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Title:
AXIAL ALIGNMENT SYSTEM FOR A ROTOR OF A ROTARY ELECTRIC MACHINE, AND CORRESPONDING ROTARY ELECTRIC MACHINES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/261733
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to an axial alignment system for a rotor of a rotary electric machine, comprising at least one first fastening ring (110), at least one first permanent magnet ring (115), at least one second fastening ring (120), and at least one second permanent magnet ring (125). The present invention further relates to an axial alignment system comprising at least two first fastening rings (110), at least two first permanent magnet rings (115), at least one second fastening ring (120), and at least two second permanent magnet rings (125). The invention also relates to corresponding rotary electric machines.

Inventors:
TALAYER EVERTON SOARES (BR)
WEBER HENRIQUE SCREMIN (BR)
DE SOUZA JOSE LUIS (BR)
SILVEIRA SOLON BRUM (BR)
Application Number:
PCT/BR2021/050265
Publication Date:
December 22, 2022
Filing Date:
June 17, 2021
Export Citation:
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Assignee:
WEG EQUIPAMENTOS ELETRICOS S A (BR)
International Classes:
H02K7/09; F16C39/06; F16F15/03
Domestic Patent References:
WO2019245226A12019-12-26
Foreign References:
US5126610A1992-06-30
US6448679B12002-09-10
US20210054897A12021-02-25
US6588554B22003-07-08
CN1301583C2007-02-21
US5894181A1999-04-13
Attorney, Agent or Firm:
LICKS ATTORNEYS (BR)
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Claims:
REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de alinhamento axial para rotor de máquina elétrica girante, caracterizado pelo fato de compreender: i. pelo menos um primeiro anel de fixação (110); ii. pelo menos um primeiro anel de imã permanente (115); iii. pelo menos um segundo anel de fixação (120); e iv. pelo menos um segundo anel de imã permanente (125).

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do conjunto de anéis (110, 115, 120, 125) configurar módulos separados e independentes.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de uma mesma máquina elétrica girante poder ter um ou mais conjuntos de anéis (110, 115, 120, 125) instalados externamente e/ou internamente, de modo simples (interno ou externo) ou misto (interno e externo) e dispostos em posições avizinhadas e/ou em posições não avizinhadas da máquina elétrica girante, em qualquer posição do eixo (210) do rotor (200).

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato dos primeiros anéis (110, 115) serem preferencialmente solidários ao eixo (210) do rotor (200), e os segundos anéis (120, 125) serem preferencialmente solidários à parte estática da máquina elétrica girante.

5. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato dos primeiros anéis (110, 115) estarem por dentro ou envolvidos pelos segundos anéis (120, 125) e/ou estarem por fora ou envolvendo os segundos anéis (120, 125).

6. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato dos anéis de imãs permanentes (115, 125), especialmente em suas superfícies, possuírem polaridades distintas entre si, estabelecendo-se entre elas uma força de atração magnética de polos opostos, o que ocorre na câmara anular (R) resultante do espaçamento radial (r).

7. Máquina elétrica girante, caracterizada pelo fato de compreender pelo menos um sistema (100) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6.

8. Sistema de alinhamento axial para rotor de máquina elétrica girante, caracterizado pelo fato de compreender: i. pelo menos dois primeiros anéis de fixação (110); ii. pelo menos dois primeiros anéis de imãs permanentes (115); iii. pelo menos um segundo anel de fixação (120); e iv. pelo menos dois segundos anéis de imãs permanentes (125).

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato do conjunto de anéis (110, 115, 120, 125) configurar módulos separados e independentes.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de uma mesma máquina elétrica girante poder ter um ou mais conjuntos de anéis (110, 115, 120, 125) instalados externamente e/ou internamente, de modo simples (interno ou externo) ou misto (interno e externo) e dispostos em posições avizinhadas e/ou em posições não avizinhadas da máquina elétrica girante, em qualquer posição do eixo (210) do rotor (200).

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de cada um dos primeiros anéis de fixação (110) possuir uma primeira face axial (111) perpendicular ao eixo longitudinal do rotor (200), à qual são fixados os primeiros anéis de imãs permanentes (115).

