BRPI1105607A2

BRPI1105607A2 - mÁquina elÉtrica rotativa e sistema de geraÇço de energia eàlica

Info

Publication number: BRPI1105607A2
Application number: BRPI1105607-0A
Authority: BR
Inventors: Yasuhiro Miyamoto; Hiroshi Tsumagari; Daisuke Morishita
Original assignee: Yaskawa Denki Seisakusho Kk
Priority date: 2011-01-20
Filing date: 2011-11-17
Publication date: 2013-05-07
Also published as: US20120187696A1; CN202405973U; CN102611224A; US8937417B2; TW201233900A; EP2479873A2

Abstract

MÁQUINA ELÉTRICA ROTATIVA E SISTEMA DE GERAÇçO DE ENERGIA EàLICA. A presente invenção refere-se a uma máquina elétrica rotativa que inclui um rotor que inclui uma porção de eixo rotativo, um garfo de rotor circunda a porção de eixo rotativo e um núcleo de rotor, disposto na superfície periférica externa do garfo de rotor, que tem uma pluralidade de ímãs permanentes circunferencialmente dispostos neste em intervalos, e um estator disposto para ser oposto à superfície periférica externa do rotor, enquanto o garfo de rotor e a porção periférica interna do núcleo de rotor são fixados uns aos outros com um elemento fixador.

Description

10

Relatório Descritivo da Patente de Invenção P-"^

naeuétr.ca rotativa ε sistema degeraçao energia

eólica".

Antecedi^

£ãmEaá^nte —o refere-se a » ^uina elétrica rotativa e um sistema de geração de energia eólica.

β—^ΞΞΞ— gue indui um rotor gue inclui um núcleo de rotor gue tem uma pluralidade de imãs permanentes ««u^

número 2000-

A patente —, gue inclui um

qo/v^r descreve um motor IHM (maquina

, de ímãs de terras raras (.ma P um ^q

p——-«·*

rn 2000 324738 entretanto, o eixo rotativo é f.xado por

0 ÇS0 pública numero 2000 3247 ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^

contração dentro do nuc e de desvante,osa a du-

ξξξξξξξ

por contração.

^^^ - f · nmnosta a fim de solucionar os proble-

A presente invenção foi proposta a Tim ue

PI11056^7-0 mas mencionados acima, e um objetivo da presente invenção IporclOnar uma máquina elétrica rotativa e um sistema de geraçao de - pZ eólica cada um tendo um rotor que pode ser aprimorado em durab,,-

dade e montado por um método simples.

A fim de atingir o objetivo mencionado acima, uma maqu,na ele-

trica rotativa, de acordo com um primeiro aspecto da P—^ CUi um rotor que inclui uma porção de eixo rotat,vo, um garfo de rotor que circunda a porção de eixo rotativo e um núcleo de rotor, disposto na superf- cie^eriférica externa do garfo de rotor, que tem uma P—^ ^

, permanentes circunferencialmente

ator disposto pra ser oposto à superficie periférica externa do rotor, enquan Io o garfo de rotor e a porção periférica interna do nOCeo de rotor sao f,xa-

dos uns aos outros com um elemento de feaçao.

da presente invenção, conforme descrito acima no presente documento, o II rotor e a porção periférica interna do n.cleo de rotor são xados uns aos outros com o elemento de fixação. Deste modo, nenhuma tensão ei;, que resulta do calor gerado na fixação por contração éapl,cada ao

oto Ido garfo de rotor uns aos outros através da fixação por

Itar o Ir, de modo que a durabilidade do rotor -J^

Ademais, nenhum equipamento de aquecimento é requendo P»^ por contração, de medo que o rotor possa ser montado por um método s,m-

P'eS' Um sistema de geração de energia eólica, de acordo com um

segundo aspecto da presente invenção, inclui um gerador de energ,£ Jui um rotor e um estator disposto para ser oposto a superfic, penfenca externa do rotor e uma ,ãmina conectada ao rotor do gerador de energ , enquanto o rotor inclui a porção de eixo rotativo, um garfo de rotor que o , C da a porção de eixo rotativo e um n.cleo de rotor, disposto na superf.c periférica^ eterna do garfo de rotor, que tem uma plura.idade de Lentes circunferencialmente dispostos neste em inte.alos, e o garfo de rotor e a porção periférica interna do núcleo de rotor são fixados uns aos

outros a um elemento de fixação

NO sistema de geração de energia eólica, de acordo com o se

gundo aspecto da presente invenção, conforme descrito acima no Ocumen:, o garfo de rotor e a porção periférica interna do núcleo de roto d rotor do gerador de energia são fixados uns aos outros a um elemento de fi- ^o Deste modo, nenhuma tensão residual gue resuKa do calor gerado na ção por contração é aplicada ao rotor montado de maneira dife= caso de fixação do núcleo de rotor e do garfo de rotor uns aos ^ , da fixação por contração ao montar o rotor, de modo que a durab.l.dade do Ior ρ ssa ser aprimorada. Ademais, nenhum equipamento de aquecmento é requerido para a fixação por contração, de modo que o rotor possa ser mon- 3 0 atra Jde um método simpies. Em geral, a a«a durabilidade e requend para um sistema de geração de energia eólica usado ao longo e um per, d longo Em geral, um rotor adicionalmente usado para um gerador de e erg a o sistema de geração de energia eólica é difícil de montar deve- nho grande deste. De acordo com a presente invenção, entretanto,

e do rotor pode ser aumentada e o rotor pode ser montado através de um mLo simples, de modo que um gerador de energia adequado ao s.stema

>0 de geração de energia eólica possa ser proporconado.

Os objetivos, recursos, aspectos e vantagens precedentes e ou- tros da presente invenção tornar-se-ão mais aparentes a partir da segu.nte descrição detaibada da presente invenção guando tomada em conjunto com

OS desenhos em anexo.

? π BreveiDesçn£ão_dos_Desenhos

-AfigürâVéTimdiãgrama esguemático gue mostra a estrutura de

primeira e a guarta modalidades da presente invenção;

a figura 2 mostra um estator e um rotor de um gerador de ener

gia de acordo com a primeira modalidade da presente invenção, guando

Observada a partir de um Iado (ao longo da seta A na figura 1) em uma d,re-

30

ção axial 3 flgura 3 é uma vista ampliada de uma parte principal na figura

a figura 4 é uma vista ampliada da parte mostrada na figura 3 quando o— a partir de outro lado (ao longo da seta B na figura ,na

' direÇâ0 axiaI figura 5 é uma vista transversa, tomada ao longo das lin.as

200,oo — ^ (omada ao ^go das ljnhas

300-300 nas figuras 3 e ^ ^ ^ ^ ^ ^ de

0 rotor do gerador de energia, de acordo com a primeira moda.idade da pre-

Sen,e "ura 8 ilustra porres de n.cleo „ue constituem um n.cleo de rotor d0 gerador de energia, de acordo com a primeira modalidade da Pre-

Sentó figura 9 é uma vista em perspectiva que mostra uma porca

empregada para montar o nOcleo de rotor do^ « ^ oom a primeira moda.idade, ou cada um dos ™ e0S de de energia, de acordo com as segunda a quarta moda„dades

inVenÇã° Τι:" " ITvista transversa, ,ue ilustra um procedimento

nergia de acordo com a segunda modalidade da presente —o, ,uando quando observada a partir de outro lado na direção a»al; a figura 14 é uma vista ampliada de um rotor do gerado, de

energia, de acordo oom a terceira modalidade da presente invenção, quando

observada a partir de um lado em uma direção axial;

a figura 15 é uma vista ampliada do rotor mostrado na figura 14

quando observada a partir de outro lado na direção axial;

a figura 16 é uma vista transversal tomada ao longo das Unhas

400-400 nas figuras 14 e 15;

a figura 17 é uma vista transversal tomada ao longo das Unhas

500-500 nas figuras 14 e 15; . „

a figura 18 é uma vista ampliada de um rotor do gerador de e-

nergia, de acordo com a quarta modalidade da presente invenção, quando

observada a partir de um lado em uma direção axral;

a figura 19 é uma vista ampliada do rotor mostrado na figura 18

quando observada a partir de outro lado na direção axial;

a figura 20 é uma vista ampliada de um rotor, de acordo com

uma modificação da terceira modalidade da presente invenção, quando

observada a partir de um lado em uma direção ax.al;

a figura 21 é uma vista ampliada do rotor mostrado na figura 20

quando observada a partir de outro lado na direção axial;

a figura 22 é uma vista transversa, de um rotor, de acordo com

" uma modificação de cada uma das primeira, segunda e quarta modalidades

da presente invenção ao longo de uma direção ax,al;

a figura 23 é uma vista transversa, de um rotor, de acordo com

outra modificação da terceira moda,idade da presente invenção ao longo de

" ^ díreÇâd 24 é um diagrama esquemãtico que mostra a estrutu- ra de um sistema de geração de energia e6lica, de acordo com uma mo- dificação de cada uma das primeira a quarta modalidades da presente

invenção.

,^,^dãlidãdes^ã^presente invenção serão descntas agora com referência aos desenhos. 10

15

(Primeira Modalidade} .

ίΕΠΕ-a estrutura de um sistema de geração de energ,a eoh-

ca ,00 que inclui um gerador de energia 1, de acordo com a primeira moda-

Γβ enchia 1 é um exempio da "m.cuina elétrica rotativa" na presente ,nven-

ça0" t . 0 4 „ sictema de aeração de ener- Conforme mostrado na ngu.«a ., - ------

gia eólica ,00 é constituído pelo gerador de energia 1, uma nace.a2, um ub0 dc rotor 3. uma pluralidade de pás 4 e uma torre (p„ar gerador de energia 1 é armazenado na nacela 2. O cubo do rot e c e ado a um eixo 21, posteriormente descrito, do gerador de energ a . A P

A estrutura do gerador de energia 1, de acordo com a primeira modalidade da presente invenção, será descrita agora com referénca as

forme mostrado na figura 2. O estator 10 é disposto oposto a supere, pe. férica externa do rotor 20 em um espaço prescrito (vao). O s a or 10 em , um formato cilíndrico que circunda o rotor 20. Adema.s, oes,t eη,ι tuido por um núcleo de estator 11 dotado de uma p,ura„dade de fen as 1a e um enroiamento 12. A p.uralidade de fendas 11a é disposta em —

substancialmente equiangu,ares ao ,ongo da periferia ^ * *

estator 11. O enroiamento 12 é enrolado entre a p,ura,idade de fendas 11a

de uma maneira concentrada ou distribuída.

O rotor 20 é constituído pelo eixo 21, uma roda de rotor 22, um

garfo de rotor 23 e um núcleo de rotor 24. O eixo 21 é um exemplo da "po, J de eixo rotativo" na presente «o. A roda de rotor 22 * um exemplo

do "elemento de suporte" na presente invenção.

