ITTO20130952A1 - Macchina elettrica di tipo perfezionato per l'accoppiamento ad una macchina fluidodinamica, e relativa macchina fluidodinamica - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“MACCHINA ELETTRICA DI TIPO PERFEZIONATO PER L'ACCOPPIAMENTO AD UNA MACCHINA FLUIDODINAMICA, E RELATIVA MACCHINA FLUIDODINAMICA”

La presente invenzione è relativa ad una macchina elettrica di tipo perfezionato, atta ad essere accoppiata ad una macchina fluidodinamica, e ad una corrispondente macchina fluidodinamica.

Sono noti dispositivi elettromagnetici (o “macchine elettriche”) aventi funzionalità reversibile di generatore e di motore elettrico, ovvero in grado di convertire energia cinetica in energia elettrica in una prima modalità operativa (di generatore), ed energia elettrica in energia cinetica in una seconda modalità operativa (di motore).

Svariate sono le situazioni in cui risulta vantaggioso l’utilizzo di tali macchine elettriche reversibili, ad esempio in sistemi che prevedono la presenza di un elemento rotante (ad esempio la girante di una turbina), dove risulta possibile sfruttare la rotazione di tale elemento per la generazione di energia elettrica, o, alternativamente, provocare la rotazione dello stesso elemento mediante alimentazione di energia elettrica.

Nelle domande di brevetto WO 2009/093181 e WO 2009/093183, a nome della stessa Titolare, è stata descritta una macchina elettrica con funzionamento reversibile generatore-motore.

Come mostrato in figura 1, tale macchina elettrica, indicata in generale con 1, comprende una pluralità di moduli (o celle) 2, indipendenti tra loro, ciascuno in grado di operare con funzione reversibile di motore o, alternativamente, di generatore.

La macchina elettrica 1 comprende un rotore 3, avente forma di disco o anello, calettato su un albero di rotazione 4, o che può essere integrato nella girante di una macchina fluidodinamica, in particolare una turbina.

Il rotore 3 porta una pluralità di magneti permanenti (non illustrati in figura 1), distribuiti in maniera equispaziata lungo una circonferenza esterna del disco o anello, e definenti una successione di poli magnetici alternativamente opposti.

La macchina elettrica 1 comprende inoltre uno statore, che include, per ciascun modulo 2, almeno un giogo magnetico 5, avente due espansioni polari 6a, 6b, intorno alle quali è avvolta una rispettiva bobina, disposte affacciate ad una rispettiva coppia di magneti permanenti del rotore 3 (nella figura 1 è mostrata una coppia di gioghi magnetici 5, per ciascun modulo 2, disposti da parte opposta del rotore 3, ciascuno affacciato alla rispettiva coppia di magneti permanenti).

I gioghi magnetici 5 formano dunque, nel complesso, lo statore della macchina elettrica 1.

Ciascun giogo magnetico 5 (o coppia di gioghi magnetici) forma con la rispettiva coppia di magneti permanenti un circuito magnetico, atto a contribuire al funzionamento da generatore, o, alternativamente, da motore della macchina elettrica 1.

In particolare, le bobine avvolte intorno alle espansioni polari 6a, 6b di ciascun giogo magnetico 5 sono collegabili elettricamente in maniera individuale, alternativamente ad una sorgente di energia elettrica o ad un utilizzatore, o carico, elettrico; inoltre, ciascun giogo magnetico 5 è montato su un rispettivo supporto 7 (mostrato schematicamente in figura 1), la cui posizione risulta indipendentemente regolabile assialmente e radialmente rispetto al rotore 3, in modo tale da consentire una regolazione statica e/o dinamica del gap tra le stesse espansioni polari 6a, 6b ed i rispettivi magneti permanenti (ovvero, del traferro del relativo circuito magnetico).

La macchina elettrica 1 consente dunque un funzionamento reversibile motore-generatore di ciascun modulo 2, ed inoltre, in linea di principio, la simultaneità di funzionamento di alcuni dei moduli 2 come motore e di altri moduli 2 come generatore.

