BRPI0802090A2

BRPI0802090A2 - motor elÉtromagnÉtico e equipamento gerador de torque de trabalho

Info

Publication number: BRPI0802090A2
Application number: BRPI0802090-6A
Authority: BR
Inventors: Noberto Da Rocha Keppe; Carlos Cesar Soos; Roberto Heitor Franscari
Original assignee: Associacao Keppe & Pacheco
Priority date: 2008-05-23
Filing date: 2008-05-23
Publication date: 2010-01-19
Also published as: WO2009140746A3; MX2010012830A; WO2009140750A3; JP2011521614A; HK1156441A1; CA2724167A1; CN102037632A; WO2009140746A2; CN102037632B; RU2537691C2; EP2279552A4; RU2010147189A; US8546985B2; US20110298326A1; BRPI0906310A2; BRPI0906310B1; EP2279552A2; WO2009140750A2

Abstract

MOTOR ELÉTROMAGNÉTICO E EQUIPAMENTO GERADOR DE TORQUE DE TRABALHO. A presente invenção refere-se a um motor eletromagnético frio de alta eficiência capaz de aumentar consideravelmente a energia potencial eletromagnética e/ou mecânica disponível para ser utilizada em qualquer equipamento alimentado por energia primária. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um motor, ou mesmo um gerador, que compreende características estruturais e de funcionamento que reduzem o consumo de energia elétrica e, ao mesmo tempo, produz energia potencial mecânica e torque de trabalho pelo menos equivalente aos motores convencionais.

Description

"MOTOR ELETROMAGNÉTICO E EQUIPAMENTO GERADOR DE TORQUE

DE TRABALHO"Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a um motor eletromagnético frio de alta eficiência capaz de aumentar consideravelmente a energia potencialeletromagnética e/ou mecânica disponível para ser utilizada em qualquerequipamento alimentado por energia primária. Mais particularmente, a invençãorefere-se a um motor, ou mesmo um gerador, que compreende característicasestruturais e de funcionamento que reduzem o consumo de energia elétrica e,

ao mesmo tempo, produz energia potencial mecânica e torque de trabalhoequivalente aos motores convencionais.

Mais vantajosamente, o motor objeto da presente invençãocompreende uma estrutura simplificada que pode ser aplicada em qualqueraparelho elétrico, em especial aqueles denominados receptores elétricos, tendo

como finalidade produzir, ao menos, a mesma eficiência de trabalho, porémconsumindo menos energia, sem riscos de superaquecimento dos aparelhos e,ainda, reduzindo custos com fabricação desses aparelhos.

Além disso, o motor eletromagnético da invenção solucionainúmeros problemas relacionados ao uso de fontes de energia convencionais e

a escassez de energia elétrica vivenciada nos dias atuais, visto que tem acapacidade de promover o mesmo potencial de trabalho, consumindo menosenergia.

Fundamentos da Invenção

Atualmente são conhecidos inúmeros modelos de motores eletromagnéticos, os quais têm por finalidade gerar trabalho mecânico - torque,a partir da interação dos componentes magnéticos de um circuito fechadoalimentado por uma corrente elétrica. Todos esses motores conhecidos noestado da técnica foram e são desenvolvidos seguindo princípios, leis e teorias

PI0802090-6cientificas da física e elétrica tradicionais, e consideradas como leis universais,naturais e inflexíveis, ou seja, imutáveis. Porém, entende-se que tais teoriascientíficas são limitadas apenas aos entendimentos dos cientistas que asdefiniram, por exemplo: as leis de Newton, leis de Ohm, leis da termodinâmica etc.

Portanto, deve ficar claro que uma compreensão diferente dafilosofia científica convencional pode conduzir a uma nova tecnologia, diferentee capaz de contornar problemas que são, até então, consideradas comofatores intrínsecos em um determinado processo físico.

Mais especificamente, os motores eletromagnéticos mais

utilizados atualmente são conhecidos como: motores de indução e os motoreselétricos de rotor de bobinas.

Os motores de indução compreendem um rotor formado por umcilindro de metal rodeado por eletroímãs percorridos por uma corrente

alternada gerando um primeiro campo magnético variável, de modo a obter aindução eletromagnética. O campo magnético gera uma corrente na superfíciedo cilindro de metal, produzindo seu próprio campo magnético. Esses doiscampos magnéticos interagem, atraindo-se e repelindo-se mutuamente deforma que o cilindro gira e, consequentemente, obtém-se trabalho mecânico

pelo eixo do rotor.

