ES2258671T3 - Maquina electrica sincrona de campo axial. - Google Patents

Maquina electrica sincrona de campo axial.

Info

Publication number
ES2258671T3
ES2258671T3 ES02804305T ES02804305T ES2258671T3 ES 2258671 T3 ES2258671 T3 ES 2258671T3 ES 02804305 T ES02804305 T ES 02804305T ES 02804305 T ES02804305 T ES 02804305T ES 2258671 T3 ES2258671 T3 ES 2258671T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
coils
electric machine
machine according
respect
magnets
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES02804305T
Other languages
English (en)
Inventor
John Charles Balson
David Irving
Robert James Cann
Michael Andrew Wastling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Iskra Wind Turbine Manufacturers Ltd
Original Assignee
Iskra Wind Turbine Manufacturers Ltd
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 Iskra Wind Turbine Manufacturers Ltd filed Critical Iskra Wind Turbine Manufacturers Ltd
Application granted granted Critical
Publication of ES2258671T3 publication Critical patent/ES2258671T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/24Synchronous 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
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/47Air-gap windings, i.e. iron-free windings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

Máquina eléctrica síncrona de campo axial que comprende un primer elemento sustancialmente plano (9, 10) y un segundo elemento sustancialmente plano (3) dispuesto de forma sustancialmente paralela con respecto al primer elemento sustancialmente plano, siendo giratorios el primer y el segundo elementos uno en relación con el otro con respecto a un eje común sustancialmente perpendicular a los planos del primer y el segundo elementos, en el que el primer elemento (9, 10) está provisto de una agrupación anular de imanes (7, 8) coaxial con respecto al eje común y configurada para proporcionar un campo magnético sustancialmente axial que pasa a través del segundo elemento, caracterizada porque el segundo elemento (3) está provisto de una primera agrupación anular de bobinas planas (1) coaxial con respecto al eje común y dispuestas sustancialmente una junto a otra en una primera capa y de una segunda agrupación anular de bobinas planas (2) coaxial con respecto al eje común y dispuestas sustancialmente una junto a otra en una segunda capa, estando desplazadas las bobinas (2) de la segunda agrupación en una dirección circunferencial con respecto a las bobinas (1) de la primera agrupación.