O eixo 21 é inserido em um orifício de recepção de eixo 22a

proporcionado nas proximidades de uma porçSo centra, da roda de^ para se estender em uma direto X (vide figura 1) (daqu, por d,ante refenda como uma direção axial) através do centro do rotor 20. A roda de rotor 22 tem a forma de um disco que circunda o eixo 21 e fica em contato com a superfície periférica interna do garfo de ro.or 23. A roda de rotor 22 e dotada de uma pluralidade de aberturas 22b que passam através da mesma na d, reção axial. O garfo de rotor 23 tem a forma de um cilindro que circundado eixo 21 e que tem uma superfície periférica interna em contato com a porção periférica externa da roda de rotor discoide 22. O garfo de rotor cilíndrico 23 é formado de modo que o comprimento L deste na direção axial se)a ma.or que a espessura t da roda de rotor discoide 22, conforme mostrado nas figu-

ras 5 θ 6

Conforme mostrado na figura 2, o núcleo de rotor 24 tem a forma de um cilindro que tem uma superfície periférica, interna disposta na superf,- cie periférica externa do garfo de rotor 23. Ademais, o núcleo de rotor 24 e constituído por uma piuralidade de placas de aço eletromagnéticas empilha- das para se sobreporem na direção axial, conforme mostrado nas figuras 5 e 6 De acordo com a primeira modalidade, o núcleo de rotor 24 é dividido em duas porções em uma porção central na direção axial. Em outras palavras, o núcleo de rotor 24 é constituído por um núcleo de rotor 24a (porção do nu- oieo de rotor 24 em um lado (ao longo da seta A na figura 1) na direção ax,- ai) e outro núcleo de rotor 24b (porção do núcleo de rotor 24 em outro lado (ao longo da seta B na figura 1) na direção axial), que são dispostos para se

sobreporem na direção axial. _

Conforme mostrado nas figuras 2 a 4, uma pluralidade de ,mas

permanentes 30 e uma pluralidade de ímãs permanentes 31 são circunfe- rencialmente embutidos em porções dos núcleos de rotor 24a e 24b proxr- mas às porções periféricas externas destes em intervaios na direção de ro; tação (daqui por diante referida como uma direção circunferência,) respect,- vamente. A estrutura do núcleo de rotor 24a (24b) que tem os ímãs perma- nentes 30 (31) embutidos neste é geralmente referida como uma estrutura

IPM (ímã permanente interior).

De acordo com a primeira modalidade, o núcleo de rotor 24a formado ao dispor de maneira circunferência,mente alternada as prime.ras porções de polo magnético 241a que têm os ímãs permanentes 30 e as se- gundas porções de polo magnétioo 242a que não têm os ímãs permanentes uma a uma, contorne mostrado nas figuras 2 e 3. De maneira ,Mar. o núcleo de rotor 24b é formado ao dispor de maneira circunferencialmente alternada as primeiras porções de polo magnético 241b que têm os ímãs

permanentes 31 e as segundas porções de polo magnético 242b que nao

odalidade conforme têm ímãs permanentes 31 uma a m.» κ.....-- -Jl-

mostrado na figura 4.

Conforme posteriormente descrito, a pluralidade de ímãs perma-

0 nentes 30 é magnetizada de modo que as direções de magnetização rad,al destes sejam idênticas umas às outras (de modo que os polos norte se,am proporcionados nos lados periféricos externos). A pluralidade de ímãs per- manentes 31 também é magnetizada de modo que as direções de magnet,- zação radial (opostas às direções de magnetização dos ímãs permanentes , 5 30) destes sejam idênticas umas às outras (de modo que os polos sul se.am proporcionados nos lados periféricos externos). A estrutura do núcleo de rotor 24a (24b) que tem a pluralidade de ímãs permanentes 30 (31) crcunfe- rencialmente disposta de modo que as direções de magnetização rad,al des- tes sejam idênticas umas às outras é geralmente referida como uma estrutu-

ra de polo conseqüente.

Conforme mostrado nas figuras 3 e 4, as superfícies latera.s pe- riféricas externas das porções de cobertura de ímã 243, posteriormente des- critas das primeiras porções de polo magnético 241a (241b) são formadas para terem formatos convexos dotados de porções superiores que corres- pondem às porções centrais dos ímãs permanentes 30 (31) na direção cr- cunferencial, conforme observadas a partir da direção axial. De maneira si- milar as superfícies laterais periféricas externas das segundas porções de polo magnético 242a (242b) são formadas para terem formatos convexos dotados de porções superiores que correspondem às porções centra,s das segundas porções de polo magnético 242a (242b) na direção circunferencal, conforme observadas a partir da direção axial. As porções superiores das primeiras porções de polo magnético 241a (241b) e das segundas porçoes 10

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de ρο,ο magnético 242a (242b) gue tém os formatos convexos s spo^as para fora além das porres de acoplamento 245, postenormente descntas, da primeiras porções de ρο,ο magnético 241a (241b) na d.reçao rad,a

" As pleiras porções de ρο,ο magnético 241a (241b) sao forma- das para inciuirem as porções de cobertura de ímã 243 gue cobrem os lados e «cos externos dos imãs permanentes 30 (31), pares de espaços vaz.os 244 que expõem ambas as superfícies de extremidade dos et30 31) e pares de porres de acoplamento 245 proporcionados a m d

;e estendirem circunferencialmente para corresponder respect,vãmente aos

narPc de espaços vazios 244.

P As superfícies laterais periféricas externas das porções de co-

bertura de ímã 243 são formadas para terem os formatos convexos dotados rçL superiores gue correspondem às porções centos ex- perientes 30 (31), conforme observadas a partir da d.reçao aOs ca^ os 244a dos espaços vazios 244 mais prõximos às porçoe, *^ nto 246, assim como, às segundas porções de £ dos oara terem formatos transversais arqueados. As porçoes

:; . * e—que as ^ ^

bertura de imã 243 e pares de segundas porções de , (242b) adjacentes às primeiras porções de ρο,ο magnet,co 241a (241b) a o da periferia externa do nOcleo de rotor 24a (24b). De acordo com a ^eira modalidade, o gerador de energia 1 é formado de modo g e - essura radial t1 das porções de acoplamento 245 se,a menor gue a^ e ura radial ,2 das porções centrais das porções de cobe ura d ,ma ^ s Por exemplo a espessura radial ti das porções de acop.amento 245 tem o menl cerca de 1 mm e não mais gue cerca de 1,5 mm, enguan to II essura radia, t2 das porções centrais das porções de cobertura de ,ma 243 tem pelo menos cerca de 3 mm e não mais gue cerca de 4 mrn^ De acordo com a primeira modalidade, as porções de 246a (246b) para montar os imãs permanentes 30 (31) são proporcionadas paÍ erem continuas aos espaços vazios 244 das primeiras rZético 241a (241b). As porções de orificio 243a (24Sb) são dotadas de pares de porções de engate 247 que se engatam às porções de porções Iadas 30a (31a), posteriormente descntas. dos

,31, mais próximos à periferia interna do núcleo de rotor 24a (24b) ao entra Z Tm contato com a mesma. O gerador de energia 1 é formado de modo - Ie Targura circunferência, dos espaços entre os pares de porções de en- 3 ^seja gradua,mente reduzida a partir do ,ado pereço interno em

„ ^ Hd roinr ?4a (24b).

direção ao lado periférico externo do o.o. _

Oe acordo com a primeira modalidade, os imãs permanentes 30 ,31) são formados para terem seções substancialmente trapezoidais, con-

l0 L observadas a partir da direção axial. Em outras

■ .· ^a (31 a) são proporcionadas em ambas as superfic.es de extre

r i : 30 (31) de modo que a largura circunferência,

Tos ímãs permanentes 30 (31) seja gradualmente reduzida a partir - a o periférico Lerno em direção ao ,ado periférico externo do nucleo de rotor

24a<24b)" De acordo com a primeira modalidade, os imãs permanentes 30

embutidos nas primeiras porções magnéticas 241a do ^ cs imãs permanentes 31 embutidos nas primeiras porçoes de polo magnet, 24 b do núcleo de rotor 24b são magnetizados para terem polandades dtferentes umas das outras nos lados periféricos externos. Ma,s

"os imãs permanentes 30 são magnetizados de modo que os po, ToTe sejam proporcionados nos lados periféricos externos em um estado monta: nasces de orifício 243a do núcleo de rotor 2== adesivo ou similar, conforme mostrado na figura 3. Por outro lado, os ,mas lentes 31 são magnetizados de modo que os polos sul sejam propor

InadOS nos lados periféricos externos em um estado —o ^

conforme mostrado na figura 4.

De acordo com a primeira moda.idade, os núcleos de rotor 24a

24b são dispostos para se sobreporem na direção axial em um esta o em se JL uns dos outros em um ângulo prescnto rico) na direção de rotação, conforme mostrado nas figuras 3 a 6. Em 10

palavras, cs núcleos de rotcr 24a e 24b são dispostos de modo que as pn- Liras porções de polo magnético 241a do núcleo de rotor 24a e as segun- L por aes de polo magnético 242b do núcleo de rotor 24b correspon am „ J às outras encanto as segundas porres de polo -ne.oo 42 d núcleo de rotor 24a e as primeiras porções de polo magnet.co 241b cleo de rotcr 24b correspondam umas às outras. Os comprimentos ax,a, dos núcleos de rotor 24a e 24b são metade (L/2) do comprimento axial

qarfo de rotor 23.

De acordo com a primeira modalidade, o núcleo de rotor 24a

(24b) é formado para ser divisivel na direção circunferencial para pluralidade de porções de núcleo 240. conforme mostrado nas figuras 2 H os limites entre a pluralidade de porções de núcleo 240 sao d,sP stos η porções que correspondem às segundas porções de polo magnet,co 242a (242b) do núcleo de rotor 24a (24b). Mais especificamente, os .imites en re a pluralidade de porções de núcleo 240 são dispostos nos Iimi^magras porções centrais das segundas porções de polo magnefco 242a 242b)^na

1 ão circunferencial) das segundas porções de polo (242b) Em outras palavras, os limites entre a p.uralidade de porções de nu- leo 240 são dispostos para se sobreporem aos eixos de linha simetnca v,- , de uma Iinba reta 11 na figura 7) de campos magnéticos estáticos gerados

pelos imãs permanentes 30 no núcleo de rotor 24 (24a).

De acordo com a primeira modalidade, os Iimrtes entre a plural,- dade de porções de núcleo 240 são dispostos a cada quatro segundas po, ções de polo magnético 242a (242b), conforme mostrado nas figuras 4. Em outras palavras, cada pluralidade de porções de núCeo 240 e formada ara inciuir três pnmeiras porções de polo magnético 241a «»

ntre quatro segundas porções de polo magnético 242a (242b). A

e porções de núcleo 240 é formada para ter formatos substancalmente idênticos (formatos substancialmente arqueados, conforme obse-d partir da direção axial) obtidos ao dividir o núcleo de rotor ^ndnco 24a ( 4 ) em intervalos substancialmente equiangulares, conforme mostrado nas f,gu

30

ras 2 a 4 e 8. 10

15

20

Conforme mostrado nas figuras 2 a 7, a porção periférica interna do núcleo de rotor 24a (24b) e o garfo de rotor 23 são fixados uns aos outros por elementos de fixação que consistem em porcas 41 e parafusos 42, para serem fixados uns aos outros. As porcas 41 e os parafusos 42 são dispostos em porções da porção periférica interna do núcleo de rotor 24a (24b) que correspondem às segundas porções de polo magnético 242a (242b), e ,s- postos nos limites entre a pluralidade de porções de núcleo 240 que O núcleo de rotor 24a (24b). As porcas 41 e os parafusos 42 são exemplos

do "elemento de fixação" na presente invenção.