Com relação aos motores elétricos de rotor de bobinas, estes sãoconstituídos por um rotor feito de imãs permanentes e de um estator formadopor enrolamentos de fios de cobre nos quais flui uma corrente elétrica, gerandocampos magnéticos que se atraem e repelem mutuamente em semi-ciclos de

180°, tal com uma função de onda tipicamente senoidal. Em vista daalternância de polaridade do campo magnético, o rotor rotaciona e geratrabalho mecânico para ser utilizado.

De acordo com o estado da técnica os motores eletromagnéticossão baseados, geralmente, em dois fenômenos, quais sejam: 1) quandopassamos uma corrente elétrica através de um fio condutor, o campomagnético é gerado pelo material condutor; e 2) se um fio condutor estiverexposto à variação de um campo magnético, este apresentará uma diferença5 de potencial elétrico em seus terminais, e a corrente elétrica gerada nocondutor gera um campo magnético de sentido oposto ao campo externo que acriou.

Adicionalmente, pode ser observado que os motores elétricos doestado da técnica são alimentados constantemente, de modo a obter a

variação da polaridade dos componentes magnéticos para que se obtenha oefeito de repulsão e atração. Torna-se claro, portanto, que existe o consumo deenergia muito elevado para se manter o movimento do rotor e o torque detrabalho gerado por esses motores. Como conseqüência, é inevitável que oscomponentes sofram com aquecimentos.

Assim, diante do acima exposto, particularmente devido às

interações entre as ações e reações, verifica-se que os motoreseletromagnéticos acabam considerando que as perdas por calor sãointrínsecas e impossíveis de serem contornadas. Em outras palavras, oscampos magnéticos alternantes produzidos pela passagem de corrente elétrica

nos condutores das bobinas do estator e do rotor dos motores, faz com que oaquecimento dos enrolamentos seja inevitável e proporcional à intensidade etaxa de variação desses campos.

Por essa razão, quando um motor elétrico é alimentado por umafonte de alimentação elétrica qualquer - por exemplo bateria ou rede elétrica -

o simples giro livre do eixo constitui um trabalho mecânico, reagindo no circuitoelétrico que o alimenta como uma queda de tensão, opondo-se a energia quealimenta o motor, e tendendo a parar o seu movimento. Esta queda de tensãoé conhecida tecnicamente como força contraeletromotriz (f.c.e.m.).No entanto, a cada carga mecânica adicionada na linha do motor,a força exercida no seu eixo será traduzida em termos de aumento de forçacontraeletromotriz, ou seja, aumento de resistência, fazendo com que a fontede alimentação forneça mais energia para vencer a resistência imposta pelas5 cargas. Como resultado dessa reação, há um aumento de temperatura nafiação dos motores com conseqüente perda de eficiência do mesmo. Se ascargas mecânicas impulsionadas pelo motor forem muito altas e ultrapassaremum determinado limite de projeto, o calor será excessivo e o motor pode sequeimar.

Nesse sentido, mais uma vez fica comprovado que a alimentação

continua de corrente elétrica ao motor pode acarretar em uma série deproblemas, principalmente relacionados ao aquecimento e baixa eficiência domesmo.

Segundo as teorias científicas utilizadas para o desenvolvimento desses motores eletromagnéticos, quatro forças intrínsecas contrárias amovimentação do motor são consideradas, quais sejam: a forçacontraeletromotriz, o escorregamento magnético, a histerese e as correntes deFoucault ou correntes parasitárias. Todas essas forças resistivas têm comoresultado o aquecimento e a possível queima dos motores quando submetidos a altas cargas, uma vez que requerem o fornecimento de corrente elétricacontínuo da fonte de alimentação.

Após os esclarecimentos acima, os inventores fazem um breverelato de que, apesar de compreenderem os conceitos teóricos até entãoconhecidos, complementam que os mesmos devem ser considerados incompletos, uma vez que ignoram os aspectos físicos essenciais da estruturada matéria magnetizada e/ou percorrida por corrente elétrica quanto à suafunção captadora de energia do ambiente, bem como a estrutura dos camposeletromagnéticos, da voltagem e da própria corrente elétrica, e suasdeficiências.

Tendo em vista que os motores do estado da técnica acabamconsiderando que algumas dessas forças resistivas são intrínsecas aofuncionamento dos motores, impossíveis de serem contornadas ou

minimizadas, os projetos atuais acabam acarretando no super-dimensionamento e no consumo exagerado de energia elétrica, produzindosérios problemas relacionados ao meio ambiente.

