ES1276804U - Motor - generador electrico de flujo axial transformador de tension - Google Patents

Abstract

Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, del tipo que comprende al menos un eje, un estator, un rotor y un bobinado principal, caracterizado esencialmente porque incorpora una pluralidad de bobinados adicionales.

Description

DESCRIPCIÓN

MOTOR - GENERADOR ELÉCTRICO DE FLUJO AXIAL

TRANSFORMADOR DE TENSIÓN

Objeto de la invención

El modelo de utilidad que se expone es un motor - generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, el cual, por sus características técnicas, mejora el estado de la técnica actual.

Más concretamente, se trata de un motor generador de flujo axial en el que participan al menos un rotor y un estátor, los cuales pueden combinarse en diferentes unidades de cada uno, y al cual se le agrega una serie de bobinados tanto axiales como radiales, tanto paralelos, tangentes o perpendiculares al eje de rotación del rotor o rotores que permite ampliar su capacidad y actuar como transformador de tensión en diversas aplicaciones simultáneas.

Sector de la técnica

Esta invención se ajusta en el sector que corresponde a la industria de máquinas dinamo eléctricas y de la producción, conversión o distribución de la energía eléctrica.

Antecedentes de la invención y estado de la técnica

Los generadores como máquinas eléctricas rotativas transformadores de energía mecánica en energía eléctrica están ampliamente divulgados. Comprenden principalmente un rotor y un estator, los cuales interaccionen entré si, siendo el rotor la parte giratoria y el estátor la parte estática. Una de las partes trabaja como inductor al generar un flujo magnético y la otra como inducido, transformando en electricidad el movimiento generado. Cuando los generadores son de flujo axial, son susceptibles de obtener señales de voltaje trifásicas, bifásicas o monofásicas de forma sinusoidal. Sus aplicaciones son múltiples, desde generadores de energía eólica hasta coches eléctricos, barcos, aviones, todo tipo de vehículo aéreo (terrestre, aéreo, marino o espacial) que posea un motor eléctrico, pero también en grabadores de video y ventiladores y otros dispositivos electrónicos, gracias a su reducido tamaño, mayor potencia y mejor eficiencia, mejorando el rendimiento de los motores radiales.

En el estado de la técnica hay números antecedentes que desarrollan generadores de flujo axial, como es el caso del expediente ES2659689, que se refiere a un “generador eléctrico de flujo axial y aerogenerador vertical de eje partido”, el cual cuenta con “dos platos de imanes entre los que se sitúa un bobinado que dispone de capacidad de movimiento relativo con los platos de imanes alrededor de un eje de giro, en el que: los platos de imanes son anillos de imanes que presentan forma de anillo, el bobinado también presenta forma de anillo, de tal manera que el generador eléctrico presenta un orificio central para su instalación en una estructura existente, estando el eje de giro en dicho orificio; y en el que: los platos de imanes presentan medios de solidarización a una estructura externa, el bobinado presenta medios de solidarización a una estructura externa.” Por su parte, el expediente WO2020139090 presenta una “máquina eléctrica trifásica de flujo axial con rotor interior en forma de disco y un estator dividido en cuadrantes, en el cual cada imán del rotor está formado por imanes más delgados apilados y separados por una pequeña capa aislante muy delgada, teniendo el rotor orificios dispuestos en 3 niveles. El expediente EP 2741406 se refiere a un “motor paso a paso de doble rotor que presenta un movimiento diferencial y un un estátor que comprende N contactos de estátor, donde N es un número entero superior o igual a tres”. El expediente ES2746566 desarrolla una “máquina eléctrica giratoria de doble estátor con un rotor previsto radialmente entre el estátor interno y el estátor externo.

Los solicitantes no tienen conocimiento de que exista en el actual estado de la técnica un motor generador de flujo axial que permita incrementar el número de bobinados, con las características técnicas que se detallan en el presente modelo de utilidad.

Objeto de la invención

La invención que se presenta en este modelo de utilidad es un motor - generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión que incorpora novedosamente bobinados adicionales.

En esencia, el motor - generador eléctrico de flujo axial presenta unas características de conformación que permiten combinar al menos un rotor con imanes permanentes, al menos un estátor y al menos un bobinado axial principal, incorporando una pluralidad de bobinados tanto axiales como radiales, tanto paralelos o tangentes, como perpendiculares al eje de rotación del rotor o rotores.