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o segundo anel de fixação (120) possuir uma segunda face axial (121) perpendicular ao eixo longitudinal do rotor (200) e essencialmente paralela às primeiras faces axiais (111) dos primeiros anéis de fixação (110), em que à segunda face axial (121) serão fixados os segundos anéis de imãs permanentes (125), um de cada lado da segunda face axial (121).

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de os anéis de fixação (110, 120) serem montados de modo que o segundo anel de fixação (120) fique axialmente centralizado entre os primeiros anéis de fixação (110), em que a superfície maior ou livre de cada primeiro anel de imã permanente (115) fique disposta opostamente e paralelamente à superfície maior ou livre de cada segundo anel de imã permanente (125).

14. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 13, caracterizado pelo fato dos pares de anéis de imãs permanentes (115, 125), especialmente em suas superfícies maiores ou livres, possuírem polaridades iguais entre si, estabelecendo-se entre elas uma força de repulsão magnética de polos iguais nas duas câmaras anulares (R) resultantes dos espaçamentos axiais (a).

15. Máquina elétrica girante, caracterizada pelo fato de compreender pelo menos um sistema (100) como definido em qualquer uma das reivindicações 8 a 14.

Description:
SISTEMA DE ALINHAMENTO AXIAL PARA ROTOR DE MÁQUINA ELÉTRICA

GIRANTE E MÁQUINAS ELÉTRICAS GIRANTES CORRESPONDENTES

Campo de aplicação

[001] A presente invenção pertence ao campo das máquinas elétricas girantes, em especial das máquinas elétricas girantes que possuem elemento girante mancalizado com mancais de deslizamento, notadamente dos dispositivos magnéticos para alinhamento axial do elemento girante em relação ao elemento não-girante.

Fundamentos da invenção

[002] Máquinas elétricas girantes são equipamentos utilizados para a transformação de energia elétrica em mecânica, no caso de motores, e para a transformação de energia mecânica em elétrica, no caso de geradores. Basicamente, são constituídas por quatro estruturas básicas, que são carcaça, estator, rotor e mancais/tampas.

[003] A carcaça é o elemento responsável pela integração destas estruturas.

[004] O estator é o componente ativo (energizado) estático responsável por conduzir o fluxo magnético para rotacionar o rotor, no caso de motores, e para conduzir a energia gerada pelo rotor, no caso de geradores, quando o rotor é o componente ativo (energizado) girante da máquina elétrica girante.

[005] O rotor, por sua vez, é composto, basicamente, por um eixo no qual é disposto uma ou mais gaiolas ou bobinas, dependendo do tipo construtivo e princípio de funcionamento da máquina elétrica girante, sendo que em uma ou ambas as extremidades do eixo podem ser fixados elementos de arrefecimento e/ou ventilação, como ventoinhas, aletas e afins. [006] Já os mancais são os elementos responsáveis pelo acoplamento das partes estáticas às partes girantes de uma máquina elétrica girante, realizando, por exemplo, o acoplamento, mancalização e centralização do rotor (girante) em relação ao estator (estático), permitindo movimento relativo entre rotor e estator, bem como a transmissão de esforços entre eles.

[007] É de se notar que, no contexto da presente invenção, o termo mancai engloba os elementos capazes de acoplar e/ou mancalizar e/ou centralizar, compreendendo os mancais de deslizamento hidrostáticos e hidrodinâmicos, de lubrificação permanente ou contínua, usados isoladamente ou em combinação entre si, podendo a lubrificação ser por circuito lubrificante e demais formas de lubrificação conhecidas do estado da técnica.

[008] Máquinas elétricas girantes operam nas mais diferentes condições de rotação, carga mecânica e temperatura, sendo que, no caso das máquinas dotadas de mancais de deslizamento, o rotor precisa manter sua estabilidade translacional axial em qualquer que seja a condição de operação, ou seja, precisa estar sempre centralizado em relação ao passeio axial permitido pelos mancais.

