laminación extrema de rotor 100. Como se describió antes, primera laminación extrema de rotor 100 incluye una pluralidad de aberturas 120 que corresponden a la pluralidad de aberturas de imán permanente 52 dentro de núcleo de rotor 36. La pluralidad de aberturas 120 incluye primera abertura 130. Cuando la primera laminación extrema de rotor 100 es acoplada al primer extremo 12 del núcleo de rotor 36, la primera abertura 130 se alinea con la primera abertura 68 de la pluralidad de aberturas de imán permanente 52. La primera abertura 130 permite que un imán permanente pase a través de la primera laminación extrema de rotor 100 y hacia la primera abertura 68 dentro del núcleo de rotor 36. En la modalidad alternativa, la primera laminación extrema de rotor 100 incluye una segunda característica de retención de imán permanente 180. En la modalidad alternativa, la segunda característica de retención de imán permanente 180 incluye un puente deformable 186. En la modalidad ilustrativa, el puente deformable 186 se incluye dentro de la primera laminación extrema de rotor 100. El puente deformable 186 es una porción de la primera laminación extrema de rotor 100 entre la primera pared interna 122 y un borde exterior 190 de la primera laminación extrema de rotor 100. El puente deformable 186 está configurada para ser mecánicamente deformada a fin de asegurar el imán permanente dentro de la primera abertura de imán permanente 68.

En la modalidad alternativa, la presión se aplica al puente deformable 186 en una dirección radial, hacia el eje de rotación 50 (mostrado en la figura 1). La presión aplicada causa una reducción en un radio 192 ntre el eje de rotación 50 y un borde exterior 194 del puente 186 cuando se compara con un radio 196 entre el eje de rotación 50 y un borde exterior 198 del núcleo de rotor 36. La presión aplicada también causa una reducción en una distancia 200 entre la primera pared interna 122 de la primera abertura 30 y la tercera pared interna 126 de la primera abertura 130. De manera más específica, la presión aplicada mueve la primera pared interna 122 más cerca de la tercera pared interna 126. La presión aplicada causa que la primera pared interna 122 se transforme de un borde sustancialmente recto, la un borde curvo. Una vez deformado, el puente deformable 186 asegura el imán permanente dentro de la primera abertura de imán permanente 68 del núcleo de rotor 36. Más aún, aunque se describe con respecto a la primera laminación extrema de rotor 100, la característica de retención de imán 180 también se puede incluir dentro de la segunda laminación extrema de rotor 10 (mostrado en la figura 2).

La figura 6 es una vista en perspectiva de una modalidad ilustrativa del ensamble giratorio 20 (mostrado en las figuras 1 y 2). En la i modalidad ilustrativa, la primera laminación extrema de rotor 100 incluye una primera característica de retención de imán permanente 154. De manera más específica, la primera laminación extrema de rotor 100 es acoplada al núcleo de rotor 36. Las lengüetas 156 y 158 dentro de la primera laminación extrema de rotor 100 aseguran un imán permanente 210 dentro de abertura de imán permanente 68 del núcleo de rotor 36. En la modalidad ilustrativa, el ensamble giratorio 20 también incluye una pluralidad de paredes de rotor internas que definen una pluralidad de aberturas de núcleo de rotor 220. Por ejemplo, una primera parte de rotor interna 222 define una primera abertura de núcleo de rotor 224. En la modalidad ilustrativa, la pluralidad de aberturas de núcleo de rotor 220 además incluye una segunda abertura de núcleo de rotor 226, una tercera abertura de núcleo de rotor 228, una cuarta abertura de núcleo de rotor 230, una quinta abertura de núcleo de rotor 232, una sexta abertura de núcleo de rotor 234, una séptima abertura de núcleo de rotor 236, una octava abertura de núcleo de rotor 238, una novena abertura de núcleo de rotor 240, y una novena núcleo de rotor 242. Aunque se describe como que incluye diez aberturas de núcleo de rotor, el ensamble giratorio 20 puede incluir cualquier ? número de aberturas de núcleo de rotor que permiten que el ensamble giratorio 20 funcione como se describe aquí. La pluralidad de aberturas de núcleo de rotor 220 se extiende a través de la primera laminación extrema de rotor 100, núcleo de rotor 36 y, si se incluyen en el ensamble giratorio 20, a través de la segunda laminación extrema de rotor 110. La pluralidad de aberturas de núcleo de rotor 220 facilita el pre-calentamiento eficiente del núcleo de rotor 36 antes del revestimiento y para optimizar una frecuencia natural del núcleo de rotor 36.

