FR3100399A1 - Machine à bobinage toroïdal - Google Patents

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Abstract

L’invention présente une machine électrique comportant une culasse supportant N bobines toroïdales et un rotor central comportant un aimant permanent. La culasse est constituée d’une pluralité d’éléments statoriques en un matériau ferromagnétique doux supportant au moins une bobine. Les éléments statoriques présentent à leurs extrémités frontales des surfaces d’accouplement complémentaires assurant une continuité magnétique. Cette machine comporte en outre une enveloppe extérieure cylindrique en un matériau conducteur thermique, une pluralité de nervures longitudinales s’étendant radialement et positionnées entre ladite enveloppe extérieure cylindrique et lesdits éléments statoriques, afin d’assurer le positionnement mécanique de ladite culasse par rapport à ladite enveloppe extérieure et favoriser une conduction thermique des calories de ladite culasse vers ladite enveloppe extérieure.

Description

Machine à bobinage toroïdal
Domaine de l’invention
La présente invention concerne le domaine des machines électriques à aimant permanent sans balais constituées par une culasse formée de noyaux formant une structure à section transversale polygonale ou circulaire et recevant des bobines toroïdales entourant les bras de cette structure.
Un rotor comportant un aimant cylindrique diamétral interagit avec le champ magnétique tournant produit par les bobines électriques. Ce type de machine électrique se distingue des autres machines à encoches ayant une culasse bobinée créant des lignes de champs entre des dents polaires. Ces structures toroïdales sont particulièrement favorables pour des moteurs tournant à grande vitesse, par la minimisation du couple résiduel (sans courant) et des différentes pertes fer au stator et au rotor du fait de l’absence de dents à proximité de l’aimant tournant et d’un entrefer magnétique plus important.
État de la technique
On connaît dans l’état de la technique le brevet américain US9470238 décrivant un moteur à grande vitesse doté d’un rotor monté de manière rotative par rapport au stator, une ou plusieurs roues à aubes étant fixées directement sur ledit rotor, ledit stator comportant des structures actives du moteur et un carter, un noyau ferromagnétique de stator et un enroulement constitué de bobines enroulées de façon toroïdale, ledit carter étant construit de manière à créer un espace dégagé supplémentaire entre ledit noyau de stator et ledit carter, constituant un passage de refroidissement à travers lequel un gaz est envoyé axialement afin de refroidir directement lesdites structures actives du moteur et le rotor, avant d’être comprimé par ladite ou lesdites roues à aubes. Ce système prévoit des ailettes pour le refroidissement du stator, par convection.
Le brevet coréen KR20040065531 décrit une alternative à une telle machine électrique, présentant une forme polygonale, chaque côté du polygone étant une partie de stator unitaire portant une bobine électrique à section constante.
Inconvénients des solutions de l’art antérieur
Les solutions de l’art antérieur présentent néanmoins des sources de nuisances sonores par le bruit magnétique produit au niveau des joints de la culasse. La dissipation thermique est de plus loin d’être suffisante lorsque la machine doit fournir une puissance de plusieurs kilowatts dans un faible diamètre (typiquement inférieur à 100 mm), par le fait que les conducteurs électriques présentent une faible surface d’échange avec le milieu extérieur (boitier ou flasque). Par ailleurs, la fabrication et l’assemblage des machines électriques selon l’état de l’art sont relativement complexes, notamment leur intégration dans l’environnement extérieur.
Solution apportée par l’invention
La présente invention vise à répondre à ces inconvénients. A cet effet elle concerne selon son acception la plus générale une machine électrique comportant une culasse supportant N bobines toroïdales, et un rotor central comportant un aimant permanent, caractérisé en ce que
  • ladite culasse est constituée d’une pluralité d’éléments statoriques en un matériau ferromagnétique doux supportant au moins une bobine,
  • lesdits éléments statoriques présentant à leurs extrémités frontales des surfaces d’accouplement complémentaires assurant une continuité magnétique,
ladite machine comportant en outre
  • une enveloppe extérieure cylindrique en un matériau conducteur thermique,
  • une pluralité de nervures longitudinales s’étendant radialement et positionnées entre ladite enveloppe extérieure cylindrique et lesdits éléments statoriques, afin d’assurer le positionnement mécanique de ladite culasse par rapport à ladite enveloppe extérieure et favoriser une conduction thermique des calories de ladite culasse vers ladite enveloppe extérieure.