La presente Richiedente ha verificato che tale soluzione di macchina elettrica risente di alcune problematiche, che non consentono di sfruttarne appieno i vantaggi, nel momento in cui la stessa macchina elettrica è accoppiata alla girante di una macchina fluidodinamica, ad esempio una turbina.

In particolare, i magneti permanenti portati dal rotore 3 della macchina elettrica 1 sono soggetti in uso a forze centrifughe estremamente elevate, a causa della rotazione della girante della turbina, a cui lo stesso rotore 3 è accoppiato; tali forze centrifughe possono essere tali da provocare il distacco dei magneti permanenti dal rotore 3, anche nel caso in cui vengano sviluppati particolari accorgimenti tecnici per il loro fissaggio allo stesso rotore 3.

Durante l’utilizzo, le elevate temperature di esercizio della macchina fluidodinamica possono provocare la perdita delle proprietà elettromagnetiche dei magneti permanenti (cosiddetta “smagnetizzazione”), con la conseguente perdita di funzionalità dell’intera macchina elettrica 1.

Inoltre, al contrario, le proprietà elettromagnetiche dei magneti non possono essere disattivate in caso di guasto (cosiddetta “failure”) della macchina elettrica 1.

Risulta pertanto sentita l’esigenza di realizzare una macchina elettrica, in particolare di tipo “embedded” e “direct drive” (ossia integrabile nella girante di una macchina fluidodinamica ed a montaggio radiale rispetto all’asse di rotazione della girante, che consenta di superare le limitazioni associate alle soluzioni di tipo noto.

Scopo della presente invenzione è quello di soddisfare tale esigenza.

Secondo la presente invenzione vengono pertanto fornite una macchina elettrica ed una relativa macchina fluidodinamica, come definite nelle rivendicazioni allegate.

Per una migliore comprensione della presente invenzione, ne vengono ora descritte forme di realizzazione preferite, a puro titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

- la figura 1 mostra una vista prospettica schematica di un dispositivo elettromagnetico reversibile modulare, di tipo noto;

- la figura 2 è una vista schematica in sezione di una macchina elettrica secondo la presente soluzione, accoppiata alla girante di una macchina fluidodinamica;

- la figura 3 mostra una porzione ingrandita di un modulo di rotore della macchina elettrica di figura 2;

- la figura 4 mostra una porzione ingrandita di una variante del modulo di rotore di figura 3; e

- la figura 5 è una vista schematica in sezione di una macchina elettrica, in accordo con una differente forma di realizzazione della presente soluzione.

Con riferimento alla figura 2, viene ora descritta una macchina elettrica 10, configurata per essere accoppiata in maniera integrata ad una macchina fluidodinamica 12, in modo da realizzare una soluzione “embedded” e “direct drive”.

La macchina fluidodinamica 12, di tipo per sé noto, qui non descritto in dettaglio, comprende una girante 14, dotata di una pluralità di palette 15, che ruotano in uso intorno ad un albero centrale 16, che definisce l’asse di rotazione della girante 14; la macchina fluidodinamica 12 è, ad esempio, una turbina.

Secondo un aspetto particolare della presente soluzione, la macchina elettrica 10 è del tipo a riluttanza (cosiddetta “switched or synchronous reluctance machine”), nella forma di realizzazione preferita priva di magneti permanenti; inoltre, la macchina elettrica 10 presenta funzionamento reversibile motore/generatore.

In modo di per sé noto, qui non descritto in dettaglio, le macchine elettriche a riluttanza presentano strutture rotoriche anisotrope e prive di magneti, a laminazione convenzionale (ortogonale all’asse di rotore) o a laminazione assiale, costituite dall’alternanza di porzioni magnetiche e di porzioni di materiale amagnetico. In particolare, le porzioni di materiale amagnetico costituiscono delle barriere di flusso elettromagnetico e possono essere costituite anche da vuoti di forma e dimensione opportuna praticati nelle strutture rotoriche; le porzioni magnetiche, aventi elevata permeabilità magnetica, costituiscono i poli magnetici del rotore della macchina elettrica.

