FR2945683A1

FR2945683A1 - VERNIER MACHINE WITH INSIDE MAGNETS.

Info

Publication number: FR2945683A1
Application number: FR0953282A
Authority: FR
Inventors: Julien Jac; Nicolas Philippe Ziegler
Original assignee: Erneo SAS
Current assignee: Erneo SAS
Priority date: 2009-05-18
Filing date: 2009-05-18
Publication date: 2010-11-19
Anticipated expiration: 2029-05-18
Also published as: EP2433349A1; FR2945683B1; WO2010133796A1

Abstract

La présente invention concerne une machine électrodynamique Vernier à aimants comprenant un stator et un rotor, - lequel stator comprenant des dents séparées par des encoches débouchant sur l'entrefer, lesquelles dents formant un motif périodique de pas Ps sensiblement constant, - lequel rotor comprenant des plots de largeur moyenne Lp séparés par des encoches débouchant sur l'entrefer, lesquelles plots formant un motif périodique de pas Pr sensiblement constant, Pr étant différent de Ps, - lequel rotor comprenant des aimants disposés dans lesdites encoches, lesquels aimants présentant tous le même pôle magnétique du côté de l'entrefer, Caractérisé en ce que la largeur moyenne Lp des plots du rotor est inférieure à 0,5 fois le pas Pr desdits plots, laquelle largeur moyenne Lp étant calculée sur la hauteur du plot.The present invention relates to a Vernier electrodynamic machine with magnets comprising a stator and a rotor, - which stator comprises teeth separated by notches opening on the gap, which teeth forming a periodic pattern of pitch Ps substantially constant, - which rotor comprising pads of average width Lp separated by notches opening on the gap, which pads forming a periodic pattern of substantially constant pitch Pr, Pr being different from Ps, - which rotor comprises magnets arranged in said notches, which magnets all having the same magnetic pole on the air gap side, characterized in that the average width Lp of the rotor studs is less than 0.5 times the pitch Pr of said studs, which average width Lp is calculated on the height of the stud.

Description

-1- Machine Vernier à aimants insérés -1- Vernier machine with inserted magnets

Domaine technique La présente invention concerne une machine électrodynamique Vernier à 5 aimants. Le domaine de l'invention est plus particulièrement mais de manière non limitative celui des moteurs électriques à fort couple massique pour des applications d'entraînement direct sans réducteur mécanique. Etat de la technique antérieure 10 Les machines Vernier dérivent des machines synchrones à réluctance variable. Leur particularité réside dans le fait que le pas des dents du stator est légèrement différent de celui des dents du rotor, de telle sorte que seule une partie de ces dents sont alignées simultanément. Le stator inclut des bobinages électriques, en général distribués dans les 15 encoches qui séparent les dents, qui génèrent un champ magnétique tournant. Dans les configurations les plus simples, le rotor est constitué d'un matériau magnétique et comporte simplement un certain nombre de dents faisant face à celles du stator. 20 La spécificité des machines Vernier réside dans le fait que la vitesse de rotation du rotor est plus faible que celle du champ magnétique créé par les bobinages électriques du stator. Le rapport de réduction dépend en partie du nombre de dents du rotor. Le couple mécanique est également augmenté. Le couple réluctant n'étant en général suffisant, les machines Vernier 25 comportent usuellement des générateurs de flux magnétique basés sur des aimants permanents au rotor. La nature du couplage électromagnétique est alors hybride dans le sens où il découle d'interactions entre le champ produit par les courants et le champ produit par les aimants. Dans une configuration classique hybride homopolaire, un aimant est 30 inséré au centre du rotor, et orienté parallèlement à l'axe de rotation. Le rotor se termine à ses deux extrémités par deux couronnes de dents, décalées de telle sorte qu'une dent d'un côté du rotor soit dans l'alignement d'une encoche du côté opposé. Cette configuration, relativement simple et commune dans les moteurs pas-à-pas, est néanmoins peu favorable pour 35 l'obtention de forts couples massiques du fait de la rapide saturation du circuit -2- magnétique. Cette saturation provient du fait que, d'une part l'entrefer doit être très faible pour accentuer l'effet magnétique entraîné par le décalage des dents, et d'autre part, le flux magnétique présente une composante homopolaire importante qui ne produit pas de couple. Par conséquence cette configuration entraîne des encombrements gênants. Les machines Vernier pour des applications nécessitant des forts couples massiques sont plutôt construites selon des configurations hybrides multipolaires, avec des aimants disposés radialement sur le pourtour du rotor, sur une culasse en matériau magnétique. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a Vernier electrodynamic machine with 5 magnets. The field of the invention is more particularly but not limited to that of electric motors with high mass torque for direct drive applications without mechanical gearbox. STATE OF THE PRIOR ART Vernier machines derive synchronous machines with variable reluctance. Their particularity lies in the fact that the pitch of the stator teeth is slightly different from that of the rotor teeth, so that only a portion of these teeth are aligned simultaneously. The stator includes electrical windings, generally distributed in the notches that separate the teeth, which generate a rotating magnetic field. In the simplest configurations, the rotor is made of a magnetic material and simply has a number of teeth facing those of the stator. The specificity of Vernier machines lies in the fact that the speed of rotation of the rotor is smaller than that of the magnetic field created by the electric windings of the stator. The reduction ratio depends in part on the number of rotor teeth. The mechanical torque is also increased. As the reluctant torque is generally not sufficient, the Vernier machines usually comprise magnetic flux generators based on permanent magnets on the rotor. The nature of the electromagnetic coupling is then hybrid in the sense that it arises from interactions between the field produced by the currents and the field produced by the magnets. In a conventional homopolar hybrid configuration, a magnet is inserted in the center of the rotor, and oriented parallel to the axis of rotation. The rotor ends at both ends with two tooth crowns, staggered so that a tooth on one side of the rotor is in alignment with a notch on the opposite side. This configuration, relatively simple and common in stepper motors, is nevertheless unfavorable for obtaining high mass torques due to the rapid saturation of the magnetic circuit. This saturation stems from the fact that, on the one hand, the gap must be very small in order to accentuate the magnetic effect caused by the offset of the teeth, and on the other hand, the magnetic flux has a significant homopolar component which does not produce couple. Consequently, this configuration causes troublesome congestion. Vernier machines for applications requiring high mass torque are rather built in multipole hybrid configurations, with magnets arranged radially around the rotor, on a yoke made of magnetic material.

