FR3016253A1

FR3016253A1 - ENGINE WITH COILS (NO CORES) AND PERMANENT MAGNETS

Info

Publication number: FR3016253A1
Application number: FR1400042A
Authority: FR
Inventors: Andre Greze
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-01-06
Filing date: 2014-01-06
Publication date: 2015-07-10

Abstract

L'invention concerne un dispositif avec aimants permanents et bobines électromagnétique sans noyau ferromagnétique empêchant de bloquer la rotation du rotor par attraction de l'aimant lorsque la bobine n'est pas alimentée. Le moteur comporte un rotor amagnétique (9) des aimants permanents type (Néodyme-Fer-Bore) (1) séparé par un entrefer (e) de 2/100mm max des bobines (B ou B) solidaires du stator (11a et 11b). Les bobines (B... B...) sans noyau ferromagmétique alimentées par la décharge impulsionnelle (I = τ i en ms) d'un condensateur (C) permettant de créer un champ électromagnétique (β) d'attraction ou répulsion sur l'aimant permanent (1) solidaire du rotor (9) à proximité de la bobine (B... B...) correspondante. Les décharges impulsionnelles de (C) sont commandés par une électronique (20) qui détermine la durée de l'impulsion. Moteur à aimants permanent et bobines sans noyau pour toute utilisation identique à un moteur électrique classique.The invention relates to a device with permanent magnets and electromagnetic coils without a ferromagnetic core which prevents rotation of the rotor by attracting the magnet when the coil is not energized. The motor comprises a non-magnetic rotor (9) of permanent magnets type (Neodymium-Iron-Bore) (1) separated by an air gap (e) of 2 / 100mm max coils (B or B) integral with the stator (11a and 11b) . The coils (B ... B ...) without a ferromagmetic core fed by the impulse discharge (I = τ i in ms) of a capacitor (C) making it possible to create an electromagnetic field (β) of attraction or repulsion on the permanent magnet (1) integral with the rotor (9) close to the corresponding coil (B ... B ...). The pulse discharges of (C) are controlled by electronics (20) which determines the duration of the pulse. Permanent magnet motor and coreless coils for any use identical to a conventional electric motor.

Description

La présente invention concerne un moteur dont le fonctionnement est lié à l'action d'aimants permanents et de bobines électromagnétiques destinées à la création de champs magnétiques en utilisant des condensateurs fonctionnant par décharge de courant électrique impulsionnelle dans les bobines.The present invention relates to a motor whose operation is related to the action of permanent magnets and electromagnetic coils for the creation of magnetic fields using capacitors operating by pulsed electric current discharge in the coils.

Plusieurs brevets ont été pris sur le principe de moteurs utilisant des aimants permanents. Tous utilisent des circuits ferromagnétiques avec les bobines électromagnétiques. Des condensateurs sont parfois employés pour emmagasiner une certaine énergie puis la restituer sous forme impulsionnelle. D'autres que des aimants permanents travaillant par répulsion ou attraction entre eux mais les aimants permanents arrivent toujours à trouver un point d'équilibre, et la rotation s'arrête, quand elle a commencé... L'emploi d'aimants permanents permet de créer un couple moteur lorsque le ou les aimants se déplacent pour se positionner par rapport à un matériau ferromagnétique ou Ferrite (céramique - ferromagnétique). Cela sans nécessiter un quelconque apport d'énergie. C'est le champ magnétique (B) de l'aimant permanent qui suivant sa valeur représente une certaine force d'attraction égale à: (F =1/2 x(B2xS) ÷ po) F = la force [N en Newtonstm 1 B= le champ magnétique local Pl S= la section [ml ,ua = la perméabilité magnétique dans l'air.Several patents have been taken on the principle of motors using permanent magnets. All use ferromagnetic circuits with electromagnetic coils. Capacitors are sometimes used to store some energy and then restore it in impulse form. Other than permanent magnets working by repulsion or attraction between them but permanent magnets always find a point of balance, and the rotation stops, when it began ... The use of permanent magnets allows to create a motor torque when the magnet or magnets move to position with respect to a ferromagnetic material or ferrite (ceramic - ferromagnetic). This without requiring any input of energy. It is the magnetic field (B) of the permanent magnet which, according to its value, represents a certain force of attraction equal to: (F = 1/2 x (B2xS) ÷ po) F = the force [N in Newtonstm 1 B = the local magnetic field P S = the section [ml, ua = the magnetic permeability in the air.

Si l'aimant permanent se positionne bien face au matériau ferromagnétique il reste et il est nécessaire pour l'en déloger d'exercer une force au moins équivalente à celle dudit aimant permanent. Or il est souvent fait usage d'un bobinage dont les spires sont enroulées sur un support autour d'un matériau ferromagnétique.If the permanent magnet is positioned well facing the ferromagnetic material it remains and it is necessary to dislodge it to exert a force at least equivalent to that of said permanent magnet. However, it is often used a winding whose turns are wound on a support around a ferromagnetic material.

S'il est vrai qu'un courant (I) peut crée un champ magnétique (B) en opposition avec le champ magnétique ( B ) de l'aimant permanent, il est aussi vrai que ce courant (1) représente une énergie donc une puissance (P =Eh ) qu'il faut bien apporter...If it is true that a current (I) can create a magnetic field (B) in opposition to the magnetic field (B) of the permanent magnet, it is also true that this current (1) represents an energy so a power (P = Eh) that must be brought ...

