Antecedentes de la invención Se conocen numerosos y diferentes tipos de motores de corriente continua y corriente alterna. La diferencia entre ellos estriba en la forma en que se construyen y alimentan.

Algunas de las desventajas que presentan los motores hasta ahora conocidos son, 1. Bajo rendimiento que se obtiene con relación al consumo que necesitan.

2. El peso y las dimensiones que presentan con su construcción, en relación a la potencia que desarrollan, lo que no permite instalados en vehículos.

3. El diseño y fabricación son complejos.

4. Están limitados en las revoluciones.

Descripción de la invención La invención se refiere a un motor de inducción electromagnética de acuerdo con la reivindicación 1. Realizaciones preferidas de motor se definen en las reivindicaciones dependientes.

Es un objetivo de la presente invención proporcionar un motor de uso preferiblemente industrial, y diseñado para ofrecer numerosas y notables ventajas sobre los motores eléctricos que se conocen en la técnica actual, bien sean de corriente continua o de corriente alterna.

Así el motor de inducción electromagnética de la presente invención comprende una cubierta, un estator, un rotor formado por un inducido solidario a un eje de rotación, unos soportes y una base.

El estator comprende un número N1 de bobinas magnetizantes tipo solenoide dispuestas perimetralmente rodeando al rotor, y el eje de dichas bobinas es paralelo al eje de rotación de rotor.

El rotor consiste en un disco ranurado del mismo grosor que la longitud de

dichas bobinas, consistiendo dicho ranurado en un número N2 de ranuras radiales que se extienden radialmente desde la superficie de disco hacia el eje de rotación, y longitudinalmente a lo largo de todo el grosor de disco, de forma que el rotor es como una turbina con aspas de material no ligero. Preferiblemente dicho disco se constituye a partir de una pieza de cobre sólida.

Preferiblemente, el motor comprende dos tapas que consisten en dos discos cuyo diámetro interior es superior al diámetro de eje del rotor, y que se fijan a las caras laterales de la cubierta.

N2 no depende de N1.

Preferiblemente, dicha cubierta es un cilindro hueco en cuya interna pared interna hay un número N3 de agujeros, siendo el tamaño de los agujeros superior al tamaño de dichas bobinas magnetizantes para poder alojarlas, y siendo el diámetro interno de dicho cilindro hueco superior al diámetro exterior de rotor. Más preferiblemente, N3 es igual o superior a N1.

Preferiblemente dicho disco ranurado es solidario con el eje de rotación.

Dichas bobinas magnetizantes pueden ser de tipo solenoide, o pueden ser sustituidas total o parcialmente en imanes permanentes.

Preferiblemente el disco se constituye a partir de una pieza de cobre sólida y contiene el eje de rotación.

Dicho eje de rotación tiene un diámetro que es acomodadizo; dicho eje de rotación tiene un diámetro que es preferiblemente un medio del diámetro correspondiente del inducido.

En el motor de la presente invención, el inductor, el inducido, la cubierta y las tapas, forman un solo conjunto para funcionar como un circuito magnético.

Así, el motor electromagnético de la presente invención es un motor de inducción de flujo radial no uniforme y variable a voluntad, sobre un inducido de cobre sólido que a lo largo de su perímetro tiene practicadas ranuras longitudinales.

El único consumo de energía eléctrica primaria del motor se limita al que necesitan las bobinas magnetizantes que conforman el estator.

El inducido de cobre sólido con ranuras es de muy baja resistencia interior y se convierte en un potente imán en repulsión por la acción del campo magnetizante.

Debido al bajo consumo, peso y dimensiones, en relación a su potencia mecánica, permite ser instalado en vehículos.

Como se ha indicado, el motor de la presente invención en su realización preferente consta de varias partes bien diferenciadas que forman un solo conjunto :

-la cubierta que permite alojar las bobinas magnetizantes que conforman el estator y, más preferiblemente, las tapas laterales ; - el estator o conjunto de bobinas que producen los campos electromagnéticos; - el rotor, o inducido ranurado con su eje, de cobre sólido donde aparecen las corrientes inducidas; - más preferiblemente, las tapas laterales que evitan la dispersión de flujo ; -los soportes para alojar los rodamientos y fijar el eje del rotor, y -la base que permite unir todas las partes que se han mencionado a fin de conseguir un conjunto resistente.