Préférentiellement, lesdites nervures longitudinales prolongent radialement soit ladite enveloppe extérieure cylindrique, soit un desdits éléments statoriques en un matériau ferromagnétique doux, soit sont sous la forme d’un matériau conducteur thermique placé à l’interface entre l’enveloppe cylindrique (200) et les éléments statoriques extérieurs.
Préférentiellement encore, la bobine est sous la forme de spires enroulées disposées dans des plans formant avec le plan radial un angle croissant de part et d’autre du plan transversal médian de ladite bobine, de sorte à ce que l’épaisseur radiale de la bobine soit plus importante à l’intérieur qu’à l’extérieur de ladite culasse.
Dans un premier mode de réalisation,
  • ladite culasse est constituée de N/2 éléments statoriques en un matériau ferromagnétique doux présentant deux bras,
  • lesdits deux bras s’étendant symétriquement par rapport à un plan médian radial,
  • chacun desdits bras supportant une bobine (211, 261 ; 227, 231 ; 241, 251),
  • lesdits bras présentant à leurs extrémités frontales des zones d’assemblages complémentaires assurant une continuité magnétique.
Alternativement, lesdits éléments statoriques en un matériau ferromagnétique doux présentent deux bras s’étendant de part et d’autre d’une nervure dirigée du côté opposé audit rotor et venant en contact avec la surface intérieur de ladite enveloppe extérieure en un matériau conducteur thermique.
Ladite enveloppe extérieure peut alors être en un matériau conducteur thermique présentant des nervures s’étendant radialement, dont l’extrémité frontale vient en contact avec lesdits éléments statoriques en un matériau ferromagnétique doux, au niveau de l’intersection de deux bras adjacents.
Optionnellement, lesdites nervures et/ou lesdites extrémités frontales présentent un chanfrein pour permettre l’introduction en force de ladite culasse dans ladite enveloppe e/ou sont en contact avec les extrémités latérales de deux éléments statoriques consécutifs pour assurer le positionnement des éléments statoriques constitutifs de l’enveloppe.
Dans un mode de réalisation alternatif, ladite culasse est constituée de N éléments statoriques en un matériau ferromagnétique doux supportant une bobine dont les spires sont disposées dans des plans formant un angle croissant de part et d’autre du plan transversal médian de ladite bobine,
  • lesdits éléments statoriques présentant à leurs extrémités frontales des zones d’assemblages complémentaires assurant une continuité magnétique,
  • ladite machine comportant en outre une enveloppe extérieure cylindrique présentant N nervures longitudinales, dont la surface intérieure frontale vient en contact avec la surface extérieure de la zone de raccordement de deux éléments statoriques adjacents, afin d’assurer le calage mécanique de l’enveloppe par rapport à ladite enveloppe extérieure et une conduction thermique des calories de ladite culasse vers ladite enveloppe extérieure.
Dans un autre mode de réalisation un empilement de tôles dans le sens axial et en un matériau amagnétique mais meilleur conducteur thermique que l’air est disposé à l’interface entre l’enveloppe et ladite bobine, ledit empilement de tôles étant préférentiellement en contact avec ladite enveloppe et ladite bobine.
Dans une variante, un matériau conducteur thermique est disposé à l’interface entre l’enveloppe et ladite bobine, ledit matériau conducteur thermique étant préférentiellement en contact avec ladite enveloppe et ladite bobine.