Description

Máquina eléctrica síncrona de campo axial.
La presente invención se refiere a una máquina eléctrica síncrona de campo axial. Por ejemplo, la máquina puede ser una máquina de imanes permanentes o una máquina de electroimanes y puede ser bien un generador o bien un motor.
Las máquinas eléctricas síncronas de campo axial son bien conocidas, por ejemplo, en forma de generadores, en los cuales unos imanes se mueven con respecto a conductores eléctricos para convertir el movimiento en energía eléctrica.
Son posibles muchas configuraciones diferentes para las máquinas eléctricas síncronas de campo axial, moviéndose generalmente los imanes con respecto a bobinas conductoras fijas. En general, los imanes están fijados a un árbol giratorio, conociéndose el conjunto giratorio como conjunto rotor. La disposición fija de bobinas conductoras se conoce como conjunto estator.
En una de las disposiciones típicas correspondiente a una máquina eléctrica síncrona de campo axial, los imanes, frecuentemente en forma de imanes permanentes, están dispuestos radialmente en una agrupación anular sobre un par de discos o placas paralelos de acero magnético blando, alternándose en su polaridad los imanes contiguos en cada placa. En este caso, se dispone de dos discos montados de modo que pueden girar con respecto a un eje común con un entrehierro entre los dos discos de modo que los imanes de un disco están alineados directamente con los imanes de polaridad opuesta del otro disco. El flujo magnético pasa a través del entrehierro entre imanes opuestos y completa unos circuitos magnéticos desplazándose a través de los discos hasta los imanes contiguos y a continuación a través de los entrehierros contiguos.
Con la expresión material magnético blando se hace referencia en el presente documento a un material el cual es magnetizable en un campo magnético, aunque no es magnetizable permanentemente.
Las bobinas conductoras fijas son planas y están dispuestas en el entrehierro entre los dos discos en una agrupación anular. La rotación de los discos provoca que un campo magnético fluctuante pase a través de los conductores y genere una corriente eléctrica. En la práctica, el estator utiliza bobinas conductoras que tienen una anchura similar a la separación entre imanes contiguos. El efecto de esta situación es que cada lado de una bobina experimentará un campo magnético en la dirección opuesta, provocando que la corriente fluya en una dirección radial hacia fuera en un lado de la bobina y en una dirección radial hacia dentro en el otro lado de la bobina. Por esta razón, en cualquier instante de tiempo, la corriente será accionada en el sentido bien de las agujas del reloj o bien contrario al de las agujas del reloj pasando por la bobina. Esta condición constituye una práctica común en los generadores síncronos de campo axial.
Para minimizar las pérdidas por corrientes de Foucault en los discos del rotor, es deseable maximizar el número de bobinas en el estator por cada par de imanes proporcionado en el rotor. Si las bobinas se sitúan simplemente una junto a otra, esta situación plantea un límite sobre el número de bobinas que se pueden proporcionar ya que la anchura de las bobinas debería ser similar a la separación de los imanes. Una de las soluciones a este problema es la superposición de las bobinas alrededor del estator de modo que el lado izquierdo de una bobina esté encima, o debajo, del lado derecho de una bobina contigua. No obstante, una disposición de este tipo plantea una serie de desventajas ya que es complicada de fabricar y puede que sea difícil refrigerar las bobinas debido a la necesidad de sostener dichas bobinas con respecto a las caras externas del estator.
Evidentemente, una máquina eléctrica de este tipo puede ser bien un generador o bien un motor y los imanes se pueden proporcionar bien en el rotor o bien en el estator.
A partir de US-A-4 551 645, el cual ilustra una serie de configuraciones de bobinas, se conoce una máquina eléctrica de este tipo, en forma de un motor.
US-A-5 710 476 y US-A-6 046 518 dan a conocer máquinas eléctricas giratorias de entrehierros axiales que tienen las características expuestas en el preámbulo de la reivindicación 1.
US RE 33628 (Hahn) da a conocer una máquina eléctrica DC que tiene un colector. La máquina comprende un primer y segundo elementos de estator separados, incluyendo cada uno de ellos una pluralidad de imanes permanentes en forma de tarta plana segmentada. Entre los dos elementos del estator hay posicionado un rotor en forma de disco. Se proporcionan unas bobinas en las caras anterior y posterior del rotor, intercalándose las bobinas en la cara posterior a 90 grados eléctricos con respecto a las bobinas en la cara anterior. Las bobinas están conectadas al colector.
Es por esta razón un objetivo de la presente invención proporcionar una máquina eléctrica síncrona de campo axial la cual supere o por lo menos mejore las desventajas mencionadas anteriormente.
