ROTOR EXTERIOR

Sector de la técnica

La presente invención está relacionada con los motores eléctricos de corriente continua, proponiendo un motor eléctrico de corriente continua del tipo sin escobillas y de rotor exterior, que presenta unas características constructivas y funcionales especialmente ventajosas para cumplir el objetivo para el que ha sido proyectado.

Estado de la técnica

Los motores eléctricos de corriente continua están compuestos esencialmente por dos elementos, uno fijo (estator) y otro móvil (rotor) y su funcionamiento se basa en el empuje derivado de la repulsión y atracción entre polos magnéticos de ambos elementos, de manera que creando campos magnéticos convenientemente orientados en estator y rotor, se origina un par de fuerzas que obliga a que el rotor gire continuamente. Los campos magnéticos generados deben ir cambiando a medida que el rotor gira, para que las fuerzas de atracción y repulsión lo mantengan siempre en movimiento .

En el caso de los motores eléctricos de corriente continua sin escobillas, el rotor se encuentra formado por imanes permanentes, y en el estator se dispone un bobinado que al ser energizado de forma secuencial por un sistema electrónico de control, genera en cada momento el campo magnético adecuado que hace girar el rotor . El rotor puede ir dispuesto en el interior del estator (motor de rotor interno) o puede constituirse a modo de carcasa; de manera que envuelva al estator (motor de rotor exterior) , consiguiendo de esta manera generar un par mayor.

Por su parte, el sistema electrónico de control, debe conocer en cada momento la posición del campo magnético generado, por lo que para detectar dicha posición, se emplean generalmente sensores de efecto Hall.

En la actualidad, la aplicación de motores de corriente continua sin escobillas es muy amplia, pudiéndose encontrar dichos motores montados en diversos periféricos de ordenador, en robótica, en unidades de velocidad regulable para bombas de calor, ventiladores, compresores, etc. Convencionalmente, los motores de corriente continua sin escobillas de rotor exterior comprenden una estructura soporte metálica en forma de disco en cuyos lados se disponen la electrónica de control y el estator de forma que dicha estructura de soporte metálica es atravesada por unas patillas metálicas que permiten la conexión entre el estator y la electrónica de control. La estructura de soporte metálica también es travesada por los sensores para la detección del campo magnético que están conectados a la electrónica de control y que deben situarse cerca del rotor.

De esta forma, resulta necesario garantizar un adecuado aislamiento eléctrico entre la electrónica de control, la estructura de soporte metálica y los bobinados del estator, asi como la consecución de un cierto grado de estanqueidad entre estos componentes que impida la entrada de líquidos u otros cuerpos extraños .

En este sentido, la patente europea EP 2275180 presenta un motor de corriente continua conmutado electrónicamente, es decir, sin escobillas, y de rotor exterior que consta de dos elementos protectores que se disponen a ambos lados de una estructura soporte metálica .

Estos elementos protectores, disponen de unas aberturas para el paso de los elementos de conexión de los devanados del estator. Dichas aberturas presentan unos rebordes prominentes que permiten que las aberturas de ambos elementos queden acopladas entre sí de manera estanca proporcionando así protección y aislamiento a los elementos de conexión de los devanados del estator.

Así mismo, uno de los elementos protectores consta de unos nichos de alojamiento que son atravesados por unas patillas soporte, en las que van dispuestos unos sensores para la medida del campo magnético, estos nichos de alojamiento, también están provistos de unos rebordes prominentes, al igual que una correspondiente abertura, en el otro elemento protector, en la que se acoplan de manera estanca.

También es conocida la patente europea EP 1361644, la cual divulga un motor eléctrico de corriente continua conmutado eléctricamente y de rotor exterior que presenta un elemento protector, dispuesto entre una estructura de soporte metálica y el estator, y que presenta unas conformaciones salientes, con aberturas, por donde se introducen las patillas de conexión de los bobinados del estator. Dichas conformaciones salientes protegen y aislan a estas patillas de conexión, acoplándose de manera estanca con las correspondientes conformaciones entrantes situadas en una carcasa de la electrónica de control, la cual va dispuesta en el otro lado de la estructura metálica.