Description détaillée d'un exemple non limitatif de l'invention
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un exemple non limitatif de l'invention qui suit, se référant aux dessins annexés où :
la figure 1 représente une vue en coupe transversale d’un premier mode de réalisation,
la figure 2 représente une vue en coupe transversale d’une première variante de réalisation,
la figure 3 représente une vue en coupe transversale d’une deuxième variante de réalisation,
la figure 4 représente une vue en coupe transversale d’une troisième variante de réalisation,
la figure 5 représente une vue en coupe transversale d’une quatrième variante de réalisation,
la figure 6 représente une vue en coupe transversale d’une cinquième variante de réalisation.
Description détaillée d’un premier mode de réalisation
La figure 1 représente une vue en coupe transversale d’un premier mode de réalisation.
La machine électrique comprend un rotor (100) avec un aimant tubulaire aimanté diamétralement, revêtu d’une frette (non visible) pour éviter l’arrachage de particules sous l’effet de la force centrifuge pour des machines à haute vitesse.
Elle comprend une enveloppe cylindrique (200) métallique, fabriquée par exemple par moulage, fonderie ou encore par profilage, entourant un stator comprenant des bobines toroïdales (211, 261 ; 227, 231 ; 241, 251) et une culasse sous la forme d’un ensemble de trois éléments statoriques (215, 225, 245) longitudinaux, présentant une section en forme de « Y », avec une nervure prolongée de part et d’autre de deux ailes respectivement (216, 218 ; 226, 228 ; 240, 250), ces éléments du stator étant en une matière ferromagnétique douce, préférentiellement en un empilement de tôles. Chacune des ailes est entourée par une bobine respectivement (211, 261 ; 227, 231 ; 241, 251).
Les bobinages (211, 261, 227, 231, 241, 251) sont formés avec des spires en une matière électriquement conductrice -cuivre ou aluminium par exemple- dont l’inclinaison varie. Le plan (302) formé par la spire au début de l’enroulement forme un angle ouvert avec le plan radial (300). Cet angle se réduit pour devenir nul pour les spires médianes dont le plan est confondu avec le plan radial (300), puis cet angle entre le plan de la spire et le plan radial (300) augmente de nouveau -en sens opposé- jusqu’à l’extrémité de l’enroulement, où l’angle de la spire (303) présente à nouveau un angle ouvert par rapport au plan radial (300). Par ailleurs, la section du bobinage n’est pas identique à l’intérieur et à l’extérieur du stator, de part et d’autre des ailes (216, 218 ; 226, 228 ; 240, 250). En effet, pour optimiser le volume global de la machine mais aussi optimiser les performances du moteur, les spires à l’extérieur des ailes (216, 218 ; 226, 228 ; 240, 250) sont réparties sur toute la longueur de côté polygonal formé. Cette configuration permet de maximiser le volume de cuivre du bobinage tout en limitant le diamètre extérieur de la machine et son volume.
Le calage des éléments statoriques par rapport à l’enveloppe cylindrique (200) est assuré, dans ce mode de réalisation, par la forme extérieure des éléments statoriques (215, 225, 245) qui viennent en contact avec l’enveloppe cylindrique (200). L’enveloppe cylindrique (200) est généralement en un matériau présentant de bonnes propriétés de conduction thermique -par exemple en aluminium-, ce qui permet aussi aux éléments statoriques (215, 225, 245) de conduire le flux thermique produit par le bobinage (211, 261, 227, 231, 241, 251) lors du fonctionnement de la machine.
Description détaillée d’une première variante de réalisation
Dans le mode de réalisation illustré en figure 2, le calage des éléments statoriques par rapport à l’enveloppe cylindrique (200) est assuré d’une part par des nervures longitudinales (212, 232, 252) prolongeant la surface intérieure de l’enveloppe cylindrique (200), et présentant une bordure intérieure configurée pour recevoir la surface extérieure de la zone de raccordement de deux ailes adjacentes.
