FR3061613A1 - TORQUE ELECTRICAL ROTATING MACHINE - Google Patents
TORQUE ELECTRICAL ROTATING MACHINE Download PDFInfo
- Publication number
- FR3061613A1 FR3061613A1 FR1770001A FR1770001A FR3061613A1 FR 3061613 A1 FR3061613 A1 FR 3061613A1 FR 1770001 A FR1770001 A FR 1770001A FR 1770001 A FR1770001 A FR 1770001A FR 3061613 A1 FR3061613 A1 FR 3061613A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- rotor
- elements
- magnetic
- stator
- rotation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
- H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
Abstract
Machine tournante électrique de forme torique réversible. La machine tournante électrique torique selon l'invention est notamment remarquable en ce qu'elle est, par définition, la solution électromécanique de la transformation de l'énergie électrique en énergie mécanique et de l'énergie mécanique en énergie électrique. De par ça forme particulière, torique, la machine tournante électrique selon l'invention, utilise ensemble des lignes de champs magnétiques (417) du rotor (401) et l'ensemble du courant électrique (424) du stator (402) exclusivement à la production de vecteurs de force mécanique quasi tangents au cercle de révolution du rotor de centre de rotation (405). La machine tournante électrique de forme torique est particulièrement destinée à des applications industrielles, des applications automobiles, des applications de stockage d'énergie et des applications de production d'énergie électrique.Electric rotating machine of reversible toroidal shape. The toroidal electric rotary machine according to the invention is particularly remarkable in that it is, by definition, the electromechanical solution of the transformation of electrical energy into mechanical energy and mechanical energy into electrical energy. By this particular shape, ring, the electric rotary machine according to the invention, uses together lines of magnetic fields (417) of the rotor (401) and the whole of the electric current (424) of the stator (402) exclusively to the producing mechanical force vectors substantially tangent to the circle of revolution of the center of rotation rotor (405). The toroidal electric rotating machine is particularly suited for industrial applications, automotive applications, energy storage applications and electric power generation applications.
Description
Titulaire(s) :Holder (s):
NADREAU MICHAEL.NADREAU MICHAEL.
O Demande(s) d’extension :O Extension request (s):
® Mandataire(s) : NADREAU MICHAEL.® Agent (s): NADREAU MICHAEL.
® MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE DE FORME TORIQUE.® ROTATING ELECTRIC MACHINE OF TORIC FORM.
FR 3 061 613 - A1 (57) Machine tournante électrique de forme torique réversible.FR 3 061 613 - A1 (57) Electric rotary machine with reversible toric shape.
La machine tournante électrique torique selon l'invention est notamment remarquable en ce qu'elle est, par définition, la solution électromécanique de la transformation de l'énergie électrique en énergie mécanique et de l'énergie mécanique en énergie électrique.The toric electric rotating machine according to the invention is notably remarkable in that it is, by definition, the electromechanical solution for the transformation of electric energy into mechanical energy and of mechanical energy into electric energy.
De par ça forme particulière, torique, la machine tournante électrique selon l'invention, utilise ensemble des lignes de champs magnétiques (417) du rotor (401) et l'ensemble du courant électrique (424) du stator (402) exclusivement à la production de vecteurs de force mécanique quasi tangents au cercle de révolution du rotor de centre de rotation (405).Because of this particular shape, toroidal, the electric rotary machine according to the invention, uses together magnetic field lines (417) of the rotor (401) and all of the electric current (424) of the stator (402) exclusively for the production of mechanical force vectors almost tangent to the circle of revolution of the center of rotation rotor (405).
La machine tournante électrique de forme torique est particulièrement destinée à des applications industrielles, des applications automobiles, des applications de stockage d'énergie et des applications de production d'énergie électrique.The toroidal electric rotating machine is particularly intended for industrial applications, automotive applications, energy storage applications and electrical energy production applications.
Machine électrique tournante.Rotating electric machine.
L'invention concerne une machine électrique tournante à conversion de force.The invention relates to a rotary electrical machine with force conversion.
En particulier, l'invention se rapporte à un moteurgénérateur à haut rendement de moment magnétique par application stricte de l'équation de la force de Laplace.In particular, the invention relates to a motor generator with high efficiency of magnetic moment by strict application of the Laplace force equation.
Il est connu de l'art existant une multitude de brevets et inventions permettant de transformer la force électrique en force mécanique (moteur électrique rotatif) et inversement la force mécanique en force électrique (générateur électrique rotatif).It is known from the existing art a multitude of patents and inventions making it possible to transform the electric force into a mechanical force (rotary electric motor) and conversely the mechanical force into an electric force (rotary electric generator).
Mais il est très difficile de réaliser une machine tournante électrique ayant à la fois un très bon rendement en fonctionnement moteur et un très bon rendement en fonctionnement un générateur.However, it is very difficult to produce an electric rotating machine having both a very good efficiency in engine operation and a very good efficiency in generator operation.
Il est aussi connu de l'art des machines tournantes électriques qu'il est difficile d'orienter, dans le sens tangentiel au rotor, l'ensemble des forces de Laplace générées.It is also known in the art of electric rotating machines that it is difficult to orient, in the tangential direction to the rotor, all of the Laplace forces generated.
Il est aussi connu de l'art des machines tournantes électriques doivent atteindre une certaine vitesse de rotation pour atteindre leur rendement maximal.It is also known in the art of electric rotating machines must reach a certain speed of rotation to reach their maximum efficiency.
Il est aussi connu de l'art que les machines tournantes électriques doivent atteindre une certaine vitesse de rotation pour atteindre leur couple maximal.It is also known in the art that electric rotating machines must reach a certain speed of rotation to reach their maximum torque.
Il est connu de l'art qu'il est très difficile de concevoir des moteurs électriques sans conducteur magnétique dans les bobines du stator tout en gardant un très haut rendement.It is known in the art that it is very difficult to design electric motors without a magnetic conductor in the stator coils while keeping a very high efficiency.
C'est pour cela qu'il existe aujourd'hui une multitude de forme de machine électrique tournante car chaque inventeur essayait de résoudre un ou plusieurs de ces problèmes mais chaque solution se démontre incomplète à la vue des résultats. Car l'équation de la force de Laplace n'était pas appliquée sous ça forme stricte, soit :This is why there is today a multitude of forms of rotating electrical machine because each inventor tried to solve one or more of these problems but each solution is shown to be incomplete in view of the results. Because the Laplace force equation was not applied in this strict form, that is:
« Force »=« Intensité courant » multiplié « champ magnétique »"Force" = "Current intensity" multiplied "magnetic field"
Ces inventeurs ont alors utilisé des conducteurs magnétiques feuilletés pour conduire le champ magnétique au cœur des bobines électriques. Mais cela engendre deux problèmes en termes de pertesThese inventors then used laminated magnetic conductors to conduct the magnetic field to the heart of the electrical coils. But this creates two problems in terms of losses
-2d'énergie, l'un est le courant de Foucault donc une perte pur de l'énergie magnétique, l'autre est un déplacement des lignes de champs magnétiques lors des appels de courant et donc une perte de rendement de l'équation de la force de Laplace.-2 of energy, one is the eddy current therefore a pure loss of magnetic energy, the other is a displacement of the lines of magnetic fields during current calls and therefore a loss of efficiency of the equation of Laplace's strength.
Cela engendre aussi trois inconvénients en termes de rendement d'utilisation de la matière première. Le premier est une augmentation très importante de la masse de la machine par les conducteurs magnétiques utilisés uniquement pour conduire le champ magnétique. Le deuxième, une augmentation très importante de la masse de la machine par des éléments mécaniques surdimensionnés devant contenir l'ensemble des forces de Laplace qui ne sont pas dans les sens de rotations du rotor de la machines. Le dernier est une augmentation importante des conducteurs électriques de 10% à 50% car comme ceux-ci n'interviennent pas de façon cohérente dans la somme de l'équation de la force de Laplace, ils ne servent alors qu'à transporter le courant électrique. Donc ces conducteurs non efficacement utilisé génèrent principalement une perte par effet joule et une augmentation de la masse de la machine.This also gives rise to three drawbacks in terms of efficiency of use of the raw material. The first is a very significant increase in the mass of the machine by the magnetic conductors used only to conduct the magnetic field. The second, a very significant increase in the mass of the machine by oversized mechanical elements which must contain all of the Laplace forces which are not in the direction of rotation of the rotor of the machines. The last is a significant increase in electrical conductors from 10% to 50% because as these do not intervene coherently in the sum of the Laplace force equation, they then only serve to transport the current electric. So these ineffective conductors mainly generate a loss by Joule effect and an increase in the mass of the machine.
Il existe trois grands types de forme de machines électriques tournantes. Les machines électriques tournantes cylindriques dites « Inrunner », les machines électriques tournantes cylindriques dites « Outrunner », les machines électriques tournantes en forme de disque. Bien sûr, il existe une multitude de variantes intermédiaires et de variantes cumulatives de ces solutions.There are three main types of rotating electrical machines. Inrunner cylindrical rotating electrical machines, Outrunner cylindrical rotating electrical machines, disc-shaped rotating electrical machines. Of course, there are a multitude of intermediate and cumulative variants of these solutions.
La machine électrique tournante selon l'invention que nous présentons ne fait pas partie des ces trois catégories. Car pour résoudre l'ensemble des problèmes rencontrés par l'art connu, nous ne pouvions pas utiliser les formes des machines électriques tournantes connues.The rotary electric machine according to the invention that we present does not belong to these three categories. Because to solve all the problems encountered by known art, we could not use the forms of known rotating electric machines.
La machine électrique tournante selon l'invention permet, avec une grande efficacité, de remédier à l'ensemble des problèmes cités plus haut.The rotary electrical machine according to the invention makes it possible, with great efficiency, to remedy all of the problems mentioned above.
La solution principale pour résoudre ces problèmes est de réaliser la machine électrique tournante en forme de tore. De la même façon, le rotor et stator auront des formes correspondantes à cette forme de tore.The main solution to solve these problems is to make the rotary electrical machine in the shape of a torus. In the same way, the rotor and stator will have shapes corresponding to this form of toroid.
La forme de tore de la machine tournante permet de faire circuler selon le cercle de révolution de la machine le rotor dans les bobines du stator. De ce fait, la totalité des lignes de champs magnétiques du rotor ne peuvent que traverser perpendiculairement la quasi-totalité des courants de l'ensemble des conducteurs électrique des bobines. Les forces dites de « Laplace » ainsi générées sont alors quasi tangentes au cercle de révolution du rotor. La suite de la description de l'invention précise l'organisation et les choix techniques permettant de réaliser concrètement cette invention.The torus shape of the rotating machine allows the rotor to circulate according to the revolution circle of the machine in the stator coils. Therefore, all the lines of magnetic fields of the rotor can only cross perpendicularly almost all of the currents of all the electrical conductors of the coils. The so-called “Laplace” forces thus generated are then almost tangent to the circle of revolution of the rotor. The following description of the invention specifies the organization and the technical choices making it possible to concretely carry out this invention.
La machine tournante est constituée d'un rotor et d'un stator, d'un ou plusieurs moyens de transmissions de l'énergie mécanique n' ayant pas le même axe de rotation que le rotor et un ou plusieurs moyens de guidage en rotation du rotor n'ayant pas le même axe de rotation que le rotor.The rotary machine consists of a rotor and a stator, of one or more means of transmitting mechanical energy not having the same axis of rotation as the rotor and one or more means of guiding in rotation of the rotor not having the same axis of rotation as the rotor.
Une première variante, la machine tournante peut être constituée d'un rotor et d'un stator et un ou plusieurs moyens de guidage en rotation du rotor n'ayant pas le même axe de rotation que le rotor.A first variant, the rotary machine may consist of a rotor and a stator and one or more means for guiding the rotation of the rotor not having the same axis of rotation as the rotor.
Une deuxième variante, la machine tournante peut être constituée d'un rotor et d'un stator et un ou plusieurs moyens de transmissions de l'énergie mécanique n'ayant pas le même axe de rotation que le rotor.A second variant, the rotary machine may consist of a rotor and a stator and one or more means of transmitting mechanical energy not having the same axis of rotation as the rotor.
Une troisième variante, la machine tournante peut être constituée d'un rotor et d'un stator.A third variant, the rotary machine can consist of a rotor and a stator.
Bien sûr, ces descriptions de constructions des éléments de la machine tournant ne sont pas limitatives.Of course, these descriptions of construction of the elements of the rotating machine are not limiting.
Le rotor de la machine tournante sera de forme torique ou tubulaire et le stator de la machine tournante sera, respectivement, de forme torique creuse ou annulaire creuse.The rotor of the rotary machine will be of toric or tubular shape and the stator of the rotary machine will be, respectively, of hollow toric or hollow annular form.
Bien sûr, ces descriptions des formes des éléments de la machine tournant ne sont pas limitatives.Of course, these descriptions of the shapes of the elements of the rotating machine are not limiting.
Le rotor se trouve logé à l'intérieur de l'espace creux du stator. Chaque section du rotor, lors de sa rotation, traversera complètement les cavités intérieures des bobines du stator.The rotor is housed inside the hollow space of the stator. Each section of the rotor, during its rotation, will completely cross the internal cavities of the stator coils.
-4Le rotor transmet ou reçoit l'énergie mécanique de l'extérieur de la machine tournante par un ou plusieurs éléments de transmission d'énergie mécaniques intermédiaires.-4The rotor transmits or receives mechanical energy from outside the rotating machine by one or more intermediate mechanical energy transmission elements.
De préférence, le rotor est de forme torique ou annulaire ou tubulaire, il tourne selon son axe de révolution de la machine.Preferably, the rotor is toroidal or annular or tubular, it rotates along its axis of revolution of the machine.
Bien sûr, ces descriptions des formes du rotor de la machine tournant ne sont pas limitatives.Of course, these descriptions of the shapes of the rotor of the rotating machine are not limiting.
De Préférence, le rotor est constitué d'éléments générateurs de ligne de champ magnétique, d'éléments de transmission de force mécanique magnétique, d'éléments de transmission de champ magnétique, d'éléments de transmission de force mécanique amagnétique et d'éléments structurels.Preferably, the rotor consists of elements generating a magnetic field line, elements of magnetic mechanical force transmission, elements of magnetic field transmission, elements of non-magnetic mechanical force transmission and structural elements. .
Une première variante, le rotor est constitué d'éléments générateurs de lignes de champs magnétiques, d'éléments de transmission de lignes de champs magnétiques, d'éléments de transmission de force mécanique amagnétique et d'éléments structurels.A first variant, the rotor consists of elements generating lines of magnetic fields, elements of transmission of lines of magnetic fields, elements of transmission of non-magnetic mechanical force and structural elements.
Une deuxième variante, le rotor est constitué d'éléments générateurs de lignes de champs magnétiques, d'éléments de transmission de lignes champs magnétiques et d'éléments structurels.A second variant, the rotor consists of elements generating lines of magnetic fields, elements of transmission of lines magnetic fields and structural elements.