Considerando una coppia di assi ortogonali d-q, in modo tale che l’asse d coincida con una direzione di minima riluttanza e l’asse q coincida con una regione di massima riluttanza del rotore, si definisce "rapporto di anisotropia" il valore Ld/Lq, dove L indica il valore di induttanza lungo le due direzioni. La coppia elettromagnetica sviluppata dalla macchina elettrica è tanto maggiore quanto più alto è tale rapporto di anisotropia.

Esempi di macchine elettriche a riluttanza sono ad esempio descritti nei documenti WO 2011/154045 A1, US 5,818,140, WO 2011/018119 A1 e US 2007/0108853 A1.

La macchina elettrica 10 è configurata in modo da essere disposta sulla periferia esterna della girante 14 della macchina fluidodinamica 12.

In particolare, la macchina elettrica 10 comprende un rotore anulare 18, che presenta una pluralità di porzioni magnetiche 19 ed una pluralità di barriere di flusso elettromagnetico 20, interposte tra, e che separano tra loro, le porzioni magnetiche 19.

Il rotore anulare 18 presenta una superficie interna 18a ed una superficie esterna 18b, e circonda la girante 14 della macchina fluidodinamica 12, essendo disposto con simmetria radiale intorno all’albero centrale 16 ed avendo estensione longitudinale lungo lo stesso albero centrale 16.

In particolare, il rotore anulare 18 è accoppiato alla girante 14 mediante opportuni elementi di aggancio 21, posti tra estremità esterne 15a delle palette 15 (ovvero estremità poste a distanza massima dall’albero centrale 16) e la superficie interna 18a del rotore anulare 18.

I suddetti elementi di aggancio 21 prevedono in generale una interferenza meccanica tra porzioni a geometria positiva e corrispondenti porzioni a geometria negativa, includendo ad esempio un incastro del tipo cosiddetto “a fungo”, “a pino”, o “a coda di rondine”.

La macchina elettrica 10 comprende inoltre uno statore 22, disposto esternamente all’insieme costituito dalla girante 14 e dal rotore anulare 18.

Lo statore 22 presenta anch’esso conformazione anulare con simmetria radiale intorno all’albero centrale 16 e comprende una pluralità di espansioni polari 26, intorno alle quali sono avvolte rispettive bobine (o avvolgimenti, che possono essere di tipo concentrato, come qui illustrato, o distribuito, come verrà illustrato in seguito) 28.

Le bobine 28 sono collegabili elettricamente selettivamente, ed alternativamente, a sorgenti di alimentazione elettrica (non illustrate), quando la macchina elettrica 10 opera da motore elettrico trasformando energia elettrica in energia meccanica, o ad utilizzatori, o carichi, elettrici (non illustrati), quando la macchina elettrica 10 opera da generatore elettrico trasformando energia meccanica in energia elettrica.

In funzionamento da motore elettrico, l’applicazione di opportune correnti di eccitazione in regime sinusoidale alle bobine 28 dello statore 22 origina un movimento del rotore anulare 18 per allineare la direzione di massima permeabilità magnetica (ovvero l’asse d) con la direzione del risultante flusso magnetico statorico. Tale movimento risulta in una rotazione complessiva del rotore anulare 18 della macchina elettrica 10, alla stessa velocità della variazione del campo magnetico statorico, ovvero in maniera sincrona.

Analogamente, durante il funzionamento da generatore della macchina elettrica 10, una rotazione del rotore anulare 18, causata dalla corrispondente rotazione meccanica della girante 14 della associata macchina fluidodinamica 12, provoca una variazione del flusso magnetico statorico e la generazione di una risultante corrente elettrica nelle bobine 28.

In una forma di realizzazione attualmente preferita della presente soluzione, mostrata nella suddetta figura 2, il rotore anulare 18 presenta una struttura modulare, comprendendo una pluralità di moduli di rotore 18', disposti radialmente intorno all’albero centrale 16, ciascuno definente una porzione anulare dell’anello rotorico ed avente un asse mediano disposto lungo una rispettiva direzione radiale A.