Le dispositif selon l'invention, s'il utilise bien des aimants permanents, mais aussi des bobines destinées à créer un champ magnétique (B) dont le champ en Tesla peut être égal voir supérieur à celui de l'aimant permanent lors de l'effet d'attraction, mais ne doit pas dépasser la valeur ( Br rémanence magnétique) de ce dernier lors d'action par effet de répulsion et ne jamais être supérieure à (jHc excitation coercitive de polarisation) car l'aimant perdrait son aimantation. La particularité de ces bobines étant que ces dernières ne doivent en aucun cas comporter de noyau ferromagnétique, sauf si ce noyau ferromagnétique peu présenter une perméabilité magnétique variable. Le calcul du champ magnétique en Tesla d'une bobine fait intervenir la valeur de la perméabilité magnétique. Or dans le cas d'une bobine sans noyau ferromagnétique cette dernière est limitée à (po) soit simplement la perméabilité de l'air = (4 n ) = 1,25.1043 Le champ (fi) en tesla d'une bobine comportant un noyau ferromagnétique au delà d'une certaine valeur ne peut croître par effet de saturation du noyau ferromagnétique. La valeur (fi) en tesla est de ce fait limitée; ce qui n'est pas le cas pour une bobine sans noyau ou avec un noyau amagnétique ou variable.The device according to the invention, if it uses many permanent magnets, but also coils intended to create a magnetic field (B) whose field in Tesla can be equal or see higher than that of the permanent magnet during the the attraction effect, but must not exceed the value (magnetic remanence) of the latter during repulsion action and never be greater than (coercive excitation of polarization) because the magnet would lose its magnetization. The particularity of these coils being that the latter should in no case include a ferromagnetic core, unless this ferromagnetic core may have a variable magnetic permeability. The calculation of the Tesla magnetic field of a coil involves the value of the magnetic permeability. However, in the case of a coil without a ferromagnetic core, the latter is limited to (in) simply the air permeability = (4 n) = 1.25.1043 The field (fi) in tesla of a coil comprising a core ferromagnetic beyond a certain value can not grow by saturation effect of the ferromagnetic core. The value (fi) in tesla is therefore limited; this is not the case for a coil without core or with a nonmagnetic or variable core.

Les aimants de type Neodymium NdFeB (Néodyme-Fer-Bore) Qualité de Magnétisation N45 voir N52 certains peuvent atteindre une force d'adhérence + de 700kg lorsqu'il sont appliqués sur une surface ferromagnétique. La Rémanence Br se situant entre 13200 et 13700 kOe soit 1,32 et 1,37 T , le champ coercitif hHc entre 10.8 et 12.5 kOe soit 860-955 kAim. Pour faciliter la visualisation et la différenciation il est préférable d'utiliser à la place de la lettre (B) en équivalence la lettre grec (fi).Neodymium type magnets NdFeB (Neodymium-Iron-Boron) Magnetization quality N45 see N52 some can achieve a grip strength of + 700kg when applied to a ferromagnetic surface. The Remanence Br being between 13200 and 13700 kOe is 1.32 and 1.37 T, the coercive field hHc between 10.8 and 12.5 kOe is 860-955 kAim. To facilitate visualization and differentiation, it is preferable to use the Greek letter (fi) instead of the letter (B).