On connaît le document FR 2 560 461 de Pouillange et al. dans lequel les auteurs décrivent diverses configurations de machines Vernier hybrides multipolaires. Le point commun de ces configurations est que le rotor comporte une couronne continue de générateurs d'induction magnétique placés les uns à côté des autres, pour générer des flux magnétiques perpendiculaires à l'entrefer. Ces générateurs peuvent être soit des couples d'aimants placés les uns à côté des autres, avec alternativement les pôles nord et sud faisant face à l'entrefer, soit des bobinages ouverts sur l'entrefer, soit encore des aimants ou des bobinages disposés par paires face-à-face de telle sorte à générer des flux magnétiques perpendiculaires symétriques. Document FR 2 560 461 to Pouillange et al. in which the authors describe various configurations of hybrid Vernier multipolar machines. The common point of these configurations is that the rotor comprises a continuous ring of magnetic induction generators placed next to each other, to generate magnetic flux perpendicular to the air gap. These generators can be either pairs of magnets placed next to each other, alternately with the north and south poles facing the air gap, either open windings on the air gap, or even magnets or windings arranged by face-to-face pairs so as to generate symmetrical perpendicular magnetic fluxes.

Les configurations décrites dans le document FR 2 560 461, et en particulier celles à base de couples d'aimants permanents dont les pôles font face à l'entrefer, ont l'avantage important de permettre la réalisation de rotors annulaires très minces. On peut ainsi réaliser des moteurs à fort couple, faible inertie et surtout un encombrement réduit qui trouvent des applications par exemple en traction (moteurs intégrés à une roue), en robotique et dans le domaine aéronautique. Dans les machines Vernier à aimants, l'interaction des champs magnétiques à l'origine d'une part importante du couple mécanique est d'origine dentaire. Il y a une interaction forte entre les aimants du rotor et les dents du stator. Les performances sont intimement liées à la fréquence de fonctionnement et donc au nombre d'aimants du rotor. Lors de l'assemblage, ces aimants qui présentent une aimantation radiale alternée et sont tous de forme identique, doivent être positionnés et collés à la périphérie du rotor. Un tel assemblage peut s'avérer délicat et coûteux. 2945683 -3- On connaît le document JP 2005198381 de Yoshitaro et al. qui présente une machine Vernier à aimants dans laquelle un aimant sur deux du rotor est remplacé par une dent ou plot en matériau magnétique. Cette configuration permet de réduire sensiblement le nombre d'aimants utilisés et donc le coût.The configurations described in document FR 2 560 461, and in particular those based on pairs of permanent magnets whose poles face the gap, have the important advantage of allowing the production of very thin annular rotors. It is thus possible to produce motors with high torque, low inertia and especially a small footprint which find applications for example in traction (motors integrated with a wheel), in robotics and in the aeronautical field. In Vernier machines with magnets, the interaction of magnetic fields at the origin of a large part of the mechanical torque is of dental origin. There is a strong interaction between the rotor magnets and the stator teeth. The performances are intimately related to the operating frequency and thus to the number of magnets of the rotor. During assembly, these magnets which have an alternating radial magnetization and are all of identical shape, must be positioned and glued to the periphery of the rotor. Such an assembly can be delicate and expensive. JP 2005198381 of Yoshitaro et al. Is known. which presents a Vernier machine with magnets in which one magnet out of two of the rotor is replaced by a tooth or stud of magnetic material. This configuration significantly reduces the number of magnets used and therefore the cost.

5 Le montage est également considérablement simplifié dans la mesure où le positionnement des aimants est guidé par les plots. Les aimants sont tous orientés dans le même sens. La périodicité de l'induction dans l'entrefer est toutefois conservée de part la présence des plots magnétiques.The assembly is also considerably simplified insofar as the positioning of the magnets is guided by the pads. The magnets are all oriented in the same direction. The periodicity of the induction in the gap is however preserved by the presence of the magnetic studs.