Como bem sabem os técnicos no assunto, um dos maioresproblemas no mundo é a escassez dos recursos naturais para geração de

energia, além da quantidade de poluentes emitidos pela queima decombustíveis fósseis.

Apenas no intuito de esclarecer sucintamente os preceitos dainvenção, de acordo com as teorias e conceitos pesquisados e desenvolvidospor Keppe (Norberto da Rocha Keppe, "A Nova Física da Metafísica

Desinvertida", publicada em 1996, pela Próton editora em Paris), a presenteinvenção é baseada na hipótese de que a matéria age como captadora etransformadora de energia imaterial, denominada energia essencial, em formassecundárias de energia, por exemplo, a eletricidade e o magnetismo.

Em síntese, além de outros conceitos abordados por Keppe,

defende-se o fato de que essa energia essencial, no caso dos camposmagnéticos, é dupla ou bidirecional, ou seja, ela age sempre com duascomponentes iguais, porém em sentidos opostos e complementares.

Mais especificamente, deve ficar claro que a chamada voltagem,segundo os conceitos tradicionais, para Keppe significa a própria energia

essencial, de modo que no momento em que uma corrente elétrica flui atravésde um fio condutor, devido a uma diferença de voltagem (ddp) em seusterminais, na realidade apenas uma das duas componentes da energiaessencial está sendo utilizada, ignorando-se a capacidade e potência dasegunda componente dessa energia essencial. Como conseqüência, pordescartarem esse segundo componente da energia gerada, os motores doestado acabam consumindo energia além do necessário e, ainda, apresentamos inconvenientes relacionados ao calor.

Dito de outra forma, os motores eletromagnéticos do estado da

técnica acabam utilizando a energia gerada pelo campo magnético durante aalimentação da corrente elétrica, ignorando ou desprezando a segundacomponente da energia essencial, ou seja, a energia de retorno quando docolapso do campo magnético.

Descrição Resumida da Invenção

Portanto, com o objetivo de superar as deficiências e solucionaros problemas acima mencionados com relação aos motores elétricos do estadoda técnica, foi desenvolvido o motor eletromagnético objeto da presenteinvenção.

Mais particularmente, é objetivo da invenção um motor

eletromagnético que pode ser utilizado como substituto a qualquer motoralimentado por energia primária elétrica, eletromagnética, mecânica, nuclear,piezoelétrica, sônica, térmica, luminosa, hidráulica, pneumática, química,indução eletromagnética, por combustão de material fóssil, biocombustível etc.

Preferencialmente aqueles cuja finalidade é obter trabalho mecânico.

Ainda um outro objetivo da invenção é um motor eletromagnéticocom características técnicas e funcionais que consegue contornar, ou mesmoeliminar, as forças resistivas ao movimento do rotor através da aplicação deconceitos desenvolvidos por Keppe.

Assim, a presente invenção tem por objetivo, ainda, um motor

eletromagnético que além de utilizar a energia gerada pelo fluxo de correnteelétrica que flui nos fios condutores de uma bobina, captar e utilizar a energiaessencial em sua integralidade, ou seja, um motor capaz de aproveitar as duascomponentes da energia dos campos magnéticos.

Dessa forma, é objetivo da invenção um motor eletromagnéticoque não esquenta e é capaz de viabilizar a portabilidade de inúmerosaparelhos que são encontrados apenas em versões com tomada elétrica da rede pública, como por exemplo, ventiladores, aspiradores de pó,liqüidificadores.

Também é objetivo da invenção um motor eletromagnético quepermite aumentar a vida útil das baterias convencionais utilizadas emaparelhos e ferramentas elétricas sem fio, sem com isso reduzir o potencial de

trabalho mecânico das mesmas.

Ainda, o motor eletromagnético da invenção é mais eficiente,permite reduzir drasticamente os custos de fabricação de aparelhos elétricosque utilizam motores, uma vez que é possível reduzir o tamanho dessesaparelhos e, consequentemente utilizar menos material para sua fabricação.

Adicionalmente, é objetivo da invenção um motor que pode ser

adaptado para formar um gerador de energia, de pequeno ou grande porte,inclusive em usinas de geração de energia elétrica baseadas em materialradioativo, potencial hidráulico, potencial eólico, solar, carvão etc.

O motor eletromagnético segundo a invenção é, ainda, facilmente

adaptado para substituir os motores híbridos (combustível/eletricidade)atualmente desenvolvidos para a indústria automobilística, náutica eaeronáutica, visto que sua capacidade e potencial de trabalho sãoconsideravelmente superiores aos motores convencionais, além de queconsomem muito menos energia elétrica.

