ES2246503T3

ES2246503T3 - Motor con rotor exterior y procedimiento para su montaje.

Info

Publication number: ES2246503T3
Application number: ES97309813T
Authority: ES
Inventors: Robert Keith Hollenbeck; David Marvin Erdman; Dennis Patrick Bobay; James Everett Grimm; Harold Barnard Harms; David Thomas Molnar
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1996-12-05
Filing date: 1997-12-04
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2017-12-04
Also published as: EP0847131B1; ATE302496T1; US6239532B1; DK0847131T3; DE69733990T2; EP0847131A1; US5986379A; DE69733990D1

Abstract

UN MOTOR QUE TIENE UN ROTOR EXTERNO (30) O UN MOTOR DEL TIPO "INSIDE OUT" TIENE UNA DISPOSICION DIVIDIDA EN FORMA DE C DE LOS MIEMBROS FERROMAGNETICO (44, 46) QUE FUNCIONAN COMO LOS POLOS DEL ELECTROIMAN EN EL ROTOR. LOS MIEMBROS FERROMAGNETICOS TIENEN GENERALMENTE FORMA DE C Y ESTAN MONTADOS SOBRE LOS CASQUETES DE LOS EXTREMOS OPUESTOS (40, 42) DEL ROTOR. LOS MIEMBROS FERROMAGNETICOS EN LOS CASQUETES DE LOS EXTREMOS OPUESTOS ESTAN ANGULARMENTE DESALINEADOS ENTRE SI. LOS MIEMBROS FERROMAGNETICOS EN CADA CASQUETE DEL EXTREMO ESTAN TAMBIEN SEPARADOS ENTRE SI, Y RECIBEN UNA PARTE DE LOS BOBINADOS DEL MOTOR DENTRO DE ELLOS. EL MOTOR SE CONSTRUYE PARA ENSAMBLARSE USANDO POCOS O NINGUN DISPOSITIVO DE SUJECION SEPARADO PARA FIJAR LOS COMPONENTES ENTRE SI. EN UNA REALIZACION, UN NUCLEO DE APOYO SIRVE COMO BASE SOBRE LA CUAL SE ENSAMBLAN TODAS LAS PIEZAS.

Description

Motor con rotor exterior y procedimiento para su montaje.

La presente invención se refiere en general al campo de los motores eléctricos y más concretamente a un motor con un rotor exterior.

Un motor con un rotor exterior o "motor invertido", del tipo al que genéricamente se refiere la presente invención, tiene unos imanes permanentes montados sobre una superficie interior de una tapa en forma de copa del rotor. El estator está situado dentro de los imanes permanentes sobre la tapa del rotor. El estator está conformado para recibir un cojinete para montar rotatoriamente un eje del rotor a través del estator de forma que el eje y la tapa del rotor rotan con relación al estator como resultado de la interacción magnética de los imanes permanentes 15 y los campos magnéticos creados por las espiras del estator. Actualmente, estos motores son electrónicamente conmutados y tienen un sensor para detectar la posición de los polos magnéticos del rotor para controlar la conmutación del rotor.

Generalmente sólo uno o dos arrollamientos están enrollados sobre un carrete de un motor invertido. Alrededor del carrete se dispone un elemento metálico, entre los imanes permanentes y los arrollamientos, para conducir el flujo magnético generado por los arrollamientos energizados. Los extremos opuestos de una placa son flexionados hacia abajo para que los extremos flexionados hacia abajo puedan extenderse a través de los arrollamientos sobre los lados diametralmente opuestos del carrete. La placa también tiene una abertura central y un anillo que se extiende desde la abertura el cual se aloja dentro de una abertura central del carrete. Dos placas sustancialmente idénticas 30 están montadas sobre los extremos axialmente opuestos del carrete, y están angularmente descentrados, de forma que sus extremos flexionados hacia abajo se extienden sobre partes diferentes de los arrollamientos.

Un motor invertido de acuerdo genéricamente con el preámbulo de la reivindicación 1 de la presente memoria, de describe en el documento CH 2132797A. Otros ejemplos de motores eléctricos con un rotor exterior se divulgan en los documentos EP-A-0 299 512 y EP-A-0 591 724.

Entre los diversos objetos y características de la presente invención puede destacarse la provisión de un motor invertido que es fácil y económico de fabricar; la provisión de un motor del tipo indicado que es de construcción simple; la provisión de un motor del tipo indicado que produce escasa interferencia de líneas; la provisión de un motor del tipo indicado que incluye partes metálicas de un material eléctricamente aislante; la provisión de un motor del tipo indicado 10 que tiene reducidas pérdidas en el hierro en el estator; la provisión de un motor del tipo indicado que está lubrificado de forma perdurable sin necesidad de incorporar un depósito de lubricante dentro del motor; la provisión de un motor del tipo indicado que se alinea automáticamente con el eje del rotor.

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un motor invertido que comprende: un rotor que incluye un miembro cóncavo, un eje montado sobre el miembro cóncavo y un medio de imán montado sobre la superficie interior del miembro cóncavo, estando dicho medio de imán separado del eje y extendiéndose circularmente sobre el miembro cóncavo alrededor del eje geométrico longitudinal del eje; un medio de cojinete donde se aloja el eje para montar rotatoriamente el rotor; un montaje de estator montado sobre dicho medio de cojinete, incluyendo el montaje de estator un carrete montado genéricamente en sentido coaxial con el eje del rotor y que tiene un diámetro interior y un diámetro exterior, un arrollamiento enrollado sobre el carrete y que se extiende alrededor del eje geométrico del eje del rotor, teniendo el arrollamiento una anchura en una dirección paralela a la extensión longitudinal del eje del rotor, un primer miembro ferromagnético que tiene un ala radialmente exterior que se extiende entre el arrollamiento y el imán, extendiéndose el ala exterior genéricamente desde un primer extremo axial del carrete hacia un segundo extremo axial opuesto en una distancia inferior a la anchura del arrollamiento, comprendiendo adicionalmente el montaje de estator un segundo miembro ferromagnético que incluye un ala radialmente exterior que se extiende genéricamente desde el segundo extremo del carrete hacia el primer extremo en una distancia inferior a la anchura del arrollamiento de forma que se reduce la inductancia de fuga entre los miembros, caracterizado porque dichos primer y segundo miembros ferromagnéticos comprenden cada uno una pluralidad de laminaciones en forma genérica de C dispuestas en capas que definen el miembro ferromagnético, estando las laminaciones orientadas de forma que dichas laminaciones se extiendan en planos paralelos al eje geométrico longitudinal del eje del rotor.

Dichos primer y segundo miembros ferromagnéticos están además situados de forma que cada uno de ellos es asimétrico alrededor de un plano que incluye el eje geométrico longitudinal del eje del motor, con lo cual los miembros ferromagnéticos están cada uno situados de forma que se define entre cada uno de los miembros ferromagnéticos y el rotor un entrehierro asimétrico para facilitar el arranque del motor.

A continuación se describirán, a modo de ejemplo, determinadas formas de realización de la invención, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:

La Fig. 1 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de un motor invertido de la presente invención;

la Fig. 2 es una vista en alzado frontal de un montaje de refuerzo del motor invertido;

la Fig. 3 es una vista en sección tomada a lo largo de la línea 3-3 de la Fig. 2;

la Fig. 4 es una vista en planta de una primera laminación utilizada para conformar un miembro ferromagnético;

la Fig. 5 es una vista en planta de una segunda laminación utilizada para conformar el miembro ferromagnético;

la Fig. 6 es una vista en alzado frontal del miembro ferromagnético;

la Fig. 7 es una vista lateral derecha en alzado del miembro ferromagnético;

la Fig. 8 es una sección vertical fragmentaria, de tamaño ampliado, tomada a través del motor de la Fig. 3 justo a la derecha del miembro ferromagnético superior ilustrado y encarado hacia la izquierda;

la Fig. 9 es una vista esquemática desde el extremo derecho del motor de la Fig. 3 con un ventilador, la tapa del rotor, el refuerzo, el cabezal terminal, el carrete 30 y los arrollamientos del motor retirados para ilustrar la posición angular relativa de los miembros ferromagnéticos dentro del motor;

la Fig. 10 es una vista en planta de un primer cabezal terminal que muestra su lado axialmente interno incluyendo los miembros ferromagnéticos montados sobre el mismo;

la Fig. 11 es una vista en planta de un segundo cabezal terminal que muestra su lado axialmente interno incluyendo los miembros ferromagnéticos montados sobre el mismo;

la Fig. 12 es una vista en planta del segundo cabezal terminal que muestra su lado axialmente externo;

la Fig. 13 es una vista en alzado lateral del primer y segundo cabezales terminales montados con un carrete del motor y que muestra la separación de las alas radialmente externas de los miembros ferromagnéticos adyacentes;

la Fig. 14 es una sección fragmentaria, esquemática, producida tomando las secciones indicadas por las líneas 14-14 a través de los miembros ferromagnéticos adyacentes de la Fig. 4 y rotando las vistas dentro del mismo plano para ilustrar la alineación circular reducida de las alas radialmente exteriores de los miembros ferromagnéticos adyacentes;

las Figs. 15A-15C son vistas en perspectiva esquemáticas que muestran tres formas diferentes y unos miembros ferromagnéticos conformados por las respectivas formas;

la Fig. 16 es una vista en perspectiva de un miembro ferromagnético moldeado;

la Fig. 17 es una vista en alzado lateral del miembro ferromagnético moldeado;

la Fig. 18 es una vista en planta del lado axialmente interior del miembro ferromagnético moldeado;

la Fig. 19 es una vista en alzado lateral de un manguito de cojinete;

la Fig. 20 es una sección longitudinal de un manguito de cojinete;

la Fig. 21 es una sección transversal de un brazo del refuerzo tomado sobre la línea 21-21 de la
Fig. 2;

la Fig. 22 es una vista en alzado en despiece ordenado del motor que incluye un ventilador y el refuerzo, y que ilustra el montaje del motor;

la Fig. 23 es una vista en alzado lateral fragmentaria, de tamaño aumentado, del motor, que muestra la superposición de un cubo del ventilador y el segundo cabezal terminal para cerrar el interior del motor;

la Fig. 24 es una vista en sección fragmentaria, de tamaño aumentado, tomado en el plano que incluye la línea 24-24 de la Fig. 2 con el refuerzo retirado y una placa de circuito impreso, de ajuste a presión, separada del resto del motor;

la Fig. 25 es una sección longitudinal tomada sobre el mismo ángulo que la línea en sección 3-3 de la Fig. 2, pero mostrando un motor invertido de una segunda forma de realización que incorpora un sistema de cojinete autoalineante;

la Fig. 26 es una vista desde un extremo de un núcleo de cojinete del sistema de cojinete autoalineante;

la Fig. 27 es una sección longitudinal del núcleo de cojinete; y

la Fig. 28 es una sección longitudinal de un motor invertido de una tercera forma de realización que incorpora un sistema de cojinete autoalineante.