Cada porca 41 é formada para ser inserida em um orifíco de re- cepção de porca correspondente 240a, posteriormente descrito, proporco- nado na porção periférica interna do núcleo de rotor 24a (24b), conforme mostrado nas figuras 5 e 6. Ademais, cada porca 41 é formada para se es- tender na direção axial no estado inserido no orifício de recepção de porca 240a Mais especificamente, cada porca 41 tem a forma de um paralelepi- pedo retangular que tem o comprimento U2. Esta porca 41 é dotada de uma pluralidade de (dois na primeira modalidade) orifícios rosqueados 41a, que têm roscas internas formadas nas superfícies internas destes, ao longo da direção extensional (direção axial) destas. Os parafusos 42 são formados para serem inseridos nos orifícios de recepção de parafuso 23a (vide frguras e 6) posteriormente descritos, proporcionados na superfície perifénoa in- terna do garfo de rotor 23. Ademais, os parafusos 42 são formados para se- rem encaixados nos orifícios rosqueados 41a das porcas 41 através das porções de sulco 240b (vide figuras 3 a 8), posteriormente descritas, das porções de núcleo 240 que constituem o núcleo de rotor 24a (24b).

Uma pluralidade de orifícios de recepção de porca 240a e pro- porcionada nas porções perfféricas internas das porções de núcleo 240 que constituem o núcleo de rotor 24a (24b), conforme mostrado nas figuras 3, 4, 7 e 8 A Pluralidade de orifícios de recepção de porca 240a tem a fomna de , retângulos substancialmente idênticos ao tamanho das porcas 41, conforme observadas a partir da direção axial. A pluralidade de porções de sulco 240b é proporcionada para corresponder, respectivamente, à pluralidade de onfi- cios de recepção de porca 240a. A pluralidade de porções de sulco 240b tem a forma de sulcos que conectam os orifícios de recepção de porca 240a e as superfícies periféricas internas das porções de núcleo 240 que constitu- em o núcleo de rotor 24a (24b). Conforme mostrado na figura 8, as porçoes de sulco 240b são formadas de modo que a largura de sulco Wl destas seja menor que a largura de orifício W2 dos orifícios de recepção de porca 240a. A pluralidade de orifícios de recepção de porca 240a é disposta em interva- los substancialmente equiangulares ao longo da direção circunferencal do núcleo de rotor 24a (24b), conforme mostrado nas figuras 3 e 4. Adema.s, a pluralidade de orifícios de recepção de porca 240a e a pluralidade de por- ções de sulco 240b são proporcionadas para se estenderem ao longo da

direção axial, conforme mostrado nas figuras 5 e 6.

Os orifícios de recepção de parafuso 23a são proporcionados

em porções (diferentes daquelas nas quais a roda de rotor 22 e o garfo de rotor 23 ficam em contato uns com os outros) da superfície periférica ,nterna do garfo de rotor cilíndrico 23 que se projeta a partir da roda de rotor 22 para passarem através das superfícies períéricas internas e externas do garfo de rotor 23 conforme mostrado nas figuras 5 e 6. Uma pluralidade de (do» na primeira modalidade) orifícios de recepção de parafuso 23a é proporconada ao longo da direção extensional (direção axial) de cada porca 41, de modo que os parafusos correspondentes 42 possam ser encaixados na porca 41

inserida no orifício de recepção de porca correspondente 240a.

Conforme mostrado nas figuras 3, 4 e 6 a 8, os primeiros sulcos

de recepção de chaveta 240ç que se estendem na direção axial são forma- dos nas superfícies periféricas internas das porções de núcleo 240 que constituem o núcleo de rotor 24a (24b). Ademais, os segundos sulcos de recepção de chaveta 23b são formados na superfície periférica externa do garfo de rotor 23, que correspondem aos primeiros sulcos de recepção de chaveta 240c. Os elementos de chaveta 43 que consistem em chavetas pa- ) ralelas, ou similares, são inseridos em uma pluralidade de orifícios de recep- ção de chaveta 50 formados pelos primeiros e segundos sulcos de recepção de chaveta 240c e 23b. A pluralidade de orifícios de recepção de chaveta 50 é disposta nas porções em que a porção periférica interna do núcleo de rotor 24a (24b) e a porção periférica externa do garfo de rotor 23 ficam em contato umas com as outras em intervalos substancialmente equiangulares (v,de figura 2) ao longo da direção circunferencial. Mais especificamente, os onfi- cios de recepção de chaveta 50 são dispostos nas proximidades das por- ções centrais das porções periféricas internas das porções de núcleo 240 que constituem o núcleo de rotor 24a (24b) em uma direção ao longo da d,-

reção circunferencial.

Um procedimento de montagem do rotor 20 do gerador de ener- gia 1, de acordo com a primeira modalidade da presente invenção, será des- crito agora com referência às figuras 2 a 11.

Primeiro o eixo 21 é inserido no orifício de recepção de e,xo 22a

da roda de rotor discoide 22 e o garfo de rotor cilíndrico 23 é montado na porção periférica externa da roda de rotor 22, conforme mostrado nas figuras

2' 5 6 6" Então o núcleo de rotor 24 (núcleos de rotor 24a e 24b) que consiste na plura,idade de porções de núcíeo 240 é montado na superfíce periférica externa do garfo de rotor 23, conforme mostrado nas figuras 2 a 4 e 7 Mais especificamente, a pluralidade de porções de núcleo substancal- mente arqueadas 240 (vide figura 8) é disposta na superfície penfenca ex- terna do garfo de rotor cilíndrico 23 de uma maneira circunferencialmente combinada que constitui, deste modo, os dois núcleos de rotor cilindncos 24a e 24b qúe têm as superfícies periféricas internas em contato com a su- perfície periférica externa do garfo de rotor 23.

Neste momento, os núcleos de rotor 24a e 24b são formados de

modo que os imãs permanentes 30 e 31 embutidos nos núcleos de rotor 24a e 24b tenham, respectivamente, polaridades diferentes umas das outras nos ,ados periféricos externos. Mais especificamente, os núcleos de rotor 24a e 24b são formados de modo que os polos norte sejam proporcionados nos 3 lados periféricos externos dos ímãs permanentes 30 embutidos no núcleo de rotor 24a enquanto os polos sul são proporcionados nos lados penféncos externos dos ímãs permanentes 31 embutidos no núcleo de rotor 24b. Ademais, neste momento, os núcleos de rotor 24a e 24b sao dispostos na superfície periférica externa do garfo de rotor 23 para se sobre- porem na direção axiai no estado de desvio através do ângulo prescnto (180· em ângulo elétrico) na direção de rotação. Mais especificamente, os núcleos de rotor 24a e 24b são dispostos na superfície periférica externa do garfo de rotor 23 de modo que as primeiras porções de polo magnético 24 a do núcleo de rotor 24a e as segundas porções de Polo magnético 242b do núcleo de rotor 24b correspondam umas às outras enquanto as segundas porções de polo magnético 242a do núcleo de rotor 24a e as primeiras por- ções de polo magnético 241b do núcleo de rotor 24b correspondem umas as

outras.

Então as porções de sulco 240b das porções de núcleo 240 que constituem o núcleo de rotor 24a (24b) e os orifícios de recepção de parafu- so 23a do garfo de rotor 23 são alinhadas umas às outras. Ademais, os pn- meiros sulcos de recepção de chaveta 240c das porções de núcleo 240 do núcleo de rotor 24a (24b) e os segundos sulcos de recepção de chaveta 23b

do garfo de rotor 23 são alinhados uns aos outros.

Então, o garfo de rotor 23 e a porção periférica interna do núcleo

de rotor 24a (24b) dispostos na superfície periférica externa desta são fixa- dos uns aos outros através da fixação dos mesmos a cada elemento de fixa- ção que consiste em cada porca 41 e aos parafusos correspondentes 42, conforme mostrado na figura 10. Mais especificamente, cada porca 41 (v,de figura 9) sob a forma do paralelepípedo retangular é inserida primeiro no ori- fício de recepção de porca 240a da porção de núcleo correspondente 240 do núcleo de rotor 24a (24b). Então, os parafusos 42 são inseridos nos cnficos de recepção de parafuso 23a do garfo de rotor 23 a partir do lado interno do garfo de rotor 23. Então, Θ5 parafusos 42 são encaixados nos orifícos ros- queados 41a da porca 41 através dos orifícios de recepção de parafuso cor- respondentes 23a do garfo de rotor 23 e a porção de sulco 240b da porção , de núcleo correspondente 240 do núcleo de rotor 24a (24b) alinhadas umas

às outras da maneira mencionada acima.

Finalmente, cada elemento de chaveta 43 que consiste em uma 10

15

20

chaveta paralela, ou similar, é axialmente inserido no orifício de recepção de chaveta correspondente 50 que consiste no primeiro sulco de recepção de chaveta 240c da porção de núcleo correspondente 240 do núcleo de rotor 24a (24b) e no segundo sulco de recepção de chaveta correspondente 23b do garfo de rotor 23 alinhados uns aos outros da maneira mencionada ao- ma conforme mostrado na figura 11. Deste modo, o rotor 20 do gerador de energia 1, de acordo com a primeira modalidade da presente invenção, e

montado. .

De acordo com a primeira modalidade, conforme descnto acima

no presente documento, o garfo de rotor 23 e a porção periférica interna do núcleo de rotor 24 são fixados (ligados) uns aos outros com as porcas e os parafusos 42 de modo que nenhuma tensão residual que resulta do ca- tar gerado na fixação por contração seja aplicada ao rotor montado 20 de maneira diferente em um caso de fixar o núcleo de rotor 24 e o garfo de rotor 23 uns aos outros através da fixação por contração a fim de montar o rotor 20 de modo que a durabilidade do rotor 20 possa ser aumentada. Ademais, as espessuras das porções de cobertura de ímã 243 e as por- ções de acoplamento 245 podem ser reduzidas devido ao aprimoramento na durabilidade do rotor 20. Quando as espessuras das porções de cober- tura de ímã 243 e das porções de acoplamento 245 forem reduzidas, a densidade de fluxo magnético no vão entre a porção periférica externa do núcleo de rotor 24 e a porção periférica interna do núcleo de estator 11 e aprimorada, e o fluxo de vazamento através das porções de acoplamento 245 pode ser reduzido. Ademais, nenhum equipamento de aquecimento e requerido para a fixação por contração, de modo que o rotor 20 possa ser montado por um método simples. Em geral, a alta durabilidade é requer,da em um sistema de geração de energia eólica usado ao longo de um perío- do longo. Em geral, ademais, um rotor usado para um gerador de energ.a do sistema de geração de energia eólica é difícil de montar devido ao ta- 3 manho grande deste. De acordo com a primeira modalidade, a durab.l.dade do rotor 20 pode ser aumentada e o rotor 20 pode ser montado através de um método simples, de modo que o gerador de energia 1 adequado ao s,s- tema de geração de energia eólica 100 possa ser proporcionado.