Según la presente invención se proporciona una máquina eléctrica síncrona de campo axial que comprende un primer elemento sustancialmente plano y un segundo elemento sustancialmente plano dispuesto sustancialmente paralelo con respecto al primer elemento sustancialmente plano, siendo giratorios el primer y el segundo elementos uno en relación con el otro con respecto a un eje común sustancialmente perpendicular a los planos del primer y el segundo elementos, en el que el primer elemento está provisto de una agrupación anular de imanes coaxial con respecto al eje común y configurada para proporcionar un campo magnético sustancialmente axial que pasa a través del segundo elemento y en el que el segundo elemento está provisto de una primera agrupación anular de bobinas planas coaxial con respecto al eje común y dispuestas sustancialmente una junto a otra en una primera capa y de una segunda agrupación anular de bobinas planas coaxial con respecto al eje común y dispuestas sustancialmente una junto a otra en una segunda capa, estando desplazadas las bobinas de la segunda agrupación en una dirección circunferencial con respecto a las bobinas de la primera agrupación.
Los imanes pueden comprender imanes permanentes y/o electroimanes.
El primer elemento plano puede comprender un conjunto rotor y el segundo elemento plano puede comprender un conjunto estator.
El primer elemento plano puede estar compuesto por un único componente. Es decir, el primer elemento plano puede no estar laminado.
El primer elemento plano puede estar formado por un material magnético blando, por ejemplo un acero, tal como acero dulce.
Los imanes y las bobinas pueden estar dispuestos sustancialmente a la misma distancia radial con respecto al eje común.
El primer elemento plano puede comprender unas primera y segunda placas coaxiales las cuales están separadas entre sí. Los imanes se pueden proporcionar en aquella cara de cada una de entre la primera y segunda placas que queda en oposición a la otra cara de dichas placas. La primera y segunda placas se pueden fijar de forma segura entre sí por las zonas periféricas de las mismas. El segundo elemento puede estar dispuesto en un entrehierro entre la primera y segunda placas.
La primera y segunda agrupaciones de bobinas planas se pueden proporcionar en lados opuestos de un elemento de soporte. El elemento de soporte se puede realizar con un material no magnético, no conductor eléctricamente, tal como un material plástico reforzado con fibra de vidrio. El elemento de soporte puede ser anular y puede estar conectado a un árbol por medio de radios. Como alternativa, el órgano de soporte puede estar conectado a un árbol y puede estar provisto de aperturas para el paso de aire refrigerante.
Las bobinas pueden estar embebidas en un material de resina, tal como una resina epoxi.
Se pueden proporcionar una o más capas adicionales de bobinas.
Las bobinas de cada capa pueden estar desplazadas en una magnitud correspondiente sustancialmente al paso de las bobinas contiguas dividido por el número de capas. Por ejemplo, se pueden proporcionar dos capas de bobinas, estando desplazadas las bobinas de una capa con respecto a las bobinas de la otra capa en una magnitud correspondiente sustancialmente a la mitad del paso de las bobinas contiguas.
La máquina eléctrica síncrona de campo axial se puede presentar en forma de un generador o un motor.
Las bobinas de la segunda agrupación pueden estar en una relación de superposición parcial con las bobinas de la primera agrupación.
Las bobinas pueden estar conectadas de modo que las fases eléctricas se alternen entre la primera y segunda agrupaciones de bobinas.
La relación de separación angular de bobinas contiguas en cada agrupación con respecto a la separación angular de imanes contiguos se puede corresponder con el número de fases eléctricas.
Para entender mejor la presente invención y para mostrar más claramente cómo se puede llevar a la práctica la misma, a continuación se hará referencia, a título de ejemplo, a los dibujos adjuntos en los cuales:
la Figura 1 es una vista en planta de parte de un conjunto estator de una forma de realización de una máquina eléctrica síncrona de campo axial según la presente invención;
la Figura 2 es una vista en sección tomada según la línea A-A mostrada en la Figura 1;
la Figura 3 es una vista en perspectiva de la parte del conjunto estator mostrada en las Figuras 1 y 2, fijada a un árbol principal para formar un conjunto estator;
la Figura 4 es una vista en perspectiva de un conjunto rotor de una forma de realización de una máquina eléctrica síncrona de campo axial según la presente invención en forma de una máquina eléctrica de imanes permanentes, con una placa superior en sección parcial de corte y omitiéndose el conjunto estator en aras de una mayor claridad;
la Figura 5 es una vista en perspectiva de una máquina eléctrica síncrona de campo axial según la presente invención, que incorpora el conjunto rotor de la Figura 4 y el conjunto estator de las Figuras 1 a 3, con una placa superior del conjunto rotor en sección parcial de corte en aras de una mayor claridad;
la Figura 6 es una ilustración esquemática de una forma de realización de una máquina eléctrica síncrona de campo axial configurada como generador en el cual se rectifica una salida polifásica para producir una salida de corriente continua; y