Las referencias numerales correspondientes indican las correspondientes partes numerales a lo largo de las diversas vistas de los dibujos. En la descripción que sigue, algunas de las formas de realización descritas, por ejemplo las descritas con referencia a las Figs. 16 a 18 y las Figs. 25 y 28, no son formas de realización de la invención, pero son ejemplos útiles para la comprensión de determinados aspectos de la invención.

Con referencia ahora a los dibujos y en particular a las Figs. 1 a 3, se muestra un motor invertido construido de acuerdo con los principios de la presente invención, e incluyendo un rotor, genéricamente indicado con la referencia numeral 30, que comprende una tapa 32 (en sentido amplio "miembro cóncavo"), un eje 34 montado en el interior de la tapa y una tira 36 de imán permanente que tiene cuatros pares de polos que se extienden circularmente alrededor del interior de la tapa. El eje 34 se aloja a través de un cojinete 38 de manguito que monta sobre sus primer y segundo cabezales terminales exteriores (indicados genéricamente con las referencias numerales 40,42, respectivamente). El primer cabezal terminal tiene cuatro miembros ferromagnéticos, genéricamente indicados con la referencia numeral 44, y el segundo cabezal terminal tiene cuatro miembros ferromagnéticos, genéricamente indicados con la referencia numeral 46. Los miembros ferromagnéticos tienen forma genérica de C y están separados a intervalos regulares de 90º alrededor de la circunferencia de los primer y segundo cabezales terminales 40, 42. La disposición de los miembros ferromagnéticos 44, 46 en posiciones separadas puede designarse como una disposición de "C partida". Puede haber un número mayor o menor de miembros ferromagnéticos 44, 46 dependiendo del número de polos magnéticos deseado para el motor. Un motor de ocho polos se ilustra en una forma de realización preferente, concretamente para su uso como ventilador de evaporación.

Un carrete 48 sujeta dos arrollamientos (designados colectivamente con la referencia numeral 50) arrollados sobre el carrete y extendiéndose alrededor del eje geométrico del eje 34 del rotor formando una bobina. Los arrollamientos 50 no se ilustran en la Fig. 1 para que pueda verse la construcción del carrete 48. Un único arrollamiento o más de dos arrollamientos pueden utilizarse sin apartarse del ámbito de la presente invención. Los arrollamientos 50 tienen una anchura W en una dirección paralela al eje geométrico del eje 34 del rotor que es sustancialmente igual a la dimensión axial del carrete 48 entre unas bridas terminales opuestas 52 (véase la Fig. 22). En las formas de realización preferentes, el motor es electrónicamente conmutado y tiene una placa de circuito impreso 54 montada sobre el segundo cabezal terminal 42 para controlar la activación de los arrollamientos 50. Los dispositivos de control montados sobre la placa de circuito impreso 54 no han sido ilustrados en los dibujos por razones de claridad. A modo de ejemplo y no en sentido limitativo, la circuitería de control puede ser "Un motor capacitativamente energizado y un control de velocidad constante" de acuerdo con lo descrito en la solicitud de Patente europea nº 97309812.2 (EP-A-0 847 133) transferida y en tramitación junto con la presente.

Como se describe con mayor detalle más adelante, el motor está provisto de un ventilador y está montado sobre un refuerzo (designado genéricamente con las referencias numerales 56 y 58, respectivamente) para su uso como ventilador del condensador o evaporador. El motor puede utilizarse en otras aplicaciones sin apartarse del ámbito de la aplicación.

Los miembros ferromagnéticos 44, 46 de la presente invención están conformados mediante la superposición de la laminaciones estampadas a partir de metal para flejes y quedando apilados entre sí. En la forma de realización preferente los miembros ferromagnéticos 44, 46 están conformados a partir de una primera laminación 60 (Fig. 4) y de una segunda laminación 62 (Fig. 5) que tienen forma genérica de C. La primera y segunda laminaciones 60, 62 están conformadas y dispuestas en la pila que define el miembro ferromagnético (por ejemplo, el miembro ferromagnético 44 mostrado en las Figs. 6 y 7) para facilitar el arranque del motor en la dirección deseada, y para potenciar al máximo la conductancia del flujo magnético, pero reduciendo al mínimo al mismo el tiempo las pérdidas en el hierro y la conductancia entre los miembros ferromagnéticos circularmente adyacentes 44, 46. Como se muestra en la Fig.4, la primera laminación 60 tiene un ala interior 64 con una anchura W1, y un ala exterior más delgada 66 (anchura W2) que está ahusada en su extremo libre. Las referencias a "interior" y "exterior" se efectúan con respecto a las posiciones radiales relativas de las partes de los miembros ferromagnéticos 44, 46 dentro del motor montado, con respecto al eje geométrico longitudinal del eje 34 del rotor. El ala exterior 66 es más larga que el ala interior 64. Con referencia a la Fig. 5, la segunda laminación 62 se muestra con un ala interior 68 y un ala exterior 70 que está ahusada en su extremo libre. El ala interior 68 es ligeramente más larga que el ala exterior, y tiene la misma longitud que el ala interior 64 de la primera laminación 60. Sin embargo, la anchura W3 del ala interior 68 de la segunda laminación 62 es sustancialmente menor que la anchura del ala interior 64 de la primera laminación 60. De modo similar, la anchura W4 del ala exterior 70 de la segunda laminación 62 es inferior a la anchura W2 del ala exterior de la primera laminación 60. La primera y segunda laminaciones 60, 62 tienen un grosor sustancialmente idéntico. Así, puede apreciarse que las primeras laminaciones 60 incluyen más metal para conducir un flujo adicional entre los arrollamientos 50 y la tira 36 de imán permanente.

Uno de los miembros ferromagnéticos 44 conformado por el apilamiento conjunto de las primeras y segundas laminaciones 60, 62 se muestran en las Figs. 6 y 7. En la forma de realización preferente todos los miembros ferromagnéticos 44, 46 excepto uno (designado con la referencia numeral 46') tienen una estructura sustancialmente similar. Las primeras y segundas laminaciones están apiladas para que las primeras laminaciones 60 estén situadas en una porción central del miembro ferromagnético 44 y las segundas laminaciones 62 estén situadas en las porciones laterales en lados opuestos de la porción central. El miembro ferromagnético 44 está dispuesto de forma simétrica mediante la apilación de un número mayor de laminaciones 62 sobre un lado de la porción central (por ejemplo sobre el lado izquierdo de la porción central del miembro ferromagnético 44 según se observa en la Fig. 7) que el otro. La asimetría del miembro ferromagnético 44 provocará que el rotor 30 se pare, para que los polos de la tira 36 de imán permanente situada sobre la tapa 32 del rotor no esté situada a mitad de camino entre polos adyacentes del estator.

Como se aprecia en la Fig. 6, las alas exteriores 66 de las primeras laminaciones 60 están genéricamente alineadas con las alas exteriores 70 de las segundas laminaciones 62 para conformar un ala exterior 72 del miembro ferromagnético 74, Las alas interiores 64 de las primeras laminaciones 60 están sustancialmente alineadas con las alas interiores 68 de las segundas laminaciones 62 para conformar un ala interior 74 del miembro ferromagnético 44. Las primeras y segundas laminaciones 60,62 están sujetas entre sí formando una pila de un modo apropiado, como por ejemplo mediante soldadura. Se prevén otros procedimientos para sujetar las laminaciones entre sí y que incluyen la conformación de unos interbloqueos (no mostrados) en las laminaciones que interconectarán las laminaciones de la pila.

En el motor ensamblado, los miembros ferromagnéticos 44, 46 reciben porciones de los arrollamientos 50 entre sus alas exterior e interior 72,74. La forma en C de los miembros ferromagnéticos 44, 46 sigue un segmento de las vías de flujo de los campos magnéticos generados por los arrollamientos 50. Como puede apreciarse en la Fig. 3, las porciones centrales de las alas exteriores 72 de los miembros ferromagnéticos 44, 46 se extienden entre el imán permanente y los arrollamientos 50. Las alas exteriores 72 de los miembros ferromagnéticos 44 montadas sobre el primer cabezal terminal 40 se extienden en la dirección axial opuesta respecto de las alas exteriores de los miembros ferromagnéticos 46 situados sobre el segundo cabezal terminal 42. La porción central del ala exterior 72 de cada miembro ferromagnético 44, 46 se extiende de forma más pronunciada que las porciones laterales desde el extremo axial del carrete 48 hacia el extremo opuesto. La porción central del ala exterior 72 se extiende en dirección axial sustancialmente a través de la total anchura del imán permanente montado sobre la tapa 32 del rotor, pero no se extiende a través de la total anchura W de los arrollamientos 50. Sin embargo se prevé que la porción central del ala exterior 72 pudiera extenderse a través de la total anchura W de los arrollamientos 50, o incluso más allá del extremo opuesto del carrete 48. Dichos diseños seguirían cayendo dentro del ámbito de la presente invención.

Como se muestra en la Fig. 8, la diferencia de las anchuras W1, W3 entre las alas interiores 64, 68 de las primeras laminaciones 60 y de las segundas laminaciones 62, permite que los miembros ferromagnéticos 44, 46 adopten genéricamente la forma circular del diámetro interior del carrete 58 utilizando únicamente dos tipos de laminaciones. De modo similar, la diferencia entre las anchuras W2, W4 entre las alas exteriores 66, 70 de las primeras laminaciones 60 y de las segundas laminaciones 62 permite que los miembros ferromagnéticos adopten genéricamente la forma circular de la superficie interior de la tapa 32 del rotor. Las lamianciones individuales 60, 62 de los miembros ferromagnéticos 44, 46 no se muestran en la Fig. 8 ni en otras figuras por razones de claridad en los dibujos. La porción central del ala exterior 72 del miembro ferromagnético 46 mostrado en la Fig. 8 sale radialmente hacia fuera desde las porciones laterales debido a la mayor anchura W2 de las alas exteriores 66 de las primeras laminaciones 60. La configuración escalonada del ala exterior 62 reduce el entrehierro entre la tira 36 de iman permanente y el miembro ferromagnético 46 en la porción central del miembro ferromagnético. Si las alas exteriores 66, 70 de las laminaciones 60, 62 fueran todas de la misma anchura, situándose todas superpuestas y alineadas entre sí, el entrehierro en el centro del miembro ferromagnético 46 sería sustancialmente mayor que en las porciones laterales (no mostradas). Asi mismo, la anchura W4 de las alas interiores 70 de las segundas laminaciones 62 está limitada debido a que no deben conectarse con la tira 36 de imán permanente.