Son justamente estos bobinados adicionales los que convierten el motor activo, es decir funcionando alimentado o en modo regenerativo, en un transformador de tensión de una o electrónicos, con tensiones diferentes a las que trabaja el motor dependiendo de la configuración de los bobinados utilizados.

De igual modo, la configuración de las bobinas depende de las necesidades de la aplicación que se destine: en serie, en paralelo, en estrella, en triangulo e independientes.

Este motor eléctrico axial con multibobinado tiene uno o más estátores y rotores según las necesidades de potencia y torque que se necesiten para cada aplicación, los cuales pueden ser simples, dobles, enfrentados u opuestos.

En cuanto al rotor, dispone de uno o varios imanes permanentes para cada polo, y en el caso en que haya diversos rotores en el motor axial, al menos uno de ellos puede girar en sentido opuesto al de los demás si fuese necesario.

Igualmente, dependiendo de las necesidades de la aplicación, el rotor y el estátor pueden tener más de un polo por fase.

La implantación de múltiples bobinados en el motor axial es funcional en motores de funcionamiento síncrono o asíncrono, BLDC (motor CC sin escobillas), monofásico, bifásico, trifásico o multifásico.

Con esta combinación de elementos técnicos, este nuevo motor generador de flujo axial con número dispar de rotores con imanes permanentes y estátores y múltiples bobinados consigue alimentar uno o diversos circuitos electrónicos, utilizando cualquiera de los devanados adicionales que transformará a otra tensión según el número de bobinas y el tipo de bobinado elegido. Por ello, puede trabajar como controlador de otros motores, medidores, cargadores, pantallas y otros dispositivos electrónicos.

El material de composición de rotores y estátores es variable al depender del flujo magnético necesario para cada aplicación. Pueden ser, por ejemplo, de acero magnético, hierro, fibra de vidrio o carbono, teflón, etc.

Para una mejor comprensión de cuanto queda descrito en la presente memoria, se acompañan unas láminas con diversos dibujos que deben ser analizados y considerados únicamente a modo de ejemplo y sin ningún carácter limitativo ni restrictivo.

Figura 1.- Vista en perspectiva del motor-generador eléctrico en su realización básica con un estator con su correspondiente bobinado exterior de transformación y un rotor

Figura 2.- Vista en perspectiva del motor-generador eléctrico con doble estator, con sus correspondientes bobinados exteriores de transformación y doble rotor.

Figura 3.- Vista en perspectiva del motor-generador eléctrico con doble rotor, tres estatores con sus correspondientes bobinados exteriores de transformación.

Figura 4.- Vista en perspectiva del motor-generador eléctrico con dos rotores dobles y cuatro estatores con sus correspondientes bobinados exteriores de transformación.

Figura 5.- Vista en perspectiva del ensamblaje del estator con bobinados axiales de tracción y de transformación

Figura 6.- Vista en perspectiva del ensamblaje del estator con bobinados radiales y externo de transformación

Figura 7.- Vista detalle de bobinado exterior de transformación

Figura 8.- Vista detalle de bobinado radial de transformación

Figura 9.- Vista detalle del polo axial del estator

Figura 10.- Vista detalle de bobinado axial de tracción y transformadores

Figura 11.-Vista detalle de la tapa del polo

Figura 12.- Vista detalle del polo del estator y de bobinado de tracción y/o transformadores Figura 13.- Vista detalle del polo del estator y doble bobinado de tracción y/o transformadores Figura 14.- Vista detalle del polo del estator y triple bobinado de tracción y/o transformadores Figura 15.- Vista en perspectiva del rotor simple con detalle de los imanes y su eje Figura 16.- Vista en perspectiva de una realización de rotor doble y un rotor simple Figura 17.- Vista en perspectiva de una realización de dos rotores dobles axiales de imanes permanentes

Figura 18.- Vista en perspectiva de una realización doble rotor opuesto axial de imanes permanentes

Figura 19.- Vista en perspectiva de una realización de dos rotores simples enfrentados En estas figuras se detalla la conformación del motor - generador eléctrico de flujo axial con bobinados adicionales transformadores de tensión que se reivindica en diversas realizaciones que combinan varias unidades de estátores, rotores y bobinados.