[009] Uma vez que o rotor de uma máquina elétrica girante está sujeito, em maior ou menor grau, dependendo da rotação e do tipo construtivo, ao empuxo gerado pelos sistemas de ventilação dispostos no rotor, à intensidade maior ou menor da força magnética axial proveniente do desalinhamento entre o rotor e o estator, a diferentes regimes de rotação e às variações de temperatura (de operação e ambiente), o problema consiste justamente em manter o rotor estabilizado (centralizado) axialmente na maior parte destas condições, implicando em desafios tanto de projeto quanto de fabricação, montagem e ajuste dos componentes. Estado da técnica

[010] Existem no estado da técnica diversas soluções destinadas à otimização da mancalização e posicionamento axial do rotor em relação ao estator de máquinas elétricas girantes.

[011] Um exemplo é o documento patentário WO2019/245226 AI que revela e descreve um rolamento magnético de empuxo usando comutação de fluxo, no qual um mancai magnético de empuxo é montado em um lado de um rotor tendo um eixo de rotação formado em uma direção para controlar as oscilações axiais do rotor por meio da levitação de um colar de rotor em forma de disco que é acoplado ao rotor na direção perpendicular ao eixo de rotação e compreende um imã permanente em forma de anel inserido e fixado no colar do rotor, uma bobina eletromagnética provida para ser espaçada do imã permanente por uma distância predeterminada e um núcleo de estator para cobrir a bobina eletromagnética. Por conseguinte, o rolamento magnético de impulso pode ser comutado por fluxo para formar um fluxo magnético do rolamento magnético em apenas uma direção e pode assegurar aproximadamente o dobro da força de impulso em comparação com o mesmo volume do rolamento magnético de impulso existente.

[012] Esta solução substitui os rolamentos e mancais de deslizamento por mancais magnéticos, fazendo a compensação axial de deslocamento por meio de campos magnéticos de bobinas, tornando-se uma solução que ocupa bastante espaço e é dispendiosa por conta da quantidade de componentes.

[013] Como pode ser inferido da descrição acima, existe espaço e demanda para uma solução para o alinhamento axial de rotores de máquinas elétricas girantes que seja modular, versátil, de construção, fabricação e instalação simples e que supere as desvantagens do estado da técnica, em especial que aumente a confiabilidade do alinhamento axial no maior número possível de condições e situações de aplicação, reduzindo ainda tempo fabril e custos de material e de fabricação.

Objetivos da invenção

[014] Um dos objetivos da presente invenção é, portanto, prover um sistema de alinhamento axial para rotor de máquina elétrica girante, de acordo com as características da reivindicação 1 do quadro reivindicatório anexo.

[015] Outro objetivo da presente invenção é prover uma máquina elétrica girante dotada de um sistema de alinhamento axial para rotor de máquina elétrica girante, de acordo com as características da reivindicação 7 do quadro reivindicatório anexo.

[016] Ainda outro objetivo da presente invenção é prover um sistema de alinhamento axial para rotor de máquina elétrica girante, de acordo com as características da reivindicação 8 do quadro reivindicatório anexo.

[017] Outro objetivo ainda da presente invenção é prover uma máquina elétrica girante dotada de um sistema de alinhamento axial para rotor de máquina elétrica girante, de acordo com as características da reivindicação 15 do quadro reivindicatório anexo.

[018] Demais características e detalhamentos das características são representados pelas reivindicações dependentes.

Breve descrição das figuras

[019] Para melhor entendimento e visualização do objeto da presente invenção, a mesma será agora descrita com referência às figuras anexas, representando o efeito técnico obtido por meio de uma modalidade exemplar não limitante do escopo da presente invenção, em que, esquematicamente: [020] Figura 1: apresenta uma vista frontal em corte parcial de um rotor de máquina elétrica dotado de um sistema de acordo com a invenção;

[021] Figura 2: apresenta uma vista lateral em corte parcial de uma máquina elétrica girante dotada de um sistema de acordo com a invenção, disposto externamente à máquina elétrica girante;

[022] Figura 2a: apresenta uma vista lateral ampliada do detalhe A da figura 2;

