ES2348598T3

ES2348598T3 - TRANSVERSAL FLOW MACHINE WITH STATOR MADE OF SHEETS IN THE FORM OF E.

Info

Publication number: ES2348598T3
Application number: ES02737865T
Authority: ES
Inventors: Peter Omand Rasmussen
Original assignee: Aalborg Universitet AAU
Current assignee: Aalborg Universitet AAU
Priority date: 2001-05-08
Filing date: 2002-05-08
Publication date: 2010-12-09
Anticipated expiration: 2022-05-08

Abstract

Una máquina rotativa eléctrica de tipo de reluctancia conmutada de flujo transversal para transformar al menos una energía mecánica a energía eléctrica y la energía eléctrica a energía mecánica, comprendiendo la máquina rotativa eléctrica de tipo de reluctancia conmutada de flujo transversal un estátor y un rotor (22), comprendiendo dicho estátor un sistema magnético para generar un flujo magnético, comprendiendo dicho sistema magnético una pluralidad de segmentos de núcleo en forma de E (21) individuales, teniendo cada uno de dichos segmentos de núcleo en forma de E (21) un cuerpo y tres ramas que son dos ramas externas y una rama intermedia, en la que el cuerpo de dichos segmentos de núcleo en forma de E (21) se dispone sustancialmente paralelo a un eje del rotor, en la que dichas tres ramas se disponen sustancialmente perpendiculares al, y en la extensión del, cuerpo, y en el que dichas tres ramas están separadas las unas de las otras por entrehierros, siendo generado dicho flujo magnético por devanados (24) dispuestos alrededor de cada una de las ramas intermedias, en la que el rotor incluye polos (22) de material magnéticamente blando dispuestos para conducir un flujo magnético generado por el sistema magnético del estátor.An electric rotary reluctance type transverse flow machine for transforming at least one mechanical energy to electrical energy and the electrical energy to mechanical energy, the electric rotary machine of translucent reluctance type transverse flow comprising a stator and a rotor (22 ), said stator comprising a magnetic system for generating a magnetic flux, said magnetic system comprising a plurality of individual E-shaped core segments (21), each of said E-shaped core segments (21) having a body and three branches that are two outer branches and an intermediate branch, in which the body of said E-shaped core segments (21) is disposed substantially parallel to an axis of the rotor, wherein said three branches are arranged substantially perpendicular at, and in the extension of, the body, and in which said three branches are separated from each other by air gaps, where g Said said magnetic flux by windings (24) arranged around each of the intermediate branches, in which the rotor includes poles (22) of magnetically soft material arranged to conduct a magnetic flux generated by the magnetic system of the stator.

Description

FIELD OF THE INVENTION

La presente invención se refiere a una máquina rotativa eléctrica que comprende un estátor que tiene un sistema magnético que comprende una pluralidad de segmentos de núcleo individuales. En particular, la presente invención se refiere a tal máquina donde el flujo magnético en el sistema magnético es generado por devanados dispuestos dentro de las ramas externas de los segmentos de núcleo. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN The present invention relates to a rotary machine electrical comprising a stator that has a system magnetic comprising a plurality of core segments individual. In particular, the present invention relates to such a machine where the magnetic flux in the system Magnetic is generated by windings arranged within the external branches of the core segments. BACKGROUND OF THE INVENTION

Un objetivo en el área de las máquinas eléctricas en general es hacerlas más eficaces, de tal manera que produzcan más par con menos peso y un coste inferior. Dos tipos de máquinas eléctricas han estado en el centro de atención para cumplir esta meta. Estas máquinas son la máquina de flujo transversal de imanes permanentes (PMTFM), y la máquina de reluctancia conmutada (SRM). La PMTFM es bien conocida por su relación de elevado par por peso, pero es bastante cara y muy difícil de fabricar puesto que se requieren muchas piezas. La SRM es una de las máquinas más baratas de fabricar y también tiene un par por densidad de peso razonablemente bueno. Aunque la SRM tiene algunas características buenas, no se usa mucho debido principalmente a la elevada inversión requerida para desarrollar máquinas para una aplicación y el gran volumen de producción y ventas necesario para disminuir el coste por unidad de este desarrollo. An objective in the area of electric machines in general is to make them more effective, so that they produce more torque with less weight and lower cost. Two types of electric machines have been in the spotlight for meet this goal. These machines are the flow machine transverse permanent magnet (PMTFM), and machine switched reluctance (SRM). The PMTFM is well known for its high torque to weight ratio, but it is quite expensive and very difficult to manufacture since many parts are required. The SRM is one of the cheapest machines to manufacture and also It has a reasonably good weight density pair. Although the SRM has some good characteristics, it is not used much due mainly to the high investment required to develop machines for an application and the great volume of production and sales necessary to decrease the unit cost of this development.