I moduli di rotore 18' sono indipendenti, ed elettricamente, magneticamente, termicamente e meccanicamente isolati e disaccoppiati tra di loro.

Ciascun modulo di rotore 18' presenta una rispettiva disposizione di barriere di flusso elettromagnetico 20, ed una rispettiva pluralità di porzioni magnetiche 19, costituite di opportuno materiale ferromagnetico.

In particolare, nella forma di realizzazione illustrata, le barriere di flusso elettromagnetico 20 presentano (nella sezione illustrata, trasversale all’albero centrale 16) conformazione a semicerchi concentrici, simmetrici intorno alla direzione radiale A ed a raggio crescente, dalla superficie esterna 18b alla superficie interna 18a del rotore anulare 18.

Le barriere di flusso elettromagnetico 20 possono ad esempio essere realizzate per asportazione di materiale, mediante taglio, ad esempio laser, e comprendono regioni vuote o di opportuno materiale non ferromagnetico.

Le porzioni magnetiche 19, disposte tra rispettive barriere di flusso elettromagnetico 20, presentano anch’esse, in generale, conformazione a semicerchio, e sono collegate tra loro da un elemento di connessione 30, che si estende lungo la direzione radiale A.

Secondo un aspetto della presente soluzione, come illustrato nel dettaglio di figura 3, la superficie esterna 18b del rotore anulare 18, ed in particolare di ciascun modulo di rotore 18', non presenta tagli in prossimità delle barriere di flusso elettromagnetico 20, al fine di evitare il possibile distacco delle parti, dovuto alle elevate forze centrifughe che si sviluppano in uso durante la rotazione della girante 14.

In particolare, la superficie esterna 18b risulta continua e non interrotta per ciascun modulo di rotore 18'.

La continuità della suddetta superficie esterna 18b può comportare tuttavia una sorta di cortocircuito magnetico tra le estremità delle porzioni magnetiche 19 separate dalle barriere di flusso elettromagnetico 20, che potrebbe essere causa di perdite e quindi di una degradazione delle prestazioni della macchina elettrica 10.

Un ulteriore aspetto della presente soluzione prevede pertanto, come illustrato nel dettaglio di figura 4, che le porzioni magnetiche 19 siano separate tra loro, in corrispondenza della loro estremità, e che la superficie esterna 18b del rotore anulare 18 sia avvolta con uno strato di rivestimento 31, di materiale non ferromagnetico, tale da non creare cortocircuiti magnetici tra le barriere di flusso elettromagnetico 20. In maniera non illustrata, lo strato di rivestimento 31 si estende in direzione longitudinale, parallelamente all’albero centrale 16.

Tale rivestimento 31 evita il distacco delle porzioni magnetiche 19 per effetto centrifugo, che potrebbe avvenire a causa della loro separazione in corrispondenza delle rispettive estremità.

Inoltre, come illustrato nella stessa figura 4, possono essere previsti elementi di rinforzo 32, ad esempio sotto forma di ponticelli e/o graffette, costituiti di materiale non ferromagnetico, ad esempio, disposti tra adiacenti porzioni magnetiche 19, al fine di incrementare ulteriormente la tenuta tra le parti.

Gli elementi di rinforzo 32 si estendono tra due adiacenti porzioni magnetiche 19 attraversando l’interposta barriera di flusso elettromagnetico 20; gli elementi di rinforzo 32 sono opportunamente sagomati, ad esempio avendo profilo “ad H” o “a C”, vincolandosi mediante incastro all’interno delle porzioni magnetiche 19.

Ciascun modulo di rotore 18' porta inoltre un primo elemento di aggancio 21a (figura 2), destinato ad accoppiarsi, ad esempio mediante incastro, con un corrispondente elemento di aggancio portato dalla girante 14 della macchina fluidodinamica 12.

In una forma di realizzazione, illustrata nella suddetta figura 2, ciascuna paletta 15 porta un rispettivo secondo elemento di aggancio 21b, destinato ad accoppiarsi ad un corrispondente primo elemento di aggancio 21a portato da un modulo di rotore 18' disposto lungo il prolungamento radiale della stessa paletta 15.