De esta manera, las soluciones conocidas para la protección y aislamiento en motores de corriente continua implican la disposición de elementos de protección y aislamiento que complican el montaje del motor y encarecen su costo final. Objeto de la Invención

De acuerdo con la invención se propone un motor eléctrico de corriente continua sin escobillas y de rotor exterior que dispone de unos medios de protección y aislamiento más simples y eficientes que los conocidos hasta la fecha, permitiendo de esta manera una reducción del coste final del motor y simplificando su montaje. El motor objeto de la invención comprende una estructura de soporte metálica con forma de disco, la cual va integrada con un tubo central en uno de sus lados, que da soporte a un estator sobre el que gira un rotor exterior. En la otra cara de la estructura de soporte metálica se dispone una electrónica de control, conectada en una placa de circuito impreso, y un elemento protector, a modo de plato, que aisla a dicha electrónica de control de la estructura de soporte metálica . El estator presenta una pluralidad de bobinados, que se conectan a la placa de circuito impreso de la electrónica de control, mediante un grupo conector que comprende unas patillas metálicas de conexión. Estas patillas metálicas atraviesan la estructura de soporte metálica y el elemento protector a través de unas aberturas .

En la parte central de estas patillas metálicas, van sobremoldeados unos elementos aislantes que evitan el contacto entre la estructura de soporte metálica y las patillas metálicas de conexión, y proporcionan junto con el elemento protector, un acoplamiento estanco entre el estator y la electrónica de control.

De esta manera, a diferencia de las soluciones convencionales, se evita tener que incorporar conformaciones salientes en las aberturas del elemento protector para lograr el aislamiento de las patillas metálicas de conexión. Adicionalmente, y a diferencia de otras soluciones conocidas, el motor objeto de la presente invención, no comprende sensores de efecto Hall para la medida de los campos magnéticos, permitiendo prescindir de aberturas en el elemento protector y en la estructura de soporte metálica, para el paso de dichos sensores. Asi, se simplifica la estructura del elemento protector y de la estructura de soporte metálica y se abaratan sus costes. Además, se elimina la necesidad de añadir un segundo elemento protector entre el estator y la estructura de soporte metálica, ya que los elementos aislantes que van sobremoldeados sobre las patillas metálicas de conexión aportan la protección y aislamiento necesario entre el estator y la estructura de soporte metálica. De esta manera se simplifican las labores de montaje del motor y se evitan los costes derivados de dicho segundo elemento protector. Por todo ello, la solución objeto de la invención resulta de unas características ciertamente ventajosas, adquiriendo vida propia y carácter preferente respecto de las soluciones conocidas. Descripción de las figuras

La figura 1 muestra una vista explosionada del motor objeto de la invención La figura 2 corresponde a una vista en perspectiva de la estructura de soporte metálica y de un ejemplo de realización del conjunto conector formado por conectores independientes, en la que se aprecia la forma en que dichos conectores se introducen por las aberturas dispuestas en la estructura de soporte metálica .

La figura 3 corresponde a una vista en planta de la figura 2.

La figura 4 es una vista en alzado del motor objeto de la invención.

La figura 5 corresponde a una sección longitudinal de la figura 4.

La figura 6 muestra un detalle de la figura 5 en donde se aprecia el acoplamiento del conjunto conector con la estructura de soporte metálica y el elemento protector. La figura 7 corresponde a una vista en perspectiva de uno de los conectores que forman el grupo conector del ejemplo de realización incluido en la figura 2. Las figuras 8 y 10 son las vistas en alzado y planta, respectivamente, de la figura 7.

La figura 9 muestra una sección longitudinal de la figura 8.

La figura 11 corresponde a una vista en perspectiva de un ejemplo de realización del grupo conector . La figura 12 es la vista en alzado respecto de la figura 13.

La figura 13 muestra una vista de la sección longitudinal de la figura 12.

La figura 14 corresponde a una vista en perspectiva de la estructura de soporte metálica y del conjunto conector de la figura 13, en la que se aprecia la forma en que dicho grupo conector se acopla en las aberturas dispuestas en la estructura de soporte metálica .

Las figuras 15 y 16 son vistas en perspectiva y por la parte superior e inferior, respectivamente, del elemento protector para los ejemplos de realización del conjunto conector de las figuras 7 y 13.