Une troisième variante, le rotor est constitué d'éléments générateurs de lignes de champs magnétiques, d'éléments de transmission de force mécanique amagnétique et d'éléments structurels.A third variant, the rotor consists of elements generating lines of magnetic fields, elements of non-magnetic mechanical force transmission and structural elements.
Une quatrième variante, le rotor est constitué d'éléments générateurs de lignes de champs magnétiques et d'éléments structurels .A fourth variant, the rotor consists of elements generating lines of magnetic fields and structural elements.
Bien sûr, ces descriptions de constructions du rotor de la machine tournant ne sont pas limitatives.Of course, these descriptions of constructions of the rotor of the rotating machine are not limiting.
Bien sûr, certains éléments peuvent remplir la fonction de plusieurs éléments, comme par exemple un élément réalisant à la fois la structure du rotor et la transmission de force mécanique amagnétique du rotor.Of course, certain elements can fulfill the function of several elements, such as for example an element carrying out both the structure of the rotor and the non-magnetic mechanical force transmission of the rotor.
Les éléments générateurs de ligne de champ magnétique du rotor sont placés dans les éléments structurels du rotor qui imposent ainsi une disposition circulaire, des éléments de transmission de force mécanique magnétique, des éléments de transmissionThe elements generating the magnetic field line of the rotor are placed in the structural elements of the rotor which thus impose a circular arrangement, elements for transmitting magnetic mechanical force, elements for transmitting
-5de lignes de champs magnétiques et des éléments de transmission de force mécanique amagnétique.-5 lines of magnetic fields and non-magnetic mechanical force transmission elements.
Les éléments générateurs de lignes de champs magnétiques sont disposés de façon à ce que la quasi-totalité des lignes de champs magnétiques sortant du rotor soit approximativement perpendiculaires à la quasi-totalité des courants électriques des bobines du stator et approximativement perpendiculaires à la ligne directrice du cercle de révolution du rotor.The magnetic field line generating elements are arranged so that almost all of the magnetic field lines coming out of the rotor are approximately perpendicular to almost all of the electric currents of the stator coils and approximately perpendicular to the guideline of the rotor revolution circle.
Une variante, les éléments générateurs de ligne de champ magnétique du rotor sont placés dans les éléments structurels du rotor et dans les éléments de transmission de force mécanique amagnétique qui imposent ainsi une disposition circulaire des éléments de transmission de lignes de champs magnétiques.Alternatively, the magnetic field line generating elements of the rotor are placed in the structural elements of the rotor and in the non-magnetic mechanical force transmission elements which thus impose a circular arrangement of the magnetic field line transmission elements.
Généralement, les éléments générateurs de lignes de champs magnétiques du rotor sont utilisés par multiple de deux et disposés de façon à ce que chaque face soit orientés afin que les lignes de champs de chaque générateur de champ magnétique soit en opposition, soit nord vers nord et sud vers sud.Generally, the elements generating the magnetic field lines of the rotor are used in multiples of two and arranged so that each face is oriented so that the field lines of each magnetic field generator are in opposition, that is to say north to north and south to south.
De Préférence, il y aura une pluralité d'éléments générateurs de lignes de champs magnétiques constituant le rotor.Preferably, there will be a plurality of elements generating lines of magnetic fields constituting the rotor.
De préférence, les éléments générateurs de lignes de champs magnétiques du rotor sont des aimants. De préférences, les aimants sont composés par des terres rares tels que Néodyme-fer-bore (NeFeB), Samarium-fer (SmFe), Samarium-cobalt (SmCo).Preferably, the elements generating lines of magnetic fields of the rotor are magnets. Preferably, the magnets are composed of rare earths such as Neodymium-iron-boron (NeFeB), Samarium-iron (SmFe), Samarium-cobalt (SmCo).
Une variante, il peut y avoir une pluralité d'aimants constituant un élément générateur de lignes de champs magnétiques du rotor .As a variant, there may be a plurality of magnets constituting an element generating lines of magnetic fields of the rotor.
Une variante, les éléments générateurs de lignes de champs magnétiques du rotor peuvent être des anneaux de cuivre ou l'aluminium pour l'utilisation de la machine tournante en moteur type asynchrone.As a variant, the elements generating the magnetic field lines of the rotor may be copper rings or aluminum for the use of the rotary machine as an asynchronous motor.
Une variante, les éléments générateurs de lignes de champs magnétiques du rotor peuvent être des bobines magnétiques alimentées par un dispositif adapté.As a variant, the elements generating the magnetic field lines of the rotor may be magnetic coils supplied by a suitable device.
Bien sûr, ces descriptions de type des éléments générateurs de lignes de champs magnétiques du rotor de la machine tournante ne sont pas limitatives.Of course, these type descriptions of the elements generating lines of magnetic fields of the rotor of the rotary machine are not limiting.
De préférence, les éléments structurels du rotor sont des disques plats et creux en leur centre. De préférence, ils sont pourvus alternativement de zones creuses pour recevoir et maintenir les éléments générateurs de ligne de champ magnétique et de dispositifs de fixation pour recevoir et maintenir les éléments de transmission de force mécanique magnétique.Preferably, the structural elements of the rotor are flat discs and hollow in their center. Preferably, they are alternately provided with hollow zones for receiving and maintaining the elements generating the magnetic field line and fixing devices for receiving and maintaining the elements for transmitting magnetic mechanical force.
De préférence, ces dispositifs de fixation permettant de recevoir et maintenir les éléments de transmission de force mécanique magnétique sont des trous.Preferably, these fixing devices making it possible to receive and maintain the elements for transmitting magnetic mechanical force are holes.
Les éléments structurels du rotor permettent aussi de guider en rotation le rotor dans le stator. De préférence, ils sont réalisés en métal amagnétique ou faiblement magnétique. De préférences, ils sont réalisés en inox 304 ou inox 316. De Préférence, il y aura une pluralité éléments structurels constituant le rotor. Les éléments structurels du rotor seront alignés de façon concentrique selon l'axe de rotation du rotor.The structural elements of the rotor also make it possible to guide the rotor in rotation in the stator. Preferably, they are made of non-magnetic or weakly magnetic metal. Preferably, they are made of stainless steel 304 or stainless steel 316. Preferably, there will be a plurality of structural elements constituting the rotor. The structural elements of the rotor will be aligned concentrically along the axis of rotation of the rotor.
Une variante, les éléments structurels du rotor peuvent être pourvus d'une série de dents sur leur face extérieur afin de transmettre ou de recevoir l'énergie mécanique du rotor.As a variant, the structural elements of the rotor can be provided with a series of teeth on their outer face in order to transmit or receive the mechanical energy of the rotor.
Une variante, les éléments structurels du rotor peuvent être pourvus d'une série de dents sur leur face intérieur afin de transmettre ou de recevoir l'énergie mécanique du rotor. De Préférence, la série de dents des éléments structurels sont de type engrenage .As a variant, the structural elements of the rotor can be provided with a series of teeth on their inner face in order to transmit or receive mechanical energy from the rotor. Preferably, the series of teeth of the structural elements are of gear type.
Les éléments de transmission de force mécanique magnétique sont placés entre les éléments générateurs de ligne de champ magnétique du rotor selon le cercle de révolution du rotor. De préférence, ils sont pourvus d'une série de dents sur leur face extérieur afin de transmettre ou de recevoir l'énergie mécanique du rotor. De préférence, la série de dents des éléments de transmission de force mécanique magnétique sont de type engrenage.The magnetic mechanical force transmission elements are placed between the magnetic field line generating elements of the rotor according to the circle of revolution of the rotor. Preferably, they are provided with a series of teeth on their outer face in order to transmit or receive the mechanical energy of the rotor. Preferably, the series of teeth of the magnetic mechanical force transmission elements are of the gear type.
-7Les éléments de transmission de force mécanique magnétique ont un dispositif de fixation et sont empilés faces contre faces sur les éléments structurels. De préférence, ces dispositifs de fixation des éléments de transmission de force mécanique magnétique sont des trous lisses et des trous taraudés. De préférence, ces éléments de transmission de force mécanique magnétique seront réalisés dans des matériaux à sensibilité magnétiques. De préférence, ces éléments de transmission de force mécanique magnétique seront découpés dans des tôles métalliques à sensibilité magnétique. De préférence, ces éléments de transmission de force mécanique magnétique sont en fer doux. De préférence, ces éléments de transmission de force mécanique magnétique sont en alliage fer-silicium à grain orientés. De Préférence, il y aura une pluralité d'éléments de transmission de force mécanique magnétique constituant le rotor. De Préférence, l'empilage des éléments de transmission de force mécanique magnétique seront maintenus aux éléments structurels par des vis ou des rivets.-7The magnetic mechanical force transmission elements have a fixing device and are stacked face to face on the structural elements. Preferably, these devices for fixing the magnetic mechanical force transmission elements are smooth holes and tapped holes. Preferably, these magnetic mechanical force transmission elements will be made from materials with magnetic sensitivity. Preferably, these magnetic mechanical force transmission elements will be cut from metal sheets with magnetic sensitivity. Preferably, these magnetic mechanical force transmission elements are made of soft iron. Preferably, these magnetic mechanical force transmission elements are made of grain-oriented iron-silicon alloy. Preferably, there will be a plurality of elements for transmitting magnetic mechanical force constituting the rotor. Preferably, the stacking of the elements of magnetic mechanical force transmission will be maintained to the structural elements by screws or rivets.
En variante, l'empilage des éléments de transmission de force mécanique magnétique seront maintenus aux éléments structurels par des tiges soudées en leurs extrémités.As a variant, the stacking of the elements for transmitting magnetic mechanical force will be maintained at the structural elements by rods welded at their ends.
Les éléments de transmission de force mécanique amagnétique sont placés autour des éléments générateurs de ligne de champ magnétique du rotor. Les éléments de transmission de force mécanique amagnétique sont placés entre les éléments de transmission de force mécanique magnétique du rotor selon le sens de révolution du rotor. De préférence, ils sont pourvus d'une série de dents sur leur face extérieure afin de transmettre ou de recevoir l'énergie mécanique du rotor. De préférence, la série de dents des éléments de transmission de force mécanique amagnétique sont de type engrenage . Les éléments de transmission de force mécanique amagnétique ont un dispositif de fixation et sont empilés face contre face sur les éléments structurels. De préférence, ces dispositifs de fixation des éléments de transmission de force mécanique amagnétique sont des ergots. De préférence, ces éléments de transmission de force mécanique amagnétique seront réalisés dans des matériaux amagnétiques. De préférence, ces éléments de transmission de forceThe non-magnetic mechanical force transmission elements are placed around the magnetic field line generating elements of the rotor. The non-magnetic mechanical force transmission elements are placed between the magnetic mechanical force transmission elements of the rotor according to the direction of revolution of the rotor. Preferably, they are provided with a series of teeth on their outer face in order to transmit or receive the mechanical energy of the rotor. Preferably, the series of teeth of the non-magnetic mechanical force transmission elements are of the gear type. The non-magnetic mechanical force transmission elements have a fixing device and are stacked face to face on the structural elements. Preferably, these devices for fixing the non-magnetic mechanical force transmission elements are lugs. Preferably, these non-magnetic mechanical force transmission elements will be made from non-magnetic materials. Preferably, these force transmission elements
-8mécanique amagnétiques seront découpés dans des tôles métalliques amagnétiques. De préférence, ces éléments de transmission de force mécanique amagnétique sont en inox 304 ou inox 316.-8 non-magnetic mechanics will be cut from non-magnetic metal sheets. Preferably, these non-magnetic mechanical force transmission elements are made of stainless steel 304 or stainless steel 316.
De préférence, ces éléments de transmission de force mécanique amagnétique seront d'une épaisseur différente de celles des éléments de transmission de force mécanique magnétique. De Préférence, il y aura une pluralité d'éléments de transmission de force mécanique amagnétique constituant le rotor.Preferably, these non-magnetic mechanical force transmission elements will be of a different thickness from those of the magnetic mechanical force transmission elements. Preferably, there will be a plurality of non-magnetic mechanical force transmission elements constituting the rotor.
Selon une variante, dans le cas où des éléments structurels du rotor sont pourvus d'une série de dents sur leur face extérieure ou intérieure afin de transmettre ou de recevoir l'énergie mécanique du rotor. Alors les éléments de transmission de force mécanique magnétique peuvent devenir des éléments de transmission de lignes champs magnétiques.Alternatively, in the case where the structural elements of the rotor are provided with a series of teeth on their outer or inner face in order to transmit or receive the mechanical energy of the rotor. Then the magnetic mechanical force transmission elements can become magnetic field transmission elements.
Une autre variante peut être une solution cumulative des solutions des éléments structurels pourvus d'une série de dents, des éléments structurels lisses sur leur face extérieure et des éléments de transmission de force mécanique magnétiques.Another variant can be a cumulative solution of the solutions of the structural elements provided with a series of teeth, of the smooth structural elements on their outer face and of the magnetic mechanical force transmission elements.
Une autre variante peut être une solution cumulative des solutions des éléments structurels pourvus d'une série de dents, des éléments structurels lisses sur leur face extérieure, des éléments de transmission de force mécanique magnétique et des éléments de transmission de lignes de champs magnétiques.Another variant can be a cumulative solution of the solutions of the structural elements provided with a series of teeth, of the smooth structural elements on their outer face, of the elements for transmitting magnetic mechanical force and of elements for transmitting lines of magnetic fields.
Le stator est de forme torique creuse ou annulaire creuse. Bien sûr, ces descriptions des formes du stator de la machine tournante ne sont pas limitatives. De Préférence, le stator est constitué d'éléments générateurs de lignes de champs magnétiques, d'éléments de transmissions de lignes champs magnétiques pour le bouclage des lignes de champs magnétiques, d'éléments de guidage mécanique et d'éléments structurels.The stator is hollow toroidal or hollow annular. Of course, these descriptions of the shapes of the stator of the rotary machine are not limiting. Preferably, the stator is made up of elements generating lines of magnetic fields, elements of transmissions of lines magnetic fields for the looping of the lines of magnetic fields, elements of mechanical guide and structural elements.
Une première variante, le stator est constitué d'éléments générateurs de lignes de champs magnétiques, d'éléments de guidage mécanique et d'éléments structurels.A first variant, the stator consists of elements generating lines of magnetic fields, mechanical guiding elements and structural elements.
-9Une deuxième variante, le stator est constitué d'éléments générateurs de lignes de champs magnétiques, d'éléments de transmission de lignes de champs magnétiques pour le bouclage magnétique et d'éléments structurels.A second variant, the stator is made up of elements generating lines of magnetic fields, elements of transmission of lines of magnetic fields for magnetic loopback and structural elements.