In questa soluzione, il numero di moduli di rotore 18' corrisponde al numero di palette 15 della girante 14 della macchina fluidodinamica 12, ed inoltre al numero di primi e secondi elementi di aggancio 21a, 21b (è tuttavia possibile che il suddetto numero di moduli di rotore 18' differisca dal numero di palette 15).

Possono tuttavia essere previste forme di realizzazione alternative.

Ad esempio, può essere previsto un unico secondo elemento di aggancio 21b portato complessivamente dalla periferia esterna delle palette 15 della girante 14, per realizzare l’aggancio con il rotore anulare 18, ed in particolare con i moduli di rotore 18'. In questa soluzione, il numero di moduli di rotore 18' può differire dal numero di palette 15.

In ogni caso, vantaggiosamente, gli elementi di aggancio 21 sono configurati per garantire una desiderata precisione nell’assemblaggio dei componenti, e possono inoltre essere configurati per recuperare eventuali giochi o disallineamenti che si possono creare durante il funzionamento della macchina elettrica 10.

Secondo un ulteriore aspetto della presente forma di realizzazione, lo statore 22 presenta anch’esso una struttura modulare, comprendendo una pluralità di moduli di statore 22', disposti radialmente intorno all’albero centrale 16, in numero differente dai moduli di rotore 18'.

Ciascun modulo di statore 22' è accoppiato magneticamente ad una porzione di modulo di rotore 18'.

In particolare, le linee del campo magnetico statorico generato da ciascun modulo di statore 22' si chiudono all’interno del modulo di rotore 18', che è nella posizione di essere eccitato.

Vantaggiosamente, la macchina elettrica 1 consente un funzionamento reversibile motore-generatore dei moduli di statore 22', ed inoltre la simultaneità di funzionamento di alcuni dei moduli come motore e di altri moduli come generatore.

Ciascun modulo di statore 22' comprende una coppia di espansioni polari 26 e di rispettive bobine 28; in particolare, le espansioni polari 26 presentano ciascuna una rispettiva base accoppiata ad un supporto 35, in comune.

Il supporto 35 è accoppiato a mezzi di movimentazione (non illustrati), che ne consentono la regolazione in direzione radiale ed assiale, e ne consentono inoltre la rotazione, in modo tale da regolare staticamente e/o dinamicamente le caratteristiche del traferro del circuito magnetico formato con il rispettivo modulo di rotore 18'.

Inoltre, come mostrato nella stessa figura 2, possono essere previsti, nelle espansioni polari 26, opportuni sistemi di raffreddamento 36, ad esempio sotto forma di canali.

I vantaggi della soluzione descritta emergono in maniera evidente dalla discussione precedente.

In particolare, viene fornita una soluzione di macchina fluidodinamica 12, la cui girante 14 è caratterizzata da un rotore anulare 18, prevalentemente del tipo modulare disposto lungo la periferia esterna della stessa girante 14; i moduli di rotore 18', che presentano barriere di flusso magnetico 20, realizzano, insieme ai moduli di statore 22', disposti intorno all’insieme girante/rotore, una macchina elettrica 10 del tipo a riluttanza, “embedded” e “direct drive”. In particolare, le barriere di flusso elettromagnetico 20, consistenti in vuoti o regioni di materiale non-ferromagnetico, caratterizzano i singoli moduli di rotore 18' e, quindi, nell’insieme il rotore anulare 18.

La soluzione proposta, essendo prevalentemente del tipo modulare, consente di semplificare l’installazione di una macchina elettrica sulla girante di una turbina, soprattutto se quest’ultima è di grandi dimensioni.

Inoltre, la modularità della soluzione proposta consente anche di ottenere una maggiore ripetitività degli elementi realizzati.

