WO2011045479A2 - Machine electrique a bobines spiralees fixes ou mobiles. - Google Patents

Machine electrique a bobines spiralees fixes ou mobiles. Download PDF

Info

Publication number
WO2011045479A2
WO2011045479A2 PCT/FR2009/051939 FR2009051939W WO2011045479A2 WO 2011045479 A2 WO2011045479 A2 WO 2011045479A2 FR 2009051939 W FR2009051939 W FR 2009051939W WO 2011045479 A2 WO2011045479 A2 WO 2011045479A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnets
magnetic
machine according
magnetized
pmi
Prior art date
Application number
PCT/FR2009/051939
Other languages
English (en)
Other versions
WO2011045479A3 (fr
Inventor
Julien Gillonnier
Didier Marquet
Original Assignee
Julien Gillonnier
Didier Marquet
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Julien Gillonnier, Didier Marquet filed Critical Julien Gillonnier
Priority to PCT/FR2009/051939 priority Critical patent/WO2011045479A2/fr
Publication of WO2011045479A2 publication Critical patent/WO2011045479A2/fr
Publication of WO2011045479A3 publication Critical patent/WO2011045479A3/fr

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/26—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with rotating armatures and stationary magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • 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
    • H02K21/24—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets axially facing the armatures, e.g. hub-type cycle dynamos