10 Cependant, le simple remplacement de la moitié des aimants d'une machine Vernier à aimants par des plots magnétiques ne produit pas des performances optimales. On connaît ainsi l'article de Toba, A., T.A. Lipo, "Nove) Dual-Excitation Permanent Magnet Vernier Machine," IEEE-IAS Conference Record, Phoenix, 15 AZ, Oct. 1999, vol. 4, pp. 2539-2544 dans lequel l'auteur décrit l'accroissement important de la réaction magnétique d'induit dans cette configuration, et les deux inconvénients majeurs qui en découlent : - l'accroissement du niveau de champ dans les dents et les culasses, avec pour conséquence un accroissement de la masse de fer nécessaire pour 20 limiter les saturations et donc une diminution du couple massique ; - l'accroissement de l'effet inductif qui entraîne une diminution du facteur de puissance et nécessite un surdimensionnement de l'alimentation électronique. La présente invention a pour but d'optimiser les performances des 25 machines Vernier à réluctance variable et à aimants insérés. Exposé de l'invention Cet objectif est atteint avec une machine électrodynamique Vernier comprenant : - au moins un stator et au moins un rotor, au moins partiellement en 30 matériau magnétique, séparés par un entrefer, et pouvant se déplacer l'un par rapport à l'autre selon un axe de déplacement, - lequel stator comprenant des dents séparées par des encoches débouchant sur l'entrefer, lesquelles dents formant un motif périodique de pas Ps sensiblement constant suivant ledit axe de déplacement, 2945683 -4- - lequel stator comprenant des bobinages électriques disposés dans lesdites encoches, lesquels bobinages étant alimentés de telle sorte à générer dans l'entrefer un champ magnétique à p paires de pôles glissant suivant ledit axe de déplacement, 5 - lequel rotor comprenant des plots de largeur moyenne Lp séparés par des encoches débouchant sur l'entrefer, lesquels plots formant un motif périodique de pas Pr sensiblement constant suivant ledit axe de déplacement, Pr étant différent de Ps, - lequel rotor comprenant des aimants disposés dans lesdites encoches, 10 lesquels aimants présentant tous une direction d'aimantation sensiblement perpendiculaire à l'entrefer et présentant tous le même pôle magnétique du côté de l'entrefer, Caractérisé en ce que la largeur moyenne Lp des plots du rotor est inférieure à 0,5 fois le pas Pr desdits plots, laquelle largeur moyenne Lp étant 15 calculée sur la hauteur du plot. La largeur moyenne Lp des plots du rotor peut en outre être supérieure à 0,2 fois le pas Pr desdits plots, laquelle largeur moyenne Lp étant calculée sur la hauteur du plot. De cette manière, le couple d'origine dentaire peut être significativement 20 amélioré en comparaison avec les machines Vernier à aimants insérés de l'art antérieur. Les pas Ps et Pr peuvent être choisis de telle sorte qu'un nombre entier Ns de dents du stator couvre sensiblement la même distance le long de l'axe de déplacement qu'un nombre entier Nr de plots du rotor, et que la relation : 25 INs - NrI = p soit satisfaite. En particulier, Ns et Nr peuvent être choisis tels que Ns soit supérieur à Nr (Ns > Nr). Selon des modes de réalisation particuliers, - la hauteur Hp des plots du rotor peut être sensiblement inférieure à la 30 hauteur Ha des aimants disposés dans les encoches ; - les plots du rotor peuvent être de forme sensiblement trapézoïdale, le sommet dudit plot étant sensiblement plus étroit que sa base ; - les plots du rotor peuvent être de forme sensiblement trapézoïdale, le sommet dudit plot étant sensiblement plus large que sa base, et les aimants 35 peuvent être de forme sensiblement trapézoïdale, et être retenus 2945683 -5- mécaniquement dans les encoches par un mode d'assemblage en queues d'aronde ; - les plots du rotor peuvent être de toute autre forme que rectangulaire ou trapézoïdale ; 5 - les plots du rotor peuvent être d'une hauteur Hp sensiblement inférieure à la hauteur Ha des aimants, et en outre être de forme trapézoïdale ou de toute autre forme. Une machine électrodynamique Vernier selon l'invention peut être conformée de telle sorte que : 10 - le stator et le rotor sont de symétrie cylindrique, - le rotor tourne sur son axe à l'intérieur du stator, - le stator comprend Ns dents sur sa face intérieure et le rotor comprend Nr plots sur sa face extérieure. Une machine électrodynamique Vernier selon l'invention peut également 15 être conformée de telle sorte que : - le stator et le rotor sont de symétrie cylindrique, - le rotor tourne sur son axe à l'extérieur du stator, - le stator comprend Ns dents sur sa face extérieure et le rotor comprend Nr plots sur sa face intérieure.However, simply replacing half of the magnets of a magnet Vernier machine with magnetic studs does not produce optimum performance. The article by Toba, A., T. A. Lipo, "Nove) Permanent Dual-Excitation Magnet Vernier Machine," IEEE-IAS Conference Record, Phoenix, AZ, Oct. 1999, vol. 4, pp. 2539-2544 in which the author describes the significant increase of the magnetic reaction of armature in this configuration, and the two major drawbacks which result from it: - the increase of the level of field in the teeth and the cylinder heads, with for consequently an increase in the mass of iron necessary to limit the saturations and therefore a decrease in the mass torque; - Increasing the inductive effect which results in a reduction of the power factor and requires oversizing of the electronic power supply. The present invention aims to optimize the performance of Vernier machines with variable reluctance and inserted magnets. DESCRIPTION OF THE INVENTION This object is achieved with a Vernier electrodynamic machine comprising: at least one stator and at least one rotor, at least partially made of magnetic material, separated by an air gap, and able to move relative to one another; the other along an axis of displacement, - which stator comprising teeth separated by notches opening on the gap, which teeth forming a periodic pattern of pitch Ps substantially constant along said axis of displacement, 2945683 -4- - which stator comprising electrical windings arranged in said notches, which coils are energized so as to generate in the air gap a magnetic field with p pairs of poles sliding along said axis of displacement, 5 - which rotor comprising pads of average width Lp separated by notches opening onto the air gap, which pads forming a periodic pattern of pitch Pr substantially constant along said axis of displacement. Pr being different from Ps, which rotor comprises magnets arranged in said notches, which magnets all have a magnetization direction substantially perpendicular to the gap and all having the same magnetic pole on the gap side, characterized in that the average width Lp of the studs of the rotor is less than 0.5 times the pitch Pr of said studs, which average width Lp is calculated on the height of the stud. The average width Lp of the rotor studs may also be greater than 0.2 times the pitch Pr of said studs, which average width Lp is calculated over the height of the stud. In this way, the torque of dental origin can be significantly improved in comparison with the prior art Vernier magnet machines inserted. The steps Ps and Pr can be chosen such that an integer Ns of stator teeth covers substantially the same distance along the axis of displacement as an integer Nr of rotor studs, and that the relation: 25 INs - NrI = p is satisfied. In particular, Ns and Nr can be chosen such that Ns is greater than Nr (Ns> Nr). According to particular embodiments, the height Hp of the rotor studs may be substantially less than the height Ha of the magnets arranged in the notches; - The rotor pads may be substantially trapezoidal shape, the top of said pad being substantially narrower than its base; the studs of the rotor may be of substantially trapezoidal shape, the apex of said stud being substantially wider than its base, and the magnets may be of substantially trapezoidal shape, and may be retained mechanically in the notches by means of a dovetail assembly; the studs of the rotor may be of any other shape than rectangular or trapezoidal; The rotor studs may be of a height Hp substantially less than the height Ha of the magnets, and furthermore be of trapezoidal shape or of any other shape. A Vernier electrodynamic machine according to the invention may be shaped such that: - the stator and the rotor are of cylindrical symmetry, - the rotor rotates on its axis inside the stator, - the stator comprises Ns teeth on its inner face and the rotor comprises Nr pads on its outer face. A Vernier electrodynamic machine according to the invention may also be shaped such that: - the stator and the rotor are of cylindrical symmetry, - the rotor rotates on its axis outside the stator, - the stator comprises Ns teeth on its outer face and the rotor comprises Nr pads on its inner face.

