WO2018122829A1 - Machine électrique tournante - Google Patents

Machine électrique tournante Download PDF

Info

Publication number
WO2018122829A1
WO2018122829A1 PCT/IB2018/051145 IB2018051145W WO2018122829A1 WO 2018122829 A1 WO2018122829 A1 WO 2018122829A1 IB 2018051145 W IB2018051145 W IB 2018051145W WO 2018122829 A1 WO2018122829 A1 WO 2018122829A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotor
magnetic field
elements
stator
magnetic
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.)
Ceased
Application number
PCT/IB2018/051145
Other languages
English (en)
Inventor
Michael Nadreau
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Publication of WO2018122829A1 publication Critical patent/WO2018122829A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears

Definitions

  • some elements can fulfill the function of several elements, such as an element performing both the rotor structure and the transmission of non-magnetic mechanical force of the rotor.
  • the generating elements of magnetic field line of ro ⁇ tor are placed in the structural elements of the rotor which im ⁇ thus pose a circular arrangement, transmitted elements ⁇ magnetic mechanical force sion, transmission elements of the magnetic field lines and nonmagnetic mechanical force transmission elements.
  • these elements ⁇ transmitted nonmagnetic mechanical force sion will be made in non-magnetic mate ⁇ rials.
  • these non-magnetic mechanical force transmission elements are cut from metal sheets ⁇ nonmagnetic lic.
  • these nonmagnetic mechanical force transmission elements are 304 stainless steel or 316 stainless steel.
  • the thickness of a coil will be smaller than the rotor wafer width defined by the difference separating two magnetic field line generating elements of the rotor and smaller than the wafer width of the rotor.
  • ⁇ tor defined by a magnetic field line generator element of the rotor.
  • the structural elements of the rotor (1311) in conjunction with the guide elements (1203) serve to guide the rotor (1201) in rotation in the stator (1202).
  • the structural elements of the rotor (1311) are made of 304 stainless steel or 316 stainless steel.
  • stator electrical coils (1312) (1412) completely enclose the rotor (1201).
  • rotational guide members (1203) there will be a plurality of rotational guide members (1203). Preferably, there will be three. Preferably, they (1203) will be equidistantly placed between them and will be placed on a center circle (1205). Preferably, they (1203) will be the conjugation of axes and ball bearings. Preferably, they (1203) will be 304 or 316 stainless steel. Preferably, there will be a plurality of magnetic field line transmission elements (1207). Preferably, they (1207) will be placed equidistantly between them and concentric with the axis of rotation (1205). Preferably, they (1207) will be made of grain oriented silicon-silicon. Preferably, they (1207) will be made of sheet metal. Preferably, they (1207) will be provided with holes (1209) for assembling the rotor (1201).
  • these magnetic conductors (1510) (1610) (1710) will preferably be pieces of soft iron. These magnetic conductors (1510) (1610) (1710) make it possible to attract the magnetic field lines (1717) outside the electrical coils (1712) to direct the magnetic field lines (1717) to the normal of the current electrical (1724) stator coils (1502). The sum of the vectors of the Laplace force thus generated will be approximately perpendicular to the radii of the rotational circle of the rotor (1501).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

Machine tournante électrique de forme torique réversible. La machine tournante électrique torique selon l'invention est notamment remarquable en ce qu'elle est, par définition, la solution électromécanique de la transformation de l'énergie électrique en énergie mécanique et de l'énergie mécanique en énergie électrique. De par sa forme particulière, torique, la machine tournante électrique selon l'invention, utilise ensemble des lignes de champs magnétiques du rotor et l'ensemble du courant électrique du stator exclusivement à la production de vecteurs de force mécanique quasi tangents au cercle de révolution du rotor de centre de rotation. La machine tournante électrique de forme torique est particulièrement destinée à des applications industrielles, des applications automobiles, des applications de stockage d'énergie et des applications de production d'énergie électrique.

Description

Machine électrique tournante
L'invention concerne une machine électrique tournante à conversion de force.
En particulier, l'invention se rapporte à un moteur-générateur à haut rendement de moment magnétique par application stricte de l'équation de la force de Laplace.
Il est connu de l'art existant une multitude de brevets et inventions permettant de transformer la force électrique en force mécanique (moteur électrique rotatif) et inversement la force mé¬ canique en force électrique (générateur électrique rotatif) .
Mais il est très difficile de réaliser une machine tournante électrique ayant à la fois un très bon rendement en fonctionnement moteur et un très bon rendement en fonctionnement un générateur.
Il est aussi connu de l'art des machines tournantes élec¬ triques qu'il est difficile d'orienter, dans le sens tangentiel au rotor, l'ensemble des forces de Laplace générées.
Il est aussi connu de l'art des machines tournantes élec¬ triques doivent atteindre une certaine vitesse de rotation pour atteindre leur rendement maximal .
Il est aussi connu de l'art que les machines tournantes élec¬ triques doivent atteindre une certaine vitesse de rotation pour atteindre leur couple maximal.
Il est connu de l'art qu'il est très difficile de concevoir des moteurs électriques sans conducteur magnétique dans les bo¬ bines du stator tout en gardant un très haut rendement.
C'est pour cela qu'il existe aujourd'hui une multitude de formes de machines électriques tournantes car chaque inventeur es¬ sayait de résoudre un ou plusieurs de ces problèmes mais chaque solution se démontre incomplète à la vue des résultats. Car l'équation de la force de Laplace n'était pas appliquée sous ça forme stricte, soit :
« Force »=« Intensité courant » multiplié « champ magnétique »
Ces inventeurs ont alors utilisé des conducteurs magnétiques feuilletés pour conduire le champ magnétique au cœur des bobines électriques. Mais cela engendre deux problèmes en termes de pertes d'énergie, l'un est le courant de Foucault donc une perte pure de l'énergie magnétique, l'autre est un déplacement des lignes de champs magnétiques lors des appels de courant et donc une perte de rendement de l'équation de la force de Laplace.