Definitions

  • the present invention relates to an electric machine with fixed or moving coils.
  • the inductor or stator always supplied with alternating current, produces a rotating field which induces in the short-circuit rotor (or squirrel cage) currents which, by interaction on the stator field, generate a engine couple.
  • the speed of the motor is linked, among other things, to the frequency of the alternating current and to the number of poles of the stator; which stator can be supplied with three-phase current, or single-phase current by adding a phase-shifting element in order to allow the induction motor to start.
  • the inductor comprises polar parts supporting either excitation windings or permanent magnets which have a remanent induction.
  • the magnetomotive force that results from the passage of the current in the excitation windings produces the main flow which runs through the entire magnetic circuit.
  • the magnetic circuit of the armature consists of a stack of laminations cut so as to obtain grooves in which the induced winding will be housed, and is subjected to the magnetic induction flux of the inductor.
  • the inductive magnetic circuit and the induced magnetic circuit are separated by an air gap which is also part of the magnetic circuit of the machine.
  • the rotor has a rectifier of induced alternating currents, called collector, in the case of a generator, or can supply DC power to the armature, in the case of a motor.
  • Electromagnetic induction motors are now known in which the rotating mobile part corresponds to the external inductive part which then constitutes the rotor, while the internal coiled axial part is fixed and constitutes the stator.
  • Electromagnetic induction motors are also known, close to the preceding general structure, in which the fixed internal axial portion constituting the stator comprises a series of thin flat plates between which the excitation or armature conductors are deposited. conductors having active portions extending substantially radially or parallel to the axis of the motor; the outer rotational yoke constituting the inductive portion comprises a plurality of magnetic magnet riders disposed in a plurality of angular sectors; thus, according to one embodiment, the magnetic circuit circulates in a radial half plane and comprises two air gaps traversed by a radial magnetic flux.
  • Such a structure is also difficult to implement because of the volume limitation available for the winding of the armature; in addition, it requires the addition of a piece ensuring the precise and regular positioning of the sheets; this piece, of complex realization, significantly affects the manufacturing costs of such a structure.
  • electric motors or generators operate in magnetic field absorption; indeed a pole, created magnetically, for example a stator, will attract vis-à-vis himself a pole opposite name of the rotor so as to absorb the largest amount of flux generated by this pole; this explains the complexity of the windings, the increase of the iron, and consequently of the weight.
  • the current in the conductors must be inverted by switching to ensure a given direction of rotation.
  • the invention more particularly aims to eliminate these disadvantages.
  • an electric machine with fixed or moving spiral coils comprising three parts including two parts, including two magnetized structures each comprising parallel elements of opposite polarity, which parallel elements of opposite polarity of each of said two parts being arranged in opposite to each other by being of opposite polarity, are subject to relative displacements with respect to a third part comprising at least one winding mounted on a non-magnetic support, so as to achieve with the two magnetized structures at least two air gaps in at least one of which pass turns of the winding, the conductors of the coil being wound in a spiral contained in a surface substantially parallel to the elements of the two magnetized structures, the terminals of the winding being connected to a source of alternating electric current in the case of an actuator-type operation, said first parts or the third part being mechanically coupled to an actuator in the case of a generator-type operation, which produces an alternating current across the winding.
  • the aforesaid conductors of the winding are made of metallic material such as copper, silver, aluminum, iron, or any other metal alloy comprising among others, the metals mentioned above, They can also be made of material comprising a conductive element associated with an insulating support such as a plastic.
  • the electric machine with fixed or moving coils comprises:
  • the electric machine described above may be of rotary type or linear displacement type.
  • the two magnetized structures may be rotatably mounted coaxially on a fixed hollow axis, the external magnetized structure constituting an outer rotor of an engine or a generator; the spiral coil will be fixed, integral with the fixed hollow axis, constituting an internal stator; the current leads will be located on either side of the fixed hollow axis; moreover, the aforementioned rotary type structure may be substantially cylindrical, the magnetic flux passing through the spiral coil being radial, or substantially annular, the magnetic flux passing through the spiral coil being axial.
  • the two magnetized structures may be mounted coaxially, the external magnetized structure constituting a fixed external stator of an engine or a generator, the internal magnetized structure movable around a solid axis; the spiral coil will be movable about the solid axis and constitutes the internal rotor; the current leads will be made via a rotating manifold secured to the inner rotor.
  • the two magnetized structures will be mobile, integral with a carriage mounted on slides; the spiral coil will be fixed and extended over the entire length of movement of said carriage.
  • magnets and magnetic parts results from the following fact: when two permanent magnets are brought face to face, they attract or reject each other depending on whether the poles are opposite (SN) or of the same kind (NN or SS) ; the flow created in repulsion is extremely crushed, while in attraction, the flow lines remain substantially parallel and their divergence in the center is quite low as long as the distance remains small compared to the separation distance of the magnets.
  • the magnets will be mounted in pairs; a pair of magnets is mounted on an iron structure in the form of a cylinder or ring in the case of the rotary type, or in the form of a plate in the case of the linear type.
  • this iron structure can be segmented so as to reduce the metal mass and magnetic leakage.
  • magnets they will preferably be identical so as to avoid saturation and reduce manufacturing costs.
  • the configuration of the spiral coil allows to occupy the maximum of the flow area; the winding can be made from copper or any other electrical conductor shaped isolated flat, which reduces the eddy currents, the magnetic flux passing through the edge of the conductors. Lorentz-Laplace forces will be maximal outside the spiral coil and will cancel in the central turn.
  • the aforesaid winding may also be made from a ferromagnetic material shaped insulated flat; this solution makes it possible to better channel the field lines and to increase its value by reducing the gap; nevertheless, the electrical conductivity of this type of winding is lower.
  • the width of a magnet will occupy a quarter of the width of the spiral coil, the length of the strands being equal to the length of the magnet.
  • the magnetic flux is brought back by iron above the strands of the coil with possibly another return magnet which will also occupy a quarter of the width of the spiral coil is the interval between two magnets.
  • the poles will cover about a quarter of the width of the coils; the configuration of the coil will occupy the maximum possible surface subjected to the flux of the poles.
  • the machine therefore comprises a plurality of magnets or poles and coils, at the rate of a coil for two poles or four magnets; the coils can be connected in parallel or in series to form a single-phase synchronous machine to a winding
  • the electric machine provides a motor torque that 50% of the time, and therefore requires the combination of an inertial torque.
  • a configuration with two sets of quadrature coils will make it possible to obtain an almost constant torque to form a two-phase synchronous synchronous machine.
  • the synchronization of the control of the current in the spiral coil must be carried out as a function of the relative coil magnet position, so that the Lorentz-Laplace forces are always in the same direction; note that there will be a dead time to be expected during the crossing of the center of the spiral coil by a magnet, because the forces of the symmetrical strands are then opposed in the direction.
  • the current control can be obtained from bridge switches (bipolar or MO S) or any other electrical switch; synchronization can be performed by means of an optical sensor, a Hall effect sensor, or any other conventional solution with sliding contacts; the accuracy of the detection in position should be of the order of the width of a strand of the spiral winding.
  • this solution may also allow switching power.
  • the generated voltage is of quasi-sinusoidal shape due to the shape of the variation of the flux in the turns of the spiral coil;
  • FIGS. 2a and 2b respectively show a sagittal section and a cross-section of a first embodiment of a rotary electrical machine according to the invention
  • FIG. 2c represents a sagittal section of a variant of the above-mentioned first embodiment of an electric machine according to the invention
  • FIG. 3 represents a sagittal section of a second embodiment of a rotating electrical machine
  • FIG. 4 represents a sagittal section of a third embodiment of a rotating electrical machine
  • FIGS. 5a and 5b respectively represent a sagittal section and a cross-section of a fourth embodiment of a rotating electrical machine
  • FIG. 6 represents a sagittal section of a fifth embodiment of a rotating electrical machine
  • FIG. 7 represents a sagittal section of a sixth embodiment of a rotating electrical machine
  • FIG. 8 represents a sagittal section of a seventh embodiment of a rotating electrical machine
  • FIG. 9 represents a sagittal section of an eighth embodiment of a rotating electrical machine
  • FIGS. 10a and 10b respectively represent a sagittal section and a cross-section of an embodiment of a linear electric machine according to the invention
  • FIG. 11 shows a collector with sliding contacts.
  • an electromagnetic elementary section of the electric machine according to the invention comprises:
  • two magnetized structures each comprising parallel elements, namely two magnets of opposite polarity, and a magnetic plate associating the two elements, which parallel elements of opposite polarity of each of said magnetized structures are arranged facing each other while being of opposite polarity,
  • the two magnetized stractures on the one hand, and the winding on the other hand, are subject to relative displacements, so as to achieve with the two magnetized stractures at least two air gaps in at least one of which passes turns of the 'winding.
  • the terminals of the winding being connected to a source of alternating electric current in the case of an actuator type operation, said first parts or the third part being mechanically coupled to an actuator in the case of a generator type operation, which produces an alternating current across the winding.
  • a first magnetized structure PI comprises two magnets E1, E2, associated by a magnetic plate PMI
  • a second magnetized structure P2 comprises two magnets E3, E4, associated by a magnetic plate PM2
  • the two magnets El, E2 are of different polarities; it is the same of the two magnets E3, E4
  • the two magnetized structures PI, P2 are arranged facing each other, so that the magnets El, E3 on the one hand and the magnets E2, E4, on the other hand, are of opposite polarity; thus, the two magnetized structures PI, P2 constitute a closed magnetic loop comprising two gaps EF1, EF2, respectively between the magnets El, E3 and E2, E4.
  • a spiral winding B is positioned substantially in the center of the air gaps EF1, EF2, in a plane parallel to the plane defined by the magnetized struc- tures PI, P2; it comprises active strands, parallel to each other, whose length is at least greater than the length of the magnets El, E2, E3, E4; the width of the winding is substantially equal to twice the pitch of the magnets of the magnetized structures PI, P2, that is to say to the sum of the width of a magnet and the distance between two successive magnets.
  • a terminal B01 will be connected to the center of the coil B, and a terminal B02 will be connected to the periphery of the coil B.
  • the Lorentz-Laplace type forces will be almost constant during the flight over a quarter of the width of the spiral coil B; the Lorentz-Laplace forces will be maximum outside the spiral coil and will cancel in the central turn.
  • the winding B can be made from copper or any other electrical conductor shaped isolated flat, which reduces the eddy currents, the magnetic flux passing through the edge of the conductors.
  • a first embodiment of a rotary electrical machine is indicated respectively in a sagittal section and a cross section.
  • the number of magnets of each of the magnetized structures is limited to twelve, and the number of coils is limited to six.
  • the rotating machine comprises a first so-called external magnetized structure consisting of a non-magnetic cylindrical Cae carcass, supporting in the vicinity of its cylindrical inner surface a cylindrical magnetic plate PMI, which is integral with twelve so-called external magnets: Eel, Ee2, Ee3, Ee4 , Ee5, Ee6, Ee7, Ee8, Ee9, Eel0, Eell, Eel2, which are arranged equidistantly on the inner face of the cylindrical magnetic plate PMI.
  • the magnets Eel, Ee3, Ee5, Ee7, Ee9, Eel1 are of the same polarity; the magnets Ee2, Ee4, Ee6, Ee8, Eel0, Eel2, are of the same polarity, which is opposite to that of the preceding magnets.
  • the cylindrical magnetic plate PMI may be segmented into a sector, each comprising two consecutive magnets.
  • the assembly comprising the external carcass Cae, the magnetic plate PMI and its twelve magnets, is rotatably mounted on a hollow shaft A whose central axis ⁇ is collinear with the axis of symmetry of the external carcass Cae; two bearings Rel, Re2, provide the rotary connection of the external carcass Cae in the vicinity of the hollow shaft A.
  • a second so-called internal magnetized structure comprises an internal carcass consisting of two non-magnetic Cail rings, Cai2 s , supporting, in the vicinity of their external surface, a cylindrical magnetic plate PM2, which is integral with twelve so-called internal magnets: Eil, Ei2, Ei3, Ei4 , E15, E16, E17, E18 ; Ei9, EilO, Eil 1, Eil2, which are arranged equidistantly on the outer face of the cylindrical magnetic plate PM2.
  • the magnets Eil, Ei3, E15, E17, E19, Eil1 are of the same polarity; the magnets Ei2, Ei4, Ei6, Ei8, Eil0, Eil2, are of the same polarity, which is opposite that of the previous magnets.
  • the polarity of the magnet Eel of the first magnetized structure is opposite to that of the magnet Eil of the second magnetized structure, and so on.
  • cylindrical magnetic plate PM2 may be segmented into a sector, each comprising two consecutive magnets.
  • the assembly comprising the internal Cail carcass, Cai2, the magnetic plate PM2 and its twelve magnets, is rotatably mounted on the hollow shaft A, whose central axis ⁇ is collinear with the axis of symmetry of the internal carcass Cail , Ca2; two bearings Ril, Ri2, provide the rotational connection of the internal carcass Cail, Cai2, in the vicinity of the hollow shaft A.
  • a set consists of six spiral coils Bl, B2, B3, B4, B5, B6, electrically connected in series by connections Cl, C2, C3 5 C4, C5; each of said connections makes the electrical connection between the outer end of a coil and the center of the next coil; this set of six spiral coils B1, B2, B3, B4, B5, B6 is mechanically secured to the hollow shaft A, which, in the vicinity of each of its ends, comprises the terminals B01, B02, the electrical power supply of all six coils.
  • a position sensor Cp is mounted integral with the hollow shaft A, fed by the terminal B03; it makes it possible to know the relative position of the internal magnetized structure with respect to the hollow shaft; this sensor may be of the optical type, Hall-type type, magnetic type, or any other conventional solution with sliding contacts; this latter solution will be described later in the example shown in FIG. 11.
  • the feeding of the set of six spiral coils B1, B2, B3, B4, B5, B6 is not shown; current control can be obtained from bridge switches (bipolar or MOS); the synchronization can be performed by the position sensor Cp; the accuracy of the detection in position should be of the order of the width of a strand of the spiral winding.
  • this first embodiment of a rotary electrical machine is of the external rotor type of cylindrical shape; the second so-called internal magnetized structure rotates at the same speed as that of the first so-called external magnetized structure so as to absorb the largest amount of flux generated by each of the poles of the external magnetized structure; the internal magnetized structure can be considered as a slave rotor as opposed to the master rotor constituted by the external magnetized structure; the assembly, consisting of six coils associated with the hollow shaft, constitutes the stator of this first embodiment of a rotating machine.
  • all six coils will be stiffened by means of a cylindrical structure, not shown, non-magnetic and electrically non-conductive.
  • a variant of the first embodiment of an external rotor rotating electrical machine described above consists in mechanically connecting the two outer and inner circular magnetized structures, respectively master and slave.
  • FIG. 2c a variant of the aforementioned first embodiment of a rotating electrical machine is indicated in a sagittal section.
  • the number of magnets of each of the magnetized structures is limited to twelve, and the number of coils is limited to six.
  • the rotating machine comprises a first so-called external magnetized structure consisting of a non-magnetic cylindrical Cae carcass, which comprises a Cael crown and a Cae2 bell, the assembly constituting a cylindrical closed carcass around a central axis ⁇ .
  • a cylindrical magnetic plate PMI is integral with the aforesaid bell Cae2, which magnetic plate supports twelve so-called external magnets: Eel, Ee2, Ee3, Ee4, Ee5, Ee6, Ee7, Ee8 , Ee9, EelO, Eel1, Eel2, which are equidistantly arranged on the inner face of the PMI magnetic plate.
  • the magnets Eel, Ee3, Ee5, Ee7, Ee9, Eel1 are of the same polarity; the magnets Ee2, Ee4, Ee6, Ee8, Eel0, Eel2, are of the same polarity, which is opposite that of the previous magnets.
  • cylindrical magnetic plate PMI may be segmented into a sector, each comprising two consecutive magnets.
  • the assembly comprising the external carcass Cae, the magnetic plate PMI and its twelve magnets, is rotatably mounted on a hollow shaft A whose central axis is collinear with the axis ⁇ of symmetry of the external carcass Cae; a Re bearing ensures the connection rotary of the external carcass Cae near a first end of the hollow shaft A.
  • a second internal magnetized structure Cai comprises an internal carcass consisting of three Cail, Cai2, Cai3, non-magnetic crowns; the aforesaid Cail crowns, Cai2 support in the vicinity of their outer surface a cylindrical magnetic plate PM2, which is integral with twelve said internal magnets: Eil, Ei2, Ei3, Ei4, Ei5, Ei6, Ei7, Ei8, Ei9, EilO, Eil l , Eil2, which are arranged equidistantly on the outer face of the cylindrical magnetic plate PM2.
  • the magnets Eil, Ei3, E15, E17, E19, Eil1 are of the same polarity; the magnets Ei2, Ei4, Ei6, Ei8, Eil0, Eil2, are of the same polarity, which is opposite that of the previous magnets.
  • the polarity of the magnet Eel of the first magnetized structure is opposite to that of the magnet Eil of the second magnetized structure, and so on.
  • cylindrical magnetic plate PM2 may be segmented into a sector, each comprising two consecutive magnets.
  • the assembly comprising Cail crowns, Cai2, the magnetic plate PM2 and its twelve magnets, is rotatably mounted on the hollow shaft A, whose central axis ⁇ is collinear with the axis of symmetry of the two crowns Cail, Ca2 ; two bearings Ril, Ri2, provide the rotational connection of the internal carcass Cail, Cai2, in the vicinity of the hollow shaft A.
  • the aforesaid ring Cai2 comprises a cylindrical sleeve supporting a bearing Ri3, around which is rotatably mounted a crown Cai3; the aforesaid bearing Ri3 is disposed in the vicinity of the second end of the hollow shaft A.
  • an assembly consists of six spiral coils B1, B2, B3, B4, B5, B6, of which only B1 and B4 are represented, electrically connected in series by connections C1, C2 C3, C4, C5, not shown; each of said connections makes the electrical connection between the outer end of a coil and the center of the next coil; this set of six spiral coils B1, B2, B3, B4, B5, B6 is mechanically secured on the one hand to the hollow shaft A in the vicinity of the gap between the aforesaid bearings Re and Ril, and on the other hand in the vicinity of the crown Cai3, rotatably mounted on the aforesaid crown Cai2, which is rotatably mounted on the aforesaid hollow shaft A.
  • the joining of the two external and internal circular magnetized structures, respectively master and slave makes it possible to avoid a possible slipping crippling said magnetized structures, leading to a reduction in the engine torque of the electric machine.
  • a second embodiment of a rotating electrical machine is indicated in a sagittal section.
  • the number of magnets of each of the magnetized structures is limited to twelve, and the number of coils is limited to six.
  • the rotating machine comprises a first so-called external magnetized structure consisting of a non-magnetic cylindrical bell-shaped carcass Cae supporting, in the vicinity of its cylindrical internal surface, a cylindrical magnetic plate PMI, which is integral with twelve so-called external magnets: Eel, Ee2, Ee3, Ee4, EE5, EE6 s EE7, EE8, EE9, EelO, Eel l, Eel2 which are arranged equidistantly on the inner face of the cylindrical magnetic plate PMI.
  • the magnets Eel, Ee3, Ee5, Ee7, Ee9, Eel1 are of the same polarity; the magnets Ee2, Ee4, Ee6, Ee8, Eel0, Eel2, are of the same polarity, which is opposite that of the previous magnets.
  • cylindrical magnetic plate PMI may be segmented into a sector, each comprising two consecutive magnets.
  • the assembly comprising the external carcass Cae, the magnetic plate PMI and its twelve magnets, is rotatably mounted on a hollow shaft A whose central axis ⁇ is collinear with the axis of symmetry of the external carcass Cae; a bearing Re ensures the rotational connection of the external carcass Cae in the vicinity of the hollow shaft A.
  • a second so-called internal magnetized structure comprises an internal carcass consisting of a non-magnetic ring Cai supporting, in the vicinity of its external surface, a cylindrical magnetic plate PM2, which is integral with twelve so-called internal magnets: Eil, Ei2, Ei3, Ei4, Ei5 5 E16, E17, E18, E19, E110, E1I, E112, which are equidistantly disposed on the outer face of the cylindrical magnetic plate PM2.
  • the magnets Eil, Ei3, E15, E17, E19, Eil1 are of the same polarity; the magnets Ei2, Ei4, Ei6, Ei8, Eil0, Eil2, are of the same polarity, which is opposite that of the previous magnets.
  • the polarity of the magnet Eel of the first magnetized structure is opposite to that of the magnet Eil of the second magnetized structure, and so on.
  • the cylindrical magnetic plate PM2 may be segmented into a sector, each comprising two consecutive magnets.
  • the assembly comprising the internal carcass Cai, the magnetic plate PM2 and its twelve magnets, is rotatably mounted on the hollow shaft A, whose central axis ⁇ is collinear with the axis of symmetry of the inner carcass Cai; a bearing Ri ensures the rotational connection of the internal carcass Cai in the vicinity of the hollow shaft A.
  • a set consists of six spiral coils Bl, B2, B3, B4, B5, B6 5 electrically connected in series by connections Cl, C2, C3, C4, C5 unrepresented ; each of said connections makes the electrical connection between the outer end of a coil and the center of the next coil; this set of six spiral coils B1, B2, B3, B4, B5, B6 is mechanically secured to the hollow shaft A, which, in the vicinity of each of its ends, comprises the terminals B01, B02, of which only the terminal B01 is shown, allowing the power supply of all six coils.