A cet effet, les nervures longitudinales (212, 232, 252) présentent une cannelure en « V » dans laquelle l’arête formée par deux ailes adjacentes peut coulisser longitudinalement lors de l’assemblage, et assurer le calage après mise en place à l’intérieure de l’enveloppe (200).
Le calage est d’autre part assuré par la surface longitudinale extérieure des trois éléments statoriques (215, 225, 245), présentant une surface de contact arrondie, avec un rayon de courbure correspondant au rayon de courbure de la surface intérieure de l’enveloppe cylindrique (200).
Le contact entre les trois éléments statoriques (215, 225, 245) et l’enveloppe cylindrique (200) et entre les nervures longitudinales (212, 232, 252) et les arêtes des éléments statoriques (215, 225, 245) assurent un calage mécanique et des ponts de conduction thermique permettant d’évacuer les calories produites par les bobines électriques de la machine.
Description détaillée d’une deuxième variante de réalisation
La figure 3 représente une vue en coupe transversale d’un mode de réalisation qui diffère des précédents en ce qu’il comprend uniquement des nervures longitudinales (212, 312, 232, 332, 252, 352) comme éléments de calage et contact thermique entre l’enveloppe cylindrique (200) et les éléments statoriques formés uniquement des différents bras (218, 227, 228, 240, 250, 216) qui ne présentent pas de nervures.
L’extrémité des nervures (212, 312, 232, 332, 252, 352) présentent avantageusement un chanfrein pour faciliter le positionnement relatif au moment de l’assemblage.
Particulièrement, ces nervures (212, 312, 232, 332, 252, 352) présentent des gorges en « V » (213, 233, 253, 313, 333) pour assurer le calage des zones de raccordement de deux ailes consécutives.
Le stator peut être inséré par glissement axial dans l’enveloppe, les zones de raccordement des ailes coulissant dans les gorges en « V » (213, 233, 253, 333) des nervures (212, 232, 252), et les nervures des trois éléments statoriques (215, 225, 245) coulissant sur la surface intérieure de l’enveloppe cylindrique (200).
La transmission thermique est assurée par ces éléments radiaux qui assurent également le calage mécanique du stator par rapport à l’enveloppe cylindrique (200).
Description détaillée d’autres modes de réalisation
Les figures 4 à 6 présentent des variantes de réalisation dans le but d’améliorer les performances de dissipation calorique de la machine vers l’enveloppe cylindrique (200). Pour ce faire, il est proposé de remplir l’espace libre entre la machine et l’enveloppe cylindrique (200) avec un matériau conducteur thermique mais amagnétique et minimisant le développement des courants induits lors du fonctionnement de la machine. Dans le présent exemple, il est proposé un empilement de tôles (400) en aluminium. La conduction thermique est ainsi maximisée sans perturber le fonctionnement de la machine, puisque l’empilement des tôles (400) dans le sens axial, sens perpendiculaire à la majorité des lignes de champ magnétique du moteur, limitera le développement des courants induits et donc des pertes.
La forme de ces tôles (400, 410, 420, 430, 440, 450) peut varier. Dans le premier exemple de la figure 4, la forme épouse au plus près les bobines (211, 261 ; 227, 231 ; 241 ; 251) et les éléments statoriques (216, 218, 226, 228, 240, 250). Ces tôles (400, 410, 420, 430, 440, 450) présentent une forme de lame arquée pour leur permettre de se loger entre deux nervures consécutives, contre la surface intérieure de l’enveloppe (200). L’empilement de tôles (400) est uniquement au plus près des bobines, source de la dissipation calorique.
Dans un second exemple en figure 5, l’empilement de tôles forme une couronne (401) venant se loger de manière coaxiale à l’intérieur de l’enveloppe cylindrique (200). Cette couronne de tôles (401) présente des nervures (212, 312, 232, 332, 252, 352) assurant le calage mécanique du stator et la transmission de la chaleur entre le stator supportant les bobines et l’enveloppe (200).