Entre las ventajas de la presente invención con respecto a la técnica anterior se indican a continuación las más esenciales, con carácter meramente enunciativo y no limitativo : 1. Alta potencia mecánica y bajo consumo.

2. Se reducen las dimensiones en relación a la misma potencia.

3. Control preciso de las revoluciones en ambos sentidos, incluso la parada del motor invirtiendo el campo magnetizante.

4. Fabricación sencilla.

5. Admite ser instalado en vehículos.

Breve descripción de los dibujos A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.

La figura 1 muestra vistas en planta, lateral y sección de la cubierta del motor de acuerdo con una realización preferida de éste.

La figura 2 muestra una vista en perspectiva de la figura 1.

La figura 3 muestra vistas en planta, lateral y sección de las bobinas magnetizantes del estator.

La figura 4 es una vista en perspectiva de la figura 3.

La figura 5 muestra vistas en planta, lateral y sección del rotor.

La figura 6 es una perspectiva de la figura 5.

La figura 7 muestra vistas en planta, lateral y sección de una de las"aspas"del inducido constituido por el rotor.

La figura 8 es una perspectiva de la figura 7.

La figura 9 muestra vistas lateral y sección de una de las tapas.

La figura 9a muestra el detalle B de la tapa indicado en la figura 9.

La figura 10 es una perspectiva de la figura 9.

La figura 11 muestra vistas en planta, lateral y sección dei soporte para rodamientos.

La figura 12 es una perspectiva de la figura 11.

La figura 13 muestra vistas en planta, lateral y sección de la base.

La figura 14 es una perspectiva de la figura 13.

La figura 15 muestra vistas en planta, lateral y sección de las tapas para los rodamientos.

La figura 15a muestra el detalle A de la tapa de los rodamientos indicado en la figura 15.

La figura 16 es una perspectiva de la figura 15.

L-afig-ura1-7muestravistas en-planta, lateral y sección del motor en su conjunto.

La figura 18 es una perspectiva de la figura 17.

La figura 19 es el despiece del motor en perspectiva.

La figura 20 muestra un esquema que ayuda a la comprensión de funcionamiento del motor de la invención.

Descripción de una realización preferida de la invención Como se muestra en las figuras 1 y 2, la cubierta 10 del motor 1 de inducción de la presente invención, es un cilindro hueco en cuya pared perimetral interna 11 se practican agujeros 12 para alojar las bobinas magnetizantes 21 que conforman el estator 20 o inductor, mientras que el hueco central 13 de la cubierta será ocupado por el rotor 30 conformado por un inducido 32 o disco con ranuras y su eje 31 de rotación en una pieza sólida (véanse figuras 5 y 6). Dicha cubierta tiene un vaciado por revolución o ranura circular 14 en ambas secciones que corta por el punto más alto a los agujeros 12 donde se alojan las bobinas para hacer un surco y dar salida a los cables, que son trenzados y empotrados en el vaciado mencionado para su alimentación. Además esta cubierta se fija con tornillos a una base 50 (véase figuras 13 y 14), para hacer un conjunto unido y resistente.

En las figuras 3 y 4 se muestra el estator 20, conformado por las bobinas magnetizantes 21, que pueden ser de tipo solenoide con núcleo de aire para garantizar la extinción de los campos magnéticos con rapidez sin dejar residuos de

imantación una vez interrumpido el suministro eléctrico en el caso de utilizar el motor con precisión en régimen variable de marcha. Si deseamos mantener constantes un número determinado de revoluciones a lo largo del tiempo, pueden utilizarse núcleos diferentes para aumentar la intensidad del campo y reducir el consumo, o también es posible utilizar imanes permanentes en sustitución de las bobinas de tipo solenoide, o un montaje mixto de imanes permanentes y bobinas. Las bobinas magnetizantes 21 se alojan en cada uno de los agujeros 12 practicados en la pared interna de la cubierta.

Se fabrican preferentemente con hilo muy fino para aumentar la fuerza magnetomotriz con el mínimo consumo posible.