  • a position sensor Cp is mounted integral with the hollow shaft A, fed by the terminal B03; it makes it possible to know the relative position of the internal magnetized structure with respect to the hollow shaft; this sensor may be of the optical type, Hall effect type, magnetic type, or any other conventional solution with sliding contacts.
  • this second embodiment of a rotary electrical machine is of the cylindrical external rotor type in the shape of a bell; the second so-called internal magnetized structure rotates at the same speed as that of the first so-called external magnetized structure so as to absorb the largest amount of flux generated by each of the poles of the external magnetized structure; the internal magnetized structure can be considered as a slave rotor as opposed to the master rotor constituted by the external magnetized structure; the assembly, consisting of six coils associated with the hollow shaft, constitutes the stator of this second embodiment of a rotating machine.
  • a third embodiment of a rotating electrical machine is indicated in a sagittal section.
  • This third embodiment differs from the previous one in that the shaft A is solid and is integral in the vicinity of one of its ends with a plate Pt mounted perpendicular to the axis A of the shaft A.
  • this third embodiment of a rotary electrical machine is also of the cylindrical external rotor type in the shape of a bell.
  • a fourth embodiment of a rotating electrical machine is indicated respectively in a sagittal section and a cross section.
  • the rotating machine comprises a first so-called external magnetized structure consisting of a carcass Cae cylindrical torus-shaped, non-magnetic, supporting in the vicinity of its two internal surfaces perpendicular to the main axis, two magnetic rings PMI, PM2,
  • the magnetic ring PMI is secured to twelve so-called external magnets: Eel, Ee2, Ee3 , f Ee4 EE5, EE6, EE7, EE8, EE9, EelO, Eel l, Eel2 which are arranged equidistantly on the inner face of the magnetic ring PMI, in a radial direction.
  • the magnets Eel, Ee3, Ee5, Ee7, Ee9, Eel1 are of the same polarity; the magnets Ee2, Ee4, Ee6, Ee8, Eel0, Eel2, are of the same polarity, which is opposite that of the previous magnets.
  • the magnetic ring PM2 is secured to twelve so-called internal magnets: Eil, Ei2, E13, E14, E15, E16, E17, E18, E19, E101, E1I, E12, which are arranged equidistantly on the inner face of the magnetic ring PM2, in a radial direction.
  • the magnets E11, E13, E15, E17, E19, E11 are of the same polarity; the magnets Ei2, Ei4, Ei6, Ei8, Eil0, Eil2, are of the same polarity, which is opposite that of the previous magnets.
  • the polarity of the magnet Eel of the magnetic ring PMI is opposite that of the magnet Eil of the magnetic ring PM2, and so on.
  • the magnetic rings PMI, PM2 may be segmented in sector, each comprising two consecutive magnets.
  • the assembly comprising the external carcass Cae, the magnetic rings PMI, PM2 and its 24 magnets, is rotatably mounted on a hollow shaft A whose central axis ⁇ is collinear with the axis of symmetry of the external carcass Cae; two bearings e, Ri, provide the rotary connection of the external carcass Cae in the vicinity of the hollow shaft A.
  • an assembly consists of six spiral coils B1, B2, B3, B4, B5, B6 electrically connected in series by connections C1, C2, C3, C4, C5, not shown. ; each of said connections makes the electrical connection between the outer end of a coil and the center of the next coil; this set of six spiral coils B1, B2, B3, B4, B5, B6 is mechanically secured to the hollow shaft A, thanks to a disk Cai; in the vicinity of each of its ends, the hollow shaft A comprises the terminals B01, B02, of which only the terminal B01 is shown, allowing the power supply of all six coils.
  • a position sensor Cp is mounted integral with the hollow shaft A, fed by the terminal B03; it makes it possible to know the relative position of the internal magnetized structure with respect to the hollow shaft; this sensor may be of the optical type, Hall effect type, magnetic type, or any other conventional solution with sliding contacts.
  • this fourth embodiment of a rotary electrical machine is of the cylindrical outer rotor type of annular shape; the assembly, consisting of six coils associated with the hollow shaft, constitutes the stator of this fourth embodiment of a rotating machine.
  • the aforesaid conductors of the winding are made of metallic material such as copper, silver, aluminum, iron, or any other metal alloy comprising, among other things, the metals mentioned above. .
  • a U-shaped magnetic piece will support the Eel and Eil magnets, which will be followed by a second U-shaped magnetic piece supporting the Ee2 and Ei2 magnets, and so on.
  • a fifth embodiment of a rotating electrical machine is indicated in a sagittal section.
  • this embodiment differs from the previous one in that the non-magnetic, cylindrical, cylindrical outer shell Cae, which supports, in the vicinity of its two internal surfaces perpendicular to the main axis, two magnetic rings PMI, PM2, is rotatably mounted on the outside. hollow shaft A via a single bearing Re.
  • this fifth embodiment of a rotary electrical machine is of the cylindrical external rotor type of annular shape; the assembly, consisting of six coils associated with the hollow shaft, constitutes the stator of this fifth embodiment of a rotating machine.
  • annular structures may be associated in series to form rotating electrical machines of the cylindrical outer rotor type; certain limitations, in number of annular structures associated in series, will be addressed according to the chosen embodiment.
  • a sixth embodiment of a rotating electrical machine is indicated in a sagittal section. Indeed, this sixth embodiment corresponds to the series setting of annular structures defined according to the fourth embodiment.
  • the rotating machine comprises a first so-called external magnetized structure consisting of a non-magnetic, cylindrical Cae carcass supporting, in the vicinity of one of its two internal surfaces perpendicular to the main axis, a magnetic crown PMI.
  • IMP magnetic ring is secured to said external twelve magnets: Eel 1, Eel2, Eel3, Eel4, Eel5, Eel6 s Eel7, Eel8, Eel9, Eel lO, ll Eel, Eel l2; which are arranged equidistantly on the inner face of the magnetic ring PMI, in a radial direction.
  • the magnets Eell, Eel3, Eel5, Eel7, Eel9, Eel1 are of the same polarity;
  • the magnets Eel2, Eel4, Eel6, Eel8, Eel10, Eel12 are of the same polarity, which is opposite to that of the preceding magnets.
  • a magnetic ring PM2 is secured to twelve said internal magnets: Eill, Ei 12, Eil3, Eil4, Eil5, Eil6, Eil7, Eil8, Eil9, Eil10, Eil11, Eil12, which are arranged equidistantly on the inner face of the magnetic ring PM2, in a radial direction vis-à-vis the magnetic ring PMI.
  • the magnets Eil 1, Eil3, Eil5, Eil7, Eil9, Eil 11, are of the same polarity; the magnets Eil2, Eil4, Eil6, Eil8, Eil10, Eil12, are of the same polarity, which is opposite to that of the previous magnets.
  • This first magnetic ring PM2 is integral with a disc Cai2; a bearing Ri2 ensures the rotational connection of the disk Cai2 in the vicinity of the hollow shaft A.
  • an assembly consists of six spiral coils B1, B12, B13, B14, B15, B16 electrically connected in series by connections not shown; this set of six spiral coils B1, B12, B13, B14, B515, B16 is mechanically secured to the hollow shaft A.
  • the same magnetic ring PM2 is integral with twelve so-called external magnets: Ee21, Ee22, Ee23, Ee24, Ee25, Ee26, Ee27, Ee28, Ee29, Ee210, Ee211, Ee212, which are arranged equidistantly on the opposite face of the magnetic ring PM2, in a radial direction vis-à-vis the twelve so-called internal magnets.
  • the magnets Ee21, Ei23, Ee25, Ee27, Ee29, Ee211 are of the same polarity; the magnets Ee22, Ee24, Ee26, Ee28, Ee210, Ee212, are of the same polarity, which is opposite that of the previous magnets.
  • a magnetic ring PM3 is secured to twelve so-called internal magnets: Ei21, Ei22, Ei23, Ei24, Ei25, Ei26, Ei27, Ei28, Ei29, Ei210, Ei211, Ei212 s which are arranged equidistantly on the inner face of the magnetic ring PM3, in a radial direction vis-à-vis the magnetic ring P 2.
  • the magnets Ei21, Ei23, Ei25, Ei27, Ei29, Ei211 are of the same polarity; the magnets Ei22, Ei24, Ei26, Ei28, Ei210, EI212, are of the same polarity, which is opposite to that of the previous magnets.
  • This second magnetic ring PM3 is integral with a disk C ai 3; a bearing Ri3 ensures the rotational connection of the disk Cai3 in the vicinity of the hollow shaft A.
  • an assembly consists of six spiral coils B21, B22, B23, B24, B25, B26, electrically connected in series by connections not shown; this set of six spiral coils B21, B22, B23, B24, B25, B26 is mechanically secured to the hollow shaft A.
  • the same magnetic ring PM3 is integral with twelve so-called external magnets: Ee31, Ee32, Ee33, Ee34, Ee35, Ee36, Ee37, Ee38, Ee39, Ee310, Ee311, Ee312, which are arranged equidistantly on the opposite face of the magnetic ring PM3, in a radial direction vis-à-vis the twelve so-called internal magnets.
  • the magnets Ee31, Ee33, Ee35, Ee37, Ee39, Ee31 are of the same polarity; the magnets Ee32, Ee34, Ee36, Ee38, Ee310, Ee312, are of the same polarity, which is opposite to that of the previous magnets.
  • the polarity of the magnet Ee31 of the magnetic ring PM3 is opposite to that of the magnet Ei21 of the same magnetic ring PM3, and so on.
  • the assembly comprising the external carcass Cae, the magnetic rings PMI, PMn (not shown) and its 24 magnets, is rotatably mounted on a hollow shaft A whose central axis ⁇ is collinear with the axis of symmetry of the external carcass Cae; two bearings Rel, Re2, provide the rotary connection of the external carcass Cae in the vicinity of the hollow shaft A.
  • a position sensor Cp is mounted integral with the hollow shaft A, fed by the terminal B03; it peimet to know the relative position of the internal magnetized structure with respect to the hollow shaft; this sensor may be of the optical type, Hall effect type, magnetic type, or any other conventional solution with sliding contacts.
  • this sixth embodiment of a rotary electrical machine is of the external rotor type of cylindrical shape; the assembly, consisting of n sets of six coils associated with the hollow shaft, constitutes the stator of this sixth embodiment of a rotating machine.
  • the limitation in number of sets of six coils is defined by the ability of the latter to transmit the torque step by step.
  • a seventh embodiment of a rotating electrical machine is indicated in a sagittal section.
  • this seventh embodiment corresponds to the series setting of annular structures defined according to the fifth embodiment.
  • the various magnetic rings are integral with the carcass Cae and thus the limitation mentioned above, concerning the sixth embodiment, no longer exists.
  • the rotating machine comprises a first so-called external magnetized structure consisting of a carcass Cylindrical, non-magnetic core, supporting in the vicinity of one of its two internal surfaces perpendicular to the main axis, a PMI magnetic ring.
  • the PMI magnetic ring is secured to twelve said external magnets: Eell, Eel2, Eel3 ⁇ Eel4, Eel5 ⁇ Eel6, Eel7 ; Eel8, Eel9, Eel10, Eel11, Eell2, which are arranged equidistantly on the inner face of the magnetic ring PMI, in a radial direction.
  • the magnets Eell, Eel3, Eel5, Eel7, Eel9, Eel ll are of the same polarity; Eel2 the magnets 5 Eel4, Eel6, Eel8, EellO, Eel l2 have the same polarity, which is opposite to that of the previous magnets.
  • Eil 1 Eil2, Eil3, Eil4, Eil5 5 Eilo, Eil7 5 Eil8, Eil9, EillO, Eil 11 E ⁇ 112 which are arranged equidistantly on the inner face of the magnetic ring PM2, in a radial direction vis-à-vis the magnetic ring PMI.
  • the magnets Eill, Eil 3, Eil 5, Eil 7, Eil, Eil 11, are of the same polarity;
  • the magnets Eil2, Eil4, Eil6, Eil8, Eil10, Eil12, are of the same polarity, which is opposite that of the previous magnets.
  • the polarity of the magnet Eill of the magnetic ring PM2 is opposite to that of the magnet Eel 1 of the magnetic ring PMI, and so on.
  • This first magnetic ring PM2 is integral with the first so-called external magnetized structure constituted by the cylindrical carcass Cae via a ring Cai2.
  • an assembly consists of six spiral coils B11, B12, B13, B14, B15, B16 electrically connected in series by unrepresented connections; this set of six spiral coils B1, B12, B13, B14, B515, B16 is mechanically secured to the hollow shaft A.
  • the same magnetic ring PM2 is integral with twelve so-called external magnets: Ee21, Ee22, Ee23, Ee24, Ee25, Ee26, Ee27, Ee28, Ee29, Ee210, Ee211, Ee212, which are arranged equidistantly on the opposite face of the magnetic ring PM2, in a radial direction vis-à-vis the twelve so-called internal magnets.
  • the EE21 magnets Ei23, EE25, EE29 Ee27 s, Ee211 are of the same polarity; the magnets Ee22 ⁇ Ee24, Ee26, Ee28, Ee210, Ee212, are of the same polarity, which is opposite to that of the previous magnets.
  • the polarity of the magnet Ee21 of the magnetic ring PM2 is opposite to that of the magnet Eil 1 of the same magnetic ring PM2, and so on.
  • a magnetic ring PM3 is secured to twelve so-called internal magnets: Ei21, Ei22, Ei23, Ei24, Ei25, Ei26, Ei27, Ei28, Ei29, Ei210, Ei211, Ei212, which are arranged equidistantly on the inner face of the magnetic ring PM3, in a radial direction vis-à-vis the magnetic ring PM2.
  • the magnets Ei21, Ei23, Ei25, Ei27, Ei29, Ei211 are of the same polarity; the magnets Ei22, Ei24, Ei26, Ei28, Ei210, Ei212, are of the same polarity, which is opposite to that of the previous magnets. Furthermore the polarity of the magnet Ei21 of the magnetic ring PM3 is opposite that of the magnet Ee21 of the magnetic ring PM2, and so on.
  • This second magnetic ring PM3 is integral with the first so-called external magnetized structure constituted by the cylindrical carcass Cae via a ring Cai3.
  • an assembly consists of six spiral coils B21, B22, B23, B24, B25, B26, electrically connected in series by connections not shown; this set of six spiral coils B21, B22, B23, B24, B25, B26 is mechanically secured to the hollow shaft A.
  • the same magnetic ring is secured to said external twelve magnets: EE31, EE32 EE33 s, Ee34, EE35, EE36, Ee37, Ee38, Ee39, Ee310, Ee311, Ee312 which are arranged equidistantly on the opposite side of the magnetic ring PM3, in a radial direction vis-à-vis the twelve so-called internal magnets.
  • the magnets Ee31, Ee33, Ee35, Ee37, Ee39, Ee31 are of the same polarity; the magnets Ee32, Ee34, Ee36, Ee38, Ee310, Ee312, are of the same polarity, which is opposite to that of the previous magnets.
  • the polarity of the magnet Ee31 of the magnetic ring PM3 is opposite to that of the magnet Ei21 of the same magnetic ring PM3, and so on. And so on, may succeed n magnetic rings and n sets of coils associated.
  • the assembly comprising the external carcass Cae, the magnetic rings PMI, PMn (not shown) and its 24 magnets, is rotatably mounted on a hollow shaft A whose central axis ⁇ is coiinear with the axis of symmetry of the external carcass Cae; two bearings Rel, Re2, provide the rotary connection of the external carcass Cae in the vicinity of the hollow shaft A,
  • a position sensor Cp is mounted integral with the hollow shaft A, fed by the terminal B03; it makes it possible to know the relative position of the internal magnetized structure with respect to the hollow shaft; this sensor may be of the optical type, Hall effect type, magnetic type, or any other conventional solution with sliding contacts.
  • this seventh embodiment of a rotating electrical machine is of the external rotor type of cylindrical shape; the assembly, consisting of n sets of six coils associated with the hollow shaft, constitutes the stator of this seventh embodiment of a rotating machine.
  • an eighth embodiment of a rotating electrical machine is indicated in a sagittal section.
  • the rotating machine comprises a first so-called external magnetized structure consisting of a non-magnetic cylindrical Cae carcass, supporting in the vicinity of its cylindrical inner surface a cylindrical magnetic plate PMI, which is integral with twelve so-called external magnets: Eel, Ee2, Ee3, Ee4 , Ee5, Ee6, Ee7, Ee8, Ee9, Eel0, Eel1, Eel2, which are arranged equidistantly on the inner face of the cylindrical magnetic plate PM 1.
  • Eel magnets Ee3 s EE5, EE7, EE9, the Eel are of the same polarity; the magnets Ee2, Ee4, Ee6, Ee8, Eel0, Eel2, are of the same polarity, which is opposite that of the previous magnets.
  • the cylindrical magnetic plate PMI may be segmented into a sector, each comprising two consecutive magnets.
  • the assembly comprising the external carcass Cae, the magnetic plate PMI and its twelve magnets, is rotatably mounted on a solid shaft A, whose central axis ⁇ is collinear with the axis of symmetry of the outer carcass Cae; two bearings Rel, Re2 5 provide the rotational connection of the external carcass Cae in the vicinity of the hollow shaft A.
  • a second so-called internal magnetized structure comprises an internal carcass consisting of two non-magnetic Cail, Cai2 rings supporting, in the vicinity of their external surface, a cylindrical magnetic plate PM2, which is integral with twelve so-called internal magnets: Eil, Ei2, Ei3, Ei4 s EI5, EI6, EI7, EI8, Ei9, Eilo, Eil l, Eil2 which are arranged equidistantly on the outer face of the cylindrical magnetic plate PM2.
  • the magnets Eil, Ei3, E15, E17, E19, Eil1 are of the same polarity; the magnets Ei2, Ei4, Ei6, Ei8, Eil0, Eil2, are of the same polarity, which is opposite that of the previous magnets.
  • the polarity of the magnet Eel of the first magnetized structure is opposite to that of the magnet Eil of the second magnetized structure, and so on.
  • cylindrical magnetic plate PM2 may be segmented into a sector, each comprising two consecutive magnets.
  • the assembly comprising the internal Cail carcass, Cai2, the magnetic plate PM2 and its twelve magnets, is rotatably mounted on the solid shaft A, whose central axis ⁇ is collinear with the axis of symmetry of the internal carcass Cail , Ca2; two bearings Ril, Ri2, provide the rotary connection of the internal carcass Cail, Cai2, in the vicinity of the solid shaft A.
  • an assembly consists of six spiral coils B1, B2, B3, B4, B5, B6 electrically connected in series by connections C1, C2, C3, C4, C5, not shown. ; each of said connections makes the electrical connection between the outer end of a coil and the center of the next coil; this set of six spiral coils B1, B2, B3, B4, B5, B6 is mechanically secured to the solid shaft A, via two non-electrically conductive discs Cabl, Cab2.
  • a position sensor Cp is mounted integral with the hollow shaft A, fed by the terminal B03; it makes it possible to know the relative position of the internal magnetized structure with respect to the solid shaft A; this sensor may be of the optical type, Hall effect type, magnetic type, or any other conventional solution with sliding contacts.
  • the feeding of the set of six spiral coils B1, B2, B3, B4, B5, B6 is not shown; current control can be obtained from bridge switches (bipolar or MOS); the synchronization can be performed by the position sensor Cp; the accuracy of the detection in position should be of the order of the width of a strand of the spiral winding.
  • this eighth embodiment of a rotary electrical machine is of the external stator type of cylindrical shape; the second so-called internal magnetized structure is immobile so as to absorb the largest amount of flux generated by each of the poles of the external magnetized structure; the internal magnetized structure can be considered as a slave stator as opposed to the master stator constituted by the external magnetized structure; the assembly, consisting of six coils associated with the solid shaft, constitutes the rotor of this eighth embodiment of a rotating machine.
  • a ninth embodiment of a linear electric machine is indicated respectively in a sagittal section and a cross section.
  • a first magnetized structure PI comprises two magnets Eel, Ee2, associated by a magnetic plate PMI, and two magnets Eil, Ei2, associated by a magnetic plate ⁇ ; the two magnets Eel, Ee2, are of different polarities; it is the same of the two magnets Eil, Ei2; the two magnetic plates PMI, ⁇ are arranged facing each other, so that the magnets Eel, Eil on the one hand and the magnets Ee2, Ei2, on the other hand, are of opposite polarity; thus, the two magnetic plates PMI, ⁇ , and their associated magnets, constitute a closed magnetic loop comprising two gaps EF1, EF1 ', respectively between the magnets Eel, Eil and Ee2, Ei2,
  • a second magnetized structure P2 comprises two magnets Ee3, Ee4, associated
  • the two magnetized structures PI, P2 are integral with a mobile carcass CM U-shaped overturned; the assembly thus constitutes the mobile carriage of a linear motor; Moreover, this mobile carriage is slidably mounted on a fixed carcass CF near the ends of the branches of the inverted U.
  • a sliding positioning sensor Cg consists of a strip of potentiometric or optical type, or magnetic, integral with the movable carriage and a fixed contact secured to the fixed frame CF.
  • a set of spiral windings is positioned substantially in the center of the air gaps EF11, EF1 ', EF2, EF2', in a plane perpendicular to the plane defined by the magnetized structures PI, P2; it comprises active strands, parallel to each other, whose length is at least greater than the length of the magnets Eel, Ee2, Ee3, Ee4, Eil, Ei2, Ei3, Ei4 the length of each winding is substantially equal to twice the pitch of magnets magnetized structures PI, P2, that is to say the sum of the width of a magnet and the distance between two successive magnets.
  • Each of the windings is connected in series by connections C1, C2, Cn (not shown); each of said connections makes the electrical connection between the end of a winding and the center of the next winding; this set of windings and associated connections, is mechanically secured to the fixed casing CF, which, in the vicinity of each of its ends, comprises terminals B01, B02, for the power supply of the set of windings.
  • this ninth embodiment of a linear electric machine is of the linear stator type; the magnetized structures PI, P2 constitute the mobile carriage; the stroke of the carriage is a function of the length of the set of windings; the movement of the latter is determined according to the synchronization of the supply current of the set of windings with the relative position of the magnetized structures.
  • a conventional solution using sliding contacts allows the current control of the windings, different from solutions using bridge switches (bipolar or MOS) or any other electrical switch; Moreover, this conventional solution also allows the different synchronization of solutions using an optical sensor, a Hall effect sensor or a magnetic sensor.
  • a disk D ; integral with the shaft A comprises two metal crowns centered around a point O, external and internal, respectively Bae and Bai; the electrical power supply of the electrical machine is achieved through two sliding contacts, not shown, in the vicinity of the aforesaid metal rings Bae, Bai.
  • the aforesaid Bae crown comprises metal fingers Del, De2, De3, De4, De5, De6, De7, De8, De9, DelO, Del1, Del2, Z-shaped, oriented substantially radially towards the point 0, and each comprising a contact pad in the vicinity of the Bai crown.
  • the aforementioned ring Bi comprises metal fingers Dil, Di2, Di3, Di4, Di5, Di6, Di7, Di8, Di9, DilO, Dil1, Dil2, Z-shaped, oriented substantially radially opposite the point O, and each having a contact pad in the vicinity of the Bae crown.
  • the aforesaid pads of the fingers of the crowns Bae, Bai, are located on the same radius; thus the pads of the fingers Dil and De2 are on the same radius; it is the same with the fingers Di2 and De3, and so on.
  • each of the twelve windings of the electrical machine is powered by two sliding contacts, not shown, in the vicinity of the previously described pair of pads.
  • this arrangement of the sliding contacts simultaneously allows synchronization and power switching of the power supply of the windings of the electric machine.
  • This arrangement in the case of electric rotating machine, is particularly suitable for the integration of a motor in a drive wheel, for example a bicycle wheel, pivotally mounted on a hub.
  • a roller type motor 130 mm in diameter, whose coils are fed with a current of 10 A at 30 V, can deliver an electric power of 250 W at about 1000 rpm for a total mass of 2 to 2.5 kg.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