Dans un troisième exemple en figure 6, l’empilement de tôles (400, 410, 420, 430, 440, 450) présentent la forme de lames longitudinales insérées localement entre l’enveloppe (200) et les bobines. Les nervures (212, 312, 232, 332, 252, 352) sont, comme dans le cas d’exemple de la figure 3, des prolongements intérieurs de l’enveloppe cylindrique (200).
Ces exemples ne sont pas limitatifs et d’autres variantes peuvent être proposées sans sortir de l’invention.
En effet, l’invention n’est pas limitée à l’utilisation de tôles d’aluminium. L’empilage de tôles peut être réalisé en un autre matériau, bénéficiant de meilleures propriétés conductrices thermiques que l’air. De même, tout matériau massif peut être utilisé du moment qu’il est meilleur conducteur thermique que l’air et qu’il est amagnétique et isolant électrique, ou avec mauvaises propriétés magnétiques et électriques relativement au fer.

Claims (11)

  1. - Machine électrique comportant une culasse supportant N bobines toroïdales (211, 261 ; 227, 231 ; 241, 251), et un rotor central (100) comportant un aimant permanent,
    • ladite culasse étant constituée d’une pluralité d’éléments statoriques (210, 220, 230, 240, 250, 260) en un matériau ferromagnétique doux supportant au moins une bobine (211, 261 ; 227, 231 ; 241, 251),
    • lesdits éléments statoriques (210, 220, 230, 240, 250, 260) présentant à leurs extrémités frontales des surfaces d’accouplement complémentaires assurant une continuité magnétique,
    caractérisée en ce que ladite machine comporte en outre
    • une enveloppe extérieure cylindrique (200) en un matériau conducteur thermique,
    • une pluralité de nervures longitudinales (212, 222, 232, 242, 252, 262) s’étendant radialement et positionnées entre ladite enveloppe extérieure cylindrique (200) et lesdits éléments statoriques, afin d’assurer le positionnement mécanique de ladite culasse par rapport à ladite enveloppe extérieure et favoriser une conduction thermique des calories de ladite culasse vers ladite enveloppe extérieure.
  2. - Machine électrique selon la revendication 1 caractérisée en ce que lesdites nervures longitudinales (212, 222, 232, 242, 252, 262) prolongent radialement soit ladite enveloppe extérieure cylindrique (200), soit un desdits éléments statoriques en un matériau ferromagnétique doux, soit sont sous la forme d’un matériau conducteur placé à l’interface entre l’enveloppe cylindrique (200) et les éléments statoriques extérieurs.
  3. - Machine électrique selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisée en ce que la bobine est sous la forme de spires enroulées disposées dans des plans formant avec le plan radial un angle croissant de part et d’autre du plan transversal médian de ladite bobine, de sorte à ce que l’épaisseur radiale de la bobine soit plus importante à l’intérieur qu’à l’extérieur de ladite culasse.
  4. - Machine électrique selon l’une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que
    • ladite culasse est constituée de N/2 éléments statoriques en un matériau ferromagnétique doux présentant deux bras,
    • lesdits deux bras s’étendant symétriquement par rapport à un plan médian radial,
    • chacun desdits bras supportant une bobine (211, 261 ; 227, 231 ; 241, 251),
    • lesdits bras présentant à leurs extrémités frontales des zones d’assemblages complémentaires assurant une continuité magnétique.
  5. - Machine électrique selon la revendication 4 caractérisé en ce que lesdits éléments statoriques en un matériau ferromagnétique doux présentent deux bras s’étendant de part et d’autre d’une nervure dirigée du côté opposé audit rotor et venant en contact avec la surface intérieur de ladite enveloppe extérieure en un matériau conducteur thermique.
  6. - Machine électrique selon la revendication 4 caractérisé en ce que ladite enveloppe extérieure en un matériau conducteur thermique présente des nervures s’étendant radialement, dont l’extrémité frontale vient en contact avec lesdits éléments statoriques en un matériau ferromagnétique doux, au niveau de l’intersection de deux bras adjacents.