[023] Figura 2b: apresenta uma vista em perspectiva de um corte parcial da máquina elétrica girante da figura 2, com detalhe ampliado do sistema disposto externamente à máquina elétrica girante;

[024] Figura 3: apresenta uma vista lateral em corte parcial de uma máquina elétrica girante dotada de um sistema de acordo com a invenção, disposto internamente à máquina elétrica girante e com os primeiros anéis envolvidos pelos segundos anéis;

[025] Figura 3a: apresenta uma vista lateral ampliada do detalhe B da figura 3;

[026] Figura 4: apresenta uma vista lateral em corte parcial da máquina elétrica girante da figura 3, dotada de dois sistemas de acordo com a invenção dispostos internamente à máquina elétrica girante;

[027] Figura 4a: apresenta uma vista lateral ampliada do detalhe C da figura 4;

[028] Figura 4b: apresenta uma vista em perspectiva de um corte parcial da máquina elétrica girante da figura 4, com detalhe ampliado do sistema disposto internamente à máquina elétrica girante;

[029] Figura 5: apresenta uma vista lateral em corte parcial de uma máquina elétrica girante dotada de um sistema de acordo com outra modalidade da invenção, disposto externamente à máquina elétrica girante;

[030] Figura 5a: apresenta uma vista lateral ampliada do detalhe E da figura 5;

[031] Figura 5b: apresenta uma vista lateral ampliada do detalhe E da figura 5; e

[032] Figura 6: apresenta uma vista lateral em corte parcial de uma máquina elétrica girante dotada de um sistema de acordo com a invenção, em que os primeiros anéis envolvem os segundos anéis.

Descrição detalhada da invenção

[033] A presente invenção se refere a um sistema de alinhamento axial (100), ou simplesmente sistema (100), para aplicação em máquinas elétricas girantes dotadas de rotor (200), estator (300), mancais (400) e tampas ou selos (500).

[034] Em uma modalidade preferencial da invenção, o sistema (100) compreende: i. pelo menos um primeiro anel de fixação (110); ii. pelo menos um primeiro anel de imã permanente (115); iii. pelo menos um segundo anel de fixação (120); e iv. pelo menos um segundo anel de imã permanente (125).

[035] O primeiro anel de fixação (110) é concêntrico ao eixo (210) do rotor (200) e fixado a este por meio de elementos de fixação, sendo, portanto, solidário ao eixo (210) e girando junto com este com mesma velocidade angular, sem escorregamento. O diâmetro interno do primeiro anel de fixação (110) deve ser pelo menos igual ao diâmetro externo do eixo (210) do rotor (200). O primeiro anel de fixação (110) é fabricado em material adequado à aplicação, podendo ser, de forma não limitante, de metal e suas ligas ou de material polimérico, isoladamente ou em combinação. O primeiro anel de fixação (110) pode estar fixado no rotor (200) em uma porção interna (figuras 3, 3a, 4, 4a, 4b) e/ou externa (figuras 2, 2a, 2b, 5, 5a, 5b) da máquina elétrica girante.

[036] O primeiro anel de imã permanente (115) é concêntrico ao primeiro anel de fixação (110) e, portanto, ao eixo (210) do rotor (200), e fixado sobre seu perímetro externo por meio de elementos de fixação, sendo, portanto, solidário ao primeiro anel de fixação (110) e, assim, solidário também ao eixo (210), girando junto com este com mesma velocidade angular, sem escorregamento. O diâmetro interno do primeiro anel de imã permanente (115) deve ser pelo menos igual ao diâmetro externo do primeiro anel de fixação (110). O primeiro anel de imã permanente (115) é fabricado em material magnetizável, podendo ser, de forma não limitante, de metal ferromagnético e suas ligas, isoladamente ou em combinação, podendo ser construído em uma única peça ou em segmentos. O termo elementos de fixação, no contexto da invenção, se refere a elementos e meios de fixação conhecidos do estado da técnica e adequados à aplicação, podendo ser, de forma não limitante, solda, parafuso, parafuso e porca, cunha, chaveta, adesivo, contração térmica, prensagem e afins. O primeiro anel de imã permanente (115), por ser solidário ao primeiro anel de fixação (110), poderá também estar em uma porção interna (figuras 3, 3a, 4, 4a, 4b) e/ou externa (figuras 2, 2a, 2b, 5, 5a, 5b) da máquina elétrica girante. [037] O segundo anel de fixação (120) é concêntrico ao eixo (210) do rotor (200) e fixado em uma porção interna (figuras 3, 3a, 4, 4a, 4b) e/ou externa (figuras 2, 2a, 2b, 5, 5a, 5b) de um ou mais elementos estáticos da máquina elétrica girante, por meio de elementos de fixação, sendo, portanto, solidário à parte estática da máquina elétrica e, assim, imóvel. O segundo anel de fixação (120) é fabricado em material adequado à aplicação, podendo ser, de forma não limitante, de metal e suas ligas ou de material polimérico, isoladamente ou em combinação.