Une troisième variante, le stator est constitué d'éléments générateurs de lignes de champs magnétiques et d'éléments structurels .A third variant, the stator consists of elements generating lines of magnetic fields and structural elements.
Les éléments générateurs de lignes de champs magnétiques du stator sont, de préférence, des bobines électriques. Il y aura au moins un élément générateur de lignes de champs magnétiques constituant le stator. De préférence, il y aura une pluralité d'éléments générateurs de lignes de champs magnétiques constituant le stator. Ces bobines électriques sont, de préférence, en matériaux conducteurs d'électricité. Ces bobines électriques sont, de préférence, réalisées en cuivre. Ces bobines sont réalisées de façon à ce que les courants électriques les traversant s'enroulent autour de la ligne directrice de révolution du rotor. C'est dans l'espace vide, du centre de ces bobines que le rotor va circuler, entrant d'une face, sortant de l'autre face des bobines. De cette façon, l'ensemble des lignes de champs entrant et sortant du rotor balayerons perpendiculairement, dans de sens de révolution du rotor, l'ensemble des courants électrique des bobines. De préférence, la forme torique creuse ou annulaire creuse du stator est réalisée par l'empilement ou la succession de bobines disposées face à face afin de recouvrir tout ou en partie le rotor. De préférence, les bobines sont en forme de tranche de tore creux ou en forme de tranche d'anneaux creux. De préférence, l'épaisseur d'une bobine, selon sa tranche, sera inférieure ou égale à la largeur de tranche du rotor défini par l'écart séparant les éléments générateurs de lignes de champs magnétiques du rotor.The elements generating the magnetic field lines of the stator are preferably electric coils. There will be at least one element generating lines of magnetic fields constituting the stator. Preferably, there will be a plurality of elements generating lines of magnetic fields constituting the stator. These electric coils are preferably made of electrically conductive materials. These electrical coils are preferably made of copper. These coils are made in such a way that the electric currents passing through them wind around the direction of revolution of the rotor. It is in the empty space, from the center of these coils that the rotor will circulate, entering on one side, leaving the other side of the coils. In this way, all of the field lines entering and leaving the rotor will sweep perpendicularly, in the direction of revolution of the rotor, all of the electrical currents of the coils. Preferably, the hollow toric or hollow annular shape of the stator is produced by the stack or the succession of coils arranged face to face in order to cover all or part of the rotor. Preferably, the coils are in the form of a slice of hollow torus or in the form of a slice of hollow rings. Preferably, the thickness of a coil, according to its edge, will be less than or equal to the edge width of the rotor defined by the distance separating the elements generating lines of magnetic fields from the rotor.
Une variante, les bobines peuvent être plates.Alternatively, the coils can be flat.
Une variante, la forme torique creuse ou annulaire creuse est réalisée par plusieurs ensembles de bobines recouvrant tout ou en partie le rotor.A variant, the hollow toric or hollow annular shape is produced by several sets of coils covering all or part of the rotor.
-10Les éléments de guidage mécanique permettent l'utilisation des moyens de transmissions de l'énergie mécanique ou des moyens de guidage en rotation du rotor. De préférence ces éléments de guidage mécanique sont des roulements. De préférence ces roulements seront en matière amagnétique. De préférence ces roulements seront en inox amagnétique.-10The mechanical guide elements allow the use of mechanical energy transmission means or means for guiding the rotor in rotation. Preferably these mechanical guide elements are bearings. Preferably, these bearings will be made of non-magnetic material. Preferably, these bearings will be made of non-magnetic stainless steel.
L'élément structurel principal est le châssis qui concentre l'ensemble des contraintes mécaniques. C'est sur l'élément structurel que les éléments de guidage du stator sont fixés. C'est sur l'élément structurel que les éléments générateurs de lignes de champs magnétiques du stator sont fixés.The main structural element is the chassis, which concentrates all of the mechanical stresses. It is on the structural element that the stator guide elements are fixed. It is on the structural element that the elements generating lines of magnetic fields of the stator are fixed.
Les éléments de transmission de lignes champs magnétiques du stator permettent le bouclage des lignes de champs magnétiques du rotor. De préférence, selon leur dimension la plus grande, les éléments de transmission de lignes champs magnétiques du stator seront approximativement allongés suivant la ligne directrice du cercle de révolutions du rotor. De préférence, selon leur deuxième dimension la plus grande, les éléments de transmission de lignes champs magnétiques du stator seront approximativement colinéaires à la distribution vectorielle des lignes de champs magnétiques sortant de la périphérie extérieure des bobines. De préférence, les éléments de transmission de lignes de champs magnétiques du stator seront alignés sur l'ensemble des bobines du stator. De préférence, ces éléments de transmission de lignes de champs magnétiques du stator seront réalisés dans des matériaux à sensibilité magnétique. De préférence, ces éléments de transmission de lignes de champs magnétique du stator seront découpés dans des tôles métalliques à sensibilité magnétique. De préférence, ces éléments de transmission de lignes de champs magnétique du stator sont en fer doux. De préférence, ces éléments de transmission de lignes de champs magnétique du stator sont en alliage fer-silicium à grains orientés. De préférence, les éléments de transmission de lignes de champs magnétique du stator ont des dispositifs de fixation. De préférence, les dispositifs de fixation sont des trous pour le maintien des éléments de transmission de lignes de champs magnétiques au châssis.The magnetic field line transmission elements of the stator allow the magnetic field lines of the rotor to be looped. Preferably, according to their largest dimension, the magnetic field line transmission elements of the stator will be approximately elongated along the guideline of the circle of revolutions of the rotor. Preferably, according to their second largest dimension, the magnetic field line transmission elements of the stator will be approximately collinear with the vector distribution of the magnetic field lines coming out of the outer periphery of the coils. Preferably, the transmission elements of the magnetic field lines of the stator will be aligned with the set of coils of the stator. Preferably, these elements for transmitting the magnetic field lines of the stator will be made of materials with magnetic sensitivity. Preferably, these elements for transmitting the magnetic field lines of the stator will be cut from metal sheets with magnetic sensitivity. Preferably, these elements for transmitting the magnetic field lines of the stator are made of soft iron. Preferably, these elements for transmitting the magnetic field lines of the stator are made of an iron-silicon alloy with oriented grains. Preferably, the magnetic field line transmission elements of the stator have fixing devices. Preferably, the fixing devices are holes for holding the elements for transmitting lines of magnetic fields to the chassis.
De Préférence, les éléments de transmission de lignes de champs magnétiques sont un empilement concentrique d'éléments de transmission de lignes de champs magnétique, faces contre faces, sur les éléments structurels du stator. Il existera une pluralité des éléments de transmission de lignes de champs magnétique pour le stator.Preferably, the magnetic field line transmission elements are a concentric stack of magnetic field line transmission elements, face to face, on the structural elements of the stator. There will be a plurality of transmission elements for magnetic field lines for the stator.
Une variante, les éléments de transmission de lignes champs magnétique peuvent être un ou plusieurs fils de fer doux isolé disposé autour du stator suivant le cercle de révolution du rotor. De préférence, ses fils de transmission de lignes champs magnétique seront disposés sur l'ensemble des bobines du stator.As a variant, the elements for transmitting magnetic field lines may be one or more insulated soft wires placed around the stator along the circle of revolution of the rotor. Preferably, its magnetic field line transmission wires will be placed on all of the stator coils.
Une variante, les éléments de transmission de champs magnétique peuvent être un ou plusieurs éléments de transmission de force mécanique externe additionnels. De préférence, la machine électrique tournante selon l'invention a un ou plusieurs moyens de transmissions de l'énergie mécanique qui permettent l'acquisition ou la transmission d'énergie mécanique provenant de l'extérieur du dispositif. De préférence, ces éléments de transmissions de l'énergie mécanique sont pourvus d'une série de dents sur leur face extérieure afin de transmettre ou de recevoir l'énergie mécanique du rotor. De préférence, la série de dents des éléments de transmission d'énergie mécanique est de type engrenage.Alternatively, the magnetic field transmission elements may be one or more additional external mechanical force transmission elements. Preferably, the rotary electric machine according to the invention has one or more means of transmitting mechanical energy which allow the acquisition or transmission of mechanical energy coming from outside the device. Preferably, these elements for transmitting mechanical energy are provided with a series of teeth on their outer face in order to transmit or receive mechanical energy from the rotor. Preferably, the series of teeth of the mechanical energy transmission elements is of the gear type.
Les éléments de transmission d'énergie mécanique ont un ou plusieurs dispositifs de fixation. De préférence, ces dispositifs de fixation des éléments de transmission mécanique sont un ou plusieurs trous.The mechanical energy transmission elements have one or more fixing devices. Preferably, these devices for fixing the mechanical transmission elements are one or more holes.
Les éléments de transmission d'énergie mécanique sont empilés faces contre faces sur un ou plusieurs axes eux-mêmes insérés dans les éléments de guidage mécanique du stator. Les éléments de transmission d'énergie mécanique ont des axes de rotations différents de celui du rotor. De préférence, ces éléments de transmission mécanique seront réalisés dans des matériaux amagnétiques. De préférence, ces éléments de transmissions de l'énergie mécanique seront découpés dans des tôles métalligues amagnétiques. De préférence, ces éléments de transmissions de l'énergie mécanique sont en inox amagnétique, par exemple les inox 304 ou inox 316.The mechanical energy transmission elements are stacked face to face on one or more axes themselves inserted in the mechanical guide elements of the stator. The mechanical energy transmission elements have different axes of rotation from that of the rotor. Preferably, these mechanical transmission elements will be made from non-magnetic materials. Preferably, these elements for transmitting mechanical energy will be cut from non-magnetic metal sheets. Preferably, these mechanical energy transmission elements are made of non-magnetic stainless steel, for example stainless steel 304 or stainless steel 316.
-12La machine électrique tournante selon l'invention peut avoir un ou plusieurs moyens de guidage en rotation qui permettent la tenue du rotor lors de l'acquisition ou la transmission d'énergie mécanique. Ces plusieurs moyens de guidage en rotation ont des axes de rotations différents de celui du rotor.The rotary electric machine according to the invention may have one or more means for guiding in rotation which allow the rotor to be held during the acquisition or transmission of mechanical energy. These several means for guiding in rotation have different axes of rotation from that of the rotor.
Ces éléments de guidage en rotation sont, de préférence, de forme circulaire afin de rouler sur les éléments structurels du rotor. Les éléments de guidage en rotation peuvent avoir un ou plusieurs dispositifs de fixation. De préférence, ces dispositifs de fixation du guidage en rotation peuvent être un ou plusieurs trous. Les éléments de guidage en rotation sont empilés faces contre faces sur un ou plusieurs axes eux-mêmes insérés dans les éléments de guidage mécanique du stator. De préférence, ces éléments de guidage en rotation seront réalisés dans des matériaux amagnétiques. De préférence, ces éléments de guidage en rotation seront découpés dans des tôles métalliques amagnétiques. De préférence, ces éléments de guidage en rotation sont en inox amagnétique, par exemple les inox 304 ou inox 316. De préférence, il y aura une pluralité d'éléments de guidage en rotation constituant les moyens de guidage du rotor en rotation.These rotating guide elements are preferably of circular shape in order to roll on the structural elements of the rotor. The rotating guide elements may have one or more fixing devices. Preferably, these devices for fixing the rotary guide may be one or more holes. The rotating guide elements are stacked face to face on one or more axes themselves inserted in the mechanical guide elements of the stator. Preferably, these rotating guide elements will be produced from non-magnetic materials. Preferably, these rotating guide elements will be cut from non-magnetic metal sheets. Preferably, these rotating guide elements are made of non-magnetic stainless steel, for example stainless steel 304 or stainless steel 316. Preferably, there will be a plurality of rotating guide elements constituting the means for guiding the rotating rotor.
Cette machine tournante électrique peut comporter des capteurs de position du rotor. Ces capteurs de positions peuvent être des capteurs optiques ou magnétiques ou des moyens d'autoinduction .This electric rotating machine can include rotor position sensors. These position sensors can be optical or magnetic sensors or self-induction means.
Une variante, le cas où il n'y a pas de moyen de transmission de l'énergie mécanique vers l'extérieure de la machine tournante. La machine électrique tournante devient alors un dispositif de stockage ponctuel d'énergie cinétique. Le principe étant simplement d'injecter de l'énergie électrique dans la machine tournante en fonctionnement moteur et de récupérer cette énergie de la machine tournante en fonctionnement générateur. Cette solution est possible grâce au très bon rendement de cette machine tournante électrique.A variant, the case where there is no means of transmitting mechanical energy to the exterior of the rotary machine. The rotating electrical machine then becomes a point storage device for kinetic energy. The principle is simply to inject electrical energy into the rotating machine in engine operation and to recover this energy from the rotating machine in generator operation. This solution is possible thanks to the very good efficiency of this electric rotating machine.
-13L'invention sera mieux comprise à la lecture des descriptions qui vont suivre, d'exemples de mise en œuvre non limitatifs de l'invention et à l'examen de dessins annexés, sur lesquels :The invention will be better understood on reading the descriptions which follow, of nonlimiting examples of implementation of the invention and on examining the appended drawings, in which:
1. la figure 1 représente, schématiquement et partiellement, une coupe, selon un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor de la machine tournante en forme de tore ou de cylindre creux.1. Figure 1 shows, schematically and partially, a section along a plane perpendicular to the axis of rotation of the rotor of the rotary machine in the form of a torus or hollow cylinder.
2. la figure 2 représente, schématiquement et partiellement, une coupe, selon un plan de l'axe de rotation du rotor d'un exemple de la machine tournante en forme de tore de section circulaire.2. Figure 2 shows, schematically and partially, a section along a plane of the axis of rotation of the rotor of an example of the rotary machine in the form of a torus of circular section.
3. la figure 3 représente, schématiquement et partiellement,3. FIG. 3 represents, schematically and partially,
4. la figure 4 représente, schématiquement et partiellement, une coupe, selon un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la machine tournante en forme de tore de section circulaire.4. Figure 4 shows, schematically and partially, a section along a plane perpendicular to the axis of rotation of the rotary machine in the form of a torus of circular section.
5. la figure 5 représente, schématiquement et partiellement, une demi-coupe placée sur un aimant du rotor, selon un plan de l'axe de rotation de la machine tournante en forme de tore de section circulaire.5. Figure 5 shows, schematically and partially, a half-section placed on a rotor magnet, along a plane of the axis of rotation of the rotary machine in the form of a torus of circular section.
6.6.
la figure 6 une autre représente, demi-coupe schématiquement et partiellement, placée sur un dispositif de transmission de lignes de champs magnétiques du rotor, selon un plan de l'axe de rotation de la machine tournante en forme de tore de section circulaire.Figure 6 another shows, schematically and partially half-section, placed on a device for transmitting lines of magnetic fields of the rotor, along a plane of the axis of rotation of the rotary machine in the form of a torus of circular section.
