CA3179832A1

CA3179832A1 - Axial flux electric machine motor / generator a

Info

Publication number: CA3179832A1
Application number: CA3179832A
Authority: CA
Inventors: Steeven Gagnon
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-10-18
Filing date: 2022-10-18
Publication date: 2024-04-18

Abstract

Une machine électrique à flux axial est présentée, Cette machine peut agir comme moteur ou générateur électrique comprenant au moins un stator et au moins un rotor assemblé sur le même axe de rotation. Le rotor et le stator ont ensemble plusieurs bobinages et plusieurs aimants qui forment des électroaimants et qui sont alimentés en même temps. Ceux-ci sont arrangés en groupe pouvant être utilisé pour concevoir une machine à phase multiple.An axial flux electric machine is presented. This machine can act as an electric motor or generator comprising at least one stator and at least one rotor assembled on the same axis of rotation. The rotor and stator together have several windings and several magnets which form electromagnets and which are powered at the same time. These are arranged in a group that can be used to design a multi-phase machine.

Description

Description Une machine électrique à flux axial.
[001] La présente invention concerne une machine électrique, plus précisément une machine à flux axial comprenant plusieurs bobinages et plusieurs aimants qui forment ensemble des électroaimants. Plus précisément cette machine est un générateur ou un moteur électrique à flux axial. Description An axial flux electric machine.
[001] The present invention relates to an electric machine, more precisely a axial flux machine comprising several windings and several magnets which form set of electromagnets. More precisely this machine is a generator or one axial flux electric motor.

[002] Le concept général d'un générateur ou d'un moteur électrique à flux axial n'est pas en soi une nouvelle idée. Ces machines utilisent généralement des aimants ainsi que des bobinages. [002] The general concept of a generator or an electric flux motor axial is not not in itself a new idea. These machines generally use magnets Thus than windings.

[003] Les bobinages sont normalement installés soit sur le stator, soit sur le rotor et un groupe d'aimants sont installé soit sur le stator, soit sur le rotor. [003] The windings are normally installed either on the stator or on the rotor and a group of magnets are installed either on the stator or on the rotor.

[004] Plus précisément lorsque les bobinages sont installés sur le rotor, les aimants sont installés sur le stator de même que lorsque les aimants sont installés sur le rotor les bobinages sont installés sur le stator [004] More precisely when the windings are installed on the rotor, the magnets are installed on the stator the same as when the magnets are installed on the rotor the windings are installed on the stator

[005] Le stator est la partie fixe de la machine et le rotor est la partie qui tourne sur le même axe. [005] The stator is the fixed part of the machine and the rotor is the part which turns on the same axis.

[006] Généralement, lorsque la machine est un générateur et tourne, les aimants induisent un courant alternatif dans les bobinages pour produire de l'électricité et lorsque la machine est un moteur les bobinages exerce une force d'attraction ou de répulsion sur les aimants pour le faire tourner. [006] Generally, when the machine is a generator and turns, the magnets induce an alternating current in the windings to produce electricity and when the machine is a motor the windings exert an attractive force or repulsion on the magnets to make it rotate.

[007] Ces configurations permettent d'avoir une machine électrique qui possède une efficacité énergétique importante. [007] These configurations make it possible to have an electric machine which has a significant energy efficiency.

[008] Grâce à l'invention présentée, il est possible d'augmenter l'efficacité
de ces machines. [008] Thanks to the invention presented, it is possible to increase the efficiency death machines.

[009] L'invention comprend deux stators assemblés sur le même axe et un rotor assemblé en rotation au centre des stators sur le même axe et chacun des stators et du rotor possèdent le même nombre de bobinages et d'aimant.

Date Reçue/Date Received 2022-10-18 [009] The invention comprises two stators assembled on the same axis and a rotor assembled in rotation at the center of the stators on the same axis and each of the stators and rotor have the same number of windings and magnet.

Date Received/Date Received 2022-10-18

[010] Lorsque la machine est un générateur et qu'une source externe la fait tourner chaque bobinages et aimants induisent un courant dans les bobinages superposé
sur le même axe. Les aimants du stator induisent un courant électrique dans les bobinages du rotor ainsi que les aimants du rotor induisent un courant électrique dans les bobinages des stators. Avec le courant induit dans chacun des bobinages il est possible d'augmenter l'efficacité du générateur. [010] When the machine is a generator and an external source makes it turn each winding and magnet induce a current in the superimposed windings on the same axis. The stator magnets induce an electric current in the windings of the rotor as well as the magnets of the rotor induce an electric current in THE
stator windings. With the current induced in each of the windings it is possible to increase the efficiency of the generator.