20 Une machine électrodynamique Vernier selon l'invention peut également être conformée de telle sorte que le rotor soit sensiblement en forme de disque, et tourne sur son axe face au stator. Une machine électrodynamique Vernier selon l'invention peut enfin être conformée de telle sorte que le rotor se déplace linéairement le long du 25 stator. Suivant d'autres caractéristiques particulières, - les bobinages électriques du stator peuvent être de type réparti à pas diamétral ; - les bobinages électriques du stator peuvent être de type réparti à pas 30 raccourci ; - les bobinages électriques du stator peuvent être à pas dentaire, auquel cas les spires de ces bobinages sont disposées autour des dents du stator ; - les bobinages électriques du stator peuvent être alimentés par un système de tensions polyphasées ; 2945683 -6- - les bobinages électriques du stator peuvent être alimentés par un système de tensions triphasées ; - le rapport s entre la largeur Ls des dents du stator au niveau de l'entrefer et leur pas Ps peut être choisi entre 0,3 et 0,5. Cela permet de 5 favoriser encore l'effet de réluctance variable ; - les dents du stator peuvent comporter un isthme à leur extrémité dans l'entrefer ; - chaque dent du stator peut être constituée d'un groupe de petites dents sensiblement équidistantes, la largeur dudit groupe étant égale à Ls, laquelle 10 largeur Ls étant définie comme dans le cas des dents d'un seul tenant ; - chaque plot du rotor peut être constitué d'un groupe de petits plots sensiblement équidistants, la largeur dudit groupe étant égale à Lr, laquelle largeur Lr étant définie comme dans le cas des plots d'un seul tenant. Description des figures et modes de réalisation 15 D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en oeuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants : - la figure 1 illustre une vue en coupe d'une machine Vernier de l'art antérieur avec des paires d'aimants de polarité alternée au rotor, 20 - la figure 2 illustre une vue en coupe d'une machine Vernier de l'art antérieur, dans laquelle un aimant sur deux du rotor a été remplacé par un plot, - la figure 3 illustre une vue en coupe de la répartition des aimants et des plots au rotor d'une machine Vernier selon l'invention, 25 - la figure 4 illustre une vue en coupe de la structure d'une machine Vernier selon l'invention, - la figure 5 illustre une vue en coupe d'une variante d'une machine vernier selon l'invention, dans laquelle la hauteur des aimants est sensiblement supérieure à la hauteur des plots du rotor, 30 - la figure 6 illustre une variante d'une machine vernier selon l'invention, dans laquelle les aimants sont retenus mécaniquement sur le rotor par un système de queues d'arondes, - la figure 7 illustre le phénomène de saturation à la base des plots du rotor d'une machine Vernier selon l'invention, -7- - la figure 8 illustre une variante d'une machine Vernier selon l'invention, dans laquelle la géométrie des dents du rotor est adaptée pour limiter la saturation, - la figure 9 illustre des variantes d'une machine Vernier selon l'invention, 5 dans lesquelles la forme des aimants est sensiblement différente de celle des encoches. Les figures 1 et 2 présentent les dispositions mises en oeuvre dans les machines Vernier de l'art antérieur. En référence à la figure 1, ces machines comprennent : 10 - un stator 1 pourvu de dents 2 en matériau magnétique séparées par des encoches 3. L'intervalle de distance entre deux dents, ou pas statorique, est noté Ps ; - un rotor 4 constitué d'une culasse sur laquelle sont fixées des paires d'aimants 5 et 6. Les aimants sont tous de largeur sensiblement identique La 15 mais de polarité alternée. La largeur d'une paire d'aimants, ou pas rotorique, est noté Pr. Le rotor est séparé du stator par un entrefer 10 d'épaisseur sensiblement constante au cours du déplacement. En référence à la figure 2, selon une variante connue de machine Vernier de l'art antérieur dite à aimants insérés , un aimant sur deux du rotor est 20 remplacé pour des raisons de coût et de simplification de montage par un plot 7 en matériau magnétique. Les aimants restants 5, logés dans les encoches séparant les plots 7, sont tous orientés de manière identique par rapport à l'entrefer 10, de telle sorte que les pôles nord de tous les aimants ou les pôles sud de tous les aimants soient face à cet entrefer 10. Le pas rotorique Pr 25 correspond dans cette configuration à la largeur d'un aimant et d'un plot. Dans les machines Vernier à aimants insérés de l'art antérieur, la largeur Lp des plots 7 du rotor est sensiblement identique ou supérieure à la largeur La des aimants 5 ou des encoches. Cette conception permet de diminuer la quantité d'aimants et donc le coût des dispositifs.A Vernier electrodynamic machine according to the invention may also be shaped so that the rotor is substantially disk-shaped, and rotates on its axis facing the stator. A Vernier electrodynamic machine according to the invention may finally be shaped such that the rotor moves linearly along the stator. According to other particular features, the electrical windings of the stator may be of the type distributed at diametral pitch; the electrical windings of the stator may be of the distributed type with a shortened pitch; - The electrical windings of the stator may be toothed, in which case the turns of these windings are arranged around the teeth of the stator; the electric windings of the stator can be powered by a system of polyphase voltages; The electric windings of the stator can be powered by a system of three-phase voltages; the ratio s between the width Ls of the stator teeth at the gap and their pitch Ps can be chosen between 0.3 and 0.5. This further promotes the variable reluctance effect; - The stator teeth may have an isthmus at their end in the air gap; each tooth of the stator may consist of a group of small teeth substantially equidistant, the width of said group being equal to Ls, which width Ls being defined as in the case of single-piece teeth; each stud of the rotor may consist of a group of small pads substantially equidistant, the width of said group being equal to Lr, which width Lr is defined as in the case of the pads in one piece. DESCRIPTION OF THE FIGURES AND EMBODIMENTS Other advantages and particularities of the invention will appear on reading the detailed description of implementations and embodiments that are in no way limitative, and the following appended drawings: FIG. sectional view of a Vernier machine of the prior art with pairs of magnets of alternating polarity with the rotor; FIG. 2 illustrates a sectional view of a Vernier machine of the prior art, in which a magnet 2 of the rotor has been replaced by a pad, FIG. 3 illustrates a sectional view of the distribution of magnets and studs to the rotor of a Vernier machine according to the invention, FIG. 4 illustrates a sectional view. of the structure of a Vernier machine according to the invention, - Figure 5 illustrates a sectional view of a variant of a vernier machine according to the invention, wherein the height of the magnets is substantially greater than the height of the pads of the rotor, 30 FIG. 6 illustrates a variant of a vernier machine according to the invention, in which the magnets are mechanically retained on the rotor by a system of dovetails; FIG. 7 illustrates the saturation phenomenon at the base of the studs; of the rotor of a Vernier machine according to the invention, FIG. 8 illustrates a variant of a Vernier machine according to the invention, in which the geometry of the rotor teeth is adapted to limit the saturation, FIG. 9 illustrates variants of a Vernier machine according to the invention, in which the shape of the magnets is substantially different from that of the notches. Figures 1 and 2 show the arrangements used in Vernier machines of the prior art. With reference to FIG. 1, these machines comprise: a stator 1 provided with teeth 2 made of magnetic material separated by notches 3. The distance interval between two teeth, or stator pitch, is denoted Ps; a rotor 4 consisting of a yoke on which pairs of magnets 5 and 6 are fixed. The magnets are all of substantially identical width, but of alternating polarity. The width of a pair of magnets, or not rotor, is noted Pr. The rotor is separated from the stator by an air gap 10 of substantially constant thickness during displacement. Referring to Figure 2, according to a known variant of Vernier machine of the prior art called inserted magnets, one of two rotor magnet is replaced for reasons of cost and simplification of mounting by a pad 7 of magnetic material . The remaining magnets 5, housed in the notches separating the pads 7, are all oriented identically with respect to the gap 10, so that the north poles of all the magnets or the south poles of all the magnets are facing This air gap 10. The rotor pitch Pr 25 corresponds in this configuration to the width of a magnet and a pad. In the prior art Vernier machines with inserted magnets, the width Lp of the pads 7 of the rotor is substantially identical to or greater than the width La of the magnets 5 or notches. This design reduces the amount of magnets and therefore the cost of the devices.