  7. - Machine électrique selon la revendication précédente caractérisée en ce que lesdites nervures et/ou lesdites extrémités frontales présentent un chanfrein pour permettre l’introduction en force de ladite culasse dans ladite enveloppe.
  8. - Machine électrique selon la revendication 6 caractérisé en ce que lesdites nervures sont en contact avec les extrémités latérales de deux éléments statoriques consécutifs pour assurer le positionnement des éléments statoriques constitutifs de l’enveloppe.
  9. - Machine électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite culasse est constituée de N éléments statoriques en un matériau ferromagnétique doux supportant une bobine dont les spires sont disposées dans des plans formant un angle croissant de part et d’autre du plan transversal médian de ladite bobine,
    • lesdits éléments statoriques présentant à leurs extrémités frontales des zones d’assemblages complémentaires assurant une continuité magnétique,
    • ladite machine comportant en outre une enveloppe extérieure cylindrique présentant N nervures longitudinales, dont la surface intérieure frontale vient en contact avec la surface extérieure de la zone de raccordement de deux éléments statoriques adjacents, pour assurer le calage mécanique de l’enveloppe par rapport à ladite enveloppe extérieure et une conduction thermique des calories de ladite culasse vers ladite enveloppe extérieure.
  10. - Machine électrique selon la revendication 1 caractérisée en ce qu’un empilement de tôles (400) dans le sens axial et en un matériau amagnétique mais meilleur conducteur thermique que l’air est disposé à l’interface entre l’enveloppe (200) et ladite bobine (211, 261 ; 227, 231 ; 241, 251), ledit empilement de tôles (400) étant préférentiellement en contact avec ladite enveloppe (200) et ladite bobine (211, 261 ; 227, 231 ; 241, 251).
  11. - Machine électrique selon la revendication 1 caractérisée en ce qu’un matériau conducteur thermique est disposé à l’interface entre l’enveloppe (200) et ladite bobine (211, 261 ; 227, 231 ; 241, 251), ledit matériau conducteur thermique (401) étant préférentiellement en contact avec ladite enveloppe (200) et ladite bobine (211, 261 ; 227, 231 ; 241, 251).
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12142978B2 (en) * 2019-08-06 2024-11-12 Ulusar Akbay Method for operating an electric machine and electric machines
DE102021101162A1 (de) * 2021-01-20 2022-07-21 Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg Stator für einen/eine permanenterregten Elektromotor/Drehfeldmaschine
GB2626580A (en) * 2023-01-27 2024-07-31 Dyson Technology Ltd A stator assembly

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5970154A (ja) * 1982-10-14 1984-04-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 小形電動機
EP0754365A1 (fr) * 1993-12-15 1997-01-22 AlliedSignal Inc. Configuration redondante de moteur electrique comportant un rotor unique a deux sections aimantees
US20020089242A1 (en) * 2001-01-11 2002-07-11 Feng Liang Electric machine with laminated cooling rings
KR20040065531A (ko) 2004-04-19 2004-07-22 (주)키네모숀 슬롯리스 bldc 모터의 고정자
US20120128512A1 (en) * 2009-08-03 2012-05-24 Atlas Copco Airpower Turbocompressor system
US20180175706A1 (en) * 2016-12-19 2018-06-21 Chicony Power Technology Co., Ltd. Stator assembly and engaging type stator core

Family Cites Families (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2A (en) * 1826-12-15 1836-07-29 John Goulding Mode of manufacturing wool or other fibrous materials
NL8601869A (nl) * 1986-07-17 1988-02-16 Philips Nv Elektrische machine.