La figura 7 es una vista en perspectiva de una modalidad alternativa de ensamble giratorio 20 (mostrado en las figuras 1 y 2). En la modalidad alternativa, la primera laminación extrema de rotor 100 incluye una segunda característica de retención de imán permanente 180. De manera más específica, la primera laminación extrema de rotor 100 es acoplada al núcleo de rotor 36. La presión ha sido mecánicamente aplicada para deformar el puente deformable 186, que asegura el imán permanente 210 dentro de la abertura de imán permanente 68 del núcleo de rotor 36.

La figura 8 es un diagrama de flujo 250 de un método 252 ilustrativo para ensamblar un rotor de imán permanente para un motor eléctrico, por ejemplo, ensamble giratorio 20 del motor eléctrico 10 (mostrado en la figura 1). Como se describió antes, el núcleo de rotor, por ejemplo, el núcleo de rotor 36 (mostrado en la figura 2), incluye por lo menos una abertura configurada para recibir un imán permanente, por ejemplo, la abertura de imán permanente 68 (mostrada en la figura 3). El núcleo de rotor 36 incluye un ? primer extremo 12 y un segundo extremo 14. Un imán permanente, por ejemplo, el imán permanente 210 (mostrado en la figura 6) es insertado en la abertura 68 y por lo menos se extienden parcialmente del primer extremo 12 al segundo extremo 14. En la modalidad ilustrativa, el método 252 incluye acoplar 254 una primera laminación extrema de rotor, por ejemplo, la primera laminación extrema de rotor 100 (mostrada en la figura 2), al primer extremo 12 del núcleo de rotor 36. La primera laminación extrema de rotor 100 incluye por lo menos una abertura, por ejemplo, la abertura 130 (mostrada en la figura 5) que corresponde a la abertura 68 en el núcleo de rotor 36. La primera laminación extrema de rotor 100 también incluye una porción de puente, por ejemplo, la porción de puente 186 (mostrada en la figura 5), ubicada entre la abertura 130 y el borde exterior 190 de la primera laminación extrema de rotor 100.

El acoplamiento 254 de la primera laminación extrema de rotor 100 al primer extremo 12 del núcleo de rotor 36 puede incluir acoplar la primera laminación extrema de rotor 100 a por lo menos uno de un núcleo de rotor laminado y un núcleo de rotor sólido. En una modalidad alternativa, el acoplamiento de 254 puede incluir fabricar un núcleo de rotor laminado que incluye una pluralidad de laminaciones de núcleo de rotor y una primera laminación extrema de rotor 100.

En la modalidad ilustrativa, el método 252 también incluye colocar 256 el imán permanente 210 por lo menos parcialmente dentro de abertura 68. El método 252 también incluye deformar mecánicamente 258 la porción de puente 186 para asegurar el imán permanente 210 dentro de la abertura 68. En algunas modalidades, el método 252 también incluye acoplar 260 una segunda laminación extrema de rotor, por ejemplo, la segjunda laminación extrema de rotor 1 0 (mostrada en la figura 2) al segundo extremo 14 del núcleo de rotor 36. La segunda laminación extrema de rotor 110 incluye una abertura 130 que corresponde a la abertura 68 en el núcleo de rotor 36. La segunda laminación extrema de rotor 110 también incluye una porción de puente 186 ubicada entre la primera pared interna 122 de la abertura 130 y el í borde exterior 190 de la segunda laminación extrema de rotor 110. El método 252 también puede incluir colocar 262 el imán permanente 210 por lo menos parcialmente dentro de abertura 68 y deformar mecánicamente 264 la porción de puente 186 de la segunda laminación extrema de rotor 110 para asegurar el imán permanente 210 dentro de la abertura 68.