Las máquinas eléctricas se han construido tradicionalmente realizando una sección transversal bidimensional en el plano X-Y y después extrudiéndola en la dimensión axial (eje z) con un número dado de láminas de acero no orientadas. Tal sección transversal bidimensional se muestra en la figura 1. La máquina mostrada en la figura 1 es una SRM trifásica con seis polos de estátor 11 y cuatro polos de rotor 13. Esta máquina tiene la desventaja de contar con largas trayectorias de flujo en el yugo 15 del estátor de The electrical machines have been built traditionally making a cross section two-dimensional in the X-Y plane and then extruding it in the axial dimension (z axis) with a given number of sheets of non-oriented steel Such two-dimensional cross section is shown in figure 1. The machine shown in figure 1 is a three-phase SRM with six stator poles 11 and four poles of rotor 13. This machine has the disadvantage of having long flow paths in yoke 15 of the stator of

polo de estátor a polo de estátor y por el yugo 12 del rotor. Las bobinas devanadas en carrete/aguja 14 alrededor de los polos de estátor también representan una desventaja por extenderse más allá de la pila de acero haciendo de ese modo que la máquina sea más larga. Además, dichas bobinas están expuestas y desprotegidas. Con una elevada saturación magnética, que a menudo es el caso para una SRM, los acoplamientos mutuos entre las fases aumentan lo cual hace que el control exacto y el diseño de la máquina sean muy difíciles. stator pole to stator pole and by the yoke 12 of the rotor. The reels wound on spool / needle 14 around the stator poles also represent a disadvantage by extend beyond the steel pile doing so Make the machine longer. In addition, said coils are exposed and unprotected. With a high saturation magnetic, which is often the case for an SRM, the mutual links between the phases increase which makes that the exact control and design of the machine are very difficult.

Una alternativa a la SRM clásica de la figura 1 se describe en el documento US-5.543.674. Esta máquina está hecha con núcleos en U/C y bobinas anulares y como desventaja requiere que 3 pilas constituyan una máquina trifásica. La máquina está caracterizada por el principio de flujo transversal donde el flujo se desplaza de polo a polo en la dirección axial y no una dirección radial (en el plano X-Y) como la máquina clásica de la figura 1. Las máquinas eléctricas que usan el principio de flujo transversal son conocidas principalmente por un elevado par por densidad de volumen donde el par en el mejor de los casos aumenta linealmente con el número de polos. Debido al hecho de que se necesitan 3 pilas, esta máquina requiere muchas piezas y es de ese modo muy complicada de fabricar. An alternative to the classic SRM of Figure 1 is described in US-5,543,674. This machine is made with U / C cores and annular coils and as a disadvantage It requires that 3 batteries constitute a three-phase machine. The machine is characterized by the flow principle transverse where the flow moves from pole to pole in the axial direction and not a radial direction (in the X-Y plane) as the classic machine of figure 1. The machines electrical that use the principle of transverse flow are known primarily for a high torque by density of volume where the torque at best increases linearly with the number of poles. Due to the fact that it They need 3 batteries, this machine requires many parts and is that way very complicated to manufacture.