Para atingir os objetivos acima propostos, o motor

eletromagnético da invenção compreende um equipamento que utiliza aenergia essencial em sua integralidade, particularmente a sua segundacomponente, aqui denominada componente de retorno, ou energia de retorno,a qual é obtida pelo colapso do campo magnético gerado pela desenergizaçãoda bobina estatora quando cessa a alimentação da corrente elétrica.

Mais particularmente, o motor eletromagnético da invençãotrabalha com a pulsação de uma corrente elétrica fornecida por uma fonte de5 alimentação em um circuito fechado que alimenta os fios de uma bobinaestatora, dentro da qual é disposto um rotor magnético, de modo que os pulsossão controlados por meio de sensores devidamente posicionados paradeterminar os momentos exatos dos pulsos para que torne possível a captaçãoe aproveitamento da referida energia de retorno. Descrição Resumida das Figuras

Os objetivos e efeitos técnicos proporcionados pelo motoreletromagnético, objeto da invenção, serão aparentes aos técnicos no assunto,a partir da descrição detalhada a seguir fazendo referências às figurasesquemáticas anexa, nas quais: - A Figura 1 ilustra uma realização básica do motor

eletromagnético segundo a presente invenção;

A Figura 2A, 2B e 2C ilustram a seqüência de movimento do rotordo motor eletromagnético de acordo com a invenção;

- A Figura 3 ilustra uma realização alternativa de montagem do motor eletromagnético da invenção;

- A Figura 4 ilustra outra realização de construção que utilizamotores eletromagnéticos segundo a presente invenção;

- A Figura 5A, 5B e 5C ilustram realizações alternativas do motoreletromagnético de acordo com a invenção.

Descrição Detalhada da Invenção

O motor eletromagnético objeto da presente invençãocompreende uma estrutura que consegue utilizar a energia essencial em suaintegralidade. Além da energia gerada durante a energização da bobinaestatora durante a alimentação da corrente elétrica, também capta e utiliza aenergia de retorno proveniente do colapso do campo magnético quando aalimentação da corrente elétrica é interrompida e ocorre a desenergização dareferida bobina estatora.

Mais particularmente, o motor eletromagnético da invenção

compreende um equipamento com aspectos estruturais simples sendodesenvolvido segundo os preceitos ensinados por Norberto da Rocha Keppe,no livro mencionado mais atrás.

A presente invenção tem por finalidade um motor eletromagnético

que gera trabalho e torque mecânico com potencial, ao menos equivalente aosmotores convencionais do estado da técnica, porém consumindo menosenergia elétrica, uma vez que a alimentação de corrente elétrica não éconstante.

Mais preferencialmente, em uma primeira realização da invenção, o motor eletromagnético ilustrado na Figura 1 é compreendido por um estator 1constituído por uma bobina 2 formada por fios condutores cujos terminais T1 eT2 são conectados respectivamente nos pólos positivo P1 e negativo P2 deuma fonte de alimentação 3, sendo que entre o terminal 12 e o pólo negativoP2 é disposta uma chave liga-desliga 4 posicionada adjacente a extremidade do eixo 5 de um rotor 6.

O referido eixo 5 é posicionado no centro e perpendicularmenteao corpo do estator 1, através de rolamentos 7, de modo que no interior do ditocorpo do estator 1, o referido eixo 5 sustenta o rotor 6 composto por pelomenos um imã permanente. Preferencialmente, a bobina 2 é formada pelo enrolamento de um

fio condutor, tal como de cobre, em dois setores com a mesma quantidade deespiras e defasados axialmente. A Figura 1 ilustra os referidos setoresdefasados A e B dispostos no corpo do estator 1.Cabe destacar que a quantidade de espiras de cada setor A e Bda bobina 2 é determinada de acordo com as especificações de projeto domotor, dependendo das características e potência desejada, visto que tal fatoré determinante para obtenção do campo magnético e, consequentemente, a potência do motor que se quer desenvolver.

Ainda, de acordo com as figuras anexas e uma realizaçãopreferencial da invenção, o motor eletromagnético utiliza como fonte dealimentação uma bateria que fornece corrente contínua ao circuito, diferentedos motores eletromagnéticos do estado da técnica que utilizam a variação do sinal senoidal da corrente alternada para obtenção do campo magnético e,consequentemente a incompatibilidade das polaridades magnéticas e amovimentação do eixo do rotor.

