JPH05276696A - 横断方向の磁束によるハイブリッド同期機 - Google Patents
横断方向の磁束によるハイブリッド同期機Info
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- JPH05276696A JPH05276696A JP4313211A JP31321192A JPH05276696A JP H05276696 A JPH05276696 A JP H05276696A JP 4313211 A JP4313211 A JP 4313211A JP 31321192 A JP31321192 A JP 31321192A JP H05276696 A JPH05276696 A JP H05276696A
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- JP
- Japan
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- rotor
- poles
- stator
- ring
- synchronous machine
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- Pending
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- 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
- H02K21/38—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with rotating flux distributors, and armatures and magnets both stationary
-
- 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
- H02K21/125—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets having an annular armature coil
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
- H02K2201/12—Transversal flux machines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Soil Working Implements (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】装置の重量当たりで高いトルクを有する従来の
モータよりも一層少ない抵抗損および一層高い効率をも
たらす横断方向の磁束によるハイブリッド同期機を提供
する。 【構成】回転子または固定子が、少なくとも１個のリン
グ状磁石であって、電気的装置の主軸と同軸的に配置さ
れるものを設けた各相にあり、一方磁石のそれぞれの側
面上には等しく離間した極である２個の対称的な円形を
なす磁気的に結合された強磁性リングが存在すると同時
に固定子または回転子が同数の突強磁性極を有すること
を特徴とする横断方向の磁束によるハイブリッド同期
機。
モータよりも一層少ない抵抗損および一層高い効率をも
たらす横断方向の磁束によるハイブリッド同期機を提供
する。 【構成】回転子または固定子が、少なくとも１個のリン
グ状磁石であって、電気的装置の主軸と同軸的に配置さ
れるものを設けた各相にあり、一方磁石のそれぞれの側
面上には等しく離間した極である２個の対称的な円形を
なす磁気的に結合された強磁性リングが存在すると同時
に固定子または回転子が同数の突強磁性極を有すること
を特徴とする横断方向の磁束によるハイブリッド同期
機。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明の要旨は横断方向の磁束に
よるハイブリッド同期機にあり、その構造は装置の重量
当たりで高いトルクを有する従来のモータにおけるもの
より一層少ない抵抗損および一層高い効率をもたらすよ
うなものである。本発明は国際特許分類のクラスＨ０２
Ｋ１／２２および／またはＨ０２Ｋ１／２８に属するも
のである。
よるハイブリッド同期機にあり、その構造は装置の重量
当たりで高いトルクを有する従来のモータにおけるもの
より一層少ない抵抗損および一層高い効率をもたらすよ
うなものである。本発明は国際特許分類のクラスＨ０２
Ｋ１／２２および／またはＨ０２Ｋ１／２８に属するも
のである。
【０００２】本発明によって上首尾に解決される技術的
な問題は構造的な解明および横断方向の磁束によるこの