7. la figure 7 représente une coupe, schématiquement et partiellement, selon un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la machine tournante en forme de cylindre creux de section rectangulaire.7. Figure 7 shows a section, schematically and partially, along a plane perpendicular to the axis of rotation of the rotary machine in the form of a hollow cylinder of rectangular section.
8. la figure 8 représente, schématiquement et partiellement, une demi-coupe placée sur un aimant du rotor, selon un plan de l'axe de rotation de la machine tournante en forme de cylindre creux de section rectangulaire.8. Figure 8 shows, schematically and partially, a half-section placed on a rotor magnet, along a plane of the axis of rotation of the rotary machine in the form of a hollow cylinder of rectangular section.
9. la figure 9 représente, schématiquement et partiellement, une autre demi-coupe placée sur un dispositif de transmission de lignes de champs magnétique du rotor, selon un plan de l'axe de rotation de la machine tournante en forme de cylindre creux de section rectangulaire.9. FIG. 9 shows, schematically and partially, another half-section placed on a device for transmitting magnetic field lines of the rotor, along a plane of the axis of rotation of the rotary machine in the shape of a hollow cylinder of section rectangular.
10. la figure 10 représente un graphique indicatif du couple en fonction du déplacement angulaire rotor et en fonction du nombre de bobines constituants la machine tournante électrique.10. FIG. 10 represents a graph indicative of the torque as a function of the angular displacement of the rotor and as a function of the number of coils constituting the electric rotating machine.
11.11.
la figure 11 schématiquement représente un fragment partiellement, selon de coupe, et un plan perpendiculaire axe de rotation de la machine tournante en forme de cylindre creux de section rectangulaire.Figure 11 schematically shows a fragment partially, in section, and a plane perpendicular to the axis of rotation of the rotary machine in the form of a hollow cylinder of rectangular section.
12.12.
la figure 12 partiellement, représente selon un plan perpendiculaire une coupe, schématiquement et à 1'axe de rotation de la machine tournante en forme de cylindre creux de section rectangulaire selon une autre conception du rotor.FIG. 12 partially represents, in a perpendicular plane, a section, schematically and with the axis of rotation of the rotary machine in the form of a hollow cylinder of rectangular section according to another design of the rotor.
13. la figure 13 représente, schématiquement et partiellement, une demi-coupe placée sur un aimant du rotor, selon un plan de l'axe de rotation, de la machine tournante en forme de cylindre creux selon une autre conception du rotor.13. Figure 13 shows, schematically and partially, a half-section placed on a rotor magnet, along a plane of the axis of rotation, of the rotary machine in the form of a hollow cylinder according to another design of the rotor.
14. la figure 14, représente, schématiquement et partiellement, une demi-coupe placée sur un dispositif de transmission de lignes de champs magnétiques du rotor, selon un plan de l'axe de rotation, de la machine tournante en forme de cylindre creux selon une autre conception du rotor.14. FIG. 14 represents, schematically and partially, a half-section placed on a device for transmitting lines of magnetic fields of the rotor, along a plane of the axis of rotation, of the rotary machine in the form of a hollow cylinder according to another rotor design.
15. la figure 15 représente une coupe, schématiquement et partiellement, selon un plan perpendiculaire à l'axe de rotation, d'un exemple de la machine tournante électrique de type asynchrone en forme de cylindre creux.15. FIG. 15 represents a section, schematically and partially, along a plane perpendicular to the axis of rotation, of an example of the electric rotary machine of the asynchronous type in the shape of a hollow cylinder.
16. la figure 16 représente, schématiquement et partiellement, une demi-coupe, selon un plan de l'axe de rotation d'un exemple de la machine tournante électrique de type asynchrone en forme de cylindre creux.16. FIG. 16 represents, schematically and partially, a half-section along a plane of the axis of rotation of an example of the electric rotary machine of the asynchronous type in the shape of a hollow cylinder.
17. la figure 17 représente, schématiquement et partiellement, une autre demi-coupe selon une autre position du rotor, selon un plan de l'axe de rotation d'un exemple de la machine tournante électrique de type asynchrone en forme de cylindre creux.17. FIG. 17 represents, schematically and partially, another half-section according to another position of the rotor, along a plane of the axis of rotation of an example of the electric rotary machine of the asynchronous type in the shape of a hollow cylinder.
En référence au dessin de la figure 1, selon une coupe schématique et partielle , selon un plan perpendiculaire à l'axe de rotation (105), de la machine électrique tournante en forme de tore ou de cylindre creux, il comporte un stator (102), un rotor (101) tournant dans le stator (102), autour de l'axe (105). Le stator (102) ayant pour axe de révolution l'axe de rotation du rotor (105) . Le stator (102) et le rotor (101) sont reliés à des moyens de guidage en rotation (103) et un moyen de transmission de force mécanique(104 ) .With reference to the drawing in FIG. 1, in a schematic and partial section, along a plane perpendicular to the axis of rotation (105), of the rotary electrical machine in the form of a torus or of hollow cylinder, it comprises a stator (102 ), a rotor (101) rotating in the stator (102), around the axis (105). The stator (102) having as axis of revolution the axis of rotation of the rotor (105). The stator (102) and the rotor (101) are connected to means for guiding in rotation (103) and a means for transmitting mechanical force (104).
Dans le cas où, selon la figure 2, la machine électrique tournante est, par exemple, de forme torique de section circulaire, selon une coupe schématique et partielle, selon un plan (106) de l'axe de rotation (205), le rotor (201) de forme torique et de section circulaire tourne autour de l'axe (205) dans le stator (202) . Le rotor (201) est guidé par des moyens de guidage (203) afin d'être centré dans le stator (202). Le stator (202) enveloppe complètement le rotor (201) selon la section de coupe (227) . La force mécanique du rotor (201) est transférée à l'extérieur de la machine tournante par un moyen de transmission de force mécanique (204). Le stator (202) est de forme torique creuse à section circulaire. Le stator (202) ayant pour axe de révolution l'axe de rotation du rotor (205) .In the case where, according to FIG. 2, the rotary electric machine is, for example, of toroidal shape of circular section, according to a schematic and partial section, along a plane (106) of the axis of rotation (205), the rotor (201) of toroidal shape and circular section rotates around the axis (205) in the stator (202). The rotor (201) is guided by guide means (203) so as to be centered in the stator (202). The stator (202) completely envelops the rotor (201) according to the cutting section (227). The mechanical force of the rotor (201) is transferred outside the rotary machine by a mechanical force transmission means (204). The stator (202) is of hollow toric shape with circular section. The stator (202) having as axis of revolution the axis of rotation of the rotor (205).
Dans ce cas où, selon la figure 3, la machine tournante est, par exemple, de forme annulaire cylindrique, selon une coupe schématique et partielle, selon un plan de l'axe de rotation (305), le rotor (301) de forme annulaire cylindrique tournantIn this case where, according to FIG. 3, the rotary machine is, for example, of cylindrical annular shape, according to a schematic and partial section, along a plane of the axis of rotation (305), the rotor (301) of shape cylindrical annular rotating
-16guidé par des moyens de guidage (303) pour être centré dans le moyen selon la-16guided by guide means (303) to be centered in the means according to the
Le stator section de est transférée à de transmission est de forme annulaire (302) enveloppe complètement le rotor l'extérieur de la machine tournante par un de force mécanique cylindrique creuse.The stator section of is transferred to the transmission is of annular shape (302) completely envelops the rotor outside of the rotary machine by a hollow cylindrical mechanical force.
pour axe de révolution l'axe de rotation dufor axis of revolution the axis of rotation of
Dans ce cas où, par exemple, la machine tournante est de forme torique de section circulaire, nous utiliserons pour la description la figure 4 décrivant une coupe schématique et partielle, selon un plan perpendiculaire l'axe de rotation partiellement une lignes de lignes la figure 5 représentant demi coupe selon la position de champs magnétiques (406) plan de coupe aligné sur l'axe de rotation schématiquement d'un générateur du rotor, selon enfin et de un la figure 6 représentant schématiquement et partiellement une autre demi-coupe positionnée selon un ensemble de conducteur de lignes de champs magnétiques(623) du rotor (401), selon un plan de coupe tourne selon l'axe de la coupe figure 4, le est constitué, dans cette exemple, de douze éléments générateurs de lignes de champs magnétiques s (406) disposés dans le rotor préférence, de façon équidistantes. De préférence, les douze éléments générateurs de lignes de champs magnétiques selon leur orientation Nord-Sud ou Sud-Nord selon la ligne directrice circulaire du rotor (401) ayant pour centreIn this case where, for example, the rotary machine is toroidal in shape of circular section, we will use for the description figure 4 describing a schematic and partial section, according to a perpendicular plane the axis of rotation partially a line of lines the figure 5 representing half section according to the position of magnetic fields (406) sectional plane aligned on the axis of rotation schematically of a generator of the rotor, according finally and of a FIG. 6 schematically and partially representing another half section positioned according to a set of conductors of magnetic field lines (623) of the rotor (401), along a cutting plane rotates along the axis of the section in Figure 4, the consists, in this example, of twelve elements generating field lines magnetic s (406) arranged in the rotor preferably, equidistantly. Preferably, the twelve elements generating lines of magnetic fields according to their North-South or South-North orientation according to the circular guideline of the rotor (401) having for center
1'axe de à ce que les lignes de champs magnétiques (417) de chaque aimant (406) soit en opposition avec les lignes de champs magnétiques (417) des deux autres aimants les plus proches.The axis of that the magnetic field lines (417) of each magnet (406) is in opposition with the magnetic field lines (417) of the two other nearest magnets.
sont, de préférences, des disques métalliques amagnétiques plats (405). De préférence, ils sont pourvus et creux en leur centre alternativement de douze zones creuses (466) pour recevoir et maintenir les aimants (406)are preferably flat non-magnetic metal discs (405). Preferably, they are provided and hollow in their center alternately with twelve hollow zones (466) to receive and hold the magnets (406)
-17et de douze trous (422) pour recevoir et maintenir les éléments de transmission de lignes de champs magnétiques (623). Les éléments structurels du rotor (419) en conjugaison des éléments de guidage (403) permettent de guider en rotation le rotor (401) dans le stator (402). De préférence, les éléments structurels du rotor (419) sont réalisés en inox 304 ou inox 316. De Préférence, il y aura une pluralité éléments structurels (419) constituant le rotor (401). Les éléments structurels (419) du rotor (401) seront alignés de façon concentrique par rapport à l'axe de rotation (405) .-17 and twelve holes (422) to receive and maintain the transmission elements of magnetic field lines (623). The structural elements of the rotor (419) in combination with the guide elements (403) make it possible to guide the rotor (401) in rotation in the stator (402). Preferably, the structural elements of the rotor (419) are made of stainless steel 304 or stainless steel 316. Preferably, there will be a plurality of structural elements (419) constituting the rotor (401). The structural elements (419) of the rotor (401) will be aligned concentrically with respect to the axis of rotation (405).
Le rotor (401) est guidé par des moyens de guidage (403), de préférence, placés de façon isométrique par rapport à l'axe de rotation (405) et de façon à permettre aussi de centrer le rotor (401) dans le stator (402) . La force mécanique du rotor (401) est transférée à l'extérieur de la machine tournante par la conjugaison des moyens de transmission de force mécanique (404) et des éléments structurels du rotor (420). Les éléments structurels ainsi que les moyens de transmission sont, de préférence, pourvus de dents de force sur leur face circulaire externe.The rotor (401) is guided by guide means (403), preferably placed isometrically with respect to the axis of rotation (405) and so as to also allow the rotor (401) to be centered in the stator (402). The mechanical force of the rotor (401) is transferred to the outside of the rotary machine by the combination of the mechanical force transmission means (404) and the structural elements of the rotor (420). The structural elements as well as the transmission means are preferably provided with force teeth on their external circular face.
Le stator (402) est constitué, de préférence, d'une pluralité éléments générateurs de lignes de champs magnétiques préférence ces éléments générateurs de lignes de champs magnétiques sont des bobines électriques (412). Les bobines électriques sont, de préférence, réalisées par enroulement d'un ou de plusieurs fils de cuivre autour de la ligne directrice circulaire de révolution du rotor (401) ayant pour centre l'axe de sectorielles et sont disposées selon la ligne directrice circulaire de révolution du rotor pour centre l'axe de rotation (405) . Ces bobines (412) sont, dans cette exemple et de préférence, regroupées par ensemble de six bobines successives(430). L'assemblage des bobines (430) réalisent ainsi la forme principal du stator (402), soit dans notre exemple, une forme torique de section circulaire creuse. Les bobines(430) sont, de préférence, entourées par des éléments conducteurs de lignes de champs magnétiques (518). Ces éléments conducteurs de lignes deThe stator (402) preferably consists of a plurality of elements generating lines of magnetic fields, preferably these elements generating lines of magnetic fields are electric coils (412). The electrical coils are preferably produced by winding one or more copper wires around the circular guideline of revolution of the rotor (401) having for center the sectoral axis and are arranged according to the circular guideline of rotor revolution to center the axis of rotation (405). These coils (412) are, in this example and preferably, grouped by set of six successive coils (430). The assembly of the coils (430) thus achieves the main shape of the stator (402), that is in our example, a toroidal shape of hollow circular section. The coils (430) are preferably surrounded by conductive elements of magnetic field lines (518). These conductive elements of lines of
-18champs magnétiques sont, de préférence, alignés circulairement selon le périmètre le plus grand du stator (402) .-18 magnetic fields are preferably aligned circularly along the largest perimeter of the stator (402).
Dans l'exemple des figures Fig.4,In the example of figures Fig.4,
Fig.5 etFig. 5 and
Fig.6, ces conducteurs éléments conducteurs de lignes de champs magnétiques (418) (518) de préférences des fils de fer doux. Ces éléments conducteurs de lignes de champs magnétiques (418) permettent d'attirer et de canaliser les lignes de champs magnétiques (417) àFig.6, these conductive elements conductors of magnetic field lines (418) (518) preferably soft wires. These conductive magnetic field line elements (418) are used to attract and channel the magnetic field lines (417) to
1'extérieur des bobines afin d'augmenter la directivité des lignes de champs magnétiques (617) à la normale du des bobines (612) sommes des vecteurs de la force deThe outside of the coils in order to increase the directivity of the magnetic field lines (617) to the normal of the coils (612) are vectors of the force of
Laplace ainsi générés seront approximativement perpendiculaires aux rayons du cercle deThe square thus generated will be approximately perpendicular to the radii of the circle of
Dans les coupes de la figure 5 et de la figure 6, les bobines enveloppent complètement le figure 5 permet de comprendre l'intérêt des douze zones creuses (466) définies afin de recevoir et de maintenir les aimants (406) dans le rotor (401) . Nous et des éléments structurels de transmission de force mécanique (520) pourvus d'une denture sur leur face externe circulaire.In the sections of FIG. 5 and of FIG. 6, the coils completely envelop FIG. 5 makes it possible to understand the advantage of the twelve hollow zones (466) defined in order to receive and maintain the magnets (406) in the rotor (401 ). We and structural elements of mechanical force transmission (520) provided with a toothing on their circular external face.