[038] O segundo anel de imã permanente (125) é concêntrico ao segundo anel de fixação (120) e, portanto, ao eixo (210) do rotor (200), e fixado sobre seu perímetro interno por meio de elementos de fixação, sendo, portanto, solidário ao segundo anel de fixação (120) e, assim, solidário também a uma porção interna (figuras 3, 3a, 4, 4a, 4b) e/ou externa (figuras 2, 2a, 2b, 5, 5a, 5b) de um ou mais elementos estáticos da máquina elétrica girante e, assim, imóvel. O diâmetro interno do segundo anel de imã permanente (125) é maior do que o diâmetro externo do primeiro anel de imã permanente (115), sendo eles concêntricos e separados entre si por um espaçamento radial (r). O segundo anel de imã permanente (125) é fabricado em material magnetizável, podendo ser, de forma não limitante, de metal ferromagnético e suas ligas, isoladamente ou em combinação, podendo ser construído em uma única peça ou em segmentos.

[039] A superfície externa do primeiro anel de imã permanente (115) fica disposta opostamente à superfície interna do segundo anel de imã permanente (125), sendo que os anéis de imãs permanentes (115, 125), especialmente em suas superfícies, devem possuir polaridades distintas entre si, para que se estabeleça entre elas uma força de atração magnética de polos opostos, o que ocorre na câmara anular (R) resultante do espaçamento radial

(r).

[040] Embora a composição preferencial compreenda dispor os primeiros anéis (110, 115) por dentro ou envolvidos pelos segundos anéis (120, 125), também é possível construir os primeiros anéis (110, 115) de modo a ficarem por fora ou envolvendo os segundos anéis (120, 125), o que mostra especialmente a figura 6, podendo o conjunto de anéis (110, 115, 120, 125) também estar disposto em uma porção interna e/ou externa da máquina elétrica girante.

[041] Além disso, é importante salientar que a utilização da terminologia "solidários" deve ser entendida de modo amplo e independente da numeração referenciada, podendo os primeiros anéis (110, 115) serem, por exemplo, aqueles solidários a uma parte estática da máquina elétrica girante enquanto os segundos anéis (120, 125) são os que giram.

[042] É de se notar que a polaridade do primeiro anel de imã permanente (115) deve ser única e constante em pelo menos toda a sua superfície voltada para a superfície do segundo anel de imã permanente (125). Do mesmo modo, a polaridade do segundo anel de imã permanente (125), diferente da polaridade do primeiro anel de imã permanente (115), deve ser única e constante em pelo menos toda a sua superfície voltada para a superfície do primeiro anel de imã permanente (115). É de se notar que os anéis de imãs permanentes (115, 125) podem ser inteiriços ou compostos de vários segmentos.