30 En définissant le paramètre t tel que t = Lp / Pr, on a en général pour les machines Vernier à aimants insérés de l'art antérieur t 0,5. La machine Vernier à aimants insérés selon la présente invention 35 conserve une structure à aimants insérés, avec un rotor comprenant une 2945683 -8- alternance d'aimants et de plots. Par contre, la structure du rotor est optimisée de telle sorte à améliorer les performances en termes de couple mécanique notamment. Dans une machine Vernier selon l'invention représentée en figure 3, le rapport t entre la largeur moyenne Lp des plots 7 du rotor 4 et leur pas Pr est compris entre 0,2 et 0,5. Selon une mise en oeuvre préférentielle, t = 0,4. Il est à noter que dans la description, la largeur des aimants La est assimilée à la largeur des encoches dans lesquelles ils sont insérés. La description reste toutefois valable dans le cas où l'aimant est de largeur sensiblement inférieure à l'encoche dans laquelle il est inséré, car sa perméabilité magnétique est proche de celle de l'air. Selon un mode de réalisation préférentiel mais nullement limitatif, la machine Vernier selon l'invention est réalisée sous la forme d'une machine tournante, de forme cylindrique. La figure 4 présente une vue en coupe, à une position quelconque le long du rotor, d'une telle machine. Seul un quart de la coupe est représenté. Cette machine Vernier comprend un stator 1 cylindrique, avec Ns dents 2 au total débouchant sur sa face intérieure. Le stator supporte un bobinage électrique 11 à m phases à pas diamétral, réparti dans les encoches 3 entre les dents, et qui génère dans l'entrefer 10 un champ magnétique tournant à p paires de pôles. Le bobinage 11 n'est représenté à la figure 4 que dans quelques encoches pour des raisons de clarté du dessin. Les dents 2 sont évidées et donc se terminent par des isthmes 12. Cela permet de maximiser l'espace pour les bobinages sans affecter significativement ni la réluctance ni la largeur Ls de ces dents 2 au niveau de l'entrefer. Le rotor 4, également de forme cylindrique, comprend Nr plots sur sa face extérieure. Nr aimants 5 sont insérés et collés dans les encoches séparant les plots du rotor. Ils présentent tous une aimantation radiale orientée dans le même sens par rapport à l'entrefer 10 (avec par exemple le pôle nord de tous les aimants faisant face à l'entrefer, ou de manière équivalente, le pôle sud de tous les aimants faisant face à l'entrefer). Dans le sens longitudinal, les plots 7 et les aimants 5 du rotor sont sensiblement de même longueur que les dents 2 du stator. Le stator et le rotor sont réalisés dans des assemblages de tôles magnétiques. 2945683 -9- Dans les machines Vernier à aimants, l'interaction des champs magnétiques à l'origine d'une part importante du couple mécanique est d'origine dentaire. Il y a une interaction forte entre les aimants 5 du rotor et les dents 2 du stator. L'effet Vernier est réalisé par un décalage progressif des 5 aimants par rapport aux dents et il est caractérisé par la relation générale : 1 Ns - Nr 1 = p. Pour tous les cas de bobinage statorique (de type réparti à pas diamétral ou raccourci, ou à pas dentaire), la relation suivante est satisfaite : Ns = 2 x m x Ne x p, 10 où Ne est le nombre d'encoches 3 par pôle et par phase. La relation générale caractérisant l'effet Vernier peut ainsi s'écrire : Nr/p=2xmxNe 1. La machine Vernier à aimants insérés selon l'invention est particulièrement intéressante pour les bobinages répartis tels que Ne = 1, 15 Ne = 2 et Ne = 3, et les bobinages dentaires avec Ne = 0.5. Les machines Vernier à aimants sont caractérisées par une différence de vitesse de rotation entre le rotor et le fondamental du champ magnétique d'entrefer. En notant Sis la vitesse de rotation du champ magnétique et 12r la vitesse de rotation du rotor, le rapport des vitesses est défini par le coefficient 20 Kv, appelé coefficient Vernier, comme suit : IKvI = I12s/S2rl =Ps/IPs-Pr' =Nr/p. Dans le mode de réalisation préférentiel de la figure 4, Ns = 36, Nr=33,m=3,p =3, Ne =let Kv=-11. Dans une machine Vernier à aimants insérés telle que présentée à la 25 figure 4, avec un enroulement statorique 11 constitué de Nsp spires en série parcourues par un courant d'amplitude Imax, le couple mécanique C, hybride, est directement proportionnel au flux rotorique 0a traversé par chaque spire : C N I KvI x Nsp x Imax x 0a, 30 Soit, à quantité de courant constante : CNIKvIx0a. Ce flux rotorique 0a est le flux engendré par les aimants au sein du circuit magnétique. Il est obtenu par intégration de l'induction rotorique Ba(0) sur un pôle de bobinage, 6 étant la position angulaire dans la machine tournante : 2945683 -10- 0a - <Ba> x Spôle, <Ba> étant la valeur moyenne de Ba(0) sur un pôle de bobinage et Spôle étant la surface du pôle. L'induction rotorique Ba(0) dépend du potentiel magnétique des aimants Va(0) et de la densité de perméance du 5 circuit magnétique Pm(0) : Ba(0) = Va(0) x Pm(0). Dans la configuration de la figure 4, la densité de perméance du circuit magnétique peut être approximée par la fonction suivante : Pm(0) PO PA x cos((Ns-Nr) x O) PB x cos((Ns+Nr) x O) ...By defining the parameter t such that t = Lp / Pr, it is in general for the inserted magnet Vernier machines of the prior art t 0.5. The inserted magnet Vernier machine 35 maintains an inserted magnet structure with a rotor comprising alternating magnets and pads. On the other hand, the structure of the rotor is optimized so as to improve the performances in terms of mechanical torque in particular. In a Vernier machine according to the invention shown in FIG. 3, the ratio t between the average width Lp of the pads 7 of the rotor 4 and their pitch Pr is between 0.2 and 0.5. According to a preferred embodiment, t = 0.4. It should be noted that in the description, the width of the magnets La is assimilated to the width of the notches in which they are inserted. The description however remains valid in the case where the magnet is of width substantially less than the notch in which it is inserted, because its magnetic permeability is close to that of air. According to a preferred embodiment but in no way limiting, the Vernier machine according to the invention is made in the form of a rotating machine, of cylindrical shape. Figure 4 shows a sectional view, at any position along the rotor, of such a machine. Only a quarter of the cup is represented. This Vernier machine comprises a stator 1 cylindrical, with Ns teeth 2 in total opening on its inner face. The stator supports an electric winding 11 with m phases with diametrical pitch, distributed in the notches 3 between the teeth, and which generates in the gap 10 a magnetic field rotating p pairs of poles. Winding 11 is shown in FIG. 4 only in a few notches for the sake of clarity of the drawing. The teeth 2 are recessed and thus terminate in isthmus 12. This maximizes the space for the windings without significantly affecting either the reluctance or the width Ls of these teeth 2 at the gap. The rotor 4, also of cylindrical shape, comprises Nr pads on its outer face. Nr magnets 5 are inserted and glued into the notches separating the pads of the rotor. They all have a radial magnetization oriented in the same direction relative to the air gap 10 (with for example the north pole of all the magnets facing the gap, or in an equivalent manner, the south pole of all magnets facing at the air gap). In the longitudinal direction, the studs 7 and the magnets 5 of the rotor are substantially of the same length as the teeth 2 of the stator. The stator and the rotor are made in assemblies of magnetic sheets. In Vernier machines with magnets, the interaction of magnetic fields at the origin of a large part of the mechanical torque is of dental origin. There is a strong interaction between the magnets 5 of the rotor and the teeth 2 of the stator. The Vernier effect is achieved by a progressive shift of the magnets with respect to the teeth and is characterized by the general relationship: 1 Ns - Nr 1 = p. For all the cases of stator winding (of type distributed in diametral pitch or shortened, or with tooth pitch), the following relation is satisfied: Ns = 2 xmx Ne xp, 10 where Ne is the number of notches 3 per pole and per phase. The general relationship characterizing the Vernier effect can thus be written as follows: Nr / p = 2xmxNe 1. The Vernier magnet machine inserted according to the invention is particularly advantageous for distributed windings such as Ne = 1, Ne = 2 and Ne = 3, and dental windings with Ne = 0.5. Vernier machines with magnets are characterized by a difference in rotational speed between the rotor and the fundamental magnetic field gap. Noting Sis the rotational speed of the magnetic field and 12r the rotational speed of the rotor, the gear ratio is defined by the coefficient 20 Kv, called the Vernier coefficient, as follows: IKvI = I12s / S2rl = Ps / IPs-Pr ' = Nr / p. In the preferred embodiment of FIG. 4, Ns = 36, Nr = 33, m = 3, p = 3, Ne = let Kv = -11. In a Vernier machine with inserted magnets as shown in FIG. 4, with a stator winding 11 constituted by Nsp turns in series traversed by a current of amplitude Imax, the mechanical torque C, which is hybrid, is directly proportional to the rotor flux 0a. crossed by each turn: CNI KvI x Nsp x Imax x 0a, 30 Either, at constant current quantity: CNIKvIx0a. This rotor flow 0a is the flux generated by the magnets within the magnetic circuit. It is obtained by integrating the rotor induction Ba (0) on a winding pole, 6 being the angular position in the rotating machine: ## EQU1 ## where <Ba> is the average value of Ba (0) on a winding pole and Spole being the surface of the pole. The rotor induction Ba (0) depends on the magnetic potential of the magnets Va (0) and the permeance density of the magnetic circuit Pm (0): Ba (0) = Va (0) x Pm (0). In the configuration of FIG. 4, the permeance density of the magnetic circuit can be approximated by the following function: Pm (0) PO PA x cos ((Ns-Nr) x O) PB x cos ((Ns + Nr) x O) ...