El documento US-5.015.903 describe una máquina de reluctancia conmutada con núcleos en C/U en el plano X-Y. La máquina puede ser considerada como un tipo de alternativa a la SRM clásica donde se usan núcleos en C/U. Esta máquina tiene cortas trayectorias de flujo donde sólo se imanta en una menor parte del yugo del estátor durante esta operación. La máquina usa dos bobinas por C/U lo cual requiere muchas piezas. Además, el cobre fuera del C/U no participa activamente en la producción de par. De ese modo, la máquina tiene las mismas desventajas con muchas pilas y piezas como la PMTFM, y la máquina es por lo tanto difícil de fabricar. US-5,015,903 describes a machine of switched reluctance with cores in C / U in the X-Y plane. The machine can be considered as a type of alternative to the classic SRM where cores in C / U are used. This machine It has short flow paths where it is only magnetized in a minor part of the stator yoke during this operation. The machine uses two coils per C / U which requires many pieces. In addition, copper outside the C / U does not participate actively in the production of torque. That way, the machine It has the same disadvantages with many batteries and parts as the PMTFM, and the machine is therefore difficult to manufacture.

En el documento US-4.748.362 se presenta una SRM con dientes bifurcados. Esta máquina puede ser considerada como In US-4,748,362 an SRM is presented with forked teeth. This machine can be considered as

una SRM clásica con núcleos en C/U en el extremo de los polos. Esta máquina no tiene una corta trayectoria de flujo, pero es conocida por las propiedades similares a las de las máquinas de flujo transversal donde el par se duplica debido a los dientes bifurcados (dientes/polos duales). La máquina tiene las desventajas de contar con largas trayectorias de flujo, espacio pequeño para las bobinas y bobinas que son difíciles de instalar. a classic SRM with C / U cores at the end of the poles This machine does not have a short flow path, but it is known for properties similar to those of cross flow machines where the torque doubles due to bifurcated teeth (dual teeth / poles). Machine It has the disadvantages of having long trajectories of flow, small space for coils and coils that are difficult to install.

Es un objeto de la presente invención diseñar una máquina eléctrica, que solucione el problema anteriormente mencionado. It is an object of the present invention to design a electric machine, to solve the problem above mentioned.

El documento JP-A-60-144-122 da a conocer una máquina rotativa de imanes permanentes de 3 polos con un estátor que tiene devanados dispuestos alrededor de ramas intermedias de segmentos de núcleo en forma de E. RESUMEN DE LA INVENCIÓN JP-A-60-144-122 discloses a machine rotary permanent magnet 3-pole with a stator that it has windings arranged around intermediate branches of E-shaped core segments SUMMARY OF THE INVENTION

El objeto anteriormente mencionado se cumple mediante la provisión, en un primer aspecto, de una máquina rotativa eléctrica según la reivindicación 1 anexa. The aforementioned object is fulfilled by the provision, in a first aspect, of a rotary machine electrical according to claim 1 attached.

El sistema magnético de la máquina tiene segmentos de núcleo en forma de E, que comprenden un cuerpo y tres ramas, con devanados alrededor de dicha rama intermedia. De ese modo se obtiene una combinación de las características ventajosas vistas en la PMTFM y la SRM mediante el uso de núcleos en E, lo cual es ampliamente usado en inductores y transformadores monofásicos. Los núcleos en E se fabrican en formas estándares y usan una lámina de acero de grano orientado que tiene una densidad de flujo más elevada y tiene pérdidas inferiores que el acero no orientado usado para una máquina eléctrica en general. The machine's magnetic system has segments of E-shaped core, comprising a body and three branches, with windings around said intermediate branch. That way a combination of the advantageous characteristics is obtained views in the PMTFM and the SRM by using E-cores, which is widely used in inductors and transformers single phase E cores are manufactured in shapes standards and use a grain oriented steel blade that it has a higher flow density and has losses lower than the non-oriented steel used for a machine electric in general.

De ese modo los devanados serán más cortos y concentrados en el interior de la máquina, lo cual significa que no hay salientes de devanados como en la SRM clásica. Los lados externos en las dos ramas externas no están rodeados de cobre, lo cual significa que las capas protectoras extremas pueden ser más simples de fabricar y ensamblar en la máquina. Debido al hecho de que los polos y fases están separados no That way the windings will be shorter and concentrated inside the machine, which means that there are no winding projections as in the classic SRM. The outer sides in the two outer branches are not surrounded by copper, which means that the extreme protective layers They can be simpler to manufacture and assemble in the machine. Due to the fact that the poles and phases are separated no

se compartirá acero entre las fases lo cual hace que los acoplamientos mutuos entre las fases sean pequeños y de ese modo que el control exacto sea más simple. steel will be shared between the phases which makes the mutual links between the phases are small and of that so that the exact control is simpler.