種ハイブリッド装置を設計する解明において見出され、
この装置においてエアギャップ内で磁場の高密度を達成
することが可能であり、またここにおいて回転子の高い
接線方向速度を許容するように永久磁石を装着すること
が可能である。
な問題は構造的な解明および横断方向の磁束によるこの
種ハイブリッド装置を設計する解明において見出され、
この装置においてエアギャップ内で磁場の高密度を達成
することが可能であり、またここにおいて回転子の高い
接線方向速度を許容するように永久磁石を装着すること
が可能である。
【０００３】
【従来技術】装置の主軸の周囲に同軸的に延びている固
定子巻線を備えたハイブリッド電気装置は既に知られて
いる。この方法で装架された固定子巻線は横断方向の磁
束を生成する。同様な解決はH. Weh、H. MayおよびM. S
halabyによって彼等の論文「永久磁石により励磁される
同期機用の非常に有効な磁気回路（Highly EffectiveMa
gnetic Circuits for Permanent Magnet Excited Synch
ronous Machines）」、電気機械に関する国際会議、マ
サチューセッツ州、ケンブリッジ、１９９０年８月１３
日−１５日、第１０４０−１０４５頁中に記載されてい
る。
定子巻線を備えたハイブリッド電気装置は既に知られて
いる。この方法で装架された固定子巻線は横断方向の磁
束を生成する。同様な解決はH. Weh、H. MayおよびM. S
halabyによって彼等の論文「永久磁石により励磁される
同期機用の非常に有効な磁気回路（Highly EffectiveMa
gnetic Circuits for Permanent Magnet Excited Synch
ronous Machines）」、電気機械に関する国際会議、マ
サチューセッツ州、ケンブリッジ、１９９０年８月１３
日−１５日、第１０４０−１０４５頁中に記載されてい
る。
【０００４】上記論文中に記載されている電気機械につ
いての構造解決は抵抗損に関する限り、我々の技術的問
題に対し部分的な解決を提供するものであって、その巻
線は横断方向の磁束を生成するように設計されている。
この論文中に記載されるような基本的な構造上の解決
は、永久磁石（これらは中央に、回転子の周縁に沿って
一方が他方の傍に据え付けられる結果、磁化は半径方向
に向かう）の磁場の密度の低いことに起因して一層低い
トルクを有するものであるのに対し、改良されたバージ
ョン（これもまた該論文中に記載されているものである
が）において、磁石は「磁束の集中」と呼ばれる効果を
生成するように整列される。その固定子巻線が横断方向
の磁束を生成しない装置におけるこの種の「磁束の集
中」もまた、ドイツ国の特許文献ＤＥ３４０１１６３中
に記載されている。
いての構造解決は抵抗損に関する限り、我々の技術的問
題に対し部分的な解決を提供するものであって、その巻
線は横断方向の磁束を生成するように設計されている。
この論文中に記載されるような基本的な構造上の解決
は、永久磁石（これらは中央に、回転子の周縁に沿って
一方が他方の傍に据え付けられる結果、磁化は半径方向
に向かう）の磁場の密度の低いことに起因して一層低い
トルクを有するものであるのに対し、改良されたバージ
ョン（これもまた該論文中に記載されているものである
が）において、磁石は「磁束の集中」と呼ばれる効果を
生成するように整列される。その固定子巻線が横断方向
の磁束を生成しない装置におけるこの種の「磁束の集
中」もまた、ドイツ国の特許文献ＤＥ３４０１１６３中
に記載されている。
【０００５】上記文献中に記載される構造的解明におい
て、永久磁石は直立位置（すなわち、第一のケースにお
ける永久磁石の位置に対して９０゜変移しているので、
磁石における磁化は接線方向に向かう）に配置される。
この解明に際して、磁石は回転子中の凹所内に配置また
は固定される。
て、永久磁石は直立位置（すなわち、第一のケースにお
ける永久磁石の位置に対して９０゜変移しているので、
磁石における磁化は接線方向に向かう）に配置される。
この解明に際して、磁石は回転子中の凹所内に配置また
は固定される。
【０００６】この方法で装架された永久磁石は一層大き
な密度の磁場を生成し、またこの回転子を備えた装置は
重量当たりで良好なトルクを有する。この解決における
欠点は多数の永久磁石を据え付けるための態様であっ
て、これらの永久磁石は接着するか、そうでなければ回
転子支持リングに固定することが可能である。永久磁石
の位置はそれらを単に接着するか、あるいはそれらの最
小の表面をもって取付け得るに過ぎないので、この解決
方法は回転子の接線方向における一層の高速に関しては
推奨できない。据え付けるべき磁石を予め磁化せねばな
らないという事実は、特に磁石の非常に多い数に起因し