la Figura 7 es una ilustración esquemática de otra realización de una máquina eléctrica síncrona de campo axial configurada como generador en la cual se rectifica una fase de la salida para producir una salida de corriente continua.
Las Figuras 1 a 5 muestran una máquina eléctrica síncrona de campo axial en forma de una máquina eléctrica de imanes permanentes y configurada como un generador con imanes permanentes dispuestos en un conjunto rotor. No obstante, se apreciará que la máquina se puede modificar fácilmente según una serie de maneras. Por ejemplo, la máquina puede funcionar fácilmente como un motor y los imanes permanentes se pueden disponer fácilmente en un conjunto estator. Se apreciará además que los imanes permanentes se pueden sustituir fácilmente por electroimanes.
Las Figuras 1 y 2 muestran parte de un conjunto estator de un generador eléctrico que comprende un cuerpo anular 3 de material plástico reforzado con fibra de vidrio u otro material adecuado no magnético y no conductor eléctricamente. Unida a un lado del cuerpo anular 3 se dispone de una única capa de bobinas conductoras planas 1 las cuales tienen forma de bobinas con núcleo de aire de hilo metálico de cobre, estando dispuestas sustancialmente las bobinas 1 una junto a otra en una configuración anular coaxial con el eje del cuerpo anular 3. Unida al otro lado del cuerpo anular 3 se dispone de otra capa única de bobinas conductoras planas 2 las cuales tienen también forma de bobinas con núcleo de aire de hilo metálico de cobre. Las bobinas 2 están dispuestas sustancialmente una junto a otra en una configuración anular coaxial con el eje del cuerpo anular 3 y con un radio que es sustancialmente el mismo que el de la capa de bobinas 1. El conjunto del cuerpo anular 3 y las capas de bobinas 1 y 2 está embebido en un material 4 de resina, tal como un material de resina epoxi u otra resina plástica, para formar parte de un conjunto estator, proporcionando el material de resina posicionamiento, protección y aislamiento eléctrico para las bobinas.
Tal como puede verse a partir de la Figura 1, las dos capas de bobinas planas 1 y 2 están desplazadas circunferencialmente una con respecto a otra en una magnitud correspondiente a la mitad de la dimensión circunferencial de las bobinas, es decir, en una magnitud correspondiente sustancialmente al paso de bobinas contiguas dividido por el número de capas.
Si se desea, el conjunto estator puede estar provisto de paredes fijas en las caras axiales del mismo, para proteger las bobinas y rigidizar el conjunto estator, sin reducir significativamente la capacidad de refrigeración de las bobinas mediante un flujo de aire.
Tal como puede verse a partir de la Figura 3, el conjunto estator se completa fijando de forma segura el componente de estator de las Figuras 1 y 2 a un árbol principal 5 por medio de un núcleo de estator con radios 6, el cual se fija al componente de estator de las Figuras 1 y 2 a través de unos medios de fijación adecuados. Los radios del núcleo de estator 6 permiten que el aire pase a cada lado del conjunto estator con el fin de refrigerarlo.
La Figura 4 muestra un conjunto rotor el cual comprende dos placas paralelas 9 y 10 las cuales están fijadas de forma segura entre sí por las periferias de las mismas por medio de una pluralidad de separadores 12 de modo que las placas 9 y 10 no son giratorias una con respecto a la otra. Las placas 9 y 10 están montadas giratoriamente con respecto a un eje común en el árbol principal 5 por medio de un cojinete 11. Las placas 9 y 10 están realizadas cada una de ellas con un único trozo de material magnético blando tal como acero dulce.
Se dispone de una pluralidad de imanes permanentes 7 fijados de forma segura a la placa 9 en aquella cara de la misma que está en oposición a la placa 10, estando dispuestos los imanes 7 uno junto a otro en una agrupación anular coaxial con el eje del árbol principal 5 y con un radio correspondiente sustancialmente al de las bobinas 1 y 2. Los imanes 7 están dispuestos radialmente de modo que los polos de polaridad opuesta son contiguos en imanes adyacentes.
Se dispone de una pluralidad similar de imanes permanentes 8 fijados de forma segura a la placa 10 en aquella cara de la misma que está en oposición a la placa 9, estando dispuestos los imanes 8 uno junto a otro en una agrupación anular coaxial con el eje del árbol principal 5 y con un radio correspondiente sustancialmente al de los imanes 7 y las bobinas 1 y 2. Los imanes 8 están dispuestos radialmente de modo que los polos de polaridad opuesta son contiguos en imanes adyacentes y de modo que cada imán 8 está encarado a un imán 7 correspondiente con los polos de polaridad opuesta en oposición mutua. De este modo, los imanes 7 y 8 crean un campo magnético sustancialmente axial en el conjunto estator.
La Figura 5 muestra el conjunto estator de la Figura 3 posicionado dentro del conjunto rotor de la Figura 4, con las bobinas 1 y 2 posicionadas en un entrehierro de una magnitud predeterminada entre las dos agrupaciones anulares de imanes 7 y 8 los cuales están fijados de forma segura a las placas 9 y 10.
