NO323651B1 - Elektrisk multipolmotor/generator med aksiell magnetisk fluks - Google Patents

Description

Denne oppfinnelsen relaterer seg til en elektrisk maskin, og mer spesielt til en synkronmaskin. Den elektriske maskinen kan arbeide enten som en motor eller generator, hvilket skal beskrives senere og vil bare bli kalt generator i det etterfølgende.

Nærmere bestemt relaterer oppfinnelsen seg til en elektrisk maskin som omfatter en rotor som er festet til en aksel med en rotasjonsakse, hvilken rotor omfatter et mangfold av magneter eller innretninger for å produsere et magnetisk felt, og en stator som er atskilt fira rotoren med et luftgap, slik som angitt i ingerssen av krav 1 og 3.

En slik elektrisk maskin er bl.a. kjent fra US patent 5.436.518.

Elektriske generatorer kan brukes på mange forskjellige områder. Når en generator for eksempel brukes i en vindturbin, er en av de mest viktige økonomiske parameterne, med hensyn på dimensjonering av vindturbinen, størrelsen på huset. Det er derfor av stor viktighet å være i stand til å minimalisere vindturbinens diameter. For å kunne minimalisere huset må man minimalisere girkassen/girhjulet som forbinder vingen og generatoren. Dette kan oppnås ved å tilveiebringe en generator som har en relativt stor effekt per omdreining.

En måte å oppnå dette på er å ha en generator med så liten radial utstrekning som mulig, siden generatoren opptar et relativt stort rom i vindturbinens hus.

Et annet aspekt som må vurderes under implementering av generatorer i vindturbiner er at generatoren må være effektiv både ved et lavt og et høyt omdreiningstall.

En elektrisk maskin basert på en konvensjonell radialfluksgenerator (se fig. 1) er mest hyppig brukt.

Et hovedproblem med generatorer av denne typen er i visse situasjoner at diameteren for et gitt effektutbytte er relativt stor på grunn av den radielt byggede statorkonstruksjonen.

En annen ulempe er at statoren omgir/omsirkler rotoren og derved øker diameteren til generatoren.

En annen ulempe er den relativt lave induksjonen i luftgapet forårsaket av det individuelle arrangementet av materialet mellom selve uttagningen 7 og uttagningen 2, siden materialet 7 som fører fluksen bare dekker omtrent 50% av det frie rommet mot gapet.

En ytterligere ulempe er bruken av spolematerialet som tjener ingen abdre formål enn å forbinde de viklede spolene 3 som befinner seg i uttagningen 2.

En annen ulempe er den komplekse prosedyren som må utføres i tilknytning til innføringen av spolene 3 gjennom de smale åpningene i uttagningen 2.

Det er mange generatorer av tilsvarende type som er optimaliserte på en måte eller en annen, men de har alle en radial fluks og involverer det samme problemet, dvs. en relativt stor diameter, liksom den som er beskrevet ovenfor.

Ifølge et første aspekt ved den foreliggende oppfinnelse kjennetegnes den elektriske maskinen ved at statoren omfatter et mangfold av separate polkjerner som har tilsvarende separate spoler eller viklingssett påviklet og som omgir polkjemene, hvilke polkjerner er anordnet slik at i det minste en del av én eller flere av polkjemene er anordnet i en vinkel med rotasjonsaksen, hvilken vinkel er lik eller større enn 0° og mindre enn 90°, og at polkjemene tilveiebringer en del eller deler av en eller flere magnetiske fluksbaner, hvor en magnetisk fluksbane innbefatter to og bare to polkjerner og to og bare to luftgap.

Maskinen omfatter fortrinnsvis et mangfold av polkjerner eller polben med viklinger eller spoler. Her foretrekkes at separate polkjerner eller polben har tilsvarende eller korresponderende separate spoler eller viklingssett som omgir polkjemene eller polbenene. Hver separate polkjeme har fortrinnsvis en tilsvarende separat spole eller viklingssett.

Det er således et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en generator/motor eller elektrisk maskin hvor en magnetisk fluksbane tilveiebringes gjennom ett eller flere polben eller polkjerner omgitt av strøm viklinger eller spoler. Når et separat polben eller kjerne er omgitt av en korresponderende separat spole, tillates en høy magnetisk flukstetthet å sendes gjennom polbenet eller kjernen, hvilket resulterer i et lavt materialbehov for polbenene eller polkjemene sammenlignet med tidligere kjente maskiner, hvor det for eksempel kan være nødvendig med en stor statordiameter for å kunne lede en høy magnetisk fluks.

Ved at spolen er viklet på og/eller omgir polkjemene, kan en polkjeme eller del av en polkjeme være anordnet i en hvilken som helst egnet eller hensiktsmessig retning innbefattende en hovedsakelig aksial retning. Følgelig tilveiebringer den foreliggende oppfinnelser en generator/motor som kan ha en relativt liten diameter. Det må forstas at det første aspaktet ved den foreliggende oppfinnelsen dekker flere utførelser. I en første foretrukket utførelse er magnetene eller innretningene for å produsere et magnetisk felt anordnet i rotoren, og polbenene eller polkjemene er anordnet i statoren. I en andre foretrukket utførelse er magnetene eller innretningene for å produsere et magnetisk felt anordnet i statoren, og polbenene eller polkjemene er anordnet i rotoren.

Under anordning av polkjemene kan disse anordnes slik at minst et parti av én eller flere av polkjemene anordnes parallelt med eller i en vinkel med rotasjonsaksen. Vinkelen kan således være lik eller større enn 0° og mindre enn 90°. Her kan vinkelen være under 45°, eller under 30<*>.

Det foretrekkes imidlertid at minst et parti av en eller flere polkjerner i hovedsaken er parallell med rotasjonsaksen, idet det derved tillates et design med liten diameter. Spolene er viklet rundt polkjemene slik at en eller flere viklinger eller spoler kan ha sin akse hovedsakelig parallelt med rotasjonsaksen.

Polkjemene kan også være anordnet slik at minst et parti av en polkjeme i hovedsaken er perpendikulær på rotasjonsaksen til akselen. En spole eller vikling kan være viklet på en del av polkjernen som er hovedsakelig perpendikulær på rotasjonsaksen, men spolen kan også være vikler på en annen del av polkjernen, hvilken andre del har en forskjellig retning. En eller flere viklinger eller spoler kan således ha sine akser hovedsakelig

perpendikulært på rotasjonsaksen.

Rotoren kan være anordnet slik at minst en del av rotoren i hovedsaken er perpendikulær på rotasjonsaksen. Det foretrekkes også at rotoren er sirkulær.