て、また磁気エネルギーの比較的高い密度に起因して或
る種の技術的問題を呈する。
な密度の磁場を生成し、またこの回転子を備えた装置は
重量当たりで良好なトルクを有する。この解決における
欠点は多数の永久磁石を据え付けるための態様であっ
て、これらの永久磁石は接着するか、そうでなければ回
転子支持リングに固定することが可能である。永久磁石
の位置はそれらを単に接着するか、あるいはそれらの最
小の表面をもって取付け得るに過ぎないので、この解決
方法は回転子の接線方向における一層の高速に関しては
推奨できない。据え付けるべき磁石を予め磁化せねばな
らないという事実は、特に磁石の非常に多い数に起因し
て、また磁気エネルギーの比較的高い密度に起因して或
る種の技術的問題を呈する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨である横断
方向の磁束によるハイブリッド同期機は軟質磁性材料か
ら成る（単相の）２個のリングであって、両側の周縁を
切り欠いた（cogged）ものにより構成され、それらのリ
ング間には固定子巻線の方向を横断して磁化ディスクが
挿入され、そしてこのように形成されたアセンブリー全
体を回転子アーマチュアに対し、切り欠きリングが相互
間で軸方向に変移するように固定する。
方向の磁束によるハイブリッド同期機は軟質磁性材料か
ら成る（単相の）２個のリングであって、両側の周縁を
切り欠いた（cogged）ものにより構成され、それらのリ
ング間には固定子巻線の方向を横断して磁化ディスクが
挿入され、そしてこのように形成されたアセンブリー全
体を回転子アーマチュアに対し、切り欠きリングが相互
間で軸方向に変移するように固定する。
【０００８】
【実施例】本発明を実施例により、また以下に示す図面
によって更に例示するものとする。
によって更に例示するものとする。
【０００９】本発明に従う横断方向の磁束によるハイブ
リッド機の二相バージョンが図１中に示されている。回
転子アーマチュア（１）の各側面には回転子極（２ａ、
２ｂ、３ａ、３ｂ）を設けた、強磁性体製の２個の切り
欠きリング（２、３）および磁化ディスク（４）から成
るアセンブリーが固定されている。切り欠きリング
（２、３）および磁化ディスク（４）は図２に示すよう
にネジ（５）によって共に保持することが出来る。アセ
ンブリー中の切り欠きリング（２、３）は図２中に示す
ように、それらの極（２ａ、３ａ）が相互に変移するよ
うに配置されている。極（２ｂ、３ｂ）も同様である。
磁化ディスク（４）は磁束を生成するように磁化されて
おり、この磁束は切り欠きリング（３）から切り欠きリ
ング（２）を指向し、あるいはその反対方向を指向し得
るものである。
リッド機の二相バージョンが図１中に示されている。回
転子アーマチュア（１）の各側面には回転子極（２ａ、
２ｂ、３ａ、３ｂ）を設けた、強磁性体製の２個の切り
欠きリング（２、３）および磁化ディスク（４）から成
るアセンブリーが固定されている。切り欠きリング
（２、３）および磁化ディスク（４）は図２に示すよう
にネジ（５）によって共に保持することが出来る。アセ
ンブリー中の切り欠きリング（２、３）は図２中に示す
ように、それらの極（２ａ、３ａ）が相互に変移するよ
うに配置されている。極（２ｂ、３ｂ）も同様である。
磁化ディスク（４）は磁束を生成するように磁化されて
おり、この磁束は切り欠きリング（３）から切り欠きリ
ング（２）を指向し、あるいはその反対方向を指向し得
るものである。
【００１０】切り欠きリング（２、３）と磁化ディスク
（４）との磁気接合部には、ヨーク（６）の固定極（６
ａ、６ｂ）が横たわっており、このヨークは固定子巻線
（７）を取り囲んでいる。固定子極（６ａ）の数は切り
欠きリング（２、３）の回転子極（２ａ、３ａ）の数に
等しい。
（４）との磁気接合部には、ヨーク（６）の固定極（６
ａ、６ｂ）が横たわっており、このヨークは固定子巻線
（７）を取り囲んでいる。固定子極（６ａ）の数は切り
欠きリング（２、３）の回転子極（２ａ、３ａ）の数に
等しい。
【００１１】観察の選択された時点において、固定子極
（６ａ）が回転子極（３ａ）を覆い、そして切り欠きリ
ング（２）に対する切り欠きリング（３）の変移に起因
して固定極（６ｂ）が回転子極を覆うと、固定子極（６
ａ）と切り欠きリング（３）の回転子極（３ａ）との間
のギャップならびに固定子極（６ｂ）と切り欠きリング
（２）の回転子極（２ｂ）との間のギャップ内で電流は
磁場の密度を減少させるような方向において巻線（７）
中を流れ始める。一方、固定子極（６ａ）と切り欠きリ
ング（２）の回転子極（２ａ）との間のギャップならび
に固定子極（６ｂ）と切り欠きリング（３）の回転子極
（３ｂ）との間のギャップにおける磁場の密度は増大す
る。この種の非常に重要な磁気的状態の故で、固定子極