Pour créer ce champ de répulsion d'un aimant se situant face au noyau ferromagnétique d'une bobine il est nécessaire d'utiliser une énergie (qu'on qualifiera d'énergie en pure perte) puisqu'elle ne sert qu'à annuler la force d'attraction de l'aimant mais ne contribue à aucun couple moteur. Lorsque l'on utilise une bobine sans noyau ferromagnétique si cette dernière est parcourue par un courant (I) elle crée un champ magnétique (1) qui sera soit en attraction, soit en opposition avec le champ magnétique de l'aimant permanent disposé sur le rotor. Si l'aimant est attiré face au centre de la bobine (sans noyau) il 3 0 1 6 2 5 3 3 suffit de couper le courant (I) et le rotor (avec l'aimant) peut tourner sans nécessiter de consommation de courant pour contrer le champ de l'aimant permanent. Le champ magnétique créé par une bobine sans noyau magnétique = ee) = µo x N I ÷ 1) (go = Perméabilité magnétique de l'air) (N = nombre de 5 spires de la bobine) (I = en ampères ) ( / = longueur en mètre de la bobine. ) ( po étant égal à (4 n .10-9 soit 1,25.10 ). Cette valeur nécessite pour une valeur (fi) au moins égale, voir supérieure à la valeur de celle de l'aimant permanent, et d'employer une décharge impulsionnelle (1= en ampères ) de quelques millisecondes et un nombre 10 maximum de spires sur une longueur de bobine minimum. La décharge impulsionnelle d'un condensateur étant fonction fei = dg/dt) il est de ce fait possible d'obtenir des valeurs très élevées de l'intensité (1) si la valeur dt est de quelques millisecondes, voir inférieure. De plus contrairement à une batterie la recharge fonction de ( r=1?.C) soit R 15 valeur de la résistance par la valeur du condensateur. Cette constante de temps est de quelques millisecondes à quelques secondes alors que la recharge d'une batterie est de plusieurs minutes, si ce n'est d'heures... Le calcul de la valeur du champ magnétique d'une bobine est normalement définie en fonction des éléments suivants (fi) = (uo. yr.) NI+ 1. 20 Les matériaux ferromagnétiques réagissent à l'excitation magnétique créée par un courant ( /). Certains augmentent très fortement l'induction (,e) cela d'autant que (ur) sera élévée. Cette valeur (gr) pouvant aller de:(1000 à 50000 voir supérieure). Ce n'est plus le cas avec un noyau amagnétique... ou (ur) est inexistant. 25 Afin d'obtenir la valeur de champ (fi) nécessaire il sera nécessaire d'augmenter le nombre de spires (A1) et de limiter la valeur de ( / ) autant que faire ce peut. De plus le nombre important de spires engendre une longueur de fil fonctionde (n x D moyen) et augmente de ce fait la résistance ( r) due au fil ce qui fonction du courant impulsionnel (1) important de décharge de condensateur est à 30 prendre en compte au risque de détruire la bobine par échauffement de par le fait de (r et 1). Pour une valeur de champ magnétique (fi) par exemple de 1,3 Tesla on emploiera la formule ( I= Al+ itioxN) qui permet de connaître le courant ( I) en fonction du nombre de spires ( N) et de la longueur de la bobine ( / ). Pour réaliser un moteur à aimant permanent il est nécessaire de créer un couple moteur par l'emploi d'aimants permanents et de bobines. Pour créer le champ magnétique seul le courant (I) parcourant les spires ( N) de la bobine cela inversement proportionnelle à la longueur de cette dernière est nécessaire. La tension (V) entre dans le calcul de l'énergie du condensateur E=1/2CV2 et donne toute sa valeur au courant (I) impulsionnel fonction de dq/dt. Bien entendu on pourrait utiliser une batterie particulièrement de type lithium ion ou métal polymère mais ces dernières comme toute batterie nécessitent un temps de charge élevé et un nombre de charge décharge très limité. L'idéal serait de posséder un générateur de courant du type supraconducteur où «seulement» le courant ( I) apparaîtrait. Les super-condensateurs s'approchent de cet avantage puisque la tension (V) se limite à quelques volts et le courant (I) est très important jusqu'à plusieurs milliers d'ampères. Ces derniers sont de plus en plus employés en compléments dans les dispositifs de transport exemple à Lorient : le transrade Ar Vag Tredan équipé de 2 moteurs électriques de 100 CV et de 128 supercondensateurs qui ne nécessitant que 4 minutes pour les recharger sous une tension de 400V cela 7000 fois/an. Inconvénient temps charge décharge. Mais les condensateurs électrolytiques demeurent intéressant de par leur temps de charge et décharge ils s t s ms leur nombre de cycle 10" leur rendement, leur densité de puissance. Avantage: temps charge et décharge très court, plus interessant que pour les supercondensateurs qui eux ont l'avantage de l'énergie.To create this repulsion field of a magnet facing the ferromagnetic core of a coil, it is necessary to use an energy (which will be called energy at a loss) since it serves only to cancel the attraction force of the magnet but does not contribute to any driving torque. When using a coil without ferromagnetic core if it is traversed by a current (I) it creates a magnetic field (1) which is either in attraction or in opposition with the magnetic field of the permanent magnet disposed on the rotor. If the magnet is attracted to the center of the coil (without core) it is enough to cut the current (I) and the rotor (with the magnet) can turn without requiring power consumption to counter the field of the permanent magnet. The magnetic field created by a coil without magnetic core = ee) = μo x NI ÷ 1) (go = magnetic permeability of the air) (N = number of 5 turns of the coil) (I = in amperes) (/ = length in meters of the coil.) (po being equal to (4 n .10-9 or 1,25.10) This value requires for a value (fi) at least equal, to see greater than the value of that of the magnet permanent, and employing an impulse discharge (1 = in amps) of a few milliseconds and a maximum number of turns over a minimum coil length.The impulse discharge of a capacitor being function fei = dg / dt) it is this makes it possible to obtain very high values of the intensity (1) if the value dt is a few milliseconds, see inferior. Moreover, unlike a battery, the recharging function of (r = 1? .C) is R 15 value of the resistance by the value of the capacitor. This time constant is a few milliseconds to a few seconds while a battery recharge is several minutes, if not hours ... The calculation of the magnetic field value of a coil is normally defined depending on the following elements (fi) = (uo. yr.) NI + 1. The ferromagnetic materials react with the magnetic excitation created by a current (/). Some increase the induction very strongly (, e) that especially as (ur) will be elevated. This value (gr) can range from: (1000 to 50000 see higher). This is no longer the case with a non-magnetic core ... or (ur) is non-existent. In order to obtain the necessary field value (fi) it will be necessary to increase the number of turns (A1) and to limit the value of (/) as much as possible. In addition, the large number of turns generates a length of wire function of (average n × D) and thereby increases the resistance (r) due to the wire, which is a function of the large impulse pulse current (1) of capacitor discharge. account at the risk of destroying the coil by heating due to (r and 1). For a value of magnetic field (fi) for example of 1.3 Tesla we will use the formula (I = Al + itioxN) which makes it possible to know the current (I) as a function of the number of turns (N) and the length of the coil (/). To make a permanent magnet motor it is necessary to create a motor torque by the use of permanent magnets and coils. To create the magnetic field only the current (I) running through the turns (N) of the coil that inversely proportional to the length of the latter is necessary. The voltage (V) enters the calculation of the energy of the capacitor E = 1 / 2CV2 and gives its full value to the current (I) impulse function of dq / dt. Of course one could use a battery particularly lithium ion or metal polymer type but the latter as any battery require a high charge time and a very limited discharge charge. The ideal would be to have a superconducting current generator where "only" the current (I) would appear. Super-capacitors approach this advantage since the voltage (V) is limited to a few volts and the current (I) is very important up to several thousand amperes. These are more and more used as add-ons in transport devices example in Lorient: the Ar Vag Tredan transrade equipped with 2 electric motors of 100 HP and 128 supercapacitors which requires only 4 minutes to recharge them under a voltage of 400V that 7000 times / year. Disadvantage time charge discharge. But the electrolytic capacitors remain interesting because of their charge time and discharge they are their cycle number 10 "their efficiency, their power density Advantage: very short charge and discharge time, more interesting than for the supercapacitors which they have advantage of energy.

Les dispositifs semi-conducteurs de commutation seront fonction du fait de savoir si l'on veut ou non décharger en totalité le ou les condensateurs sélectionnés lors de la commtitation. Des composants tels que les IGBT, TRIAC,THYRISTOR, THYRISTOR-GTO, MOSFET etc... peuvent être employés et permettre une décharge totale ou limitée à un certain pourcentage de la charge emmagasinée. Une décharge à 10 à 20 % de la valeur de la charge est une valeur pertinente pour ne pas avoir de temps de recharge important.The semiconductor switching devices will be a function of whether or not it is desired to fully discharge the selected capacitor (s) during the commtitation. Components such as IGBTs, TRIACs, THYRISTORs, THYRISTOR-GTOs, MOSFETs etc. can be used and allow a total or limited discharge to a certain percentage of the stored charge. A discharge at 10 to 20% of the charge value is a relevant value for not having a significant recharge time.