Cela engendre aussi trois inconvénients en termes de rende¬ ment d'utilisation de la matière première. Le premier est une aug¬ mentation très importante de la masse de la machine par les conducteurs magnétiques utilisés uniquement pour conduire le champ magnétique. Le deuxième, une augmentation très importante de la masse de la machine par des éléments mécaniques surdimensionnés devant contenir l'ensemble des forces de Laplace qui ne sont pas dans les sens de rotations du rotor de la machine. Le dernier est une augmentation importante des conducteurs électriques de 10% à 50% car comme ceux-ci n'interviennent pas de façon cohérente dans la somme de l'équation de la force de Laplace, ils ne servent alors qu'à transporter le courant électrique. Donc ces conducteurs non efficacement utilisés génèrent principalement une perte par effet joule et une augmentation de la masse de la machine.
Il existe quatre grands types de forme de machines élec¬ triques tournantes. Les machines électriques tournantes cylin¬ driques dites « Inrunner », les machines électriques tournantes cylindriques dites « Outrunner », les machines électriques tour¬ nantes en forme de disque et enfin les moteurs de forme torique ayant leur rotor en forme de tore et leur stator de forme torique creuse en leur profile de révolution. Bien sûr, il existe une mul¬ titude de variantes intermédiaires et de variantes cumulatives de ces solutions.
La machine électrique tournante selon l'invention que nous présentons fait partie de l'une de ces catégories, la catégorie des moteurs toriques. Cette catégorie de moteur, assez méconnu, est, par conception, le moteur le plus proche de la loi de La¬ place .
Une des plus ancienne référence connue de cette conception de forme de moteur électrique est le dépôt US741325A qui décrit la forme globale torique du moteur ainsi que la structure de base du rotor. C'est sur cette forme de base que nous appuyons notre in¬ vention .
L'évolution du marché mondial dans la demande de motorisation et de générateurs performants a changé depuis ce brevet. C'est pour cela que plusieurs autres brevets ont vu le jour pour amélio¬ rer le principe.
Le US4291248 décrit une évolution de l'invention dans sa ver¬ sion moteur, plus robuste dans ça conception, pour l'exploitation de l'énergie mécanique. Mais cette conception ne permet pas de ca¬ naliser toutes les lignes de champs du rotor. De plus, la produc¬ tion industrielle du rotor reste complexe. Il y a absence de conduction des lignes champs magnétiques sur le stator. Il y a une différenciation entre les axes de guidage et les axes d'engre- nages.
Le FR2671920 décrit une évolution de l'invention dans une version d'application inertielle et donc pas d'application sur le transfert d'énergie mécanique vers l'extérieur de l'invention. Cette conception ne permet pas de canaliser toutes les lignes de champs du rotor. De plus, la production industrielle du rotor reste complexe. Il y a absence de conduction des lignes champs magnétiques sur le stator sur le rotor. Il n'y a pas d'axes de guidage et ni d'axes d'engrenages.
Le US6252317B1 décrit une évolution de l'invention dans sa version moteur, plus robuste dans sa conception, elle utilise plus efficacement les lignes de champs magnétiques mais pas totalement. Par conception, le rotor peut difficilement être totalement recou¬ vert de bobines électriques et donc limite la densité de puissance du moteur. De plus, la production industrielle du rotor reste com- plexe. Il y a absence de conduction des lignes champs magnétiques sur le stator. Il y a une différenciation entre les axes de gui¬ dage et les axes d'engrenages.
Le US2009/0267439A1 décrit une évolution de l'invention dans sa version générateur. Solution fournie par l'inventeur ayant fait un très bon travail sur la conduction des lignes de champs magné¬ tiques. Rencontrant plusieurs problèmes de rendement, entre autres, la longueur des bobines (perte de rendement) et la trans¬ mission des forces mécaniques par l'adhérence de matériaux souples. Par ailleurs, la transmission des forces mécaniques par l'adhérence de matériaux souples ne permet sous cette forme la transmission de couple important. De plus, la production indus¬ trielle du rotor et des conducteurs magnétiques du stator restent complexes. Il y a une conduction partielle des lignes champs ma¬ gnétiques sur le stator. Il n'y a pas d'axe d'engrenages.
Le US2009/0323208A1 décrit une évolution de l'invention dans sa version actionneur. Solution plus robuste dans sa conception, elle utilise et rappelle les différentes solutions déjà vues dans les précédents brevets. Comme l'invention est un actionneur de mise au point photographique, l'inventeur apporte des précisions sur les dimensions propres à cette application. Cette invention ne canalise pas les lignes de champs du stator et donc cette inven- tion n'a pas été conçue pour atteindre des rendements élevés. Il y a absence de conduction des lignes champs magnétiques sur le stator. Il n'y a pas d'axes de guidage et l'axe d'engrenage est le même que celui du moteur.
Le WO2013/140400A1 décrit une évolution de l'invention dans sa version moteur. Solution plus robuste dans sa conception, elle utilise efficacement les lignes de champs magnétiques du rotor mais pas totalement. Ne canalise pas les lignes de champs du sta¬ tor et donc cette invention n' a pas été conçue pour atteindre des rendements élevés. Par conception, ce brevet ne permet pas une haute densité de bobines électriques. Mais le rotor est de concep¬ tion robuste en contrepartie d'aimants de formes plus complexes. Ce brevet rappelle les différentes solutions déjà vues dans les précédents brevets. Il y a absence de conduction des lignes champs magnétiques sur le stator. Il y a une différenciation entre les axes de guidage et l'axe d'engrenage.
Le EP2871757 décrit une évolution de l'invention dans sa version moteur et générateur. Solution qui utilise efficacement les lignes de champs magnétiques du rotor mais pas totalement. Ne ca¬ nalise pas les lignes de champs du stator et donc cette invention n'a pas été conçue pour atteindre des rendements élevés. Par conception, ce brevet ne permet pas une haute densité de bobines électriques. De plus, la production industrielle du rotor et du stator restent complexes. Ce brevet rappelle les différentes solu¬ tions déjà vues dans les précédents brevets. Il y a absence de conduction des lignes champs magnétiques sur le stator. Il y a une différenciation entre l'axe de guidage et l'axe d'engrenage. Globalement, nous remarquons l'art connu les problèmes sui¬ vants :
- Une conception de rotor ou de stator complexe ou non industrielle .
- L'utilisation d'aimants de conception non standard ou de formes complexes (nombre de face supérieur à six) .
- Une conduction des lignes de champs magnétiques incomplète ou absente.
- Une conception de conducteur de ligne de champs complexe.
- Une densité de puissance faible.
- Des conceptions peu robustes pour des applications forte¬ ment industrielles.