De la misma forma la configuración escalonada del ala interior 74 del miembro ferromagnético 46 permite que el ala interior se adapte de forma aproximada a la curvatura del diámetro interior del carrete 48. La mayor anchura de la porción central del ala interior 74 sitúa el metal del ala interior donde existe un espacio máximo en el diámetro interior del carrete 48. El menor diámetro de las porciones laterales del ala interior proporciona también espacio para el miembro ferromagnético adyacente 46. Como puede apreciarse en las Figs. 8, 10 y 11 los miembros ferromagnéticos 44, 46 se apoyan entre sí al nivel de los extremos de sus alas interiores 74. Unas alas interiores 74 más anchas no se adaptarían a las disposiciones existentes de los miembros ferromagnéticos 44, 46. Mediante la conformación de la forma del ala interior 74 a la curvatura del carrete 48, el diámetro interior del carrete puede conseguirse que sea más pequeño. Cuanto más pequeño el diámetro interior del carrete 48, más alambre se incluirá en los arrollamientos 50. Sin embargo, la presencia del metal adicional en la porción central permite que el miembro ferromagnético 46 tenga la suficiente capacidad de conducción del flujo en su ala interior 74.

La orientación de las primeras y segundas laminaciones 60, 62 de la pila que constituye los miembros ferromagnéticos 44, 46 ayuda a reducir las pérdidas en el hierro ocasionadas en parte por las corrientes parásitas existentes dentro de los miembros ferromagnéticos 44, 46 a lo largo de sus extensiones. Las primeras y segundas laminaciones 60,62 están orientadas en planos paralelos al eje geométrico longitudinal del eje 34 del rotor y en perpendicular a la dirección de las corrientes parásitas. Así, las corrientes parásitas deben fluir de laminación en laminación. Cada laminación 60, 62 está provista de una capa de óxido que proporciona resistencia al paso de la corriente desde una laminación a la siguiente. Por el contrario, cada laminación 60,62 de los miembros ferromagnéticos 44, 46 descasa en un plano paralelo a las vías de flujo de los campos magnéticos generados por los arrollamientos 50. Por consiguiente, los miembros ferromagnéticos 44, 46 facilitan el flujo magnético inhibiendo al tiempo las corrientes parásitas.

En la forma de realización preferente, el primer cabezal terminal 40 está hecho de material polimérico y conformado por moldeo de inyección alrededor de cuatro miembros ferromagnéticos 44. El primer cabezal terminal 40 tiene una porción tubular central 78 que recibe un extremo del cojinete 38 de manguito. Como se muestra en la Fig. 10, los cuatro miembros ferromagnéticos 44 están situados alrededor de la porción tubular central con las porciones centrales de alas interiores 74 de los miembros ferromagnéticos alojadas en unas correspondientes muescas 80. Las muescas 80 no están situadas simétricamente alrededor del primer cabezal terminal. Cada muesca 80 está descentrada hacia un lado respecto de una línea radial (por ejemplo la línea radial R1) que se extiende desde el centro del primer cabezal terminal y que pasa perpendicularmente a través de la muesca. Como resultado de ello, los miembros ferromagnéticos 44 montados sobre el primer cabezal terminal 40 no son simétricos alrededor de ninguna línea radial que se extienda desde el centro del cabezal. Cuando están montados en el motor, los miembros ferromagnéticos 44 son simétricos alrededor de cualquier plano que incluya el eje geométrico del eje 34 del rotor. Como resultado de ello, el entrehierro entre las alas exteriores 72 de los miembros ferromagnéticos 44 situados sobre el primer cabezal terminal 40 y la tira 36 de imán permanente es asimétrico. De acuerdo con ello, se produce un par de torsión en la dirección que se desea que gire el rotor 30.

El segundo cabezal terminal 42 está también preferentemente conformado con un material polimérico moldeado por inyección alrededor de otros cuatro miembros ferromagnéticos 46. El segundo cabezal terminal 42 incluye una porción tubular central 82 que recibe el extremo opuesto del cojinete 38 de manguito para el montaje del segundo cabezal terminal sobre el cojinete de manguito. Como se muestra en la Fig. 11, los cuatro miembros ferromagnéticos 46 están situados alrededor de la porción tubular central con las porciones centrales de las alas interiores 74 de los miembros ferromagnéticos alojadas en las correspondientes muescas 84. Las muescas están situadas asimétricamente alrededor del segundo cabezal terminal 42 de la misma forma y por las mismas razones que las muescas del primer cabezal terminal 40. Debe destacarse que uno de los miembros ferromagnéticos 46' no tiene segundas laminaciones 62 en un lado de la porción central. La ausencia de estas laminaciones proporciona un espacio para el receptáculo 86, conformado como una pieza con el segundo cabezal terminal 42, el cual contiene un sensor de posición del rotor, como por ejemplo una unidad de dispositivo Hall 88 (Fig. 22)para detectar la posición del rotor 30.

La disposición de todos los ocho miembros ferromagnéticos 44, 46, como se aprecia en la vista desde el extremo derecho del motor, se muestra esquemáticamente en la Fig. 9. Los miembros electromagnéticos 44 montados sobre el primer cabezal terminal 40 están descentrados 45º respecto de los miembros ferromagnéticos 46 situados en el segundo cabezal terminal 42. Sin embargo, las porciones de los miembros ferromagnéticos 44 situados sobre el primer cabezal terminal 40 están en alineación axial con (esto es, aparecen superpuestos cuando se observan según se representan en la Fig. 9) los miembros ferromagnéticos 46 montados sobre el segundo cabezal terminal 42. La única superposición tiene lugar entre las alas exteriores 72 de las porciones laterales más cortas de los miembros ferromagnéticos 44, 46 (conformadas por las alas exteriores 70 de las segundas laminaciones 62) y también entre las alas interiores 74 de los miembros ferromagnéticos. Las porciones laterales de las alas exteriores 72 de los miembros ferromagnéticos 44, 46 se extienden hasta menos de la mitad del recorrido a través de la anchura W de los arrollamientos 50, y las alas interiores 74 se extienden solo, aproximadamente, hasta la mitad del recorrido a través de la anchura de los arrollamientos, de forma que no hay interferencia entre las porciones superpuestas de los miembros ferromagnéticos. Las alas interiores 74 de los miembros ferromagnéticos 44 situados sobre el primero cabezal terminal 40 preferentemente tocan o mantienen una separación muy estrecha con las alas interiores superpuestas de los miembros ferromagnéticos 46 situados sobre el segundo cabezal terminal 42 para conducir las líneas de flujo a través del centro del carrete 48.

Como se muestra en la Fig. 13, las alas exteriores 72 de los miembros ferromagnéticos adyacentes 44, 46 situados sobre el primer y segundo cabezales terminales, 40, 42 respectivamente, están separados axialmente entre sí por una distancia D. La separación se proporciona mediante las alas exteriores más cortas 70 de las segundas laminaciones 62 que conforman las porciones laterales de los miembros ferromagnéticos 44, 46. La separación produce un entrehierro que inhibe el escape de flujo entre los miembros ferromagnéticos adyacentes 44, 46. Las porciones centrales de las alas exteriores de los miembros ferromagnéticos 44, 46 están en alineación parcial. La alineación tiende a producir inductancia entre las porciones alineadas de los miembros ferromagnéticos 44, 46 provocando que las fugas de flujo afecten de forma desfavorable al funcionamiento del motor. Para reducir al mínimo la alineación, las alas exteriores están ahusadas en un punto próximo a sus extremos libres. El ahusamiento es preferentemente, pero no necesariamente, lineal, para adaptarse a la reducción lineal de la densidad de flujo a través de la anchura de la tira 36 de imán permanente del extremo libre del ala exterior 72. Para ilustrar la reducción de la alineación, la Fig. 14 hace girar en el mismo plano las secciones tomadas a través de los miembros ferromagnéticos adyacentes 44, 46 de la Fig. 9. Sin embargo, la alineación real en cuestión es la alineación del área superficial que produce el acoplamiento magnético. Así, la alineación real que produce el acoplamiento magnético de los polos adyacentes es inferior a la mostrada en la Fig. 14. No obstante, la Fig. 14 ilustra con exactitud que la superposición del área superficial de las alas exteriores 72 de los miembros ferromagnéticos adyacentes 44, 46 está disminuida por el ahusamiento de los extremos libres de las alas exteriores. Las porciones centrales de las alas exteriores 72 se extienden a través de la total anchura de la tira 36 de imán permanente situada sobre la tapa 32 del rotor para proporcionar un elemento metálico para conducir el flujo, pero reducen al mínimo la alineación de los miembros ferromagnéticos 44, 46 lo que produce el acoplamiento magnético, y con ello las fugas de flujo entre los miembros ferromagnéticos adyacentes.

En las Figs. 15A a 15C se muestran miembros ferromagnéticos alternativos conformados por entero a partir de laminaciones del mismo tamaño y configuración y se designan genéricamente con las referencias numerales 144A, 144B y 144C, respectivamente. Los miembros ferromagnéticos 144A y 144B, se describen utilizando las mismas referencias numerales que respecto de los miembros ferromagnéticos 44, 46 sumando 100. Los miembros ferromagnéticos están conformados para reducir al mínimo el entrehierro y/o para inducir el deseado par entredientes para arrancar el motor. Lo mismo que los miembros ferromagnéticos 44, 46 anteriormente descritos, las alas exteriores 172 A a 172C tienen el tamaño adecuado para extenderse desde un extremo de un carrete a través de los arrollamientos efectuados sobre el carrete en una distancia inferior a la total anchura de los arrollamientos. No se ilustran el carrete y los arrollamientos, pero son sustancialmente similares al carrete 48 y al arrollamiento 50. Sin embargo, las alas exteriores 172A a 172C se extienden sustancialmente a través de la entera anchura de la tira de imán permanente. Las laminaciones que conforman el miembro ferromagnético 144A están apiladas, pero no están inicialmente sujetas entre sí. La pila de laminaciones desconectada es situada dentro de una herramienta de conformación (no mostrada) que presiona la pila contra una forma 173A que tiene la configuración de dos secciones descentradas. El encaje con la forma provoca que las laminaciones se deslicen una respectos de otras dentro de la pila en direcciones paralelas a los planos de las laminaciones. El ala radialmente exterior del miembro ferromagnético conformado por la pila tiene así la configuración descentrada de la forma 173A que convierte en asimétrico el entrehierro y facilita la conformación del deseado par entredientes. Las laminaciones quedan entonces sujetas entre sí en posiciones fijas para formar el miembro ferromagnético 144A.