Il est important de ne pas confondre énergie perpétuelle et énergie «gratuite». Existe-t-il tout simplement une énergie perpétuelle. Tout se crée et tout se transforme... Alors une énergie perpétuelle? personne ne peut le prédire! mais il est un élément surprenant: quand donc, dans combien de temps: jours, mois, années, siècles, un aimant permanent du type, par exemple Néodyme-Fer-Bore (NdFeB) présentant une force d'attraction de 64, 120, 900 kg perdra cette force d'attraction. Comment cette force d'attraction, et surtout comment se fait-il que cette dernière demeure permanente aussi longtemps.It is important not to confuse perpetual energy with "free" energy. Is there simply a perpetual energy? Everything is created and everything is transformed ... So a perpetual energy? no one can predict it! but it is a surprising element: when, in how long: days, months, years, centuries, a permanent magnet of the type, for example Neodymium-Iron-Boron (NdFeB) having a force of attraction of 64, 120, 900 kg will lose this attraction. How does this force of attraction, and especially how is it that the latter remains permanent for so long.

Qui n'a-t-il pas fixé un «pensum» sur la porte de son réfrigérateur avec un aimant et ce dernier n'est pas tombé! Des explications physiques existent mais cela surprend toujours Il est simple d'effectuer le calcul de l'énergie électrique nécessaire à la réalisation d'un électroaimant ayant une force d'attraction de 64, 120, 900 kg, alors on est surpris qu'un simple aimant permanent, sans aucun raccordement à une quelconque source d'énergie électrique soit capable d'une telle énergie, bien entendu en respectant certaines contraintes de chocs et température. Si peu de personne connaissent, imaginent même le fait que l'on pourrait transporter l'énergie électrique comme du simple pétrole ou charbon, certains scientifiques travaillent pourtant à ce problème qui touche à un système que l'on appelle le SMES (Superconducting Magnetic Energy Storage). Bobine supraconductrice permettant de «transporter» l'énergie électrique sous forme d'un courant électrique très important circulant dans la bobine cela d'un point à un autre... Hormis les problèmes de température cryogénique à assurer pour le maintient de la supraconductivité, sous la température critique. On ne s'étonne plus de la possibilité, même si l'on a quelques problèmes sur la compréhension de ce phénomène de supraconductivité qui aujourd'hui est à la base des IRM. Si l'on pouvait créer, comme en supraconductivité, un courant ( / ) qui n'aurait pas à subir les pertes par effet joule, alors un moteur électrique puissant pourrait être réalisé, avec des aimants permanents, sans nécessiter d'énergie, ou alors en faible quantité... Le couple des moteurs dépend directement de l'induction magnétique créée par l'inducteur mais avec des aimants permanents NdFeB mais il ne dépassent pas les 1.3 T; alors les ingénieurs s'orientent vers: Pulsed Field Magnetization (PFM), aimanter des cryo-aimants supraconducteurs HTC jusqu'à 17 T - 27 T... D'où l'intérêt d'un champ magnétique max et si possible gratuit...Who did not fix a "pensum" on the door of his refrigerator with a magnet and the latter did not fall! Physical explanations exist but it always surprises It is simple to calculate the electrical energy needed to make an electromagnet with an attractive force of 64, 120, 900 kg, so we are surprised that simple permanent magnet, without any connection to any source of electrical energy is capable of such energy, of course respecting certain constraints of shock and temperature. Few people know, even imagine the fact that we could transport electricity as simple oil or coal, but some scientists are working on this problem that affects a system that is called the SMES (Superconducting Magnetic Energy Storage). Superconducting coil for "transporting" electrical energy in the form of a very important electric current circulating in the coil from one point to another ... Apart from the cryogenic temperature problems to ensure for the maintenance of superconductivity, under the critical temperature. No wonder the possibility, even if we have some problems on the understanding of this phenomenon of superconductivity that today is the basis of MRI. If one could create, as in superconductivity, a current (/) which would not have to suffer losses by joule effect, then a powerful electric motor could be realized, with permanent magnets, without requiring energy, or then in small quantities ... The torque of the motors depends directly on the magnetic induction created by the inductor but with permanent magnets NdFeB but it does not exceed the 1.3 T; then the engineers move towards: Pulsed Field Magnetization (PFM), magnetize superconducting cryo-magnets HTC up to 17 T - 27 T ... Hence the interest of a max magnetic field and if possible free. ..

C'est cette énergie magnétique que l'on utilise dans une moteur à aimants permanents, même si cette énergie magnétique n'est pas liée à la supraconduction mais à des aimants permanents à la condition de ne pas utiliser de bobine électromagnétique à noyau ferromagnétique afin de pouvoir s'en libérer...It is this magnetic energy that is used in a permanent magnet motor, even if this magnetic energy is not related to superconducting but to permanent magnets provided that it does not use an electromagnetic coil with a ferromagnetic core. to be able to free oneself ...