Adicionalmente, em uma das extremidades do eixo 5, do ladoexterno do corpo do estator 1, é fixado um atuador 8 que aciona a chave liga-15 desliga 4 quando o eixo 5 é rotacionado. Preferencialmente, referido atuador 8é um imã permanente cujo campo magnético gerado é perpendicular ao eixode rotação 5, bem como a referida chave liga-desliga 4 é uma chave magnéticado tipo ampola Reed, chave óptica ou um circuito pulsante PWM.

Assim, quando o eixo 5 do rotor 6 rotaciona, o referido atuador 8 aciona a chave liga-desliga 4, abrindo e fechando o circuito elétrico do motoreletromagnético da invenção, de modo a fornecer pulsos de corrente elétricapara energizar a bobina estatora.

Alternativamente, é disposto um eletroímã 9 cuja finalidade éauxiliar na determinação dos pulsos de alimentação da corrente elétrica, fazendo com que os pulsos sejam gerados na posição exata e na polaridadecorreta do rotor 6 para impulsioná-lo na sua movimentação.

O referido eletroímã 9 é constituído, preferencialmente, por umabarra de ferro envolvida por espiras de um fio condutor que gera um campomagnético para auxiliar na incompatibilidade das polaridades com os pólosmagnéticos do rotor, promovendo a repulsão entre os mesmos.

Mais particularmente com relação à seqüência ilustrada pelasFiguras 2A, 2B e 2C, o motor eletromagnético da invenção funciona da5 seguinte maneira: o atuador 8, preso na extremidade do eixo 5 do rotor 6 éposicionado e ajustado de forma que seu campo magnético, ao fechar a chaveliga-desliga 4, esteja precisamente no ponto onde o ângulo do eixo do rotor 6,em relação às linhas de campo magnético da bobina estatora, seja a = -Xo,conforme indicado na Figura 2A. Nesta exata posição, o imã do rotor 6 inicia

seu ciclo de atração, tendendo para o ponto neutro onde a = 0o, em relação àslinhas de campo magnético da bobina do estator, para logo depois entrar naárea de escorregamento, cuja tendência é pará-lo devido a polaridade docampo magnético gerado pela bobina 2 e a polaridade do rotor 6.

No momento em que o rotor atinge o ponto neutro, ou seja, onde

a = 0o, conforme indicado na Figura 2B e esteja na iminência de entrar na áreade escorregamento, a chave liga-desliga 4 é desligada.

Neste momento em que a chave liga-desliga 4 é desligada, aforça de escorregamento magnético cessa. Entretanto, imediatamente apóseste ponto neutro, onde a = +X°, identificado na Figura 2C, a força contrária ou

energia de retorno provocada pelo colapso do campo magnético da bobina doestator 2 age sobre o rotor 6, invertendo a polaridade do campo magnético eforçando a movimentação do rotor 6 na tentativa de obter o equilíbrio ou pontoneutro de movimentação do rotor.

Deve ficar claro que tal efeito de inversão se dá devido ao pico de

voltagem de retorno ou energia de retorno pelo colapso do campo magnético,que altera o sentido do campo magnético de alimentação, exercendo uma forçade repulsão. Conforme indicado nas Figuras 2A e 2C as linhas representativasX do campo magnético invertem o sentido, provocando a inversão depolaridade do campo magnético da bobina 2.

Assim, de acordo com a realização descrita acima, o motoreletromagnético promove dois fenômenos quase que simultaneamente devidoao curto intervalo de tempo entre os pulsos de corrente gerados. No primeiro,

quando a chave liga-desliga 4 é ligada, a bateria alimenta a bobina estatora domotor que capta um campo magnético equivalente à voltagem de alimentaçãoe que atrai o ímã do rotor para a posição de equilíbrio - logo na seqüência,ocorre o segundo fenômeno, no momento em que a chave liga-desliga 4 édesligada, fazendo com que o campo magnético da bobina sofra um colapso,

responsável pela geração de uma energia de retorno, que corresponde àreação da segunda componente da energia essencial aprisionada pela bobinaà primeira componente que vem da fonte de alimentação. Verifica-se, ainda,que a voltagem dessa energia de retorno é dezenas de vezes superior àvoltagem de alimentação.