Las laminaciones de la pila pueden alternativamente presentar una configuración romboidal del miembro ferromagnético 144B al resultar forzadas contra la forma 173B mostrada en la Fig. 15B. La angulación de la pila facilita el arranque del motor, pero no se adapta exactamente a la curvatura de la tapa 32 del rotor y al diámetro interno del carrete. La forma 173C conforma la pila para que el miembro ferromagnético 144C tenga la forma de un segmento arqueado (Fig. 15C). la curvatura del ala exterior 172C del miembro ferromagnético 144C se adapta exactamente a la curvatura de la tapa 32 del motor y de la tira 36 de imán permanente para reducir al mínimo el entrehierro. El ala interior 174C del miembro ferromagnético 144C también se adapta a la curvatura del diámetro interior del carrete permitiendo que se reduzca de alguna forma el diámetro interior del carrete. Para producir los deseados pares de torsión, el miembro ferromagnético 144C puede estar montado sobre un cabezal terminal (no mostrado) de una forma radialmente descentrada como la ofrecida en relación con los miembros ferromagnéticos 44, 46. La pila de laminaciones idénticas puede estar configurada de forma distinta a la descrita en la presente memoria sin por ello apartarse del ámbito de la presente invención.

Los miembros ferromagnéticos conformados 144A a 144C son más cortos de extremo a extremo que los miembros ferromagnéticos 44, 46 conformados por las primeras y segundas laminaciones 60, 62 de diferentes tamaños para evitar la interferencia física y las fugas de flujo con los miembros ferromagnéticos adyacentes. Si la extensión angular de los miembros ferromagnéticos 44, 46 era de, aproximadamente, 45º mecánicos (180º eléctricos), en un motor de 8 polos, la extensión de los miembros ferromagnéticos 144A a 144C sería de aproximadamente 30º mecánicos (120º eléctricos) en el mismo motor de 8 polos.

En otra versión de los miembros ferromagnéticos mostrada en las Figs. 16 a 18, que no es una forma de realización de la invención sino únicamente un ejemplo útil para la comprensión de un aspecto de la invención, los miembros ferromagnéticos están moldeados por compresión como un yugo 144D de estator de una sola pieza a partir de un material ferromagnético en polvo con un aglutinante. En lugar de cuatro miembros ferromagnéticos separados, el yugo 144D de estator tiene un único anillo interior unitario 174D y cuatro alas exteriores 172D angularmente separadas que, en el motor ensamblado (no mostrado), se extienden desde un extremo del carrete a través de los arrollamientos en una distancia inferior a la total anchura de los arrollamientos. Las alas exteriores 172D pueden extenderse a través de la entera anchura de los arrollamientos y más allá, sin apartarse del ámbito de la presente invención. El carrete y los arrollamientos no se muestran, pero serían sustancialmente los mismos que el carrete 48 y los arrollamientos 50. Las alas exteriores 172D son preferentemente lo suficientemente largas para extenderse a través de la entera anchura de la tira 36 de imán permanente situada sobre la tapa 32 del rotor. Como se muestra de forma óptima en la Fig. 18 las alas exteriores 172D están configuradas con precisión para adaptarse a la forma curvada de la tapa 32 del rotor y de la tira 36 de imán permanente para reducir al mínimo el entrehierro. Un yugo 144D de estator idéntico (mostrado en línea de puntos) está situado en el extremo opuesto del carrete en una dirección angularmente descentrada, de forma que las alas exteriores 172D de cada yugo de estator están situadas entre las alas exteriores del otro yugo de estator. Las posiciones relativas de las alas exteriores 172D de los yugos 144D de estator, como estarían situadas en el carrete del motor, se ilustran en la Fig. 18. El carrete y los arrollamientos no se muestran por razones de claridad. Para facilitar el arranque del motor en la dirección correcta, las alas exteriores pueden estar conformadas asimétricamente (no se muestra), como por ejemplo recortando una muesca del ala exterior, o variando el radio de curvatura del ala exterior. El anillo interior 174D situado sobre cada yugo 144D de estator se extiende por el interior de la abertura central del carrete hasta aproximadamente la mitad del recorrido de la dimensión axial de la abertura del carrete.

El montaje de estator de la forma de realización preferente incluye el carrete 48, los arrollamientos 50 situados sobre el carrete, el primer y segundo cabezales terminales 40, 42 y los miembros ferromagnéticos 44, 46 montados sobre los cabezales terminales. Como se muestra en la Fig. 2 el cojinete 38 de manguito está completamente alojado en las porciones tubulares centrales 78, 82 del primer y segundo cabezales 40,42. El eje 34 del rotor está alojado atravesando el cojinete 38 de manguito con una porción sustancial del montaje de estator alojado en la tapa 32 del rotor. El eje 34 del rotor está montado sobre la tapa 32 del rotor mediante moldeo de inserción empleando un material de zinc. El material de zinc alrededor del eje 34 está conformado dentro de un separador 90 para conectar operativamente el cojinete 38 para separar axialmente la tapa 32 del rotor respecto del cojinete y del montaje de estator. Un disco Mylar 92 está dispuesto entre el separador 90 y el cojinete 38 para reducir la fricción entre el separador y el cojinete.

El cojinete 38 está impregnado con un lubricante y tiene un tamaño lo bastante grande para que se autolubrifique hasta la entera duración del motor. Con referencia a las Figs. 19 y 20, el cojinete 38 está preferentemente moldeado a partir de un metal en polvo para habilitar un agujero pasante longitudinal central con un diámetro más pequeño en las zonas terminales 94 que en una zona media 96. El eje 34 del rotor contacta y es soportado por el cojinete 38 de manguito únicamente en las zonas terminales 94 de diámetro más pequeño del cojinete. Las dos posiciones separadas de acoplamiento proporcionan un montaje sólido para el eje 34 del rotor, reduciendo al mismo tiempo al mínimo el acoplamiento del área superficie global entre el eje y el cojinete 38.

Una aplicación preferente para el motor invertido de la presente invención es para accionar el ventilador 56. Como se muestra en las Figs. 2 y 3, un cubo 98 en forma de copa del ventilador 56 encaja sobre la tapa 32 del rotor y está constituido formando cuerpo con las paletas 100 del ventilador. En la Fig. 2 únicamente se muestran dos paletas 100 del rotor, habiéndose suprimido el resto por razones de claridad del dibujo. El segundo cabezal terminal 42 monta en el motor y en el ventilador 56 sobre la cubierta 58. La cubierta incluye un reborde exterior 102, una copa central 104 (en general, "miembro central") y cuatro radios 106 que se extienden entre y conectan con la copa y el reborde. El motor ensamblado está conectado a cuatro orejetas de montaje 108 que se proyectan radialmente hacia fuera desde la periferia de la copa 104. La conexión del motor a la cubierta 58 se describe con mayor detalle más adelante. Las orejetas 108 están cada una reforzadas por un par de esquineros 110 constituidos formando cuerpo con la orejeta y la copa 104. El reborde exterior 102 de la cubierta 58 tiene tres muescas 112 para el alojamiento de unos medios de sujeción (no mostrados) para montar la cubierta a una superficie de montaje apropiada, como por ejemplo un conducto. Así, puede apreciarse que la cubierta 58 proporciona el único medio de soporte del motor.

Los radios 106 están conformados para sujetar el motor y el ventilador 56 rígidamente contra el movimiento de inclinación y cabeceo, pero para permitir algún pequeño movimiento de balanceo amortiguado. Con referencia a la Fig. 21 los radios 106 tienen forma genérica de T, en sección transversal. La "T" tiene un ala 106A que proporciona un material de resistencia a la flexión de los radios 106 alrededor de los ejes perpendiculares al eje geométrico longitudinal del eje 34 del rotor. Otro ala 106B de la "T" está curvada y proporciona una resistencia menor a la flexión del radio 106 alrededor de los ejes paralelos al eje geométrico del eje 34 del rotor. Sin embargo se permite un pequeña cantidad de movimiento de balance, o (esto es, de oscilación alrededor del eje geométrico del eje del rotor), movimiento amortiguado por el material de los radios 106. Así, los pares entredientes normales del motor son absorbidos por los radios 106, permitiendo que el motor funcione con menos vibración y ruido mecánicos. El ala curvada 106B de cada radio 106 está situada en la posición más próxima a las paletas 100. El ala curvada 106B se inclina alejándose de las paletas 100 del ventilador hacia sus extremos libres de forma que el flujo de aire de las paletas del ventilador (indicado mediante la flecha A de la Fig. 21) tropieza con una superficie suavemente curvada. De este modo se reduce el ruido de aire ocasionado por el aire que pasa por los radios 106.

El motor invertido de la presente invención puede montarse con rapidez y precisión a partir de sus elementos componentes. La descripción que sigue de un procedimiento para el montaje del motor, incluyendo la fijación del ventilador 56 y su montaje sobre la cubierta 58, se efectúa con referencia a la Fig. 22 de los dibujos. Los miembros ferromagnéticos 44, 46 son conformados estampando las primeras y segundas laminaciones 60,62 en forma de C a partir del material ferromagnético, y apilando las laminaciones entre sí de acuerdo con lo anteriormente descrito. Cuatro de los miembros ferromagnéticos 44 están situados en un molde de conformación del primer cabezal terminal 40 y otros cuatros miembros ferromagnéticos 46 están situados en un molde de conformación (no mostrado) del segundo cabezal terminal 42. Se inyecta plástico dentro de los moldes respectivos alrededor de los miembros ferromagnéticos 44, 46 para conformar el primer y segundo cabezales terminales 40,42 y simultáneamente fijar los miembros ferromagnéticos a los cabezales terminales.

El cojinete 38 de manguito es previamente montado con el primer cabezal terminal 40 introduciendo a presión un extremo del cojinete que tiene una superficie moleteada 112 dentro de la porción tubular 108 del primer cabezal central. La superficie moleteada 112 facilita la formación de un encaje de fricción entre el cojinete 38 y el primer cabezal terminal 40. También se prevé que el cojinete 38 pueda situarse dentro del molde dentro del primer cabezal terminal junto con los cuatros miembros ferromagnéticos 44, 46. En ese caso, la porción tubular central del primer cabezal terminal (no mostrado) sería lo suficientemente larga para cubrir sustancialmente la totalidad del cojinete. La porción tubular se moldearía alrededor de una porción central abombada 114 del cojinete 38 para de esta forma fijar el cojinete dentro de la porción tubular. La porción tubular central del segundo cabezal central (no mostrado) tendría una longitud sustancialmente menor para adaptarse a la longitud incrementada de la longitud tubular del primer cabezal terminal.