El rotor 30 se muestra en las figuras 5 (en alzado, planta, y vista lateral) y 6 (vista en perspectiva), y está formado por el inducido 32 que es un disco de mismo grosor que la longitud de fas bobinas magnetizantes ; se le realizan unos cortes que constituyen unas ranuras 32a que son radiales vistas desde sus respectivas secciones y-longitudinales-según-se-mir-a-a-lo-I-argo-de-la-longitud- de- ! a-eircunferencia exterior ; además el rotor 30 contiene el eje 31 de rotación, formando ambos una pieza de cobre sólida ; dicho eje de rotación tiene un diámetro que en este caso es una tercera parte de diámetro de la superficie del disco, pero que, en general, es acomodadizo a la aplicación concreta del motor. El eje 31 ha de llevar un tope 32b torneado para ajustarlo contra los cojinetes y evitar vaivenes laterales. Los cortes o ranuras 32a, practicados en el disco inducido dan origen a lo que en apariencia son"aspas"33 de una turbina (como muestra más en detalle en las figuras 7 y 8) y soportan las corrientes inducidas por el campo magnetizante.

En las figuras 9 y 10 se muestran las tapas 60, que son discos que tienen un agujero central 61 para dejar salir el eje 31 de rotor 30, y se fijan a las caras laterales de la cubierta 10. La cara interior de las tapas dispone de un saliente circular en su borde externo 62 que sirve de tope contra la pared de la cubierta y para fijar las bobinas magnetizantes y los cables de las mismas y crear una cámara interior de aire para dejar libre el rotor. Con ellas se evita la dispersión de flujo.

Los soportes 40 que contienen los rodamientos se muestran en las figuras 11 y 12. Se adaptan al tipo de rodamiento que se utilice para alojar el eje 31 de rotor 30, y se fijan a la base 50 al igual que la cubierta 10, a fin de conseguir un conjunto resistente. El que los rodamientos se sitúen fuera de las tapas es evitar la distorsión de los campos magnéticos generados en el interior de la cubierta. Si los rodamientos son de un material no magnético pueden ser soportados por las tapas 60, en este caso no serían necesarios los soportes ni la base.

En las figuras 13 y 14 se muestra la base 50, donde se fijan la cubierta 10 y los soportes 40 de los rodamientos.

Por su parte en las figuras 15, 15a y 16 se muestra una realización posible para las tapas 70 para los rodamientos.

En las figuras 17,18 y 19 se muestra una visión del motor 1 de la invención en su conjunto, así como un despiece de) mismo, con los diferentes elementos que) lo constituyen.

A continuación se expone una explicación que ayuda a comprender el funcionamiento de motor, mientras que la figura 20 muestra un esquema que ayuda a visualizarlo.

Al aplicar tensión a las bobinas inductoras éstas producen un campo magnético radial y perimetral no uniforme que aumenta en intensidad a medida que pasa el tiempo y abraza a todos los conductores del inducido dando lugar a las tensiones --indueidasb Ley-de-Fareda-y-)-que-erean un-despl-azamiento-de-cargas--hacia el eje (fuerza de Lorentz y regla de la mano izquierda) donde permanecen mientras actúa el campo magnetizante.

En la condición mencionada los planos de todos los átomos que contienen los conductores del inducido quedan orientados en una matriz rectangular ordenada de columnas y filas por toda su superficie volumétrica. Los ejes de las columnas de átomos se sitúan perpendicularmente al eje del rotor. Cada átomo se convierte en un dipolo elemental o dominio magnético que se opone a la influencia de campo magnetizante (ley de Lenz). Las líneas de inducción de todos los electrones no desviados se suman entre sí produciendo un campo magnético resultante que se extiende a lo largo de todo el conductor en círculos concéntricos. Este efecto aparece en todos los conductores provocando la imantación total del inducido mientras los átomos están ordenados. El inducido presenta dos secciones magnéticas, un polo norte frente al polo norte inductor y un polo sur frente al polo sur inductor.