La présente invention sera mieux comprise à l'aide d'un modèle de réalisation d'un moteur à aimants permanents dont la conception est réalisée sur le principe du moteur discoïde à flux axial mais dont les champs électromagnétiques d'action sont créés par des bobines sans noyau ferromagnétique et des décharges impulsionnelles de condensateurs, décharges commandées à l'aide de roue codeuse, programmation numérique ou autre, déclenchée par l'action d'un capteur optocoupleur, ou autre, assurant l'activation des circuits électroniques de commande permettant le déclenchement en fonction des positionnements et des temps impulsionnels, l'ensemble représenté schématiquement, à titre d'exemples non limitatifs, sur les dessins ci-joints dans lesquels: PI 1/9 FIG 1 Représentation simplifiée d'une en vue en coupe d'un aimant permanent (1) dont le positionnement délimité par (al) et dont les lignes de champ côté NORD (5) et côté SUD (6) dès que ces dernières vont induire dans le matériau ferromagnétique elles vont créer un déplacement en translation de l'aimant permanent (1) suivant la flèche (7) de telle manière que l'aimant se positionne en dessous du matériau ferromagnétique suivant (a2) en supposant que l'aimant (1) soit solidaire d'un rotor (9) et la pièce ferromagnétique d'un stator (11) les deux éléments étant séparés par un entrefer (e) empêchant tout risque de collage.The present invention will be better understood with the aid of a model for producing a permanent magnet motor, the design of which is carried out on the principle of the axial-flow disc-shaped motor but whose electromagnetic fields of action are created by coils. without ferromagnetic core and capacitor pulse discharges, discharges controlled by means of an encoder wheel, numerical programming or other, triggered by the action of an optocoupler sensor, or the like, ensuring the activation of the electronic control circuits enabling the triggering as a function of the positions and the pulse times, the assembly shown schematically, by way of nonlimiting examples, in the accompanying drawings in which: PI 1/9 FIG 1 Simplified representation of a sectional view of FIG. a permanent magnet (1) whose positioning delimited by (a1) and whose field lines NORTH side (5) and SOUTH side (6) as soon as they go induce in the ferromagnetic material they will create a displacement in translation of the permanent magnet (1) along the arrow (7) so that the magnet is positioned below the following ferromagnetic material (a2), assuming that the magnet (1) is secured to a rotor (9) and the ferromagnetic part of a stator (11) the two elements being separated by an air gap (e) preventing any risk of bonding.

PI 2/9 FIG 2 Reprise de la Fig 1 en remplaçant le matériau ferromagnétique par une bobine sans noyau (2) cette dernière étant positionnée ( au repos) suivant ( r1 ) mais aucun courant ( /) n'alimente les spires de la bobine (2) cette dernière ne produit aucun champ magnétique. Il n'y a aucun déplacement de l'aimant permanent (1). PI 3/9 FIG 3 Reprise de la Fig 2 avec établissement d'un courant ( I) dans la bobine (2) au temps ( r 1 ) et cela jusqu'au point ( rzéro ) soit pendant le temps ( r). La représentation étant limitée au temps ( r 1 ). Les lignes de champ (4) NORD et (3) SUD en combinaison avec les lignes de champ (5) Nord et (6) SUD de l'aimant permanent (1) vont créer le déplacement de l'aimant permanent (1) suivant la flèche (7) car le pôle NORD de l'aimant (1) se situe en vis à vis du pôle SUD de la bobine (2). Dès que la ligne ( r 1) de l'aimant permanent (1) arrivera au point ( r zéro ) le courant (I) sera interrompu dans la bobine (2). PI 4/9 FIG 4 Reprise de la Fig 3 après établissement d'un courant ( / ) dans la bobine (2) au temps ( r 1) jusqu'au temps (rzéro) et cela pendant le temps (Z). L'aimant permanent (1) se situant maintenant dans l'axe du noyau de la bobine électromagnétique (2). Cette représentation virtuelle permet de voir le positionnement des lignes de champ (4-3) de la bobine (2) et les lignes de champ (5-6) de l'aimant permanent (1). L'aimant permanent (1) étant séparé par l'entrefer (e) entre le rotor (9) et le stator (11).PI 2/9 FIG 2 Resumption of FIG 1 by replacing the ferromagnetic material by a coreless coil (2) the latter being positioned (at rest) following (r1) but no current (/) feeds the turns of the coil (2) the latter produces no magnetic field. There is no displacement of the permanent magnet (1). PI 3/9 FIG 3 Resumption of Fig 2 with establishment of a current (I) in the coil (2) at time (r 1) and that up to the point (rzéro) is during the time (r). The representation being limited to time (r 1). The field lines (4) NORD and (3) SUD in combination with the field lines (5) North and (6) SUD of the permanent magnet (1) will create the displacement of the permanent magnet (1) next the arrow (7) because the NORTH pole of the magnet (1) is located opposite the SOUTH pole of the coil (2). As soon as the line (r 1) of the permanent magnet (1) reaches the point (r zero) the current (I) will be interrupted in the coil (2). PI 4/9 FIG 4 Resumption of Fig 3 after establishment of a current (/) in the coil (2) at time (r 1) until time (rzéro) and that during the time (Z). The permanent magnet (1) is now located in the axis of the core of the electromagnetic coil (2). This virtual representation makes it possible to see the positioning of the field lines (4-3) of the coil (2) and the field lines (5-6) of the permanent magnet (1). The permanent magnet (1) is separated by the gap (e) between the rotor (9) and the stator (11).