- Une différenciation entre les axes de guidage et les axes d'engrenages ce qui diminue la densité de puissance.
- Une faible recherche de rendement maximum dans une solu¬ tion industrielle.
- Absence de principe de conception pour atteindre au mini¬ mum quatre vingt dix pour cent de rendement .
La machine électrique tournante selon l'invention permet, avec une grande efficacité, de remédier à l'ensemble des problèmes cités plus haut.
Les solutions pour résoudre ces problèmes sont un cumul de règles inventives afin d' atteindre les densités de puissance maxi¬ mum et donc les rendements maximum.
Pour respecter l'équation de la force de Laplace, soit :
« Force »=« Intensité courant » multiplié « champ magnétique ». Il faut que la distance parcouru par les lignes de champs magné¬ tiques soit les plus courtes possibles. Il faut que ces lignes de champs magnétiques soient guidées à l' intérieur du moteur et à l'extérieur du moteur tout en éliminant les courants de Foucault. Il faut que les conducteurs magnétiques extérieurs soit continus le long du chemin de déplacement de ligne de champs magnétiques. Il faut que la distance entre deux générateurs de ligne de champs magnétiques du rotor soit limitée par des règles de proportions.
Il faut une pluralité de bobines recouvrant un même conduc¬ teur magnétique du rotor pour diminuer les pertes joules lors des cycles de commutations. Il faut que la distance entre le rotor et le stator, donc l'épaisseur de peau des bobines limitée par des règles de proportions. Il faut que le rotor soit recouvert par maximum d'unité de bobines pour avoir atteindre une densité de puissance maximale. Il faut que le rotor et le stator soit simples dans leur conception pour que les pièces soit peu onéreuses et fa¬ ciles à monter leur de l'assemblage. Il faut que le rotor et le stator soit de conception robuste pour des applications indus¬ trielles rigoureuses.
L' invention est une machine électrique tournante en forme de tore. Donc, le rotor et stator auront des formes correspondantes à cette forme de tore.
La forme de tore de la machine tournante permet de faire cir¬ culer selon le cercle de révolution de la machine le rotor dans les bobines du stator. De ce fait, la totalité des lignes de champs magnétiques du rotor ne peuvent que traverser perpendicu¬ lairement la quasi-totalité des courants de l'ensemble des conduc¬ teurs électrique des bobines. Les forces dites de « Laplace » ain¬ si générées sont alors quasi tangentes au cercle de révolution du rotor. La suite de la description de l'invention précise l'organisation et les choix techniques permettant de réaliser concrètement cette invention.
La machine tournante est constituée d'un rotor et d'un sta¬ tor, d'un ou plusieurs moyens de transmissions de l'énergie méca¬ nique n'ayant pas le même axe de rotation que le rotor et un ou plusieurs moyens de guidage en rotation du rotor n' ayant pas le même axe de rotation que le rotor.
Une première variante, la machine tournante peut être consti¬ tuée d'un rotor et d'un stator et un ou plusieurs moyens de gui¬ dage en rotation du rotor n' ayant pas le même axe de rotation que le rotor.
Une deuxième variante, la machine tournante peut être consti¬ tuée d'un rotor et d'un stator et un ou plusieurs moyens de trans¬ missions de l'énergie mécanique n'ayant pas le même axe de rota¬ tion que le rotor.
Une troisième variante, la machine tournante peut être constituée d'un rotor et d'un stator. Bien sûr, ces descriptions de constructions des éléments de la machine tournant ne sont pas limitatives.
Le rotor de la machine tournante sera de forme torique ou tu- bulaire et le stator de la machine tournante sera, respectivement, de forme torique creuse dans sont profil de révolution ou annu¬ laire creuse dans profil de révolution.
Bien sûr, ces descriptions des formes des éléments de la ma¬ chine tournant ne sont pas limitatives.
Le rotor se trouve logé à l'intérieur de l'espace creux du profile de révolution du stator. Chaque section du rotor, lors de sa rotation, traversera complètement les cavités intérieures des bobines du stator.
Le rotor transmet ou reçoit l'énergie mécanique de l'exté¬ rieur de la machine tournante par un ou plusieurs éléments de transmission d'énergie mécaniques intermédiaires.
De préférence, le rotor est de forme torique ou annulaire ou tubulaire, il tourne selon un axe de révolution proche de celui du stator .
Bien sûr, ces descriptions des formes du rotor de la machine tournant ne sont pas limitatives.
De Préférence, le rotor est constitué d'éléments générateurs de ligne de champ magnétique, d'éléments de transmission de force mécanique magnétique, d'éléments de transmission de champ magné¬ tique, d'éléments de transmission de force mécanique amagnétique et d'éléments structurels.
Une première variante, le rotor est constituée d'éléments gé¬ nérateurs de lignes de champs magnétiques, d'éléments de transmis¬ sion de lignes de champs magnétiques, d'éléments de transmission de force mécanique amagnétique et d'éléments structurels.
Une deuxième variante, le rotor est constitué d'éléments gé¬ nérateurs de lignes de champs magnétiques, d'éléments de transmis¬ sion de lignes champs magnétiques et d'éléments structurels.
Une troisième variante, le rotor est constitué d'éléments gé¬ nérateurs de lignes de champs magnétiques, d'éléments de transmis¬ sion de force mécanique amagnétique et d'éléments structurels.
Une quatrième variante, le rotor est constitué d'éléments gé¬ nérateurs de lignes de champs magnétiques et d'éléments structu¬ rels . Bien sûr, ces descriptions de constructions du rotor de la machine tournant ne sont pas limitatives.
Bien sûr, certains éléments peuvent remplir la fonction de plusieurs éléments, comme par exemple un élément réalisant à la fois la structure du rotor et la transmission de force mécanique amagnétique du rotor.
Les éléments générateurs de ligne de champ magnétique du ro¬ tor sont placés dans les éléments structurels du rotor qui im¬ posent ainsi une disposition circulaire, des éléments de transmis¬ sion de force mécanique magnétique, des éléments de transmission de lignes de champs magnétiques et des éléments de transmission de force mécanique amagnétique.
Les éléments générateurs de lignes de champs magnétiques sont disposés de façon à ce que la quasi-totalité des lignes de champs magnétiques sortant du rotor soit approximativement perpendicu¬ laires à la quasi-totalité des courants électriques des bobines du stator et approximativement perpendiculaires à la ligne directrice du cercle de révolution du rotor.