[011] Lorsque la machine est un moteur et tourne, le courant électrique dans les bobinages des stators exerce une force d'attraction ou de répulsion sur les aimants du rotor ainsi que les bobinages du rotor exercent une force d'attraction ou de répulsion sur les aimants des stators. Avec le courant électrique dans les bobinages des stators et du rotor il est possible d'augmenter la force d'attraction et de répulsion des aimants entre eux pour augmenter le torque du moteur et ainsi augmenter l'efficacité
du moteur. [011] When the machine is a motor and turns, the electric current in THE
stator windings exert a force of attraction or repulsion on the magnets rotor as well as the rotor windings exert a force of attraction or of repulsion on the stator magnets. With the electric current in the windings of the stators and from the rotor it is possible to increase the force of attraction and repulsion magnets between them to increase the torque of the motor and thus increase efficiency of engine.

[012] D'autres particularités de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.
= la figure 1 illustre schématiquement trois aimants côte à côte utilisable pour mettre en oeuvre l'invention;
= la figure 2 illustre schématiquement une machine à flux axial donc un générateur ou un moteur électrique;
= la figure 3 illustre schématiquement une machine à flux axial donc un générateur ou un moteur électrique; [012] Other particularities of the invention will still appear in the description below After.
= Figure 1 schematically illustrates three usable magnets side by side For implement the invention;
= Figure 2 schematically illustrates an axial flow machine therefore a generator or an electric motor;
= Figure 3 schematically illustrates an axial flow machine, therefore a generator or an electric motor;

[013] La figure 1 illustre schématiquement trois aimants 6 et 7, l'aimant 6 est positionné sur le rotor et les deux aimants 7 sont positionnés sur les stators. [013] Figure 1 schematically illustrates three magnets 6 and 7, magnet 6 East positioned on the rotor and the two magnets 7 are positioned on the stators.

[014] La figure 2 illustre schématiquement une machine à flux axial donc un générateur ou un moteur électrique. L'enveloppe de la machine électrique 1 peut être faite d'un matériel rigide non conducteur. Le rotor 2 peut être fait d'un matériel lègé
rigide et non conducteur. 3 représente l'arbre de sortie de la machine à flux axial 4 représente les bobinages des stators faits de fils électriques conducteur. 5 représente les bobinages du rotor faits de fils électriques conducteur. 6 représente les aimants du rotor. 7 représente les aimants des stators. 8 représente des roulements à billes Date Reçue/Date Received 2022-10-18 [014] Figure 2 schematically illustrates an axial flow machine, therefore a generator or an electric motor. The envelope of the electric machine 1 can be made of a rigid non-conductive material. Rotor 2 can be made of light material rigid and not driver. 3 represents the output shaft of the axial flow machine 4 represents the stator windings made of conductive electrical wires. 5 represents the windings of the rotor made of conductive electrical wires. 6 represents the magnets of the rotor. 7 represents the stator magnets. 8 represents ball bearings Date Received/Date Received 2022-10-18

[015] La figure 3 illustre schématiquement une machine à flux axial donc un générateur ou un moteur électrique. L'enveloppe de la machine à flux axial 1 peut être faite d'un matériel rigide non conducteur. 3 représente l'arbre de sortie de la machine à
flux axial.
représente les bobinages du rotor faits de fils électriques conducteur. 6 représente les 5 aimants du rotor. [015] Figure 3 schematically illustrates an axial flow machine, therefore a generator or an electric motor. The envelope of the axial flow machine 1 can be made of a rigid non-conductive material. 3 represents the output shaft of the machine axial flow.
represents the rotor windings made of conductive electrical wires. 6 represents the 5 rotor magnets.

[016] Les aimants 6 et 7 sont de même format. Les bobinages 4 et 5 sont de même format. Les bobinages 4 sont enroulés autour des aimants 7 de façon à former des électroaimants et les bobinages 5 sont enroulés autour des aimants 6 de façon à former des électroaimants. [016] Magnets 6 and 7 are of the same format. Windings 4 and 5 are even format. The windings 4 are wound around the magnets 7 so as to form of the electromagnets and the windings 5 are wound around the magnets 6 so to train electromagnets.

[017] Entre les aimants 6 et 7 il doit y avoir un espace d'air afin de permettre aux aimants 6 de tourner sans toucher aux aimants 7 qui sont en position fixe et attachés après l'enveloppe 1 . Les aimants 6 et 7 doivent être suffisamment rapprochés pour éviter les pertes d'énergie entre eux. [017] Between magnets 6 and 7 there must be an air space in order to allow the magnets 6 to rotate without touching the magnets 7 which are in fixed position and attached after envelope 1. Magnets 6 and 7 must be sufficiently close together For avoid energy losses between them.