[043] Assim, a utilização de pelo menos dois anéis de imãs permanentes (115, 125) com diâmetros diferentes e concêntricos entre si, e com pelo menos suas superfícies com polaridades contrárias, promove a atração entre os anéis de imãs permanentes (115, 125), forçando o alinhamento magnético entre eles no sentido axial. Deslocamentos axiais (d) entre os anéis de imãs permanentes (115, 125) geram forças magnéticas que absorvem o empuxo e demais forças axiais provenientes dos sistemas de ventilação e/ou de cargas axiais, forçando o retorno do eixo (210) a uma posição de estabilização translacional axial ideal ou inicial ou preferencial, na qual o deslocamento axial (d) é igual a zero ou próximo de zero. Quaisquer deslocamentos axiais (d) causados por forças axiais impostas ao rotor (200) ocorrem, então, em torno desta posição de estabilização translacional axial ideal ou inicial ou preferencial.

[044] O sistema (100) da invenção garante, portanto, o alinhamento axial do rotor (200) em relação ao estator (300) e demais elementos fixos da máquina elétrica, em torno de uma posição de estabilização translacional axial ideal ou inicial ou preferencial na qual o valor numérico do deslocamento axial (d) é igual a zero ou próximo de zero. O termo "próximo de zero" deve ser entendido como sendo o mais próximo possível de zero ou ainda como sendo o menor valor possível do deslocamento axial (d).

[045] Por compreender primeiros anéis (110, 115) e segundos anéis (120, 125) que configuram módulos separados e independentes, dotados de imãs permanentes ao invés de bobinas ou enrolamentos, o sistema (100) da invenção pode ser aplicado praticamente em qualquer máquina elétrica girante, podendo ser instalado internamente ou externamente à máquina elétrica girante, de modo simples (interno ou externo) ou misto (interno e externo) em uma mesma máquina elétrica, podendo mais de um conjunto de anéis (110, 115, 120, 125) estar instalado em uma mesma máquina elétrica girante, como, por exemplo, representado nas figura 4, 4a e 4b. Do mesmo modo, uma mesma máquina elétrica girante pode ter um conjunto de anéis (110, 115, 120, 125) instalado externamente e outro conjunto de anéis (110, 115, 120, 125) instalado internamente e/ou mais de um conjunto de anéis (110, 115, 120, 125) instalado externamente e/ou mais de um conjunto de anéis (110, 115, 120, 125) instalado internamente ou combinações destas alternativas, sendo possível ainda haver um ou mais conjuntos de anéis (110, 115, 120, 125) em posições avizinhadas e/ou em posições não avizinhadas da máquina elétrica girante, em qualquer posição do eixo (210) do rotor (200).

[046] É possível ainda, apesar de possibilitar forças de atração ou repulsão menores do que as obteníveis com a solução até então proposta, utilizar apenas um conjunto de primeiros anéis (110, 115) ou apenas um conjunto de segundos anéis (120, 125), em que a respectiva parte oposta é construída em material ferromagnético, porém não magnetizado.

[047] Em outra modalidade não limitante da presente invenção, especialmente representada nas figuras 5, 5a e 5b, o sistema (100) da invenção compreende: i. pelo menos dois primeiros anéis de fixação (110); ii. pelo menos dois primeiros anéis de imãs permanentes (115); iii. pelo menos um segundo anel de fixação (120); e iv. pelo menos dois segundos anéis de imãs permanentes (125).

[048] Cada um dos primeiros anéis de fixação (110) possui uma primeira face axial (111) perpendicular ao eixo longitudinal do rotor (200), à qual será fixado o primeiro anel de imã permanente (115), sendo cada primeiro anel de fixação (110) também concêntrico ao eixo (210) do rotor (200) e fixado a este igualmente por meio de elementos de fixação, sendo, portanto, solidário ao eixo (210) e girando junto com este com mesma velocidade angular, sem escorregamento. O diâmetro interno do primeiro anel de fixação (110) deve ser pelo menos igual ao diâmetro externo do eixo (210) do rotor (200). Os primeiros anéis de fixação (110) podem estar fixados no rotor (200) em uma porção interna e/ou externa da máquina elétrica girante. O primeiro anel de fixação (110) é fabricado em material adequado à aplicação, podendo ser, de forma não limitante, de metal e suas ligas ou de material polimérico, isoladamente ou em combinação.