El cuerpo de dichos segmentos de núcleo en forma de E se sitúa en paralelo al eje del rotor. The body of said E-shaped core segments It is placed parallel to the axis of the rotor.

En una realización los extremos de las ramas están inclinados aumentándose los huecos entre el rotor y los extremos de las ramas. De ese modo el flujo en el entrehierro es modificado/optimizado haciendo la superficie del entrehierro más grande entre el yugo del rotor y las ramas. Esto significa que se necesita menos corriente para imantar el núcleo en E y por lo tanto se puede producir más par. In one embodiment the ends of the branches are inclined increasing the gaps between the rotor and the ends of the branches. Thus the flow in the air gap it is modified / optimized making the surface of the larger air gap between the rotor yoke and the branches. This means that less current is needed to magnetize the core in E and therefore more torque can be produced.

En una realización preferida la rama intermedia es más ancha que las dos ramas externas, preferentemente el doble de ancho. Ésta ha resultado ser una realización ventajosa. In a preferred embodiment the intermediate branch is more wide than the two outer branches, preferably twice as many width. This has proved to be an advantageous embodiment.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

La presente invención se explicará ahora en mayor detalle con referencia a las figuras adjuntas en las que: la fig. 1 muestra una SRM trifásica clásica con seis polos The present invention will now be explained in greater detail. detail with reference to the attached figures in which: fig. 1 shows a classic three-phase SRM with six poles

de estátor y cuatro polos de rotor, of stator and four rotor poles,

la fig. 2 ilustra una realización de una máquina de flujo transversal de núcleo en E donde el principio del uso de núcleos en E se adapta a la SRM clásica, fig. 2 illustrates an embodiment of a flow machine E-core transverse where the principle of E-core use adapts to the classic SRM,

la fig. 3 ilustra un ejemplo del principio de núcleo en E usado en una máquina eléctrica con un rotor externo, fig. 3 illustrates an example of the core principle in E used in an electric machine with a rotor external,

la fig. 4 muestra ejemplos de núcleos en E donde el entrehierro es modificado u optimizado, fig. 4 shows examples of E-nuclei where the air gap is modified or optimized,

la fig. 5 muestra un ejemplo del principio de núcleo en E junto con imanes permanentes en el rotor por ejemplo una máquina de núcleo en E de imanes permanentes, fig. 5 shows an example of the core principle in E together with permanent magnets in the rotor by example a magnet core E machine permanent,

la fig. 6 muestra un ejemplo del principio de núcleo en E con devanados de derivación alrededor de la rama intermedia en el núcleo en E, fig. 6 shows an example of the core principle in E with bypass windings around the branch intermediate in the core in E,

la fig. 7 muestra un ejemplo del principio de núcleo en E con dos devanados de derivación similares a fig. 7 shows an example of the core principle in E with two bypass windings similar to

rosquillas y núcleos en E tanto en el lado del E donuts and cores on both the side of the

rotor como del estátor, la fig. 8 muestra una realización de una máquina bifásica, rotor like stator, fig. 8 shows an embodiment of a two-phase machine,

con un núcleo en E dividido con un devanado de with an E-core divided with a winding of

paso completo alrededor de la rama central full step around the central branch

dividida, y la fig. 9 muestra una realización de una máquina trifásica, divided, and fig. 9 shows an embodiment of a three-phase machine,

paso completo alrededor de la rama central full step around the central branch

divided. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Las máquinas eléctricas descritas en la técnica anterior tienen desventajas que la presente invención elimina mediante el uso de núcleos en E estándares. La presente invención se describe a continuación. The electrical machines described in the art The above have disadvantages that the present invention eliminates by using standard E cores. The present invention is described below.