Une variante, les éléments générateurs de ligne de champ ma¬ gnétique du rotor sont placés dans les éléments structurels du ro¬ tor et dans les éléments de transmission de force mécanique ama¬ gnétique qui imposent ainsi une disposition circulaire des élé¬ ments de transmission de lignes de champs magnétiques.
Généralement, les éléments générateurs de lignes de champs magnétiques du rotor sont utilisés par multiple de deux et dispo¬ sés de façon à ce que chaque face soit orientées afin que les lignes de champs de chaque générateur de champ magnétique soient en opposition, soit nord vers nord et sud vers sud.
De préférence, il y aura une pluralité d'éléments générateurs de lignes de champs magnétiques constituant le rotor.
De préférence, les éléments générateurs de lignes de champs magnétiques du rotor sont des aimants. De préférence, les aimants sont composés par des terres rares tels que Néodyme-fer-bore (Ne- FeB) , Samarium-fer (SmFe) , Samarium-cobalt (SmCo) .
Une variante, il peut y avoir une pluralité d'aimants consti¬ tuant un élément générateur de lignes de champs magnétiques du ro¬ tor. Une variante, les éléments générateurs de lignes de champs magnétiques du rotor peuvent être des anneaux de cuivre ou l'alu¬ minium pour l'utilisation de la machine tournante en moteur type asynchrone .
Une variante, les éléments générateurs de lignes de champs magnétiques du rotor peuvent être des bobines magnétiques alimen¬ tées par un dispositif adapté.
De préférence, les éléments générateurs de lignes de champs magnétiques du rotor sont des polyèdres simples ou des cylindres ou des cylindres creux ou des segments cylindres creux, et donc comportant six faces au maximum. Ceux-ci permettant une fabrica¬ tion industrielle plus simple et un montage du rotor plus aisé.
Bien sûr, ces descriptions de type des éléments générateurs de lignes de champs magnétiques du rotor de la machine tournante ne sont pas limitatives.
De préférence, les éléments structurels du rotor sont des disques plats et creux en leur centre. De préférence, ils sont pourvus alternativement de zones creuses pour recevoir et mainte¬ nir les éléments générateurs de ligne de champ magnétique et de dispositifs de fixation pour recevoir et maintenir les éléments de transmission de force mécanique magnétique.
De préférence, ces dispositifs de fixation permettant de re¬ cevoir et maintenir les éléments de transmission de force méca¬ nique magnétique sont des trous.
Les éléments structurels du rotor permettent aussi de guider en rotation le rotor dans le stator. De préférence, ils sont réa¬ lisés en métal amagnétique ou faiblement magnétique. De préfé¬ rences, ils sont réalisés en inox 304 ou inox 316. De Préférence, il y aura une pluralité éléments structurels constituant le rotor. Les éléments structurels du rotor seront alignés de façon concen¬ trique selon l'axe de rotation du rotor.
Une variante, les éléments structurels du rotor peuvent être pourvus d'une série de dents sur leur face extérieur afin de transmettre ou de recevoir l'énergie mécanique du rotor.
Une variante, les éléments structurels du rotor peuvent être pourvus d'une série de dents sur leur face intérieur afin de transmettre ou de recevoir l'énergie mécanique du rotor. De Préférence, la série de dents des éléments structurels sont de type engrenage .
Les éléments de transmission de force mécanique magnétique sont placés entre les éléments générateurs de ligne de champ ma¬ gnétique du rotor selon le cercle de révolution du rotor. De pré¬ férence, ils sont pourvus d'une série de dents sur leur face exté¬ rieur afin de transmettre ou de recevoir l'énergie mécanique du rotor. De préférence, la série de dents des éléments de transmis¬ sion de force mécanique magnétique sont de type engrenage.
Les éléments de transmission de force mécanique magnétique ont un dispositif de fixation et sont empilés faces contre faces sur les éléments structurels. De préférence, ces dispositifs de fixation des éléments de transmission de force mécanique magné¬ tique sont des trous lisses et des trous taraudés. De préférence, ces éléments de transmission de force mécanique magnétique seront réalisés dans des matériaux à sensibilité magnétiques. De préfé¬ rence, ces éléments de transmission de force mécanique magnétique seront découpés dans des tôles métalliques à sensibilité magné¬ tique. De préférence, ces éléments de transmission de force méca¬ nique magnétique sont en fer doux. De préférence, ces éléments de transmission de force mécanique magnétique sont en alliage fer-si¬ licium à grain orientés. De Préférence, il y aura une pluralité d'éléments de transmission de force mécanique magnétique consti¬ tuant le rotor. De Préférence, l'empilage des éléments de trans¬ mission de force mécanique magnétique seront maintenus aux élé¬ ments structurels par des vis ou des rivets.
En variante, l'empilage des éléments de transmission de force mécanique magnétique seront maintenus aux éléments structurels par des tiges soudées en leurs extrémités.
Les éléments de transmission de force mécanique amagnétique sont placés autour des éléments générateurs de ligne de champ ma¬ gnétique du rotor. Les éléments de transmission de force mécanique amagnétique sont placés entre les éléments de transmission de force mécanique magnétique du rotor selon le sens de révolution du rotor. De préférence, ils sont pourvus d'une série de dents sur leurs faces extérieures afin de transmettre ou de recevoir l'éner¬ gie mécanique du rotor. De préférence, la série de dents des élé¬ ments de transmission de force mécanique amagnétique sont de type engrenage. Les éléments de transmission de force mécanique amagné- tique ont un dispositif de fixation et sont empilés faces contre faces sur les éléments structurels. De préférence, ces dispositifs de fixation des éléments de transmission de force mécanique ama- gnétique sont des ergots. De préférence, ces éléments de transmis¬ sion de force mécanique amagnétique seront réalisés dans des maté¬ riaux amagnétiques . De préférence, ces éléments de transmission de force mécanique amagnétique seront découpés dans des tôles métal¬ liques amagnétiques. De préférence, ces éléments de transmission de force mécanique amagnétique sont en inox 304 ou inox 316.
De préférence, ces éléments de transmission de force méca¬ nique amagnétique seront d'une épaisseur différente de celles des éléments de transmission de force mécanique magnétique. De Préfé¬ rence, il y aura une pluralité d'éléments de transmission de force mécanique amagnétique constituant le rotor.