La figure 6 permet de comprendre l'intérêt des douze trous (422) afin recevoir et maintenir les conducteurs de lignes de champs magnétiques (623). Nous distinguons la représentation des directions des lignes de champs magnétiques (617) qui sont bobines ( 612) .FIG. 6 makes it possible to understand the advantage of the twelve holes (422) in order to receive and maintain the conductors of magnetic field lines (623). We distinguish the representation of the directions of the magnetic field lines (617) which are coils (612).
De préférence, des vis (665) maintiendrontPreferably screws (665) will hold
1'ensemble des conducteurs aux éléments et aux éléments structurels de transmission de force mécanique(620) pourvus d'une denture sur leur face externe circulaire.All the conductors to the elements and structural elements for transmitting mechanical force (620) provided with teeth on their circular external face.
Dans ce cas où, la machine tournante est, par exemple, de forme annulaire de section rectangulaire, nous utiliserons, pour la description, la figure 7 décrivant une coupe schématique et partielle, selon un plan perpendiculaire à l'axe de rotation (705), ainsi que la figure 8 représentant schématiquement et parIn this case where, the rotary machine is, for example, of annular shape of rectangular section, we will use, for the description, figure 7 describing a schematic and partial section, according to a plane perpendicular to the axis of rotation (705) , as well as FIG. 8 schematically representing and by
-19tiellement une demi-coupe selon la position d'un générateurs de lignes de lignes de champs magnétiques (706) du rotor, selon la ligne de coupe III et enfin la figure 9 représentant schématiquement et partiellement une autre demi-coupe positionnée selon un ensemble de conducteur de lignes de champs magnétiques(707) du rotor (701), selon la ligne de coupe IV.-19tiement a half-section according to the position of a generator of lines of magnetic field lines (706) of the rotor, according to section line III and finally FIG. 9 schematically and partially representing another half-section positioned according to a set conductor of magnetic field lines (707) of the rotor (701), along the section line IV.
Le rotor (701) de section rectangulaire tourne autour de l'axe (705) dans le stator (702) . Selon cette coupe figure 7, le rotor (701) est constitué, dans cette exemple et ne serait être limitatif, de douze éléments générateurs de lignes de champs magnétiques (706) disposés dans le rotor (701), de préférence, de façon équidistantes. De préférence, les douze éléments générateurs de lignes de champs magnétiques (706) sont des aimants disposés selon leur orientation Nord-Sud ou sud-Nord selon la ligne directrice circulaire du rotor (701) ayant pour centre l'axe de rotation (705) . Les aimants (706) sont disposés de façon à ce que les lignes de champs magnétiques de chaque aimant soit en opposition (1117) avec les lignes de champs magnétiques des deux autres aimants les plus proches. Les aimants (706) sont maintenus par les éléments structurels (811) qui sont, de préférences, des disques métalliques amagnétiques plats et creux en leur centre (705) . De préférence, ils (811) sont pourvus alternativement de douze zones creuses (766) pour recevoir et maintenir les aimants (706) et de douze trous (709) pour recevoir et maintenir les éléments de transmission de force mécanique magnétique (707).The rotor (701) of rectangular section rotates around the axis (705) in the stator (702). According to this section in FIG. 7, the rotor (701) consists, in this example and would not be limiting, of twelve elements generating lines of magnetic fields (706) arranged in the rotor (701), preferably in an equidistant manner. Preferably, the twelve elements generating magnetic field lines (706) are magnets arranged in their North-South or South-North orientation along the circular guideline of the rotor (701) having the axis of rotation (705) as their center. . The magnets (706) are arranged so that the magnetic field lines of each magnet are in opposition (1117) with the magnetic field lines of the other two nearest magnets. The magnets (706) are held by the structural elements (811) which are, preferably, flat and hollow non-magnetic metal discs in their center (705). Preferably, they (811) are alternately provided with twelve hollow zones (766) for receiving and holding the magnets (706) and twelve holes (709) for receiving and maintaining the elements for transmitting magnetic mechanical force (707).
Les éléments structurels du rotor (811) en conjugaison des éléments de guidages (703) permettent de guider en rotation le rotor (701) dans le stator (702) . De préférence, les éléments structurels du rotor (811) sont réalisés en inox 304 ou inox 316. De Préférence, il y aura une pluralité éléments structurels(811) constituant le rotor(701).The structural elements of the rotor (811) in combination with the guide elements (703) make it possible to guide the rotor (701) in rotation in the stator (702). Preferably, the structural elements of the rotor (811) are made of stainless steel 304 or stainless steel 316. Preferably, there will be a plurality of structural elements (811) constituting the rotor (701).
Les éléments structurels (811) du rotor (701) seront alignés de façon concentrique par rapport à l'axe de rotation (705) .The structural elements (811) of the rotor (701) will be aligned concentrically with respect to the axis of rotation (705).
Le rotor (701) est guidé par des moyens de guidages (703), de préférence, placés de façon isométrique par rapport à l'axe de rotation (705) et aussi de façon à centrer le rotor (701) dans le stator (702). La force mécanique du rotor (701) est transférée àThe rotor (701) is guided by guide means (703), preferably placed isometrically with respect to the axis of rotation (705) and also so as to center the rotor (701) in the stator (702). ). The mechanical force of the rotor (701) is transferred to
-201'extérieur de la machine tournante par la conjugaison des moyens de transmission de force mécanique magnétique (707), des moyens de transmission de force mécanique amagnétique (708) et des moyens de transmission de force mécanique (704). De préférence, les moyens de transmission de force mécanique magnétique (707), les moyens de transmission de force mécanique amagnétique (708) et les moyens de transmission de force mécanique (704) sont, pourvus de dents sur leur face circulaire externe.-201'external of the rotating machine by the combination of magnetic mechanical force transmission means (707), non-magnetic mechanical force transmission means (708) and mechanical force transmission means (704). Preferably, the magnetic mechanical force transmission means (707), the non-magnetic mechanical force transmission means (708) and the mechanical force transmission means (704) are provided with teeth on their external circular face.
Le stator (702) est constitué de préférence d'une pluralité éléments générateurs de lignes de champs magnétiques (712). De préférence, magnétiques ces éléments générateurs de lignes de champs sont des bobines électriques (712) préférence, seules les bobines (712) (812) entourant temporairement les éléments de transmission de force mécanique magnétique (707) sont alimentées en courant électrique, dans le cas d'un fonctionnement moteur de la machine électrique tournante. De préférence, le sens de chaque courant électrique (924) de chaque bobine (712) sera défini en fonction du sens de rotation du rotor (701) et du sens des lignes de champs magnétiques (1117) traversant chacune des bobines électriques (712). Les bobines électriques (712) sont, de préférence, réalisées par enroulement d'un ou de plusieurs fil de cuivre vernis autour de la ligne directrice circulaire de révolution du rotor (701) ayant pour centre l'axe de rotation (705). De préférence, elles (712) sont de forme torique sectorielle et sont disposées selon une ligne directrice circulaire de révolution du rotor (701) ayant pour centre l'axe de rotation (705) . Ces bobines (712) sont, dans cet exemple, de préférence, regroupées par ensemble de cinquante bobines successives (730) . La disposition des bobines (730) réalisent ainsi la forme principale du stator (702), soit dans notre exemple, une forme annulaire creuse. Les bobines (730) sont, de préférence, entourées par des éléments conducteurs de lignes de champs magnétiques (710) (810) (910). Ces conducteurs magnétiques (810) sont, de préférence, alignés circulairement selon le périmètre le plus grand du stator (702). Ces conducteurs magnétiques (810) sont, de préférences, orientés approximativement selon les normales (917) du courant électrique des bobines (912)The stator (702) preferably consists of a plurality of elements generating lines of magnetic fields (712). Preferably, magnetic these field line generating elements are electric coils (712) preferably, only the coils (712) (812) temporarily surrounding the magnetic mechanical force transmission elements (707) are supplied with electric current, in the in case of motor operation of the rotating electric machine. Preferably, the direction of each electric current (924) of each coil (712) will be defined according to the direction of rotation of the rotor (701) and the direction of the lines of magnetic fields (1117) passing through each of the electric coils (712) . The electric coils (712) are preferably produced by winding one or more varnished copper wires around the circular guideline of revolution of the rotor (701) having the axis of rotation (705) as its center. Preferably, they (712) are of sectoral toric shape and are arranged along a circular guideline of revolution of the rotor (701) having for center the axis of rotation (705). These coils (712) are, in this example, preferably grouped by set of fifty successive coils (730). The arrangement of the coils (730) thus realize the main shape of the stator (702), that is in our example, a hollow annular shape. The coils (730) are preferably surrounded by conductive elements of magnetic field lines (710) (810) (910). These magnetic conductors (810) are preferably aligned circularly along the largest perimeter of the stator (702). These magnetic conductors (810) are preferably oriented approximately according to the normals (917) of the electric current of the coils (912)
-21de la figure 9 afin de limiter les pertes générées par les courants de Foucault. Dans l'exemple des figures Fig.7, Fig.8 et Fig.9, ces conducteurs magnétiques (710) (810) (910) seront, de préférence, des pièces de fer doux. Ces conducteurs magnétiques (710) (810) (910) permettent d'attirer les lignes de champs magnétiques (917) (1117) à l'extérieur des bobines électriques (912) (1012) afin de diriger les lignes de champs magnétiques (917) (1117) à la normale du courant électrique (924) (1124) des bobines (912) du stator (702) . La somme des vecteurs de la force de Laplace ainsi générés sera approximativement perpendiculaire aux rayons du cercle de rotation du rotor (701) .FIG. 9 in order to limit the losses generated by the eddy currents. In the example of Figures Fig.7, Fig.8 and Fig.9, these magnetic conductors (710) (810) (910) will preferably be pieces of soft iron. These magnetic conductors (710) (810) (910) make it possible to attract the magnetic field lines (917) (1117) outside the electric coils (912) (1012) in order to direct the magnetic field lines (917 ) (1117) normal electrical current (924) (1124) of the coils (912) of the stator (702). The sum of the Laplace force vectors thus generated will be approximately perpendicular to the radii of the circle of rotation of the rotor (701).
Dans la figure 8 et la figure 9, les bobines électriques du stator (812) (912) enveloppent complètement le rotor (801) (901). La figure 8 permet de comprendre l'intérêt des douze zones creuses (766) définies afin de recevoir et de maintenir les aimants (706) (806) . Dans cette même figure 8, nous distinguons le montage concentrique des éléments structurels (811), des éléments structurels d'extrémité de rotor (825) et des éléments de transmission de force mécanique amagnétique (808).In FIG. 8 and FIG. 9, the electric coils of the stator (812) (912) completely envelop the rotor (801) (901). FIG. 8 makes it possible to understand the advantage of the twelve hollow zones (766) defined in order to receive and maintain the magnets (706) (806). In this same figure 8, we distinguish the concentric mounting of the structural elements (811), the rotor end structural elements (825) and the non-magnetic mechanical force transmission elements (808).
La figure 9 permet de comprendre l'intérêt des douze trous (709) qui permettent de recevoir et de maintenir à l'aide, par exemple, de rivet à tête plate (965), les éléments de transmission de force mécanique magnétique (907) aux éléments structurels (911) et aux éléments structurels d'extrémité de rotor (925). Nous distinguons la représentation des directions des lignes de champs magnétiques (917) normale à la direction du courant électrique (924) des bobines (912).FIG. 9 makes it possible to understand the advantage of the twelve holes (709) which make it possible to receive and maintain using, for example, with a flat head rivet (965), the elements for transmitting magnetic mechanical force (907) structural elements (911) and rotor end structural elements (925). We distinguish the representation of the directions of the magnetic field lines (917) normal to the direction of the electric current (924) of the coils (912).
La figure 11 illustre un secteur fonctionnel, schématiquement et partiellement, selon un plan de coupe perpendiculaire à l'axe de rotation de la machine tournante. Nous retrouvons le rotor (1101), les éléments de guidage en rotation (1103), les éléments de transmission de force éléments de transmission de force mécaniques amagnétiques les éléments générateur des lignes de champs magnétiques les éléments conducteur de lignes de champs magnétiques les éléments de transmission de force mécanique vers l'extérieur (1104) de la machine tournante, les trous (1109) permettantFIG. 11 illustrates a functional sector, schematically and partially, along a cutting plane perpendicular to the axis of rotation of the rotary machine. We find the rotor (1101), the rotating guide elements (1103), the force transmission elements non-magnetic mechanical force transmission elements the elements generating magnetic field lines the conductive elements of magnetic field lines the elements of mechanical force transmission to the outside (1104) of the rotating machine, the holes (1109) allowing
-221'assemblage du rotor (1101) et les trous (1113) permettant l'assemblage du stator (1102).-221'assembly of the rotor (1101) and the holes (1113) allowing the assembly of the stator (1102).
Grâce à l'illustration de la figure 11, nous remarquons que les lignes de champs magnétiques (1117) traversent la bobine (1112a), la bobine (1112b), la bobine (1112c), la bobine (1112d), la bobine (1112e), la bobine (1112f), la bobine (1112g) et la bobine (1112h). Lors de la rotation du rotor (1101), les lignes de champs magnétiques (1117) vont alors se déplacer et ne plus couvrir entièrement une des bobines (1112). Alors le courant électrique (1124) sera basculé sur la bobine où les lignes de champs magnétiques (1117) arrivent. L'intérêt d'utiliser des bobines (1112) plus petites que les bobines (712) de l'exemple de la figure 4 est représenté figure 10. Comme la commutation du courant électrique (1124) dans les bobines (1112) est réalisée que sur une plus petite fraction de lignes de champs magnétiques (1117) alors la variation résultante du couple de la machine électrique tournante est beaucoup plus faible telle que cela est approximativement représenté sur la figure 10. Le mode 1 étant l'exemple de la figure 4 comportant dix huit bobines (412) et le mode 8 étant l'exemple de la figure 7 comportant cent cinquante bobines (712) .Thanks to the illustration of figure 11, we notice that the lines of magnetic fields (1117) cross the coil (1112a), the coil (1112b), the coil (1112c), the coil (1112d), the coil (1112e ), the coil (1112f), the coil (1112g) and the coil (1112h). During the rotation of the rotor (1101), the magnetic field lines (1117) will then move and no longer fully cover one of the coils (1112). Then the electric current (1124) will be switched on the coil where the lines of magnetic fields (1117) arrive. The advantage of using coils (1112) smaller than the coils (712) of the example of FIG. 4 is shown in FIG. 10. As the switching of the electric current (1124) in the coils (1112) is carried out only on a smaller fraction of lines of magnetic fields (1117) then the resulting variation of the torque of the rotating electric machine is much smaller as that is roughly represented in figure 10. Mode 1 being the example of figure 4 comprising eighteen coils (412) and mode 8 being the example of FIG. 7 comprising one hundred and fifty coils (712).