Rispetto a soluzioni analoghe, ma che considerano tecnologie diverse come la tecnologia a magneti permanenti, la soluzione proposta, a rotore passivo (ovvero privo di elementi attivi), supera le criticità relative ad una degradazione delle proprietà elettromagnetiche dei magneti per effetto, in alcuni casi, delle alte temperature di esercizio, ed al possibile distacco degli stessi magneti a causa delle forze centrifughe in gioco.

Svincolandosi dall’utilizzo di magneti permanenti, diversi tipi di materiali ferromagnetici nei moduli di rotore 18', possono essere accoppiati alle palette 15 della girante 14, al fine di ottimizzare il rendimento elettromagnetico, fornendo dunque, ad esempio, una maggiore libertà di progetto.

Inoltre, la soluzione modulare consente di superare le limitazioni derivanti dall’utilizzo della tecnologia a barriere di flusso elettromagnetico nota dallo stato dell’arte, poiché i moduli di rotore 18' possono essere calettati direttamente sulla periferia di una girante 14 e non necessariamente su un albero rotore.

In generale, la soluzione “embedded” descritta persegue l’obiettivo, comune a diversi settori industriali, di ridurre peso ed ingombro di sistemi complessi di generazione elettrica e “motoring”.

Risulta infine chiaro che a quanto qui descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall’ambito di protezione della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.

In particolare, è evidente che possono essere previste differenti configurazioni dei moduli di rotore 18', in particolare per quanto riguarda la disposizione delle barriere di flusso elettromagnetico 20.

Inoltre, lo statore 22 può essere un unico componente monoblocco, comprendente una pluralità di espansioni polari 26 e corrispondenti bobine 28; allo stesso modo, il rotore anulare 18 può essere un unico componente monoblocco, avente regioni a barriere di flusso elettromagnetico 20.

La Figura 5 illustra una forma di realizzazione in cui gli avvolgimenti di statore sono di tipo distribuito.

In particolare, lo statore 22 presenta una pluralità di espansioni polari 26, distribuite uniformemente intorno all’albero centrale 16, e gli avvolgimenti di statore, nuovamente indicati con 28, presentano natura distribuita.

Con linea tratto-punto si mostra un esempio di accoppiamento tra gli avvolgimenti di statore 28 di tipo distribuito.

Una ulteriore variante può prevedere, così come descritto nel succitato documento W0 2011/018119 A1, che i singoli moduli di rotore 18' siano realizzati mediante segmenti di materiale ferromagnetico, opportunamente distanziati e fissati tra loro, attraverso mezzi di fissaggio e distanziatori di varia natura; i vuoti tra i vari segmenti così disposti creano in tal caso le suddette barriere di flusso elettromagnetico 20.

La soluzione descritta può avere applicazioni in svariati ambiti, quali quello aeronautico, eolico, energetico, “oil & gas”, ed in generale in tutti i casi in cui è conveniente, e possibile, realizzare l’installazione di una macchina elettrica su una girante di una macchina fluidodinamica.