10 PC x cos(Ns x O) PD x cos(Nr x O). Dans le cas d'une machine Vernier à aimants insérés de l'art antérieur, dans laquelle les aimants sont de taille sensiblement identique aux plots (t = 0,5), le potentiel magnétique Va(0) peut être approximé par la fonction suivante : 15 Va(0) V1 x sin(Nr x O). Avantageusement, dans une machine Vernier à aimants insérés selon l'invention, les aimants sont plus larges que les plots (t < 0.5). Cette disposition permet de favoriser l'apparition d'une harmonique paire additionnelle dans le potentiel magnétique Va(0), lequel peut alors être 20 approximé par la fonction suivante : Va(0) V1 x sin(Nr x O) V2 x sin(2 x Nr x O). L'amplitude de cette harmonique paire additionnelle V2 est d'autant plus importante que le rapport t est petit. En explicitant Va(0) et Pm(0) et en introduisant Kv, l'induction 25 rotorique à l'origine du couple peut s'écrire sous la forme : Ba(0) B1 x cos(p x O) B1' x cos(p x O) f Bkv x cos(I KvI x p x O). Le terme B1', lié à V2, n'apparaît pas de manière significative dans les machines Vernier de l'art antérieur, où t = 0,5. Le flux rotorique à l'origine du couple mécanique dans une machine 30 Vernier à aimants insérés peut se décomposer en une partie d'origine dentaire et une partie d'origine polaire, soit 0a (od + od') Op, où od est le terme de flux d'origine dentaire lié à B1, 0d' est le terme de flux d'origine dentaire additionnel lié à B1' obtenu dans le dispositif selon 35 l'invention, et Op est le terme de flux d'origine polaire lié à Bkv. 2945683 -11- En fonction de la configuration dentaire choisie, les flux d'origines dentaire et polaire sont additifs ou soustractifs : - Si Ns > Nr, 0a (cDd + od') + Op ; - Si Ns < Nr, 0a (cDd + od') - Op.10 PC x cos (Ns x O) PD x cos (N x O). In the case of a Vernier machine with inserted magnets of the prior art, in which the magnets are substantially identical in size to the pads (t = 0.5), the magnetic potential Va (0) can be approximated by the following function : Va (0) V1 x sin (N x O). Advantageously, in a Vernier machine with magnets inserted according to the invention, the magnets are wider than the pads (t <0.5). This arrangement makes it possible to promote the appearance of an additional even harmonic in the magnetic potential Va (0), which can then be approximated by the following function: Va (0) V1 x sin (N × x O) V 2 × sin ( 2 x Nr x O). The amplitude of this additional pair harmonic V2 is all the more important as the ratio t is small. By expressing Va (0) and Pm (0) and introducing Kv, the rotor induction at the origin of the pair can be written as: Ba (0) B1 x cos (px O) B1 'x cos (px O) f Bkv x cos (I KvI xpx O). The term B1 ', related to V2, does not appear significantly in Vernier machines of the prior art, where t = 0.5. The rotor flux at the origin of the mechanical torque in a Vernier machine with inserted magnets can be decomposed into a part of dental origin and a part of polar origin, ie 0a (od + od ') Op, where od is the term of flow of dental origin bound to B1, 0d 'is the term of flow of additional dental origin bonded to B1' obtained in the device according to the invention, and Op is the term of flux of polar origin linked to Bkv. Depending on the dental configuration chosen, the streams of dental and polar origin are additive or subtractive: - If Ns> Nr, 0a (cDd + od ') + Op; - If Ns <Nr, 0a (cDd + od ') - Op.

5 Le couple mécanique C des machines Vernier à aimants insérés, qui est proportionnel au flux 0a, résulte donc également essentiellement de la combinaison d'une composante de couple d'origine polaire Cp, et de composantes d'origine dentaires qui sont Cd uniquement pour t = 0,5 (dispositifs de l'art antérieur), ou Cd+Cd' pour t < 0,5 (dispositifs selon 10 l'invention). De manière préférentielle, on choisi Ns > Nr, condition pour laquelle les composantes du couple sont additives, et donc le couple résultant le plus élevé. Le couple mécanique devient alors pour t < 0,5 : C N (Cd + Cd') + Cp.The mechanical torque C of the inserted magnet Vernier machines, which is proportional to the flux 0a, thus also essentially results from the combination of a polar origin torque component Cp, and dental origin components which are Cd only for t = 0.5 (devices of the prior art), or Cd + Cd 'for t <0.5 (devices according to the invention). Preferably, Ns> Nr is chosen, for which the torque components are additive, and therefore the highest resultant torque. The mechanical torque then becomes t <0.5: C N (Cd + Cd ') + Cp.