は回転子極を適所に吸引するが、これは選択された時点
における位置に関して極の区分の１／２をもって変移さ
れる結果、観察の最終位置において固定子極（６ｂ）は
切り欠きリング（３）の回転子極（３ｂ）と一致し、そ
して固定子極（６ａ）は切り欠きリング（２）の回転子
極（２ａ）と一致する。この時点で巻線（７）内の電流
の方向は逆転する。このことが回転子を前方に移動させ
る結果、回転子および固定子極の相互カバーについて最
初に観察した位置を再び取るものである。固定子巻線
（７）内の電流方向の変化によって回転子の回転が可能
となるのに対し、変化それ自体は電子的コミュテーショ
ンによって達成可能である。
（６ａ）が回転子極（３ａ）を覆い、そして切り欠きリ
ング（２）に対する切り欠きリング（３）の変移に起因
して固定極（６ｂ）が回転子極を覆うと、固定子極（６
ａ）と切り欠きリング（３）の回転子極（３ａ）との間
のギャップならびに固定子極（６ｂ）と切り欠きリング
（２）の回転子極（２ｂ）との間のギャップ内で電流は
磁場の密度を減少させるような方向において巻線（７）
中を流れ始める。一方、固定子極（６ａ）と切り欠きリ
ング（２）の回転子極（２ａ）との間のギャップならび
に固定子極（６ｂ）と切り欠きリング（３）の回転子極
（３ｂ）との間のギャップにおける磁場の密度は増大す
る。この種の非常に重要な磁気的状態の故で、固定子極
は回転子極を適所に吸引するが、これは選択された時点
における位置に関して極の区分の１／２をもって変移さ
れる結果、観察の最終位置において固定子極（６ｂ）は
切り欠きリング（３）の回転子極（３ｂ）と一致し、そ
して固定子極（６ａ）は切り欠きリング（２）の回転子
極（２ａ）と一致する。この時点で巻線（７）内の電流
の方向は逆転する。このことが回転子を前方に移動させ
る結果、回転子および固定子極の相互カバーについて最
初に観察した位置を再び取るものである。固定子巻線
（７）内の電流方向の変化によって回転子の回転が可能
となるのに対し、変化それ自体は電子的コミュテーショ
ンによって達成可能である。
【００１２】変形ＩＩ（図３）において、横断方向の磁
束によるハイブリッド同期機は固定子アーマチュア
（９）上に設計された切り欠きリング（２’、３’）を
備えて示されている。各リング（２’、３’）の中心に
は同軸巻線（７）の１／２が存在する。このような据え
付けに関して、本発明による同期機を外部回転子と共に
設計することが可能であり、そこでは回転子（８）の突
極が軸全体に沿って、かつ切り欠きリング（２’、
３’）の突極（２ａ’、２ｂ’、３ａ’、３ｂ’）と同
一の極区分において切り欠かれている。
束によるハイブリッド同期機は固定子アーマチュア
（９）上に設計された切り欠きリング（２’、３’）を
備えて示されている。各リング（２’、３’）の中心に
は同軸巻線（７）の１／２が存在する。このような据え
付けに関して、本発明による同期機を外部回転子と共に
設計することが可能であり、そこでは回転子（８）の突
極が軸全体に沿って、かつ切り欠きリング（２’、
３’）の突極（２ａ’、２ｂ’、３ａ’、３ｂ’）と同
一の極区分において切り欠かれている。
【００１３】
【発明の効果】横断方向の磁束によるハイブリッド同期
機について説明した構造が横断方向磁束に関する大きな
密度の技術的問題を解決し、そして磁化ディスク（４）
の導入によって永久磁石回転子据え付けの問題を有効に
解決するものである。
機について説明した構造が横断方向磁束に関する大きな
密度の技術的問題を解決し、そして磁化ディスク（４）
の導入によって永久磁石回転子据え付けの問題を有効に
解決するものである。
【図１】本発明による横断方向の磁束を伴う二相ハイブ
リッド装置の横断面図である。
リッド装置の横断面図である。
【図２】部分横断面における回転子アセンブリーの一部
を示す不等角投影図である。
を示す不等角投影図である。
【図３】本発明の変形ＩＩによる横断方向の磁束を伴う
ハイブリッド同期機の横断面図である。
ハイブリッド同期機の横断面図である。
１ 回転子アーマチュア ２ 切り欠きリング ３ 切り欠きリング ２ａ 回転子極 ２ｂ 回転子極 ３ａ 回転子極 ３ｂ 回転子極 ４ 磁気ディスク ６ａ 固定子極 ６ｂ 固定子極 ７ 巻線 ９ 固定子アーマチュア
Claims (4)
- 【請求項１】 回転子または固定子が、少なくとも１個
のリング状磁石であって、電気的装置の主軸と同軸的に
配置されるものを設けた各相にあり、一方磁石のそれぞ
れの側面上には等しく離間した極である２個の対称的な
円形をなす磁気的に結合された強磁性リングが存在する
と同時に固定子または回転子が同数の突強磁性極を有す
ることを特徴とする横断方向の磁束によるハイブリッド
同期機。 - 【請求項２】 位相の数によって適切な数の回転子アセ