De acordo com a primeira modalidade, conforme descrito acma no presente documento, o núcleo de rotor 24 é formado para ser dívisível na direção circunferencial, para incluir a pluralidade de porções de núcleo 240. Deste modo, o número de materiais gastos na fabricação do núcleo de rotor 24 pode ser reduzido quando comparado a um caso de formação do núcleo de rotor 24 por placas de aço arqueadamente perfuradas, de modo que a produção dos materiais para o núcleo de rotor 24 possa ser aprimorada. Em geral os materiais para o núcleo de rotor 24 usado para o gerador de ener- gia 1 do sistema de geração de energia eólica 100 são facilmente desperdi- çados devido ao tamanho grande do núcleo de rotor 24. De acordo com a primeira modalidade, entretanto, a produção dos materiais para o núcleo de rotor 24 pode ser aprimorada, de modo que o núcleo de rotor 24 adequado , ao sistema de geração de energia eólica 100 possa ser proporcionado.

De acordo com a primeira modalidade, conforme deserto acma no presente documento, as porcas 41 e os parafusos 42 são dispostos nos limites entre a pluralidade de porções de núcleo 240. Deste modo, as por- ções periféricas internas dos limites entre a pluralidade de porções de núcleo 240 podem ser pressionadas contra a superfície periférica externa do garfo de rotor 23 com as porcas 41 e os parafusos 42. Consequentemente, pode- se impedir que a porção periférica externa do núcleo de rotor 24 cause as etapas nos limites entre a pluralidade de porções de núcleo 240 quando o garfo de rotor 23 e o núcleo de rotor 24 forem fixados uns aos outros.

De acordo com a primeira modalidade, conforme descrito acma no presente documento, o núcleo de rotor 24 tem a forma do cilindro que tem a superfície periférica interna disposta na superfície periférica externa do garfo de rotor 23, e a pluralidade de porções de núcleo 240 que constitu, o núcleo de rotor 24 é formada para ter os formatos substancialmente idênti- cos obtidos dividindo-se o formato cilíndrico nos intervalos substancialmente , equiangulares. Deste modo, um rendimento de fabricação das porçoes de núcleo 240 pode ser aprimorado, de maneira diferente a um caso de forma- ção da pluralidade de porções de núcleo 240 em formatos diferentes. De acordo com a primeira modalidade, conforme descrito acima no presente documento, o núcieo de rotor 24 (núcleos de rotor 24a e 24b) é formado ao dispor de maneira circunferencialmente alternada a pluralidade de primeiras porções de polo magnético 241a e 24lb que têm os ímãs per- manentes 30 (31) e a pluralidade de segundas porções de polo magnet,co 242a e 242b que não têm imãs permanentes 30 (31) uma a uma. Ademais, as porcas 41 e os parafusos 42 são dispostos nas porções da porção penfe- rica interna do núcleo de rotor 24 que correspondem às segundas porçoes de polo magnético 242a e 242b. Deste modo, as porcas 41 e os parafusos 42 são dispostos nas porções em que a distribuição do fluxo magnético ge- rado a partir dos imãs permanentes 30 (31) é mais grosseira, de modo que se possa impedir que as porcas 41 e os parafusos 42 exerçam má influência

magnética no gerador de energia 1.

De acordo com a primeira modalidade, conforme descrito acma

no presente documento, cada porca 41 é formada para se estender em dire- ção ao núcleo de rotor 24 na direção axial e incluir a pluralidade de orificos rosqueados 41a ao longo da direção axial. Ademais, a pluralidade de para- fusos 42 é disposta ao longo da direção extensional da porca 41, e encapa- da na pluralidade de orifícios rosqueados 41a da porca 41. Deste modo, o núcleo de rotor 24 e õ garfo de rotor 23 podem ser facilmente fixados uns aos outros ao longo da direção axial a cada porca 41 que se estende na di- reção axial e a pluralidade de parafusos 42 encaixada na pluralidade de on- ,icios rosqueados 41a proporcionados na porca 41 ao longo da direção ax,al, e o número (número de componentes) de porcas 41 pode ser reduzido.

De acordo com a primeira modalidade, conforme descrito acima no presente documento, os orifícios de recepção de porca 240a que rece- bem as porcas 41 e as porções de sulco 240b que conectam os onficos de recepção de porca 240a e a superfície periférica interna do núcleo de rotor 24 uns aos outros são proporcionados na porção periférica interna do núcleo j de rotor 24 Os orificios de recepção de porca 240a e as porções de sulco 240b são proporcionados para se estenderem na direção axial do núcleo de rotor 24 enquanto o gerador de energia 1 é formado de modo que a largura de sulco Wl das porções de sulco 240b seja menor que a largura de orifico W2 dos orifícios de recepção de porca 240a. Ademais, a pluralidade de parafusos 42 é encaixada na pluralidade de orifícios rosqueados 41a de cada porca 41 inserida no orifício de recepção de porca correspondente 240a através da porção de sulco correspondente 240b que se estende na

direção axial. Deste modo, a largura de sulco W1 das porções de sulco

____ -i- \M2 rins orifícios de Γβ-

240b é produzida menor que a iargum u=

cepção de porca 240a de modo que as porcas 41 inseridas nos orifícios de recepção de porca 240a possam ser impedidas de se mover (cair) em d,re- ção à porção periférica interna (em direção às porções de sulco 240b) do núcleo de rotor 24. Ademais, as porções de sulco 240b podem ser empre- gadas como guias para inserir os parafusos 42 em direção às porcas 41 inseridas nos orifícios de recepção de porca 240b, de modo que os parafu- sos 41 possam ser facilmente encaixados nos orifícios rosqueados 41a das

porcas 41.

De acordo com a primeira modalidade, conforme deserto acima no presente documento, o rotor 20 é dotado da roda de rotor discoide 22 que circunda o eixo 21 e fica em contato com a superfície periférica interna do garfo de rotor 23. O garfo de rotor 23 tem a forma do cilindro que tem o comprimento axial L maior que a espessura t da roda de rotor disco,de 22 (vide figuras 5 e 6), enquanto a pluralidade de orifícios de recepção de para- fuso 23a é formada nas porções da superfície periférica do garfo de rotor cilíndrico 23 que se projeta a partir da roda de rotor 22. A pluralidade de pa- rafusos 42 é encaixada na pluralidade de orifícios rosqueados 41a de cada porca 41 disposta para se estender em direção ao núcleo de rotor 24 através da pluralidade de orifícios de recepção de parafuso 23a na direção axial. Deste modo, a pluralidade de parafusos 42 pode ser facilmente insenda em direção ao núcleo de rotor 24 a partir do lado interno do garfo de rotor 23 através da pluralidade de orifícios de recepção de parafuso 23a formada nas porções da superfície periférica interna do garfo de rotor cilíndrico 23 que se

projetam a partir da roda de rotor 22.

De acordo com a primeira modalidade, conforme descrito acima no presente documento, os primeiros sulcos de recepção de chaveta 240c que se estendem na direção axial são formados na porção periférica interna do núcleo de rotor 24 enquanto os segundos sulcos de recepção de chaveta 23c são formados na superfície periférica externa do garfo de rotor 23 que corresponde aos primeiros su.cos de recepção de chaveta 240c do núcleo de rotor 24 Ademais, os elementos de chaveta 43 são inseridos nos onf.c.os de recepção de chaveta 50 que consistem nos primeiros e segundos sulcos de recepção de chaveta 240c e 23c. Deste modo, os elementos de chaveta 43 podem impedir que o garfo de rotor 23 fique inativo dentro do núcleo de

rotor 24.

De acordo com a primeira modalidade, conforme descrito acima no presente documento, as primeiras porções de polo magnético 241a e 241b são formadas para incluir as porções de cobertura de ímã 243 que co- brem os lados periféricos externos dos ímãs permanentes 30 (31), os espa- ços vazios 244 que expõem as superfícies de extremidade dos ímãs perma- nentes 30 (31) e as porções de acoplamento 245 proporcionadas para cor- responderem aos espaços vazios 244 para acoplar as porções de cobertura de ímã 243 e as segundas porções de polo magnético 242a (242b) adjacen- tes às primeiras porções de polo magnético 241a (241b) ao longo da pente- ria externa do núcleo de rotor 24 (núcleos de rotor 24a e 24b). Deste modo, as porções de cobertura de ímã 243 podem impedir que os ímãs permanen- tes 30 (31) saiam em direção aos lados periféricos externos devido à força centrífuga que resulta da rotação do núcleo de rotor 24. Ademais, as por- ções de acoplamento 245 são proporcionadas ao longo da periferia externa do núcleo de rotor 24 (ao longo da direção de esforço (esforço de tração e esforço compressivo) aplicada na rotação do núcleo de rotor 24), de modo que o esforço de tração e o esforço compressivo sejam aplicados às porçoes de acoplamento 245 enquanto o esforço de flexão causa facilmente a ruptu- ra quando comparado ao esforço de tração e o esforço compressivo dificil- mente é aplicado a estas na rotação do núcleo de rotor 24. Deste modo, po- de-se evitar que as porções de acoplamento 245 se rompam resultando do esforço de flexão, de modo que a durabilidade do núcleo de rotor 24 possa 10

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ser aumentada. Além disso, os espaços vazios 244 que expõem as superf.- cies de extremidade dos ímãs permanentes 30 (31) são proporcionados de modo que as trajetórias magnéticas que conectam as superfícies periféricas externas e as superfícies periféricas internas das porções de extremidade dos ímãs permanentes 30 (31) umas às outras possam ser alongadas, e a resistência magnética possa ser aumentada. Deste modo, o fluxo de vaza- mento a partir das superfícies periféricas externas até as superfícies penfen- cas internas (ou vice versa) das porções de extremidade dos ímãs perma- nentes 30 (31) pode ser reduzido.

De acordo com a primeira modalidade, conforme descrito acima

no presente documento, a espessura radial t1 (vide figuras 3 e 4) das por- ções de acoplamento 245 é produzida menor que a espessura radial t2 (vide figuras 3 e 4) das porções centrais das porções de cobertura de ímã 243. Deste modo, a espessura das porções de acoplamento 255 pode ser reduzi- da de modo que as áreas transversais das porções de acoplamento 245 que formam as trajetórias de fluxo de vazamento possam ser reduzidas quando comparadas a um caso em que se igualam substancialmente às espessuras das porções de acoplamento 255 e às porções de cobertura de ímã 243, de modo que o fluxo de vazamento das porções de extremidade dos ímãs per-

manentes 30 (31) possa ser adicionalmente reduzido.