US5334899A (en) * 1991-09-30 1994-08-02 Dymytro Skybyk Polyphase brushless DC and AC synchronous machines
JPH10322942A (ja) * 1997-05-21 1998-12-04 Denso Corp 回転電機
US6069431A (en) * 1998-02-06 2000-05-30 Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. Synchronous generator
DE19935210A1 (de) * 1998-09-08 2001-02-08 Heinrich Frank A Elektrodynamische Drehmaschine
TW553555U (en) * 2001-09-26 2003-09-11 Jia-Hau Fan Modular stator structure
DE60233517D1 (de) * 2001-11-29 2009-10-08 Yamaha Motor Co Ltd Dynamoelektrische maschine mit axialem luftspalt
ES2682997T3 (es) * 2001-11-29 2018-09-24 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Máquina dinamoeléctrica de tipo de espacio axial
US6555942B1 (en) * 2002-05-10 2003-04-29 Chun-Pu Hsu Assembly type stator structure having flat wire wound coils
US7221067B2 (en) * 2003-04-25 2007-05-22 Asmo, Co. Ltd. Armature and method for manufacturing armature
US7098565B2 (en) * 2004-04-29 2006-08-29 Lg Electronics Inc. Core-coil assembly of motor and manufacturing method thereof
JP2006067650A (ja) * 2004-08-25 2006-03-09 Fujitsu General Ltd アキシャルギャップ型電動機
JP4993883B2 (ja) * 2005-07-20 2012-08-08 ヤマハ発動機株式会社 回転電機及び電動車椅子
JP2007074841A (ja) * 2005-09-08 2007-03-22 Toyota Motor Corp ステータコア、それを用いたモータ及びその製造方法
JP2008259399A (ja) * 2007-03-15 2008-10-23 Honda Motor Co Ltd トロイダル巻線構造を備えた回転電機用の固定子
KR20090129456A (ko) 2007-03-21 2009-12-16 바스프 에스이 수분산액 및 시트형 기재의 제조에서의 이의 용도
JP4166259B1 (ja) * 2007-04-05 2008-10-15 三洋電機株式会社 モータ制御回路、ファンモータ
JP5130947B2 (ja) * 2007-09-11 2013-01-30 ダイキン工業株式会社 アキシャルギャップ型回転電機及び回転駆動装置
JP5311877B2 (ja) * 2008-05-21 2013-10-09 ダイハツ工業株式会社 ステータのコイル及び回転機器のステータコア
WO2010034082A1 (fr) * 2008-09-29 2010-04-01 In Motion Technologies Pty Ltd Agencement d'isolation d'enroulement pour machines à flux axial
GB0902393D0 (en) * 2009-02-13 2009-04-01 Isis Innovation Elaectric machine - modular
WO2011031690A1 (fr) * 2009-09-08 2011-03-17 Green Ray Technologies Llc Module de barres omnibus destiné à une machine électrique
WO2011046108A1 (fr) * 2009-10-16 2011-04-21 国立大学法人北海道大学 Moteur à coupure axiale
JP5567311B2 (ja) * 2009-10-22 2014-08-06 株式会社日立産機システム アキシャルギャップモータ、圧縮機、モータシステム、および発電機
JP5576246B2 (ja) * 2010-01-06 2014-08-20 株式会社神戸製鋼所 アキシャルギャップ型ブラシレスモータ
EP2652860A4 (fr) * 2010-12-13 2015-09-02 Radam Motors Llc Stator utilisé dans un moteur ou un générateur électrique comportant un matériau magnétique à faible perte et procédé de fabrication d'un stator
US11146123B2 (en) * 2012-02-03 2021-10-12 Green Ray Technologies, Llc Electric machines with energizable and non-energizerable U-shaped stator segments
WO2014011804A1 (fr) * 2012-07-11 2014-01-16 Remy Technologies, Llc Isolateur de connexion de phase intégré avec isolateur de phase individuel
US20140070659A1 (en) * 2012-09-07 2014-03-13 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Stator assembly for motor
JP5743988B2 (ja) * 2012-09-18 2015-07-01 株式会社東芝 横方向磁束型モータ
US9312730B2 (en) * 2012-10-11 2016-04-12 Whirlpool Corporation Stator with a polymeric casing for an electric motor of a washing machine and method of manufacturing the same