Når magnetene eller innretningene for å produsere magnetiske felter og polkjemene anordnes, foretrekkes at de er anordnet slik at en magnetisk fluksbane innbefatter fluksbaner gjennom to polkjerner. Den foreliggende oppfinnelse dekker imidlertid også en utførelse der en magnetisk fluksbane innbefatter en fluksbane gjennom en polkjeme og rotorakselen. Her kan det brukes to rotorer, hvilke rotorer er anordnet hovedsakelig motstående til nevnte aksel.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er det dannet luftgap mellom rotoren og statoren, hvor polkjerner er del av statoren eller rotoren. Her foretrekkes det at for en separat polkjeme eller polben at det bare er et korresponderende luftgap. For hver separat polkjeme er det fortrinnsvis ett og bare ett luftgap mellom statoren og rotoren. For en magnetisk fluksbane som innbefatter to og bare to polkjerner vil den magnetiske fluksbanen således innbefatte to og bare to luftgap.

For utførelser av oppfinnelsen som har en rotor foretrekkes også at statoren videre omfatter en magnetisk ledende endeplate som er forbundet med polbenene eller kjernene. Her må endeplaten være hovedsakelig parallell med og motstående rotoren. Når magnetene eller innretningene for å produsere magnetisk felt og polene anordnes, kan de anordnes slik at antallet polkjerner er lik antallet magneter eller innretninger for å produsere et magnetisk felt.

Det må forstås at den foreliggende oppfinnelsen dekker utførelser med forskjellige arrangementer av magnetene eller innretningene for å produsere et magnetisk felt. De kan således være anordnet radialt og med lik avstand i rotoren. De kan også være anordnet på én side av polkjemene som vender mot rotorendene. Alternativt kan de være anordnet på rotorens ytre omkrets.

Det foretrekkes at maskinen ifølge den foreliggende oppfinnelsen videre omfatter polsko. Disse kan fortrinnsvis være anordnet mellom magnetene eller innretningene for å produsere et magnetisk felt.

Det må forstås at magneten eller innretningene for å produsere et magnetisk felt kan være anordnet slik at de konsentrerer den magnetiske fluksen i luftgapet.

Ifølge et andre aspekt ved den foreliggende oppfinnelse kjennetegnes den elektriske maskinen ved at statoren omfatter et mangfold av separate polkjerner som har tilsvarende separate spoler eller viklingssett påviklet og som omgir polkjemene, hvilke polkjerner er anordnet slik at i det minste en del av én eller flere av polkjemene er anordnet i en vinkle med rotasjonsaksen, hvilken vinkel er lik eller større enn 0° og minder enn 90°, og at polkjernen tilveiebringer en del eller deler av én eller flere magnetiske fluksbaner, hvor mangfoldet av magneter eller innretninger for å produsere et magnetisk felt er anordnet i par som har poler med lik eller tilsvarende polaritet vendende mot hverandre.

Ved de skisserte løsninger av den elektriske maskinen, er det mulig å tenke seg at magnetene eller innretningene for å produsere et magnetisk felt er anordnet slik at de i hovedsaken passer inn i en V, U eller L-form, og derved konsentreres fluksen i luftgapet. Det foretrekkes at spolene eller viklingene er viklet på og slik at de omgir polbenene eller polkjemene, slik at V, U eller L-formarrangementet til magnetene eller innretningene for å produsere et magnetisk felt også kan brukes i en hvilken som helst av utførelsene av det første aspektet ved den foreliggende oppfinnelsen.

V eller L-formen kan tilveiebringes ved at magnetene eller innretningene for å produsere et magnetisk felt anordnes i par for å oppnå denne V- eller L-formen.

Det må forstas at når magnetene eller innretningene for å produsere et magnetisk felt anordnes i en V-form, kan magnetene eller innretningen for å produsere et magnetisk felt være anordnet slik at de i hovedsaken passer inn i to eller flere V-former.

For utførelser av den foreliggende oppfinnelse hvor polkjerner er anordnet i rotoren foretrekkes at polkjemene er anordnet i rotoren slik at for en polkjeme er minst en del av polkjernen i hovedsak perpendikulær på rotasjonsaksen. En polkjeme eller en del av en polkjeme kan imidlertid også være anordnet i en vinkel med rotasjonsaksen, hvilken vinkel er mindre enn 90<*>.

Når polkjemene er anordnet i rotoren, kan magnetene eller innretningene for å produsere et magnetisk felt, befinne seg i polkjemenes ender som vender mot statoren. Magnetene eller innretningene for å produsere et magnetisk felt kan være anordnet i statorer slik at de i hovedsaken passer i en V, U eller L-form for å konsentrere den magnetiske fluksen.

I utførelsen av den foreliggende oppfinnelse hvor maskinen omfatter et mangfold magneter eller innretninger som skal magnetiseres, foretrekkes at dette mangfold er anordnet i par som har poler med tilsvarende polaritet vendende mot hverandre.

Det må forstås at ifølge den foreliggende oppfinnelsen kan magnetene og/eller innretningene for å produsere et magnetisk felt være permanente magneter eller elektromagneter.

Når viklingene eller spolene til maskinen beskrevet ovenfor produseres, foretrekkes å bruke en flat, konsentrert spole. Når polkjemene produseres, foretrekkes at disse er laget av et magnetisk ledende materiale, hvilket ledende materiale fortrinnsvis er en feltorientert bløt magnetisk laminering.

Maskinen ifølge utførelsene av den foreliggende oppfinnelse kan fortrinnsvis være tilformet som en synkron énfasemaskin. Maskinen kan være utformet som en generator som kan mates med en mekanisk kraft via akselen for å generere en elektrisk kraft via viklingene, eller maskinen kan være tilformet som en motor som kan mates fra en elektrisk kilde via viklingene for å generere en mekanisk kraft via akselen.

Det må forstås at en generator ifølge utførelser av den foreliggende oppfinnelsen kan være velegnet forbruk i en vindturbin.

Et ytterligere aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en maskin eller generator/motor som kan levere multiple faseutganger uten å forstørre generatorens diameter. Det multiple antallet faser kan oppnås ved å anordne et tilsvarende antall av énfasemaskiner ifølge en av de ovenfomevnte utførelsene i serie.

Ifølge en foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelse, hvor polkjemene eller polbenene er anordnet i statoren, kan polbenene eller polkjemene være tilformet av i hovedsaken U-formede elementer. Her kan de hovedsakelig U-formede elementene være anordnet i statoren, slik at et potben eller polkjeme er tilformet av to tilstøtende ben av to U-formede elementer.

Ved designing av en stator med polben for en maskin i henhold til den foreliggende oppfinnelsen, foretrekkes at polbenene er anordnet slik at bredden til et polben eller en polkjeme i hovedsaken er lik avstanden mellom to suksessive polben. For et utformet polkjemeelement bør således avstanden mellom de to benene fortrinnsvis være hovedsakelig lik den doble bredden av et enkelt ben.