Selon une variante, dans le cas où des éléments structurels du rotor sont pourvus d'une série de dents sur leur face exté¬ rieure ou intérieure afin de transmettre ou de recevoir l'énergie mécanique du rotor. Alors les éléments de transmission de force mécanique magnétique peuvent devenir des éléments de transmission de lignes champs magnétiques.
Une autre variante peut être une solution cumulative des so¬ lutions des éléments structurels pourvus d'une série de dents, des éléments structurels lisses sur leur face extérieure et des élé¬ ments de transmission de force mécanique magnétique.
Une autre variante peut être une solution cumulative des so¬ lutions des éléments structurels pourvus d'une série de dents, des éléments structurels lisses sur leur face extérieure, des éléments de transmission de force mécanique magnétique et des éléments de transmission de lignes de champs magnétiques.
L'ensemble des éléments constituant le rotor sont un empile¬ ment axial concentrique homogène. La quasi-totalité de la surface axiale externe ou interne du rotor est recouvert de dents d'engre¬ nage mécanique. Le fait de recouvrir, de préférence, la quasi-to¬ talité de la surface externe du rotor permet de diminuer le module d'engrenage, au maximum du possible, pour gagner en densité inté¬ gration. Ainsi la distance parcourue par les lignes de champs ma¬ gnétiques est la plus courte possible. L'élément de transmission des efforts mécaniques est ainsi plus petit en diamètre ce qui permet un nombre maximum de bobines afin atteindre une densité de puissance maximale.
De préférence, un empilement d'éléments de transmission de lignes champs magnétiques interposés entre les éléments généra¬ teurs de lignes de champs magnétiques du rotor est défini par le rapport de surface suivant : la somme des surfaces d'entrées des lignes de champs magnétiques est inférieure ou égale à la somme des surfaces de sorties des lignes de champs magnétiques. De pré¬ férence, un empilement d'éléments de transmission de lignes champs magnétiques interposés entre les éléments générateurs de lignes de champs magnétiques du rotor est définit par le rapport de surface suivant : la somme des surfaces d'entrées des lignes de champs ma¬ gnétiques sera au maximum au moins de deux fois inférieure à la somme des surfaces de sorties des lignes de champs magnétiques. Ces rapports permettant, au mieux, de respecter la densité de ligne de champs magnétiques provenant des éléments générateurs de lignes de champs magnétiques pour atteindre la densité de puis¬ sance maximum de l'invention.
Le stator est tore continu creux dans son profil de révolu¬ tion ou annulaire creux dans son profil de révolution. Bien sûr, ces descriptions des formes du stator de la machine tournante ne sont pas limitatives. De Préférence, le stator est constitué d'éléments générateurs de lignes de champs magnétiques, d'éléments de transmissions de lignes champs magnétiques pour le bouclage des lignes de champs magnétiques, d'éléments de guidage mécanique et d'éléments structurels.
Une première variante, le stator est constitué d'éléments gé¬ nérateurs de lignes de champs magnétiques, d'éléments de guidage mécanique et d'éléments structurels.
Une deuxième variante, le stator est constitué d'éléments gé¬ nérateurs de lignes de champs magnétiques, d'éléments de transmis¬ sion de lignes de champs magnétiques pour le bouclage magnétique et d'éléments structurels.
Une troisième variante, le stator est constitué d'éléments générateurs de lignes de champs magnétiques et d'éléments structu¬ rels . Les éléments générateurs de lignes de champs magnétiques du stator sont, de préférence, des bobines électriques. Il y aura au moins quatre éléments générateurs de lignes de champs magnétiques constituant le stator. De préférence, il y aura une pluralité d'éléments générateurs de lignes de champs magnétiques constituant le stator. De préférence, il y aura au moins quatre éléments géné¬ rateurs de lignes de champs magnétiques du stator pour un élément générateur de lignes de champs magnétiques du rotor afin de mini¬ miser les pertes joules. Ces bobines électriques sont, de préfé¬ rence, en matériaux conducteurs d'électricité. Ces bobines élec¬ triques sont, de préférence, réalisées en cuivre. Ces bobines sont réalisées de façon à ce que les courants électriques les traver¬ sant s'enroulent autour de la ligne directrice de révolution du rotor. C'est dans l'espace vide, du centre de ces bobines que le rotor va circuler, entrant d'une face, sortant de l'autre face des bobines. De cette façon, l'ensemble des lignes de champs entrant et sortant du rotor balayerons perpendiculairement et dans la di¬ rection de révolution du rotor, l'ensemble des courants électrique des bobines. De préférence, la forme torique creuse ou annulaire creuse du stator est réalisée par l'empilement ou la succession contigus de bobines disposées face à face suivant la ligne de ré¬ volution du rotor afin de recouvrir au maximum toutes les lignes de champs magnétiques du rotor pour un rendement maximum.
De préférence, les bobines sont en forme de tranche de tore creux ou en forme de tranche d'anneaux creux.
De façon générale, l'épaisseur d'une bobine, selon sa tranche, sera inférieure à la largeur de tranche du rotor défini par l'écart séparant deux éléments générateurs de lignes de champs magnétiques du rotor et inférieure à la largeur de tranche du ro¬ tor défini par un élément générateur de ligne de champ magnétique du rotor.
De préférence, l'épaisseur d'une bobine, selon sa tranche, sera au moins deux fois inférieure à la largeur de tranche du ro¬ tor défini par l'écart séparant deux éléments générateurs de lignes de champs magnétiques du rotor.
De préférence, il y aura au moins deux épaisseurs différentes de bobine, définit selon sa tranche, constituant le stator afin de recouvrir au maximum le rotor et afin de s'affranchir des contraintes de fabrication des bobines.
De façon générale, l'épaisseur de peau d'une bobine, sera in¬ férieure ou égale à la moitié de largeur de tranche du rotor défi¬ ni par l'addition : d'un élément générateur de lignes de champs magnétiques du rotor et de l'écart séparant les éléments généra¬ teurs de lignes de champs magnétiques du rotor.
De préférence, l'épaisseur de peau d'une bobine, sera d'au moins deux fois inférieure à la largeur de tranche du rotor défini par un élément générateur de lignes de champs magnétiques du ro¬ tor.