El carrete 48 es preferentemente moldeado a partir de un material polimérico apropiado y estaría arrollado con uno o más arrollamientos 50. Cuando se utiliza más de un arrollamiento, los arrollamientos pueden ser bifilares o arrollarse uno sobre el otro en una disposición en capas. En la forma de realización ilustrada, hay un arrollamiento 50, y los extremos terminales se alojan en unas respectivas porciones 116 de conector del carrete 48 (véase también la Fig. 24) Los extremos terminales de cada uno de los arrollamientos 50 están conectados a unos conectores terminales macho 118 montados en la porción 116 de conector del carrete 48. El carrete arrollado es montado sobre el primer y segundo cabezales terminales 40,42 alineando cuatro bornes de montaje 120 sobre cada extremo axial del carrete con las correspondientes aberturas 121 situadas en el primer y segundo cabezales terminales (véanse las Figs. 10 y 11). Los bornes de montaje 120 están conformados como una pieza con el carrete 48 al mismo tiempo de conformar el carrete. Los bornes 120 se insertan a través de las respectivas aberturas 121 y son deformados por soldadura sónica hasta adoptar una forma genérica de cabeza de remache para impedir la retirada de los bornes fuera de las aberturas. Las cabezas de remache 120 A constituidas deformando los bordes de montajes 120 pueden apreciarse en la Fig. 24. Los miembros ferromagnéticos en forma de C 44, 46 reciben las porciones del carrete 48 y de los arrollamientos 50 entre sus alas exterior e interior 72,74. La fijación del carrete 48 al primer y segundo cabezales terminales 40,42 constituye el montaje de estator.

El eje 34 del rotor está montado en el interior de la tapa 32 del rotor. El montaje del eje 34 del rotor lo aísla del separador 90 conformado a partir del material de montaje, por ejemplo, zinc. La tira 36 de imán permanente está conformada por una tira angular de material imantado que se monta sobre la superficie interior de la tapa 32 del rotor. Sin embargo, podría haber imanes separados (no mostrados) espaciados alrededor de la tapa interior de la tapa del rotor sin apartarse del ámbito de la presente invención. La tira 36 está imantada teniendo ocho polos diferentes separados alrededor de la tira. En esta forma de realización preferente los polos están en posición oblicua con respecto al eje longitudinal del eje 34 del rotor mediante la angulación de la zona imantada de la tira 36 al nivel de los polos. La oblicuidad es preferentemente, de forma aproximada, de 10º a 15º para el motor de ocho polos de la forma de realización ilustrada. Debe entenderse que el ángulo de oblicuidad puede ser distinto al descrito y seguir incluido en el ámbito de la presente invención. La oblicuidad se mide visualizando el eje geométrico longitudinal del eje 34 del rotor y trazando dos líneas radiales a partir del eje geométrico, una a un punto situado sobre un borde transversal de la tira 36 de imán permanente y la otra a un punto situado sobre el borde transversal opuesto de la tira. El ángulo que constituyen estas dos líneas radiales entre sí, tal como se aprecia a lo largo del eje longitudinal, es el ángulo de oblicuidad.

El ventilador 56 se conforma de manera adecuada, como por ejemplo por el moldeo del cubo 98 y de las paletas 100 del ventilador, como una pieza a partir de un material polimérico, y se acopla sobre la tapa 32 del rotor. El cubo 98 se fija a la tapa 32 del rotor de forma apropiada como por ejemplo mediante estiramiento térmico, encaje de ajuste o encaje a presión. El disco Mylar 92 se sitúa sobre el eje 34 del rotor, eje que se inserta entonces a través del cojinete 38 de manguito del montaje de estator. Una abrazadera en forma de C 122 (Fig. 24) se ajusta sobre el extremo distal ranurado del eje 34 del rotor, para asegurar que el eje no se salga del cojinete 38. Al mismo tiempo, el disco Mylar 92 se empareda entre el separador 90 y el cojinete 98 cerca del cojinete 38 cerca del extremo opuesto del eje 34 del rotor para permitir un desplazamiento de resistencia baja por parte de la tapa 32 con respecto al cojinete.

Como se nuestra en la Fig. 23, el extremo abierto del cubo 98 del ventilador encajado sobre la tapa 32 del rotor superpone axialmente una brida anular 123 conformada en la periferia del segundo cabezal terminal 42. El cubo 98 esta situado en íntima relación radialmente especiada con la brida 123 alrededor de la entera circunferencia del segundo cabezal terminal 42. La separación permite que el cubo 48 gire con respecto al segundo cabezal terminal 42 sin interferencia con respecto a la brida 123. El cubo 98 y el segundo cabezal terminal 42 están ambos hechos de un material eléctricamente aislante y conjuntamente engloban de manera sustancial los arrollamientos 50 y los miembros ferromagnéticos 44,46. El tamaño del entrehierro se selecciona para que sea lo suficientemente pequeño para que no puedan insertarse a través del entrehierro pequeños objetos, y los pertinentes reglajes posibilitarán que las pequeñas piezas metálicas (esto es los miembros ferromagnéticos 44,46 y el rotor 30) no se conecten a tierra. De esta forma hay muy poca interferencia de líneas producidas por el motor.

La unidad de dispositivo Hall 88 se conforma conectando los cables desde un dispositivo Hall convencional (no mostrado) a unos conectores terminales de salida 124 y modelando conjuntamente los conectores y el dispositivo Hall en un bloque de plástico (Fig. 22). La unidad de dispositivo Hall 88 se inserta en un receptáculo 86 conformado como una pieza con el segundo terminal cabezal 42 y proyectándose axialmente hacia dentro desde el segundo cabezal terminal hasta una posición adyacente a los arrollamientos 50 (Fig. 12). La unidad de dispositivo Hall 88 tiene una superficie exterior con una configuración complementaria a la del interior del receptáculo 86. De esta forma, la unidad 88 de dispositivo Hall 88 queda retenida en el receptáculo 86 por un encaje de interferencia entre el receptáculo y la unidad. Los conectores terminales 124 se proyectan axialmente fuera del receptáculo 86 y lejos del segundo cabezal terminal 42.

Con referencia a la Fig. 24 la placa de circuito impreso 54 del motor está fijada al segundo cabezal terminal 42 sin el uso de medios de sujeción. Más concretamente, la placa de circuito impreso 54 tiene un par de muescas diametralmente opuestas 125 dentro de su periferia (Fig. 1) que están alineadas con unos miembros de pestillo de resorte 126 conformados como una pieza con el segundo cabezal terminal 42. Los miembros de pestillo de resorte 126 tienen unos cabezales 127 en forma de cuña que encajan con la placa de circuito impreso 54 en las respectivas muescas 125. La resiliencia del material del segundo cabezal terminal permite que los miembros de pestillo de resorte 126 se flexionen hacia fuera cuando la placa de circuito impreso 54 es empujada hacia el segundo cabezal terminal 42. Una vez que la placa de circuito impreso 54 es empujada más allá de los cabezales 127 y se alinea con las piezas más delgadas de los miembros de pestillo de resorte 126, los miembros de pestillo de resorte encajan radialmente hacia dentro para que las porciones de los cabezales cubran el lado axialmente exterior de la placa de circuito impreso y la mantengan sujeto sobre el montaje de estator.

Como se muestra en la Fig. 12 el segundo cabezal terminal 42 tiene cuatro bornes 128 en la superficie axialmente exterior, esto bornes 128 encajan con el lado axialmente interior de la placa de circuito impreso 54 de las aberturas 129 conformadas en la placa de circuito impreso (Fig. 1) cuando encaja a presión en el segundo cabezal terminal 42. De esta forma, la placa de circuito impreso 54 queda firmemente retenida entre los cabezales 127 de los miembros de pestillo de resorte 126 y los bornes sin el empleo de medios de sujeción independientes. En la Fig. 3 se muestra la placa de circuito impreso 54 montada sobre el segundo cabezal terminal 42. Al mismo tiempo que la placa de circuito impreso 54 es montada sobre el segundo cabezal terminal 42 del montaje de estator, se efectúan las conexiones eléctricas de los arrollamientos 50 de la unidad de dispositivo Hall. Con referencia de nuevo a las Figs. 22 y 24, las porciones 126 de conector del carrete 48 se alojan a través de las aberturas 131 del segundo cabezal terminal 42 de forma que los conectores terminales 118 de los arrollamientos se proyecten axialmente hacia fuera desde el segundo cabezal terminal. La placa de circuito impreso 54 tiene unos conectores de entrada inferiores hembra 133 montados en su lado axialmente exterior. Hay un conector de entrada inferior 133 para cada arrollamiento y para cada conector terminal 118, 124 del dispositivo Hall. Los conectores de entrada inferiores del dispositivo Hall se designan con la referencia numeral 133'. Los conectores inferiores de entrada 133 están montados sobre unos orificios de la placa de circuito impreso 54 (Fig. 1) para que, cuando la placa es empujada sobre el segundo cabezal terminal 42, los arrollamientos 50 y los conectores terminales 118 de la unidad de dispositivo Hall se alojen a través de los orificios y dentro de sus respectivos conectores inferiores de entrada para efectuar la conexión eléctrica de los arrollamientos y del dispositivo Hall con la placa de circuito impreso 54.

El motor invertido y el ventilador 56, ensamblados de este modo, se montan entonces sobre la cubierta 58, como se muestra en las Figs. 2 y 3. El segundo cabezal terminal 42 está conformado con las orejetas 135 y con las espigas de montaje 137 que se extienden axialmente hacia fuera desde las orejetas. Las espigas 137 se alojan a través de las aberturas practicadas en las orejetas correspondientes 108 de la cubierta 58. Las espigas 137 son deformadas entonces, por ejemplo, mediante soldadura sónica, hasta adoptar la forma de las cabezas de remache 137 A, lo que impide la retirada de las espigas de montaje de las aberturas de las orejetas (Fig. 2). Las orejetas 135 del segundo cabezal terminal 42 y las orejetas 118 de la cubierta 58 están sujetas en una conexión cara con cara. El motor invertido y el ventilador 56 son posteriormente preparados para su montaje sobre una superficie por la cubierta 58 haciendo pasar unos medios de sujeción a través de las ranuras 112 situadas en la periferia de la cubierta. Una brida anular 139 situada en la superficie axialmente exterior del segundo cabezal terminal se aloja dentro de la cubierta 58 (Fig. 23).