La machine électrique à bobines spiralées fixes ou mobiles, selon l'invention, comprend trois parties (P1, P2, P3) dont deux parties (P1, P2), incluant deux structures magnétisées (PM1, E1, E2), (PM2, E3, E4) comportant chacune des éléments parallèles (E1, E2, E3, E4) de polarité opposée, lesquels éléments parallèles (E1, E2, E3, E4) de polarité opposée de chacune desdites deux parties (P1, P2) étant disposés en regard l'une de l'autre en étant de polarité opposée, sont sujettes à des déplacements relatifs par rapport à une troisième partie (P3) comportant au moins un enroulement (B) monté sur un support non magnétique, de manière à réaliser avec les deux structures magnétisées (PM1, E1, E2), (PM2, E3, E4) au moins deux entrefers (EF1, EF2) dans au moins l'un desquels passent des spires d'un enroulement (B), les conducteurs de l'enroulement (B) étant enroulés en spirale contenue dans une surface sensiblement parallèle aux éléments des deux structures magnétisées (PM1, E1, E2), (PM2, E3, E4).

Description

MACHINE ELECTRIQUE A BOBINES SPIRALEES FIXES OU MOBILES.
La présente invention concerne une machine électrique à bobines spiralées fixes ou mobiles.
Elle s'applique notamment mais non exclusivement au domaine des moteurs à induction électromagnétique et, par complément, au domaine des générateurs à induction électromagnétique.
D'une manière générale, on sait que les machines électriques tournantes classiques comprennent un rotor ou induit en mouvement relatif dans des champs magnétiques créés par le stator ou inducteur.
On distingue deux catégories de machines tournantes ;
• les machines à induction,
• les machines à collecteur. Concernant la première catégorie, l'inducteur ou stator, toujours alimenté en courant alternatif, produit un champ tournant qui induit dans le rotor en court-circuit (ou cage d'écureuil) des courants qui, par interaction sur le champ statorique, engendrent un couple moteur. La vitesse du moteur est liée, entre autre, à la fréquence du courant alternatif et au nombre de pôles du stator ; lequel stator peut être alimenté en courant triphasé, ou en courant monophasé moyennant l'adjonction d'un élément déphaseur afin de permettre le démarrage du moteur à induction. Concernant la deuxième catégorie, l'inducteur comporte des pièces polaires supportant soit des enroulements d'excitation soit des aimants permanents qui ont une induction rémanente.
Ainsi, au niveau de l'inducteur, la force magnétomotrice qui résulte du passage du courant dans les enroulements d'excitation produit le flux principal qui parcourt l'ensemble du circuit magnétique. Le circuit magnétique de l'induit est constitué d'un empilage de tôles découpées de manière à obtenir des rainures dans lesquelles sera logé l'enroulement induit, et est soumis au flux d'induction magnétique de l'inducteur. Le circuit magnétique inducteur et le circuit magnétique induit sont séparés par un entrefer qui fait également partie du circuit magnétique de la machine.
Enfin le rotor possède un organe de redressement des courants alternatifs induits, appelé collecteur, dans le cas d'un générateur, ou permet d'alimenter en courant continu l'induit, dans le cas d'un moteur.
Afin d'améliorer les performances mécaniques du moteur, notamment en terme de variations rapides de la vitesse de rotation, on peut diminuer l'inertie de l'induit en donnant à celui-ci un grand allongement (rapport important entre la longueur et le diamètre) ; on peut également donner à l'induit la forme d'un disque mince et éliminer ainsi le fer rotorique, les conducteurs actifs étant alors radiaux.
Hormis ces solutions, essentiellement applicables aux petits moteurs électriques destinés notamment aux servomécanismes, les moteurs classiques ont l'inconvénient de manquer de couple par rapport à leur volume, les conducteurs actifs devant être concentrés dans un faible espace, voisin de l'axe rotatif.
On connaît maintenant des moteurs à induction électromagnétique dans lesquels la partie mobile, rotative, correspond à la partie externe inductrice qui constitue alors le rotor, tandis que la partie axiale interne bobinée est fixe et constitue le stator.
Une telle structure nécessite des entrefers d'épaisseur importante pour loger les conducteurs bobinés du stator ; la mise en œuvre reste délicate et risque de nuire à l'efficacité électromagnétique de la structure proposée. On connaît également des moteurs à induction électromagnétique, proche de la structure générale précédente, dans lesquels la partie axiale interne fixe, constituant le stator, comprend une série de tôles minces planes entre lesquelles sont déposées les conducteurs d'excitation ou d'induit, les conducteurs ayant des parties actives s'étendant sensiblement radialement ou parallèlement à l'axe du moteur ; quant à la culasse externe de rotation, constituant la partie inductrice, elle comprend une pluralités de cavaliers aimantés en matériau magnétique disposés dans une pluralité de secteurs angulaires ; ainsi, selon un mode de réalisation, le circuit magnétique circule dans un demi-plan radial et comporte deux entrefers traversés par un flux magnétique radial. Une telle structure est également de mise en œuvre délicate du fait de la limitation en volume disponible pour le bobinage de l'induit ; en outre, elle nécessite l'adjonction d'une pièce assurant le positionnement précis et régulier des tôles ; cette pièce, de réalisation complexe, obère de manière importante les coûts de fabrication d'une telle structure. D'une manière générale, on sait que les moteurs ou générateurs électriques fonctionnent en absorption de champ magnétique ; en effet un pôle, créé magnétiquement, par exemple un stator, attirera en vis-à-vis de lui-même un pôle de nom contraire du rotor de manière à absorber la plus grande quantité de flux généré par ce pôle ; ce qui explique notamment la complexité des bobinages, l'augmentation du fer, et par conséquent celle du poids.
Compte tenu des éléments cités, une autre démarche, proposée par la demanderesse, a permis d'aboutir à une structure du dispositif actiorrneur électrique ou générateur électrique réagissant à la force de répulsion magnétique ; cette démarche a consisté à disposer une pluralité de paires de pôles de nom contraire, chacune des dites paires de pôles étant portée par un même, barreau magnétique, à proximité de conducteurs cuivre ou tout autre conducteur électrique parcourus par des courants de sens opposé sous leur pôle respectif ; ceci nécessite pour bobiner un tel circuit avec un conducteur électrique unique de décaler d'une course d'aimant le sens de passage des conducteurs entre les tôles successives.
Du fait que les pôles soient discrets et successivement alternés, le courant dans les conducteurs doit être inversés par commutation pour assurer un sens de rotation donné.
Par ailleurs, la mise au point de nouveaux aimants permanents samarium cobalt ou néodyme/fer/cobalt, a permis d'obtenir un champ magnétique suffisant dans un entrefer large sans adjonction de fer, où sont situés les conducteurs actifs. A ce titre, la technologie LYNX développée par Kinetics Art & Technology Corporation a permis la réalisation de moteurs à haute efficacité grâce à une structure de bobine dite SEMA (Segmented Electro Magnetic Array) ; la NASA a également développé des moteurs à stator sans fer à partir de bobines en fil de Litz et des aimants disposés en structure de Halbach,
Les solutions décrites précédemment sont basées sur la loi du flux maximal et utilisent des bobines plates ; les aimants travaillent par attraction ou répulsion avec le centre des bobines ; ainsi, la réalisation des bobinages n'est pas aisée et les surépaisseurs locales, notamment au bord des bobines, nécessitent d'augmenter l'entrefer et donc de travailler à champ magnétique plus faible.
L'invention a plus particulièrement pour but de supprimer ces inconvénients.
Elle propose, à cet effet, une machine électrique à bobines spiralées fixes ou mobiles comprenant trois parties dont deux parties, incluant deux structures magnétisées comportant chacune des éléments parallèles de polarité opposée, lesquels éléments parallèles de polarité opposée de chacune desdites deux parties étant disposés en vis à vis l'une de l'autre en étant de polarité opposée, sont sujettes à des déplacements relatifs par rapport à une troisième partie comportant au moins un enroulement monté sur un support non magnétique, de manière à réaliser avec les deux structures magnétisées au moins deux entrefers dans au moins l'un desquels passent des spires de l'enroulement, les conducteurs de l'enroulement étant enroulés en spirale contenue dans une surface sensiblement parallèle aux éléments des deux structures magnétisées, les bornes de l'enroulement étant connectées à une source de courant électrique alternatif dans le cas d'un fonctionnement de type actionneur, lesdites premières parties ou la troisième partie étant couplées mécaniquement à un actionneur dans le cas d'un fonctionnement de type générateur, lequel produisant un courant alternatif aux bornes de l'enroulement.
Les susdits conducteurs de l'enroulement sont réalisés en matériau métallique tel que le cuivre, l'argent, l'aluminium, le fer, ou tout autre alliage métallique comportant entre autres, les métaux cités précédemment, Ils peuvent être également réalisés en matériau comportant un élément conducteur associé à un support isolant tel qu'un plastique.
A cet effet, la machine électrique à bobines spiralées fixes ou mobiles selon l'invention comprend :
- une configuration de paires d'aimants ou d'électro-aimants et pièces magnétiques donnant un flux magnétique le plus uniforme possible et de valeur importante, lesquelles paires d'aimants de polarité opposée sont placées en vis- à-vis et restant en vis-à-vis notamment lors du déplacement linéaire ou en rotation desdites structures magnétisées, la susdite bobine spiralée étant fixe dans ce cas et,
- une configuration de bobine spiralée permettant de placer dans le flux des aimants le maximum de brins conducteurs en utilisant le plus de surface possible traversée par le flux sur une grande épaisseur, de manière à pouvoir disposer d'un grand volume de cuivre ou tout autre conducteur électrique et donc de diminuer les pertes par effet Joule,
- une synchronisation du courant tenant compte de la position des brins des bobines par rapport aux aimants dans le cas d'un fonctionnement de type actionneur.
Bien entendu, la machine électrique précédemment décrite pourra être de type rotative ou de type à déplacement linéaire.
Dans un premier cas où elle est de type rotative, les deux structures magnétisées pourront être montées rotatives de manière coaxiale sur un axe creux fixe, la structure magnétisée externe constituant un rotor externe d'un moteur ou d'un générateur ; la bobine spiralée sera fixe, solidaire de l'axe creux fixe, constituant un stator interne ; les amenées de courant seront situées de part et d'autre de l'axe creux fixe ; par ailleurs, la susdite structure de type rotatif pourra être essentiellement cylindrique, le flux magnétique traversant la bobine spiralée étant radial, ou être essentiellement annulaire, le flux magnétique traversant la bobine spiralée étant axial. Dans un deuxième cas où elle est de type rotative, les deux structures magnétisées pourront être montées de manière coaxiale, la structure magnétisée externe constituant un stator externe fixe d'un moteur ou d'un générateur, la structure magnétisée interne mobile autour d'un axe plein; la bobine spiralée sera mobile autour de l'axe plein et constitue le rotor interne ; les amenées de courant seront réalisées par l'intermédiaire d'un collecteur tournant solidaire du rotor interne.
Dans le cas où la machine électrique est de type linéaire, les deux structures magnétisées seront mobiles, solidaires d'un chariot monté sur glissières ; la bobine spiralée sera fixe et étendue sur toute la longueur de déplacement dudit chariot.
La configuration des aimants et des pièces magnétiques résulte du fait suivant : lorsque l'on met face à face deux aimants permanents, ils s'attirent ou se rejettent selon que les pôles soient opposés (S-N) ou de même nature (N-N ou S-S) ; le flux créé en répulsion est extrêmement écrasé, tandis qu'en attraction, les lignes de flux restent sensiblement parallèles et leur divergence au centre est assez faible tant que la distance reste faible par rapport à la distance de séparation des aimants.
Dans cette dernière disposition (attraction), si l'on introduit un conducteur, il subit une force de Lorentz-Laplace très importante quand il est parcouru par un courant, perpendiculairement au flux et au courant, dans un sens ou dans l'autre, selon le sens du courant.
Dans le cas présent, les aimants seront montés par paire ; une paire d'aimants est montée sur une structure en fer en forme de cylindre ou d'anneau dans le cas du type rotatif, ou en forme de plaque dans le cas du type linéaire.
Avantageusement, cette structure en fer pourra être segmentée de manière à réduire la masse métallique et les fuites magnétiques. Quant au cas des aimants, ils seront de préférence identiques de manière à éviter la saturation et de réduire les coûts de fabrication.
La configuration de la bobine spiralée permet d'occuper le maximum de la surface de flux ; le bobinage pourra être réalisé à partir de cuivre ou tout autre conducteur électrique en forme de méplat isolé, ce qui permet de réduire les courants de Foucault, le flux magnétique traversant la tranche des conducteurs. Les forces de type Lorentz- Laplace seront maximales à l'extérieur de la bobine spiralée et s'annuleront dans la spire centrale. Le susdit bobinage pourra être également réalisé à partir d'un matériau ferromagnétique en forme de méplat isolé ; cette solution permet de mieux canaliser les lignes de champ et d'en augmenter sa valeur en réduisant l'entrefer; néanmoins la conductibilité électrique de ce type de bobinage est plus faible. Avantageusement, la largeur d'un aimant occupera le quart de la largeur de la bobine spiralée, la longueur des brins étant égale à la longueur de l'aimant. Ainsi sur la face opposée de l'aimant, le flux magnétique est ramené par du fer au dessus des brins de la bobine avec éventuellement un autre aimant de retour qui occupera également un quart de la largeur de la bobine spiralée soit l'intervalle entre deux aimants.
Ainsi les pôles couvriront à peu près le quart de la largeur des bobines ; la configuration de la bobine permettra d'occuper le maximum de surface possible soumise au flux des pôles.
Les forces de type Lorentz-Laplace seront donc quasi constantes durant le survol d'un quart de la largeur de la bobine spiralée ; il s'agit ensuite d'inverser le courant pour que la force reste de même sens sur la deuxième moitié de la bobine spiralée pendant le survol du second quart de sa largeur.
Dans le cas le plus simple, la machine comporte donc une pluralité d'aimants ou pôles et de bobines, à raison d'une bobine pour deux pôles ou quatre aimants ; les bobines pourront être reliées en parallèle ou en série pour former une machine synchrone monophasée à un enroulement Dans cette configuration la machine électrique ne fournit un couple moteur que 50% du temps, et nécessite par conséquent l'association d'un couple inertiel.
Avantageusement, une configuration à deux jeux de bobines en quadrature permettra d'obtenir un couple quasiment constant pour former une machine synchrone bi-phasée à deux enroulements. Par ailleurs la synchiOnisation de la commande du courant dans la bobine spiralée doit être effectuée en fonction de la position relative aimant bobine, de manière à ce que les forces de Lorentz-Laplace soient toujours dans le même sens ; à noter qu'il y aura un temps mort à prévoir durant la traversée du centre de la bobine spiralée par un aimant, car les forces des brins symétriques sont alors opposées en direction.
Avantageusement la commande en courant pourra être obtenue à partir d'interrupteurs en pont (bipolaire ou MO S) ou tout autre commutateur électrique ; la synchronisation pourra être effectuée grâce à un capteur optique, un capteur à effet Hall, ou tout autre solution conventionnelle à contacts glissants ; la précision de la détection en position devra être de l'ordre de la largeur d'un brin du bobinage spiralée.
Dans le cas d'une synchronisation mécanique à balais, cette solution pourra permettre également la commutation de puissance.
Les avantages de la structure précédemment décrite selon l'invention sont les suivants :
- une simplicité de réalisation grâce à l'absence de feuilletage des tôles, puisqu'il n'y a pas de fer balayé par un flux, donc pas de flux variable ; le fer qui porte les aimants travaille à flux quasiment constant ; - un dimensionnement très simple car basé sur les forces de Lorentz-Laplace sous flux tout ou rien ;
- un couple quasi constant à basse vitesse de rotation dans la configuration biphasée ;