De acordo com a primeira modalidade, conforme descrito acima

no presente documento, os cantos 244a das porções dos espaços vazios 244 que correspondem às porções de acoplamento 245 mais próximas às segundas porções de polo magnético 242a (242b) são formados para terem formatos transversais arqueados. Deste modo, a espessura radial das por- ções das porções de acoplamento 245 mais próximas às segundas porções de polo magnético 242a (242b) pode ser aumentada de maneira diferente a um caso em que a formação dos cantos 244a tem formatos transversais re- tangulares, de modo que a durabilidade do núcleo de rotor 24 possa ser ad,

cionalmente aumentada.

De acordo com a primeira modalidade, conforme descrito acima

no presente documento, as porções de orifício 246a (246b) para montagem

25 dos ímãs permanentes 30 (31) são proporcionadas para serem contínuas aos espaços vazios 244 das primeiras porções de polo magnético 241a (241b) e as porções de engate 247 que se engatam aos ímãs permanentes (31) são proporcionadas nas porções de orifício 246a (246b). Deste mo- do, os ímãs permanentes 30 (31) podem ser fortemente fixados às porções de orifício 246a (246b) ao engatarem os ímãs permanentes 30 (31) e as por- ções de engate 247 das porções de orifício 246a (246b) uns aos outros.

De acordo com a primeira modalidade, conforme descrito acima no presente documento, as porções inclinadas 30a são formadas nas super- fícies de extremidade dos ímãs permanentes 30 (31) de modo que a largura circunferencial dos ímãs permanentes 30 (31) seja gradualmente reduzida a partir dos lados periféricos internos em direção aos lados periféricos exter- nos e as porções de engate 247 são formadas para se engatarem às por- ções inclinadas 30a dos ímãs permanentes 30 (31) ao entrar em contato com as mesmas. Deste modo, os ímãs permanentes 30 (31) podem ser pro- duzidos de maneira dificilmente desengatável a partir das porções de engate 247, de modo que os ímãs permanentes 30 (31) possam ser mais firmemen- te fixados às porções de orifício 246a (246b).

De acordo com a primeira modalidade, conforme descrito acima

no presente documento, as superfícies laterais periféricas externas das por- ções de cobertura de ímã 243 são formadas para terem os formatos conve- xos dotados de porções superiores que correspondem às porções centra.s dos ímãs permanentes 30 (31) quando observadas a partir da direção ax.al. Deste modo, a distribuição da densidade de fluxo magnético no vão entre as porções de cobertura de ímã 243 (porção periférica externa do núcleo de rotor 24) e a porção periférica interna do núcleo de estator 11 pode ser s.nu- soidal, de modo que as propriedades magnéticas do gerador de energia 1

possam ser aprimoradas.

De acordo com a primeira modalidade, conforme descrito acima

no presente documento, o núcleo de rotor 24 é constituído pelos núcleos de rotor 24a e 24b dispostos para se sobreporem na direção axial, e os ímãs permanentes 30 e 31 dos núcleos de rotor 24a e 24b são magnetizados para terem as polaridades diferentes umas das outras nos lados periféricos exter- nos. Ademais, os núcleos de rotor 24a e 24b são dispostos para se sobrepo- rem na direção axial em um estado em que se desviam uns dos outros atra- vés do ângulo prescrito (180° em ângulo elétrico) na direção de rotação de modo que as primeiras porções de polo magnético 241a do núcleo de rotor 24a e as segundas porções de polo magnético 242b do núcleo de rotor 24b correspondam umas às outras e as segundas porções de polo magnético 242a do núcleo de rotor 24a e as primeiras porções de polo magnético 241b do rotor core 24b correspondam umas às outras. Deste modo, os ímãs per- manentes 30 e 31 magnetizados para terem as polaridades diferentes umas das outras nos lados periféricos externos são dispostos de maneira circunfe- rencialmente alternada um a um no núcleo de rotor 24 que consiste em nú- cleos de rotor 24a e 24b conforme observados a partir da direção axial, de modo que o núcleo de rotor 24 possa gerar o fluxo magnético de uma manei-

ra equilibrada.

De acordo com a primeira modalidade, conforme descrito acima

no presente documento, as porções de cobertura de ímã 243 são constituí- das por uma pluralidade de placas de aço eletromagnéticas empilhadas para se sobreporem na direção axial. Deste modo, o fluxo magnético gerado pela reação de armadura flui ao longo da direção extensional (direção que cruza com a direção axial) das placas de aço eletromagnéticas que constituem as porções de cobertura de ímã 243, de modo que as áreas transversais de porções das porções de cobertura de ímã 243 onde o fluxo magnético gera- do pelo fluxo de reação de armadura pode ser reduzido. Consequentemente, a perda de corrente de Foucault causada nas porções de cobertura de ímã

243 pode ser reduzida.

De acordo com a primeira modalidade, conforme descrito acima

no presente documento, os limites entre a pluralidade de porções de núcleo 240 são dispostos nas porções que correspondem às segundas porções de polo magnético 242a (242b) do núcleo de rotor 24a (24b). Deste modo, o núcleo de rotor 24a (24b) é dividido nas segundas porções de polo magnéti- co 242a (242b) sem ímãs permanentes 30 (31), de modo que se possa evi- 10

tar a redução do das propriedades magnétioas do núoleo de rotor 24a (24b). consequentemente, se pode evitar a redução da eficiência de geração de energia do gerador de energia 1. Ademais, se pode evitar mais a redução das propriedades magnéticas do núcleo de rotor 24a (24b) quando compa- rada a um caso de divisão do núcleo de rotor 24a (24b) nas primeiras por- ções de polo magnético 241a (241b) dotadas de porções de onfico 246a

. «o ΛΐΛ»ν> ipcn ρ nrecisão de

(246b) para montar os imãs permanentes ^O i3u. A,e... u.ssw, a K.ec.s_. montagem do núcleo de rotor 24a (24b) pode ser adicionalmente aprimora- da.

De acordo com a primeira modalidade, conforme descrito acma no presente documento, os limites entre a pluralidade de porções de núcleo 240 são dispostos nos limites magnéticos (vide a linha reta 11 na f,gura 7) das segundas porções de polo magnético 242a (242b) do núcleo de rotor 24a (24b) Deste modo, o núcleo de rotor 24a (24b) é dividido em porções menos magneticamente influenciadas das segundas porções de polo mag- nético 242a (242b), de modo que se possa evitar mais a redução das propri- edades magnéticas do núcleo de rotor 24a (24b). Consequentemente, se pode evitar mais a redução da eficiência de geração de energia do gerador

de energia 1.

De acordo com a primeira modalidade, conforme descrito acma no presente documento, os limites entre a pluralidade de porções de núcleo 240 são dispostos a cada quatro segundas porções de polo magnét,co 242a (242b) Deste modo, o número de divisões do núcleo de rotor 24a (24b) po- de ser reduzido quando comparado a um caso de divisão do núcleo de rotor 24a (24b) em todas as segundas porções de polo magnético 242a (242b), de modo que se possa evitar a redução das propriedades magnéticas do núcleo de rotor 24a (24b) que resultam de um grande número de divisões do núcleo

de rotor 24a (24b).

(Baqunda Modalidade) A estrutura de um rotor 20a de um gerador de energ,a 1a, de

acordo com a segunda modalidade da presente invenção, será descrita ago- ra com referência às figuras 12 e 13. De acordo com a segunda modalidade,

25 10

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20

25

os ímãs permanentes 32 (33) são formados para terem seções substanc.al- mente retangulares quando observadas a partir de uma direção axial, de maneira diferente da primeira modalidade mencionada acima, em que os ímãs permanentes 30 (31) são formados para terem as seções substancial- mente trapezoidais conforme observadas a partir da direção axial. O gerador de energia 1a é um exemplo da "máquina elétrica rotativa" na presente ,n-

venção.

Conforme mostrado nas figuras 12 e 13, um núcleo de rotor 25 do rotor 20a de acordo com a segunda modalidade, é formado ao dispor os núcleos de rotor 25a e 25b para se sobreporem na direção axial em um es- tado em que se desviam em um ângulo prescrito (180° em ângulo elétrico)

na direção de rotação.

O núcleo de rotor 25a (25b) é formado para ser divisível na dire- ção circunferencial, para incluir uma pluralidade de porções de núcleo 250. A pluralidade de porções de núcleo 250 é dotada de orifícios de recepção de porca 250a para receber porcas 41, porções de sulco 250b para receber pa- rafusos 42 e primeiros sulcos de recepção de chaveta 250c que constituem os orifícios de recepção de chaveta 51 para receber elementos de chaveta 43.

O núcleo de rotor 25a (25b) é formado ao dispor de maneira cir- cunferencialmente alternada uma pluralidade de primeiras porções de polo magnético 251a (251b) que têm os ímãs permanentes 32 (33) e uma plural.- dade de segundas porções de polo magnético 252a (252b) que não têm i- mãs permanentes 32 (33) uma a uma. Conforme mostrado na figura 12, os ímãs permanentes 32 magnetizados de modo que os polos norte sejam pro- porcionados nos lados periféricos externos são embutidos nas porções de orifício 256a, posteriormente descritas, das primeiras porções de polo mag- nético 251a através de um adesivo ou similar. Conforme mostrado na figura 13 os ímãs permanentes 33 magnetizados de modo que os polos sul sejam proporcionados nos lados periféricos externos são embutidos nas porções de orifício 256b, posteriormente descritas, das primeiras porções de polo magnético 251b através de um adesivo ou similar. Em outras palavras, cada um dos núcleos de rotor 25a e 25b é formado para ter uma estrutura IPM e

uma estrutura de polo subsequente.

Conforme mostrado nas figuras 12 e 13, as primeiras porções de

polo magnético 251a (251b) são formadas para incluírem porções de cober- tura de ímã 253 que cobrem os lados periféricos externos do ímã permanen- te 32s (33), pares de espaços vazios 2554 que expõem ambas as superfí-

cies de extremidade dos ímãs permanenies 32 « ^ — i-e

acoplamento 255 proporcionados para corresponderem aos pares de espa- ços vazios 254 respectivamente. Ademais, as primeiras porções de polo magnético 251a (251b) são dotadas de porções de orifício 256a (256b) para montar os ímãs permanentes 32 (33), que são contínuos aos espaços vazios

254.

De acordo com a segunda modalidade, os ímãs permanentes 32 (33) são formados para terem as seções retangulares conforme observadas a partir da direção axial. Em outras palavras, as porções paralelas 32a (33a) formadas para serem substancialmente paralelas umas às outras são pro- porcionadas em ambas as superfícies de extremidade dos ímãs permanen- tes 32 (33).

De acordo com a segunda modalidade, as porções de orifício 256a (256b) das primeiras porções de polo magnético 251a (251b) do núcleo de rotor 25a (25b) são dotadas de pares de porções de engate 257 que en- gatam nas porções das porções paralelas 32a (33a) dos ímãs permanentes 32 (33) mais próximas ao lado periférico interno do núcleo de rotor 25a (25b) ao entrarem em contato com o mesmo. O rotor 20a é formado de modo que as larguras circunferenciais dos espaços entre os pares de porções de enga- te 257 sejam substancialmente iguais umas às outras nos lados periféricos

internos e externos do núcleo de rotor 25a (25b).