La configuración de las bobinas 1 y 2 como bobinas planas y la posición de las bobinas dispuestas de forma plana en caras opuestas del cuerpo anular 3 permite ubicar las bobinas cerca de los imanes permanentes 7 y 8 posibilitando de este modo que el tamaño de entrehierro se mantenga a un valor mínimo, mientras que al mismo tiempo se deja al descubierto sustancialmente toda el área superficial de cada bobina con el fin de refrigerarlas. El cuerpo anular puede ser tan grueso como sea necesario para la estabilidad dimensional sin reducir la capacidad de refrigeración de las bobinas mediante la liberación de calor en la cara expuesta de las mismas.
El uso de un único trozo de material magnético blando para cada una de las placas 9 y 10, es decir, las placas no son laminadas, tiene la ventaja de que la producción de dichas placas 9 y 10 resulta económica y las mismas son suficientemente resistentes como para aguantar otros componentes, tales como una paleta de una turbina eólica. No obstante, una construcción unitaria para las placas 9 y 10 da origen a pérdida por corrientes de Foucault en el interior de las placas. A su vez, las pérdidas por corrientes de Foucault se reducen proporcionando las dos capas de bobinas planas, las cuales están desplazadas circunferencialmente una con respecto a otra en una magnitud correspondiente a la mitad de la dimensión circunferencial de las bobinas.
La máquina ilustrada en las Figuras 1 a 5 es una máquina trifásica en la cual la separación angular entre bobinas contiguas es una vez y un tercio la separación angular entre imanes contiguos (definiéndose la separación angular como el ángulo entre los centros de bobinas o imanes contiguos, según el caso, medido con respecto al eje de rotación). De este modo, en la forma de realización ilustrada se dispone de doce bobinas 1, doce bobinas 2 y dieciséis imanes 7 y dieciséis imanes 8. Las bobinas 1 y 2 están conectadas de modo que las fases se alternan entre las capas de bobinas. De este modo, una primera fase puede ser una bobina 1, una segunda fase es en este caso una bobina 2 superpuesta parcialmente sobre la bobina 1 de la primera fase, una tercera fase es a continuación una bobina 1 contigua a la bobina 1 de la primera fase y superpuesta parcialmente sobre la bobina 2 de la segunda fase. A continuación, el patrón continúa siendo la primera fase una bobina 2 contigua a la bobina 2 de la segunda fase y superpuesta parcialmente sobre la bobina 1 de la tercera fase, y así sucesivamente.
Si se desea, se puede crear una máquina que genere un número arbitrario de fases seleccionando la relación adecuada de separación angular de bobinas contiguas con respecto a la separación angular de imanes contiguos.
La máquina eléctrica descrita anteriormente y mostrada en las Figuras 1 a 5 se puede modificar según una serie de maneras. Por ejemplo, se puede proporcionar una serie de máquinas en un eje común, una detrás de otra. Además, la máquina puede funcionar como un motor como alternativa a su funcionamiento como generador. Además, los imanes permanentes se pueden sustituir por electroimanes. En otra modificación, los imanes se pueden disponer en el conjunto estator y las bobinas se pueden disponer en el conjunto rotor. Por otra parte, se puede proporcionar una única agrupación de imanes entre dos capas de bobinas, estando desplazadas circunferencialmente las bobinas de una capa con respecto a las bobinas de la otra capa tal como se ha descrito anteriormente en el presente documento.
No es necesario que el número de capas de bobinas se limite a dos y se pueden proporcionar tres o más capas de bobinas. El número de fases se puede escoger mediante la selección adecuada del número de capas de bobinas y la relación de la separación angular entre bobinas contiguas e imanes contiguos. En tal caso, la máquina puede ser una máquina polifásica, es decir, tres o más fases. No obstante, particularmente cuando la máquina sea un generador, las salidas de corriente alternas se pueden rectificar para proporcionar una salida de corriente continua.
La Figura 6 es una ilustración esquemática de una configuración en estrella de un generador, que produce en este caso tres fases, aunque el número de fases no es importante. Uno de los ejemplos de esta situación se produce cuando el número de fases es igual al número de bobinas. Las bobinas 1 y 2 en la misma fase pueden estar conectadas en grupos en serie o en paralelo y la salida de corriente alterna de cada grupo se rectifica con diodos 13 para producir una salida de corriente continua 14.
La Figura 7 es una ilustración esquemática en la que cada bobina 1 ó 2, o grupo de bobinas de la misma fase, conectadas en serie o en paralelo, está o están aisladas eléctricamente con respecto a las otras bobinas. La salida de corriente alterna de un generador se rectifica usando, por ejemplo, un rectificador puente 15 para producir una salida de corriente continua 14. Las salidas de corriente continua de múltiples rectificadores pueden estar conectadas conjuntamente. Debería indicarse que si se desea se puede usar la disposición de rectificadores mostrada en la Figura 6.