For utførelser av den foreliggende oppfinnelse som har polsko anordnet i rotoren, foretrekkes at bredden av en polsko ved rotorens ytre periferi i hovedsak er lik bredden av en polkjeme eller polben motstående anordnet i statoren.

Ved den foreliggende oppfinnelse muliggjøres å fremstille de ovenfor nevnte, hovedsakelig U-formede polkjerneelementene, ved å vikle platemetall eller transformatorplatemetall rundt et ovalt formet legeme eller form for å tilveiebringe et ovalt formet element av transformatorplatemetall, og dele det ovalt formede elementet av transformatorplatemetall i to hovedsakelig like deler for derved å tilveiebringe to U-formede polkjerneelementer.

De U-formede polkjerneelementene kan alternativt fremstilles ved å stanse ut U-formen i flak av transformatorbladmetall og så stable et antall av disse utstansede platene eller lagene for å tilveiebringe en ønsket tykkelse på det U-formede polkjemeelementet.

Ved bruk av de ovenfomevnte U-formede polkjerneelementene vil en magnetisk fluks bane som går gjennom to polkjerner ha sin bane i begge benene av et U-formet polkjemeelement. I en foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelse er de U-formede polkjerneelementene anordnet på en statorendeplate. Når en magnetisk fluksbane går gjennom et U-formet element, er det imidlertid ikke behov for å innføre et magnetisk tap ved å ha en fluksbane i statorendeplaten.

Det foretrekkes således at de U-formede polbenene eller polkjemene er laget av et magnetisk ledende materiale. Det foretrekkes også at statorendeplaten er laget av et materiale som har en lav magnetisk konduktivitet. Det foretrekkes videre at statorendeplaten er laget av et materiale som har lav elektronisk konduktivitet.

Når magnetene eller innretningene for å produsere et magnetisk felt er anordnet i rotoren som beskrevet ovenfor, ligger det også innenfor rammen av den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en elektrisk maskin, hvor en første stator er anordnet motstående til og vendende mot en første side av rotoren, og en andre stator er anordnet motstående til og vendende mot den andre eller sekundære siden av rotoren. Her har begge sidene av rotoren magneter eller innretninger for å produsere et magnetisk felt, og polkjerner eller polben til den første statoren vender mot den første siden av rotoren, mens polkjerner eller polben tilhørende den andre statoren vender mot den andre siden av rotoren.

En maskin ifølge den foreliggende oppfinnelse kan således i sin enkleste form omfatte ett eller flere elementer tilformet av en statordel og en rotordel. I en foretrukket utførelse kan imidlertid maskinen omfatte ett eller flere elementer tilformet av en rotordel med to korresponderende statordeler.

Den elektriske maskinen kjennetegens derfor ved det som fremgår av vedlagte krav 1 og 3, samt at respektive utførelsesformer fremgår av de underordnede krav 2 og 4-40.

Oppfinnelsen skal forklares mer fullstendig nedenfor i tilknytning til noen foretrukne utførelser med henvisning til de medfølgende tegningene, hvori: Fig. 1 viser et snitt av en del av en generator ifølge kjent teknikk; Fig. 2 viser et skjematisk riss av en utførelse ifølge oppfinnelsen; Fig. 3 viser et skjematisk riss av en annen utførelse ifølge oppfinnelsen; Fig. 4a illustrerer et skjematisk langsgående snitt av utførelsen vist på fig. 3; Fig. 4b og 4c illustrerer et snitt av ytterligere utførelser ifølge oppfinnelsen; Fig. 5 illustrerer et skjematisk riss av en annen utførelse ifølge oppfinnelsen; Fig. 6a viser et skjematisk riss av nok en annen utførelse ifølge oppfinnelsen; Fig. 6b illustrerer et skjematisk langsgående snittriss av utførelsen vist på fig. 6a; Fig. 6c viser statoren i utførelsen vist på fig. 6a og 6b, sett fra én ende; Fig. 7a viser et skjematisk snittriss av to generatorer forbundet i serie, ifølge en utførelse av oppfinnelsen; Fig. 7b viser et skjematisk snittriss av to generatorer forbundet i serie, ifølge en annen utførelse av oppfinnelsen; Fig. 8 viser et snitt av en generator med et forskjellig arrangement av magnetene ifølge en utførelse av oppfinnelsen; Fig. 9 viser et snitt av en generator med et forskjellig arrangement av magnetene, ifølge en annen utførelse av oppfinnelsen; Fig. 10 illustrerer et snitt av en generator ifølge nok en annen utførelse av oppfinnelsen; Fig. 11 viser et snitt av en generator ifølge en annen utførelse av oppfinnelsen; Fig. 12 viser en perspektivtegning av utførelser ifølge oppfinnelsen, koplet i serie; Fig. 13 illustrerer et snitt av en maskin ifølge nok en annen utførelse av oppfinnelsen; Fig. 14 viser et snitt av en maskin ifølge en annen utførelse av oppfinnelsen; Fig. 15 viser et snitt av en del av en stator ifølge en utførelse av oppfinnelsen; Fig. 16 viser et snitt av en annen utførelse av en stator bygd på de samme prinsippene som statoren på fig. 15; Fig. 17 viser et snitt av en utførelse av oppfinnelsen, som omfatter en rotor og to statorer; Fig. 18 viser et snitt av en annen utførelse av oppfinnelsen, som omfatter en rotor og to statorer. Fig. 1 viser et snitt av en del av en generator ifølge kjent teknikk. Figuren viser en stator 1 som har uttagninger 2 med spoler 3 viklet på tradisjonell måte, dvs. fra en gitt uttagning eller utsparing til en annen, i avhengighet av fasene til den genererte strømmen. Det er også vist en rotor 4 med magneter 5 adskilt av grensen til rotoren 4. Mellom magnetene 5 og rotoren 4 og statoren 1 er det et luftgap.

Når rotoren 4 beveges via en aksel (ikke vist) i forhold til statoren 1, blir magnetene 5 beveget forbi spolene 3 og strøm blir således indusert i disse.

Dersom strømmen blir levert til spolene 3, vil et magnetisk felt få rotoren 4 og akselen til å bevege seg, og den elektriske maskinen fungerer som en motor.

Konstruksjonen ifølge den kjente teknikk har ulempene som allerede nevnt under bakgrunn for oppfinnelsen.

Fig. 2 viser skjematisk en utførelse av oppfinnelsen. Denne figur viser et polhjul 10 som fungerer som en rotor og er fastgjort til en aksel 11. Et mangfold magneter 12 er anordnet radielt på en slik måte at magnetene har poler med tilsvarende polaritet (N) vendende mot hverandre og poler med tilsvarende polaritet (S) vendende mot hverandre. Magnetene 12 er fortrinnsvis permanentmagneter, men kan også være elektromagneter eller lignende.