[018] Les bobinages 5 et les aimants 6 sont fixés après le rotor 2 et le rotor 2 est la partie tournante de la machine à flux axial. [018] The windings 5 and the magnets 6 are fixed after the rotor 2 and the rotor 2 is the rotating part of the axial flow machine.

[019] L'arbre de sortie 3 peut-être attaché à des engrenages, des poulies, une transmission, le rotor d'une éolienne, une turbine thermique ou autres. [019] The output shaft 3 can be attached to gears, pulleys, a transmission, the rotor of a wind turbine, a thermal turbine or others.

[020] Le rotor 2 est soutenus par deux roulements à billes 8 afin de lui permettre de tourner facilement. [020] The rotor 2 is supported by two ball bearings 8 in order to allows to turn easily.

[021] En moteur, les aimants 6 du rotor 2 sont positionnés dans un ordre Nord-Sud-Nord de façon à ce qu'il y est le même nombre d'aimants Nord et Sud sur le rotor 2. Le sens du courant électrique dans les bobinages 5 détermine le pôle Nord ou le pôle Sud de chacun des aimants 6. Le courant électrique dans les électroaimants du rotor 2 est en continue. [021] In the motor, the magnets 6 of the rotor 2 are positioned in a North-North order.
South-North so that there are the same number of North and South magnets on the rotor 2. The direction of the electric current in the windings 5 determines the North pole or the South Pole of each of the magnets 6. The electric current in the electromagnets of the rotor 2 is continuous.

[022] En moteur, les aimants 7 sont positionnés sur l'enveloppe du moteur 1 et doivent avoir le même nombre d'aimants que le rotor 2 de chaque côté. Le sens du courant électrique dans chacun des bobinages 4 dépend de la position du rotor 2. Le courant dans les électroaimants des stators est alternatif. [022] In the motor, the magnets 7 are positioned on the casing of the motor 1 and must have the same number of magnets as rotor 2 on each side. The meaning of fluent electrical in each of the windings 4 depends on the position of the rotor 2. The fluent in the stator electromagnets is alternating.

[023] En générateur, les aimants 6 du rotor 2 sont positionnés dans un ordre Nord-Sud-Nord de façon à ce qu'il y est le même nombre d'aimants Nord et Sud sur le rotor 2.
Lorsque le rotor 2 tourne les aimants 6 induisent un courant alternatif dans les bobinages 4 et les aimants 7 induisent un courant alternatif dans les bobinages 5.

Date Reçue/Date Received 2022-10-18 [023] In generator, the magnets 6 of rotor 2 are positioned in an order North South-North so that there are the same number of North and South magnets on the rotor 2.
When the rotor 2 rotates the magnets 6 induce an alternating current in THE
windings 4 and magnets 7 induce an alternating current in the windings 5.

Date Received/Date Received 2022-10-18

[024] En générateur les aimants 7 sont positionnés sur l'enveloppe du moteur 1 et doivent avoir le même nombre d'aimants que le rotor 2 de chaque côté. [024] In generator the magnets 7 are positioned on the casing of the motor 1 And must have the same number of magnets as rotor 2 on each side.

[025] La puissance de la machine électrique à flux axial tel que décrit dans l'invention peut avoir une puissance et un format variable afin de s'adapter à la demande de la société.

Date Reçue/Date Received 2022-10-18 [025] The power of the axial flux electric machine as described in the invention can have variable power and format in order to adapt to demand of the Company.

Date Received/Date Received 2022-10-18

Claims

1. The invention relates to an axial flux electric machine, more precisely a generator or an electric motor comprising several magnets 6 and 7 and several windings 4 and 5 which together form electromagnets which are powered at the same time on at least one stator 1 and at least one rotor 2.

2. According to claim 1 there are the same number of magnets 6 and 7 and windings 4 and 5 on at least one rotor 2 and at least one stator 1.

3. According to claim 1 when the electric machine is a motor, the electric current in the windings 5 of at least one rotor 2 is continuous and the direction of the electric current in each of the windings 5 determines the north pole or the south pole of the magnets 6 of at least one rotor 2.

4. According to claim 1 when the machine is a generator and turns the magnets 6 of at least one rotor 2 induce alternating current in the windings 4 of at least one stator 1 and the magnets 7 of at least one stator 1 induce an alternating current at the same time in the windings 5 of at minus a rotor 2.

Date Received/Date Received 2022-1 0-1 8