A estrutura restante da segunda modalidade é similar àquela da

primeira modalidade mencionada acima. De acordo com a segunda modali- dade, conforme descrito acima no presente documento, os ímãs permanen- tes 32 (33) são formados para terem as seções substancialmente retangula- res de modo que ambas as superfícies de extremidade destas sejam subs- tancialmente paralelas umas às outras. Deste modo, os ímãs permanentes 32 (33) podem ser facilmente fabricados, de maneira diferente a um caso de formação dos ímãs permanentes 32 (33) em formatos (tais como, formatos setoriais, por exemplo) diferentes dos formatos substancialmente retangula-

res.

Os efeitos remanescentes da segunda modalidade são similares

aqueles da primeira modalidade mencionada acima.

(Tprraira Modalidade)

A estrutura de um rotor 20b de um gerador de energia 1b, de

acordo com a terceira modalidade da presente invenção, será descrita agora

com referência às figuras 14 a 17. De acordo com a terceira modalidade, as

superfícies laterais periféricas externas dos ímãs permanentes 30 (31) são

expostas, de maneira diferente à primeira modalidade mencionada acima,

em que as superfícies laterais periféricas externas dos ímãs permanentes 30

(31) são cobertas com as porções de cobertura de ímã 243. O gerador de

energia 1b é um exemplo da "máquina elétrica rotativa" na presente inven-

ção.

Conforme mostrado nas figuras 14 a 17, um núcleo de rotor 26 do rotor 20b, de acordo com a terceira modalidade, é formado ao dispor os núcleos de rotor 26a e 26b para se sobreporem em uma direção axial em um estado que se desviam em um ângulo prescrito (180° em ângulo elétrico) na

direção de rotação.

Conforme mostrado nas figuras 14 e 15, o núcleo de rotor 26a

(26b) é formado para ser divisível na direção circunferencial, que inclui uma

pluralidade de porções de núcleo 260. A pluralidade de porções de núcleo

260 é dotada de orifícios de recepção de porca 260a para receber as porcas

41, das porções de sulco 260b para receber os parafusos 42 e dos primeiros

sulcos de recepção de chaveta 260c que constituem os orifícios de recepção

de chaveta 52 para receber os elementos de chaveta 43. Conforme mostrado na figura 14, o núcleo de rotor 26a é forma-

do ao dispor de maneira circunferencialmente alternada uma pluralidade de primeiras porções de polo magnético 261a que tem os ímãs permanentes 30 15

magnetizados de modo que os polos norte sejam proporcionados nos lados periféricos externos e uma pluralidade de segundas porções de polo magné- tico 242a que não tem ímãs permanentes 30 uma a uma. Conforme mostra- do na figura 15, o núcleo de rotor 26b é formado ao dispor de maneira c,r- cunferencialmente alternada uma pluralidade de primeiras porções de polo magnético 261v que tem os ímãs permanentes 31 magnetizados de modo que os polos sul sejam proporcionados nos lados periféricos externos e uma pluralidade de segundas porções de polo magnético 262a que não tem ímãs permanentes 31 uma a uma. Em outras palavras, cada um dos núcleos de

rotor 26a e 26b tem uma estrutura de polo subsequente.

De acordo com a terceira modalidade, os ímãs permanentes 30

(31) são montados nas primeiras porções de polo magnético 261a (261b) através de um adesivo ou similar, de modo que as superfícies laterais perifé- ricas externas destes sejam expostas. A estrutura do núcleo de rotor 26a (26b) montada de modo que as superfícies laterais periféricas externas dos ímãs permanentes 30 (31) sejam expostas é geralmente referida como uma estrutura SPM (ímã Permanente Superficial). Portanto, cada um dos núcleos de rotor 26a e 26b, de acordo com a terceira modalidade, tem uma estrutura

SPM e uma estrutura de polo subsequente.

De acordo com a terceira modalidade, as primeiras porções de

polo magnético 261a (261b) são dotadas de porções de montagem de ímã 263a (263b) para montar os ímãs permanentes 30 (31) nesta, conforme mostrado nas figuras 14 e 15. As porções de montagem de ímã 263a (263b) são côncavas em direção ao lado periférico interno do núcleo de rotor 26a (26b). As porções de montagem de ímã 263a (263b) são dotadas de pares de porções de engate 264 que engatam nas porções de porções inclinadas 30a (31a) dos ímãs permanentes 30 (31) mais próximas ao lado periférico interno do núcleo de rotor 26a (26b) ao entrarem em contato com o mesmo.

De acordo com a terceira modalidade, as segundas porções de polo magnético 262a (262b) são convexas em direção ao lado periférico ex- terno do núcleo de rotor 26a (26b). Conforme mostrado na figura 14, as se- gundas porções de polo magnético 262b do núcleo de rotor 26b são forma-

20

25

30 das para se projetarem para fora além dos ímãs permanentes 30 das primei- ras porções de polo magnético 261a do núcleo de rotor 26a, quando obser- vadas em um lado em uma direção axial. De maneira similar, as segundas porções de polo magnético 262a do núcleo de rotor 26a são formadas para se projetarem para fora além dos ímãs permanentes 31 das primeiras por- ções de polo magnético 26lb do núcleo de rotor 26b quando observadas a partir de outro lado na direção axial, conforme mostrado na figura 15.

No núcleo de rotor 26, de acordo com a terceira modalidade, que tem a estrutura SPM1 o núcleo de rotor 26a (26b) pode ser proporcionado sem porções de orifício (porções de orifício 246a (246b) na primeira modali- dade mencionada acima) (vide figuras 3 e 4) para montar os ímãs perma- nentes 30 (31), de maneira diferente do núcleo de rotor 24, de acordo com a primeira modalidade mencionada acima que tem a estrutura IPM. Em outras palavras, o rotor 20b pode ser proporcionado sem porções (porções de co- bertura de ímã 243 (vide figuras 3 e 4) na primeira modalidade mencionada acima) que cobre as superfícies laterais periféricas externas dos ímãs per- manentes 30 (31) ao fabricar o núcleo de rotor 26a (26b), de modo que o

núcleo de rotor 26a (26b) possa ser facilmente fabricado.

A estrutura remanescente da terceira modalidade é similar àque- la da primeira modalidade mencionada acima.

Os efeitos remanescentes da terceira modalidade também são

similares àqueles da primeira modalidade mencionada acima.

(Quarta Modalidade)

A estrutura de um rotor 20c de um gerador de energia 1c, de a-

cordo com uma quarta modalidade da presente invenção, será descrita ago- ra com referência às figuras 18 e 19. De acordo com a quarta modalidade, os limites entre uma pluralidade de porções de núcleo 270 são dispostos nas porções que correspondem às primeiras porções de polo magnético 271a (271b) de um núcleo de rotor 27a (27b), de maneira diferente da primeira modalidade mencionada acima, em que os limites entre a pluralidade de porções de núcleo 240 são dispostos nas porções que correspondem às se- gundas porções de polo magnético 242a (242b) do núcleo de rotor 24a 15

20

25

30

(24b). O gerador de energia 1c é um exemplo da "máquina elétrica rotativa"

na presente invenção.

Conforme mostrado nas figuras 18 e 19, o núcleo de rotor 27 do

rotor 20c, de acordo com a quarta modalidade, é formado ao dispor os nú- cleos de rotor 27a e 27b para se sobreporem em uma direção axial em um. estado que se desviam em um ângulo prescrito (180° em ângulo elétrico) na

direção de rotação.

O núcleo de rotor 27a (27b) é formado ao dispor de maneira cir-

cunferencialmente alternada uma pluralidade de primeiras porções de polo magnético 271a (271b) que tem ímãs permanentes 30 (31) e uma pluralida- de de segundas porções de polo magnético 272a (272b) que não tem ímãs permanentes 30 (31) uma a uma. Conforme mostrado na figura 18, os ímãs permanentes 30 magnetizados de modo que os polos norte sejam propor- cionados nos lados periféricos externos sejam embutidos nas porções de orifício 276a, posteriormente descritas, das primeiras porções de polo mag- nético 271a através de um adesivo ou similar. Conforme mostrado na figura 19 os ímãs permanentes 31 magnetizados de modo que os polos sul sejam proporcionados nos lados periféricos externos são embutidos nas porções de orifício 276b, posteriormente descritas, das primeiras porções de polo magnético 271b através de um adesivo ou similar. Em outras palavras, cada um dos núcleos de rotor 27a e 27b é formado para ter uma estrutura IPM e

uma estrutura de polo subsequente.

Conforme mostrado nas figuras 18 e 19, as primeiras porções de

polo magnético 271a (2711» do núcleo de rotor 27a (27b) são formadas para incluírem porções de cobertura de ímã 273 que cobrem os lados periféricos externos dos ímãs permanentes 30 (31), os pares de espaços vazios 274 que expõem ambas as superfícies de extremidade dos ímãs permanentes 30 (31) e pares de porções de acoplamento 275 proporcionados para corres- ponderem aos pares de espaços vazios 274 respectivamente. As primeiras porções de polo magnético 271a são dotadas de porções de orifício 276a (276b) para montar os ímãs permanentes 30 (31), para serem contínuos aos espaços vazios 274. As porções de orifício 276a (276b) são dotadas de pa- res de porções de engate 277 que engatam nas porções de porções inclina- das 30a (31a) dos ímãs permanentes 30 mais próximas ao lado periférico interno do núcleo de rotor 27a (27b) ao entrarem em contato com o mesmo.

De acordo com a quarta modalidade, o núcleo de rotor 27a (27b) é formado para ser divisível na direção circunferencial, que inclui uma plura- lidade de porções de núcleo 270. A pluralidade de porções de núcleo 270 é dotada de orifícios de recepção de porca 270a para receber as porcas 41, de porções de sulco 270b para receber parafusos 42 e dos primeiros sulcos de recepção de chaveta 270c que constituem os orifícios de recepção de cha- veta 53 para receber os elementos de chaveta 43.

De acordo com a quarta modalidade, os limites entre a pluralida- de de porções de núcleo 270 é disposto em porções que correspondem às primeiras porções de polo magnético 271a (271b) do núcleo de rotor 27a (27b). Mais especificamente, os limites entre a pluralidade de porções de núcleo 270 são dispostos nas porções centrais das primeiras porções de polo magnético 271a (271b) na direção circunferencial. Ademais, os limites entre a pluralidade de porções de núcleo 270 são dispostos a cada três pri- meiras porções de polo magnético 271a (271b). Em outras palavras, cada porção de núcleo 270 é formada para incluir duas segundas porções de polo magnético 272a (272b) dispostas entre três primeiras porções de polo mag- nético 271a (271b).

A estrutura remanescente da quarta modalidade é similar àquela

da primeira modalidade mencionada acima.