El detalle de las partes es el siguiente:

1. Estátor

2. Eje Estátor

3. Polo estátor

4. Bobinados, de tracción y transformadores

5. Bobinado radial de transformación

6. Bobinado exterior de transformación

7. Tapa polo

8. Rotor.

9. Imanes permanentes.

10. Eje rotor

En las figuras 1, 2, 3 y 4 se muestran diferentes vistas en perspectivas de realizaciones del motor-generador eléctrico en las cuales se combinan diversos estatores (1), rotores (8) y bobinados, en particular bobinados exterior de transformación (6) (figura 1), radiales (figuras 2 y 3), junto a los imanes permanentes (9) de los rotores (8). La combinación de una pluralidad de estatores con diferentes bobinados y rotores con imanes permanentes permite que el motor-generador responda a las necesidades específicas de cada aplicación al ser un transformador con una o diferentes salidas de tensión.

En las figuras 5 y 6 se detalla la conformación del estator (1), el cual comprende una pluralidad de polos (3) (que se muestra de forma específica en la figura 9), con su correspondiente tapa (7), un eje (2) central y diferentes bobinados de transformación, en concreto, bobinados exteriores (6), bobinados axiales de tracción y transformadores (4) y bobinados radiales (5), estos últimos visibles con mayor detalles en la figura 6.

En las figuras 7 a 14 se muestran las diferentes partes del estator, del cual forman parte los bobinados de transformación. En la figura 7 se muestra un bobinado exterior y en la figura 8 un bobinado radial. En las figuras 9 a 14 se muestran los polos (3) del estator (1), con su correspondiente tapa (7) (figura 11) asociados a bobinados de tracción (4) (figura 10), de los

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se destine el motor-generador. En la figura 12 hay un solo bobinado axial de tracción, mientras que en la figura 13 hay dos bobinados axiales uno de tracción y otro transformador y en la figura 14 tres bobinados, uno de tracción y dos de transformación, todos ellos asociados al polo (3) del estator (1).

En las figuras 15 a 19 se muestra en detalle el rotor (8), el cual comprende un eje central (10) e imanes permanentes (9). Al igual que se ha expuesto con el estator (1) que admite una pluralidad de bobinados de diferentes tipos, el rotor (8) admite una realización como rotor simple (figura 15) y una segunda como rotor doble axial (figura17), combinándose ambas de nuevo según la función que deba cumplir el motor-generador transformador de tensión con salidas de tensión múltiples. Así, en la figura 16 se muestra la combinación de un rotor doble y un rotor simple. En la figura 18 se muestra la conformación de un doble rotor opuesto axial de imanes permanentes mientras que en la figura 19 se muestra la conformacional de dos rotores simples enfrentados

En base a todo lo expuesto, es evidente que el nuevo motor-generador eléctrico axial, al combinar una diversidad de rotores con imanes permanentes y de estátores con una diversidad de bobinados, presenta diversas ventajas en comparación con otros motores.

En especial, es fundamental destacar su capacidad para alimentar diversos circuitos electrónicos de forma simultánea, utilizando cualquiera sus devanados adicionales, gracias a que los mismos convierten al motor en un transformador de tensión, cuando es alimentado para su uso o está en modo de frenada regenerativa.

Al ser un motor transformador con pluralidad de bobinados, varios de ellos pueden trabajar al mismo tiempo transformando la tensión de diversos dispositivos a la vez.

Al ser un motor-generador transformador de tensión, permite eliminar de su conformación otros dispositivos adicionales eléctricos y electrónicos, del tipo inversores de tensión o convertidores, reductores o aumentadores, DC-DC entre otros, que son necesarios para su aplicación en vehículos en movimiento o en lugar estático, siendo viable conectarlo a cualquier dispositivo eléctrico o electrónico tanto de AC como DC, rectificando en este caso la tensión AC.

Adicionalmente puede funcionar como generador transformador de múltiples tensiones de salida si es movido por otro dispositivo que se acople a su eje.

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en todo tipo de vehículos, terrestres, marinos o aéreos, al igual que en un lugar estático para usar cualquier ámbito en el que sea necesario un motor eléctrico o sustituir un motor de combustión.

Adicionalmente, al ser un motor de flujo axial, tiene un mejor rendimiento que cualquier otro tipo de motor eléctrico por su distancia al eje desde el punto de tracción.

Igualmente, por ser de flujo axial presenta mejoras en tamaño y potencia con respecto a otros motores del mismo tamaño de forma radial.