JP5916591B2 (ja) * 2012-12-07 2016-05-11 株式会社日立製作所 アキシャルギャップモータ
JP5851432B2 (ja) * 2013-02-08 2016-02-03 株式会社日立製作所 回転電機
US9331528B2 (en) * 2013-03-15 2016-05-03 Regal Beloit America, Inc. Stator tooth assembly for axial flux stator and methods of assembling the same
DE102013207469A1 (de) * 2013-04-24 2014-11-13 Robert Bosch Gmbh Statorwicklung für axial kurze elektrische Maschinen kleiner Polzahl
JP6055725B2 (ja) * 2013-06-28 2016-12-27 株式会社日立産機システム 回転子および回転子を用いたアキシャル型回転電機
AU2015239088B2 (en) * 2014-04-02 2018-11-22 J.H. Beheer B.V. Stator portion for an electric machine comprising an permanent magnet rotor
US10763716B2 (en) * 2014-04-14 2020-09-01 Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. Axial-air-gap dynamo-electric machine with a tubular-shaped stator bobbin
EP3133721B1 (fr) * 2014-04-14 2020-06-03 Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. Machine dynamo-électrique à entrefer axial
WO2016060311A1 (fr) * 2014-10-17 2016-04-21 전자부품연구원 Stator de moteur de type plan et moteur de type plan l'utilisant
CN109478808B (zh) * 2016-07-18 2020-12-25 根特大学 用于轴向磁通机器的定子及其生产方法
KR102506925B1 (ko) * 2016-12-13 2023-03-07 현대자동차 주식회사 계자권선형 구동모터의 회전자
US10594180B2 (en) * 2017-01-31 2020-03-17 Regal Beloit America, Inc. Magnetic flux guides for electric machines
JP6768142B2 (ja) * 2017-03-14 2020-10-14 株式会社日立製作所 アキシャルギャップ型回転電機
JP7269663B2 (ja) * 2017-10-10 2023-05-09 ゼロ イー テクノロジーズ，エルエルシー 電気機械の冷却および安定化システムおよび方法
FR3072517B1 (fr) * 2017-10-17 2020-12-18 Moving Magnet Tech Machine electrique toroidale polyphasee
US11038386B2 (en) * 2018-08-24 2021-06-15 Regal Beloit America, Inc. Axial flux electric machine and methods of assembling the same
KR102317047B1 (ko) * 2019-07-25 2021-10-25 엘지전자 주식회사 스테이터 및 이를 포함하는 모터
CN112821702B (zh) * 2019-11-15 2025-02-25 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于轴向磁通马达的混合定子芯部件设计
CN113394936B (zh) * 2020-03-13 2025-03-14 通用汽车环球科技运作有限责任公司 轴向磁通电机的磁体、极靴和槽开口
KR102867738B1 (ko) * 2020-09-21 2025-10-14 이브이알 모터스 엘티디. 방사상 플럭스 전기 기계
JP2022127931A (ja) * 2021-02-22 2022-09-01 山洋電気株式会社 モータの電機子構造及びその製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5970154A (ja) * 1982-10-14 1984-04-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 小形電動機
EP0754365A1 (fr) * 1993-12-15 1997-01-22 AlliedSignal Inc. Configuration redondante de moteur electrique comportant un rotor unique a deux sections aimantees
US20020089242A1 (en) * 2001-01-11 2002-07-11 Feng Liang Electric machine with laminated cooling rings
KR20040065531A (ko) 2004-04-19 2004-07-22 (주)키네모숀 슬롯리스 bldc 모터의 고정자
US20120128512A1 (en) * 2009-08-03 2012-05-24 Atlas Copco Airpower Turbocompressor system
US9470238B2 (en) 2009-08-03 2016-10-18 Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap Electric motor having segmented stator windings
US20180175706A1 (en) * 2016-12-19 2018-06-21 Chicony Power Technology Co., Ltd. Stator assembly and engaging type stator core

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