De acordo com a quarta modalidade, conforme descrito acima no presente documento, os limites entre a pluralidade de porções de nú- cleo 270 são dispostos a cada três primeiras porções de polo magnético 271a (271b). Deste modo, o número de divisões do núcleo de rotor 27a (27b) pode ser mais reduzido quando comparado a um caso de divisão do núcleo de rotor 27a (27b) em todas as primeiras porções de polo magné- tico 271a (271b). Consequentemente, se pode evitar a redução das pro- priedades magnéticas do núcleo de rotor 27a (27b) que resultam da divi- são deste. De acordo com a quarta modalidade, conforme descrito acima no presente documento, os limites entre a pluralidade de porções de núcleo 270 são dispostos nas porções centrais (isto é, os limites magnéticos (vide a linha reta 12 na figura 7) das primeiras porções de polo magnético 271a (271b)) das primeiras porções de polo magnético 271a (271b) do núcleo de rotor 27a (27b) na direção circunferencial. Deste modo, o núcleo de rotor 27a (27b) pode ser dividido em porções menos magneticamente influenciadas das primeiras porções de polo magnético 271a (271b).

Os efeitos remanescentes da quarta modalidade são similares

àqueles da primeira modalidade mencionada acima.

Embora a presente invenção tenha sido descrita e ilustrada em detalhes, é claramente entendido que a mesma se dá apenas por meio de ilustração e exemplo e não deve ser tomada por meio de limitação, sendo que o espírito e escopo da presente invenção se limitam apenas aos termos

das reivindicações em anexo.

Por exemplo, embora a presente invenção seja aplicada ao ge- rador de energia do sistema de geração de energia eólica em cada uma das primeira a quarta modalidades mencionadas acima, a presente invenção não se restringe a estas. A presente invenção é aplicável a uma máquina elétrica rotativa geral, tal como, um gerador de energia ou um motor empregado em um sistema de geração de energia diferente do sistema de geração de ener- gia eólica.

Embora o garfo de rotor e o núcleo de rotor sejam fixados uns aos outros com os elementos de fixação (elementos fixadores) que consis- tem em porcas e parafusos em cada uma das primeira a quarta modalidades mencionadas acima, a presente invenção não se limita a estas. De acordo com a presente invenção, o garfo de rotor e o núcleo de rotor podem ser fi- xados uns aos outros através da fixação dos mesmos aos elementos de ca- Iafetagem, ou similar, ou os orifícios rosqueados podem ser formados no núcleo de rotor nos quais o garfo de rotor e o núcleo de rotor são fixados uns aos outros através da fixação dos mesmos apenas com parafusos. De acor- do com a presente invenção, ademais, o garfo de rotor e o núcleo de rotor podem ser alternativamente fixados uns aos outros com elementos de fixa- ção diferentes dos elementos fixadores.

Embora os elementos de fixação (elemento fixadores) consistam em porcas e parafusos dispostos nos limites entre a pluralidade de porções de núcleo em cada uma das primeira a quarta modalidades mencionadas acima, a presente invenção não se restringe a estas. De acordo com a pre- sente invenção, os elementos fixadores podem ser alternativamente dispos- tos em porções diferentes dos limites entre a pluralidade de porções de nú- cleo.

Embora o núcleo de rotor seja formado para ser divisível na di- reção circunferencial em cada uma das primeira a quarta modalidades men- cionadas acima, a presente invenção não se restringe a estas. De acordo com a presente invenção, o núcleo de rotor pode ser alternativamente cons- tituído como um componente não divisível.

Embora o rotor seja constituído pelo núcleo de rotor que tem a estrutura de polo conseqüente em cada uma das primeira a quarta modali- dades mencionadas acima, a presente invenção não se restringe a estas. De acordo com a presente invenção, o rotor pode ser alternativamente constitu- ído por um núcleo de rotor que tem uma estrutura diferente da estrutura de

polo subsequente.

Embora a espessura radial das porções de acoplamento seja produzida menor que a espessura radial das porções de cobertura de ímã in em cada uma das primeira, segunda e quarta modalidades mencionadas acima, a presente invenção não se restringe a estas. De acordo com a pre- sente invenção, a espessura radial das porções de acoplamento pode ser alternativamente produzida igual à espessura radial das porções de cobertu- ra de ímã.

Embora os ímãs permanentes sejam montados ao proporcionar as porções de engate no núcleo de rotor e engatar as mesmas aos ímãs permanentes em cada uma das primeira a quarta modalidades mencionadas acima, a presente invenção não se restringe a estas. De acordo com a pre- sente invenção, os ímãs permanentes podem ser alternativamente montados com um adesivo, sem proporcionar porções de engate no núcleo de rotor.

Embora os limites entre a pluralidade de porções de núcleo se- jam dispostos nos limites magnéticos (eixos de linha simétrica (vide a linha reta 11 na figura 7) dos campos magnéticos estáticos nas segundas porções de polo magnético da primeira modalidade ou nos eixos de linha simétrica (vide a linha reta 12 na figura 7) dos campos magnéticos estáticos nas pri- meiras porções de polo magnético da quarta modalidade) do núcleo de rotor em cada uma das primeira a quarta modalidades mencionadas acima, a pre- sente invenção não se restringe a estas. De acordo com a presente inven- ção, os limites entre a pluralidade de porções de núcleo podem ser alternati- vamente dispostos nas proximidades dos limites magnéticos do núcleo de rotor. De acordo com esta estrutura, o núcleo de rotor é dividido nas proxi- midades das porções menos magneticamente influenciadas deste, de modo que se possa evitar efetivamente a redução das propriedades magnéticas do núcleo de rotor. De acordo com a presente invenção, os limites entre a plura- lidade de porções de núcleo podem ser dispostos de maneira adicionalmen- te alternativa nas porções diferentes dos limites magnéticos do núcleo de

rotor e nas proximidades deste.

Embora os limites entre a pluralidade de porções de núcleo se- jam dispostos a cada quatro segundas porções de polo magnético (de modo que cada porção de núcleo inclua três primeiras porções de polo magnético dispostas entre as quatro segundas porções de polo magnético) em cada uma das primeira a terceira modalidades mencionadas acima, a presente invenção não se restringe a estas. De acordo com a presente invenção, os limites entre a pluralidade de porções de núcleo podem ser alternativamente dispostos a cada três ou menos segundas porções de polo magnético, ou a cada cinco ou mais segundas porções de polo magnético. De maneira simi- lar, embora os limites entre a pluralidade de porções de núcleo sejam dis- postos a cada três primeiras porções de polo magnético (de modo que cada porção de núcleo inclua duas segundas porções de polo magnético dispos- tas entre três primeiras porções de polo magnético) na quarta modalidade mencionada acima, os limites entre a pluralidade de porções de núcleo po- dem ser alternativamente dispostos a cada duas ou menos primeiras por- ções de polo magnético, ou a cada quatro ou mais primeiras porções de polo magnético na presente invenção.

Embora os ímãs permanentes que têm as seções substancial- mente trapezoidais sejam montados no núcleo de rotor que tem a estrutura SPM na terceira modalidade mencionada acima, a presente invenção não se restringe a estas. De acordo com a presente invenção, os ímãs permanentes 32 (33) que têm seções substancialmente retangulares podem ser alternati- vamente montados em um núcleo de rotor 28 que tem uma estrutura SPM, como em um rotor 20d, de acordo com uma modificação da terceira modali- dade mostrada nas figuras 20 e 21.

De acordo com esta modificação da terceira modalidade, o nú- cleo de rotor 28 do rotor 20d é formado ao dispor os núcleos de rotor 28a e 28b, cada um que tem uma estrutura de polo conseqüente e uma estrutura SPM, para se sobreporem em uma direção axial em um estado em que se desviam em um ângulo prescrito (180° em ângulo elétrico) na direção de rotação, conforme mostrado nas figuras 20 e 21.

Ademais, nesta modificação da terceira modalidade, o núcleo de rotor 28a (28b) é formado para ser divisível na direção circunferencial, que inclui uma pluralidade de porções de núcleo 280. Ademais, o núcleo de rotor 28a (28b) é formado ao dispor de maneira circunferencialmente alternada uma pluralidade de primeiras porções de polo magnético 281a (281b) e uma pluralidade de segundas porções de polo magnético 282a (282b) uma a u- ma. As primeiras porções de polo magnético 281a (281b) do núcleo de rotor 28a (28b) são dotadas de porções de montagem de ímã côncavas 283a (283b) para montar os ímãs permanentes 32 (33) que têm as seções subs- tancialmente retangulares nestas. As porções de montagem de ímã 283a (283b) são dotadas de pares de porções de engate 284. Os pares de por- ções de engate 284 são formados para engatarem nas porções das porções paralelas 32a (33a), proporcionadas nas superfícies de extremidade dos í- mãs permanentes 32 (33), mais próximas ao lado periférico interno do nú- cleo de rotor 28a (28b). De acordo com a estrutura desta modificação da terceira moda- lidade, o núcleo de rotor 28a (28b) que tem a estrutura SPM, na qual os í- mãs permanentes 32 (33) podem ser facilmente fabricados, pode ser pro- porcionado de maneira diferente de um caso de formação dos ímãs perma- nentes 32 (33) em formatos (formatos setoriais, por exemplo) diferentes dos

formatos substancialmente retangulares.

Embora o rotor seja formado ao sobrepor os dois núcleos de ro- tor, cada um que tem a estrutura de polo conseqüente, uns aos outros na direção axial no estado em que se desviam através do ângulo prescrito na direção de rotação em cada uma das primeira a quarta modalidades men- cionadas acima, a presente invenção não se restringe a estas. De acordo com a presente invenção, um rotor pode ser alternativamente formado por um núcleo de rotor que tem a estrutura de polo conseqüente, como em uma modificação de cada uma das primeira, segunda e quarta modalidades mos- tradas na figura 22 ou outra modificação da terceira modalidade mostrada na

figura 23.

Na modificação de cada uma das primeira, segunda e quartas modalidades mostradas na figura 22, um rotor 20e é constituído por um nú- cleo de rotor 29a que tem uma estrutura IPM, na qual os ímãs permanentes 34 são embutidos. Na modificação da terceira modalidade mostrada na figu- ra 23, por outro lado, um rotor 20f é constituído por um núcleo de rotor 29b de uma estrutura SPM que tem ímãs permanentes 35 montados de modo que as superfícies laterais periféricas externas destes sejam expostas.

De acordo com a presente invenção, o rotor pode ser alternati- vamente formado ao sobrepor pelo menos três núcleos de rotor, cada um que tem uma estrutura de polo subsequente, uns aos outros na direção axial em um estado em que se desviam através de um ângulo prescrito na direção de rotação. Quando o rotor for formado ao sobrepor um número par de nú- cleos de rotor, cada um que tem uma estrutura de polo conseqüente uns aos outros na direção axial em um estado em que se desviam através de um ângulo prescrito (180° em ângulo elétrico) na direção de rotação, o fluxo magnético pode ser gerado no vão entre a porção periférica externa do rotor e a porção periférica interna do estator de uma maneira equilibrada quando

observado a partir da direção axial.