Et mangfold av polsko 13, fortrinnsvis laget av laminert platemetall eller massivt jern, er anordnet mellom magnetene 12, og konsentrerer den magnetiske fluksen og har en relativt liten remanens/restmagnetisme, dvs. at de er gode magnetiske ledere. Polskoene 13 og magneten 12 er magnetisk isolert fra akselen 11.

Adskilt fra rotoren 10 er det tilveiebragt en magnetisk termineringsplate/endeskjerm 17 med et mangfold av polben/polkjemer 15 festet til platen 17 på en slik måte at det bare er et luftgap 14 mellom rotoren 10 og polskoene 13. Platen 17 og polkjemene 15 fungerer som en stator 15,17. Platen 17 er fortrinnsvis en sirkulær kjerne som bruker en ikke-felt orientert laminert jem viklet i en sirkulær form ved bruk av én jemlengde.

Platen 17 fungerer som en magnetisk "kortslutningskrets" og leder den magnetiske

fluksen mellom de relevante polkjemene 15 i en gitt magnetisk krets. I denne utførelsen består således en lukket lokal magnetisk krets av: en magnet 12, en polsko 13, et luftgap 14 (som forsterker fluksen), en polkjeme 15, den magnetiske termineringsplaten 17, en tilstøtende polkjeme, et naboluftgap, en nabopolsko.

Det er to tilstøtende lokale magnetiske kretser for hver gitt polkjeme 15. To av disse er skjematisk illustrert med sløyfen 1 Sa og 18b.

Elektriske viklinger 16, for eksempel spoler, omgir fortrinnsvis hvert av polbenene 15. Spolene 16 er fortrinnsvis stramt og tett viklet rundt polbenene 15. Dette arrangementet er svært effektivt med hensyn på induksjon i viklingene/spolene 16, siden fluksen er høyst konsentrert/ensartet i polkjemene 15 i dette arrangementet. Viklingene 16 er fortrinnsvis tilformet av flat konsentrert spole, som har en høy fyllfaktor. Ved at viklingene 16 er konsentrert på polkjemene 15, vil nærmest alt spolemateriale bli påvirket, i motsetningen til den tidligere kjente generatoren vist på fig. 1, siden fluksflyten påvirker nærmest alt spolematerialet (unntatt selvfølgelig materialet som leder strømmen bort fra generatoren).

Når rotoren 10 beveges i forhold til statoren 15,17, endrer den magnetiske fluksen i en gitt polkjeme 15 retning, siden polariteten ved luftgapet 14 endrer seg (fra N til S eller omvendt), og strøm blir derved indusert i viklingene 16. Denne induksjonen er svært effektiv, som nevnt, siden den magnetiske fluksen er høyst konsentrert/ensartet i området omgitt av viklingen 16, dvs. i polkjernen 15.

For frittstående generatorer er akselen 11 fortrinnsvis roterbart montert i et lager eller lignende (ikke vist) i platen 17 for å opplagre akselen 11 ytterligere og stabiliserer rotasjonen til rotoren 10 i forhold til statoren 15,17. For generatorer som brukes i vindturbiner er rotoren 10 fortrinnsvis festet på vindturbinens aksel vindturbinens og statoren 15,17 er fortrinnsvis festet til et lager som holder vindturbinenes aksel.

Denne utførelsen tilveiebringer også en enkel måte for å frembringe en flerfaseutgang, siden flere (for eksempel en på hver fase) generatorer kan festes på den samme akselen og deres statorer kan være vinkelmessig forskjøvet i forhold til hverandre, for eksempel en tredjedel av vinkelen mellom to tilstøtende polkjerner for tre generatorer med rotorer med den samme orienteringen. Dette tilveiebringer en flerfaseutgang uten å forstørre generatorens diameteren. Dette er svært viktig for vindturbiner, siden rommet som brukes er svært viktig i den radielle retningen, men ikke så mye i den langsgående/aksiale retningen.

Alternativt kan statorene ha den samme orienteringen og rotorene kan da være vinkelmessig forskjøvet i forhold til hverandre i den samme utstrekning som nevnt ovenfor.

Fig. 3 viser et skjematisk riss av en annen utførelse av oppfinnelsen. Figuren viser en rotor 31 som er magnetisk isolert fra og festet til en aksel 35, som kan strekke seg gjennom en magnetisk termineirngsplate 34 eller ikke strekke seg gjennom en slik plate, som beskrevet ovenfor. Et mangfold av polkjerner 32 er festet på platen 34 med viklinger 33 som omgir denne. En stator 32,34 består av polkjemene 32 og termineringsplanen 34. Rotoren 31 er adskilt fra statoren 32, 34, slik at bare et luftgap 33 deler de to. Denne utførelsen tilsvarer mer eller mindre den som er beskrevet i tilknytning til fig. 2, og skiller seg bare når det gjelder rotorens 31 og polkjemenes 32 struktur. Denne forskjellen er illustrert mer detaljert og forklart i tilknytning til figurene 4a til 4c i det etterfølgende.

I tillegg er det vist to lokale lukkede fluksbaner 32a og 37b. Disse fluksbanene er bare et skjematisk riss av hovedbanen.

Fig. 4a illustrerer et skjematisk, langsgående snitt av utførelsen vist på fig. 3. Her er en rotor 41 sikret eller festet på en aksel 40. Polsko 45 er radialt festet på rotoren 41 og en gitt polsko 45 er omgitt vertikalt av to magneter 42. De to magnetene 42 for en gitt polsko 45 har poler med tilsvarende polaritet vendende mot hverandre (for eksempel N vender mot N som vist på figuren). De to tilstøtende polskoene har også poler med tilsvarende polaritet vendende mot hverandre, men med en annen polaritet enn deres felles nabo (for eksempel vender S mot S for de to naboene til polskoen 45 vist på fig. 4). Polkjemene 47, som fortrinnsvis er laget av et materiale som har så liten remanens/restmagnetisme som mulig, er adskilt fra polskoen 45 og magnetene 42, bare adskilt av luftgapet 46. Polkjemene 47 er omgitt av viklinger 43, som fortrinnsvis er omviklet tett og konsentrert. Polskoene 45 og enden av polkjemene 47 nærmest polskoen 45 er begge V-formet på en slik måte at polskoen 435 med magnetene 42 passer inn i polkjemene 47, bare adskilt av luftgapet 46. Den magnetiske fluksen i polkjemene 47 er enda ytterligere konsentrert/ensartet i denne typen engasjement, siden magnetene 42 "passer" inn i polkjemene 47. Denne konsentrerte/ensartede fluksen påvirker viklingene 43 på en svært effektiv måte siden alle viklingene 43 omgir den konsentrerte/ensartede fluksen. En magnetisk termineringsplate/endeskjerm 49 er festet ved den andre enden av polkjemene 47 (forskjellig fira den som er nevnt ovenfor) som "kortslutter" den magnetiske kretsen til en annen polkjeme.