Além desse ganho evidente de força pela energia de retorno (ou

de reação), o fato de pulsar uma corrente contínua, preferencialmente advindade uma bateria, sem inversão de fase como no caso de uma correntealternada, fornece como resultado:

i) força contraeletromotriz praticamente nula, pois o ímã do rotor gira livre em praticamente todo o seu ciclo;

ii) escorregamento nulo ou mínimo, uma vez que, sendo acorrente pulsada, o campo magnético da bobina do estator é desligadoimediatamente após o ímã do rotor 6 passar pelo ponto de equilíbrio,permitindo sua livre rotação até receber outro pulso no momento preciso;

iii) histerese desprezível, pois a corrente de alimentação é

contínua e pulsada, não havendo inversão de polaridade da fonte dealimentação;

iv) correntes de Foucault desprezíveis, pois os camposmagnéticos criados na bobina 2 - tanto durante a alimentação como pelaenergia de retorno, são paralelos à carcaça do motor, fazendo com que acorrente induzida na mesma seja zero.

Com a minimização ou eliminação da histerese e das correntes de

Foucault, observa-se que as perdas por efeito Joule são extremamentereduzidas, consequentemente não havendo variação de temperaturaconsiderável, o que melhora o rendimento do motor e sua vida útil, pois não háriscos de superaquecimento.

Além disso, como pode ser observado, durante o funcionamento

do motor eletromagnético segundo a invenção, a fonte de alimentação 3 nãofica ligada constantemente, sendo acionada apenas no momento dos pulsoscontrolados pelo atuador 8 e a chave liga-desliga 4. Como resultado, oconsumo da bateria é consideravelmente reduzido quando comparado com osmotores do estado da técnica, permitindo, com isso, projetar equipamentos que

utilizam baterias com maior eficiência e durabilidade.

Assim, de forma sucinta, o rotor 6 do motor eletromagnético,objeto da invenção, tem por princípio captar e aproveitar a energia gerada pelocolapso do campo magnético ocorrido pela desenergização da bobina 2. Talenergia é responsável pela inversão da polaridade do campo magnético que

atua sobre o imã do rotor.

As Figuras 3 e 4 ilustram realizações alternativas de montagemde um equipamento constituído por uma série de motores eletromagnéticossegundo a presente invenção. A Figura 3 mostra a combinação de uma sériede rotores 6' dispostos de forma adjacentes e interligados por um mesmo eixo

5'. Cada rotor 6' é disposto dentro de um estator próprio, de modo a obter oaumento do torque de trabalho na extremidade de saída do eixo.

Esta realização é particularmente utilizada para equipamentos depotência com desenho de carcaça longitudinal, pois os torques individuais dosrotores associados em linha se somam.

Além disso, esta combinação pode trabalhar com voltagens mais baixas do queos motores normais, e por isso pode funcionar com baterias e ter boaeficiência, além de que em altas voltagens seu torque é sensivelmente ampliado.

A Figura 4 mostra uma outra combinação de motores interligadospor meio de engrenagens 10, as quais dependendo da relação, conseguemaumentar ou reduzir o torque de trabalho na extremidade do eixo de rotação.

Através dessa realização alternativa, o fenômeno da ressonância permite que os motores interajam entre si à distância, aumentando ainda maisa eficiência do sistema mecânico como um todo. Em outras palavras, além daação das bobinas nos rotores magnéticos, temos a própria ressonância entreos ímãs dos rotores. Como resultado é possível obter maior torque e menorconsumo.

Mais particularmente com relação às Figuras 5A, 5B e 5C,

observam-se realizações alternativas de montagem do motor eletromagnéticoda presente invenção, todas elas tendo como finalidade aumentar os camposmagnéticos atuadores e, consequentemente, a capacidade de trabalho. Nessasrealizações, observa-se que a disposição das espiras são alteradas para

aumentar os pulsos geradores de corrente elétrica ao longo de um ciclo derotação do rotor.

Na Figura 5A ilustra uma realização em que a bobina 2 éconstituída por quatro setores defasados axialmente e perpendicularmente, demodo que sejam gerados dois pulsos ao longo de um ciclo de rotação do rotor 6. Essa realização é denominada como bifásica.

A Figura 5B mostra uma realização em que a bobina compreendeseis setores defasados entre si, de modo que os pulsos de alimentação dacorrente elétrica sejam dados em três pontos distintos ao longo do ciclo derotação do rotor 6. Neste caso o motor eletromagnético é um motor trifásico.

A Figura 5C mostra uma realização em que a bobina 2 éconstituída por oito setores defasados, exigindo quatro pontos de pulsação aolongo do ciclo de rotação do rotor, sendo denominado motor tetrafásico. Estes modelos são mais compactos, e sua configuração permite aproveitar váriospulsos (direto e de retorno - nos dois sentidos em cada bobina) dentro domesmo ciclo do rotor, ampliando a velocidade do rotor e estabilizando seutorque de trabalho ao usar cargas maiores.