El disco inducido tiene la forma de un volante de inercia imantado que gira en el seno de un campo magnético no uniforme. Los conductores que lo conforman tienen carga positiva por el abandono de los electrones libres. Ahora una carga positiva se desplaza en el seno del campo magnético no uniforme, los planos de todos los átomos siguen orientados en la misma dirección y sentido que al inicio del proceso, la fuerza impulsora continúa.

Los cortes o ranuras que se practican al disco inducido, no solo suprime la corriente superficial que aparecería por causa del campo magnetizante que incide en

su superficie metálica, sino que también reducen el calentamiento por efecto Joule que provocan las corrientes de Foucault o corrientes circulares en forma de torbellino. El inducido (que tiene la apariencia de estar formado por una sucesión de chapas aisladas con un barniz apropiado y superpuestas), imita el comportamiento del núcleo laminado de un transformador aprovechando la energía magnética que lo atraviesa.

Para evitar la dispersión de flujo se colocan dos tapas laterales contra la cubierta que cierran en un cuerpo las bobinas magnetizantes y el rotor.

El par de arranque es muy fuerte porque el inducido tiene una resistencia interior muy baja.

Puesto que inductor e inducido están construidos a base de cobre, siendo éste un material diamagnético, al interrumpir el suministro de corriente a las bobinas inductoras se extinguen los campos magnéticos con gran rapidez sin dejan residuos de imantación; la estructura de todos los átomos vuelve a su estado natural y la fuerza de-giro-eesa.

Como se ha indicado, la figura 20 ayuda a visualizar el funcionamiento de motor cuando se ve sometido al flujo magnetizante.

Puesto que los conductores son planos, sus caras son paralelas a la trayectoria parabólica de las líneas de flujo, mientras que su longitud es perpendicular a las mismas. Cuando entran en contacto con el flujo magnético, los electrones libres se desvían hacia el eje, mientras que los espines de los electrones de cada uno de los átomos dan origen a que las líneas de inducción se opongan al cambio, así en la cara superior de conductor el sentido de las líneas magnéticas que lo rodean es contrario al campo magnetizante y en esta región se debilita el mismo trayecto al conductor en el sentido de la fuerza según se marca en la figura, es decir hacia arriba.

Las líneas magnéticas que rodean al conductor siguen el mismo sentido que las líneas magnetizantes en su cara inferior, el campo magnético en esta región queda fortalecido y repele el conductor en el mismo sentido de la fuerza que indica la flecha, es decir, hacia arriba.

La combinación de los efectos mencionados es simultánea y da origen a una fuerza a lo largo del conductor que lo pone en movimiento (regla de la mano izquierda).

El sentido de las líneas magnéticas que rodean al conductor y el desplazamiento de las cargas negativas hacia el eje viene representado por la regla de la mano derecha (el pulgar señala el sentido de las cargas hacia el eje y el resto de los dedos el sentido de las líneas de inducción).

Para calcular la fuerza de repulsión que se desea en una aplicación determinada, hay que tener en cuenta; el volumen de cobre que vamos a introducir en el seno del campo magnético radial ; la intensidad y velocidad de flujo al inicio de movimiento; y la intensidad de flujo y velocidad del disco que constituye el inducido cuando está en movimiento.

El número de cargas libres que se pueden desplazar para un determinado inducido depende de la unidad de cantidad de sustancia de sistema internacional empleada en química, equivalente al número de átomos contenidos en doce gramos de isótopo de carbono de peso atómico doce.

El flujo depende de número de espiras de las bobinas y de la intensidad de corriente que circula por ellas y ésta de la resistencia del hilo al calentamiento o a la máxima tensión que pueden soportar sin perder el efecto magnético. El flujo que atraviesa al inducido es la suma de los flujos individuales que proporcionan todas las - bobinas-que-compone-el-inductor.

La rapidez y frecuencia en la variación de flujo depende de la constante de tiempo de las bobinas.

El sentido del giro de rotor es reversible y dependerá de sentido que lleven las líneas de inducción. Esta característica se puede utilizar para frenar el motor.

La potencia que entrega el motor y la precisión de giro se pueden controlar con la tensión que se suministra a las bobinas magnetizantes. Para ello es conveniente utilizar un autómata programable que asegure y mantenga las constantes de funcionamiento requeridas en cada caso y lo proteja.