FR3078839A1 - Machine electrique a flux axial avec longueur d’entrefer modulable - Google Patents
Machine electrique a flux axial avec longueur d’entrefer modulable Download PDFInfo
- Publication number
- FR3078839A1 FR3078839A1 FR1870244A FR1870244A FR3078839A1 FR 3078839 A1 FR3078839 A1 FR 3078839A1 FR 1870244 A FR1870244 A FR 1870244A FR 1870244 A FR1870244 A FR 1870244A FR 3078839 A1 FR3078839 A1 FR 3078839A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- plate
- rotor
- air gap
- machine according
- stator body
- 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.)
- Pending
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
- H02K21/02—Details
- H02K21/021—Means for mechanical adjustment of the excitation flux
- H02K21/022—Means for mechanical adjustment of the excitation flux by modifying the relative position between field and armature, e.g. between rotor and stator
- H02K21/025—Means for mechanical adjustment of the excitation flux by modifying the relative position between field and armature, e.g. between rotor and stator by varying the thickness of the air gap between field and armature
- H02K21/026—Axial air gap machines
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
- H02K2213/09—Machines characterised by the presence of elements which are subject to variation, e.g. adjustable bearings, reconfigurable windings, variable pitch ventilators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
Machine électrique à flux axial, comportant un corps stator, un rotor et un plateau supportant un bobinage électrique, et séparé du rotor par un entrefer plan et perpendiculaire à l'axe de rotation. Machine caractérisée par le fait que le plateau est mobile par rapport au corps stator de sorte de pouvoir moduler la longueur de l'entrefer et ainsi moduler le couplage électromagnétique.
Description
-1MACHINE ELECTRIQUE A FLUX AXIAL AVEC LONGUEUR D'ENTREFER MODULABLE
Description
La présente invention concerne les machines électriques et plus particulièrement les machines synchrones à aimants permanents à flux axial, comportant un plateau et un rotor séparés par un entrefer plan et perpendiculaire à l'axe de rotation. Le plateau est équipé de bobinages électriques tandis que le rotor est équipé d'aimants permanents.
Les composants appelés plateau et corps stator dans la présente invention sont classiquement confondus et appelé uniquement stator dans les machines synchrones à flux axial connues puisque ce composant est fixe.
Il est réputé connu que :
• les machines électriques synchrones à flux axial sont des convertisseurs électromagnétiques qui ont la capacité d'être utilisés en mode moteur ou générateur.
• dans le cas d'une machine dite pilotée, la puissance qui transite dans la machine est classiquement la conséquence de l'utilisation d'une électronique de puissance qui régule directement ou indirectement les courants électriques dans la machine.
• Dans le cas d'une machine qui est utilisée en génératrice avec une électronique passive, la puissance qui transite dans la machine est classiquement la conséquence de la vitesse de rotation de celle-ci et de la tension en entrée de l'électronique.
La machine selon l'invention peut se caractériser par le fait que l'utilisateur a la possibilité de contrôler le coefficient de couplage électromagnétique qui existe entre le plateau et le rotor, en modulant la longueur de l'entrefer. Ceci est possible grâce à la caractéristique selon laquelle le plateau est mobile selon au moins une direction colinéaire à l'axe de rotation.
L'invention est exploitable aussi bien dans le cas d'une machine associée à une électronique pilotée que passive.
L'invention est exploitable aussi bien dans le cas ci'une machine utilisée en mode moteur que générateur.
Dans une réalisation possible et non limitative, la modulation de la longueur d'entrefer est applicable dans une proportion telle que le couplage électromagnétique entre le plateau et le rotor peut être réduit au point de disparaître.
Dans une réalisation possible et non limitative, l'actionneur qui permet de positionner le plateau à l'endroit désirée est un vérin hydraulique, simple ou double effet.
Pour illustrer les avantages de cette invention et sans que cette liste soit limitative, l'invention permet de :
• Réduire considérablement les pertes électromagnétiques générées dans une machine lorsque celle-ci n'est pas activée, bien que tournante.
• Découpler électromagnétiquement le rotor et le stator en cas de besoin. Dans le cadre de la sécurité de fonctionnement, ceci permet de stopper la propagation d'un défaut. Dans le cas d'un court-circuit stator par exemple, le découplage permet d'interrompre ou du moins de diminuer drastiquement le courant de court-circuit qui est classiquement généré par les aimants permanents toujours en rotation.
• Augmenter les régimes de rotation sans avoir besoin d'appliquer un défluxage via l'électronique de pilotage et subir les inconvénients associés, comme les pertes joules par exemple.
• Contrôler le couple de frein d'une machine utilisée en génératrice et associée à une électronique passive. Pour rappel dans les systèmes connus l'utilisateur n'a pas de moyen de choisir la puissance transitée dans la mesure où il ne contrôle classiquement pas le régime de rotation et la tension en entrée de l'électronique passive qui sont fixés par d'autres facteurs.
Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné aux domaines suivant :
• Générateurs électriques dans le domaine des énergies renouvelables comme par exemple les machines électriques d'éoliennes ou hydroliennes.
• Systèmes de freinage ou de récupération d'énergie dans le domaine des transports.
• Systèmes de traction dans le domaine des transports.
La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'un exemple de mise en œuvre non limitatif, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel :
• La figure 1 est une vue schématique et partielle, en coupe, d'une machine électrique à flux axial avec longueur d'entrefer modulable réalisée conformément à l'invention. La position représentée est celle dans laquelle la longueur d'entrefer est minimum.
• La figure 2 est une vue schématique et partielle, de face, d'un plateau.
• La figure 3 est une vue schématique et partielle, isométrique, d'un plateau.
• La figure 4 est une vue schématique et partielle, de face, d'un rotor.
• La figure 5 est une vue schématique et partielle, isométrique, d'un rotor.
On a représenté dans la figure 1 de manière schématique une machine électrique réalisée conformément à l’invention comportant un rotor 20 tournant autour d'un axe géométrique X et un plateau 30 mobile selon le même axe géométrique X. Sont représentés également le corps stator 40 de la machine, et les éléments de guidage en rotation 41 entre le corps et l'arbre qui supporte le rotor, et les éléments de guidage en translation 42a et 42b entre le corps et le plateau.
On remarquera à l'examen de la figure 1 une cavité 43 pouvant accueillir un actionneur linéaire 44 permettant de positionner le plateau à l'endroit désiré selon son axe de guidage. Dans le cas non limitatif de cette réalisation, l'actionneur est un piston hydraulique.
On a représenté isolément sur les figures 2 et 3 le plateau 30. Celui-ci comporte une pluralité de dents 31, au nombre de 16 dans l'exemple décrit. Ces dents ont pour rôle avec la culasse 32 du plateau de supporter les éléments de bobinage électrique. Dans une réalisation possible et non limitative, ce plateau a également pour fonction de conduire le flux magnétique.
-3On remarquera à l'examen des figures 2 et 3 les logements 33 qui permettent de supporter des éléments de guidage linéaires, au nombre de 3 dans l'exemple décrit.
On a représenté isolément sur les figures 4 et 5 le rotor 20. Celui-ci comporte une pluralité de pôles magnétiques 21 réalisés à partir d'aimants permanents, au nombre dî 14 dans l'exemple décrit. Le rotor est également composé d'un disque 22 qui supporte mécaniquement les aimants. Dans une réalisation possible et non limitative, ce disque a également pour fonction de conduire le flux magnétique du rotor.
Les aimants permanents peuvent être protégés par une enveloppe réalisée dans un matériau amagnétique, laquelle n'a pas été représentée sur les figures 4 et 5, dans un souci de clarté du dessin.
La présente invention est nécessairement présentée dans une configuration particulière, mais apporte un intérêt et reste valable quel que soit :
• le schéma et la méthode de bobinage • le nombre de dents et de pôles magnétiques rotor • les dimensions et formes géométriques des dents et des pôles magnétiques rotor • le processus industriel d'obtention des composants
La présente invention porte sur une machine électrique à flux axial, comportant un corps stator 40, un rotor 20 comprenant des aimants permanents 21 et un disque de support 22, un plateau 30 supportant un bobinage électrique, et séparé du rotor par un entrefer plan et perpendiculaire à l'axe de rotation, caractérisée par le fait que :
• le plateau est mobile par rapport au corps stator de sorte de pouvoir moduler la longueur de l'entrefer.
• la force électromotrice générée dans le bobinage ou autrement dit le couplage électromagnétique entre le rotor et Je stator peuvent être modifiés par variation de la longueur d'entrefer.
• le plateau 30 est mobile dans un mouvement de translation par rapport au corps stator.
• le guidage en translation est assuré par des colonnes 42a et des bagues 42b de guidage.
• le plateau 30 est déplacé par un actionneur de type vérin hycfraulique, simple ou double effet.
• l'augmentation de la longueur d'entrefer permet de réduire d'au moins 50% la force électromotrice générée dans le bobinage à régime de rotation donné.
• le plateau est dans une position stable lorsque la longueur d'entrefer est maximum.
• le plateau est rappelé dans sa position stable par un système de ressorts.
• le plateau a également pour rôle de conduire le flux magnétique.
• le disque rotor a également pour rôle de conduire le flux magnétique.
Claims (6)
- Revendications1. Machine électrique à flux axial, comportant un corps stator (40), un rotor (20) comprenant des aimants permanents (21) et un disque de support (22) et un plateau (30) supportant un bobinage électrique, et séparé du rotor par un entrefer plan et perpendiculaire à l'axe de rotation, caractérisée par le fait que le plateau est mobile par rapport au corps stator de sorte de pouvoir moduler la longueur de l'entrefer.
- 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le plateau (30) est mobile dans un mouvement de translation par rapport au corps stator.
- 3. Machine selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le guidage en translation est assuré par des colonnes (42a) et des bagues (42b) de guidage.