Embora os elementos de chaveta sejam finalmente inseridos nos

orifícios de recepção de chaveta que consistem nos primeiros sulcos de re- cepção de chaveta do núcleo de rotor e nos segundos sulcos de recepção de chaveta do garfo de rotor em cada uma das primeira a quarta modalida- des mencionadas acima, a presente invenção não se restringe a estas. De acordo com a presente invenção, os elementos de chaveta podem ser alter- nativamente inseridos primeiro nos segundos sulcos de recepção de chaveta do garfo de rotor. Neste caso, a pluralidade de porções de núcleo é circunfe- rencialmente disposta na superfície periférica externa do garfo de rotor, en- quanto insere os elementos de chaveta nos primeiros sulcos de recepção de chaveta. Neste momento, as porções de sulco nas porções periféricas inter- nas das porções de núcleo e os orifícios de recepção de parafuso que pas- sam através das superfícies periféricas internas e externas do garfo de rotor são alinhados uns aos outros. Finalmente, o garfo de rotor e o núcleo de ro- tor são fixados uns aos outros com as porcas e os parafusos.

Embora o cubo do rotor seja diretamente montado no eixo rotati- vo do gerador de energia em cada uma das primeira a quarta modalidades mencionadas acima, a presente invenção não se restringe a estas. De acor- do com a presente invenção, uma caixa de engrenagens 6 pode ser alterna- tivamente proporcionada entre um cubo do rotor 3 e um gerador de energia 1 como em um sistema de geração de energia eólica 101 de acordo com uma modificação de cada uma das primeira a quarta modalidades mostradas

na figura 24.

Claims

1. Máquina elétrica rotativa, que compreende: um rotor que inclui uma porção de eixo rotativo, um garfo de rotor que circunda a dita porção de eixo rotativo e um núcleo de rotor, dispostos na 5 superfície periférica externa do dito garfo de rotor, que tern uma pluralidade de imãs permanentes circunferencialmente dispostos neste em intervalos; e um estator disposto de maneira oposta à superfície periférica ex- terna do dito rotor, em que o dito garfo de rotor e a porção periférica interna do dito núcleo o de rotor são fixados uns aos outros com um elemento de fixação.

2. Máquina elétrica rotativa, de acordo com a reivindicação 1, em que o dito núcleo de rotor é formado para ser divisível na direção cir- cunferencial, que inclui uma pluralidade de porções de núcleo.

3. Máquina elétrica rotativa, de acordo com a reivindicação 2, em que o dito elemento de fixação é disposto no limite entre a dita pluralidade de porções de núcleo.

4. Máquina elétrica rotativa, de acordo com a reivindicação 2, em que o dito núcleo de rotor é proporcionado em um formato cilíndrico que tem uma superfície periférica interna disposta na superfície periférica externa do dito garfo de rotor, e a dita pluralidade de porções de núcleo é formada para ter for- matos substancialmente idênticos obtidos ao dividir o dito formato cilíndrico em intervalos substancialmente equiangulares.

5. Máquina elétrica rotativa, de acordo com a reivindicação 1, em que o dito núcleo de rotor é formado ao dispor de maneira circunfe- rencialmente alternada uma pluralidade de primeiras porções de polo mag- nético que tem os ditos ímãs permanentes e uma pluralidade de segundas porções de polo magnético que não tem os ditos ímãs permanentes uma a uma, e o dito elemento de fixação é disposto em uma porção da porção periférica interna do dito núcleo de rotor que corresponde às ditas segundas porções de polo magnético.

6. Máquina elétrica rotativa, de acordo com a reivindicação 1, em que o dito elemento de fixação inclui uma porca e um parafuso en- caixado na dita porca, a dita porca se estende em direção ao lado do dito núcleo de rotor em uma direção axial, e inclui uma pluralidade de porções de encaixe ao longo da dita direção axial, e uma pluralidade dos ditos parafusos é disposta ao longo da dire- ção extensional da dita porca, e encaixados na dita pluralidade de porções de encaixe da dita porca.

7. Máquina elétrica rotativa, de acordo com a reivindicação 6, em que um orifício de recepção de porca que recebe a dita porca e uma porção de sulco que conecta o dito orifício de recepção de porca e a superfí- cie periférica interna do dito núcleo de rotor uns aos outros são proporciona- dos na porção periférica interna do dito núcleo de rotor, o dito orifício de recepção de porca e a dita porção de sulco são proporcionados para se estender na dita direção axial do dito núcleo de ro- tor, e formados de modo que a largura de sulco da dita porção de sulco seja menor que a largura de orifício do dito orifício de recepção de porca, e a dita pluralidade de parafusos é encaixada na dita pluralidade de porções de encaixe da dita porca inserida no dito orifício de recepção de porca através da dita porção de sulco que se estende na dita direção axial.

8. Máquina elétrica rotativa, de acordo com a reivindicação 6, em que o dito rotor inclui adicionalmente um elemento de suporte discoi- de que circunda a dita porção de eixo rotativo e em contato com a superfície periférica interna do dito garfo de rotor, o dito garfo de rotor é proporcionado em um formato cilíndrico que tem um comprimento axial maior que a espessura do dito elemento de suporte discoide, e inclui uma pluralidade de orifícios de recepção de parafu- so formada nas porções da superfície periférica interna do dito garfo de rotor que tem o dito formato cilíndrico que se projeta a partir do dito elemento de suporte ao longo da dita direção axial, e a dita pluralidade de parafusos é encaixada na dita pluralidade de porções de encaixe da dita porca disposta para se estender em direção ao lado do dito núcleo de rotor na dita direção axial através da dita pluralida- de de orifícios de recepção de parafuso.

9. Máquina elétrica rotativa, de acordo com a reivindicação 1, em que um primeiro sulco de recepção de chaveta que se estende em uma direção axial é formado na porção periférica interna do dito núcleo de rotor, um segundo sulco de recepção de chaveta é formado na super- fície periférica externa do dito garfo de rotor que corresponde ao dito primei- ro sulco de recepção de chaveta do dito núcleo de rotor, e um elemento de chaveta é inserido em um orifício de recepção de chaveta formado pelo dito primeiro sulco de recepção de chaveta e pelo dito segundo sulco de recepção de chaveta.

10. Máquina elétrica rotativa, de acordo com a reivindicação 1, em que a dita pluralidade de ímãs permanentes é circunferencialmente em- butida nas proximidades da porção periférica externa do dito núcleo de rotor em intervalos.

11. Máquina elétrica rotativa, de acordo com a reivindicação 1, em que o dito núcleo de rotor é formado ao dispor de maneira circunfe- rencialmente alternada uma pluralidade de primeiras porções de polo mag- nético que tem ditos ímãs permanentes e uma pluralidade de segundas por- ções de polo magnético que não tem os ditos ímãs permanentes uma a uma, e as ditas primeiras porções de polo magnético incluem porções de cobertura de ímã que cobrem os lados periféricos externos dos ditos ímãs permanentes, espaços vazios que expõem as superfícies de extremidade dos ditos ímãs permanentes e porções de acoplamento proporcionadas para corresponderem aos ditos espaços vazios para acoplar as ditas porções de cobertura de ímã e as ditas segundas porções de polo magnético adjacentes às ditas primeiras porções de polo magnético umas às outras ao longo da periferia externa do dito núcleo de rotor.

12. Máquina elétrica rotativa, de acordo com a reivindicação 11, em que a espessura radial das ditas porções de acoplamento é menor que a espessura radial das ditas porções de cobertura de ímã.

13. Máquina elétrica rotativa, de acordo com a reivindicação 11, em que os cantos das porções dos ditos espaços vazios que correspondem às ditas porções de acoplamento mais próximas às ditas segundas porções de polo magnético são formados para terem formatos transversais arquea- dos.

14. Máquina elétrica rotativa, de acordo com a reivindicação 1, em que o dito núcleo de rotor é formado ao dispor de maneira circunferenci- almente alternada uma pluralidade de primeiras porções de polo magnético que tem ditos ímãs permanentes e uma pluralidade de segundas porções de polo magnético que não nos ditos ímãs permanentes uma a uma, e formado para ser divisível na direção circunferencial que inclui uma pluralidade de porções de núcleo.

15. Máquina elétrica rotativa, de acordo com a reivindicação 14, em que os limites entre a dita pluralidade de porções de núcleo são dispos- tos nas porções do dito núcleo de rotor que corresponde às ditas segundas porções de polo magnético.

16. Sistema de geração de energia eólica, que compreende: um gerador de energia que inclui um rotor e um estator disposto para ser oposto à superfície periférica externa do dito rotor; e uma pá conectada ao dito rotor do dito gerador de energia, em que o dito rotor inclui: uma porção de eixo rotativo, um garfo de rotor que circunda a dita porção de eixo rotativo, e um núcleo de rotor, disposto na superfície periférica externa do dito garfo de rotor, que tem uma pluralidade de ímãs permanentes circunfe- rencialmente dispostos neste em intervalos, e o dito garfo de rotor e a porção periférica interna do dito núcleo de rotor são fixados uns aos outros com um elemento fixador.

17. Sistema de geração de energia eólica, de acordo com a rei- vindicação 16, em que o dito núcleo de rotor do dito rotor do dito gerador de energia é formado para ser divisível na direção circunferência! que inclui uma pluralidade de porções de núcleo.

18. Sistema de geração de energia eólica, de acordo com a rei- vindicação 16, em que a dita pluralidade de ímãs permanentes é circunfe- rencialmente embutida nas proximidades da porção periférica externa do dito núcleo de rotor do dito rotor do dito gerador de energia em intervalos.

19. Sistema de geração de energia eólica, de acordo com a rei- vindicação 16, em que o dito núcleo de rotor do dito rotor do dito gerador de energia é formado ao dispor de maneira circunferencialmente alternada uma pluralida- de de primeiras porções de polo magnético que tem ditos ímãs permanentes e uma pluralidade de segundas porções de polo magnético que não tem di- tos ímãs permanentes uma a uma, e as ditas primeiras porções de polo magnético incluem porções de cobertura de ímã que cobrem os lados periféricos externos dos ditos ímãs permanentes, espaços vazios que expõem as superfícies de extremidade dos ditos ímãs permanentes e porções de acoplamento proporcionadas para corresponderem aos ditos espaços vazios para acoplar as ditas porções de cobertura de ímã e as ditas segundas porções de polo magnético adjacentes às ditas primeiras porções de polo magnético umas às outras ao longo da periferia externa do dito núcleo de rotor.

20. Sistema de geração de energia eólica, de acordo com a rei- vindicação 16, em que o dito núcleo de rotor do dito rotor do dito gerador de energia é formado ao dispor de maneira circunferencialmente alternada uma pluralidade de primeiras porções de polo magnético que tem os ditos ímãs permanentes e uma pluralidade de segundas porções de polo magnético que não tem os ditos ímãs permanentes uma a uma, e formado para ser di- visível na direção circunferencial que inclui uma pluralidade de porções de núcleo.