15 La relation caractérisant l'effet Vernier devient alors : Ns - Nr = p. Le couple des machines Vernier à aimants insérés selon l'invention résulte donc de l'association d'un couple hybride d'origine dentaire et d'un couple hybride d'origine polaire.The relationship characterizing the Vernier effect then becomes: Ns - Nr = p. The pair of Vernier machines with magnets inserted according to the invention therefore results from the combination of a hybrid pair of dental origin and a hybrid pair of polar origin.

20 Le couple hybride d'origine dentaire est directement lié à la composante spatiale fondamentale de l'induction rotorique, laquelle provient à la fois : - de l'interaction du fondamental du potentiel magnétique des aimants avec l'harmonique de rang Ns de la densité de perméance ; et - de l'interaction de l'harmonique 2 du potentiel magnétique des aimants 25 avec l'harmonique de rang Ns + Nr de la densité de perméance. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, cette composante est d'autant plus importante que t, inférieur à 0,5, devient plus petit, et donc que la largeur des aimants 5 du rotor 4 devient supérieure à la largeur des plots 7. Le couple hybride d'origine polaire est directement lié à la composante 30 spatiale harmonique de rang IKvI de l'induction rotorique, laquelle provient de l'interaction du fondamental du potentiel magnétique des aimants avec la valeur moyenne de la densité de perméance. En référence à la figure 5, dans une variante du dispositif selon l'invention, les plots 7 du rotor peuvent être conformés de telle sorte que leur 35 hauteur Hp soit sensiblement inférieure à la hauteur Ha des aimants 5, de 2945683 -12- telle sorte à augmenter l'entrefer au niveau des plots et réduire encore sensiblement l'effet inductif. De manière habituelle, les aimants 5 en périphérie du rotor sont maintenus par collage. Cependant, pour certaines applications, étant donné 5 qu'il est difficile de prévoir la durée de vie d'une colle, il est nécessaire d'effectuer un frettage des aimants au moyen par exemple de fils en kevlar ou en fibre de verre. Le problème qui se pose alors est que cette frette augmente l'entrefer magnétique, ce qui est préjudiciable aux performances globales du dispositif.The hybrid pair of dental origin is directly related to the fundamental spatial component of the rotor induction, which originates from: - the interaction of the magnetic potential fundamental of the magnets with the harmonic of rank Ns of the density permeance; and - the interaction of the harmonic 2 of the magnetic potential of the magnets 25 with the harmonic of rank Ns + Nr of the permeance density. According to an advantageous characteristic of the invention, this component is all the more important that t, less than 0.5, becomes smaller, and therefore the width of the magnets 5 of the rotor 4 becomes greater than the width of the pads 7. The hybrid pair of polar origin is directly related to the IKvI harmonic spatial component of the rotor induction, which results from the interaction of the magnetic potential fundamental of the magnets with the average value of the permeance density. With reference to FIG. 5, in a variant of the device according to the invention, the pads 7 of the rotor may be shaped such that their height Hp is substantially less than the height Ha of the magnets 5, such as so to increase the gap at the studs and significantly reduce the inductive effect. Usually, the magnets 5 at the periphery of the rotor are held by gluing. However, for some applications, since it is difficult to predict the life of an adhesive, it is necessary to shrink the magnets by means of eg Kevlar or fiberglass wires. The problem that arises is that this band increases the magnetic gap, which is detrimental to the overall performance of the device.

10 En référence à la figure 6, dans une autre variante du dispositif selon l'invention, les plots 7 du rotor 4 peuvent avoir une forme trapézoïdale en queue d'aronde , avec un sommet plus large que la base. Les aimants 5, de forme adaptée, sont alors maintenus mécaniquement par le montage en queue d'aronde et ne peuvent pas s'échapper dans l'entrefer, ce qui rend la 15 frette inutile. Et dans la mesure où la largeur moyenne Lp des plots 7 est inférieure à celle des aimants 5 conformément à l'invention, l'augmentation de l'effet inductif résultant de la forme des plots reste acceptable. Les meilleures performances en termes de couple sont obtenues pour des coefficients t petits correspondant à des largeurs de plot Lp également 20 petites comparées au pas rotorique Pr. Or, il se pose souvent un problème de saturation à la base de ces plots 7 qui limite justement les possibilités de réduction de ce coefficient t. Cette saturation est principalement localisée dans la zone 8 telle qu'illustrée à la figure 7. En référence à la figure 8, dans une variante du dispositif selon 25 l'invention, les plots 7 peuvent être de forme trapézoïdale avec une base plus large que le sommet. En effet, le niveau de couple dans une machine Vernier selon l'invention est essentiellement conditionné par la valeur du coefficient t au niveau de l'entrefer. Une forme trapézoïdale des plots permet ainsi avantageusement d'optimiser cette valeur du coefficient t tout en limitant la 30 saturation 8 à la base des plots 7. En référence à la figure 9, dans des variantes du dispositif selon l'invention, les aimants 5 du rotor 4 peuvent être de forme sensiblement différente des encoches dans lesquelles ils sont logés. Par exemple, - figure 9 (a), des aimants sensiblement rectangulaires peuvent être 35 insérés entre des dents sensiblement trapézoïdales ; 2945683 -13- - figure 9 (b), les aimants peuvent être sensiblement moins large que les encoches; - figure 9 (c), les aimants peuvent être sensiblement moins large que les encoches et sensiblement plus hauts.With reference to FIG. 6, in another variant of the device according to the invention, the studs 7 of the rotor 4 may have a trapezoidal dovetail shape with a vertex wider than the base. The magnets 5, of suitable shape, are then mechanically held by the dovetail assembly and can not escape into the gap, which makes the hoop useless. And insofar as the average width Lp of the pads 7 is smaller than that of the magnets 5 according to the invention, the increase of the inductive effect resulting from the shape of the pads remains acceptable. The best performances in terms of torque are obtained for small t coefficients corresponding to Lp pad widths also 20 small compared to the rotor pitch Pr. Gold, there is often a problem of saturation at the base of these pads 7 which limits precisely the possibilities of reducing this coefficient t. This saturation is mainly located in the zone 8 as illustrated in FIG. 7. With reference to FIG. 8, in a variant of the device according to the invention, the studs 7 may be trapezoidal in shape with a wider base than the top. Indeed, the torque level in a Vernier machine according to the invention is essentially conditioned by the value of the coefficient t at the gap. A trapezoidal shape of the pads thus advantageously makes it possible to optimize this value of the coefficient t while limiting the saturation 8 at the base of the pads 7. With reference to FIG. 9, in the variants of the device according to the invention, the magnets 5 rotor 4 may be of substantially different shape of the notches in which they are housed. For example, Figure 9 (a), substantially rectangular magnets may be inserted between substantially trapezoidal teeth; - Figure 9 (b), the magnets may be substantially less wide than the notches; - Figure 9 (c), the magnets can be significantly smaller than the notches and substantially higher.