En una modalidad alternativa, el método 252 incluye acoplar 266 una segunda laminación extrema de rotor, por ejemplo, la segunda laminación extrema de rotor 110 (mostrada en la figura 2) al segundo extremo 14 del núcleo de rotor 36. La segunda laminación extrema de rotor 110 incluye por lo menos una abertura, por ejemplo, la abertura 130 (mostrada en la figura 4) que corresponde a la abertura 68 en el núcleo de rotor 36. En la modalidad alternativa, la segunda laminación extrema de rotor 110 incluye por lo menos una característica de retención de imán, por ejemplo, la lengüeta 156 y/o lengüeta 158 (mostradas en la figura 4), que se extienden hacia el centro 164 de la abertura 130 y configuradas para asegurar el imán permanente 210 dentro de abertura 68.

El método 252 además puede incluir el revestimiento 270 de la primera laminación extrema de rotor 100, la segunda laminación extrema de rotor 110, y el núcleo de rotor 36 con un revestimiento para facilitar evitar la corrosión. Por ejemplo, el revestimiento 270 puede incluir, pero no se limita a, utilizar una pintura y/o revestimiento de epoxi para sumergir, revestir o aplicar electrostáticamente el revestimiento al ensamble giratorio 20. El revestimiento 270 facilita resistir la corrosión y unir el imán hacia su posición dentro de abertura 68. El revestimiento 270 además puede incluir pre-calentar la primera laminación extrema de rotor 100, la segunda laminación extrema de rotor 110, y el núcleo de rotor 36 antes de la aplicación del revestimiento apara facilitar la cobertura uniforme.

Aquí se describen ensambles giratorios ilustrativos para usarse en una máquina eléctrica y métodos ilustrativos de ensamblar esos ensambles. De manera más específica, los métodos y aparatos descritos aquí facilitan asegurar un imán permanente dentro de un rotor de imán permanente interior. Los métodos y aparatos descritos aquí facilitan asegurar imanes permanentes dentro de un núcleo de rotor laminado o un núcleo de rotor sólido sin un paso de fabricación adicional de acoplar las laminaciones extremas al núcleo de rotor después de que los imanes permanentes son colocados dentro del núcleo de rotor. En una modalidad ilustrativa, un núcleo de rotor (laminación inter-bloqueada o suelta) es fabricada para incluir una primera laminación extrema que incluye lengüetas salientes en aberturas de imán y una segunda laminación extrema que incluye un puente mecánicamente deformable. Alternativamente, la primera y segunda laminaciones extremas pueden ser acopladas al núcleo de rotor durante el ensamblado del ensamble giratorio. En una modalidad alternativa, una primera laminación extrema que incluye un puente mecánicamente deformable se incluye en un primer extremo del núcleo de rotor y una segunda laminación extrema que incluye un puente mecánicamente deformable se incluye en un segundo extremo del núcleo de rotor. Los imanes permanentes son insertados en la abertura de imán permanentes en el núcleo de rotor y el primer y segundo puentes mecánicamente deformables son deformados para asegurar los imanes permanentes dentro de las aberturas. El ensamble giratorio es entonces enviado a través de un procedimiento de revestimiento para evitar el movimiento de imanes dentro de la abertura de imán permanentes y para reducir al mínimo la corrosión del núcleo de rotor, las laminaciones extremas, y/o los imanes permanentes.