- 4. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le plateau (30) est déplacé par un actionneur linéaire (44), simple ou double effet.
- 5. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le plateau est dans une position stable lorsque la longueur d'entrefer est maximum.
- 6. Machine selon la revendication 5, caractérisée par le fait que le plateau est rappelé dans sa position stable par un système de ressorts.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1870244A FR3078839A1 (fr) | 2018-03-07 | 2018-03-07 | Machine electrique a flux axial avec longueur d’entrefer modulable |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1870244 | 2018-03-07 | ||
| FR1870244A FR3078839A1 (fr) | 2018-03-07 | 2018-03-07 | Machine electrique a flux axial avec longueur d’entrefer modulable |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3078839A1 true FR3078839A1 (fr) | 2019-09-13 |
Family
ID=63036222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1870244A Pending FR3078839A1 (fr) | 2018-03-07 | 2018-03-07 | Machine electrique a flux axial avec longueur d’entrefer modulable |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3078839A1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111224476A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-06-02 | 成都理工大学 | 一种圆盘电机 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3525005A (en) * | 1967-08-29 | 1970-08-18 | Edward Stanley Beyers | Axial air gap alternators with movable p-m disc rotor |
| EP0660494A1 (fr) * | 1993-12-21 | 1995-06-28 | Gec Alsthom Transport Sa | Machine synchrone à aimants à variation de flux d'entrefer |
| WO2010117178A2 (fr) * | 2009-04-06 | 2010-10-14 | 주식회사 레오모터스 | Générateur d'énergie électrique pour véhicule électrique |
-
2018
- 2018-03-07 FR FR1870244A patent/FR3078839A1/fr active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3525005A (en) * | 1967-08-29 | 1970-08-18 | Edward Stanley Beyers | Axial air gap alternators with movable p-m disc rotor |
| EP0660494A1 (fr) * | 1993-12-21 | 1995-06-28 | Gec Alsthom Transport Sa | Machine synchrone à aimants à variation de flux d'entrefer |
| WO2010117178A2 (fr) * | 2009-04-06 | 2010-10-14 | 주식회사 레오모터스 | Générateur d'énergie électrique pour véhicule électrique |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111224476A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-06-02 | 成都理工大学 | 一种圆盘电机 |
| CN111224476B (zh) * | 2019-12-20 | 2022-07-05 | 成都理工大学 | 一种圆盘电机 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1497906B1 (fr) | Machine electrique a flux transverse a rotor dentele | |
| EP2272155B1 (fr) | Moteur electrique | |
| US20100213778A1 (en) | Magnetic Motor With Associated Alternator | |
| FR2894735B1 (fr) | Generateur-moteur synchrone a enroulement de champ | |
| EP0783201B1 (fr) | Moteur électrique de type synchrone à aimants permanents et véhicule comportant un tel moteur | |
| FR2652688A2 (fr) | Commande pour la marche a puissance constante d'un moto-variateur synchrone. | |
| FR3078839A1 (fr) | Machine electrique a flux axial avec longueur d’entrefer modulable | |
| WO2015193562A1 (fr) | Moteur synchrone électromagnétique à flux magnétiques combinés axial et radial | |
| FR2540191A1 (fr) | Turbopompe moleculaire comportant un moteur a courant continu presentant une faible inductance et un dispositif de freinage et procede pour son fonctionnement | |
| EP3053262B1 (fr) | Machine electrique tournante polyphasee a au moins cinq phases | |
| RU2685424C1 (ru) | Стабилизированная двухвходовая ветро-солнечная аксиально-радиальная электрическая машина-генератор | |
| US20110037336A1 (en) | homopolar machine | |
| FR2641139A1 (fr) | ||
| EP2239830B1 (fr) | Moteur électrique à induction à courant alternatif | |
| FR2690291A1 (fr) | Alternateur à excitation par aimants permanents. | |
| EP2779364A1 (fr) | Moteur électronique ayant un rotor à aimant permanent | |
| FR3103329B1 (fr) | Actionneur électromécanique à freinage intégré | |
| CH377915A (fr) | Installation comprenant une machine électrique tournante réglée automatiquement | |
| WO2015193563A1 (fr) | Moteur synchrone électromagnétique à flux magnétiques combinés axial et radial avec double excitation | |
| FR2797533A1 (fr) | Machine electrique tournante a courant alternatif | |
| EP2302768B1 (fr) | Dispositif d'alimentation en courant continu d'un bobinage de rotor d'une machine tournante électrique synchrone, et système d'entraînement comportant un tel dispositif d'alimentation | |
| EP3763018B1 (fr) | Machine électrique tournante à bobinage fractionné | |
| RU2244996C1 (ru) | Генератор переменного тока | |
| WO2022128550A1 (fr) | Moteur electrique a flux axial | |
| FR3016486A1 (fr) | Machine a aimants permanents a commutation de flux avec une focalisation de flux amelioree |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20190913 |
|
| RX | Complete rejection |
Effective date: 20200324 |