- une très grande densité de puissance du fait de l'absence de fer dans le stator ;
- une très faible inductance du fait des bobines spiralées et de l'absence de fer, ce qui autorise des variations de courant et donc de couple très rapides ;
- un fonctionnement réversible en configuration générateur ; la tension générée est de forme quasi sinusoïdale du fait de la forme de la variation du flux dans les spires de la bobine spiralé ;
- un refroidissement amélioré étant donné l'absence de noyaux de fer qui gênent le flux d'air autour du cuivre ou tout autre conducteur électrique.
A noter cependant que la partie constituée des bobines spiralées doit être suffisamment rigide de manière à résister au couple moteur ou générateur.
Un mode d'exécution sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels : - les figures la, lb, sont une représentation schématique d'une section élémentaire électromagnétique de la machine électrique selon l'invention,
- les figures 2a, 2b, représentent respectivement une coupe sagittale et une coupe transversale d'un premier mode de réalisation d'une machine électrique tournante selon l'invention,
- la figure 2c représente une coupe sagittale d'une variante du susdit premier mode de réalisation d'une machine électrique selon l'invention,
- la figure 3 représente une coupe sagittale d'un second mode de réalisation d'une machine électrique tournante,
- la figure 4 représente une coupe sagittale d'un troisième mode de réalisation d'une machine électrique tournante,
- les figures 5a, 5b, représentent respectivement une coupe sagittale et une coupe transversale d'un quatrième mode de réalisation d'une machine électrique tournante,
- la figure 6 représente une coupe sagittale d'un cinquième mode de réalisation d'une machine électrique tournante,
- la figure 7 représente une coupe sagittale d'un sixième mode de réalisation d'une machine électrique tournante,
- la figure 8 représente une coupe sagittale d'un septième mode de réalisation d'une machine électrique tournante,
- la figure 9 représente une coupe sagittale d'un huitième mode de réalisation d'une machine électrique tournante, - les figures 10a, 10b, représentent respectivement une coupe sagittale et une coupe transversale d'un mode de réalisation d'une machine électrique linéaire selon l'invention, et
- la figure 11 représente un collecteur à contacts glissants.
Dans l'exemple représenté sur les figures la, 1b, une section élémentaire électromagnétique de la machine électrique selon l'invention comprend :
- deux structures magnétisées comportant chacune des éléments parallèles à savoir deux aimants de polarité opposée, et une plaque magnétique associant les deux éléments, lesquels éléments parallèles de polarité opposée de chacune desdites structures magnétisées sont disposés en regard l'une de l'autre en étant de polarité opposée,
- un enroulement dont les conducteurs sont enroulés en spirale contenue dans une surface sensiblement parallèle aux deux structures magnétisées.
Les deux stractures magnétisées d'une part, et l'enroulement d'autre part, sont sujets à des déplacements relatifs, de manière à réaliser avec les deux stractures magnétisées aux moins deux entrefers dans au moins l'un desquels passent des spires de l'enroulement.
Les bornes de l'enroulement étant connectées à une source de courant électrique alternatif dans le cas d'un fonctionnement de type actionneur, lesdites premières parties ou la troisième partie étant couplées mécaniquement à un actionneur dans le cas d'un fonctionnement de type générateur, lequel produisant un courant alternatif aux bornes de l'enroulement.
Dans le cas présent, selon la figure l , une première structure magnétisée PI comprend deux aimants El, E2, associés par une plaque magnétique PMI, et une seconde structure magnétisée P2 comprend deux aimants E3, E4, associés par une plaque magnétique PM2 ; les deux aimants El, E2, sont de polarités différentes ; il en est de même des deux aimants E3, E4 ; les deux structures magnétisées PI, P2 sont disposées en vis-à-vis l'une de l'autre, de manière à ce que les aimants El, E3 d'une part et les aimants E2, E4, d'autre part, soient de polarité opposée ; ainsi, les deux structures magnétisées PI, P2, constituent une boucle magnétique fermée comprenant deux entrefers EF1, EF2, respectivement entre les aimants El, E3 et E2, E4.
Un enroulement en spirale B est positionné sensiblement au centre des entrefers EF1, EF2, dans un plan parallèle au plan défini par les stractures magnétisées PI, P2 ; il comprend des brins actifs, parallèles entre eux, dont la longueur est au moins supérieure à la longueur des aimants El, E2, E3, E4 ; la largeur de l'enroulement est sensiblement égale au double du pas des aimants des structures magnétisées PI, P2, c'est-à-dire à la somme de la largeur d'un aimant et de la distance entre deux aimants successifs. Compte tenu de l'enroulement en spirale, une borne B01 sera reliée au centre de la bobine B, et une borne B02 sera reliée à la périphérie de la bobine B.
Ainsi, dans cette configuration, les forces de type Lorentz-Laplace seront quasi constantes durant le survol d'un quart de la largeur de la bobine spiralée B ; les forces de type Lorentz-Laplace seront maximales à l'extérieur de la bobine spiralée et s'annuleront dans la spire centrale.
Il s'agit ensuite d'inverser le courant pour que les forces de type Lorentz-Laplace restent de même sens sur la deuxième moitié de la bobine spiralée pendant le survol du second quart de sa largeur.
Avantageusement, le bobinage B pourra être réalisé à partir de cuivre ou tout autre conducteur électrique en forme de méplat isolé, ce qui permet de réduire les courants de Foucault, le flux magnétique traversant la tranche des conducteurs.
Dans l'exemple représenté sur les figures 2a, 2b, un premier mode de réalisation d'une machine électrique tournante, est indiqué respectivement selon une coupe sagittale et une coupe transversale.
De manière à simplifier la présentation du premier mode de réalisation d'une machine électrique tournante, le nombre d'aimants de chacune des structures magnétisées est limité à douze, et le nombre de bobines est limité à six.
La machine tournante comprend une première structure magnétisée dite externe constituée d'une carcasse Cae cylindrique non magnétique, supportant au voisinage de sa surface interne cylindrique une plaque magnétique cylindrique PMI, laquelle est solidaire de douze aimants dits externes : Eel, Ee2, Ee3, Ee4, Ee5, Ee6, Ee7, Ee8, Ee9, EelO, Eell, Eel 2, lesquels sont disposés d'une manière équidistante sur la face interne de la plaque magnétique cylindrique PMI .
Bien entendu, les aimants Eel, Ee3, Ee5, Ee7, Ee9, Eel l, sont de même polarité ; les aimants Ee2, Ee4, Ee6, Ee8, EelO, Eel 2, sont de même polarité, laquelle est opposée à celle des aimants précédents. Avantageusement, la plaque magnétique cylindrique PMI pourra être segmentée en secteur, comprenant chacun deux aimants consécutifs.
L'ensemble, comprenant la carcasse externe Cae, la plaque magnétique PMI et ses douze aimants, est monté rotatif sur un arbre creux A, dont l'axe central Δ est colinéaire avec l'axe de symétrie de la carcasse externe Cae ; deux roulements Rel, Re2, assurent la liaison rotative de la carcasse externe Cae au voisinage de l'arbre creux A. Une seconde structure magnétisée dite interne comprend une carcasse interne constituée de deux anneaux Cail, Cai2s non magnétiques, supportant au voisinage de leur surface externe une plaque magnétique cylindrique PM2, laquelle est solidaire de douze aimants dits internes : Eil, Ei2, Ei3, Ei4, Ei5, Ei6, Ei7, Ei8; Ei9, EilO, Eil l, Eil2, lesquels sont disposés d'une manière équidistante sur la face externe de la plaque magnétique cylindrique PM2.
Bien entendu, les aimants Eil, Ei3, Ei5, Ei7, Ei9, Eil l, sont de même polarité ; les aimants Ei2, Ei4, Ei6, Ei8, EilO, Eil 2, sont de même polarité, laquelle est opposée à celle des aimants précédents.
Par ailleurs la polarité de l'aimant Eel de la première structure magnétisée est opposée à celle de l'aimant Eil de la seconde structure magnétisée, et ainsi de suite.
Avantageusement, la plaque magnétique cylindrique PM2 pourra être segmentée en secteur, comprenant chacun deux aimants consécutifs.
L'ensemble, comprenant la carcasse interne Cail, Cai2, la plaque magnétique PM2 et ses douze aimants, est monté rotatif sur l'arbre creux A, dont l'axe central Δ est colinéaire avec l'axe de symétrie de la carcasse interne Cail, Ca2 ; deux roulements Ril, Ri2, assurent la liaison rotative de la carcasse interne Cail, Cai2, au voisinage de l'arbre creux A.
Dans l'intervalle généré par les deux structures magnétisées circulaires, un ensemble est constitué de six bobines spiralées Bl, B2, B3, B4, B5, B6, reliées électriquement en série par des connexions Cl, C2, C35 C4, C5 ; chacune desdites connexions effectue la liaison électrique entre l'extrémité externe d'une bobine et le centre de la bobine suivante ; cet ensemble de six bobines spiralées Bl, B2, B3, B4, B5, B6, est solidaire mécaniquement de l'arbre creux A, lequel, au voisinage de chacune de ses extrémités, comprend les bornes B01, B02, d'alimentation électrique de l'ensemble des six bobines.
Un capteur de position Cp est monté solidaire de l'arbre creux A, alimenté par la borne B03 ; il permet de connaître la position relative de la structure magnétisée interne par rapport à l'arbre creux ; ce capteur pourra être du type optique, de type à effet Hall, de type magnétique, ou tout autre solution conventionnelle à contacts glissants ; cette dernière solution sera décrite ultérieurement dans l'exemple représenté sur la figure 11.
L'alimentation de l'ensemble de six bobines spiralées Bl, B2, B3, B4, B5, B6, n'est pas représentée ; la commande en courant pourra être obtenue à partir d'interrupteurs en pont (bipolaire ou MOS) ; la synchronisation pourra être effectuée grâce au capteur de position Cp; la précision de la détection en position devra être de l'ordre de la largeur d'un brin du bobinage spiralée. Ainsi dans le cas présent, ce premier mode de réalisation d'une machine électrique tournante est du type à rotor externe de forme cylindrique ; la seconde structure magnétisée dite interne tourne à la même vitesse que celle de la première structure magnétisée dite externe de manière à absorber la plus grande quantité de flux généré par chacun des pôles de la structure magnétisée externe ; la structure magnétisée interne peut être considérée comme un rotor esclave par opposition au rotor maître constitué par la structure magnétisée externe ; l'ensemble, constitué des six bobines associées à l'arbre creux, constitue le stator de ce premier mode de réalisation d'une machine tournante.
Avantageusement, l'ensemble des six bobines sera rigidifié au moyen d'une structure cylindrique, non représentée, non magnétique et non conductrice électriquement.
Une variante du premier mode de réalisation d'une machine électrique tournante à rotor externe décrit précédemment, consiste à relier mécaniquement les deux structures magnétisées circulaires externe et interne, respectivement maître et esclave.
Dans l'exemple représenté sur la figure 2c, une variante du susdit premier mode de réalisation d'une machine électrique tournante, est indiqué selon une coupe sagittale.
De manière à simplifier la présentation de la variante du premier mode de réalisation d'une machine électrique tournante, le nombre d'aimants de chacune des structures magnétisées est limité à douze, et le nombre de bobines est limité à six. La machine tournante comprend une première structure magnétisée dite externe constituée d'une carcasse Cae cylindrique non magnétique, laquelle comprend une couronne Cael et une cloche Cae2, l'ensemble constituant une carcasse fermée cylindrique autour d'un axe central Δ.
Au voisinage de la surface interne cylindrique de la susdite cloche Cae2, une plaque magnétique cylindrique PMI est solidaire de la susdite cloche Cae2, laquelle plaque magnétique supporte douze aimants dits externes : Eel, Ee2, Ee3, Ee4, Ee5, Ee6, Ee7, Ee8, Ee9, EelO, Eel l, Eel2, lesquels sont disposés d'une manière équidistante sur la face interne de la plaque magnétique PMI .
Bien entendu, les aimants Eel, Ee3, Ee5, Ee7, Ee9, Eel l, sont de même polarité ; les aimants Ee2, Ee4, Ee6, Ee8, EelO, Eel2, sont de même polarité, laquelle est opposée à celle des aimants précédents.
Avantageusement, la plaque magnétique cylindrique PMI pourra être segmentée en secteur, comprenant chacun deux aimants consécutifs.
L'ensemble, comprenant la carcasse externe Cae, la plaque magnétique PMI et ses douze aimants, est monté rotatif sur un arbre creux A, dont l'axe central est colinéaire à l'axe Δ de symétrie de la carcasse externe Cae ; un roulement Re assure la liaison rotative de la carcasse externe Cae au voisinage d'une premier extrémité de l'arbre creux A.
Une seconde structure magnétisée dite interne Cai comprend une carcasse interne constituée de trois couronnes Cail, Cai2, Cai3, non magnétiques ; les susdites couronnes Cail, Cai2 supportent au voisinage de leur surface externe une plaque magnétique cylindrique PM2, laquelle est solidaire de douze aimants dits internes : Eil, Ei2, Ei3, Ei4, Ei5, Ei6, Ei7, Ei8, Ei9, EilO, Eil l, Eil2, lesquels sont disposés d'une manière équidistante sur la face externe de la plaque magnétique cylindrique PM2.
Bien entendu, les aimants Eil, Ei3, Ei5, Ei7, Ei9, Eil l, sont de même polarité ; les aimants Ei2, Ei4, Ei6, Ei8, EilO, Eil2, sont de même polarité, laquelle est opposée à celle des aimants précédents. Par ailleurs la polarité de l'aimant Eel de la première structure magnétisée est opposée à celle de l'aimant Eil de la seconde structure magnétisée, et ainsi de suite.
Avantageusement, la plaque magnétique cylindrique PM2 pourra être segmentée en secteur, comprenant chacun deux aimants consécutifs.
■
L'ensemble, comprenant les couronnes Cail, Cai2, la plaque magnétique PM2 et ses douze aimants, est monté rotatif sur l'arbre creux A, dont l'axe central Δ est colinéaire avec l'axe de symétrie des deux couronnes Cail, Ca2 ; deux roulements Ril, Ri2, assurent la liaison rotative de la carcasse interne Cail, Cai2, au voisinage de l'arbre creux A.
La susdite couronne Cai2 comprend un manchon cylindrique supportant un roulement Ri3, autour duquel est montée rotative une couronne Cai3 ; le susdit roulement Ri3 est disposé au voisinage de la seconde extrémité de l'arbre creux A.
Dans l'intervalle généré par les deux structures magnétisées circulaires, un ensemble est constitué de six bobines spiralées Bl, B2, B3, B4, B5, B6, dont seules Bl et B4 sont représentées, reliées électriquement en série par des connexions Cl, C2, C3, C4, C5, non représentées ; chacune desdites connexions effectue la liaison électrique entre l'extrémité externe d'une bobine et le centre de la bobine suivante ; cet ensemble de six bobines spiralées Bl, B2, B3, B4, B5, B6, est solidaire mécaniquement d'une part de l'arbre creux A au voisinage de l'intervalle entre les susdits roulements Re et Ril, et d'autre part au voisinage de la couronne Cai3, montée rotative sur la susdite couronne Cai2, laquelle est montée rotative sur le susdit arbre creux A.
Avantageusement, la solidarisation des deux structures magnétisées circulaires externe et interne, respectivement maître et esclave, permet d'éviter un éventuel glissement rédhibitoire des susdites structures magnétisées, conduisant à une réduction du couple moteur de la machine électrique.
Dans l'exemple représenté sur la figure 3, un second mode de réalisation d'une machine électrique tournante, est indiqué selon une coupe sagittale.
De manière à simplifier la présentation du second mode de réalisation d'une machine électrique tournante, le nombre d'aimants de chacune des structures magnétisées est limité à douze, et le nombre de bobines est limité à six.
La machine tournante comprend une première structure magnétisée dite externe constituée d'une carcasse Cae cylindrique en forme de cloche, non magnétique, supportant au voisinage de sa surface interne cylindrique une plaque magnétique cylindrique PMI, laquelle est solidaire de douze aimants dits externes : Eel, Ee2, Ee3, Ee4, Ee5, Ee6s Ee7, Ee8, Ee9, EelO, Eel l, Eel2, lesquels sont disposés d'une manière équidistante sur la face interne de la plaque magnétique cylindrique PMI .
Bien entendu, les aimants Eel, Ee3, Ee5, Ee7, Ee9, Eel l, sont de même polarité ; les aimants Ee2, Ee4, Ee6, Ee8, EelO, Eel2, sont de même polarité, laquelle est opposée à celle des aimants précédents.
Avantageusement, la plaque magnétique cylindrique PMI pourra être segmentée en secteur, comprenant chacun deux aimants consécutifs.
L'ensemble, comprenant la carcasse externe Cae, la plaque magnétique PMI et ses douze aimants, est monté rotatif sur un arbre creux A, dont l'axe central Δ est colinéaire avec l'axe de symétrie de la carcasse externe Cae ; un roulement Re assure la liaison rotative de la carcasse externe Cae au voisinage de l'arbre creux A.