La figura 2 ilustra una realización de una máquina de flujo transversal de núcleo en E donde el principio del uso de núcleos en E se adapta a la SRM clásica. Los núcleos en E se usan tradicionalmente para transformadores monofásicos o como inductores rectificadores y están caracterizados por tener la forma de la letra 'E' y estar construidos a partir de lámina de acero orientada lo cual resulta en unas densidades de flujo más elevadas y pérdidas inferiores. Los núcleos en E también se hacen y se venden en formas geométricas estándares, lo cual puede ser una gran ventaja cuando se producen pequeñas cantidades de la máquina de flujo transversal de núcleo en E. Figure 2 illustrates an embodiment of a machine E core transverse flow where the principle of use E-core adapts to the classic SRM. E cores are traditionally used for single phase transformers or as rectifier inductors and are characterized by have the shape of the letter 'E' and be constructed from oriented steel sheet which results in some higher flow densities and lower losses. The E cores are also made and sold in shapes Geometric standards, which can be a great advantage when small quantities of the flow machine are produced core transverse in E.

Mediante el uso de núcleos en E 21 y su sección de yugo/rotor 22 la trayectoria de flujo es corta si se compara con la SRM clásica ya que el acero en el yugo del estátor y el yugo del rotor es inexistente. La sección del yugo/rotor se monta en el árbol 23. Las bobinas 24 serán más cortas y concentradas en el interior de la máquina, lo cual significa que no hay salientes de devanados como en la SRM clásica. Los lados externos en las dos ramas externas no están rodeados de cobre, lo cual significa que las capas protectoras extremas 25 pueden ser más simples de fabricar y ensamblar en la By using cores in E 21 and its section of yoke / rotor 22 the flow path is short if compared with the classic SRM since the steel in the stator yoke and The rotor yoke is non-existent. The yoke / rotor section it is mounted on shaft 23. Coils 24 will be shorter and concentrated inside the machine, which means that there are no winding projections as in the classic SRM. The outer sides in the two outer branches are not surrounded by copper, which means that the extreme protective layers 25 may be simpler to manufacture and assemble in the

máquina. Debido al hecho de que los polos y fases están separados no se compartirá acero entre las fases lo cual hace que los acoplamientos mutuos entre las fases sean pequeños y de ese modo que el control exacto sea más simple. Las combinaciones de fases de la SRM clásica, los polos de estátor y de rotor se pueden aplicar en la máquina de núcleo en E y la máquina seguirá teniendo sólo una pila. Las máquinas descritas en el documento US-5.543.674 requieren la misma cantidad de pilas que el número de fases y serán de ese modo más difíciles de fabricar. Las máquinas en el documento US-5.543.674 también necesitarán una gran cantidad de piezas. machine. Due to the fact that the poles and phases are separate steel will not be shared between the phases which makes that the mutual links between the phases are small and that way the exact control is simpler. The Phase combinations of the classic SRM, the poles of stator and rotor can be applied in the core machine in E and the machine will still have only one battery. The machines described in US-5,543,674 require the same amount of batteries as the number of phases and will be of that most difficult way to manufacture. The machines in the document US 5,543,674 will also need a large number of parts.

Como se ha mencionado la máquina de núcleo en E se puede construir con diversas combinaciones de fases y polos, pero la máquina también tiene ventajas adicionales en un diseño de rotor externo según se muestra en la figura 3. Los núcleos en E en el estátor son volteados simplemente 180 grados y se usan segmentos de rotor adicionales. Los segmentos extra de rotor/yugo no añaden mucho al peso total pero habrá más atracciones entre los polos de estátor y de rotor durante cada revolución. Esto mejorará en el mejor de los casos el par por densidad de masa de la máquina en un factor 4 cuando se usen 16 segmentos de rotor, pero en la práctica se debería obtener un factor en un intervalo de 2-3. As mentioned the E core machine is You can build with various combinations of phases and poles, but the machine also has additional advantages in a external rotor design as shown in figure 3. The E cores in the stator are simply turned 180 degrees and additional rotor segments are used. The Extra rotor / yoke segments do not add much to the total weight but there will be more attractions between the stator and rotor during each revolution. This will improve at best cases the torque by mass density of the machine in a factor 4 when 16 rotor segments are used, but in the In practice, a factor should be obtained in a range of 2-3.