Claims (20)

1. Máquina eléctrica síncrona de campo axial que comprende un primer elemento sustancialmente plano (9, 10) y un segundo elemento sustancialmente plano (3) dispuesto de forma sustancialmente paralela con respecto al primer elemento sustancialmente plano, siendo giratorios el primer y el segundo elementos uno en relación con el otro con respecto a un eje común sustancialmente perpendicular a los planos del primer y el segundo elementos, en el que el primer elemento (9, 10) está provisto de una agrupación anular de imanes (7, 8) coaxial con respecto al eje común y configurada para proporcionar un campo magnético sustancialmente axial que pasa a través del segundo elemento, caracterizada porque el segundo elemento (3) está provisto de una primera agrupación anular de bobinas planas (1) coaxial con respecto al eje común y dispuestas sustancialmente una junto a otra en una primera capa y de una segunda agrupación anular de bobinas planas (2) coaxial con respecto al eje común y dispuestas sustancialmente una junto a otra en una segunda capa, estando desplazadas las bobinas (2) de la segunda agrupación en una dirección circunferencial con respecto a las bobinas (1) de la primera agrupación.
2. Máquina eléctrica según la reivindicación 1, caracterizada porque los imanes (7, 8) comprenden imanes permanentes o electroimanes.
3. Máquina eléctrica según cualquier reivindicación anterior, caracterizada porque el primer elemento plano (9, 10) comprende un conjunto rotor y el segundo elemento plano (3) comprende un conjunto estator.
4. Máquina eléctrica según cualquier reivindicación anterior, caracterizada porque el primer elemento plano (9, 10) está formado por un único componente.
5. Máquina eléctrica según cualquier reivindicación anterior, caracterizada porque el primer elemento plano (9, 10) está formado por un material magnético blando, por ejemplo un acero, tal como acero dulce.
6. Máquina eléctrica según cualquier reivindicación anterior, caracterizada porque los imanes (7, 8) y las bobinas (1, 2) están dispuestos sustancialmente a la misma distancia radial con respecto al eje común.
7. Máquina eléctrica según cualquier reivindicación anterior, caracterizada porque el primer elemento plano comprende unas primera y segunda placas coaxiales (9, 10) las cuales están separadas entre sí, estando dispuestos, por ejemplo, los imanes (7, 8) en aquella cara de cada una de entre la primera y segunda placas (9, 10) que queda en oposición a la otra cara de dichas placas.
8. Máquina eléctrica según la reivindicación 7, caracterizada porque la primera y segunda placas (9, 10) están fijadas de forma segura entre sí por las zonas periféricas de las mismas.
9. Máquina eléctrica según la reivindicación 7 u 8, caracterizada porque el segundo elemento (3) está dispuesto en un entrehierro entre la primera y segunda placas (9, 10).
10. Máquina eléctrica según cualquier reivindicación anterior, caracterizada porque la primera y segunda agrupaciones de bobinas planas (1, 2) se proporcionan en lados opuestos de un elemento de soporte (3), realizándose, por ejemplo, el elemento de soporte (3) con un material no magnético, no conductor eléctricamente, tal como un material plástico reforzado con fibra de vidrio.
11. Máquina eléctrica según la reivindicación 10, caracterizada porque el elemento de soporte (3) es anular y está conectado a un árbol (5) por medio de radios (6), o porque el elemento de soporte (3) está conectado a un árbol (5) y está provisto de aperturas para el paso de aire refrigerante.
12. Máquina eléctrica según cualquier reivindicación anterior, caracterizada porque las bobinas (1, 2) están embebidas en un material de resina (4), tal como una resina epoxi.
13. Máquina eléctrica según cualquier reivindicación anterior, caracterizada porque se proporcionan una o más capas adicionales de bobinas (1, 2).
14. Máquina eléctrica según cualquier reivindicación anterior, caracterizada porque las bobinas (1, 2) de cada capa están desplazadas en una magnitud correspondiente sustancialmente al paso de las bobinas contiguas dividido por el número de capas.
15. Máquina eléctrica según la reivindicación 14, caracterizada porque se proporcionan dos capas de bobinas (1, 2), estando desplazadas las bobinas (1) de una capa con respecto a las bobinas (2) de la otra capa en una magnitud correspondiente sustancialmente a la mitad de la separación entre bobinas contiguas.
16. Máquina eléctrica de imanes permanentes según cualquier reivindicación anterior en forma de un generador.
17. Máquina eléctrica de imanes permanentes según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15 en forma de un motor.
18. Máquina eléctrica según cualquier reivindicación anterior, caracterizada porque las bobinas (2) de la segunda agrupación están en una relación de superposición parcial con las bobinas (1) de la primera agrupación.
19. Máquina eléctrica según cualquier reivindicación anterior, caracterizada porque las bobinas (1, 2) están conectadas de modo que las fases eléctricas se alternan entre la primera y segunda agrupaciones de bobinas.
20. Máquina eléctrica según cualquier reivindicación anterior, caracterizada porque la relación de separación angular de bobinas contiguas (1, 2) en cada agrupación con respecto a la separación angular de imanes contiguos (7 u 8) se corresponde con el número de fases eléctricas.
ES02804305T 2001-12-01 2002-12-02 Maquina electrica sincrona de campo axial. Expired - Lifetime ES2258671T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0128854 2001-12-01
GB0128854A GB2382729A (en) 2001-12-01 2001-12-01 Layered coil assembly in a permanent magnet generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2258671T3 true ES2258671T3 (es) 2006-09-01