[049] Nesta modalidade, cada um dos primeiros anéis de imãs permanentes (115) é essencialmente paralelo à primeira face axial (111) e também concêntrico ao primeiro anel de fixação (110) e, portanto, concêntrico ao eixo (210) do rotor (200), e fixado sobre sua primeira face axial (111) por meio de elementos de fixação, sendo, portanto, solidário ao primeiro anel de fixação (110) e, assim, solidário também ao eixo (210), girando junto com este com mesma velocidade angular, sem escorregamento. Cada um dos primeiros anéis de imãs permanentes (115) é fabricado em material magnetizável, podendo ser, de forma não limitante, de metal ferromagnético e suas ligas, isoladamente ou em combinação, podendo ser construído em uma única peça ou em segmentos. Os primeiros anéis de imãs permanentes (115), por serem solidários aos primeiros anéis de fixação (110), poderão também estar fixados em uma porção interna e/ou externa da máquina elétrica girante.

[050] O segundo anel de fixação (120) possui uma segunda face axial (121) perpendicular ao eixo longitudinal do rotor (200) e essencialmente paralela às primeiras faces axiais (111) dos primeiros anéis de fixação (110), em que à segunda face axial (121) serão fixados os segundos anéis de imãs permanentes (125), um de cada lado da segunda face axial (121), sendo o segundo anel de fixação (120) concêntrico ao eixo (210) do rotor (200) e fixado em uma porção interna e/ou externa de um ou mais elementos estáticos da máquina elétrica girante, por meio de elementos de fixação, sendo, portanto, solidário à parte estática da máquina elétrica e, assim, imóvel. O segundo anel de fixação (120) é fabricado em material adequado à aplicação, podendo ser, de forma não limitante, de metal e suas ligas ou de material polimérico, isoladamente ou em combinação.

[051] Cada um dos segundos anéis de imãs permanentes (125) é essencialmente paralelo à segunda face axial (121) e, assim, essencialmente paralelo também à primeira face axial (111), sendo também concêntrico ao segundo anel de fixação (120) e, portanto, ao eixo (210) do rotor (200), e fixado à segunda face axial (121) por meio de elementos de fixação, sendo, portanto, solidário ao segundo anel de fixação (120) e, assim, solidário também a uma porção interna e/ou externa de um ou mais elementos estáticos da máquina elétrica girante e, assim, imóvel. Cada um dos segundos anéis de imãs permanentes (125) é fabricado em material magnetizável, podendo ser, de forma não limitante, de metal ferromagnético e suas ligas, isoladamente ou em combinação, podendo ser construído em uma única peça ou em segmentos.

[052] Nesta modalidade ainda, os anéis de fixação (110, 120) são montados de modo que o segundo anel de fixação (120) fique axialmente centralizado entre os primeiros anéis de fixação (110).

[053] Assim, a superfície maior ou livre de cada primeiro anel de imã permanente (115) fica disposta opostamente e paralelamente à superfície maior ou livre de cada segundo anel de imã permanente (125), sendo que os pares de anéis de imãs permanentes (115, 125), especialmente em suas superfícies maiores ou livres, devem, preferencialmente, possuir polaridades iguais entre si, sempre aos pares, para que se estabeleça entre elas uma força de repulsão magnética de polos iguais, o que ocorre nas duas câmaras (R) resultantes dos espaçamentos axiais (a). É de se notar que, eventualmente, os pares de anéis de imãs permanentes (115, 125) podem também possuir polaridades distintas entre si, para que se estabeleça entre elas uma força de atração magnética de polos opostos, o que ocorre nas duas câmaras (R) resultantes dos espaçamentos axiais (a).

[054] É de se notar que a polaridade de cada um dos primeiros anéis de imãs permanentes (115) deve ser única e constante em pelo menos toda a sua superfície maior ou livre voltada paralelamente para a superfície de cada um dos segundos anéis de imãs permanentes (125). Do mesmo modo, a polaridade do segundo anel de imã permanente (125), igual (ou diferente, conforme a escolha do fabricante) à polaridade de cada um dos primeiros anéis de imãs permanentes (115), deve ser única e constante em pelo menos toda a sua superfície voltada para a superfície do primeiro anel de imã permanente (115) correspondente. É de se notar que os anéis de imãs permanentes (115, 125) podem ser inteiriços ou compostos de vários segmentos.