PI 5/9 FIG 5 La Fig 5 représente l'aimant permanent (1) positionné au centre de la bobine électromagnétique (2) or lorsque l'on coupe le courant (I) dans la bobine (2) au temps ( rzéro) il reste la distance (z) à l'aimant (1) pour qu'il soit totalement à la perpendiculaire de la bobine (2). Cette valeur (x) fonction de l'élan du rotor (9) qui déterminera le point de commutation de l'alimentation à une autre bobine moteur (2) sur le même stator qui pourra agir par attraction ou répulsion, voir d'une autre bobine (2) qui pourra se situer sur l'autre stator (11) en opposition au premier qui elle pourra être activée en attraction ou en opposition. PI 6/9 FIG 6 La figure 6 représente une vue en coupe d'une partie supposée d'un moteur constitué de deux parties fixes constituant le stator (11a-11b) sur lesquelles les bobines (2a-2b) constituées de spires sont fixées. Le bobinage constitué de spires est réalisé sur un support amagnétique (12). Les spires constituant les bobines (2) sont lors de leur bobinage collées entre elles. Les surfaces (14) sont de par le dispositif de bobinage parfaitement rectilignes et planes. Les bobines (2) comporte un noyau (13) amagnétique ou à perméabilité magnétique variable, ce noyau amagnétique (13) permet d'assurer en complément du support (12) une parfaite fixation des bobines (2) sur les supports du stator (11a - 11b). Les aimants (1) sont solidaires du rotor amagnétique (9) lui même solidaire de l'axe du moteur (8). L'épaisseur (10) du rotor (9) et de aimants permanents (1) ne doit en aucun cas laisser plus de 2/100 de mm d'entrefer comme indiqué par la lettre (e) entre le rotor (9) et la surface des bobines (2). PI 7/9 FIG 7 Cette figure 7 est une représentation schématique d'un moteur magnétique discoïde à flux axial comportant un rotor (9) amagnétique constitué de 5 aimants permanents (1). Tous les aimants 5 sont orientés pôle NORD côté stator (11a) et pour la compréhension le stator (11a) est enlevé, donc les pôles NORD sont apparents même sous les bobines (2) ou partiellement sous ces dernières. Quatre bobines électromagnétiques (2) (B1-B2-B3-B4-Av) sont solidaires de la partie Avant du stator (11a) non représenté sur la vue. Quatre autres bobines électromagnétiques (2) (B5-B6-B7-B8-Ar) sont solidaires de la partie Arrière du stator (11b) apparent sur le dessin. Les (Bobines Avant (11a supprimé) (B1-B2-B3-B4) se trouvent côté Pôle NORD des aimants permanents (1). Les (Bobines Arrières (11b sur le dessin) (B5-B6-B7-B8) face au Pôle SUD des aimants permanents (1) N°1 à N°5.FIG. 5 shows the permanent magnet (1) positioned at the center of the electromagnetic coil (2) or when the current (I) is cut in the coil (2) at the time (rzero) remain the distance (z) to the magnet (1) so that it is completely perpendicular to the coil (2). This value (x) depends on the momentum of the rotor (9) which will determine the switching point of the supply to another motor coil (2) on the same stator which can act by attraction or repulsion, or from another coil (2) which can be located on the other stator (11) in opposition to the first which it can be activated in attraction or opposition. FIG. 6 represents a sectional view of a supposed part of a motor consisting of two fixed parts constituting the stator (11a-11b) on which the coils (2a-2b) consisting of turns are fixed. . The coil winding is made on a non-magnetic support (12). The turns constituting the coils (2) are during their winding glued together. The surfaces (14) are perfectly straight and flat winding devices. The coils (2) comprise a core (13) non-magnetic or variable magnetic permeability, the non-magnetic core (13) ensures in addition to the support (12) a perfect attachment of the coils (2) on the supports of the stator (11a - 11b). The magnets (1) are integral with the nonmagnetic rotor (9) itself integral with the axis of the motor (8). The thickness (10) of the rotor (9) and permanent magnets (1) must in no case leave more than 2/100 mm of air gap as indicated by the letter (e) between the rotor (9) and the surface of the coils (2). FIG. 7 is a diagrammatic representation of an axial flow disc magnet motor comprising a non-magnetic rotor (9) consisting of 5 permanent magnets (1). All the magnets 5 are NORTH pole oriented on the stator side (11a) and for the understanding the stator (11a) is removed, so the NORD poles are apparent even under the coils (2) or partially under them. Four electromagnetic coils (2) (B1-B2-B3-B4-Av) are integral with the front portion of the stator (11a) not shown in the view. Four other electromagnetic coils (2) (B5-B6-B7-B8-Ar) are integral with the rear portion of the stator (11b) apparent in the drawing. The (Front Coils (11a removed) (B1-B2-B3-B4) are located on the NORTH Pole side of the permanent magnets (1) (the Rear Coils (11b in the drawing) (B5-B6-B7-B8) facing the SOUTH pole of the permanent magnets (1) N ° 1 to N ° 5.

Le décalage angulaire entre les bobines «Avants» et les bobines «Arrières» et le nombre imper des aimants permanents (1N°1 à N°5) dans le cas présent 5 fait qu'il n'y a toujours qu'un aimant permanent (1) qui peut se trouver face au noyau (13) d'une bobine. Comme vu sur la figure 5 lorsque la bobine électromagnétique (B4-Av-11a) est parcourue par un courant ( I) elle produit une champ ( fimax) de polarité SUD cette dernière va créer une force électromagnétique d'attraction sur l'aimant permanent (1-N°5) car le pôle NORD de celui-ci se trouve sous à la bobine (B4-Av-11 a). La bobine (B8-Ar-11 b) elle crée un champ électromagnétique de polarité SUD soit une action en répulsion sur l'aimant permanent (N°1) dont le pôle SUD va se trouver en opposition à ce champ (.8 SUD) de (B8-Ar -11b). (B2-Av-11 a) crée un champ en répulsion électromagnétique (fi) de polarité NORD face au pôle NORD de l'aimant (1-N°3) alors que la bobine (B8-Ar-11 b) crée un champ électromagnétique (fi) de polarité NORD créant un force d'attraction sur l'aimant (1-N°3). (B7-Ar-11 b) crée une attraction par rapport au pôle SUD de l'aimant (1-N°4) par un champ électromagnétique (1) de pôle NORD.The angular offset between the "front" coils and the "rear" coils and the number of permanent magnets (1N ° 1 to No. 5) in the present case 5 means that there is still only one permanent magnet (1) which can be facing the core (13) of a coil. As seen in Figure 5 when the electromagnetic coil (B4-Av-11a) is traversed by a current (I) it produces a field (fimax) polarity SUD it will create an electromagnetic attraction force on the permanent magnet (1-N ° 5) because the NORTH pole of this one is under the coil (B4-Av-11 a). The coil (B8-Ar-11b) it creates an electromagnetic field of polarity SUD is an action in repulsion on the permanent magnet (No. 1) whose SOUTH pole will be in opposition to this field (.8 SUD) from (B8-Ar-11b). (B2-Av-11 a) creates a field in electromagnetic repulsion (fi) of NORD polarity opposite the NORTH pole of the magnet (1-N ° 3) while the coil (B8-Ar-11 b) creates a field IEC 60050 - International Electrotechnical Vocabulary - Details for IEV number 841-21-31 Electromagnetic phenomena (fi) of NORD polarity creating a force of attraction on the magnet (1-No. (B7-Ar-11b) creates an attraction with respect to the SOUTH pole of the magnet (1-N ° 4) by an electromagnetic field (1) of pole NORD.