Las laminaciones usadas para la máquina de núcleo en E pueden diferir de los núcleos en E estándares usados para los transformadores y en la figura 4 se muestran ejemplos donde el flujo en el entrehierro es modificado/optimizado. The laminations used for the E core machine they may differ from the standard E cores used for transformers and figure 4 shows examples where the flow in the air gap is modified / optimized.

El ejemplo mostrado en la figura 4-A es un entrehierro triangular donde la superficie en el entrehierro es mayor. Esto significa que se necesita menos corriente para imantar el núcleo en E y por tanto se puede producir más par. La figura 4-B muestra un principio donde el flujo está cruzando el rotor en la longitud axial lo cual puede reducir la vibración y el ruido acústico de la máquina. Asimismo, algunas combinaciones de polos de estátor/rotor irregulares con este flujo de cruce axial pueden ser más ventajosas puesto que no habrá una tracción desigual en el rotor. Un The example shown in Figure 4-A is an air gap triangular where the surface in the air gap is larger. This means that less current is needed to magnetize the core in E and therefore more torque can be produced. The Figure 4-B shows a principle where the flow is crossing the rotor in axial length which can reduce the vibration and acoustic noise of the machine. Likewise, some combinations of irregular stator / rotor poles with this axial crossover flow they can be more advantageous since there will not be uneven traction in the rotor. A

ejemplo de esta disposición podría ser una máquina de núcleo en E de 3 fases de flujo axial con 3 núcleos en E y dos segmentos de yugo/rotor. La forma del entrehierro de la figura 4-C es simplemente una combinación de la figura 4-A y la figura 4-B. example of this arrangement could be a core machine E of 3 phases of axial flow with 3 cores in E and two yoke / rotor segments. The air gap shape of the Figure 4-C is simply a combination of Figure 4-A and Figure 4-B.

El principio de núcleo en E también se puede usar para otros tipos de máquina como una máquina de imanes permanentes. En la figura 5 se muestra una máquina de imanes permanentes de núcleo en E, donde se montan imanes permanentes 51 en el rotor. The E-core principle can also be used to Other types of machine like a magnet machine permanent A magnet machine is shown in figure 5 E-core permanent, where magnets are mounted 51 permanent in the rotor.

Un campo extra, como la máquina con imanes permanentes, también se puede obtener con devanados de derivación, donde se muestran ejemplos en la figura 6 y en la figura 7. En la figura 6, se añade un devanado de derivación 5A1 en la rama central en todos los núcleos en E. Todos los devanados de derivación individuales son acoplados entonces preferentemente en serie y conectados a una fuente de voltaje de CC. Con la ayuda de la amplitud de voltaje o la corriente CC en los devanados de derivación es posible entonces controlar la imantación en la máquina. Esto podría ser muy ventajoso si la máquina se usa como un generador que tiene que entregar los mismos voltajes a diferentes velocidades. Otra ventaja es el hecho de que no se requieren escobillas para el circuito de imantación es decir para los devanados de derivación de CC. Esto se requiere normalmente para máquinas síncronas con imantación variable. Con el campo asistido por devanados de derivación también es posible proveer al motor de un convertidor al que se le suministran corrientes bipolares. Los devanados de derivación también pueden estar formados como dos tipos de rosquilla mostrados en la figura An extra field, like the machine with permanent magnets, It can also be obtained with bypass windings, where Examples are shown in Figure 6 and Figure 7. In the Figure 6, a bypass winding 5A1 is added to the branch central in all cores in E. All windings of individual bypass are then coupled preferably in series and connected to a voltage source of CC. With the help of voltage amplitude or current DC in bypass windings is possible then Control the magnetization in the machine. This could be very advantageous if the machine is used as a generator that has They deliver the same voltages at different speeds. Another advantage is the fact that brushes are not required for the magnetization circuit that is for the windings of DC shunt. This is normally required for machines. Synchronous with variable magnetization. With the field assisted by bypass windings it is also possible to provide the motor of a converter that is supplied with currents bipolar Bypass windings can also be formed as two types of donut shown in the figure

7. Los devanados de tipo de rosquilla 5B1 deberían unirse a la pieza estacionaria. Para aumentar el área de devanado es preferible tener polos de núcleo en E dobles. 7. Donut type windings 5B1 should join The stationary piece. To increase the winding area is it is preferable to have double E-core poles.