Además, el núcleo de rotor puede incluir aberturas entre la abertura para flecha y la abertura para imanes permanentes lo que reduce la masa, facilita el pre-calentamiento eficiente del núcleo de rotor para un procedimiento de revestimiento satisfactorio, y optimiza una frecuencia natural del núcleo de rotor. i Los métodos y aparatos descritos aquí facilitan la fabricación y operación eficientes y económicas de una máquina eléctrica de imán permanente interior. Modalidades ilustrativas de los métodos y aparatos se ? I describen y/o ilustran aquí con detalle. Los métodos y aparatos no se limitan a las modalidades específicas descritas aquí, sino más bien, los componentes de cada aparato, así como los pasos de cada método, se pueden utilizar j independientemente y por separado de otros componentes y pasos descritos aquí. Cada componente, y cada paso de método, también se pueden us-ar en combinación con otros componentes y/o pasos de método .

Cuando se introducen elementos/componentes/etc, dé los métodos y aparatos descritos y/o ilustrados aquí, los artículos "un", "una'', "el", í "la" "dicho" y "dicha" significan que hay uno o más de¡ los ? elemento(s)/componente(s)/etc. Los términos "que comprende", "que incluye" I y "que tiene" son inclusivos y significan que puede haber elemento(s)/componente(s)/etc, adicionales distintos del ! (los) j elemento(s)/componente(s)/etc, listado(s) j I La descripción escrita usa ejemplos para describir la invección, j incluyendo el mejor modo, y también para permitir que cualquier experto! én la técnica ponga en práctica la invención, incluyendo hacer y usar cualesquiera dispositivos o sistemas y realizar cualesquiera métodos incorporadas. El alcance de la invención patentable es definido por las reivindicaciones, y puede incluir otros ejemplos que se le ocurran al experto en la técnica. Se pretende que esos otros ejemplos estén dentro del alcance dé las reivindicaciones si tienen elementos estructurales que no difieren del lenguaje literal de las reivindicaciones, o si incluyen elementos estructúrales equivalentes con diferencias insignificantes del lenguaje literal dé las reivindicaciones.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1 .- Un método para asegurar un imán permanente dentro de un núcleo de rotor que incluye un primer extremo, un segundo extremo, y por lo menos una abertura de imán permanente configurada para recibir el imán permanente, el imán permanente extendiéndose entre el primer extremó y el segundo extremo, dicho método comprendiendo: acoplar una primera laminación extrema de rotor al primer extremo del núcleo de rotor, la primera laminación extrema de rotor incluyendo por lo menos una pared interna que define la abertura de imán permanente dentro de la primera laminación extrema de rotor que corresponde a la por lo menos una abertura de imán permanente en el núcleo de rotor, la primera laminación extrema de rotor también incluye una porción de puente ubicada entre la por lo menos una pared interna y un borde exterior de la primera laminación extrema de rotor; colocar el imán permanente por lo menos parcialmente dentro de la por lo menos una abertura de imán permanente; y deformar mecánicamente la porción de puente de la primera laminación extrema de rotor para asegurar el imán permanente dentro de la por lo menos una abertura de imán permanente.

2.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende adicionalmente: acoplar una segunda laminación extrema de rotor al segundo extremo del núcleo de rotor, la segunda laminación extrema de rotor incluyendo por lo menos una pared interna que define una abertura dentro de la segunda laminación extrema de rotor que corresponde a la por lo menos una abertura de imán permanente en el núcleo de rotor, la segunda laminación extrema de rotor también incluyendo una porción de puente ubicada entre la por lo menos una pared interna y un borde exterior de la segunda laminación extrema de rotor; colocar el imán permanente por lo menos parcialmente dentro de la por lo menos una abertura de imán permanente; y deformar mecánicamente la porción de puente de la segunda laminación extrema de rotor para asegurar el imán permanente dentro de la por lo menos una abertura de imán permanente.

3. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende adicionalmente acoplar! una segunda laminación extrema de rotor al segundo extremo del núcleo de rotor, la segunda laminación extrema de rotor incluyendo por lo menos una pared interna que define una abertura que corresponde a la por lo menos una abertura de imán permanente en el núcleo de rotor, la segunda laminación extrema de rotor también incluye por lo menos una lengüeta de retención de imán que se extiende de la por lo menos una pared interna hacia un centro de la por lo menos una abertura y configurada para asegurar el imán permanente dentro de la por lo menos una abertura de imán permanente. ¡

4. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el acoplamiento de la primera laminación extrema de rotor al primer extremo del núcleo de rotor comprende acoplar la primera laminación extrema de rotor a por lo menos uno de un núcleo de rotor laminado y dicho núcleo de rotor sólido.

5. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el acoplamiento de la primera laminación extrema de rotor comprende fabricar un núcleo de rotor laminado que incluye una pluralidad de núcleo de rotor laminaciones y la primera laminación extrema de rotor. I

6. - El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque comprende adicionalmente revestir la pri imera laminación extrema de rotor, la segunda laminación extrema de rotor, y el núcleo de rotor con un revestimiento para facilitar la prevención de corrosión.

7. - El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque comprende adicionalmente pre-calentar la primera laminación extrema de rotor, la segunda laminación extrema de rotor, y el núcleo de rotor antes del revestimiento para facilitar el revestimiento uniforme.

8. - El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque el acoplamiento de la primera laminación extrema de rotor al primer extremo del núcleo de rotor y el acoplamiento de la segunda laminación extrema de rotor al segundo extremo del núcleo de' rotor además comprende alinear por lo menos una abertura del núcleo de rotor que se extiende a través de la primera laminación extrema de rotor, la segunda laminación extrema de rotor, y el núcleo de rotor, en donde el por lo menos una abertura del núcleo de rotor está configurada para facilitar el pre-calentamiento eficiente del núcleo de rotor antes del revestimiento y : para optimizar una frecuencia natural del núcleo de rotor.

9.- Un rotor de imán permanente que comprende: por lo menos un imán permanente; un núcleo de rotor incluyendo un primer extremo y un segundo extremo, dicho núcleo de rotor comprendiendo por lo menos una pared interna que define una abertura de imán permanente configurada para recibir dicho por lo menos un imán permanente; una primera laminación extrema de rotor acoplada al primer extremo de dicho núcleo de rotor que comprende por lo menos una pared interna definiendo una abertura correspondiente a la abertura de imán permanente incluida dentro de dicho núcleo de rotor, dicha primera laminación extrema de rotor además comprendiendo por lo menos una característica de retención de imán permanente configurada para asegurar dicho por lo menos un jimán permanente dentro de dicho núcleo de rotor; y una segunda laminación extrema de rotor acoplada al segundo extremo de dicho núcleo de rotor que comprende por lo menos una pared interna que define una abertura correspondiente a la abertura de imán permanente incluida dentro de dicho núcleo de rotor, dicha segunda laminación extrema de además por lo menos una característica de retención configurada para asegurar dicho por lo menos un imán permanente dentro de dicho núcleo de rotor.

10.- El rotor de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque comprende adicionalmente una flecha, dicho por lo menos un imán permanente ubicado dentro del núcleo de j rotor sustancialmente paralelo a la flecha y un eje de rotación de dicho rotor.

11.- El rotor de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque dicho núcleo de rotor comprende por lo menos uno de un núcleo de rotor sólido y un núcleo de rotor laminado.

12 - El rotor de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque dicho por lo menos un dispositivo de retención de imán permanente comprende por lo menos una lengüeta que se extiende radialmente desde dicha por lo menos una pared interna dentro de la primera o segunda laminación extrema de rotor, dicha por lo menos una lengüeta configurada para asegurar el por lo menos un imán permanente dentro de la por lo menos una abertura de imán permanente. i

13.- El rotor de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque dicho por lo menos un dispositivo de retención de imán permanente comprende un puente deformable ubicado entre la pared interna y un borde exterior de dicha primera o segunda laminación extrema de rotor, el puente deformable configurado para facilitar asegurar dicho por lo menos un imán permanente dentro de la por lo menos una abertura de imán permanente cuando es mecánicamente deformada.