Une variante, les bobines peuvent être plates.
Une variante, la forme torique creuse ou annulaire creuse est réalisée par plusieurs ensembles de bobines recouvrant tout ou en partie le rotor.
L'alimentation des bobines est séquentielle selon des cycles de fronts indépendants les uns des autres quand le stator est constitué de quatre à sept bobines.
Quand le stator est constitué d' au moins huit bobines et par multiples de quatre, il est possible d' alimenter séquentiellement tous les bobines en même temps .
Les éléments de guidage mécanique permettent l'utilisation des moyens de transmissions de l'énergie mécanique ou des moyens de guidage en rotation du rotor. De préférence ces éléments de guidage mécanique sont des roulements. De préférence ces roule¬ ments seront en matière amagnétique. De préférence ces roulements seront en inox amagnétique.
L'élément structurel principal est le châssis qui concentre l'ensemble des contraintes mécaniques. C'est sur l'élément struc¬ turel que les éléments de guidage du stator sont fixés. C'est sur l'élément structurel que les éléments générateurs de lignes de champs magnétiques du stator sont fixés.
Les éléments de transmission de lignes champs magnétiques du stator permettent le bouclage des lignes de champs magnétiques du rotor .
Ces éléments de transmissions de lignes champs magnétiques sont continus, selon leur dimension la plus grande, sur toute la surface externe du stator et développés selon des lignes coli- néaires à la ligne directrice de révolution du stator afin de ne pas générer de rupture de continuité des lignes de champs magné¬ tiques. De préférence, selon leur deuxième dimension la plus grande, les éléments de transmission de lignes champs magnétiques du stator seront approximativement colinéaires à la distribution vectorielle des lignes de champs magnétiques sortant de la péri¬ phérie extérieure des bobines. De préférence, les éléments de transmission de lignes de champs magnétiques du stator seront ali¬ gnées sur l'ensemble des bobines du stator suivant des directions colinéaires à la ligne directrice de révolution du stator. De pré¬ férence, ces éléments de transmission de lignes de champs magné¬ tiques du stator seront réalisés dans des matériaux à sensibilité magnétique. De préférence, ces éléments de transmission de lignes de champs magnétique du stator seront découpés dans des tôles mé¬ talliques à sensibilité magnétique. De préférence, ces éléments de transmission de lignes de champs magnétique du stator sont en fer doux. De préférence, ces éléments de transmission de lignes de champs magnétiques du stator sont en alliage fer-silicium à grains orientés. De préférence, les éléments de transmission de lignes de champs magnétique du stator ont des dispositifs de fixation. De préférence, les dispositifs de fixation sont des trous pour le maintien des éléments de transmission de lignes de champs magné¬ tiques au châssis.
De Préférence, les éléments de transmission de lignes de champs magnétiques sont un empilement concentrique d'éléments de transmission de lignes de champs magnétique, faces contre faces, sur les éléments structurels du stator. Il existera une pluralité des éléments de transmission de lignes de champs magnétique pour le stator.
De Préférence, les éléments de transmission de lignes de champs magnétiques sont de type disques creux ou segment de disques creux et de cylindres creux ou de segments de cylindres creux, dont leurs surfaces prédominantes sont de préférence orien¬ tées, selon sa position dans la machine tournante, par la distri¬ bution dominante des directions des lignes de champs magnétiques sortant de la périphérie extérieure des bobines du stator et de la ligne directrice du cercle de révolution du rotor afin qu'une même ligne de champs magnétique ne traverse pas plusieurs conducteurs magnétiques du stator en parcourant le chemin le plus court dans l'empilement concentrique d'éléments de transmission de lignes de champs magnétiques .
Une variante, les éléments de transmission de lignes champs magnétique peuvent être un ou plusieurs fils de fer doux isolé disposé autour du stator suivant le cercle de révolution du sta¬ tor. De préférence, ses fils de transmission de lignes champs ma¬ gnétique seront disposés selon la ligne directrice du cercle de révolution du stator sur l'ensemble des bobines du stator.
Une variante, les éléments de transmission de champs magné¬ tique peuvent être un ou plusieurs éléments de transmission de force mécanique externe additionnels.
De préférence, la machine électrique tournante selon l'inven¬ tion a un ou plusieurs moyens de transmissions de l'énergie méca¬ nique qui permettent l'acquisition ou la transmission d'énergie mécanique provenant de l'extérieur du dispositif. De préférence, ces éléments de transmissions de l'énergie mécanique sont pourvus d'une série de dents sur leur face extérieure afin de transmettre ou de recevoir l'énergie mécanique du rotor. De préférence, la sé¬ rie de dents des éléments de transmission d'énergie mécanique est de type engrenage.
Les éléments de transmission d'énergie mécanique ont un ou plusieurs dispositifs de fixation. De préférence, ces dispositifs de fixation des éléments de transmission mécanique sont un ou plu¬ sieurs trous.
Les éléments de transmission d'énergie mécanique sont empilés faces contre faces sur un ou plusieurs axes eux-mêmes insérés dans les éléments de guidage mécanique du stator. Les éléments de transmission d'énergie mécanique ont des axes de rotations diffé¬ rents de celui du rotor. De préférence, ces éléments de transmis¬ sion mécanique seront réalisés dans des matériaux amagnétiques . De préférence, ces éléments de transmissions de l'énergie mécanique seront découpés dans des tôles métalliques amagnétiques. De préfé¬ rence, ces éléments de transmissions de l'énergie mécanique sont en inox amagnétique, par exemple les inox 304 ou inox 316.
La machine électrique tournante selon l'invention peut avoir un ou plusieurs moyens de guidage en rotation qui permettent la tenue du rotor lors de l'acquisition ou la transmission d'énergie mécanique. Ces plusieurs moyens de guidage en rotation ont des axes de rotations différents de celui du rotor.