Se debe mencionar que las bobinas pueden ser devanadas alrededor de las dos ramas externas del núcleo en E, pero no proporcionará el mismo nivel de rendimiento que una bobina en cada rama central de los núcleos en E cuando se usen iguales It should be mentioned that the coils can be wound around the two outer branches of the core in E, but not will provide the same level of performance as a coil in each central branch of the E-nuclei when the same are used

cantidades de devanados. amounts of windings.

La idea del núcleo en E con las bobinas alrededor de la rama central también se puede modificar a las máquinas de laminados en X-Y clásicas. El núcleo en E se divide en dos secciones con una bobina en el centro que funciona como devanado de paso completo. En la figura 8 y en la figura 9 se muestran ejemplos de unas versiones bifásicas y trifásicas. Estas máquinas se pueden considerar máquinas únicas de corta trayectoria de flujo que tienen las mejores características de los documentos US-5.015.903, US-4.748.362 y US-5.545.938 combinados en una sola máquina segmentada. En el documento US-4.748.362 se mencionó que los dientes bifurcados aportan un número mínimo de bobinas, que era 4 para una máquina bifásica. The idea of the E-core with the coils around the central branch can also be modified to machines Classic X-Y laminates. The core in E is divided into two sections with a coil in the center that works as full step winding. In figure 8 and in figure 9, They show examples of two-phase and three-phase versions. These machines can be considered unique cutting machines flow path that have the best features of US-5,015,903, US-4,748,362 and US-5,545,938 combined in a single segmented machine. In the document No. 4,748,362 it was mentioned that forked teeth provide a minimum number of coils, which was 4 for a machine biphasic

Los elementos en la figura 8 y 9 son bobinas de paso completo 61 que tienen espiras extremas 62. Cada una de las bobinas constituye una fase, pero para un número de polos mayor es posible usar más bobinas para realizar una fase. El núcleo en E se divide en segmentos de estátor 63. Entre los segmentos de estátor se puede usar preferentemente material no magnético y dieléctrico 64 de tal manera que el ensamblaje sea más simple. El material no magnético puede estar equipado con canales 65 de tal manera por ejemplo que pueda pasar agua y enfriar las máquinas. Pero también pueden pasar cables eléctricos auxiliares en el canal. The elements in Figure 8 and 9 are step coils complete 61 that have extreme turns 62. Each of the coils constitutes a phase, but for a number of poles larger it is possible to use more coils to perform a phase. He E-core is divided into stator segments 63. Among the stator segments material can preferably be used non-magnetic and dielectric 64 such that the assembly be simpler The non-magnetic material can be equipped with channels 65 in such a way for example that water can pass and cool the machines. But cables can also pass Auxiliary electrical channels.

Con la máquina de núcleo en E modificado según la presente invención sólo se requieren dos bobinas para una máquina bifásica y se dispone de un área de ranura mucho mayor para las bobinas. La máquina de núcleo en E modificado tiene ventajas muy grandes en aplicaciones donde el diámetro es pequeño en relación a la pila. En este caso el cobre en las espiras extremas tiene una influencia mínima. Aplicaciones típicas que necesitan una máquina eléctrica con un diámetro pequeño y una longitud larga son bombas sumergibles, servomáquinas, equipos de pozos de petróleo etc. Del mismo modo que la máquina de flujo transversal de núcleo en E los acoplamientos mutuos para esta máquina de núcleo en With the E-core machine modified according to the present invention only two coils are required for one biphasic machine and a lot of groove area is available higher for the coils. The modified E-core machine It has very large advantages in applications where the diameter It is small in relation to the battery. In this case the copper in Extreme turns have minimal influence. Typical applications that need an electric machine with a small diameter and a long length are pumps Submersibles, servomachines, oil well equipment etc. In the same way as the core cross flow machine in E the mutual couplings for this core machine in

E modificado son pequeños. E modified are small.