La copa 104 de la cubierta 58 está conformada con una porción radialmente rebajada 141 para recibir un conector de energía eléctrica (no mostrado) para conectar la placa de circuito impreso a una fuente de energía eléctrica exterior. En el extremo axialmente interior del rebajo, unas hendiduras 143 proporcionan acceso a través de la cubierta 58 al conector de energía eléctrica para su enchufe en la placa de circuito impreso 54. La porción rebajada 141 sitúa el conector de energía eléctrica dentro del copa 104 y fuera del flujo de aire procedente de las paletas 100 del ventilador. Preferentemente, no hay una conexión fija entre el conector de energía eléctrica y la placa de circuito impreso 54 para permitir que el motor sea fácilmente desconectado de la fuente de energía eléctrica para su sustitución o reparación. Con este fin, el material de la copa 144 alrededor de las hendiduras se proyecta axialmente hacia dentro para formar un par de soportes 145 (Fig. 3, únicamente se muestra uno). Los soportes 145 pueden encajarse con la placa de circuito impreso 54 cuando el conector de energía eléctrica es desenchufado de la placa de circuito impreso, para soportar la placa contra las tensiones aplicadas por la acción de desenchufe del conector de energía
eléctrica.

Un motor invertido de una segunda forma de realización, que no es una forma de realización de la invención, sino únicamente un ejemplo útil para la comprensión de un aspecto de la invención, se muestra en la Fig. 25, consistiendo en un montaje de estator, un rotor 230, un sistema de cojinete autoalineante 249, y una pieza de cierre terminal 251 (siendo todas las piezas designadas genéricamente mediante sus respectivas referencias numerales). Las piezas del motor de la segunda forma de realización correspondientes a las de la primera forma de realización se designarán mediante las mismas referencias numerales sumando 200. El montaje de estator incluye un carrete 248 de material polimérico con uno o más arrollamientos 250 arrollados sobre el mismo. Unos miembros ferromagnéticos 244, 246 están conformados mediante laminaciones apiladas estampadas a partir de un material de lámina ferromagnético.

Los miembros ferromagnéticos 244, 246 están montados sobre unos primer y segundo cabezales terminales (designados genéricamente con las referencias numerales 240 y 242, respectivamente). En la forma de realización ilustrada, cuatro miembros ferromagnéticos 244 están separados a intervalos de 90º alrededor de la periferia del primer cabezal terminal y otros cuatro miembros ferromagnéticos 246 están separados a intervalos de 90º alrededor de la periferia del segundo cabezal terminal. El motor ilustrado es un motor de 8 polos. El número de miembros ferromagnéticos 244, 246 situados sobre los cabezales terminales 240, 242, y sus separaciones angulares puede ser distinto al descrito sin apartarse del ámbito de la presente invención. Cuando están montados en el motor, los miembros ferromagnéticos 244 del primer cabezal terminal 240 están descentrados angularmente respecto de los miembros ferromagnéticos 246 del segundo cabezal terminal en un intervalo de 45º. Sin embargo, debido al ángulo de la sección tomada para la Fig. 25, se muestran los miembros ferromagnéticos 244, 246 situados sobre ambos cabezales terminales 240, 242. Las laminaciones de cada miembro ferromagnético están apiladas de forma que los planos de las laminaciones sean perpendiculares al eje geométrico de rotación del rotor 230. Sin embargo, podría utilizarse la disposición de los miembros ferromagnéticos 244, 246 de la primera forma de realización. El carrete 248 y los arrollamientos 250 están dispuestos entre los cabezales terminales 240, 242 del motor montado.

Como se muestra en la Fig. 25, las laminaciones superior e inferior 260 están hechas de mayor tamaño que las laminaciones restantes 262 de las pilas que conforman los miembros ferromagnéticos 244, 246. En la pila, los márgenes de los bordes de las laminaciones mayores 260 se extienden radialmente hacia fuera desde los bordes correspondientes de las demás laminaciones 262 de la pila. Estos márgenes salientes de los bordes están doblados axialmente en direcciones opuestas como se indica por las referencias numerales 260 A y 260B, respectivamente, en la Fig. 25. Los márgenes doblados 260 A, 260B de los bordes sitúan el metal en los márgenes de los bordes para conducir un flujo adicional, mejorando de esta forma la eficiencia del motor. Se prevé que únicamente pudiera emplearse una sola de las laminaciones mayores 260. Si una de las laminaciones 260 es la interior axialmente de las dos, con un margen del borde 260B doblado, ello permite que la tira 36 de imán permanente sea más estrecha.

El rotor 230 comprende una tapa 232 del rotor y un eje 234 del rotor montado sobre la tapa. El eje 232 del rotor se aloja atravesando el sistema de cojinete 239 para soportar el rotor 230 para su rotación relativa con el montaje de estator. La tapa 232 del rotor tiene una tira anular 236 de material imantado montada sobre un miembro anular de la superficie interior de la tapa del rotor. La tapa 232 del rotor recibe sustancialmente todo el montaje de estator dentro de la tapa con los arrollamientos 250 y los miembros ferromagnéticos 244, 246 en alineación radial con la tira 236 de imán permanente.

La pieza de cierre terminal 251 tiene una forma genéricamente toroidal, con una sección transversal rectangular. La pieza terminal de cierre 251 es hueca y está abierta en su extremo axialmente interior. Una placa de circuito impreso 254 está montada entre la pieza de cierre terminal 251 y el montaje de estator. Los diversos dispositivos de control situados sobre la placa de circuito impreso 254 utilizados para controlar el motor electrónicamente conmutado no se ilustran en el dibujo por razones de claridad. Los arrollamientos están conectados a la placa de circuito impreso mediante un conector 253. La placa 254 recibe energía eléctrica mediante su conexión a una fuente de energía externa (no mostrada) a través de un conector 255 que se extiende a través del lateral de la pieza terminal de cierre 251.

El sistema 249 de cojinetes incluye un núcleo genéricamente tubular 257 de los cojinetes preferentemente moldeado a partir de un material metálico en polvo, y un par de cojinetes esféricos 259 dispuestos en los extremos opuestos del núcleo de los cojinetes. El eje 234 del rotor se aloja a través de los cojinetes esféricos 259 para su rotación con dichos cojinetes. Los cojinetes esféricos 259 encajan con los extremos longitudinales opuestos de tres aletas 261 que se proyectan hacia dentro desde la superficie interior del núcleo 257 de los cojinetes. Las superficies terminales 263 de las aletas 261 se inclinan axialmente hacia dentro en dirección al eje geométrico longitudinal del núcleo 257 de los cojinetes. De esta forma, las superficies terminales 263 de las aletas definen unos conos de tres líneas sobre cada extremo del núcleo 257 de los cojinetes para encajar los cojinetes esféricos 259. Los cabezales 265 del núcleo de los cojinetes cierran los extremos del núcleo 257 de los cojinetes, y proporcionan unas superficies de reacción con destino a unos muelles helicoidales 267 que encajan con los cabezales y con los cojinetes esféricos 259 para retener los cojinetes contra el núcleo de los cojinetes y para estimular la alineación del eje 234 del rotor.

El núcleo 257 de los cojinetes contiene un material lubricante 269, como por ejemplo un material fibroso saturado de aceite para lubricar el eje 234 del rotor y el núcleo de los cojinetes a lo largo de toda la duración del motor. El lubricante 269 puede inyectarse a presión dentro del núcleo 257 de los cojinetes, pero mantiene su forma una vez dentro del núcleo de los cojinetes. Como se muestra en la Fig. 26, un tubo de plástico 271 está dispuesto concéntricamente con el núcleo 257 de los cojinetes y, en combinación con las aletas 261, define tres compartimentos que contienen el lubricante 269 y separa el eje 234 del rotor giratorio de su contacto directo con el lubricante. Por supuesto, el número preciso de aletas y de compartimentos del lubricante puede ser distinto al descrito sin apartarse del ámbito de la presente invención. Sin embargo, las tres aletas 261 proporcionan una base sólida a los cojinetes esféricos 259 reduciendo al mínimo al mismo tiempo el área superficial del núcleo 257 de los cojinetes que encaja con los cojinetes esféricos.

Los cabezales 265 del núcleo contribuyen a contener el lubricante 269 dentro del núcleo 257 de los cojinetes. Sin embargo, el aceite del eje 234 del rotor tiende a migrar axialmente fuera del núcleo 257 de los cojinetes cuando el eje del rotor gira. Por consiguiente, unos anillos recogelubricante convencionales 273 están montados en el eje 234 a cada extremo del núcleo 257 de los cojinetes para capturar el aceite y desviarlo hacia fuera dentro del material lubricante 269.

El motor invertido de la segunda forma de realización se monta fácilmente con el núcleo 257 de los cojinetes sirviendo como único objeto sobre el que todos los componentes del motor están directamente montados. Preferentemente, el sistema de cojinetes 249 se conforma primeramente incorporando el núcleo 257 de los cojinetes, como se muestra en la Fig. 27. El tubo de plástico 271 se inserta dentro del núcleo 257 de los cojinetes y queda sujeto en su posición concéntrica mediante las aletas 261. Los cojinetes esféricos 259 están asentados sobre las aletas 261 en los extremos longitudinalmente opuestos del núcleo 257 de los cojinetes, quedando fijos en posición mediante el ajuste a presión de los cabezales 265 del núcleo sobre el núcleo de los cojinetes. Los muelles 267 de los cabezales 265 del núcleo encajan con los cojinetes esféricos 259 y ejercen presión sobre ellos contra las superficies terminales 263 de las aletas. El lubricante 269 se inyecta entonces dentro del núcleo 257 de los cojinetes, llenando una porción de su interior. El montaje de cojinetes así conformado está listo para su uso para montar el montaje de estator, el rotor 230 y la pieza de cierre terminal 251.

El primer cabezal terminal 240 es deslizado sobre el núcleo 257 de los cojinetes desde el extremo derecho del núcleo, como se aprecia en la Fig. 25. El primer cabezal terminal 240 se desliza hacia la izquierda hasta encajar con un tope anular 275 conformado como una pieza con el núcleo 257 de los cojinetes. Se prevé que un anillo (no mostrado) separado del núcleo de los cojinetes pudiera encajar sobre el núcleo de los cojinetes para funcionar a modo de tope, en lugar del tope conformado de manera integral 275. A continuación, el carrete previamente arrollado 248 es deslizado sobre el núcleo 257 de los cojinetes, seguido por el segundo cabezal terminal 242. La placa de circuito impreso 254, que tiene una abertura central, se desliza sobre el núcleo 257 de los cojinetes para encajar con el segundo cabezal terminal 242. La acción de deslizamiento de la placa de circuito impreso 254 sobre el núcleo 257 de los cojinetes producirá automáticamente como resultado un enchufe de conexión de los arrollamientos 250 con el conector 253 montado en la placa de circuito impreso.