5 Selon des modes de réalisation particuliers : - une machine Vernier selon l'invention peut fonctionner en moteur, ou en générateur ; - une machine Vernier selon l'invention peut comporter deux stators de structure identique, avec un rotor symétrique inséré entre les deux et séparé 10 de chaque stator par un entrefer ; - une machine Vernier selon l'invention peut comporter deux rotors de structure identique, avec un stator symétrique inséré entre les deux et séparé de chaque rotor par un entrefer ; - Une machine Vernier selon l'invention peut être constituée d'une pluralité 15 d'éléments cylindriques concentriques séparés par des entrefers, certains éléments constituant des stators et certains éléments constituant des rotors ; - une machine Vernier selon l'invention peut être de forme discoïdale, avec un rotor sensiblement en forme de disque tournant en regard d'au moins un stator ; 20 - une machine Vernier selon l'invention peut être constituée d'une pluralité d'éléments de forme discoïdale séparés par des entrefers, certains éléments constituant des stators et certains éléments constituant des rotors ; - une machine Vernier selon l'invention peut être constituée d'une pluralité de stators et d'une pluralité de rotors séparés par des entrefers, les rotors se 25 déplaçant linéairement par rapport aux stators. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. According to particular embodiments: a Vernier machine according to the invention can operate as a motor or as a generator; a Vernier machine according to the invention may comprise two stators of identical structure, with a symmetrical rotor inserted between the two and separated from each stator by an air gap; a Vernier machine according to the invention may comprise two rotors of identical structure, with a symmetrical stator inserted between the two and separated from each rotor by an air gap; A Vernier machine according to the invention may consist of a plurality of concentric cylindrical elements separated by air gaps, certain elements constituting stators and certain elements constituting rotors; - A Vernier machine according to the invention may be discoidal shape, with a substantially disk-shaped rotor rotating opposite at least one stator; A Vernier machine according to the invention may consist of a plurality of disc-shaped elements separated by air gaps, certain elements constituting stators and certain elements constituting rotors; - A Vernier machine according to the invention may consist of a plurality of stators and a plurality of rotors separated by air gaps, the rotors moving linearly relative to the stators. Of course, the invention is not limited to the examples that have just been described and many adjustments can be made to these examples without departing from the scope of the invention.

Claims

REVENDICATIONS1. Electrodynamic machine Vernier comprising: - At least one stator (1) and at least one rotor (4), at least partially magnetic material, separated by an air gap (10), and movable relative to each other along an axis of displacement, - which stator (1) comprising teeth (2) separated by notches (3) opening on the gap (10), which teeth (2) forming a periodic pattern of pitch Ps substantially constant following said displacement axis, - which stator (1) comprising electric windings (11) arranged in said notches (3), which windings are fed so as to generate in the gap (10) a magnetic field with p sliding pole pairs along said axis of displacement, - which rotor (4) comprising pads (7) of average width Lp separated by notches opening on the gap, which pads (7) forming a periodic pattern of pitch Pr substantially constant along said axis of moving, Pr being different from Ps, - which rotor (4) comprising magnets (5) arranged in said notches, which magnets (5) all having a direction of magnetization substantially perpendicular to the gap (10) and all having the same magnetic pole on the air gap side (10), characterized in that the average width Lp of the pads (7) of the rotor (4) is less than 0.5 times the pitch Pr of said pads (7), which average width 25 Lp being calculated on the height of the stud (7).

2. Electrodynamic machine Vernier according to claim 1, characterized in that the average width Lp of the pads (7) of the rotor (4) is greater than 0.2 times the pitch Pr of said pads (7), which average width Lp is 30 calculated on the height of the stud (7).

3. Vernier electrodynamic machine according to claim 1 or 2, characterized in that the pitch Ps and Pr are chosen such that: - a whole number Ns of teeth (2) of the stator (1) substantially covers the same distance along the axis of displacement as an integer Nr of studs (7) of the rotor (4), and, - the relation INs - NrI = p is satisfied.

4. Vernier electrodynamic machine according to claim 3, characterized in that Ns is greater than Nr (Ns> Nr).

5. Vernier electrodynamic machine according to any one of the preceding claims, characterized in that the height Hp of the pads (7) of the rotor (4) is substantially less than the height Ha of the magnets (5) arranged in the notches.

6. Electrodynamic Vernier machine according to any one of the preceding claims, characterized in that the studs (7) of the rotor (4) are substantially trapezoidal shape, the top of said stud (7) being substantially narrower than its base.

7. Vernier electrodynamic machine according to any one of claims 1 to 5, characterized in that: - the pads (7) of the rotor (4) are substantially trapezoidal shape, the top of said pad (7) being substantially wider that its base, and - the magnets (5) are substantially trapezoidal shape, and are mechanically retained in the notches by a dovetail assembly mode.

8. Electrodynamic machine Vernier according to any one of the preceding claims, characterized in that: - the stator (1) and the rotor (4) are of cylindrical symmetry, - the rotor (4) rotates on its axis inside. of the stator (1), - the stator (1) comprises Ns teeth (2) on its inner face and the rotor (4) comprises Nr pads (7) on its outer face.

9. Vernier electrodynamic machine according to any one of claims 1 to 7, characterized in that: - the stator (1) and the rotor (4) are of cylindrical symmetry, - the rotor (4) rotates on its axis outside the stator (1), - the stator (1) comprises Ns teeth on its outer face and the rotor (4) comprises Nr pads (7) on its inner face.

10. Vernier electrodynamic machine according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the rotor (4) is substantially disk-shaped, and rotates on its axis facing the stator (1). 10

11. Electrodynamic machine Vernier according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the rotor (4) moves linearly along the stator (1).

12. Vernier electrodynamic machine according to any one of claims 8 to 11, characterized in that the electrical windings (11) of the stator (1) are of diametric pitch distributed type.

13. Electrodynamic machine Vernier according to any one of claims 8 to 11, characterized in that the electrical windings (11) 20 of the stator (1) are of the type distributed at shortened pitch.

14. Electrodynamic machine Vernier according to any one of claims 8 to 11, characterized in that the electrical windings (11) of the stator (1) are toothless.

15. Electrodynamic machine Vernier according to any one of the preceding claims, characterized in that the electrical windings (11) of the stator (1) are fed by a system of three-phase voltages. 30

16. Electrodynamic machine Vernier according to any one of the preceding claims, characterized in that each tooth (2) of the stator (1) consists of a group of small teeth substantially equidistant, the width of said group being equal to Ls. 5 25 2945683 -17-

17. Electrodynamic machine Vernier according to any one of the preceding claims, characterized in that each pad (7) of the rotor (4) consists of a group of small pads substantially equidistant, the width of said group being equal to Lr. 5