De préférence, il y aura une pluralité d'éléments de guidage en rotation (1103). De préférence, il y en aura trois. De préférence, ils (1103) seront placés de façon équidistante entre eux et seront placés sur un cercle de centre (705). De préférence, ils (1103) se seront la conjugaison d'axes et de roulements à billes. De préférence, ils (1103) seront en inox 304 ou 316.Preferably, there will be a plurality of rotating guide elements (1103). Preferably, there will be three. Preferably, they (1103) will be placed equidistant from each other and will be placed on a center circle (705). Preferably, they (1103) will be the combination of axes and ball bearings. Preferably, they (1103) will be made of stainless steel 304 or 316.
De préférence, il y aura une pluralité d'éléments de transmission de force mécanique magnétique (1107). De préférence, ils (1107) seront placés de façon équidistante entre eux et concentriques à l'axe (705) . De préférence, ils (1107) comporteront une série de dents. De préférence, cette série de dents sera de type engrenage. De préférence, ils (1107) seront réalisés en fer-silicium à grains orientés. De préférence, ils (1107) seront réalisés dans de la tôles. De préférence, ils (1107) seront munis de trous (1109) permettant l'assemblage du rotor (1101) .Preferably, there will be a plurality of magnetic mechanical force transmitting elements (1107). Preferably, they (1107) will be placed equidistant from each other and concentric with the axis (705). Preferably, they (1107) will include a series of teeth. Preferably, this series of teeth will be of the gear type. Preferably, they (1107) will be made of grain-oriented iron-silicon. Preferably, they (1107) will be made from sheet metal. Preferably, they (1107) will be provided with holes (1109) allowing the assembly of the rotor (1101).
-23De préférence, il y aura une pluralité d'éléments de transmission de force mécaniques amagnétique-23 Preferably, there will be a plurality of non-magnetic mechanical force transmitting elements
De de façon équidistante entre comporteront une série de dents.Equidistant between will include a series of teeth.
De préférence, cette série de dents sera de type engrenage. De réalisés en inox 304 ou 316. De réalisés dans de la tôle d'épaisseur plus forte que les éléments de transmission de forcePreferably, this series of teeth will be of the gear type. Made of 304 or 316 stainless steel. Made of thicker sheet metal than the force transmission elements
De préférence, les par enroulement d'un ou bobines électriques (1112) sont réalisées de plusieurs fils conducteurs électriques autour de la ligne directrice circulaire de révolution du rotor (701) ayant pour centre l'axe de rotation (705). De préférence, les fils conducteurs électriques sont réalisés en fil de cuivre ou fil d'aluminium vernis. De préférence, elles (1112) sont de forme torique sectorielle et sont disposées selon une ligne directrice ayant pour centre 1'axe de rotation (705). Ces bobines (1112) sont, dans cet exemple, de préférence regroupées par ensemble de cinquante bobines façon équidistante entre eux et concentriques à l'axe (705).Preferably, by winding one or more electrical coils (1112) are made of several electrically conductive wires around the circular guideline of revolution of the rotor (701) having the axis of rotation (705) as a center. Preferably, the electrically conductive wires are made of copper wire or varnished aluminum wire. Preferably, they (1112) are of sectoral toric shape and are arranged along a guideline having the axis of rotation (705) as a center. These coils (1112) are, in this example, preferably grouped by set of fifty coils equidistant from each other and concentric with the axis (705).
De préférence, il y aura une pluralité d'éléments conducteurs de lignes de champs préférence, seront placés de façon concentriques à 1'axe fer-silicium à grains orientés.Preferably, there will be a plurality of conductive elements of field lines preferably, will be placed concentric to the grain-oriented iron-silicon axis.
dans de la tôle. De seront disposés de façon à canaliser l'ensemble des lignes de champs magnétiques sortant des bobines (1112) . De préférence, ils (1110) auront une pluralité de trous (1113) afin de permettre l'assemblage des éléments eux-mêmesin sheet metal. From will be arranged so as to channel all the lines of magnetic fields leaving the coils (1112). Preferably, they (1110) will have a plurality of holes (1113) in order to allow the assembly of the elements themselves
De préférence, il y aura une pluralité d'éléments de transmission de force mécanique préférence, ils (1104) seront centrés sur les éléments de guidage en rotation préférence, fer-silicium à grains orientés.Preferably, there will be a plurality of elements for transmitting mechanical force preferably, they (1104) will be centered on the guiding elements in rotation preferably, grain-oriented iron-silicon.
comporteront une série de dents.will have a series of teeth.
De préférence, cette série dePreferably, this series of
-24dents sera de type engrenage et de même module que les éléments de transmission de force mécanique amagnétiques (1108) et que les éléments de transmission de force mécanique magnétiques (1107). De préférence, ils (1104) seront réalisés dans de la tôle d'épaisseur différente des éléments de transmission de force mécanique amagnétiques (1108) et d'épaisseur différente des éléments de transmission de force mécanique magnétiques (1107).-24 teeth will be of gear type and of the same module as the non-magnetic mechanical force transmission elements (1108) and as the magnetic mechanical force transmission elements (1107). Preferably, they (1104) will be produced in sheet metal of different thickness from the non-magnetic mechanical force transmission elements (1108) and of different thickness from the magnetic mechanical force transmission elements (1107).
Un autre exemple déclinaison du rotor de la machine tournante :Another example declination of the rotor of the rotating machine:
Dans ce cas où, la machine tournante est, par exemple, de forme annulaire de section rectangulaire, nous utiliserons, pour la description, la figure 12 décrivant une coupe schématique et partielle, selon un plan perpendiculaire à l'axe de rotation (1205), ainsi que la figure 13 représentant schématiquement et partiellement une demi-coupe selon la position d'un générateur de lignes de champs magnétiques (1606) du rotor, selon la ligne de coupe I et enfin la figure 14 représentant schématiquement et partiellement une autre demi-coupe positionnée selon un ensemble de conducteurs de lignes de champs magnétiques(1207) du rotor (1201), selon la ligne de coupe II.In this case where, the rotary machine is, for example, of annular shape of rectangular section, we will use, for the description, figure 12 describing a schematic and partial section, according to a plane perpendicular to the axis of rotation (1205) , as well as FIG. 13 schematically and partially representing a half-section according to the position of a generator of magnetic field lines (1606) of the rotor, along the section line I and finally FIG. 14 schematically and partially representing another half -cut positioned along a set of magnetic field line conductors (1207) of the rotor (1201), along the cutting line II.
Le rotor(1201) de section rectangulaire tourne autour de l'axe (1205) dans le stator (1202) . Selon cette coupe figure 12, le rotor (1201) est constitué, dans cette exemple et ne serait être limitatif, de douze éléments générateurs de lignes de champs magnétiques(1206) disposés dans le rotor (1201), de préférence, de façon équidistante. De préférence, les douze éléments générateurs de lignes de champs magnétiques (1206) sont des aimants disposés selon leur orientation Nord-Sud ou Sud-Nord selon une ligne directrice circulaire du rotor (1201) ayant pour centre l'axe de rotation (1205). Les aimants (1206) sont disposés de façon à ce que les lignes de champs magnétiques de chaque aimant soit en opposition (1117) avec les lignes de champs magnétiques des deux autres aimants les plus proches.The rotor (1201) of rectangular section rotates around the axis (1205) in the stator (1202). According to this section in FIG. 12, the rotor (1201) consists, in this example and would not be limiting, of twelve elements generating lines of magnetic fields (1206) arranged in the rotor (1201), preferably, equidistantly. Preferably, the twelve elements generating lines of magnetic fields (1206) are magnets arranged in their North-South or South-North orientation along a circular guideline of the rotor (1201) having for center the axis of rotation (1205) . The magnets (1206) are arranged so that the magnetic field lines of each magnet are in opposition (1117) with the magnetic field lines of the other two nearest magnets.
Les aimants (1206) sont maintenus par les éléments structurels amagnétiques (1311) qui sont, de préférence, desThe magnets (1206) are held by the non-magnetic structural elements (1311) which are preferably
-25disques métalliques amagnétiques plats et creux en leur centre(1205). De préférence, ils (1311) sont pourvus alternativement de douze zones creuses (1266) pour recevoir et maintenir les aimants (1206) et de douze autres zones creuses pour recevoir et maintenir les éléments de transmission de lignes champs magnétiques (1207).-25 flat and hollow non-magnetic metal discs in their center (1205). Preferably, they (1311) are alternately provided with twelve hollow zones (1266) for receiving and holding the magnets (1206) and twelve other hollow zones for receiving and maintaining the transmission elements of magnetic field lines (1207).
Les éléments structurels du rotor (1311) en conjugaison des éléments de guidages (1203) permettent de guider en rotation le rotor (1201) dans le stator(1202). De préférence, les éléments structurels du rotor (1311) sont réalisés en inox 304 ou inox 316. De Préférence, il y aura une pluralité d'éléments structurels (1311) constituant le rotor (1201).The structural elements of the rotor (1311) in combination with the guide elements (1203) make it possible to guide the rotor (1201) in rotation in the stator (1202). Preferably, the structural elements of the rotor (1311) are made of stainless steel 304 or stainless steel 316. Preferably, there will be a plurality of structural elements (1311) constituting the rotor (1201).
Les éléments structurels (1311) du rotor (1201) seront alignés de façon concentrique par rapport à l'axe de rotation (1205) .The structural elements (1311) of the rotor (1201) will be aligned concentrically with respect to the axis of rotation (1205).
Le rotor (1201) est guidé par des moyens de guidage (1203), de préférence, placés de façon isométrique par rapport à l'axe de rotation (1205) et aussi de façon à centrer le rotor (1201) dans le stator force mécanique du transférée l'extérieur de la machine tournante par la conj ugarson des éléments structurels dentelés et des moyens de transmission de préférence, les éléments structurels dentelés amagnétiques et les moyens de transmission de force sont, pourvus de dents sur leur face circulaire externe.The rotor (1201) is guided by guide means (1203), preferably placed isometrically with respect to the axis of rotation (1205) and also so as to center the rotor (1201) in the mechanical force stator. of transferred outside the rotating machine by the conj ugarson of the serrated structural elements and preferably transmission means, the non-magnetic serrated structural elements and the force transmission means are provided with teeth on their external circular face.
Le de préférence, d ' une pluralité d'éléments générateurs de lignes de champs magnétiques (1212) .Preferably, a plurality of elements generating lines of magnetic fields (1212).
De préférence, ces éléments générateurs de lignes de champs magnétiques sont des bobines électriques (1212) (1312) (1412) .Preferably, these elements generating lines of magnetic fields are electric coils (1212) (1312) (1412).
De préférence, seules les bobines (1212) (1312) (1412) entourant temporairement les éléments de transmission de lignes de champs magnétiques (1207) sont alimentées en courant électrique dans la cas d'un fonctionnement moteur de la machine électrique tournante. De préférence, le sens de chaque courant électrique (1424) de chaque bobine (1212) alimentée sera défini en fonction du sens de rotation du rotor (1201) et du sens des lignes dePreferably, only the coils (1212) (1312) (1412) temporarily surrounding the transmission elements of magnetic field lines (1207) are supplied with electric current in the case of a motor operation of the rotary electric machine. Preferably, the direction of each electric current (1424) of each coil (1212) supplied will be defined according to the direction of rotation of the rotor (1201) and the direction of the lines of
-26champs magnétiques (1417) traversant chacune des bobines électriques (1212).-26 magnetic fields (1417) passing through each of the electric coils (1212).
Les bobines électriques (1212) sont, de préférence, réalisées par enroulement d'un ou de plusieurs fils de cuivre autour de la ligne directrice circulaire de révolution du rotor (1202) ayant pour centre l'axe de rotation (1205). De préférence, elles (1212) sont de forme torique sectorielle et sont disposées selon la ligne directrice circulaire de révolution du rotor (1201) ayant pour centre l'axe de rotation (1205). Ces bobines (1212) sont, dans cet exemple, de préférence, regroupées par ensemble de cinquante bobines successives (1230). L'assemblage de ces ensembles de bobines (1230) réalise ainsi la forme principale du stator (1202), soit dans notre exemple, une forme annulaire creuse. Les ensembles de bobines (1230) sont, de préférence, entourées par des éléments conducteurs de lignes de champs magnétiques (1310). Ces conducteurs de lignes de champs magnétiques (1310) sont, de préférence, alignés circulairement selon le périmètre le plus grand du stator (1202). Ces conducteurs magnétiques (1310) sont, de préférence, orientés approximativement selon les normales (1417) du courants électriques (1424) de la figure 14 afin de limiter les pertes générées par les courants de Foucault. Dans l'exemple des figures Fig.12, Fig.13 et Fig.14, ces conducteurs préférence, des pièces de fer doux. Ces conducteurs magnétiques permettent d'attirer les lignes de champs à l'extérieur des bobines (1412) magnétiques du rotor électriques afin de diriger les lignes de champs magnétiques (1417) à la normale du courant électrique bobines du stator (1202) . La somme des vecteurs de la force de Laplace ainsi générée sera approximativement perpendiculaire aux rayonsThe electric coils (1212) are preferably produced by winding one or more copper wires around the circular guideline of revolution of the rotor (1202) having the axis of rotation (1205) as its center. Preferably, they (1212) are of sectoral toric shape and are arranged along the circular guideline of revolution of the rotor (1201) having for center the axis of rotation (1205). These coils (1212) are, in this example, preferably grouped by set of fifty successive coils (1230). The assembly of these sets of coils (1230) thus achieves the main shape of the stator (1202), that is in our example, a hollow annular shape. The coil assemblies (1230) are preferably surrounded by conductive elements of magnetic field lines (1310). These magnetic field line conductors (1310) are preferably circularly aligned along the largest perimeter of the stator (1202). These magnetic conductors (1310) are preferably oriented approximately according to the normals (1417) of the electric currents (1424) of FIG. 14 in order to limit the losses generated by the eddy currents. In the example of Figures Fig.12, Fig.13 and Fig.14, these conductors preferably pieces of soft iron. These magnetic conductors are used to attract the field lines to the outside of the electric rotor magnetic coils (1412) in order to direct the magnetic field lines (1417) to the normal electric current of the stator coils (1202). The sum of the Laplace force vectors thus generated will be approximately perpendicular to the rays
Dans la figure 13 et la figure 14, les du cercle de rotation bobines électriques du stator (1312) (1412) enveloppent complètement le rotor(1201).In Figure 13 and Figure 14, the electric coil coils of the stator (1312) (1412) rotate completely around the rotor (1201).