No se utiliza ningún medio de sujeción para fijar el montaje de estator y la placa de circuito impreso 254 sobre el núcleo 257 de los cojinetes. La pieza de cierre terminal 251 es encajada a presión sobre el extremo 257 de los cojinetes, fijando de esta forma el primer cabezal terminal 240, el carrete 248 y el segundo cabezal terminal 242 entre la pieza terminal de cierre y el tope 275 conformado sobre el núcleo 257 de los cojinetes.

El eje 234 del rotor, que ha sido previamente montado sobre la tapa 232 del rotor, es insertado a través del sistema 249 de cojinetes. Un disco Mylar 292 es situado alrededor del eje 234 antes de su inserción a través del sistema 249 de cojinetes para proporcionar una superficie de baja fricción entre la tapa 232 del rotor y el cabezal 265 del núcleo más cercano a la tapa. Un medio de retención 277 hecho de un material resiliente es encajado dentro de un surco 279 del eje 234 del rotor adyacente al extremo opuesto del núcleo 257 de los cojinetes. El medio de retención 277 impide que el eje 234 del rotor abandone el núcleo 257 de los cojinetes. Los cojinetes esféricos 249 permiten el desplazamiento del eje 234 del rotor para que el rotor 230 esté autoalineado.

Un motor invertido de una tercera forma de realización se muestra en la Fig. 28. La construcción del motor es similar al motor de la segunda forma de realización.

Las piezas correspondientes son designadas con las mismas referencias numerales que respecto al motor de la segunda forma de realización, sumando 100. El montaje de estator, el rotor 330 y la placa de circuito impreso 354 son sustancialmente idénticos a sus contrapartes en el motor de la segunda forma de realización. El montaje de estator aparece diferente únicamente porque la Fig. 28 es una auténtica sección longitudinal del motor, de forma que únicamente se aprecian los miembros ferromagnéticos 344 situados sobre el primer cabezal terminal (no mostrado en la Fig. 28).

El sistema 349 de cojinetes autoalineantes tiene un núcleo de los cojinetes de dos piezas, incluyendo un miembro interior genéricamente tubular 357A y un miembro exterior genéricamente tubular 357B. El extremo axial izquierdo del miembro interior 357A (como se aprecia en la Fig. 28) está conformado con una superficie curvada para recibir un cojinete esférico 359A. La superficie curvada tiene una forma muy parecida a la forma del cojinete esférico 359A para permitir el desplazamiento oscilatorio del cojinete esférico con respecto al miembro interior 357A del núcleo del cojinete. El cojinete esférico 359A es encajado por un collarín de retención 367 que ejerce presión sobre el cojinete para su encaje con el miembro interior 357A del núcleo del cojinete. El cojinete 359A y el collarín de retención 367 están cubiertos por un cabezal terminal 365 del núcleo que es encajado a presión sobre el extremo izquierdo del miembro interior 357A. Un primer sello 381A montado sobre el cabezal terminal 361 recibe cerrándolo de forma estanca un eje 334 del rotor, y un segundo sello 381B montado sobre el miembro interior 357A axialmente hacia dentro respecto del cojinete esférico 369A recibe también cerrándolo de forma estanca el eje. Los sellos 381A, 381B operan para retener el lubricante (no mostrado) alrededor del cojinete 359A dentro del extremo izquierdo del miembro interior 357A del núcleo del cojinete.

El miembro exterior 357B monta en la placa de circuito impreso 354 y está fijado, por ejemplo, mediante unos pernos 383, al miembro interior 357 A del núcleo del cojinete para sujetar los componentes del montaje de estator y la placa de circuito impreso contra una brida 375 conformada sobre el miembro interior. Una pieza de cierre 351 es encajada a presión sobre el extremo axial derecho del miembro exterior 357B. Una pieza superficial 385 del cojinete montada sobre el extremo axial derecho del miembro exterior 357B y alojada dentro del extremo abierto del miembro exterior, está configurada para recibir otro cojinete esférico 359B. La pieza superficial 385 del cojinete tiene una configuración curvada muy parecida a la configuración del cojinete esférico 359B para permitir que el cojinete esférico pivote respecto del miembro exterior 357B del núcleo del cojinete.

El cojinete esférico 359B es encajado mediante un collarín de retención resiliente 367 que ejerce presión sobre el cojinete contra la pieza superficial 385 del cojinete. Un cabezal terminal 365 del núcleo es encajado a presión sobre la pieza de cierre terminal 351 alrededor del extremo derecho del miembro exterior 357B del núcleo del cojinete. El cabezal 365 del núcleo sujeta el collarín de retención 357 y monta un tercer sello 381C a través del cual pasa el eje 334 del rotor. Un cuarto sello 381D está montado sobre la pieza superficial 385 del cojinete axialmente hacia dentro respecto del cojinete esférico 359B. Los tercer y cuarto sellos 381C, 381D, junto con la pieza superficial 381 del cojinete y del cabezal terminal 365 del núcleo, retienen el lubricante en la zona alrededor del cojinete esférico 359B

El motor es montado conformando previamente el miembro interior 357 A del núcleo del cojinete con el cojinete esférico 359 A, el collarín de retención 367, los sellos 381 A, 381B y el cabezal terminal 365 del núcleo. El primer cabezal terminal (no mostrado) que sostiene los miembros ferromagnéticos 344, tiene una abertura central que le permite deslizarse sobre el miembro interior 357 A para encajar con la brida 375. El carrete arrollado 348 se desliza sobre el miembro interior 357 A, seguido por el segundo cabezal terminal 342. La placa de circuito impreso 344 está situada en el extremo izquierdo del miembro exterior 357B del núcleo del cojinete, la cual es entonces insertada en el segundo cabezal terminal 342. Este montaje queda sujeto mediante los pernos 383. Una brida 387 situada sobre el miembro exterior 357B encaja con la placa de circuito impreso 354 para sujetar la placa, el segundo cabezal terminal 342, el carrete 348 y el primer cabezal terminal (no mostrado) sobre el núcleo del cojinete.

La pieza superficial 385 del cojinete, incluyendo el cuarto sello 381D, es fijada dentro del extremo axial derecho del miembro exterior 357 del núcleo del cojinete, y la pieza de cierre terminal 341 es fijada al miembro exterior. El cojinete esférico 359B es situado de forma que encaje con la pieza superficial 385 del cojinete y el collarín de retención 367 situado sobre el cojinete. El cojinete 359 y el collarín de retención 367 quedan sujetos fijando a presión el cabezal terminal 365 del núcleo sobre la pieza terminal de cierre 351 alrededor del extremo derecho del miembro exterior 357B. El cabezal terminal 365 del núcleo incluye un tercer sello 381C. El lubricante será inyectado dentro de la zona circundante al cojinete esférico 359B antes del cierre final del extremo derecho del núcleo del cojinete por el cabezal terminal 365 del núcleo y el tercer sello 381C. El eje 334 del rotor 330 es insertado a través del sistema 349 de cojinetes, encajando y cerrando de forma estanca los sellos 381 A a 381D para completar el montaje.

Diversos aspectos de diseño del motor invertido anteriormente descrito en sus diversas formas de realización, afectan a la fuerza electromotriz trasera. En general, como primer tipo de efecto, la fuerza electromotriz trasera del motor es proporcional al número de polos y al número de giros de la bobina situada sobre el carrete. Esto es debido, en parte, al hecho de que todos los polos (esto es, todos los miembros ferromagnéticos) son accionados magnéticamente en paralelo por la misma bobina de arrollamiento, mientras que otro tipo de motores genéricamente emplean una bobina separada para accionar cada polo. Incrementando el número de polos puede reducirse el número de giros (para reducir el coste de la bobina), manteniendo al tiempo la magnitud de la fuerza contraelectromotriz. La reducción del número de giros reduce la resistencia de la bobina porque reduce la longitud del trayecto de la corriente a través de la bobina. Como resultado de ello, el incremento del número de polos acoplados con un correspondiente descenso del número de giros, mantiene la eficiencia del motor. Así mismo, el incremento del número de polos, manteniendo al tiempo el mismo número de giros de la bobina, incrementa la eficiencia del motor. Así mismo, los extremos libres ahusados de las laminaciones pueden afectar a la configuración de la forma de onda contraelectromotriz.

El motor tiene también diversas características que controlan el punto de estacionamiento del rotor y que cambian la configuración del par de entredientes. El entrehierro asimétrico, que es mayor, por término medio, en más de la mitad del ala exterior de cada polo (miembro ferromagnético) que el de la otra mitad del polo, proporciona diversas ventajas en este sentido. Cambiando la configuración del entrehierro, ya sea descentrando la pila o cambiando la simetría circunferencial de la pila, o ambas, el punto de estacionamiento puede desplazarse para evitar una posición de par bajo o cero cuando el arrollamiento es activado y la configuración del par de torsión puede modificarse para hacerlo más suave y suprimir o reducir al mínimo los puntos de estacionamiento perjudiciales. Si uno de los polos es entallado o truncado para recibir un dispositivo Hall, la entalla puede situarse donde sea deseable para producir la reconfiguración más drástica del par de entredientes. Las zonas permanentemente imantadas del rotor pueden ser cortadas en chaflán para contribuir al estacionamiento del rotor en una posición de arranque que no sea una posición de par cero y para suavizar la curva del par de entredientes y suprimir los puntos de estacionamiento perjudiciales.

Con el fin de reducir los efectos desimantadores de los imanes permanentes del rotor, pueden emplearse diversas características de la invención. Las porciones centrales de las alas exteriores de los polos (miembros ferromagnéticos) son más largos que las porciones laterales de las alas exteriores, de forma que la porción central conduce más flujo magnético que las porciones laterales. Además, las porciones más cortas de las alas exteriores proporcionan una separación axial entre polos adyacentes para evitar una inductancia incrementada y los efectos desimantadores resultantes. La superposición entre polos adyacentes debería reducirse al mínimo y el entrehierro entre los miembros ferromagnéticos debería potenciarse al máximo para que la inductancia de fuga entre polos se reduzca al mínimo, reduciendo con ello el efecto del campo desimantador en el rotor. De esta forma, las alas exteriores de los polos pueden preferentemente extenderse axialmente a través sustancialmente de la entera anchura del imán permanente, pero no más. Los extremos libres ahusados de las alas exteriores de los polos debilitan también la superposición.