I denne utførelsen er de lokale magnetiske kretsene (se 37a og 37b på fig. 3) tilsvarende kretsene beskrevet i tilknytning til fig. 2. Den eneste forskjellen er at en mer konsentrert/ensartet fluks blir ledet i polskoen 45 på grunn av V-formen til polskoen 45 og den ene enden til polkjernen 47.

Når rotoren 41 beveges i forhold til statoren, blir en strøm indusert i viklingene 43 på tradisjonell måte, som beskrevet tidligere. Fig. 4b og 4c illustrerer et snitt av ytterligere utførelser av oppfinnelsen. Disse utførelsene tilsvarer utførelsen på fig. 4a med unntak av at polkjemene 47 er vinkelstilt i forhold til akselen 40. Polkjemene 47 er således ikke fullstendig parallelle med rotasjonsaksen. Fig. 13 viser et snitt av en generator ifølge nok en annen utførelse av oppfinnelsen. Generatoren i denne utførelsen tilsvarer utførelsen på fig. 4a med det unntak at istedet for å ha en polsko og den tilsvarende polkjernen med én V-form, er de nå tilformet i to V-former.

På fig. 13 er det en rotor 131 festet på en aksel 130. Polsko 135a,b er radielt festet på rotoren 131 og en gitt polsko 135a eller 135b er omgitt vertikalt av to magneter 132a eller 132b. De to magnetene 132a eller 132b på en gitt polsko 135a eller 135b har poler med tilsvarende polaritet som vender mot hverandre (for eksempel N vender mot N). Adskilt fra polskoene 135a,b og magnetene 132a,b, bare adskilt av luftgapene 136a,b er det en polkjeme 137. En polkjeme 137 er omgitt av en vikling 133, fortrinnsvis viklet tett og konsentrert rundt denne. Polskoene 135a,b og enden til polkjernen 137 nærmest polskoene 135a,b er begge formet som to V-former på en slik måte at polskoene 135a,b med magnetene 132a,b passer inn i polkjernen 137, bare adskilt av luftgapene 136a,b. Statoren omfatter et antall polkjerner 137 som er festet til en stator eller en magnetisk termineringsplate 134.

Fig. 5 illustrerer et skjematisk riss av en annen utførelse av oppfinnelsen. Figuren viser en generator med to identiske rotorer 51,58. Rotorene 51,58 er festet til hver motstående ende av en aksel 55. Rotorene omfatter et mangfold av magneter 53, radielt og med lik avstand adskilt fra rotorenes 51,58 senter. Magnetene 53 er anordnet på en slik måte at polariteten av en pol på en gitt magnet vender mot en tilsvarende polaritet av en pol og en tilstøtende magnet, dvs. at S vender mot S eller N vender mot N. Polsko 52, som konsentrerer fluksen fra magneten 53, er tilveiebragt mellom magnetene 53. Rotorene 51,58 veksler i forhold til hverandre på en slik måte at polariteten i en gitt polsko 52 i en rotor 51 er forskjellig fira polariteten til polskoen som vender mot denne.

Et mangfold av polben/polkjemer 54 er adskilt fra den radielle utstrekningen av rotorene 51,58, bare separert av et luftgap 56. Polkjemene 54 er omgitt av viklinger 57. Hver polkjeme 54 er del av to forskjellige lukkede lokale magnetiske kretser 59a,59b. Hver lukket lokal magnetisk krets består av: en polsko på den første rotoren, et luftgap, en polkjeme, et luftgap, en polsko på den andre rotoren, en magnet på den andre rotoren, en andre polsko på den andre rotoren, en aksel, en andre polsko på den første rotoren, en magnet på den første rotoren.

Når rotorene 51,58 beveges i forhold til polkjemene 54, som fungerer som en stator, blir en strøm indusert i viklingene 57. Fig. 6a viser et skjematisk riss av nok en annen utførelse av oppfinnelsen. Figuren viser en rotor 60 sikret eller festet til en aksel 61 via et mangfold avstivere 63. Rotoren 60 er adskilt fra en stator 69 omfattende et mangfold polkjerner 62. Polkjemene 62 i denne utføreslen er anordnet i en vinkel på hovedsakelig 90°, slik at de er sikret direkte på akselen 61. Dette reduserer den aksiale lengden til polkjemene 62 og således den aksiale lengden til selve generatoren. Denne utførelsen skal forklares mer detaljert i tilknytning til fig. 6b. Fig. 6b illustrerer et skjematisk langsgående snitt av utførelsen vist på fig. 6a. Figuren viser en rotor 60 sikret eller festet til en aksel 61. Rotoren 60 omfatter et polhjul 64 med polsko 65 sikret til dette og et mangfold avstivere 63 som opplagrer et polhjulet 64. To magneter 66 er sikret til hver polsko 65 og har poler med tilsvarende polaritet som vender mot hverandre, dvs. at N vender mot N på figuren eller S vender mot S. De to tilstøtende polskoene 65 har magneter 66 som har poler med motsatt polaritet vendende mot hverandre, dvs. at polariteten til polene som vender mot hverandre veksler mellom N og S. Polkjerner 62 er adskilt av et luftgap 68, fra magnetene 66 og polskoene 65. Polskoene 65 og polkjemene 62 er begge V-formet slik at de kan "passe sammen" (bare adskilt av luftgapet 66). Dette øker den magnetiske fluksen som er konsentrert i polkjemene 62.

Polkjemene 62 har en vinkel lik i hovedsak 90<*>, som beskrevet ovenfor i tilknytning til fig. 6a, og har viklinger 67 som omgir disse. Viklingene 67 er fortrinnsvis formet av flate konsentrerte spoler viklet stramt og tett rundt polkjemene 62. Dette tilveiebringer en svært effektiv induksjon i viklingene 67, siden den ensartede/konsentrerte magnetiske fluksen i polkjemene 62 påvirker nærmest hele viklingsmaterialet.

Fig. 6c viser statoren i utførelsen vist på fig. 6a og 6b sett fra en ende. Her er statoren 69 fra en side hvor de aksiale endene til polkjemene 62 peker inn i papiret. Det er også vist en eksempelvikling 67.