Ces éléments de guidage en rotation sont, de préférence, de forme circulaire afin de rouler sur les éléments structurels du rotor. Les éléments de guidage en rotation peuvent avoir un ou plusieurs dispositifs de fixation. De préférence, ces dispositifs de fixation du guidage en rotation peuvent être un ou plusieurs trous. Les éléments de guidage en rotation sont empilés faces contre faces sur un ou plusieurs axes eux-mêmes insérés dans les éléments de guidage mécanique du stator. De préférence, ces élé¬ ments de guidage en rotation seront réalisés dans des matériaux amagnétiques . De préférence, ces éléments de guidage en rotation seront découpés dans des tôles métalliques amagnétiques. De préfé¬ rence, ces éléments de guidage en rotation sont en inox amagné- tique, par exemple les inox 304 ou inox 316. De préférence, il y aura une pluralité d'éléments de guidage en rotation constituant les moyens de guidage du rotor en rotation.
De préférence, la machine électrique tournante selon l'inven¬ tion a les éléments de guidage en rotation qui sont empilés faces contre faces sur les mêmes axes que les éléments de transmission d'énergie mécanique permettant ainsi une meilleure densité de puissance et une simplification de fabrication.
De préférence, la machine électrique tournante selon l'inven¬ tion où les éléments de guidage en rotation qui sont empilés faces contre faces sur les mêmes axes que les éléments de transmission d'énergie mécanique ont les mêmes dispositifs de fixation.
Cette machine tournante électrique peut comporter des cap¬ teurs de position du rotor. Ces capteurs de positions peuvent être des capteurs optiques ou magnétiques ou des moyens d'auto-induc¬ tion .
Une variante, le cas où il n'y a pas de moyen de transmission de l'énergie mécanique vers l'extérieure de la machine tournante. La machine électrique tournante devient alors un dispositif de stockage ponctuel d'énergie cinétique. Le principe étant simple¬ ment d'injecter de l'énergie électrique dans la machine tournante en fonctionnement moteur et de récupérer cette énergie de la ma¬ chine tournante en fonctionnement générateur. Cette solution est possible grâce au très bon rendement de cette machine tournante lectrique .
L'invention sera mieux comprise à la lecture des descriptions ui vont suivre, d'exemples de mise en œuvre non limitatifs de 'invention et à l'examen de dessins annexés, sur lesquels :
— la figure 1 représente, schématiquement et partiellement, deux vues en perspective de la machine tournante : 1A) la machine tournante vue extérieur, 1B) la machine tournante vue en coupe intérieure.
— la figure 2 représente, schématiquement et partiellement, les éléments de guidage en rotation qui sont empilés faces contre faces sur les mêmes axes que les éléments de transmission d'énergie mécanique du stator.
— la figure 3 représente, schématiquement et partiellement, l'évolution des lignes de champs magnétiques lors de l'utilisation d'éléments de transmission de lignes de champs magnétiques continues sur le stator : 3A) sans conducteur magnétique, 3B) avec conducteur magnétique.
— la figure 4 représente, schématiquement et partiellement, une coupe, selon un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la machine tournante en forme de tore de section circulaire.
— la figure 5 représente, schématiquement et partiellement, une demi-coupe placée sur un aimant du rotor, selon un plan de l'axe de rotation de la machine tournante en forme de tore de section circulaire.
— la figure 6 représente, schématiquement et partiellement, une autre demi-coupe placée sur un dispositif de transmission de lignes de champs magnétiques du rotor, selon un plan de l'axe de rotation de la machine tournante en forme de tore de section circulaire.
— la figure 7 représente une coupe, schématiquement et partiellement, selon un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la machine tournante en forme de cylindre creux de section rectangulaire. — la figure 8 représente, schématiquement et partiellement, une demi-coupe placée sur un aimant du rotor, selon un plan de l'axe de rotation de la machine tournante en forme de cylindre creux de section rectangulaire.
— la figure 9 représente, schématiquement et partiellement, une autre demi-coupe placée sur un dispositif de transmission de lignes de champs magnétique du rotor, selon un plan de l'axe de rotation de la machine tournante en forme de cylindre creux de section rectangulaire.
— la figure 10 représente un graphique indicatif du couple en fonction du déplacement angulaire rotor et en fonction du nombre de bobines constituants la machine tournante électrique .
— la figure 11 représente un fragment de coupe, schématiquement et partiellement, selon un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la machine tournante en forme de cylindre creux de section rectangulaire .
— la figure 12 représente une coupe, schématiquement et partiellement, selon un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la machine tournante en forme de cylindre creux de section rectangulaire selon une autre conception du rotor.
— la figure 13 représente, schématiquement et partiellement, une demi-coupe placée sur un aimant du rotor, selon un plan de l'axe de rotation, de la machine tournante en forme de cylindre creux selon une autre conception du rotor .
— la figure 14, représente, schématiquement et partiellement, une demi-coupe placée sur un dispositif de transmission de lignes de champs magnétiques du rotor, selon un plan de l'axe de rotation, de la machine tournante en forme de cylindre creux selon une autre conception du rotor. — la figure 15 représente une coupe, schématiquement et partiellement, selon un plan perpendiculaire à l'axe de rotation, d'un exemple de la machine tournante électrique de type asynchrone en forme de cylindre creux.
— la figure 16 représente, schématiquement et partiellement, une demi-coupe, selon un plan de l'axe de rotation d'un exemple de la machine tournante électrique de type asynchrone en forme de cylindre creux.
— la figure 17 représente, schématiquement et partiellement, une autre demi-coupe selon une autre position du rotor, selon un plan de l'axe de rotation d'un exemple de la machine tournante électrique de type asynchrone en forme de cylindre creux.
En référence au dessin, schématiquement et partiellement, de la figure 1A de la machine tournante, une vue en perspective extérieur. La machine électrique tournante en forme de tore cylindrique creux, il comporte un stator défini dans sa partie extérieure par l'assemblage d'éléments conducteurs de ligne de champs magnétiques (110) continu et des éléments générateurs de ligne de champs (112) et des éléments de guidage en rotation
(103) . Le rotor (101) tournant à l'intérieur des éléments générateurs de lignes de champs magnétiques (112) du stator. L'assemblage d'éléments conducteurs de ligne de champs magnétiques (110) continu encapsule totalement les éléments générateurs de ligne de champs (112) et le rotor (101) .