La figure 13 permet de comprendre l'intérêt des douze zones creuses (1266) définies afin de recevoir et de maintenir les aimants (1206) (1306). Dans cette même figure 13, nous distinguons le montage concentrique des éléments structurels amagnétiquesFIG. 13 makes it possible to understand the advantage of the twelve hollow zones (1266) defined in order to receive and maintain the magnets (1206) (1306). In this same figure 13, we distinguish the concentric mounting of the non-magnetic structural elements
-27(1311), des éléments structurels d'extrémité du rotor amagnétiques (1325) (1425) et des éléments structurels de transmission de force mécanique amagnétiques (1308) pourvus d'une denture (1315).-27 (1311), non-magnetic rotor end structural elements (1325) (1425) and non-magnetic mechanical force transmission structural elements (1308) provided with teeth (1315).
La figure 14 permet de comprendre l'intérêt des douze trous (1209) qui permettent de recevoir et de maintenir à l'aide, par exemple, de rivet à tête plate (1465), les éléments de transmission de champs magnétiques (1407) aux éléments structurels amagnétiques (1411) et aux éléments structurels d'extrémité du rotor (1425). Nous distinguons la représentation des directions des lignes de champs magnétiques (1417) normale à la direction du courant électrique (1424) des bobines (1412).FIG. 14 makes it possible to understand the advantage of the twelve holes (1209) which make it possible to receive and maintain using, for example, with a flat head rivet (1465), the elements for transmitting magnetic fields (1407) to non-magnetic structural elements (1411) and to the rotor end structural elements (1425). We distinguish the representation of the directions of the magnetic field lines (1417) normal to the direction of the electric current (1424) of the coils (1412).
De préférence, il y aura une pluralité d'éléments de guidage en rotation (1203) . De préférence, il y en aura trois. De préférence, ils (1203) seront placés de façon équidistante entrePreferably, there will be a plurality of rotating guide elements (1203). Preferably, there will be three. Preferably, they (1203) will be placed equidistantly between
De préférence, ils (1203) seront la conjugaison d'axes et de roulements à billes. De préférence, ils (1203) seront en inoxPreferably, they (1203) will be the combination of axes and ball bearings. Preferably, they (1203) will be made of stainless steel
304 ou 316.304 or 316.
De préférence, il y aura une pluralité d'éléments de transmission de lignes de champs magnétiquesPreferably, there will be a plurality of transmission elements for magnetic field lines.
De placés de façon équidistante entre eux et concentriques à l'axe seront réalisés en fer-silicium à grains orientés. De préférence, préférence, ils (1207) seront munis de trous (1209) permettantEquidistant from each other and concentric to the axis will be made of grain-oriented iron-silicon. Preferably, preferably, they (1207) will be provided with holes (1209) allowing
1'assemblageAssembly
De préférence, il y aura une pluralité d'éléments structurels de transmission de force mécanique amagnétiques préférence, ils (1208) seront placés de façon concentrique à l'axe de rotation (1205) . De préférence, ils (1208) comporteront une série de dents sur leur face circulaire externe. De préférence, cette série de dents sera de type engrenage. De préférence, ils (1208) seront réalisés en inox 304 ou 316. De préférence, ils (1208) seront réalisés dans de la tôle d'épaisseur plus forte que les éléments de transmission de lignes de champs magnétiques (1207) .Preferably, there will be a plurality of structural elements for transmitting non-magnetic mechanical force, preferably (1208) they will be placed concentrically with the axis of rotation (1205). Preferably, they (1208) will have a series of teeth on their external circular face. Preferably, this series of teeth will be of the gear type. Preferably, they (1208) will be made of stainless steel 304 or 316. Preferably, they (1208) will be made of sheet metal of greater thickness than the transmission elements of magnetic field lines (1207).
-28De préférence, les bobines électriques (1212) sont réalisées par enroulement d'un ou de plusieurs fils conducteurs électriques autour de la ligne directrice circulaire de révolution du rotor (1201) ayant pour centre l'axe de rotation (1205). De préférence, les fils conducteurs électriques sont réalisés en fil de cuivre ou fil d'aluminium. De préférence, elles (1212) sont de forme annulaire sectorielle et sont disposées selon la ligne directrice circulaire de révolution du rotor (1201) ayant pour centre l'axe de rotation bobines (1212) sont, dans cet exemple, de préférence, regroupées par ensemble de cinquante bobines successives préférence, les ensembles (1230) seront placés de façon équidistante entre eux et sur un cercle concentrique à 1'axePreferably, the electric coils (1212) are produced by winding one or more electric conducting wires around the circular guideline of revolution of the rotor (1201) having the axis of rotation (1205) as a center. Preferably, the electrically conductive wires are made of copper wire or aluminum wire. Preferably, they (1212) are of sectoral annular shape and are arranged according to the circular guideline of revolution of the rotor (1201) having for center the axis of rotation coils (1212) are, in this example, preferably, grouped by set of fifty successive coils preferably, the sets (1230) will be placed equidistant from each other and on a circle concentric to the axis
De préférence, il y aura une pluralité d'éléments conducteurs de lignes de champs préférence, seront placés de façon concentrique à l'axe fer-silicium à grains orientés. De préférence, ils (1210) seront réalisés dans de la tôle. De préférence, ils (1210) seront disposés de façon à canaliser l'ensemble des lignes de champs magnétiques sortant des bobines (1212). De préférence, ils (1210) auront une pluralité de trous (1213) afin de permettre l'assemblage des éléments eux mêmes (1210) et aussi du stator (1202) .Preferably, there will be a plurality of conductive elements of field lines preferably, will be placed concentric to the iron-silicon axis with oriented grains. Preferably, they (1210) will be made of sheet metal. Preferably, they (1210) will be arranged so as to channel all of the lines of magnetic fields leaving the coils (1212). Preferably, they (1210) will have a plurality of holes (1213) in order to allow the assembly of the elements themselves (1210) and also of the stator (1202).
De préférence, il y aura une pluralité d'éléments de transmission de force mécanique vers l'extérieur (1204). De préférence, ils (1204) seront centrés sur les éléments de guidage en rotation (1203). De préférence, ils (1204) seront réalisés en fer-silicium à grains orientés. De préférence, ils (1204) comporteront une série de dents. De préférence, cette série de dents sera de type engrenage et de même module que les éléments de transmission de force mécanique amagnétiques (1208). De préférence, ils (1204) seront réalisés dans de la tôle d'épaisseur différente des éléments de transmission de force mécanique amagnétiques (1208).Preferably, there will be a plurality of elements for transmitting mechanical force to the outside (1204). Preferably, they (1204) will be centered on the rotating guide elements (1203). Preferably, they (1204) will be made of grain-oriented iron-silicon. Preferably, they (1204) will include a series of teeth. Preferably, this series of teeth will be of gear type and of the same module as the non-magnetic mechanical force transmission elements (1208). Preferably, they (1204) will be produced in sheet metal of different thickness from the non-magnetic mechanical force transmission elements (1208).
-29Un autre exemple de déclinaison de la machine électrique tournante dite de fonctionnement asynchrone:Another example of the rotary electric machine known as asynchronous operation:
Dans ce cas où, la machine tournante est, par exemple, de forme annulaire de section rectangulaire, nous utiliserons, pour la description, la figure 15 décrivant une coupe schématique et partielle, selon un plan perpendiculaire à l'axe de rotation (1505), ainsi que la figure 16 représentant schématiquement et partiellement une demi-coupe selon la position d'un générateur de lignes de champs magnétiques (1606) du rotor, selon la ligne de coupe V et enfin la figure 17 représentant schématiquement et partiellement une autre demi-coupe positionnée selon un ensemble de conducteurs de lignes de champs magnétiques (1507) du rotor (1501), selon la ligne de coupe VI.In this case where, the rotary machine is, for example, of annular shape of rectangular section, we will use, for the description, figure 15 describing a schematic and partial section, according to a plane perpendicular to the axis of rotation (1505) , as well as FIG. 16 schematically and partially representing a half-section according to the position of a generator of magnetic field lines (1606) of the rotor, along the section line V and finally FIG. 17 schematically and partially representing another half -cut positioned along a set of magnetic field line conductors (1507) of the rotor (1501), along the cutting line VI.
Le rotor (1501) de section circulaire tourne autour de l'axe de rotation (1505) dans le stator (1502). Le rotor (1501) est constitué, dans cet exemple et ne serait être limitatif, de douze éléments générateurs de ligne de champ magnétique passif (1506) disposés dans le rotor (1501), de préférence, de façon équidistante. De préférence, les douze éléments générateurs de ligne de champ magnétique passif (1506) sont des anneaux métalliques disposés selon la ligne directrice circulaire de révolution du rotor (1501) ayant pour centre l'axe de rotation (1505). Les anneaux métalliques (1506) seront, de préférence, en cuivre vernis.The rotor (1501) of circular section rotates around the axis of rotation (1505) in the stator (1502). The rotor (1501) consists, in this example and would not be limiting, of twelve elements generating a passive magnetic field line (1506) arranged in the rotor (1501), preferably equidistantly. Preferably, the twelve elements generating a passive magnetic field line (1506) are metal rings arranged along the circular guideline of revolution of the rotor (1501) having the axis of rotation (1505) as a center. The metal rings (1506) are preferably made of varnished copper.
Les anneaux métalliques (1506) sont maintenus par les éléments structurels amagnétiques (1508) en conjugaison des éléments de transmission de lignes de champs magnétiques (1507). Les éléments structurels amagnétiques (1508) sont, de préférence, des disques métalliques amagnétiques plats et creux en leur centre (1505). De préférence, les éléments de transmission de lignes de champs magnétiques (1507) sont pourvus alternativement de vingt quatre zones creuses (1566) pour recevoir et maintenir les anneaux métalliques (1506).The metal rings (1506) are held by the non-magnetic structural elements (1508) in combination with the transmission elements for magnetic field lines (1507). The non-magnetic structural elements (1508) are preferably flat, hollow non-magnetic metal discs in their center (1505). Preferably, the magnetic field line transmission elements (1507) are alternately provided with twenty four hollow zones (1566) to receive and hold the metal rings (1506).
Les éléments structurels du rotor (1611) en conjugaison des éléments de guidage (1503) permettent de guider en rotation le ro3061613The structural elements of the rotor (1611) in combination with the guide elements (1503) allow the ro3061613 to be guided in rotation.
-30structurels du-30structural
De Préférence, rotor (1611) sont réalisés en inox 304 ou inox 316.Preferably, rotor (1611) are made of stainless steel 304 or stainless steel 316.
il y aura une pluralité éléments structurels (1611) constituant le façon concentrique par rapport à guidé par des moyens de guidage (1503), de préférence, placés de façon isométrique par rapport à l'axe de le stator force mécanique du transférée l'extérieur de la machine tournante par la conj ugaison des éléments structurels dentelés et des moyens de transmission de préférence, les éléments structurels et les moyens de transmission de pourvus de dents sur leur face circulaire externe.there will be a plurality of structural elements (1611) constituting the concentric manner with respect to guided by guide means (1503), preferably, placed isometrically with respect to the axis of the stator mechanical force of the transferred outside of the rotary machine by the combination of the serrated structural elements and preferably transmission means, the structural elements and the transmission means provided with teeth on their external circular face.
Le stator (1502) est constitué, de préférence, d'une pluralité d'éléments générateurs de lignes de champs magnétiques champs bobinesThe stator (1502) preferably consists of a plurality of elements generating lines of magnetic fields coil fields
De préférence, magnétiques sontPreferably, magnetic are
De préférence, des moteurs utilisation de moteur. Les réalisées par autour de la ces des dans éléments générateurs de lignes de bobines électriques (1512) (1612) cet exemple de la figure 15, les seront alimentées en courant électrique à la façon asynchrones multi-phases, dans le cas d'une la machine électrique tournante en fonctionnement bobines électriques (1512) sont, de préférence, enroulement d'un ou de plusieurs fils de cuivre ligne directrice circulaire de révolution du rotor ayant pour elles de forme torique sectorielle et sont disposées selon une ligne directrice circulaire de révolution du rotor ayant pour centre l'axe de rotation (1505). Ces bobines sont, dans cet exemple, de préférence, regroupées par ensemble de cinquante bobines successives (1530). L'assemblage des bobines (1530) réalise ainsi la forme principale du stator (1502), soit dans notre exemple, une forme annulaire creuse. Les ensembles de bobines (1530) sont, de préférence, entourés par des éléments conducteurs de lignes de champs magnétiques (1510). CesPreferably, motors use motor. The carried out around these in the generating elements of lines of electric coils (1512) (1612) this example of Figure 15, the will be supplied with electric current as multi-phase asynchronous, in the case of a rotary electrical machine in operation electrical coils (1512) are, preferably, winding of one or more copper wires circular guideline of revolution of the rotor having for them sectoral toric shape and are arranged according to a circular guideline of revolution of the rotor centered on the axis of rotation (1505). These coils are, in this example, preferably grouped together by set of fifty successive coils (1530). The assembly of the coils (1530) thus achieves the main shape of the stator (1502), that is in our example, a hollow annular shape. The coil assemblies (1530) are preferably surrounded by conductive elements of magnetic field lines (1510). These
-31conducteurs de lignes de champs magnétiques (1510) sont, de préférence, alignés circulairement selon le périmètre le plus grand du stator (1502). Ces conducteurs magnétiques (1710) sont, de préférence, orientés approximativement selon les normales (1717) des courants électriques (1724) de la figure 17 afin de limiter les pertes générées par les courants de Foucault. Dans l'exemple des figures Fig.15, Fig.16 et Fig.17, ces conducteurs préférence, des pièces de fer doux. Ces conducteurs magnétiques permettent d'attirer les lignes de champs-31 conductors of magnetic field lines (1510) are preferably aligned circularly along the largest perimeter of the stator (1502). These magnetic conductors (1710) are preferably oriented approximately along the normals (1717) of the electric currents (1724) of FIG. 17 in order to limit the losses generated by the eddy currents. In the example of Figures Fig.15, Fig.16 and Fig.17, these conductors preferably pieces of soft iron. These magnetic conductors make it possible to attract field lines
1'extérieur des bobines électriques(1712) afin de diriger les lignes de champs magnétiques (1717) à la normale du courant électrique des bobines du stator (1502) . La somme des vecteurs de la force deThe outside of the electric coils (1712) to direct the lines of magnetic fields (1717) to the normal of the electric current of the stator coils (1502). The sum of the vectors of the force of
Laplace ainsi générés sera approximativement perpendiculaire aux rayons du cercle de rotation du rotor (1501) .The square thus generated will be approximately perpendicular to the radii of the circle of rotation of the rotor (1501).
Dans la figure 16 et la figure 17, les bobines électriques du stator (1612) (1712) enveloppent complètement le rotor (1501).In FIG. 16 and FIG. 17, the electric coils of the stator (1612) (1712) completely envelop the rotor (1501).