[055] Assim, a utilização de pelo menos dois pares de anéis de imãs permanentes (115, 125) essencialmente paralelos entre si, na direção axial, e com pelo menos suas superfícies com polaridades iguais (ou contrárias, conforme a escolha do fabricante), promove a repulsão (atração) entre os anéis de imãs permanentes (115, 125), forçando o alinhamento magnético entre eles no sentido axial. Deslocamentos axiais (d) entre os anéis de imãs permanentes (115, 125) geram forças magnéticas que absorvem o empuxo e demais forças axiais provenientes dos sistemas de ventilação e/ou de cargas axiais, forçando o retorno do eixo (210) a uma posição de estabilização translacional axial ideal ou inicial ou preferencial, na qual o deslocamento axial (d) é igual a zero ou próximo de zero. Quaisquer deslocamentos axiais (d) causados por forças axiais impostas ao rotor (200) ocorrem, então, em torno dessa posição de estabilização translacional axial ideal ou inicial ou preferencial onde o deslocamento axial (d) assume o menor valor possível, sendo idealmente d=0. O paralelismo dos pelo menos dois pares de anéis de imãs permanentes (115, 125) pode se dar também na direção radial, mantendo-se inalteradas as demais condições.

[056] A modalidade do sistema (100) da invenção, portanto, também garante o alinhamento axial do rotor (200) em relação ao estator (300) e demais elementos fixos da máquina elétrica, em torno de posição de estabilização translacional axial ideal ou inicial ou preferencial em que o valor numérico do deslocamento axial (d) é igual a zero ou próximo de zero. Por compreender primeiros anéis (110, 115) e segundos anéis (120, 125) que podem formar módulos separados e independentes, dotados de imãs permanentes ao invés de bobinas ou enrolamentos, o sistema (100) da invenção pode ser aplicado praticamente em qualquer máquina elétrica girante, podendo ser instalado internamente ou externamente à máquina elétrica girante, de modo simples (interno ou externo) ou misto (interno e externo) em uma mesma máquina elétrica, podendo mais de um conjunto de anéis (110, 115, 120, 125) estar instalado em uma mesma máquina elétrica girante, como, por exemplo, representado nas figura 5, 5a e 5b. Do mesmo modo, uma mesma máquina elétrica girante pode ter um conjunto de anéis (110, 115, 120, 125) instalado externamente e outro conjunto de anéis (110, 115, 120, 125) instalado internamente e/ou mais de um conjunto de anéis (110, 115, 120, 125) instalado externamente e/ou mais de um conjunto de anéis (110, 115, 120, 125) instalado internamente ou combinações destas alternativas, sendo possível ainda haver um ou mais conjuntos de anéis (110, 115, 120, 125) em posições avizinhadas e/ou em posições não avizinhadas da máquina elétrica girante, em qualquer posição do eixo (210) do rotor (200). [057] Além disso, é importante salientar que a utilização da terminologia "solidários" deve ser entendida de modo amplo e independente da numeração referenciada, podendo os primeiros anéis (110, 115) serem, por exemplo, aqueles solidários a uma parte estática da máquina elétrica girante enquanto os segundos anéis (120, 125) são os que giram.

[058] Por fim, uma máquina elétrica girante de acordo com a invenção é um motor elétrico dotado de um sistema (100) de acordo com a invenção.

Conclusão

[059] Será facilmente compreendido por aqueles versados na técnica que modificações podem ser realizadas na presente invenção sem com isso se afastar dos conceitos expostos na descrição acima. Essas modificações devem ser consideradas como compreendidas pelo escopo da presente invenção. Consequentemente, as concretizações particulares descritas em detalhes anteriormente são somente ilustrativas e exemplares e não limitativas quanto ao escopo da presente invenção, ao qual deve ser dada a plena extensão das reivindicações em anexo e de todos e quaisquer equivalentes da mesma.