Claims (20)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina elettrica (10), comprendente: - un rotore (18), avente conformazione anulare, configurato in modo da essere montato su una girante (14) di una macchina fluidodinamica (12), in posizione radialmente esterna alla girante (14) rispetto ad un albero di rotazione (16) della stessa girante (14); ed - uno statore (22), operativamente accoppiato al rotore (18) e disposto in posizione radialmente esterna all’insieme costituito dalla girante (14) e dal rotore (18), caratterizzata dal fatto che il rotore (18) comprende una pluralità di porzioni magnetiche (19) ed una pluralità di barriere di flusso elettromagnetico (20) interposte alle porzioni magnetiche (19), la macchina elettrica (10) essendo del tipo a riluttanza.
2. 2. Macchina elettrica secondo la rivendicazione 1, in cui le barriere di flusso elettromagnetico (20) comprendono regioni vuote, o di materiale non ferromagnetico.
3. 3. Macchina elettrica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre mezzi di aggancio (21), portati da una superficie interna (18a) del rotore (18) e configurati per accoppiarsi meccanicamente ad estremità (15a) di palette (15) della girante (14), poste a distanza dall’albero di rotazione (16).
4. 4. Macchina elettrica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il rotore (18) presenta una struttura modulare, comprendendo una pluralità di moduli di rotore (18'), configurati per essere disposti radialmente intorno all’albero di rotazione (16) della girante (14), ciascuno definendo una porzione anulare del rotore (18).
5. 5. Macchina elettrica secondo la rivendicazione 4, in cui i moduli di rotore (18') sono indipendenti ed elettricamente, magneticamente, termicamente e meccanicamente isolati e disaccoppiati tra di loro.
6. 6. Macchina elettrica secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui ciascun modulo di rotore (18') presenta una rispettiva disposizione di barriere di flusso elettromagnetico (20), ed una rispettiva pluralità di porzioni magnetiche (19).
7. 7. Macchina elettrica secondo la rivendicazione 6, in cui le barriere di flusso elettromagnetico (20) di ciascun modulo di rotore (18') presentano in una sezione trasversale all’albero di rotazione (16) conformazione a semicerchi concentrici, simmetrici intorno ad una direzione radiale ed a raggio crescente, da una superficie esterna (18b) ad una superficie interna (18a) del rotore (18).
8. 8. Macchina elettrica secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui una superficie esterna (18b) del rotore (18), non è continua ma interrotta da tagli in prossimità delle barriere di flusso elettromagnetico (20).
9. 9. Macchina elettrica secondo la rivendicazione 8, in cui la superficie esterna (18b) del rotore (18) è rivestita da uno strato di rivestimento (31), di materiale non ferromagnetico.
10. 10. Macchina elettrica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui sono previsti elementi di rinforzo (32), di materiale non ferromagnetico, accoppiati ad adiacenti porzioni magnetiche (19), estendendosi attraverso un’interposta barriera di flusso elettromagnetico (20).
11. 11. Macchina elettrica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4-10, in cui ciascun modulo di rotore (18') porta un rispettivo elemento di aggancio (21a), destinato ad accoppiarsi meccanicamente con un corrispondente elemento di aggancio (21b) portato dalla girante (14) della macchina fluidodinamica (12).
12. 12. Macchina elettrica secondo la rivendicazione 11, in cui il corrispondente elemento di aggancio (21b) portato dalla girante (14) della macchina fluidodinamica (12) è accoppiato ad una paletta (15) disposta in posizione radialmente corrispondente al rispettivo modulo di rotore (18').
13. 13. Macchina elettrica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4-12, in cui il numero di palette (15) della girante (14) differisce dal numero di detti moduli di rotore (18').
14. 14. Macchina elettrica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4-13, in cui lo statore (22) presenta anch’esso struttura modulare, comprendendo una pluralità di moduli di statore (22'), disposti radialmente intorno all’albero di rotazione (16); ed in cui ciascun modulo di statore (22') è accoppiato magneticamente ad una porzione di modulo di rotore (18').
15. 15. Macchina elettrica secondo la rivendicazione 14, in cui linee del campo magnetico generato da ciascun modulo di statore (22') si chiudono all’interno della porzione di modulo di rotore (18'), atto ad essere eccitato dallo stesso modulo di statore (22').
16. 16. Macchina elettrica secondo la rivendicazione 15, in cui ciascun modulo di statore (22') comprende una coppia di espansioni polari (26) e di rispettive bobine (28); in cui le espansioni polari (26) presentano una base accoppiata ad un supporto (35), la cui posizione è regolabile radialmente ed assialmente, in modo tale da regolare staticamente e/o dinamicamente caratteristiche del traferro del circuito magnetico formato con detta porzione di modulo di rotore (18').
17. 17. Macchina elettrica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, avente funzionamento reversibile di motore/generatore.
18. 18. Macchina elettrica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il rotore (18) è privo di magneti permanenti.
19. 19. Macchina fluidodinamica (12), comprendente una girante (14) avente un albero di rotazione (16); caratterizzata dal fatto di comprendere una macchina elettrica (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
20. 20. Macchina fluidodinamica secondo la rivendicazione 19, comprendente una turbina munita della girante (14).