La figure 16 permet de comprendre l'intérêt des vingt quatre zones creuses (1566) définies afin de recevoir et de maintenir les anneaux électriquement conducteurs (1506) (1606). Dans cette même figure 16, nous distinguons le montage concentrique des éléments structurels amagnétiques (1611), des éléments structurels d'extrémité du rotor amagnétiques (1625) et des éléments structurels de transmission de force mécanique amagnétiques (1608) pourvus d'une denture.FIG. 16 makes it possible to understand the advantage of the twenty four hollow zones (1566) defined in order to receive and maintain the electrically conductive rings (1506) (1606). In this same figure 16, we distinguish the concentric mounting of non-magnetic structural elements (1611), non-magnetic rotor end structural elements (1625) and non-magnetic mechanical force transmission structural elements (1608) provided with teeth.
La figure 17 permet de comprendre l'intérêt des trous (1509) qui permettent de recevoir et de maintenir à l'aide, par exemple, de rivet à tête plate (1765), les éléments de transmission de lignes de champs magnétiques (1707) aux éléments structurels amagnétiques (1711) et aux éléments structurels d'extrémité du rotor (1725). Nous distinguons la représentation des directions des lignes de champs magnétiques (1717) normale à la direction pseudo circulaire du courant électrique (1724) des bobines (1712). De préférence, il y aura une pluralité d'éléments de guidage en rotation (1503). De préférence, il y en aura trois. De préférence, ils (1503) seront placés de façon équidistante entre eux et serontFIG. 17 makes it possible to understand the advantage of the holes (1509) which make it possible to receive and maintain using, for example, with a flat head rivet (1765), the transmission elements of magnetic field lines (1707) to non-magnetic structural elements (1711) and to structural elements at the end of the rotor (1725). We distinguish the representation of the directions of the magnetic field lines (1717) normal to the pseudo-circular direction of the electric current (1724) of the coils (1712). Preferably, there will be a plurality of rotating guide elements (1503). Preferably, there will be three. Preferably, they (1503) will be placed equidistant from each other and will be
-32placés sur un cercle concentrique au cercle de rotation de centre (1505). De préférence, ils (1503) seront la conjugaison d'axes et de roulements à billes. De préférence, ils (1503) seront en inox 304 ou 316.-32placed on a circle concentric with the center rotation circle (1505). Preferably, they (1503) will be the combination of axes and ball bearings. Preferably, they (1503) will be made of stainless steel 304 or 316.
De préférence, il y aura une pluralité d'éléments de transmission de ligne de champs magnétiques (1507). De préférence, ils (1507) seront placés de façon concentriques à l'axe de rotation (1505). De préférence, ils (1507) seront réalisés en fersilicium à grains orientés. De préférence, ils (1507) seront réalisés dans de la tôle. De préférence, ils (1507) seront munis de trous (1509) permettant l'assemblage du rotor(1501).Preferably, there will be a plurality of magnetic field line transmission elements (1507). Preferably, they (1507) will be placed concentrically with the axis of rotation (1505). Preferably, they (1507) will be made of oriented grain fersilicon. Preferably, they (1507) will be made of sheet metal. Preferably, they (1507) will be provided with holes (1509) allowing the assembly of the rotor (1501).
De préférence, il y aura une pluralité d'éléments structurels de transmission de force mécanique amagnétiques (1508). De préférence, ils (1508) seront placés de façon concentrique à l'axe de rotation (1505) . De préférence, ils (1508) comporteront une série de dents sur leur face circulaire externe. De préférence, cette série de dents sera de type engrenage. De préférence, ils (1508) seront réalisés en inox 304 ou 316. De préférence, ils (1508) seront réalisés dans de la tôle d'épaisseur plus forte que les éléments de transmission de lignes de champs magnétiques (1507) .Preferably, there will be a plurality of structural elements for transmitting non-magnetic mechanical force (1508). Preferably, they (1508) will be placed concentrically with the axis of rotation (1505). Preferably, they (1508) will have a series of teeth on their external circular face. Preferably, this series of teeth will be of the gear type. Preferably, they (1508) will be made of stainless steel 304 or 316. Preferably, they (1508) will be made of sheet metal of greater thickness than the transmission elements of magnetic field lines (1507).
De préférence, les bobines électriques (1512) sont réalisées par enroulement d'un ou de plusieurs fils conducteurs électriques autour de la ligne directrice circulaire de révolution du rotor (1501) ayant pour centre l'axe de rotation (1505). De préférence, les fils conducteurs électriques sont réalisés en fil de cuivre ou fil d'aluminium. De préférence, les bobines (1512) sont de forme torique sectorielle et sont disposées selon la ligne directrice circulaire de révolution du rotor (1501) ayant pour centre l'axe de rotation (1505)Preferably, the electrical coils (1512) are produced by winding one or more electrical conductor wires around the circular guideline of revolution of the rotor (1501) having the axis of rotation (1505) as a center. Preferably, the electrically conductive wires are made of copper wire or aluminum wire. Preferably, the coils (1512) are of sectoral toric shape and are arranged according to the circular guideline of revolution of the rotor (1501) having for center the axis of rotation (1505)
Ces bobines (1512) sont, dans cet exemple, de préférence, regroupées par ensemble de cinquante bobines successives (1530) .These coils (1512) are, in this example, preferably grouped by set of fifty successive coils (1530).
De préférence,Preferably,
Ces ensembles (1530) seront placés de façon équidistante entre eux et concentriques à 1'axe de rotation (1505).These assemblies (1530) will be placed equidistant from each other and concentric with the axis of rotation (1505).
De préférence, il y aura une pluralité d'éléments conducteurs de lignes de champs magnétiques (1510). De préférence, ils (1510) seront placés de façon concentrique à l'axe de rotation (1505).Preferably, there will be a plurality of conductive elements of magnetic field lines (1510). Preferably, they (1510) will be placed concentrically with the axis of rotation (1505).
-33De préférence, ils (1510) seront réalisés en fer-silicium à grains orientés. De préférence, ils (1510) seront réalisés dans de la tôle. De préférence, ils (1510) seront disposés de façon à canaliser l'ensemble des lignes de champs magnétiques sortant des bobines (1512). De préférence, ils (1510) auront une pluralité de trous (1513) afin de permettre l'assemblage des éléments eux-mêmes (1510) et aussi du stator (1502) .Preferably, they (1510) will be made of grain-oriented iron-silicon. Preferably, they (1510) will be made of sheet metal. Preferably, they (1510) will be arranged so as to channel all of the lines of magnetic fields leaving the coils (1512). Preferably, they (1510) will have a plurality of holes (1513) in order to allow the assembly of the elements themselves (1510) and also of the stator (1502).
De préférence, il y aura une pluralité d'éléments de transmission de force mécanique vers l'extérieur (1504). De préférence, ils (1504) seront centrés sur les éléments de guidage en rotation (1503). De préférence, ils (1504) seront réalisés en fer-silicium à grains orientés. De préférence, ils (1504) comporteront une série de dents sur leur face circulaire externe. De préférence, cette série de dents sera de type engrenage et de même module que les éléments de transmission de force mécanique amagnétiques du rotor (1508). De préférence, ils (1504) seront réalisés dans de la tôle d'épaisseur différente des éléments de transmission de force mécanique amagnétiques (1508).Preferably, there will be a plurality of elements for transmitting mechanical force to the outside (1504). Preferably, they (1504) will be centered on the rotating guide elements (1503). Preferably, they (1504) will be made of iron-silicon with oriented grains. Preferably, they (1504) will have a series of teeth on their external circular face. Preferably, this series of teeth will be of the gear type and of the same module as the non-magnetic mechanical force transmission elements of the rotor (1508). Preferably, they (1504) will be produced in sheet metal of different thickness from the non-magnetic mechanical force transmission elements (1508).
Claims (2)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1770001A FR3061613A1 (en) | 2017-01-02 | 2017-01-02 | TORQUE ELECTRICAL ROTATING MACHINE |
| PCT/IB2018/051145 WO2018122829A1 (en) | 2017-01-02 | 2018-02-23 | Rotating electrical machine |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1770001A FR3061613A1 (en) | 2017-01-02 | 2017-01-02 | TORQUE ELECTRICAL ROTATING MACHINE |
| FR1770001 | 2017-01-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3061613A1 true FR3061613A1 (en) | 2018-07-06 |
Family
ID=59381572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1770001A Withdrawn FR3061613A1 (en) | 2017-01-02 | 2017-01-02 | TORQUE ELECTRICAL ROTATING MACHINE |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3061613A1 (en) |
| WO (1) | WO2018122829A1 (en) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4291248A (en) * | 1978-12-26 | 1981-09-22 | Rainbolt Research, Inc. | Electric motor |
| EP0155877A1 (en) * | 1984-02-29 | 1985-09-25 | Alsthom | Electrodynamic Vernier machine |
| FR2671920A1 (en) * | 1991-01-23 | 1992-07-24 | Lorin Christian | Magnetoelectric machine with magneto-toric rotor |
| US6252317B1 (en) * | 1998-03-04 | 2001-06-26 | Edward N. Scheffer | Electric motor with ring rotor passing through coils |
| JP2009081982A (en) * | 2007-09-25 | 2009-04-16 | Satoshi Yamaguchi | Coil penetration type satellite motor |
| US20090267439A1 (en) * | 2006-09-11 | 2009-10-29 | Iichi Okuno | Generator constituted to generate electric power by ring-shaped rotations |
| US20090323208A1 (en) * | 2008-06-25 | 2009-12-31 | Hoya Corporation | Rotary actuator |
| WO2013140400A1 (en) * | 2012-03-20 | 2013-09-26 | Shlakhetski Victor | Brushless dc motor |
| EP2871757A1 (en) * | 2012-07-03 | 2015-05-13 | Katsuyuki Kamibayashi | Energy conversion device |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US741325A (en) | 1903-01-05 | 1903-10-13 | Sabin A Gibbs | Motor. |
| US3821575A (en) * | 1973-01-17 | 1974-06-28 | R Colosimo | Commutatorless and brushless direct current motor or generator |
| DE59104970D1 (en) * | 1990-11-23 | 1995-04-20 | Voith Gmbh J M | ELECTRICAL MACHINE. |
| DE69426202T2 (en) * | 1993-07-19 | 2001-06-28 | Flux Pty Ltd T | ELECTROMAGNETIC MACHINE WITH PERMANENT MAGNET RUNNER |
| FR3016487A3 (en) * | 2014-01-10 | 2015-07-17 | Franck Andre Marie Guigan | INERTIAL TUBULAR SYSTEM |
| DE102014103584A1 (en) * | 2014-03-17 | 2015-09-17 | Peter Wetzel | Homopolar machine |
-
2017
- 2017-01-02 FR FR1770001A patent/FR3061613A1/en not_active Withdrawn
-
2018
- 2018-02-23 WO PCT/IB2018/051145 patent/WO2018122829A1/en active Application Filing
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4291248A (en) * | 1978-12-26 | 1981-09-22 | Rainbolt Research, Inc. | Electric motor |
| EP0155877A1 (en) * | 1984-02-29 | 1985-09-25 | Alsthom | Electrodynamic Vernier machine |
| FR2671920A1 (en) * | 1991-01-23 | 1992-07-24 | Lorin Christian | Magnetoelectric machine with magneto-toric rotor |
| US6252317B1 (en) * | 1998-03-04 | 2001-06-26 | Edward N. Scheffer | Electric motor with ring rotor passing through coils |
| US20090267439A1 (en) * | 2006-09-11 | 2009-10-29 | Iichi Okuno | Generator constituted to generate electric power by ring-shaped rotations |
| JP2009081982A (en) * | 2007-09-25 | 2009-04-16 | Satoshi Yamaguchi | Coil penetration type satellite motor |
| US20090323208A1 (en) * | 2008-06-25 | 2009-12-31 | Hoya Corporation | Rotary actuator |
| WO2013140400A1 (en) * | 2012-03-20 | 2013-09-26 | Shlakhetski Victor | Brushless dc motor |
| EP2871757A1 (en) * | 2012-07-03 | 2015-05-13 | Katsuyuki Kamibayashi | Energy conversion device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2018122829A1 (en) | 2018-07-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2814147B1 (en) | Electrical machine with a plurality of air gaps and 3D magnetic flux | |
| WO2015155731A2 (en) | Rotor for a rotary electric machine | |
| EP2917999B1 (en) | Synchronous electric motor with permanent magnets and electric compressor comprising such an electric motor | |
| EP3130060A2 (en) | Rotor for a rotary electric machine | |
| EP2710714B1 (en) | Electric current generating turbine | |
| EP4066358A1 (en) | Rotary electric machine stator with asymmetric winding | |
| FR3061613A1 (en) | TORQUE ELECTRICAL ROTATING MACHINE | |
| EP1251023B1 (en) | Electrical machine with external rotor | |
| FR3051295A1 (en) | ROTATING ELECTRIC MACHINE WITH INCREASED POWER | |
| FR3001841A1 (en) | ELECTROMAGNETIC ELECTROMAGNETIC MOTOR OR GENERATOR WITH PERMANENT MAGNETS AND WINDING ELEMENTS WITHOUT IRON | |
| FR3008539A1 (en) | ELECTROMAGNETIC ACTUATOR POLYENTREFERS WITH PERMANENT MAGNETS AND WINDING ELEMENTS WITHOUT IRON | |
| EP3758198A1 (en) | Rotary electric motor provided with cooling fins | |
| WO2023062313A1 (en) | Manufacturing method and stator of a rotating electrical machine with asymmetric winding | |
| FR3128075A1 (en) | Manufacturing method and stator of a rotating electrical machine with asymmetrical winding | |
| FR3067880A1 (en) | ROTATING ELECTRIC MACHINE | |
| WO2022128550A1 (en) | Axial flux electric motor | |
| FR2915033A1 (en) | Electric turning machine e.g. motor, for elevator, has stator placed inside of another stator, and rotor arranged between stators, where rotor includes permanent magnets arranged circumferentially between polar parts | |
| WO2023285754A1 (en) | Stator for rotary electric machine and manufacturing method | |
| WO2023285755A1 (en) | Stator for a rotary electrical machine and manufacturing method | |
| WO2008026032A1 (en) | Electric machine with stator equipped with remote-controlled claws and windings | |
| FR2823617A1 (en) | ELECTRIC MACHINE WITH EXTERNAL ROTOR | |
| FR3074375A1 (en) | CYLINDRICAL ROTOR WITH A RADIAL FIELD, AND ELECTRIC AND / OR MAGNETIC MACHINE COMPRISING SUCH A ROTOR | |
| FR3053176A1 (en) | INDUCER COIL OF AN ELECTRICAL MACHINE WITH GRIFFES WITH AXIAL GAP | |
| FR3084793A1 (en) | ROTATING ELECTRICAL MACHINE HAVING A WINDING WITH OPTIMIZED CONFIGURATION | |
| FR3053177A1 (en) | INDUCED COIL OF AN AXIAL WINDING ELECTRIC MACHINE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20180706 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |
|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20220905 |