Apenas a título de exemplo prático das vantagens e efeitos técnicos proporcionados pelo motor eletromagnético segundo a presenteinvenção quando comparado com motores convencionais conhecidos noestado da técnica, pode-se utilizar um aparelho receptor elétrico qualquer, porexemplo, um ventilador.

Os ventiladores encontrados no mercado atualmente são projetados para consumirem cerca de 120W. A tensão da rede elétrica públicautilizada para este tipo de aparelho é de 127V, mas podemos considerar como120V para efeito de cálculo. Assim, de acordo com análises e os preceitos dasteorias da elétrica, esse aparelho seria percorrido por uma corrente de 1A, umavez que:

I = P/U = 120/120 = 1A

Ou seja, o aparelho precisa de aproximadamente 1 Ampère paraexercer o trabalho na sua potência nominal de 120W.

Através da substituição do motor do estado da técnica por ummotor eletromagnético segundo a presente invenção, foi possível obter o mesmo trabalho mecânico do ventilador com apenas duas baterias de 12V,sendo percorrido por uma corrente de 0,5 A. Assim, a potência consumida paraexercer o mesmo trabalho de um ventilador seria:

P = Ui = 24x 0,5 = 12WComparando os dois ventiladores testados, um com motor doestado da técnica e outro com o motor eletromagnético da presente invenção,comprovou-se que a eficiência do motor da presente invenção é cerca de dezvezes superior ao do estado da técnica, devido ao fato deste último ser capaz

de aproveitar a energia gerada pelo colapso do campo magnético da bobina,quando do desligamento da alimentação da corrente elétrica na posiçãopredeterminada, conforme acima discutido.

Alternativamente, o eixo de rotação do motor eletromagnético emquestão pode ser acoplado em um mecanismo que, através do torque de

trabalho gerado pelo motor, torna possível a adaptação e formação de umgerador de energia. Além disso, referida adaptação pode ser acoplada, oumesmo, substituir os geradores de energia primária. Além disso, dependendodo dimensionamento do motor da presente invenção, é possível transformá-loem uma fonte de alimentação de aparelhos que consomem pouca energia.

Apesar da presente invenção ser descrita com relação aos

motores utilizados em aparelhos denominados receptores elétricos, é possível,ainda, acoplar uma bobina secundária sobreposta à bobina primária, fazendocom que esta segunda bobina capte a energia de retorno ou voltagem deretorno por indução. Adaptando-se um filamento equivalente a um diodo, de

modo a se opor ao fluxo da energia de retorno, obtém-se resistência àpassagem da corrente elétrica e, consequentemente o superaquecimento doreferido filamento, tal como ocorre nas resistências elétricas de chuveiros.

Dessa maneira, o motor eletromagnético da presente invençãopode funcionar como equipamento aquecedor, o qual obtém calor por efeito

Joule, sem com isso consumir energia das fontes de alimentação primárias,visto que a energia consumida para esse aquecimento advém dos picos devoltagem de retorno.

Assim, diante de todo o acima exposto, fica claro que o motoreletromagnético, objeto da presente invenção, consegue obter um ganho deenergia, devido ao aproveitamento da voltagem de retorno, bem como aredução considerável das perdas, consideradas intrínsecas nos motores doestado da técnica.

Claims

Reivindicações

1. MOTOR ELETROMAGNÉTICO, caracterizado porcompreender pelo menos um estator (1) constituído por uma bobina (2)formada por fios condutores cujos terminais (T1, T2) são conectados respectivamente aos pólos positivo (P1) e negativo (P2) de uma fonte dealimentação (3), sendo que entre os referidos terminal (T2) e o pólo negativo(P2) é disposta uma chave liga-desliga (4) posicionada adjacente ao eixo (5) deum rotor (6), na extremidade do referido eixo (5) é fixado um atuador (8) da ditachave liga-desliga (4), sendo que a referida bobina (2) compreende um campo magnético bidirecional, respectivamente, na alimentação e na cessação dacorrente elétrica.

2. MOTOR ELETROMAGNÉTICO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o colapso do campo magnéticogerado compreende um pico de voltagem de retorno de polaridade inversa a do campo magnético de alimentação.

3. MOTOR ELETROMAGNÉTICO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a bobina (2) é constituída peloenrolamento de um fio condutor em dois setores (A, B) com a mesmaquantidade de espiras e defasados axialmente um do outro.

4. MOTOR ELETROMAGNÉTICO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fonte de alimentação (3)fornece corrente contínua.