Así pues, una vez mostrada suficientemente la innovación con el soporte de las figuras adjuntas, y habiéndose plasmado las ventajas del funcionamiento del nuevo motorgenerador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, no se considera necesario hacer más extensa esta descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el alcance de la invención y las ventajas que de la misma se derivan. Los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos serán susceptibles de variación siempre y cuando ello no suponga una alteración en la esencialidad del invento y de las siguientes reivindicaciones. Los términos en que se ha redactado esta memoria deberán ser tomados siempre en sentido amplio y no limitativo.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   1a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, del tipo que comprende al menos un eje, un estator, un rotor y un bobinado principal, caracterizado esencialmente porque incorpora una pluralidad de bobinados adicionales.

   2a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la ia reivindicación, caracterizado porque dichos bobinados adicionales, comprendidos en al menos un estator, y en combinación al menos un rotor con imanes permanentes, convierten el motor-generador en un transformador de múltiples tensiones de salida.

   3a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la 2a reivindicación, caracterizado porque el motor-generador es un transformador de múltiples tensiones de salida al ser alimentado para su uso o está en modo de frenada regenerativa.

   4a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la 2a reivindicación, caracterizado porque el motor-generador es un transformador de múltiples tensiones de salida al acoplarse su eje a otro dispositivo, que lo mueve.

   5a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la ia reivindicación, caracterizado porque el bobinado principal es axial al eje de rotación del rotor o rotores.

   6a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la ia reivindicación, caracterizado porque el o los bobinados adicionales son axiales al eje de rotación del rotor o rotores.

   7a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la ia reivindicación, caracterizado porque el o los bobinados adicionales son radiales al eje de rotación del rotor o rotores.

   8a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la ia reivindicación, caracterizado porque el o los bobinados adicionales son paralelos al eje de rotación del rotor o rotores.

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   reivindicación, caracterizado porque el o los bobinados adicionales son tangentes al eje de rotación del rotor o rotores.

   10a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la ia reivindicación, caracterizado porque el o los bobinados adicionales son perpendiculares al eje de rotación del rotor o rotores.

   11a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la ia reivindicación, caracterizado porque el estator es simple.

   12a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la 1a reivindicación, caracterizado porque los estátores son dobles.

   13a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la 1a reivindicación, caracterizado porque los estátores están enfrentados.

   14a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la 1a reivindicación, caracterizado porque los estátores están opuestos.

   15a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la 1a reivindicación, caracterizado porque es el rotor, siendo axial, dispone de al menos un imán permanente para cada polo del rotor.

   16a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la 1a reivindicación, caracterizado porque el rotor es simple.

   17a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la 1a reivindicación, caracterizado porque los rotores son dobles.

   18a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la 1a reivindicación, caracterizado porque los rotores están enfrentados.

   19a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la 1a reivindicación, caracterizado porque los rotores están opuestos.

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   reivindicación, caracterizado porque al menos uno de rotores gira en sentido opuesto al de los demás.

   21a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la ia reivindicación, caracterizado porque las bobinas están configuradas en serie.

   22a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la ia reivindicación, caracterizado porque las bobinas están configuradas en paralelo.

   23a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la ia reivindicación, caracterizado porque las bobinas están configuradas en estrella.

   24 Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la ia reivindicación, caracterizado porque las bobinas están configuradas en triangulo.

   25a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la ia reivindicación, caracterizado porque las bobinas están configuradas en independientes.

   26a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la ia reivindicación, caracterizado porque es síncrono.

   27a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la ia reivindicación, caracterizado porque es asíncrono.

   28a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la ia reivindicación, caracterizado porque es BLDC.

   29a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la ia reivindicación, caracterizado porque es monofásico.

   30a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la ia reivindicación, caracterizado porque es bifásico.

   31a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la ia reivindicación, caracterizado porque es trifásico.

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   reivindicación, caracterizado porque es multifásico.

   33a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la 2a reivindicación, caracterizado porque como transformador, alimenta cualquier dispositivo eléctrico o electrónico al que esté conectado, tanto de AC como DC, rectificando en este caso la tensión AC.

   34a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la ia reivindicación, caracterizado porque estátor tiene un polo o más por fase.

   35a Motor-generador eléctrico de flujo axial transformador de tensión, según la ia reivindicación, caracterizado porque el flujo magnético determina el material de estatores y/o rotores.