14.- El rotor de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque dicha primera laminación extrema de rotor, dicha segunda laminación extrema de rotor y dicho núcleo de rotor son revestidos para facilitar prevenir la corrosión.

15.- El rotor de conformidad con la reivindicacióín 14, caracterizado además porque comprende adicionalmente por lo menos una abertura de núcleo de rotor que se extiende a través de dicha primera laminación extrema de rotor, dicha segunda laminación extrema de rotor y dicho núcleo de rotor, el por lo menos un núcleo de rotor abertura configurado para facilitar el pre-calentamiento eficiente del núcleo de rotor antes del revestimiento y para optimizar una frecuencia natural de dicho núcleo dé rotor.

16.- Una máquina eléctrica que comprende: un alojamiento de la máquina; un estator dispuesto por lo menos parcialmente dentro del alojamiento de la máquina; y un rotor dispuesto por lo menos parcialmente dentro del alojamiento de la máquina, el rotor configurado para rotar con respecto al estator, dicho rotor comprendiendo, por lo nienos un imán permanente; un núcleo de rotor incluyendo un primer extremo, un segundo extremo, y por lo menos una pared interna que define una abertura de imán permanente configurada para recibir dicho por lo menos un imán permanente; una primera laminación extrema de rotor acoplada al primer extremo del núcleo de rotor y que comprende por lo menos una pared interna que define una abertura correspondiente a la abertura de imán permanente incluida dentro del núcleo de rotor, dicha primera laminación extrema de rotor comprendiendo además por lo menos una característica de retención de imán permanente configurada para asegurar dicho por lo menos un imán permanente dentro del núcleo de rotor; y una segunda laminación extrema de rotor acoplada al segundo extremo del núcleo de rotor y que comprende por lo menos una pared interna que define una abertura correspondiente a la abertura de imán permanente incluida dentro del núcleo de rotor, dicha segunda laminación extrema de rotor comprendiendo además por lo menos una característica de retención de imán permanente configurada para asegurar dicho por lo menos un imán permanente dentro del núcleo de rotor.

17.- La máquina eléctrica de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada además porque dicho por lo menos un dispositivo de retención de imán permanente comprende por lo menos una lengüeta que se extiende radialmente desde la por lo menos una pared interna dentro de dichas primera o segunda laminaciones extremas de rotor, dicha por lo menos una lengüeta configurada para asegurar dicho por lo menos un imán permanente dentro de la por lo menos una abertura de imán permanente. í

18.- La máquina eléctrica de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada además porque dicho por lo menos un dispositivo de retención de imán permanente comprende un puente deformable ubicado entre la por lo menos una pared interna y un borde exterior de dicha primera o segunda laminaciones extremas de rotor, el puente deformable configurado para facilitar asegurar el por lo menos un imán permanente dentro de la por lo menos una abertura de imán permanente cuando es mecánicamente deformada.

19.- La máquina eléctrica de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada además porque comprende adicionalmente una flecha, dicho por lo menos un imán permanente ubicado dentro del núcleo de rotor sustancialmente paralelo to a la flecha y un eje de rotación del rotor. j i

20.- La máquina eléctrica de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada además porque comprende adicionalmente por lo menos una abertura de núcleo de rotor que se extiende a través de dicha primera laminación extrema de rotor, dicha segunda laminación extrema de rotor y dicho núcleo de rotor, el por lo menos un núcleo de rotor abertura configurado para facilitar el pre-calentamiento eficiente del núcleo de rotor antes del revestimiento y para optimizar una frecuencia natural del núcleo de rotor.