I denne utførelsen er det tilveiebragt en lokal magnetisk krets for hver polkjeme og hver av dens naboer. Polkjernen 62a vist på fig. 6a til c er del av to lokale magnetiske kretser. En, 70b med dens tilstøtende polkjeme 62b og en annen, 70c, med dens andre tilstøtende polkjeme 62c, siden, som nevnt ovenfor, de to nabopolskoene (ikke vist) har magneter med motsatt polaritet vendende mot hverandre (for eksempel S vender mot S). Dvs. at den lukkede magnetiske kretsen 70b består av: den lokale delen av polhjulet 64, polskoen 65, de to magnetene 66, luftgapet 68, polkjernen 62, den tilstøtende polkjernen 62b, et tilstøtende luftgap (ikke vist), to tilstøtende magneter (ikke vist), en tilstøtende polsko (ikke vist) og en tilstøtende del av polhjulet 64b.

På en tilsvarende måte består den lukkede lokale magnetiske kretsen 70c av: den lokale delen av polhjulet 64, polskoen 65, de to magnetene 66, luftgapet 68, polkjernen 62, den tilstøtende polkjernen 62c, et tilstøtende luftgap (ikke vist), to tilstøtende magneter (ikke vist), en tilstøtende polsko (ikke vist) og en tilstøtende del av polhjulet 64c.

Siden fluksen i hver lokalmagnetisk krets har den samme orienteringen i den delte polkjernen, bidrar de begge positivt til den totale fluksen i den delte polkjernen, hvilket gir en svært effektiv induksjon i de omgivende viklingene.

Når rotoren 60 beveges i forhold til til statoren, endrer den magnetiske fluksen i de magnetiske kretsene orientering, hvilket induserer strøm i viklingene 67. V-formen og arrangementet av magnetene 66 og polskoene 65 sammen med viklingene 67 som omgir polkjemene 62, gir et svært høyt strømutbytte for til og med liten rotasjonshastighet, hvilket er svært nyttig, spesielt i vindturbiner.

Fig. 7a viser et skjematisk snitt av to generatorer som er forbundet i serie, ifølge en utførelse av oppfinnelsen. Her er hver av to polsko 72, omgitt av to magneter 73, festet til en rotor 71, som selv er festet til en aksel 74. Magnetene er anordnet slik at de har poler med tilsvarende polaritet vendende mot hverandre (for eksempel N vender mot N). En polkjeme 75 er adskilt fira magnetene 73 på hver side av rotoren 71, bare adskilt av et luftgap 78. Viklinger 76 omgir hver av polkjemene 75. Ved en ende av polkjemene 75 er det tilveiebragt en bakplate/endeskjerm 77 for å lede den magnetiske fluksen til en tilstøtende polkjeme 75.

Polskoene 72 og polkjemene 75 er V-formet slik at polskoen 72 med magneter 73 kan passe inn i polkjernen 75 bare adskilt av luftgap 78, hvilket konsentrerer den magnetiske fluksen i polkjemene 75.

Statorene tilsvarer statorene beskrevet i tilknytning til figurene 3 og 4. Den eneste forskjellen er at bare én rotor er nødvendig for begge statorene. Dette reduserer det nødvendige materialet og tilveiebringer også en svært enkel måte å oppnå en flerfaseutgang. Fig. 7b viser et skjematisk snitt av to generatorer som er forbundet i serie, i samsvar med den andre utførelse av oppfinnelsen. Denne utførelsen tilsvarer utførelsen beskrevet ovenfor i tilknytning til fig. 7a. Den eneste forskjellen er at V-formen er endret slik at polkjemene 75 nå kan passe inn i polskoene 72 med magnetene 73 bare adskilt av luftgapene 78. Fig. 8 viser et snitt av en generator med forskjellige arrangement av magnetene, ifølge en utførelse av oppfinnelsen. I denne utføreslen er en rotor 82 festet til en aksel 81 slik som i eksemplene nevnt ovenfor. To magneter 84 er festet til rotoren 82, idet den ene er festet på toppen, den andre er festet ved toppen av en av sidene som vender mot en polkjeme 85, slik at magneten 84 danner en L-form. Polkjernen 85 har en utskjæring slik at rotoren 82 og magnetene 84 passer inn i denne utskjæringen bare separert av luftgap 83. Viklinger 87 omgir polkjernen 85. En bakplate/endeskjerm 86 er festet ved den andre enden av polkjernen 85. Denne utførelsen skiller seg fra de andre utførelsene ved at magneten 83 er anordnet i en L-form, med utskjæringen i polkjemene 85 og ved fraværet av en polsko, men fungerer ellers på en tilsvarende måte. Fig. 9 viser et snitt av en generator med et forskjellig arrangement av magnetene, i samsvar med en annen utførelse av oppfinnelsen. Her er en hovedsakelig kvadratisk eller regtangulær polsko 98 festet til en rotor 92 og har magneter 98 festet til de andre sidene, som vist på figuren. En polkjeme 93 har en U-formet utskjæring, og magnetene 95 og polskoen 98 passer inn i denne utskjæringen bare adskilt av luftgap 95. Polkjernen 93 er omgitt av viklinger 96 og er festet til en bakplate/endeskjerm 97. Generatoren fungerer på en måte tilsvarende det som er beskrevet ovenfor og skiller seg bare i arrangementet av polskoen 98, magnetene 94 og den U-formede utskjæringen. Fig. 10 illustrerer et snitt av en generator ifølge nok en annen utførelse av oppfinnelsen. Denne generatoren tilsvarer generatoren vist på fig. 4 og skiller seg bare ved at V-formen er endret slik at polkjemene 105 nå kan passe inn i polskoene 104 med magnetene 103, bare adskilt av luftgapene 108. Fig. 11 viser et snitt av en generator ifølge en annen utførelse av oppfinnelsen. Denne utførelsen skiller seg fra utførelsen vist på fig. 10 ved at polkjemene 112 er anordnet i rotoren med viklingene 111, slik at disse omgir polkjemene 112. Magnetene 114 er så anordnet i statoren 113 for å generere en varierende magnetisk fluks i viklingene 111. Denne modifikasjonen kan brukes på andre utførelser ifølge oppfinnelsen. Fig. 14 viser et snitt av en maskin ifølge en annen utførelse av oppfinnelsen. Generatoren i denne utførelsen tilsvarer utførelsen på fig. 11, med det unntak at i stedet for å ha en polsko og den tilsvarende polkjernen med én V-form er de nå utformet med to V-former. På fig. 14 er polkjerner 142 anordnet i rotoren med viklingene 141 slik at disse omgir polkjemene 142. Magnetene 144a,b er så anordnet i statorene 143 for å generere en varierende magnetisk fluks i viklingene 141. Fig. 12 viser en perspektivtegning av utførelser ifølge oppfinnelsen koplet i serie. Her er tre av utførelsene 121,122,123 vist på fig. 3 koplet i serie på den samme akselen. De er vekslende i forhold til hverandre slik at en flerfaseutgang tilveiebringes uten å forstørre generatorens diameter, siden hver utførelse tilveiebringer én fase. Rotordelene 124 kan bestå av to rotorer av den ovenfor nevnte typen, anordnet rygg mot rygg, eller en enkel modifisert rotordel hvor rotoren har to sett polsko, magneter etc, på hver side. Fig. 15 viser et snitt av en del av en stator ifølge en utførelse av oppfinnelsen. I denne utførelsen er en polkjeme eller polben formet av to tilstøtende ben 15lb, 152a eller 152b,153a av to U-formede polkjemeelementer 151,152 eller 152,153. De U-formede elementene 151,152,153 er festet til en statorendeplate 154 med viklinger 155,156 som omgir polkjemene 15lb, 152a og 152b, 153a. Et polkjemeelement 152 kan være festet til endeplaten 154 ved hjelp av festeinnretninger 157. Fig. 16 viser et snitt av en annen utførelse av en stator som bygger på de samme prinsippene som statoren på fig. 15. Her er de U-formede polkjerneelementene formet i en kvadratisk formet U-form. Igjen er en polkjeme eller et polben formet av to tilstøtende ben 161b,162a eller 162b, 163a av to U-formede polkjemeelementer 161, 162 eller 162,163. De U-formede elementene 161,162,163 er festet til statorendeplater 164 med viklinger 165,166 som omgir polkjemene 161b,162a og 162b, 163a, og polkjerneelementet 162 kan være festet til endeplaten 164 ved hjelp av festeinnretninger 167.