ンブリーが回転子アーマチュア（１）に固定され、この
アセンブリーは軟質磁性材料から成る切り欠きリング
（２、３）から構成されており、この切り欠きリング間
には磁気ディスク（４）が配置され、リング（２）から
リング（３）への方向あるいはその反対方向において磁
化されており、一方ヨーク（６）の固定子極（６ａ、６
ｂ）は切り欠きリング（２、３）の回転子極（２ａ、２
ｂ、３ａ、３ｂ）と磁気的に結合されていることを特徴
とする請求項１記載の横断方向の磁束によるハイブリッ
ド同期機。 - 【請求項３】 切り欠きリング（２、３）はその外周縁
上に回転子極（２ａ、３ａ）を備え、そしてその内周縁
上に回転子極（２ｂ、３ｂ）を備えており、そして回転
子アセンブリー中に共に結合された切り欠きリング
（２、３）は極区分の１／２だけ互いに接線方向へ変移
されることを特徴とする請求項１および２記載の横断方
向の磁束によるハイブリッド同期機。 - 【請求項４】 位相の数によって、固定子アーマチュア
（９）に対し適切な数の固定子アセンブリーが固定さ
れ、このアセンブリーは軟質磁性材料から成る切り欠き
リング（２’、３’）から構成されており、この切り欠
きリング間には磁気ディスク（４’）が配置され、リン
グ（２’）からリング（３’）への方向あるいはその反
対方向において磁化されており、一方回転子（８）の突
極は切り欠きリング（２’、３’）の回転子極（２
ａ’、２ｂ’、３ａ’、３ｂ’）と磁気的に結合され、
そして巻線（７）は各固定子リング（２’、３’）の中
心に据え付けられた２個の対称形部分（７ａ、７ｂ）に
分割されることを特徴とする請求項１記載の横断方向磁
束によるハイブリッド同期機。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SI9100008 | 1991-11-22 | ||
| SI19919100008A SI9100008A (en) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | Hibridic synchronous electric motor with trassfersal magnetic field |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05276696A true JPH05276696A (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=20430912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4313211A Pending JPH05276696A (ja) | 1991-11-22 | 1992-11-24 | 横断方向の磁束によるハイブリッド同期機 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5712521A (ja) |
| EP (1) | EP0544200B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05276696A (ja) |
| AT (1) | ATE156311T1 (ja) |
| DE (1) | DE69221267T2 (ja) |
| SI (1) | SI9100008A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2003007459A1 (ja) * | 2001-07-09 | 2004-11-04 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | ハイブリッド同期電気機械 |
Families Citing this family (20)
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|---|---|---|---|---|
| JP3084220B2 (ja) | 1995-12-21 | 2000-09-04 | 多摩川精機株式会社 | ハイブリッド型ステップモータ |
| DE19610754C1 (de) * | 1996-03-19 | 1997-03-27 | Voith Turbo Kg | Rotor für eine elektrische Maschine, insbesondere Transversalflußmaschine |
| DE10033799A1 (de) * | 2000-03-23 | 2001-10-11 | Schaefertoens Joern H | Transversalflussmaschine |