Les bobine électromagnétiques (B1- B3 Av ainsi que B5 Ar) ne créent aucun champ électromagnétique. Elles ne sont pas alimentées. Les temps de décharge d'impulsionnelle (çi ms) peut ne pas être le même dans les toutes bobines (Av et Ar) il est fonction de leur positionnement par rapport au aimants permanents (1 - N°1 à N°5) et fait l'objet d'un ordre de codage commandé par des capteurs de type optocoupleur ou autres qui définissent les temps de décharge impulsionnelle (1= zi ms) . PI 819 FIG 8 Sur le même principe que la Fig 3 et Fig 7 mais avec un nombre paire d'aimants (1) et de bobines (2). Le nombre des ces éléments n'étant pas limitatif.The electromagnetic coil (B1-B3 Av and B5 Ar) does not create any electromagnetic field. They are not powered. Pulse discharge times (here ms) may not be the same in all the coils (Av and Ar) it depends on their position relative to the permanent magnets (1 - N ° 1 to N ° 5) and makes the subject of a coding command controlled by optocoupler type sensors or others which define the pulse discharge times (1 = zi ms). PI 819 FIG 8 On the same principle as Fig 3 and Fig 7 but with an even number of magnets (1) and coils (2). The number of these elements is not limiting.

Dans le cas présent et suivant le positionnement du rotor tel que représenté on a: La partie stator (11-b) enlevée, le rotor (9) comporte 8 aimant permanents (1-2-3-4-5-6-7-8) dont les pôles NORD sont apparents, les pôles SUD se trouvant sur l'autre face du rotor (9) côté stator (11-a). Les bobines électromagnétique (2) se situent sous le rotor (9) référencées (2B1-2B2-2B3-2B4-2B5-2B6). (2B1 et 2B4) non alimentées (i=zéro ) aucune action sur les aimants permanents (1) en face des leurs noyaux amagnétiques (13). (282 et (2B5) alimentées ( /impulsion, NORD max: r1- /en millisecondes) action d'attraction sur les aimants permanents (N°2 et N°6) suivant flèches fa) (2B3et 2B6) alimentées ( I impulsion, SUD: r 24 en millisecondes) mais avec action de répulsion sur les aimants permanents (N°4 et N°8) suivant flèches fr). Dans le décrit on a (2B2-2B5) en Attraction et (2B1-2B4-2B3-2B6) en Répulsion.In the present case and following the positioning of the rotor as shown: The stator part (11-b) removed, the rotor (9) has 8 permanent magnets (1-2-3-4-5-6-7- 8) whose NORTH poles are visible, the SUD poles being on the other side of the rotor (9) on the stator side (11-a). The electromagnetic coils (2) are located under the rotor (9) referenced (2B1-2B2-2B3-2B4-2B5-2B6). (2B1 and 2B4) unpowered (i = zero) no action on the permanent magnets (1) in front of their nonmagnetic cores (13). (282 and (2B5) fed (/ pulse, NORD max: r1- / in milliseconds) attraction action on the permanent magnets (No. 2 and No. 6) according arrows fa) (2B3 and 2B6) powered (I pulse, SOUTH: r 24 in milliseconds) but with repulsive action on the permanent magnets (N ° 4 and N ° 8) following arrows fr). In the description we have (2B2-2B5) in Attraction and (2B1-2B4-2B3-2B6) in Repulsion.

La même impulsion pouvant être envoyée sur (2B1-2B4) en répulsion sur (N°1 et N°5). PI 9/9 FIG 9 Dispositif du type optocoupleur ou autre de contrôle de positionnement du rotor par rapport aux bobines qui commandera le dispositif électronique de charge mais aussi de décharge du ou des condensateurs comme il commandera la décharge impulsionnelle destinée à créer un courant ( I max) de (rims quelques millisecondes ) pour créer un champ électromagnétique (,max) lors d'action en attraction ou de valeur Ge= Br de l'aimant permanent (1) lors de la répulsion. La Fig 9 est une vision d'un dispositif de commande d'un moteur magnétique 15 discoïde à flux axial comportant un rotor (9) amagnétique constitué d'aimants permanents (1) et de bobines (B) pouvant créer un flux électromagnétique(,) à action d'attraction ou de répulsion. Suivant le type de moteur discoïde et la puissance de ce dernier il peut être nécessaire de charger en (15) un ou plusieurs condensateurs, puis suivant le 20 dispositif et l'information donnée par le capteur (18) ( les capteurs (18) reliés à un dispositif (20) d'amplification et de traitement électronique pour déclencher les pulses de courant de durée nen ms) dans les bobines) le capteur (18) est activé en (19) par le positionnement de la roue codeuse (17) (ou disque de codage, programmation numérique ou autre entraînée par le rotor (9) du moteur et 25 déclenchera l'action de commutation du ou des condensateurs (C) pour la décharge (16) de (C) via un dispositif inverseur permettant la Répulsion (Circuit Z) ou l'Attraction (Circuit Y) sur la bobine (B). Depuis l'alimentation (DC- courant continu) par l'intermédiaire d'un MOSFET (15) on charge le ou les condensateurs (C), un diode (D1) protège de retour de 30 courant lors de la décharge de (C) par le ou les MOSFET (16), et une diode rapide de puissance (D2) protège les mosfets de tout retour de courant lors de la décharge du ou des condensateurs (C).The same pulse can be sent on (2B1-2B4) in repulsion on (No. 1 and No. 5). PI 9/9 FIG 9 Device of the optocoupler or other type of rotor positioning control with respect to the coils which will control the electronic device for charging but also discharging the capacitor (s) as it will control the pulse discharge intended to create a current (I max) of (rims a few milliseconds) to create an electromagnetic field (, max) during attraction action or Ge = Br value of the permanent magnet (1) during repulsion. FIG. 9 is a view of a device for controlling an axial flow disc-shaped magnetic motor comprising a non-magnetic rotor (9) consisting of permanent magnets (1) and coils (B) capable of creating an electromagnetic flux (, ) with attraction or repulsion. Depending on the type of disc motor and the power of the latter it may be necessary to charge one or more capacitors in (15), then according to the device and the information given by the sensor (18) (the connected sensors (18) an amplification and electronic processing device (20) for triggering current pulses of duration nen ms) in the coils) the sensor (18) is activated in (19) by the positioning of the encoder wheel (17) ( or coding disk, digital programming or other driven by the rotor (9) of the motor and 25 will trigger the switching action of the capacitor (s) (C) for the discharge (16) of (C) via an inverter device for repulsion (Circuit Z) or Attraction (Circuit Y) on the coil (B) From the power supply (DC-DC current) via a MOSFET (15) the capacitor or capacitors (C) are charged, a diode (D1) protects back current when discharging (C) by the MOSFET (s) (16) , and a fast power diode (D2) protects the mosfets from any current return during discharge of the capacitor (s) (C).