Une seconde structure magnétisée dite interne comprend une carcasse interne constituée d'un anneau Cai, non magnétique, supportant au voisinage de sa surface externe une plaque magnétique cylindrique PM2, laquelle est solidaire de douze aimants dits internes : Eil, Ei2, Ei3, Ei4, Ei55 Ei6, Ei7, Ei8, Ei9, EilO, Eil l, Eil2, lesquels sont disposés d'une manière équidistante sur la face externe de la plaque magnétique cylindrique PM2.
Bien entendu, les aimants Eil, Ei3, Ei5, Ei7, Ei9, Eil l, sont de même polarité ; les aimants Ei2, Ei4, Ei6, Ei8, EilO, Eil2, sont de même polarité, laquelle est opposée à celle des aimants précédents.
Par ailleurs la polarité de l'aimant Eel de la première structure magnétisée est opposée à celle de l'aimant Eil de la seconde structure magnétisée, et ainsi de suite.
Avantageusement, la plaque magnétique cylindrique PM2 pourra être segmentée en secteur, comprenant chacun deux aimants consécutifs. L'ensemble, comprenant la carcasse interne Cai, la plaque magnétique PM2 et ses douze aimants, est monté rotatif sur l'arbre creux A, dont l'axe central Δ est colinéaire avec l'axe de symétrie de la carcasse interne Cai ; un roulement Ri assure la liaison rotative de la carcasse interne Cai au voisinage de l'arbre creux A.
Dans l'intervalle généré par les deux structures magnétisées circulaires, un ensemble est constitué de six bobines spiralées Bl, B2, B3, B4, B5, B65 reliées électriquement en série par des connexions Cl, C2, C3, C4, C5 non représentées; chacune desdites connexions effectue la liaison électrique entre l'extrémité externe d'une bobine et le centre de la bobine suivante ; cet ensemble de six bobines spiralées Bl, B2, B3, B4, B5, B6, est solidaire mécaniquement de l'arbre creux A, lequel, au voisinage de chacune de ses extrémités, comprend les bornes B01, B02, dont seule la borne B01 est représentée, permettant l'alimentation électrique de l'ensemble des six bobines. Un capteur de position Cp est monté solidaire de l'arbre creux A, alimenté par la borne B03 ; il permet de connaître la position relative de la structure magnétisée interne par rapport à l'arbre creux ; ce capteur pourra être du type optique, de type à effet Hall, de type magnétique, ou tout autre solution conventionnelle à contacts glissants. Ainsi dans le cas présent, ce second mode de réalisation d'une machine électrique tournante est du type à rotor externe cylindrique en forme de cloche; la seconde structure magnétisée dite interne tourne à la même vitesse que celle de la première structure magnétisée dite externe de manière à absorber la plus grande quantité de flux généré par chacun des pôles de la structure magnétisée externe ; la structure magnétisée interne peut être considérée comme un rotor esclave par opposition au rotor maître constitué par la structure magnétisée externe ; l'ensemble, constitué des six bobines associées à l'arbre creux, constitue le stator de ce second mode de réalisation d'une machine tournante. Dans l'exemple représenté sur la figure 4, un troisième mode de réalisation d'une machine électrique tournante, est indiqué selon une coupe sagittale.
Ce troisième mode de réalisation diffère du précédent du fait que l'arbre A est plein et est solidaire au voisinage de l'une de ses extrémités, d'une platine Pt montée perpendiculairement à l'axe A de l'arbre A.
L'ensemble des six bobines est rendu solidaire de la platine Pt au voisinage notamment des bornes de connexion ; seule la borne B01 est représentée ainsi que la borne B03 du capteur Pt. Ainsi dans le cas présent, ce troisième mode de réalisation d'une machine électrique tournante est également du type à rotor externe cylindrique en forme de cloche. Dans l'exemple représenté sur les figures 5a, 5b, un quatrième mode de réalisation d'une machine électrique tournante, est indiqué respectivement selon une coupe sagittale et une coupe transversale, La machine tournante comprend une première structure magnétisée dite externe constituée d'une carcasse Cae cylindrique en forme de tore, non magnétique, supportant au voisinage de ses deux surfaces internes perpendiculaires à l'axe principal, deux couronnes magnétiques PMI , PM2, La couronne magnétique PMI est solidaire de douze aimants dits externes : Eel, Ee2, Ee3, Ee4f Ee5, Ee6, Ee7, Ee8, Ee9, EelO, Eel l, Eel2, lesquels sont disposés d'une manière équidistante sur la face interne de la couronne magnétique PMI, selon une direction radiale. Bien entendu, les aimants Eel, Ee3, Ee5, Ee7, Ee9, Eel l, sont de même polarité ; les aimants Ee2, Ee4, Ee6, Ee8, EelO, Eel2, sont de même polarité, laquelle est opposée à celle des aimants précédents.
La couronne magnétique PM2 est solidaire de douze aimants dits internes : Eil, Ei2, Ei3, Ei4, Ei5, Ei6, Ei7, Ei8, Ei9, EilO, Eil 1, Eil2, lesquels sont disposés d'une manière équidistante sur la face interne de la couronne magnétique PM2, selon une direction radiale.
Bien entendu, les aimants Eil, Ei3, Ei5, Ei7, Ei9, Eïl l, sont de même polarité ; les aimants Ei2, Ei4, Ei6, Ei8, EilO, Eil2, sont de même polarité, laquelle est opposée à celle des aimants précédents.
Par ailleurs la polarité de l'aimant Eel de la couronne magnétique PMI est opposée à celle de l'aimant Eil de la couronne magnétique PM2, et ainsi de suite.
Avantageusement, les couronnes magnétiques PMI, PM2, pourront être segmentées en secteur, comprenant chacun deux aimants consécutifs.
L'ensemble, comprenant la carcasse externe Cae, les couronnes magnétiques PMI, PM2 et ses 24 aimants, est monté rotatif sur un arbre creux A, dont l'axe central Δ est colinéaire avec l'axe de symétrie de la carcasse externe Cae ; deux roulements e, Ri, assurent la liaison rotative de la carcasse externe Cae au voisinage de l'arbre creux A.
Dans l'intervalle généré par les deux structures magnétisées circulaires, un ensemble est constitué de six bobines spiralées Bl, B2, B3, B4, B5, B6, reliées électriquement en série par des connexions Cl, C2, C3, C4, C5 non représentées; chacune desdites connexions effectue la liaison électrique entre l'extrémité externe d'une bobine et le centre de la bobine suivante ; cet ensemble de six bobines spiralées Bl, B2, B3, B4, B5, B6, est solidaire mécaniquement de l'arbre creux A, grâce à un disque Cai ; au voisinage de chacune de ses extrémités, l'arbre creux A comprend les bornes B01, B02, dont seule la borne B01 est représentée, permettant l'alimentation électrique de l'ensemble des six bobines.
Un capteur de position Cp est monté solidaire de l'arbre creux A, alimenté par la borne B03 ; il permet de connaître la position relative de la structure magnétisée interne par rapport à l'arbre creux ; ce capteur pourra être du type optique, de type à effet Hall, de type magnétique, ou tout autre solution conventionnelle à contacts glissants.
Ainsi dans le cas présent, ce quatrième mode de réalisation d'une machine électrique tournante est du type à rotor externe cylindrique de forme annulaire ; l'ensemble, constitué des six bobines associées à l'arbre creux, constitue le stator de ce quatrième mode de réalisation d'une machine tournante.
Avantageusement, comme il a été décrit précédemment, les susdits conducteurs de l'enroulement sont réalisés en matériau métallique tel que le cuivre, l'argent, l'aluminium, le fer, ou tout autre alliage métallique comportant entre autres, les métaux cités précédemment.
Dans une configuration d'enroulements réalisés en matériau métallique, tel du fer, il est possible de séparer magnétiquement les paires de pôles alternés successives en utilisant des pièces magnétiques de type « fer à cheval ».
Ainsi, selon l'exemple représenté sur les figures 5a, 5b, de manière à séparer magnétiquement les paires de pôles alternés successives telles que la paire constituée des aimants Eel et Eil d'une part, et la paire des aimants Ee2 et Ei2 d'autre part, une pièce magnétique en forme de U supportera les aimants Eel et Eil, qui sera suivie d'une seconde pièce magnétique en forme de U supportant les aimants Ee2 et Ei2, et ainsi de suite.
Cette configuration permet la réalisation de machines allongées, proches de la configuration d'un moteur cage ; néanmoins, l'utilisation d'enroulements en matériau métallique, tel du fer, augmente le poids; cet inconvénient est largement compensé par une augmentation significative de l'induction crée au voisinage des enroulements.
Dans l'exemple représenté sur la figure 6, un cinquième mode de réalisation d'une machine électrique tournante, est indiqué selon une coupe sagittale.
Ce mode de réalisation diffère du précédent du fait que la carcasse externe Cae cylindrique en forme de tore, non magnétique, supportant au voisinage de ses deux surfaces internes perpendiculaires à l'axe principal, deux couronnes magnétiques PMI, PM2, est montée rotative sur l'arbre creux A par l'intermédiaire d'un seul roulement Re. Ainsi dans le cas présent, ce cinquième mode de réalisation d'une machine électrique tournante est du type à rotor externe cylindrique de forme annulaire ; l'ensemble, constitué des six bobines associées à l'arbre creux, constitue le stator de ce cinquième mode de réalisation d'une machine tournante.
Avantageusement, les structures annulaires, décrites précédemment, respectivement les quatrième et cinquième modes de réalisation, pourront être associées en série pour constituer des machines électriques tournantes du type à rotor externe cylindrique; certaines limitations, en nombre de structures annulaires associées en série, seront abordées selon le mode de réalisation choisi.
Dans l'exemple représenté sur la figure 7, un sixième mode de réalisation d'une machine électrique tournante, est indiqué selon une coupe sagittale. En effet, ce sixième mode de réalisation correspond à la mise en série de structures annulaires définies selon le quatrième mode de réalisation.
La machine tournante comprend une première structure magnétisée dite externe constituée d'une carcasse Cae cylindrique, non magnétique, supportant au voisinage d'une de ses deux surfaces internes perpendiculaires à l'axe principal, une couronne magnétique PMI .
La couronne magnétique PMI est solidaire de douze aimants dits externes : Eel 1, Eel2, Eel3, Eel4, Eel5, Eel6s Eel7, Eel8, Eel9, Eel lO, Eel l l, Eel l2; lesquels sont disposés d'une manière équidistante sur la face interne de la couronne magnétique PMI , selon une direction radiale.
Bien entendu, les aimants Eell, Eel3, Eel5, Eel7, Eel9, Eel l l, sont de même polarité ; les aimants Eel2, Eel4, Eel6, Eel 8, Eel lO, Eel 12, sont de même polarité, laquelle est opposée à celle des aimants précédents.
Une couronne magnétique PM2 est solidaire de douze aimants dits internes : Eill, Ei 12, Eil3, Eil4, Eil5, Eil6, Eil7, Eil8, Eil9, Eil lO, Eil l l, Eil l2, lesquels sont disposés d'une manière équidistante sur la face interne de la couronne magnétique PM2, selon une direction radiale en vis-à-vis de la couronne magnétique PMI .
Bien entendu, les aimants Eil 1, Eil3, Eil5, Eil7, Eil9, Eil 11, sont de même polarité ; les aimants Eil2, Eil4, Eil6, Eil 8, Eil lO, Eil 12, sont de même polarité, laquelle est opposée à celle des aimants précédents.
Par ailleurs la polarité de l'aimant Eil l de la couronne magnétique PM2 est opposée à celle de l'aimant Eel 1 de la couronne magnétique PMI, et ainsi de suite. Cette première couronne magnétique PM2 est solidaire d'un disque Cai2 ; un roulement Ri2 assure la liaison rotative du disque Cai2 au voisinage de l'arbre creux A.
Dans l'intervalle généré par ces deux structures magnétisées circulaires, un ensemble est constitué de six bobines spiralées Bl l, B12, B13, B14, B15, B16, reliées électriquement en série par des connexions non représentées; cet ensemble de six bobines spiralées Bl l, B12, B13, B14, B515, B16, est solidaire mécaniquement de l'arbre creux A. La même couronne magnétique PM2 est solidaire de douze aimants dits externes : Ee21, Ee22, Ee23, Ee24, Ee25, Ee26, Ee27, Ee28, Ee29, Ee210, Ee211, Ee212, lesquels sont disposés d'une manière équidistante sur la face opposée de la couronne magnétique PM2, selon une direction radiale en vis-à-vis des douze aimants dits internes. Bien entendu, les aimants Ee21, Ei23, Ee25, Ee27, Ee29, Ee211, sont de même polarité ; les aimants Ee22, Ee24, Ee26, Ee28, Ee210, Ee212, sont de même polarité, laquelle est opposée à celle des aimants précédents.
Par ailleurs la polarité de l'aimant Ee21 de la couronne magnétique PM2 est opposée à celle de l'aimant Eil 1 de la même couronne magnétique PM2, et ainsi de suite.
Une couronne magnétique PM3 est solidaire de douze aimants dits internes : Ei21, Ei22, Ei23, Ei24, Ei25, Ei26, Ei27, Ei28, Ei29, Ei210, Ei211, Ei212s lesquels sont disposés d'une manière équidistante sur la face interne de la couronne magnétique PM3, selon une direction radiale en vis-à-vis de la couronne magnétique P 2.
Bien entendu, les aimants Ei21, Ei23, Ei25, Ei27, Ei29, Ei211, sont de même polarité ; les aimants Ei22, Ei24, Ei26, Ei28, Ei210, EÎ212, sont de même polarité, laquelle est opposée à celle des aimants précédents.
Par ailleurs la polarité de l'aimant Ei21 de la couronne magnétique PM3 est opposée à celle de l'aimant Ee21 de la couronne magnétique PM2, et ainsi de suite.
Cette seconde couronne magnétique PM3 est solidaire d'un disque C ai 3 ; un roulement Ri3 assure la liaison rotative du disque Cai3 au voisinage de l'arbre creux A.
Dans l'intervalle généré par ces deux structures magnétisées circulaires, un ensemble est constitué de six bobines spiralées B21, B22, B23, B24, B25, B26, reliées électriquement en série par des connexions non représentées; cet ensemble de six bobines spiralées B21, B22, B23, B24, B25, B26, est solidaire mécaniquement de l'arbre creux A.
La même couronne magnétique PM3 est solidaire de douze aimants dits externes : Ee31, Ee32, Ee33, Ee34, Ee35, Ee36, Ee37, Ee38, Ee39, Ee310, Ee311, Ee312, lesquels sont disposés d'une manière équidistante sur la face opposée de la couronne magnétique PM3, selon une direction radiale en vis-à-vis des douze aimants dits internes.
Bien entendu, les aimants Ee31, Ee33, Ee35, Ee37, Ee39, Ee311, sont de même polarité ; les aimants Ee32, Ee34, Ee36, Ee38, Ee310, Ee312, sont de même polarité, laquelle est opposée à celle des aimants précédents.
Par ailleurs la polarité de l'aimant Ee31 de la couronne magnétique PM3 est opposée à celle de l'aimant Ei21 de la même couronne magnétique PM3, et ainsi de suite.
Et ainsi de suite, pourront se succéder n couronnes magnétiques et n ensembles de bobines associées.
Bien entendu, les différents ensembles de bobines seront reliés électriquement en parallèles pour aboutir à deux bornes de connexion B01, B02 (non représentée).
L'ensemble, comprenant la carcasse externe Cae, les couronnes magnétiques PMI, PMn (non représentée) et ses 24 aimants, est monté rotatif sur un arbre creux A, dont l'axe central Δ est colinéaire avec l'axe de symétrie de la carcasse externe Cae ; deux roulements Rel, Re2, assurent la liaison rotative de la carcasse externe Cae au voisinage de l'arbre creux A.
Un capteur de position Cp est monté solidaire de l'arbre creux A, alimenté par la borne B03 ; il peimet de connaître la position relative de la structure magnétisée interne par rapport à l'arbre creux ; ce capteur pourra être du type optique, de type à effet Hall, de type magnétique, ou tout autre solution conventionnelle à contacts glissants.
Ainsi dans le cas présent, ce sixième mode de réalisation d'une machine électrique tournante est du type à rotor externe de forme cylindrique ; l'ensemble, constitué de n ensembles de six bobines associées à l'arbre creux, constitue le stator de ce sixième mode de réalisation d'une machine tournante.
La limitation en nombre d'ensembles de six bobines est définie par la capacité de ces derniers à transmettre le couple de proche en proche.
Dans l'exemple représenté sur la figure 8, un septième mode de réalisation d'une machine électrique tournante, est indiqué selon une coupe sagittale.
En effet, ce septième mode de réalisation correspond à la mise en série de structures annulaires définies selon le cinquième mode de réalisation. Dans ce mode de réalisation, les différentes couronnes magnétiques sont solidaires de la carcasse Cae et ainsi la limitation citée précédemment, concernant le sixième mode de réalisation, n'existe plus, La machine tournante comprend une première structure magnétisée dite externe constituée d'une carcasse Cae cylindrique, non magnétique, supportant au voisinage d'une de ses deux surfaces internes perpendiculaires à l'axe principal, une couronne magnétique PMI . La couronne magnétique PMI est solidaire de douze aimants dits externes : Eell, Eel2, Eel3} Eel4, Eel5} Eel6, Eel7; Eel8, Eel9, Eel lO, Eel ll, Eell2, lesquels sont disposés d'une manière équidistante sur la face interne de la couronne magnétique PMI, selon une direction radiale. Bien entendu, les aimants Eell, Eel3, Eel5, Eel7, Eel9, Eel l l, sont de même polarité ; les aimants Eel25 Eel4, Eel6, Eel8, EellO, Eel l2, sont de même polarité, laquelle est opposée à celle des aimants précédents.