Aunque la presente invención se ha descrito en conexión con formas de realización preferidas, no se pretende limitarse a la forma específica expuesta en este documento. Por el contrario, se pretende cubrir tales alternativas, modificaciones y equivalentes, en la medida en que se puedan incluir razonablemente dentro del espíritu y ámbito de la invención como se define por las reivindicaciones anexas. Although the present invention has been described in connection with preferred embodiments, it is not intended Limited to the specific form set forth in this document. On the contrary, it is intended to cover such alternatives, modifications and equivalents, to the extent that they can reasonably include within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims

1. one.: Una máquina rotativa eléctrica de tipo de reluctancia conmutada de flujo transversal para transformar al menos una energía mecánica a energía eléctrica y la energía eléctrica a energía mecánica, comprendiendo la máquina rotativa eléctrica de tipo de reluctancia conmutada de flujo transversal un estátor y un rotor (22), comprendiendo dicho estátor un sistema magnético para generar un flujo magnético, comprendiendo dicho sistema magnético una pluralidad de segmentos de núcleo en forma de E (21) individuales, teniendo cada uno de dichos segmentos de núcleo en forma de E (21) un cuerpo y tres ramas que son dos ramas externas y una rama intermedia, en la que el cuerpo de dichos segmentos de núcleo en forma de E (21) se dispone sustancialmente paralelo a un eje del rotor, en la que dichas tres ramas se disponen sustancialmente perpendiculares al, y en la extensión del, cuerpo, y en el que dichas tres ramas están separadas las unas de las otras por entrehierros, siendo generado dicho flujo magnético por devanados (24) dispuestos alrededor de cada una de las ramas intermedias, en la que el rotor incluye polos (22) de material magnéticamente blando dispuestos para conducir un flujo magnético generado por el sistema magnético del estátor. An electric reluctance type rotary machine switching transverse flow to transform at least one mechanical energy to electrical energy and electrical energy to mechanical energy, comprising the electric rotary machine of cross flow switched reluctance type a stator and a rotor (22), said stator comprising a magnetic system to generate a magnetic flux, said magnetic system comprising a plurality of individual E-shaped core segments (21), having each of said E-shaped core segments (21) a body and three branches that are two outer branches and one branch intermediate, in which the body of said core segments E-shaped (21) is arranged substantially parallel to a rotor shaft, in which said three branches are arranged substantially perpendicular to, and to the extent of, body, and in which said three branches are separated the from each other through air gaps, said saying being generated magnetic flux by windings (24) arranged around each of the intermediate branches, in which the rotor includes poles (22) of magnetically soft material arranged to conduct a magnetic flux generated by the magnetic system of the stator.

2. 2.: Una máquina rotativa eléctrica de tipo de reluctancia conmutada de flujo transversal según la reivindicación 1, en la que el rotor comprende una pluralidad de yugos sustancialmente en forma de I (22) de material magnéticamente conductor. An electric reluctance type rotary machine transverse flow switching according to claim 1, in which the rotor comprises a plurality of yokes substantially I-shaped (22) magnetically driver.

3. 3.: Una máquina rotativa eléctrica de tipo de reluctancia conmutada de flujo transversal según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en la que los extremos de las tres ramas están inclinados aumentándose de ese modo la superficie de los entrehierros entre el rotor y los extremos de las ramas. An electric reluctance type rotary machine switching of transverse flow according to any of the claims 1 or 2, wherein the ends of the three branches are inclined thereby increasing the surface of the air gaps between the rotor and the ends of the branches

4. Four.: Una máquina rotativa eléctrica de tipo de reluctancia conmutada de flujo transversal según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, que comprende además uno o más An electric reluctance type rotary machine switching of transverse flow according to any of the claims 1-3, further comprising one or more

5 DC bypass windings (5A1) arranged around the intermediate branch of the E-shaped core segments (twenty-one).

5. An electric reluctance type rotary machine

10 transverse flow switching according to any of the claims 1-3, further comprising one or more DC bypass donut windings (5B1) arranged in each groove of the E-shaped core segments (21).