Con el fin de reducir las pérdidas del campo magnético e incrementar la eficiencia del motor, se utilizan unas laminaciones con unas alas interior y exterior más anchas en la porción central de la pila mientras que unas laminaciones con alas interior y exterior más estrechas se utilizan para las porciones laterales. El polo conformado por las laminaciones aproximadamente (esto es, en cuanto función de paso puede aproximarse a una curva) adopta la configuración de la curvatura de la tapa del rotor y del imán permanente de su ala exterior, y la curvatura del diámetro interior del carrete en su ala interior utilizando únicamente dos laminaciones de diferente tamaño. Esto reduce las pérdidas del campo magnético debido a la saturación magnética de las alas interiores de los polos. Alternativamente, las laminaciones que conforman los polos pueden estar configuradas para aproximarse a la curvatura de la tapa del rotor, del imán permanente y del carrete, reduciendo el tamaño del entrehierro entre el polo y el imán permanente. La reducción potencia la eficiencia del motor en tanto en cuanto más flujo magnético es conducido por los polos. Los extremos libres de las alas exteriores que se extienden a través del imán permanente están preferentemente ahusadas de forma lineal lo que proporciona un incremento lineal en el material conductor del flujo correspondiente al incremento lineal de la densidad del flujo a través de la anchura del imán permanente. Así mismo, las porciones laterales de las alas exteriores de los polos son más cortas que las porciones centrales de las alas exteriores, para reducir las fugas de flujo entre los polos superior e inferior adyacentes.

Otras características de la invención tienen también un impacto en el magnetismo del motor. El empleo de laminaciones orientadas en planos paralelos a la extensión axial de la bobina de arrollamiento mejor que un núcleo sólido o un núcleo constituido por laminaciones orientadas perpendicularmente a la extensión axial de la bobina de arrollamiento, reduce las corrientes parásitas dentro de la pila de laminaciones porque los óxidos sobre la superficie de las laminaciones forman una capa eléctricamente aislante que rompe las corrientes parásitas magnéticas. Por otro lado, el empleo de un compuesto de adhesivo y polvo de hierro que es moldeado por compresión para conformar los polos (por ejemplo, el yugo del estator) tiende también a romper las corrientes parásitas debido al material aislante que forma parte del adhesivo. El compuesto evita la necesidad de apilamiento proporcionando con ello unos costes inferiores pero puede tener una permeabilidad algo más baja (resistencia magnética) y unas mayores pérdidas por histéresis, dependiendo de su composición.

Claims

1. Motor invertido que comprende:

un rotor (30) que incluye un miembro cóncavo (32), un eje (34)montado sobre el miembro cóncavo y un medio de imán (36) montado sobre una superficie interior del miembro cóncavo, estando dicho medio de imán separado del eje y extendiéndose circunferencialmente sobre el medio cóncavo alrededor del eje geométrico longitudinal del eje;

un medio de cojinete (38) que recibe el eje para montar rotatoriamente el motor;

un montaje de estator (40,42,44,46,48,50) montado sobre dicho medio de cojinete, incluyendo el montaje de estator un carrete (48) montado genéricamente en sentido coaxial con el eje del rotor y teniendo un diámetro interior y un diámetro exterior, un arrollamiento (50) arrollado sobre el carrete y que se extiende alrededor del eje geométrico del eje del rotor, teniendo el arrollamiento una anchura en una dirección paralela a la extensión en sentido longitudinal del eje del rotor, un primer miembro ferromagnético (44) que tiene un ala radialmente exterior (72) que se extiende entre el arrollamiento y el imán, extendiéndose el ala exterior genéricamente desde un primer extremo axial del carrete hacia un segundo extremo axial opuesto en una distancia inferior a la anchura del arrollamiento, comprendiendo adicionalmente el montaje de estator un segundo miembro ferromagnético (46) que incluye un ala radialmente exterior (72) que se extiende genéricamente desde el segundo extremo del carrete hacia el primer extremo en una distancia inferior a la anchura del arrollamiento, de forma que se reduce la inductancia de fuga entre los miembros, caracterizado porque

dichos primer y segundo miembros ferromagnéticos (44,46) comprenden cada uno una pluralidad de laminaciones (60,62) en forma genérica de C dispuestas en una pila que define el miembro ferromagnético, estando las laminaciones orientadas de forma que las laminaciones descansan en planos paralelos al eje geométrico longitudinal del eje del rotor.

2. Motor invertido de acuerdo con lo expuesto en la reivindicación 1, en el que:

las laminaciones en forma de C comprenden una primeras y una segundas laminaciones (60,62) en forma de C que tienen cada una un ala radialmente interior (64,68) y un ala radialmente exterior (66,70), siendo las alas exteriores (66) de las primeras laminaciones en forma de C más largas que las alas exteriores (70) de las segundas laminaciones en forma de C, comprendiendo al menos algunos de los miembros ferromagnéticos una porción central constituida por las primeras laminaciones (60) y unas porciones laterales a ambos lados de la porción central constituidas por las segundas laminaciones (62) en forma de C,

estando las alas (66) exteriores de las primeras laminaciones en forma de C de la porción central de los miembros ferromagnéticos ahusadas hacia sus extremos libres para de esta forma reducir la inductancia entre los miembros ferromagnéticos circunferencialmente adyacentes.

3. Motor invertido según lo expuesto en las reivindicaciones 1 ó 2, en el que las alas exteriores (66) de las primeras laminaciones en forma de C son más anchas que las alas exteriores (70) de las segundas laminaciones en forma de C, comprendiendo cada miembro ferromagnético una porción central constituida por las primeras laminaciones (60) y unas porciones laterales a ambos lados de la porción central constituidas por las segundas laminaciones (62) en forma de C por medio de lo cual la poción central sobresale radialmente hacia fuera de las porciones laterales, siendo las alas interiores (64) de las primeras laminaciones en forma de C más anchas que las alas interiores (68) de las segundas laminaciones en forma

\hbox{de C.}

4. Motor invertido según lo expuesto en la reivindicación 1, en el que al menos algunas laminaciones en forma de C de cada uno de los primer y segundo miembros ferromagnéticos están descentradas (144A) respecto de las otras laminaciones en forma de C del miembro ferromagnético en direcciones genéricamente radiales respecto del eje geométrico longitudinal del eje del rotor.

5. Motor invertido según lo expuesto en la reivindicación 1, en el que el montaje de estator comprende un primer cabezal terminal (40) de material polimérico, estando el primer cabezal terminal moldeado alrededor del primer miembro ferromagnético (44), y un segundo cabezal terminal (42) de material polimérico, estando el segundo cabezal terminal moldeado alrededor del segundo miembro ferromagnético (46), estando el segundo cabezal terminal separado del primer cabezal terminal, estando el primer y segundo cabezales montados en extremos opuestos de dicho medio de cojinete (38).

6. Motor invertido según lo expuesto en la reivindicación 1, en el que dicho medio de cojinete (38) comprende un cojinete de manguito unitario impregnado con lubricante y con el tamaño preciso para contener el suficiente lubricante para toda la vida útil del motor, incluyendo el cojinete de manguito un orificio pasante longitudinal para el alojamiento a su través del eje (34) del rotor, teniendo el orificio pasante unas porciones terminales de diámetro más pequeño que una porción central del agujero pasante, por medio de lo cual el eje del rotor engrana con el cojinete de manguito únicamente en las porciones terminales del cojinete de manguito.

7. Motor invertido según lo expuesto en la reivindicación 1 en combinación con una cubierta (58) sobre la cual se monta el motor y un ventilador (56), estando construida la cubierta para el montaje del motor y del ventilador sobre una superficie rígida, comprendiendo la cubierta un miembro central (104) sobre el cual se monta el motor y unos radios (106) que se proyectan radialmente hacia fuera desde el miembro central, estando construidos los radios para permitir el movimiento de flexión resiliente del miembro central y del motor alrededor de un eje geométrico de torsión genéricamente coincidente con el eje geométrico longitudinal del eje del rotor y para inhibir el movimiento basculante del miembro central y del motor alrededor de los ejes perpendiculares al eje geométrico

\hbox{de
torsión.}

8. Motor invertido según lo expuesto en la reivindicación 1 en combinación con una cubierta (58) sobre la cual se monta el motor y un ventilador (56), estando la cubierta construida para montar el motor y el ventilador sobre una superficie rígida, estando el ventilador constituido con un material eléctricamente aislante y comprende un cubo (98) y unas paletas (100) del ventilador que se proyectan radialmente hacia fuera desde el cubo, cubriendo el cubo el miembro cóncavo (32) del rotor, comprendiendo adicionalmente el motor un cabezal terminal (42) del estator montado sobre la cubierta, superponiéndose el cubo y el cabezal terminal del estator alrededor de la circunferencia del cabezal terminal del estator y estando en relación de estrecha separación para sustancialmente englobar el rotor y el montaje de estator permitiendo al tiempo la rotación del cubo con respecto al cabezal terminal del estator.

9. Motor invertido según lo expuesto en la reivindicación 1 en combinación con una cubierta (58) sobre la cual se monta el motor y un ventilador (56), estando construida la cubierta para el montaje del motor y del ventilador sobre una superficie rígida, comprendiendo adicionalmente el motor una placa de control (54) montada sobre el motor, incluyendo la placa de control un terminal de conexión de energía eléctrica situado sobre ella y estando dispuesta dentro del miembro central de la cubierta, teniendo en su interior el miembro central de la cubierta unas aberturas dirigidas axialmente hacia fuera para permitir que un conector de energía eléctrica pase a través del miembro central hasta un terminal de conexión de energía eléctrica, incluyendo adicionalmente la cubierta un medio de soporte susceptible de encaje con la placa de control para soportar la placa de control cuando el conector de energía eléctrica es desconectado del terminal.

10. Motor invertido según lo expuesto en la reivindicación 1 en el que dicho medio de imán (36) se extiende sustancialmente en círculo sobre el interior del miembro cóncavo (32) del rotor, comprendiendo dicho medio de imán un material imantable imantado en determinadas zonas para definir múltiples pares de polos norte y sur, estando las zonas imantadas cortadas en chaflán en los polos con respecto a una línea que se extiende axialmente.

11. Motor invertido de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichos primer y segundo miembros ferromagnéticos (44,46) están dispuestos en posiciones angularmente separadas alrededor del eje geométrico longitudinal del eje del rotor, estando dichos primer y segundo miembros ferromagnéticos (44,46) situados para que cada uno de ellos sea asimétrico alrededor de todos los planos incluyendo el eje geométrico longitudinal del eje del rotor, por medio de lo cual los medios ferromagnéticos están cada uno situados de forma que se define un entrehierro asimétrico entre cada uno de los miembros ferromagnéticos y el rotor para facilitar el arranque del motor.