5. MOTOR ELETROMAGNÉTICO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fonte de alimentação (3) é uma bateria de corrente contínua.

6. MOTOR ELETROMAGNÉTICO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido atuador (8) é um imãpermanente cujo campo magnético é perpendicular ao eixo de rotação (5) dorotor (6).

7. MOTOR ELETROMAGNÉTICO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a chave liga-desliga (4) é umachave magnética do tipo ampola Reed, chave óptica, ou um circuito pulsante PWM.

8. MOTOR ELETROMAGNÉTICO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender, adicionalmente, umeletroímã (9) constituído de uma barra envolvida por espiras de um fiocondutor, disposto fora do estator (1) e perpendicular ao referido eixo (5).

9. MOTOR ELETROMAGNÉTICO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender um mecanismogerador de energia acoplado na saída do eixo do rotor 6.

10. MOTOR ELETROMAGNÉTICO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato da bobina (2) é constituída por quatro setores defasados axialmente e perpendicularmente.

11. MOTOR ELETROMAGNÉTICO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato da bobina (2) é constituída por seissetores defasados entre si.

12. MOTOR ELETROMAGNÉTICO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da bobina (2) é constituída por oitosetores defasados entre si.

13. EQUIPAMENTO GERADOR DE TORQUE DE TRABALHO,caracterizado por compreender pelo menos um motor eletromagnéticoconstituído por pelo menos um estator (1) formado por uma bobina (2) de fios condutores cujos terminais (T1, T2) são conectados respectivamente nos pólospositivo (P1) e negativo (P2) de uma fonte de alimentação (3), sendo que entreos referidos terminal (T2) e o pólo negativo (P2) é disposta uma chave liga-desliga (4) posicionada adjacente ao eixo (5) de um rotor (6), na extremidadedo referido eixo (5) é fixado um atuador (8) da dita chave liga-desliga (4), sendoque a referida bobina (2) compreende um campo magnético bidirecional,respectivamente, na alimentação e na cessação da corrente elétrica.

14. EQUIPAMENTO GERADOR DE TORQUE DE TRABALHO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a bobina (2) éconstituída pelo enrolamento de um fio condutor em dois setores (A, B) com amesma quantidade de espiras e defasados axialmente um do outro.

15. EQUIPAMENTO GERADOR DE TORQUE DE TRABALHO,de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a fonte de alimentação (3) fornece corrente contínua.

16. EQUIPAMENTO GERADOR DE TORQUE DE TRABALHO,de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a fonte dealimentação (3) é uma bateria de corrente contínua ou alternada retificada.

17. EQUIPAMENTO GERADOR DE TORQUE DE TRABALHO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o referidoatuador (8) é um imã permanente cujo campo magnético é perpendicular aoeixo de rotação (5) do rotor (6).

18. EQUIPAMENTO GERADOR DE TORQUE DE TRABALHO,de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a chave liga- desliga (4) é uma chave magnética do tipo ampola Reed, chave óptica ou umcircuito pulsante PWM.

19. EQUIPAMENTO GERADOR DE TORQUE DE TRABALHO,de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de compreender,adicionalmente, um eletroímã (9) constituído de uma barra envolvida por espiras de um fio condutor, disposto fora do estator (1) e perpendicular aoreferido eixo (5).

20. EQUIPAMENTO GERADOR DE TORQUE DE TRABALHO,de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de compreender ummecanismo gerador de energia acoplado na saída do eixo do rotor 6.

21. EQUIPAMENTO GERADOR DE TORQUE DE TRABALHO,de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de compreender umasérie de motores eletromagnéticos.

22. EQUIPAMENTO GERADOR DE TORQUE DE TRABALHO,de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de compreender umasérie de rotores (6') dispostos de forma adjacente e interligados por um mesmoeixo (5'), sendo cada rotor (6') disposto dentro de um estator (1) próprio.

23. EQUIPAMENTO GERADOR DE TORQUE DE TRABALHO, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a série demotores eletromagnéticos são interligados por meio de engrenagens (10).

24. EQUIPAMENTO GERADOR DE TORQUE DE TRABALHO,de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato da bobina (2) éconstituída por quatro setores defasados axialmente e perpendicularmente.

25. EQUIPAMENTO GERADOR DE TORQUE DE TRABALHO,de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato da bobina (2) é constituída por seis setores defasados entre si.

26. EQUIPAMENTO GERADOR DE TORQUE DE TRABALHO,de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato da bobina (2) éconstituída por oito setores defasados entre si.