Une couronne magnétique PM2 est solidaire de douze aimants dits internes : Eil 1, Eil2, Eil3, Eil4, Eil55 Eilô, Eil75 Eil8, Eil9, EillO, Eil 11, EÏ112, lesquels sont disposés d'une manière équidistante sur la face interne de la couronne magnétique PM2, selon une direction radiale en vis-à-vis de la couronne magnétique PMI .
Bien entendu, les aimants Eill, Eil 3, Eil 5, Eil 7, Eil , Eil 11, sont de même polarité ; les aimants Eil2, Eil4, Eil 6, Eil 8, Eil lO, Eil l2, sont de même polarité, laquelle est opposée à celle des aimants précédents.
Par ailleurs la polarité de l'aimant Eill de la couronne magnétique PM2 est opposée à celle de l'aimant Eel 1 de la couronne magnétique PMI, et ainsi de suite.
Cette première couronne magnétique PM2 est solidaire de la première structure magnétisée dite externe constituée de la carcasse Cae cylindrique par l'intermédiaire d'une couronne Cai2. Dans l'intervalle généré par ces deux structures magnétisées circulaires, un ensemble est constitué de six bobines spiralées Bll, B12, B13, B14, B15, B16, reliées électriquement en série par des connexions non représentées; cet ensemble de six bobines spiralées Bl l, B12, B13, B14, B515, B16, est solidaire mécaniquement de l'arbre creux A.
La même couronne magnétique PM2 est solidaire de douze aimants dits externes : Ee21, Ee22, Ee23, Ee24, Ee25, Ee26, Ee27, Ee28, Ee29, Ee210, Ee211, Ee212, lesquels sont disposés d'une manière équidistante sur la face opposée de la couronne magnétique PM2, selon une direction radiale en vis-à-vis des douze aimants dits internes.
Bien entendu, les aimants Ee21, Ei23, Ee25, Ee27s Ee29, Ee211, sont de même polarité ; les aimants Ee22} Ee24, Ee26, Ee28, Ee210, Ee212, sont de même polarité, laquelle est opposée à celle des aimants précédents.
Par- ailleurs la polarité de l'aimant Ee21 de la couronne magnétique PM2 est opposée à celle de l'aimant Eil 1 de la même couronne magnétique PM2, et ainsi de suite.
Une couronne magnétique PM3 est solidaire de douze aimants dits internes : Ei21, Ei22, Ei23, Ei24, Ei25, Ei26, Ei27, Ei28, Ei29, Ei210, Ei211, Ei212, lesquels sont disposés d'une manière équidistante sur la face interne de la couronne magnétique PM3, selon une direction radiale en vis-à-vis de la couronne magnétique PM2.
Bien entendu, les aimants Ei21, Ei23, Ei25, Ei27, Ei29, Ei211, sont de même polarité ; les aimants Ei22, Ei24, Ei26, Ei28, Ei210, Ei212, sont de même polarité, laquelle est opposée à celle des aimants précédents. Par ailleurs la polarité de l'aimant Ei21 de la couronne magnétique PM3 est opposée à celle de l'aimant Ee21 de la couronne magnétique PM2, et ainsi de suite.
Cette seconde couronne magnétique PM3 est solidaire de la première structure magnétisée dite externe constituée de la carcasse Cae cylindrique par l'intermédiaire d'une couronne Cai3.
Dans l'intervalle généré par ces deux structures magnétisées circulaires, un ensemble est constitué de six bobines spiralées B21, B22, B23, B24, B25, B26, reliées électriquement en série par des connexions non représentées; cet ensemble de six bobines spiralées B21, B22, B23, B24, B25, B26, est solidaire mécaniquement de l'arbre creux A.
La même couronne magnétique PM3 est solidaire de douze aimants dits externes : Ee31, Ee32s Ee33, Ee34, Ee35, Ee36, Ee37, Ee38, Ee39, Ee310, Ee311, Ee312, lesquels sont disposés d'une manière équidistante sur la face opposée de la couronne magnétique PM3, selon une direction radiale en vis-à-vis des douze aimants dits internes.
Bien entendu, les aimants Ee31, Ee33, Ee35, Ee37, Ee39, Ee311, sont de même polarité ; les aimants Ee32, Ee34, Ee36, Ee38, Êe310, Ee312, sont de même polarité, laquelle est opposée à celle des aimants précédents.
Par ailleurs la polarité de l'aimant Ee31 de la couronne magnétique PM3 est opposée à celle de l'aimant Ei21 de la même couronne magnétique PM3, et ainsi de suite. Et ainsi de suite, pourront se succéder n couronnes magnétiques et n ensembles de bobines associées.
Bien entendu, les différents ensembles de bobines seront reliés électriquement en parallèles pour aboutir à deux bornes de connexion B01, B02 (non représentée).
L'ensemble, comprenant la carcasse externe Cae, les couronnes magnétiques PMI, PMn (non représentée) et ses 24 aimants, est monté rotatif sur un arbre creux A, dont l'axe central Δ est coiinéaire avec l'axe de symétrie de la carcasse externe Cae ; deux roulements Rel , Re2, assurent la liaison rotative de la carcasse externe Cae au voisinage de l'arbre creux A,
Un capteur de position Cp est monté solidaire de l'arbre creux A, alimenté par la borne B03 ; il permet de connaître la position relative de la structure magnétisée interne par rapport à l'arbre creux ; ce capteur pourra être du type optique, de type à effet Hall, de type magnétique, ou tout autre solution conventionnelle à contacts glissants.
Ainsi dans le cas présent, ce septième mode de réalisation d'une machine électrique tournante est du type à rotor externe de forme cylindrique ; l'ensemble, constitué de n ensembles de six bobines associées à l'arbre creux, constitue le stator de ce septième mode de réalisation d'une machine tournante.
Dans l'exemple représenté sur la figure 9, un huitième mode de réalisation d'une machine électrique tournante, est indiqué selon une coupe sagittale.
De manière à simplifier la présentation du huitième mode de réalisation d'une machine électrique tournante, le nombre d'aimants de chacune des structures magnétisées est limité à douze, et le nombre de bobines est limité à six. La machine tournante comprend une première structure magnétisée dite externe constituée d'une carcasse Cae cylindrique non magnétique, supportant au voisinage de sa surface interne cylindrique une plaque magnétique cylindrique PMI, laquelle est solidaire de douze aimants dits externes : Eel, Ee2, Ee3, Ee4, Ee5, Ee6, Ee7, Ee8, Ee9, EelO, Eel l, Eel2, lesquels sont disposés d'une manière équidistante sur la face interne de la plaque magnétique cylindrique PM 1.
Bien entendu, les aimants Eel, Ee3s Ee5, Ee7, Ee9, Eel l, sont de même polarité ; les aimants Ee2, Ee4, Ee6, Ee8, EelO, Eel2, sont de même polarité, laquelle est opposée à celle des aimants précédents.
Avantageusement, la plaque magnétique cylindrique PMI pourra être segmentée en secteur, comprenant chacun deux aimants consécutifs. L'ensemble, comprenant la carcasse externe Cae, la plaque magnétique PMI et ses douze aimants, est monté rotatif sur un arbre plein A, dont l'axe central Δ est colinéaire avec l'axe de symétrie de la carcasse externe Cae ; deux roulements Rel, Re25 assurent la liaison rotative de la carcasse externe Cae au voisinage de l'arbre creux A.
Une seconde structure magnétisée dite interne comprend une carcasse interne constituée de deux anneaux Cail, Cai2, non magnétiques, supportant au voisinage de leur surface externe une plaque magnétique cylindrique PM2, laquelle est solidaire de douze aimants dits internes : Eil, Ei2, Ei3, Ei4s Ei5, Ei6, Ei7, Ei8, Ei9, EilO, Eil l, Eil2, lesquels sont disposés d'une manière équidistante sur la face externe de la plaque magnétique cylindrique PM2.
Bien entendu, les aimants Eil, Ei3, Ei5, Ei7, Ei9, Eil l, sont de même polarité ; les aimants Ei2, Ei4, Ei6, Ei8, EilO, Eil2, sont de même polarité, laquelle est opposée à celle des aimants précédents.
Par ailleurs la polarité de l'aimant Eel de la première structure magnétisée est opposée à celle de l'aimant Eil de la seconde structure magnétisée, et ainsi de suite.
Avantageusement, la plaque magnétique cylindrique PM2 pourra être segmentée en secteur, comprenant chacun deux aimants consécutifs.
L'ensemble, comprenant la carcasse interne Cail, Cai2, la plaque magnétique PM2 et ses douze aimants, est monté rotatif sur l'arbre plein A, dont l'axe central Δ est colinéaire avec l'axe de symétrie de la carcasse interne Cail, Ca2 ; deux roulements Ril, Ri2, assurent la liaison rotative de la carcasse interne Cail, Cai2, au voisinage de l'arbre plein A.
Dans l'intervalle généré par les deux structures magnétisées circulaires, un ensemble est constitué de six bobines spiralées Bl, B2, B3, B4, B5, B6, reliées électriquement en série par des connexions Cl, C2, C3, C4, C5 non représentées ; chacune desdites connexions effectue la liaison électrique entre l'extrémité externe d'une bobine et le centre de la bobine suivante ; cet ensemble de six bobines spiralées Bl, B2, B3, B4, B5, B6, est solidaire mécaniquement de l'arbre plein A, par l'intermédiaire de deux disques Cabl, Cab2 non électriquement conducteurs.
Les deux extrémités de cet ensemble constitué de ces six bobines spiralées Bl, B2, B3, B4, B5, B6, reliées électriquement en série, sont associées électriquement à deux couronnes concentriques solidaires du disque Cabl, lesquelles sont alimentées électriquement par deux contacts tournants, respectivement CT1, CT2.
Ces deux contacts tournants sont à leur tour reliés électriquement aux bornes d'alimentation B01, B02, lesquelles bornes sont solidaires de la carcasse externe Cae. Un capteur de position Cp est monté solidaire de l'arbre creux A, alimenté par la borne B03 ; il permet de connaître la position relative de la structure magnétisée interne par rapport à l'arbre plein A; ce capteur pourra être du type optique, de type à effet Hall, de type magnétique, ou tout autre solution conventionnelle à contacts glissants.
L'alimentation de l'ensemble de six bobines spiralées Bl, B2, B3, B4, B5, B6, n'est pas représentée ; la commande en courant pourra être obtenue à partir d'interrupteurs en pont (bipolaire ou MOS) ; la synchronisation pourra être effectuée grâce au capteur de position Cp; la précision de la détection en position devra être de l'ordre de la largeur d'un brin du bobinage spiralée.
Ainsi dans le cas présent, ce huitième mode de réalisation d'une machine électrique tournante est du type à stator externe de forme cylindrique ; la seconde structure magnétisée dite interne est immobile de manière à absorber la plus grande quantité de flux généré par chacun des pôles de la structure magnétisée externe ; la structure magnétisée interne peut être considérée comme un stator esclave par opposition au stator maître constitué par la structure magnétisée externe ; l'ensemble, constitué des six bobines associées à l'arbre plein, constitue le rotor de ce huitième mode de réalisation d'une machine tournante.
Dans l'exemple représenté sur les figures 10a, 10b, un neuvième mode de réalisation d'une machine électrique linéaire, est indiqué respectivement selon une coupe sagittale et une coupe transversale. Dans le cas présent, selon la figure 10a, une première structure magnétisée PI comprend deux aimants Eel, Ee2, associés par une plaque magnétique PMI, et deux aimants Eil, Ei2, associés par une plaque magnétique ΡΜ ; les deux aimants Eel, Ee2, sont de polarités différentes ; il en est de même des deux aimants Eil, Ei2 ; les deux plaques magnétiques PMI, ΡΜ sont disposées en vis-à-vis l'une de l'autre, de manière à ce que les aimants Eel, Eil d'une part et les aimants Ee2, Ei2, d'autre part, soient de polarité opposée ; ainsi, les deux plaques magnétiques PMI, ΡΜ , et leurs aimants associés, constituent une boucle magnétique fermée comprenant deux entrefers EF1, EF1', respectivement entre les aimants Eel, Eil et Ee2, Ei2, Une seconde structure magnétisée P2 comprend deux aimants Ee3, Ee4, associés par une plaque magnétique PM2, et deux aimants Ei3, Ei4, associés par une plaque magnétique PM2' ; les deux aimants Ee3, Ee4, sont de polarités différentes ; il en est de même des deux aimants Ei3, Ei4 ; les deux plaques magnétiques PM2, PM2" sont disposées en vis-à-vis l'une de l'autre, de manière à ce que les aimants Ee3, Ei3 d'une part et les aimants Ee4, Ei4, d'autre part, soient de polarité opposée ; ainsi, les deux plaques magnétiques PM2, PM2', et leurs aimants associés, constituent une boucle magnétique fermée comprenant deux entrefers EF2, EF2', respectivement entre les aimants Ee3, Ei3 et Ee4, Ei4. Les deux structures magnétisées PI, P2, sont solidaires d'une carcasse mobile CM en forme de U renversé ; l'ensemble constitue ainsi le chariot mobile d'un moteur linéaire ; par ailleurs, ce chariot mobile est monté coulissant sur une carcasse fixe CF au voisinage des extrémités des branches du U renversé.
Un capteur de positionnement glissant Cg est constitué d'une réglette de type potentiométrique ou optique, ou magnétique, solidaire du chariot mobile et d'un contact fixe solidaire de la carcasse fixe CF. Un ensemble d'enroulements en spirale est positionné sensiblement au centre des entrefers EF11, EF1 ', EF2, EF2', dans un plan perpendiculaire au plan défini par les structures magnétisées PI, P2 ; il comprend des brins actifs, parallèles entre eux, dont la longueur est au moins supérieure à la longueur des aimants Eel, Ee2, Ee3, Ee4, Eil, Ei2, Ei3, Ei4 la longueur de chaque enroulement est sensiblement égale au double du pas des aimants des structures magnétisées PI, P2, c'est-à-dire à la somme de la largeur d'un aimant et de la distance entre deux aimants successifs.
Chacun des enroulements est relié en série par des connexions Cl, C2, Cn (non représentée) ; chacune desdites connexions effectue la liaison électrique entre l'extrémité d'un enroulement et le centre de l'enroulement suivant ; cet ensemble d'enroulements et de connexions associées, est solidaire mécaniquement de la carcasse fixe CF, lequel, au voisinage de chacune de ses extrémités, comprend des bornes B01, B02, permettant l'alimentation électrique de l'ensemble d'enroulements. Ainsi dans le cas présent, ce neuvième mode de réalisation d'une machine électrique linéaire est du type à stator linéaire ; les structures magnétisées PI, P2 constituent le chariot mobile ; la course du chariot est fonction de la longueur de l'ensemble d'enroulements ; le mouvement de ce dernier est déterminé en fonction de la synchronisation du courant d'alimentation de l'ensemble d'enroulements avec la position relative des structures magnétisées.
Dans l'exemple représenté sur la figure 11, une solution conventionnelle, utilisant des contacts glissants permet la commande en courant des enroulements, différente de solutions utilisant des interrupteurs en pont (bipolaire ou MOS) ou tout autre commutateur électrique ; par ailleurs, cette solution conventionnelle permet également la synchronisation différente de solutions utilisant un capteur optique, un capteur à effet Hall ou un capteur magnétique.
Un disque D; solidaire de l'arbre A comprend deux couronnes métalliques centrées autour d'un point O, externe et interne, respectivement Bae et Bai ; l'alimentation électrique de la machine électrique est réalisée grâce à deux contacts glissants, non représentés, au voisinage des susdites couronnes métalliques Bae, Bai. La susdite couronne Bae comprend des doigts métalliques Del, De2, De3, De4, De5, De6, De7, De8, De9, DelO, Del l, Del2, en forme de Z, orientés sensiblement radialement en direction du point 0, et comportant chacun un plot de contact au voisinage de la couronne Bai.
La susdite couronne Bi comprend des doigts métalliques Dil, Di2, Di3, Di4, Di5, Di6, Di7, Di8, Di9, DilO, Dil l, Dil2, en forme de Z, orientés sensiblement radialement à l'opposé du point O, et comportant chacun un plot de contact au voisinage de la couronne Bae.
Les susdits plots des doigts des couronnes Bae, Bai, sont situés sur un même rayon ; ainsi les plots des doigts Dil et De2 sont sur un même rayon ; il en est de même des doigts Di2 et De3, et ainsi de suite.
Dans le cas présent, chacun des douze enroulements de la machine électrique est alimenté grâce à deux contacts glissants, non représentés, au voisinage de la paire de plots précédemment décrits.
Ainsi, cette disposition des contacts glissants permet simultanément la synchronisation et la commutation en puissance de l'alimentation électrique des enroulements de la machine électrique.
Ces différentes structures, décrites précédemment, sont ainsi basées sur la loi du flux maximal et l'utilisation de bobines spiralées positionnées dans des entrefers à forte induction magnétique, en l'absence de fer ; cette configuration de bobine spiralée permet de placer dans le flux des aimants un maximum de brins conducteurs en utilisant le plus de surface possible traversée par le flux sur une grande épaisseur, de manière à pouvoir disposer d'un grand volume de cuivre ou tout autre conducteur électrique et donc de diminuer les pertes par effet Joule.
Cette disposition, dans le cas de machine tournante électrique, s'avère particulièrement appropriée à l'intégration d'un moteur dans une roue motrice, par exemple une roue de bicyclette, montée pivotante sur un moyeu.
A titre d'exemple numérique, un moteur de type galet, de 130 mm de diamètre, dont les bobines sont alimentées par un courant de 10 A sous 30 V, pourra délivrer une puissance électrique de 250 W à environ 1000 tours/minute pour une masse totale de 2 à 2,5 kg.