La décharge de (C) alimente les mosfets (21-Y) montés en parallèle avec leurs diodes de roue libre (D3) qui activent la bobine électromagnétique sans noyau magnétique (B) qui créera un champ électromagnétique d'attraction. Suivant la commande des mosfets par (18-19-20) et suivant la position de la roue codeuse (17),( programmation numérique ou autre) le circuit commandé sera soit d'attraction (Y) soit de répulsion (Z) . Le dispositif permet à l'aide d'aimants permanents et de courants pulsés issus de la décharge partielle de condensateurs électrochimiques de puissance voir de supercondensateurs de réaliser un moteur électromagnétique dont la puissance sera fonction et des aimants permanents et des champs magnétiques pulsés par les bobines électromagnétiques sans noyau ferromagnétique (ou avec une perméabilité magnétique variable) à partir de l'énergie délivrée par la décharge de condensateurs et de la valeur du champ électromagnétique des aimants permanents.The discharge of (C) feeds the mosfets (21-Y) connected in parallel with their freewheeling diodes (D3) which activate the electromagnetic coil without magnetic core (B) which will create an electromagnetic field of attraction. According to the control of mosfets by (18-19-20) and following the position of the encoder wheel (17), (numerical programming or other) the controlled circuit will be either of attraction (Y) or repulsion (Z). The device allows the use of permanent magnets and pulsed currents from the partial discharge of electrochemical power capacitors or supercapacitors to achieve an electromagnetic motor whose power will function and permanent magnets and magnetic fields pulsed by the coils electromagnetic ferromagnetic coreless (or with a variable magnetic permeability) from the energy delivered by the discharge of capacitors and the value of the electromagnetic field of permanent magnets.

Claims

CLAIMS1 / Axial-flow disc-type motor whose operation is totally linked to the action of NdFeB permanent magnets (1) and electromagnetic induction coils (B ...) having no ferromagnetic core (13). ), used for the creation of an electromagnetic field (, e) by a pulse current (I) related to the discharge of a capacitor or supercapacitor which thanks to its energy concentration and its capacity to discharge ( but also recharge) very quickly which allows to obtain a large pulse current (I) allowing the creation of an electromagnetic field (8) extremely high, and controlled by a coding wheel (17) or (digital programming or other ), secured to the rotor (9) activating an optocoupler detector (18), or the like, whose signal after electronic processing (20), (amplification and time constant of the discharge pulse of the capacitor or capacitors) will activate the circuit ( 15) one or more mosfets allows the charge with a protective diode (D1) of the capacitor (s) (C) the action (19) between the encoder wheel (17) and the optocoupler (18), or other, will activate the circuit of discharging (16) of (C) by one or more mosfets and a non-return diode (D2), the impulse discharge current (I) (of duration 1 = z'i-ms) via, a reversing device allows an action in attraction (21-Y), or an action in repulsion (22-Z) this current (I = ri in ms) feeds by switching mosfets and freewheeling diode (D3) the coil or coils (B) ) selected whose electromagnetic field (,) generated attract or repel a permanent magnet (1 ...) secured to the rotor (9).

2 / Apparatus according to claim 1 characterized in that the ratio between the magnets (1) and the electromagnetic coils (B ...) is always odd.

3 / Apparatus according to claim 1 characterized in that the air gaps (e) between the coils (B) and their non-magnetic cores (13) and the permanent magnets (1) integral with the non-magnetic rotor (9) integral with the axis of rotation carrier (8) must not exceed 2/100 of a millimeter 4 / Device according to claim 1 characterized in that the device requires an encoder wheel (17), (or digital programming or other), on which openings (19) allow the optocoupler (18), or other, after electronic processing (20) to trigger the current pulses of duration (I = ri in ms) in the coils (B1-2-3-4) - (B5-6-7- 8) or (2B1-2-3-4-5-6). 5 / Apparatus according to claim 1 characterized in that the electromagnetic coils (B ...) can be activated in attraction and others simultaneously or offset, activated in repulsion, the action of the one adding to the action others. 6 / Apparatus according to claim 1 characterized in that during the repulsion action the electromagetic field) generated by the electromagnetic coil (B or B) with respect to the permanent magnet (1 ...) must not exceed the value (Br magnetic remanence) and never be greater than (jHc coercive excitation of polarization) because the magnet would lose its magnetization. 7 / Apparatus according to claims 1 and 4 characterized in that (20) should allow to adjust the duration of the pulsed discharge current (I) to limit the discharge of (C) to a value between 10 and 20% of the energy value of the capacitor or capacitors (C) in order to have a very short charging time but also to take into account the positioning of the rotor (9) and the permanent magnets (1 ...) with respect to the field (fi) of the coils (B ... or B ...) and magnets (1 ...). 8 / Apparatus according to claim 1 characterized in that it is important to have capacitors large capacitance or supercapacitors to be able to have large impulse current (1) in contrast to the voltage that does not enter into account in the calculation for the creation of the magnetic field (fi) of the coil (B. .. or B) 9 / Device according to claim 1 characterized in that a power supply (DC-DC) feeds the entire electronic circuit (15 and 20) this power can be generated by the motor itself.