Det er nevnt at for de U-formede polkjerneelementene vil en magnetisk fluksbane som går gjennom to polkjerner ha sin fluksbane langs U-formen i begge benene av det U-formede polkjerneelementet. Det foretrekkes således at de U-formede polbenene eller polkjemene er laget av et magnetisk ledende materiale, samtidig som det foretrekkes at statorendeplaten er laget av et materiale som har lav magnetisk konduktivitet og lav elektronisk konduktivitet.

Det foretrekkes også at det er tilveiebragt en elektronisk isolasjon mellom det U-formede polkjerneelementet 152,162 og statorendeplaten 154,164.

Fig. 17 viser et snitt av en utførelse av oppfinnelsen omfattende en rotor og to statorer. Her har de to statorene 171,172 U-formede polkjemeelementer av typen vist på fig. 15, og polkjemene eller polbenene 173,174 og 175,176 vender mot en rotor 177 som har polsko 178,179 og en magnet mellom polskoene 178,179. Polskoene 178, 179 krysser rotoren 177 hvorved polsko er tilveiebragt på hver side av rotoren. Bredden av polskoene 178,179 kan tilsvare bredden av polbenene 173,174 og 175,176. N-polen til magneten vender mot polsko 178, mens S-polen vender mot polskoen 179. På tilsvarende måte vender N-polen til en andre magnet mot den andre siden av polsko 178, mens S-polen til en tredje magnet vender mot den andre siden av polsko 179.

På fig. 17 vender polbenene 173,174 seg mot polbenene 175,176 med det resultat at korresponderende elektriske signaler i de to statorene 171 og 172 er i fase.

Dersom, imidlertid, posisjonen av polbenet i den andre statoren er forskjøvet sammenlignet med posisjonen av polbenene i den første statoren, vil korresponderende elektriske signaler fra de to statorene være ute av fase. Faseforskjellen kan bestemmes av forskyvningen til polbenene.

Dette er illustrert på fig. 18 som viser et snitt av en utførelse av oppfinnelsen som omfatter en rotor 187 og to statorer 181,182. Her er polbenene 186,185 i den andre statoren 182 forskjøvet i relasjon til polbenene 183,184 i den første statoren 181. Polskoen 188,189 vil således nå polbenene 183,184 og 186,185 ved forskjellige tidspunkter, hvilket resulterer i en faseforksjell i de elektriske signalene.

Det må forstås at for elektriske maskiner i henhold til den foreliggende oppfinnelsen kan statoren i de fleste tilfeller omfatte et relativt stort antall separate polkjerner eller polben (for eksempel 40 polkjerner) og et korresponderende antall separate eller diskrete spoler eller viklingssett.

Slik et stort antall diskrete og galvanisk separerte spoler gir muligheten for å danne et svært stort antall kombinasjoner av spenninger og strømmer.

Som eksempler nevnes:

alle spoler i en stator kan være anordnet i serie for å frembringe en høy spenning;

alle spoler i en stator kan være anordnet parallelt for å tilveiebringe den samme spenningen som for en spole, men en høyere strøm;

en, to, tre eller flere spoler som er anordnet i parallell kan være anordnet i serie med en, to eller tre eller flere spoler anordnet i parallell, idet alle spolene er del av den samme statoren.

Claims (40)

1. Elektrisk maskin som omfatter: en rotor som er festet til en aksel med en rotasjonsakse, hvilken rotor omfatter et mangfold av magneter eller innretninger for å produsere et magnetisk felt, og en stator som er atskilt fra rotoren med et luftgap, karakterisert ved at statoren omfatter et mangfold av separate polkjerner som har tilsvarende separate spoler eller viklingssett påviklet og som omgir polkjemene, hvilke polkjerner er anordnet slik at i det minste en del av én eller flere av polkjemene er anordnet i en vinkel med rotasjonsaksen, hvilken vinkel er lik eller større enn 0* og mindre enn 90°, og at polkjemene tilveiebringer en del eller deler av en eller flere magnetiske fluksbaner, hvor en magnetisk fluksbane innbefatter to og bare to polkjerner og to og bare to luftgap.

2. Elektrisk maskin ifølge krav 1, karakterisert ved at mangfoldet magneter eller innretninger for å produsere et magnetisk felt er anordnet i par som har poler med tilsvarende polaritet vendene mot hverandre.

3. Elektrisk maskin som omfatter: en rotor som er festet til en aksel med en rotasjonsakse, hvilken rotor omfatter et mangfold av magneter eller innretninger for å produsere et magnetisk felt, og en stator som er atskilt fra rotoren med et luftgap, statoren omfatter et mangfold av separate polkjerner som har tilsvarende separate spoler eller viklingssett påviklet og som omgir polkjemene, hvilke polkjerner er anordnet slik at i det minste en del av en eller flere av polkjemene er anordnet i en vinkel med rotasjonsaksen, hvilken vinkel er lik eller større enn 0° og mindre enn 90°, og at polkjernen tilveiebringer en del eller deler av en eller flere magnetiske fluksbaner, hvor mangfoldet av magneter eller innretninger for å produsere et magnetisk felt er anordnet i par som har poler med lik eller tilsvarende polaritet vendende mot hverandre.

4. Elektrisk maskin ifølge krav 3, karakterisert ved aten magnetisk fluksbane innbefatter fluksbaner gjennom to polkjerner.