Family

ID=9926868

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES02804305T Expired - Lifetime ES2258671T3 (es) 2001-12-01 2002-12-02 Maquina electrica sincrona de campo axial.

Country Status (13)

Country Link
US (1) US7170212B2 (es)
EP (1) EP1459426B1 (es)
JP (1) JP2005522972A (es)
KR (1) KR100965311B1 (es)
CN (1) CN100420128C (es)
AT (1) ATE318017T1 (es)
AU (1) AU2002365719A1 (es)
BR (1) BR0214802A (es)
DE (1) DE60209263T2 (es)
ES (1) ES2258671T3 (es)
GB (1) GB2382729A (es)
MX (1) MXPA04005169A (es)
WO (1) WO2003049260A2 (es)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4655517B2 (ja) * 2004-06-17 2011-03-23 セイコーエプソン株式会社 電動機及びファンモータ
US7608965B2 (en) * 2005-09-01 2009-10-27 Wisconsin Alumni Research Foundation Field controlled axial flux permanent magnet electrical machine
CA2749290A1 (en) * 2006-04-24 2007-11-01 Bri Energy Solutions Limited Wind turbine and methods of use
US7375449B2 (en) * 2006-08-17 2008-05-20 Butterfield Paul D Optimized modular electrical machine using permanent magnets
US7939983B2 (en) * 2006-09-14 2011-05-10 Norimasa Okamoto Generator having first and second windings with same-direction electromotive forces
US20090140528A1 (en) * 2007-04-20 2009-06-04 Bri Energy Solutions Limited Wind and Updraft Turbine
JP5151486B2 (ja) * 2007-04-26 2013-02-27 セイコーエプソン株式会社 ブラシレス電気機械、装置、移動体、及び、ロボット
US7573173B1 (en) * 2007-09-28 2009-08-11 Aximet Technology, Inc. Apparatus for axial magnetic field electric motor
CN102292897B (zh) 2009-01-16 2014-04-02 科尔风力发电公司 用于轴向场装置的扇块式定子
US20100295422A1 (en) * 2009-05-19 2010-11-25 Chester Sohn Stacking alternator
US9154024B2 (en) 2010-06-02 2015-10-06 Boulder Wind Power, Inc. Systems and methods for improved direct drive generators
EP2466731B1 (en) * 2010-12-15 2013-06-12 Infranor Holding S.A. Synchronous motor with permanent magnets
WO2012141932A2 (en) 2011-04-13 2012-10-18 Smith James S Flux focusing arrangement for permanent magnets, methods of fabricating such arrangements, and machines including such arrangements
CN102624183A (zh) * 2012-03-27 2012-08-01 山东大学 轴向磁场永磁无刷电机及装配方法
US8339019B1 (en) 2012-07-30 2012-12-25 Boulder Wind Power, Inc. Structure for an electromagnetic machine having compression and tension members
US8716913B2 (en) 2012-08-07 2014-05-06 Boulder Wind Power, Inc. Devices and methods for magnetic pole and back iron retention in electromagnetic machines
US20150229194A1 (en) 2012-08-27 2015-08-13 Albus Technologies Ltd. Rotor with magnet pattern
WO2014051676A1 (en) * 2012-09-25 2014-04-03 Unruly, LLC Electricity generator
US20140175931A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Axial flux permanent magnet motor
US8736133B1 (en) 2013-03-14 2014-05-27 Boulder Wind Power, Inc. Methods and apparatus for overlapping windings
ITMI20131531A1 (it) * 2013-09-17 2015-03-18 Brembo Sgl Carbon Ceramic Brakes S P A Disco per freni a disco ed impianto frenante dotato di tale disco
GB2520516B (en) * 2013-11-21 2021-08-25 Time To Act Ltd Direct drive generator for renewable energy applications
US9899886B2 (en) 2014-04-29 2018-02-20 Boulder Wind Power, Inc. Devices and methods for magnetic flux return optimization in electromagnetic machines
US10177620B2 (en) 2014-05-05 2019-01-08 Boulder Wind Power, Inc. Methods and apparatus for segmenting a machine
DE102016118660A1 (de) 2016-09-30 2018-04-05 Burkhard Wiggerich Elektrische Antriebsvorrichtung
DE102017218815A1 (de) * 2017-08-14 2019-02-14 Green Fox e-solutions GmbH Magnetanordnung für eine elektrische Maschine