| EP1290774B1 (de) | 2000-05-05 | 2005-05-04 | Robert Bosch Gmbh | Unipolar-transversalflussmaschine |
| DE10140303A1 (de) * | 2001-08-16 | 2003-02-27 | Bosch Gmbh Robert | Unipolar-Transversalflußmaschine |
| US6664704B2 (en) | 2001-11-23 | 2003-12-16 | David Gregory Calley | Electrical machine |
| US7385330B2 (en) | 2004-02-27 | 2008-06-10 | Board Of Regents Of The Nevada System Of Higher Education On Behalf Of The University Of Nevada, Reno | Permanent-magnet switched-flux machine |
| US7195211B2 (en) * | 2004-06-29 | 2007-03-27 | General Electric Company | Electronically controlled grade crossing gate system and method |
| WO2008141245A2 (en) | 2007-05-09 | 2008-11-20 | Motor Excellence, Llc | Electrical output generating devices and driven electrical devices having tape wound core laminate rotor or stator elements, and methods of making and use thereof |
| US7868511B2 (en) | 2007-05-09 | 2011-01-11 | Motor Excellence, Llc | Electrical devices using disk and non-disk shaped rotors |
| US7868508B2 (en) | 2008-11-03 | 2011-01-11 | Motor Excellence, Llc | Polyphase transverse and/or commutated flux systems |
| US8053944B2 (en) | 2010-03-15 | 2011-11-08 | Motor Excellence, Llc | Transverse and/or commutated flux systems configured to provide reduced flux leakage, hysteresis loss reduction, and phase matching |
| CN102986115A (zh) | 2010-03-15 | 2013-03-20 | 电扭矩机器股份有限公司 | 用于电动自行车的横向和/或换向通量系统 |
| US8222786B2 (en) | 2010-03-15 | 2012-07-17 | Motor Excellence Llc | Transverse and/or commutated flux systems having phase offset |
| WO2012067895A2 (en) | 2010-11-17 | 2012-05-24 | Motor Excellence, Llc | Transverse and/or commutated flux system coil concepts |
| US8405275B2 (en) | 2010-11-17 | 2013-03-26 | Electric Torque Machines, Inc. | Transverse and/or commutated flux systems having segmented stator laminations |
| WO2012067896A2 (en) | 2010-11-17 | 2012-05-24 | Motor Excellence, Llc | Transverse and/or commutated flux systems having laminated and powdered metal portions |
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Family Cites Families (17)
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