La figura 17 corresponde a una vista en perspectiva de un ejemplo de realización del grupo conector. La figura 18 es la vista en alzado respecto de la figura 17.

La figura 19 muestra una vista de la sección longitudinal de la figura 18.

La figura 20 corresponde a una vista en perspectiva de la estructura de soporte metálica y del conjunto conector de la figura 17 en la que se aprecia la forma en que dicho grupo conector se acopla en las aberturas dispuestas en la estructura de soporte metálica .

Las figuras 21 y 22 son vistas en perspectiva y por la parte superior e inferior, respectivamente, del elemento protector para el ejemplo de realización del grupo conector de la figura 18.

Descripción detallada de la invención

El motor eléctrico de corriente continua sin escobillas de rotor exterior objeto de la invención, comprende cuatro elementos generales: un rotor exterior

(1) , montado de manera que puede girar alrededor de un estator (2) estático, una electrónica de control (3) , que va integrada en una placa de circuito impreso (5) y una estructura de soporte metálica (4), sobre la que se montan los elementos anteriores. El estator (2) va montado sobre una de las caras de la estructura de soporte metálica (4), la cual presenta una forma de disco, con un tubo central integrado en la cara sobre la que va montado el estator

(2) . En la otra cara de la estructura de soporte metálica (4), se acopla un elemento protector (6) sobre el que se dispone la placa de circuito impreso (5) .

Dicho elemento protector (6) está fabricado a partir de material aislante y comprende unos rebordes perimetrales que permiten un acoplamiento completo en la estructura de soporte metálica (4), contribuyendo a su aislamiento total respecto de la placa de circuito impreso (5) . Asi mismo, presenta unas aberturas (13) que, tras el montaje, quedan alineadas con unas aberturas (12), presentes en la estructura de soporte metálica (4)

El estator (2) presenta una pluralidad de bobinados (7) provistos de terminales de conexión (8) . Estos bobinados (7), se conectan eléctricamente a la electrónica de control (3) , mediante un grupo conector

(9) que puede comprender conectores independientes, mostrados en la Figura 7. Estos conectores independientes están constituidos por unos elementos aislantes (11) sobremoldeados en unas patillas metálicas (10), de manera que dichas patillas metálicas

(10) sobresalen a ambos lados de los elementos aislantes (11), permitiendo asi la conexión eléctrica entre los terminales de conexión (8) y la placa de circuito impreso (5), la cual dispone para ello de unos alojamientos, no mostrados en las figuras, en los que se introducen las patillas metálicas (10), a través de unas aberturas (14) . Los elementos aislantes (11) atraviesan las aberturas (12 y 13) que presentan la estructura de soporte metálica (4) y el elemento protector (6), respectivamente, de manera que dichos elementos aislantes (11) quedan embutidos en las aberturas (12 y 13), aislando a las patillas metálicas (10) de la estructura de soporte metálica (4), al mismo tiempo que sellan las aberturas (12 y 13).

Además, los elementos aislantes (11), pueden estar constituidos de manera que su parte superior presente un perímetro mayor que su parte inferior, haciendo de tope con respecto a las aberturas (12) de la estructura de soporte metálica (4). Así, se consigue que el elemento aislante (11) mantenga en todo momento una posición óptima que facilite una correcta conexión de las patillas de conexión (10), con los terminales de conexión (8) y la placa de circuito impreso (5).

En la Figura 13 y en la Figura 17 se presentan otros dos ejemplos de realizaciones no limitativas del grupo conector (9), en los que las patillas metálicas de conexión (10) van integradas en un único elemento aislante (11.1 y 11.2). En el ejemplo mostrado en la Figura 13, el elemento aislante (11.1) presenta unas conformaciones (11.1.1) independientes para cada patilla metálica de conexión (10) que se introducen en las aberturas (12 y 13), mientras que el elemento aislante (11.2) del ejemplo mostrado en la Figura 17, dispone de una única conformación (11.2.1), de forma que para este ejemplo de realización, la estructura de soporte metálica (4) y el elemento protector (6), presentan aberturas (12.1 y 13.1) únicas, respectivamente, en las que se acopla dicha conformación (11.2.1) de manera estanca.