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE33628E (en) * 1977-07-18 1991-07-02 Acr Electronics, Inc. Electro-mechanical machine with pie-shaped coils on disc rotor
CA1109916A (en) * 1977-09-21 1981-09-29 Yoshio Kishi Stator yoke for electrical apparatus
US4551645A (en) * 1981-06-04 1985-11-05 Fuji Photo Film Co., Ltd. Disc type brushless motor
JPH0669005B2 (ja) * 1986-02-13 1994-08-31 ソニー株式会社 多層シ−トコイル
US4733115A (en) * 1986-12-16 1988-03-22 Eastman Kodak Company Electric motor
JPH01186143A (ja) * 1988-01-19 1989-07-25 Olympus Optical Co Ltd 無鉄心電機子とその製造方法及び無鉄心電機子成形用金型
CN1034624C (zh) * 1994-12-08 1997-04-16 中国科学院电工研究所 无刷直流波浪发电机
FR2738413B1 (fr) * 1995-09-04 1997-11-28 Ecia Equip Composants Ind Auto Moteur electrique a courant continu et procede de fabrication de ce moteur
US5982074A (en) * 1996-12-11 1999-11-09 Advanced Technologies Int., Ltd. Axial field motor/generator
JP3666218B2 (ja) * 1997-12-03 2005-06-29 富士電機システムズ株式会社 空心コイルを備えるリニアモータ
US6037692A (en) * 1997-12-16 2000-03-14 Miekka; Fred N. High power low RPM D.C. motor
WO1999056380A2 (en) * 1998-04-23 1999-11-04 The Turbo Genset Company Limited Rotary electrical machines
WO2000038297A1 (en) * 1998-12-22 2000-06-29 Rush Holdings, Inc. Machine with cup-shaped armature and air gap
US6046518A (en) * 1999-01-21 2000-04-04 Williams; Malcolm R. Axial gap electrical machine
ES2199138T3 (es) * 1999-02-12 2004-02-16 Helmut Schiller Maquina electrica.
NL1011876C2 (nl) 1999-04-23 2000-10-24 Aerpac Holding B V Generator.
US6153959A (en) * 1999-07-16 2000-11-28 Lorenzo; Raul A. Axle-less electromagnetic rotating assembly
US8158488B2 (en) * 2004-08-31 2012-04-17 Micron Technology, Inc. Method of increasing deposition rate of silicon dioxide on a catalyst

Also Published As

Publication number Publication date
ATE318017T1 (de) 2006-03-15
EP1459426A2 (en) 2004-09-22
WO2003049260A2 (en) 2003-06-12
EP1459426B1 (en) 2006-02-15
KR100965311B1 (ko) 2010-06-22
BR0214802A (pt) 2004-09-14
GB2382729A (en) 2003-06-04
JP2005522972A (ja) 2005-07-28
US7170212B2 (en) 2007-01-30
DE60209263T2 (de) 2006-10-05
WO2003049260A3 (en) 2003-10-16
KR20040072642A (ko) 2004-08-18
MXPA04005169A (es) 2005-02-17
DE60209263D1 (de) 2006-04-20
CN100420128C (zh) 2008-09-17
US20050029899A1 (en) 2005-02-10
CN1599970A (zh) 2005-03-23
AU2002365719A1 (en) 2003-06-17
GB0128854D0 (en) 2002-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2258671T3 (es) Maquina electrica sincrona de campo axial.
ES2305722T3 (es) Dispositivo de energia de rotacion de campo axial optimizado conductor.
EP3092701B1 (en) A rotor for an electric motor or generator
US7902710B2 (en) Electric machine
JP2005522972A5 (es)
US7436096B2 (en) Rotor having permanent magnets and axialy-extending channels
US20110121668A1 (en) Permanent magnet rotor, and rotating machine comprising such a rotor
US8749109B2 (en) Rotor disk with spoke openings
US20070096579A1 (en) Rotary electric machine
ES2705549T3 (es) Máquina eléctrica que tiene un rotor con imanes permanentes inclinados
US20090261675A1 (en) High efficient magnetic energy shifting device
KR20200011410A (ko) 전기 기계
JP6083467B2 (ja) 永久磁石埋め込み式回転電機
JP2015527859A (ja) 電磁モータおよび発電機の、ステータ要素用の少なくとも1つの単一部材の堅いリムを有する巻き線、およびその製造方法
ES2774081T3 (es) Rotor de un motor electromagnético de flujo axial de imán monobloque de forma ondulada
ES2385823T3 (es) Generador de corriente alterna síncrono que incorpora un mecanismo de frenado
ES2815926T3 (es) Motor o generador de alta frecuencia
JP2018061379A (ja) 回転電機
CN107852049A (zh) 电动机
ES2904892T3 (es) Módulo de bobina para una máquina eléctrica
ES2241584T3 (es) Motor de disco.
ES2652261T3 (es) Motor y su rotor de imanes permanentes
JP2012249439A (ja) 回転電機
JP5869322B2 (ja) 発電機
ES2364260A1 (es) Electro-generador asíncrono.