Claims

Revendications
1. Machine électrique à bobines spiralées fixes ou mobiles, caractérisée en ce qu'elle comprend trois parties (PI, P2, P3) dont deux parties (PI, P2), incluant deux structures magnétisées (PMI, El, E2), (PM2, E3, E4) comportant chacune des éléments parallèles (El, E2, E3, E4) de polarité opposée, lesquels éléments parallèles (El, E2, E3, E4) de polarité opposée de chacune desdites deux parties (PI, P2) étant disposés en regard l'une de l'autre en étant de polarité opposée, sont sujettes à des déplacements relatifs par rapport à une troisième partie (P3) comportant au moins un enroulement (B) monté sur un support non magnétique, de manière à réaliser avec les deux structures magnétisées (PMI, El, E2), (PM2, E3, E4) au moins deux entrefers (EFl, EF2) dans au moins l'un desquels passent des spires de l' enroulement (B), les conducteurs de l'enroulement (B) étant enroulés en spirale contenue dans une surface sensiblement parallèle aux éléments des deux structures magnétisées (PMI, El, E2), (PM2, E3, E4), les bornes (B01, B02) de l'enroulement (B) étant connectées à une source de courant électrique alternatif dans le cas d'un fonctionnement de type actionneur, lesdites premières parties (PI, P2) ou la troisième partie (P3) étant couplées mécaniquement à un actionneur dans le cas d'un fonctionnement de type générateur, lequel produisant un corn ant alternatif aux bornes (B01, B02) de l'enroulement (B).
2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les susdites parties (PI, P2) sont mobiles et la susdite partie (P3) est fixe.
3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que la susdite partie (PI) mobile est maître et la susdite partie (P2) mobile est esclave, ou réciproquement.
4. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les structures magnétisées (PMI, El, E2), (PM2, E3, E4) comprennent des aimants (El, E2, E3, E4) à forte aimantation rémanente, de type samarium/cobalt ou néodyme/fer/cobalt, ou autre, ou des électro-aimants.
5. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les spires des enroulements (B) comprennent des brins de méplat en cuivre ou tout autre conducteur électrique isolé non magnétique ou magnétique.
6. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le positionnement relatif des structures magnétisées (PMI, El, E2), (PM2, E3, E4) par rapport aux spires des enroulements (B) comprend un capteur (Cp, Cg) de position de type optique ou de type magnétique ou de type à effet Hall ou de type potentiométrique.
7. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'alimentation électrique des enroulements (B) comprend une commande en courant constituée d'interrupteurs en pont.
8. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'alimentation électrique des em'oulements (B) comprend une commande en courant constituée de contacts glissants.
9. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les susdites trois parties (PI, P2, P3) sont coaxiales et constitue un actionneur ou un générateur rotatif.
10. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les susdites trois parties (PI, P2, P3) sont contenues dans des plans parallèles et constitue un actionneur ou un générateur linéaire.
11. Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce que Γ actionneur ou le générateur rotatif comprend deux enroulements biphasés.
12. Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce que l' actionneur ou le générateur rotatif comprend un rotor externe (Cae).
13. Machine selon la revendication 12, caractérisée en ce que le susdit rotor externe (Cae) comprend une carcasse de forme cylindrique, ou de forme en cloche ou de forme annulaire.
14. Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'actionneur ou le générateur rotatif comprend une multitude de rotors externes
couplés mécaniquement en série.
15. Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'actionneur ou le générateur rotatif comprend un rotor interne.
PCT/FR2009/051939 2009-10-12 2009-10-12 Machine electrique a bobines spiralees fixes ou mobiles. WO2011045479A2 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/FR2009/051939 WO2011045479A2 (fr) 2009-10-12 2009-10-12 Machine electrique a bobines spiralees fixes ou mobiles.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/FR2009/051939 WO2011045479A2 (fr) 2009-10-12 2009-10-12 Machine electrique a bobines spiralees fixes ou mobiles.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2011045479A2 true WO2011045479A2 (fr) 2011-04-21
WO2011045479A3 WO2011045479A3 (fr) 2011-06-16

Family

ID=43807095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2009/051939 WO2011045479A2 (fr) 2009-10-12 2009-10-12 Machine electrique a bobines spiralees fixes ou mobiles.

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2011045479A2 (fr)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61139241A (ja) * 1984-12-10 1986-06-26 Fanuc Ltd 同期モ−タ
FR2639486A1 (fr) * 1988-11-21 1990-05-25 Martire Roger Machine tournante a aimants permanents et bouclage de flux magnetique
WO1994007295A1 (fr) * 1992-09-14 1994-03-31 Cadac Holdings Limited Machine dynamoelectrique et stators destines a celle-ci
DE29907751U1 (de) * 1999-04-23 1999-12-16 Rein Claus Elektromechanischer Energiewandler
JP2000166147A (ja) * 1998-11-20 2000-06-16 Fumio Uchiyama 回転電機
DE10042024A1 (de) * 2000-08-08 2002-02-21 Daimler Chrysler Ag Elektrische Maschine mit axialem Luftspalt und Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine
US20040239199A1 (en) * 2003-05-30 2004-12-02 Wisconsin Alumni Research Foundation Dual-rotor, radial-flux, toroidally-wound, permanent-magnet machine
DE102005055597A1 (de) * 2005-11-19 2007-05-24 Siegfried Graf Antriebsvorrichtung für ein Elektrokleinfahrzeug

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61139241A (ja) * 1984-12-10 1986-06-26 Fanuc Ltd 同期モ−タ
FR2639486A1 (fr) * 1988-11-21 1990-05-25 Martire Roger Machine tournante a aimants permanents et bouclage de flux magnetique
WO1994007295A1 (fr) * 1992-09-14 1994-03-31 Cadac Holdings Limited Machine dynamoelectrique et stators destines a celle-ci
JP2000166147A (ja) * 1998-11-20 2000-06-16 Fumio Uchiyama 回転電機
DE29907751U1 (de) * 1999-04-23 1999-12-16 Rein Claus Elektromechanischer Energiewandler
DE10042024A1 (de) * 2000-08-08 2002-02-21 Daimler Chrysler Ag Elektrische Maschine mit axialem Luftspalt und Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine
US20040239199A1 (en) * 2003-05-30 2004-12-02 Wisconsin Alumni Research Foundation Dual-rotor, radial-flux, toroidally-wound, permanent-magnet machine
DE102005055597A1 (de) * 2005-11-19 2007-05-24 Siegfried Graf Antriebsvorrichtung für ein Elektrokleinfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011045479A3 (fr) 2011-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2209193B1 (fr) Machine électrique tournante à pôles saillants
EP2763296B1 (fr) Machine électrique avec pièces intermédiaires à plusieurs entrefers et flux magnétique 3D
FR2997807A1 (fr) Moteur electrique synchrone a aimants permanents et compresseur electrique comportant un tel moteur electrique
EP0707374B1 (fr) Actionneurs hybrides monophasés à commutation de flux
CH659744A5 (fr) Transducteur electromecanique.
WO2015193562A1 (fr) Moteur synchrone électromagnétique à flux magnétiques combinés axial et radial
FR2930690A1 (fr) Machine electrique a bobine spiralee fixe ou mobile sans fer
EP0143029B1 (fr) Moteur pas-à pas du type hybride polyphasé et son dispositif de commande
CA2835787A1 (fr) Turbine generatrice de courant electrique
WO2014122374A1 (fr) Moteur ou génératrice électromagnétique polyentrefers à aimants permanents et élément à bobinage sans fer
WO2011045479A2 (fr) Machine electrique a bobines spiralees fixes ou mobiles.
FR3008539A1 (fr) Actionneur electromagnetique polyentrefers a aimants permanents et elements de bobinage sans fer
EP2878071A1 (fr) Bobinage pour un élément stator d'un moteur ou génératrice à aimants permanents à au moins une branche rigide et d'un seul tenant et son procédé de fabrication
FR2805936A1 (fr) Moteur ou generateur a induction electrique ayant un inducteur multipolaire et un induit a ailettes rayonnantes
FR2730873A1 (fr) Machine electrique heteropolaire a bobinage global
WO2015159011A2 (fr) Machine électrique a bobines superposées et décalées fixes ou mobiles.
WO2001013499A1 (fr) Machine electrique tournante a courant alternatif
FR3080231A1 (fr) Machine electrique synchrone
WO2015193563A1 (fr) Moteur synchrone électromagnétique à flux magnétiques combinés axial et radial avec double excitation
FR2865077A1 (fr) Dispositif actionneur electrique ou generateur electrique reagissant a la force de repulsion magnetique
FR2905205A1 (fr) Machine electrique a stator muni de griffes et de bobinages deportes.
FR2968481A1 (fr) Machine tournante electromagnetique a concentration de flux tridimensionnelle.
FR3025059A1 (fr) Moteur ou generatrice synchrone electromagnetique a plusieurs entrefers et flux magnetique diagonal
FR3016486A1 (fr) Machine a aimants permanents a commutation de flux avec une focalisation de flux amelioree
WO2022128550A1 (fr) Moteur electrique a flux axial

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase in:

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09756536

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2