5. Elektrisk maskin ifølge krav 4, karakterisert ved aten magnetisk fluksbane innbefatter to og bare to polkjerner og to og bare to luftgap.

6. Elektrisk maskin ifølge et hvilket som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at hver separat polkjeme har en tilsvarende separat spole eller viklingssett.

7. Elektrisk maskin ifølge et hvilket som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at rotoren er anordnet slik at minst en del av rotoren i hovedsak er perpendikulær på rotasjonsaksen.

8. Elektrisk maskin ifølge et hvilket som helst av kravene 1-7, karakterisert ved at vinkelen er lik eller mindre enn 45°.

9. Elektrisk maskin ifølge et hvilket som helst av kravene 1-8, karakterisert ved at vinkelen er lik eller mindre enn 30°.

10. Elektrisk maskin ifølge et hvilket som helst av kravene 1-9, karakterisert ved at minst en del av en eller flere av polkjemene i hovedsaken er parallell med rotasjonsaksen.

11. Elektrisk maskin ifølge krav 10, karakterisert ved at en eller flere viklinger eller spoler har sin akse hovedsakelig parallell med rotasjonsaksen.

12. Elektrisk maskin ifølge et hvilket som helst av kravene 1-11, karakterisert ved at en eller flere polkjenrer har et parti anordnet hovedsakelig perpendikulært på akselens rotasjonsakse.

13. Elektrisk maskin ifølge krav 12, karakterisert ved at en eller flere viklinger eller spoler har sin akse hovedsakelig perpendikulær på rotasjonsaksen.

14. Elektrisk maskin ifølge et hvilket som helst av de forutgående krav, karakterisert ved at rotoren er sirkulær.

15. Elektrisk maskin ifølge et hvilket som helst av kravene 1-14, karakterisert ved at statoren videre omfatter en magnetisk ledende endeplate forbundet med polbenene eller kjernene.

16. Elektrisk maskin ifølge krav 15, karakterisert ved at endeplaten er anordnet hovedsakelig parallelt til og motstående rotoren.

17. Elektrisk maskin ifølge et hvilket som helst av kravene 1-16, karakterisert ved at antall polkjerner er lik antallet av magneter eller innretninger for å produsere et magnetisk felt.

18. Elektrisk maskin ifølge et hvilket som helst av de forutgående krav, karakterisert ved at magnetene eller innretningene for å produsere et magnetisk felt befinner seg radielt og med lik avstand i rotoren.

19. Elektrisk maskin ifølge et hvilket som helst av de forutgående krav, karakterisert ved at magnetene eller innretningener for å produsere magnetisk felt befinner seg på en side av polkjemenes ender som vender mot rotoren.

20. Elektrisk maskin ifølge et hvilket som helst av kravene 1-18, karakterisert ved at magnetene eller innretningene for å produsere et magnetisk felt befinner seg på den ytre omkretsen til rotoren.

21. Elektrisk maskin ifølge krav 18, karakterisert ved at polskoene er anordnet mellom magnetene eller innretningene for å produsere et magnetisk felt.

22. Magnetisk maskin ifølge et hvilket som helst av de forutgående krav, karakterisert ved at magnetene eller innretningene for å produsere et magnetisk felt er anordnet i rotoren for å passe i alt vesentlige inn i en V-form.

23. Elektrisk maskin ifølge krav 22, karakterisert ved at magnetene eller innretningene for å produsere et magnetisk felt er anordnet i par for å tilveiebringe V-formen.

24. Elektrisk maskin ifølge et hvilket som helst av de forutgående krav, karakterisert ved at maskinen er en synkron enfasemaskin.

25. Elektrisk maskin ifølge et hvilket som helst av de forutgående krav, karakterisert ved at magnetene eller innretningene for å produsere et magnetisk felt er permanentmagneter.

26. Elektrisk maskin ifølge et hvilket som helst av kravene 1-25, karakterisert ved at magnetene eller innretningene for å produsere et elektrisk felt er elektromagneter.

27. Elektrisk maskin ifølge et hvilket som helst av de forutgående krav, karakterisert ved at en vikling eller spole er tilformet av en flat konsentrert spole.

28. Elektrisk maskin ifølge et hvilket som helst av de forutgående krav, karakterisert ved at polkjemene er sammensatt av et magnetisk ledende materiale.

29. Elektrisk maskin ifølge krav 28, karakterisert ved at det magnetisk ledende materialet er en feltorientert, myk, magnetisk laminering.

30. Elektrisk maskin ifølge et hvilket som helst av de forutgående krav, karakterisert ved at maskinen er en generator som kan mates med en mekanisk kraft/effekt via akselen for å generere en elektrisk kraft eller effekt via viklingene.

31. Elektrisk maskin ifølge krav 30, karakterisert ved at maskinen blir brukt i en vindturbin.

32. Multifasemaskin, karakterisert ved at et antall faser er tilveiebragt ved å anordne et tilsvarende antall av énfasemaskiner, ifølge et hvilket som helst av kravene 24 til 31, i serie.

33. Elektrisk maskin ifølge krav 22, karakterisert ved at magnetene eller innretningene for å produsere magnetisk felt er anordnet på rotoren for å passe hovedsakelig inn i to eller flere V-former.

34. Elektrisk maskin ifølge krav 33, karakterisert ved at hver V-form omfatter et par magneter eller innretninger for å produsere et magnetisk felt.

35. Elektrisk maskin ifølge et hvilket som helst av kravene 1-11, karakterisert ved at polkjemene er formet av U-formede elementer, hvilke elementer er anordnet i statoren slik at en polkjeme er tilformet av to tilstøtende ben av to U-formede elementer.

36. Elektrisk maskin ifølge krav 35, karakterisert ved at en magnetisk fluksbane går gjennom to polkjerner og har sin bane i begge benene av et U-formet polkjemeelement.

37. Elektrisk maskin ifølge et hvilket som helst av de forutgående krav, karakterisert ved at polkjemene er laget av et magnetisk ledende materiale, og hvor polkjemene er anordnet på en statorplate laget av et materiale som har lav magnetisk konduktivitet.

38. Elektrisk maskin ifølge et hvilket som helst av de forutgående krav, karakterisert ved at bredden av en polkjeme i hovedsak er lik avstanden mellom to suksessive polkjerner.

39. Elektrisk maskin ifølge krav 21, karakterisert ved at bredden av en polsko ved den ytre omkretsen av rotoren i hovedsak er lik bredden av en polkjeme som er motstående anordnet i statoren.

40. Elektrisk maskin ifølge et hvilket som helst av de forutgående krav, karakterisert ved at en første stator er anordnet motstående og vendende mot en første side av rotoren, og en andre stator er anordnet motstående og vendende mot den andre siden av rotoren.