En référence au dessin, schématiquement et partiellement, de la figure 1B de la machine tournante, une vue en perspective d'une coupe. Le stator et le rotor (101) sont reliés à des moyens de guidage en rotation (111s) et des moyens de transmission de force mécanique (104), pour le stator, et par des moyens de guidage en rotation (lllr) et des moyens de transmission de force mécanique (108) pour le rotor. Nous remarquons que les moyens de guidage en rotation (111s) et les moyens de transmission de force mécanique
(104) sont sur les axes de rotations (103) . Le rotor (101) est composé des éléments générateurs de lignes de champs magnétiques
(106), d'une pluralité d'empilage d'éléments conducteurs de lignes de champs magnétiques (107), d'une pluralité d'éléments structurels de transmission de force mécanique (108) et d'une pluralité d'éléments structurels de guidage en rotation (lllr) . Nous remarquons que les éléments générateurs de lignes de champ magnétique (106) et les empilages d'éléments conducteurs de lignes de champs magnétiques (107) sont traversant dans les éléments structurels de transmission de force mécanique (108) et traversant dans les éléments structurels de guidage en rotation (lllr) . Les éléments générateurs de lignes de champs magnétiques (106) recouvrent au maximum le rotor (101) .
La figure 2 représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective des éléments de guidage en rotation (211s) qui sont empilés faces contre faces sur les mêmes axes (203) que les éléments de transmission d'énergie mécanique (204) du stator de la machine électrique tournante. Nous remarquons que les éléments de guidage en rotation (211s) du stator correspondent fonctionnellement aux éléments de guidage en rotation (211r) du rotor. Nous remarquons que les éléments de transmission d'énergie mécanique (204) du stator correspondent fonctionnellement aux éléments de transmission d'énergie mécanique (208) du rotor. Nous remarquons que les éléments de guidage en rotation (211r) sont empilés faces contre faces sur le même axe que les éléments de transmission d'énergie mécanique (208) du rotor de la machine électrique tournante. De préférence, les éléments de guidage en rotation (211s) du stator correspondent en épaisseur axiale aux éléments de guidage en rotation (211r) du rotor. De préférence, les éléments de transmission d'énergie mécanique (204) du stator ne correspondent pas en épaisseur axiale unitaire aux éléments de transmission d'énergie mécanique (208) du rotor. De préférence, l'empilage des éléments de transmission d'énergie mécanique (204) du stator correspondent en épaisseur axiale des empilements d'éléments de transmission d'énergie mécanique (208) du rotor. Les éléments de guidage en rotation (211s) qui sont empilés faces contre faces ainsi que les éléments de transmission d'énergie mécanique (204) du stator de la machine électrique tournent selon leurs axes (203) respectif.
La figure 3 représente, schématiquement et partiellement, l'évolution des lignes de champs magnétiques lors de l'utilisation d'éléments de transmission de lignes de champ magnétique continu sur le stator.
La figure 3A représente, schématiquement et partiellement, les lignes de champs magnétiques des générateurs (306) du rotor sans conducteur magnétique (310) . Nous remarquons qu'une partie des lignes de champs magnétiques (317) ne traverse pas les bobines électriques (312) du stator selon la règle stricte de Laplace . Lors de la conduction du courant électrique dans les bobines (312), il y aura alors une perte de rendement.
La figure 3B représente, schématiquement et partiellement, les lignes de champs magnétiques des générateurs (306) du rotor avec des conducteurs magnétiques (310) du stator. Nous remarquons que la totalité des lignes de champs magnétiques (317) traverse les bobines électriques (312) du stator selon la règle stricte de Laplace. Lors de la conduction du courant électrique dans les bobines (312), il y aura alors un rendement maximum.
Dans ce cas où, par exemple, la machine tournante est de forme torique de section circulaire, nous utiliserons pour la description la figure 4 décrivant une coupe schématique et partielle, selon un plan perpendiculaire à l'axe de rotation (405), ainsi que la figure 5 représentant schématiquement et partiellement une demi- coupe selon la position d'un générateur de lignes de lignes de champs magnétiques (406) du rotor, selon un plan de coupe aligné sur l'axe de rotation (405) et enfin la figure 6 représentant schématiquement et partiellement une autre demi-coupe positionnée selon un ensemble de conducteur de lignes de champs magnétiques ( 623 ) du rotor (401), selon un plan de coupe aligné sur l'axe de rotation (405) .
Le rotor (401) de section circulaire tourne selon l'axe de rotation ( 405 ) dans le stator (402) . Selon la coupe figure 4, le rotor (401) est constitué, dans cette exemple, de douze éléments générateurs de lignes de champs magnétiques s (406) disposés dans le rotor (401), de préférence, de façon équidistantes . De préférence, les douze éléments générateurs de lignes de champs magnétiques (406) sont des aimants disposés dans le rotor (401) selon leur orientation Nord-Sud ou Sud-Nord selon la ligne directrice circulaire du rotor (401) ayant pour centre l'axe de rotation (405) . Les aimants (406) sont disposés de façon à ce que les lignes de champs magnétiques (417) de chaque aimant (406) soit en opposition avec les lignes de champs magnétiques (417) des deux autres aimants les plus proches. Les aimants (406) sont maintenus par les éléments structurels (419) qui sont, de préférence, des disques métalliques amagnétiques plats et creux en leur centre (405) . De préférence, ils sont pourvus alternativement de douze zones creuses (466) pour recevoir et maintenir les aimants (406) et de douze trous (422) pour recevoir et maintenir les éléments de transmission de lignes de champs magnétiques (623) . Les éléments structurels du rotor (419) en conjugaison des éléments de guidage (403) permettent de guider en rotation le rotor (401) dans le stator (402) . De préférence, les éléments structurels du rotor (419) sont réalisés en inox 304 ou inox 316. De Préférence, il y aura une pluralité éléments structurels (419) constituant le rotor (401) . Les éléments structurels (419) du rotor (401) seront alignés de façon concentrique par rapport à l'axe de rotation (405) .
Le rotor (401) est guidé par des moyens de guidage (403), de préférence, placés de façon isométrique par rapport à l'axe de rotation (405) et de façon à permettre aussi de centrer le rotor (401) dans le stator (402) . La force mécanique du rotor (401) est transférée à l'extérieur de la machine tournante par la conjugaison des moyens de transmission de force mécanique (404) et des éléments structurels du rotor (420) . Les éléments structurels du rotor (420) ainsi que les moyens de transmission de force mécanique (404) sont, de préférence, pourvus de dents sur leur face circulaire externe.
Le stator (402) est constitué, de préférence, d'une pluralité éléments générateurs de lignes de champs magnétiques (412) . De préférence ces éléments générateurs de lignes de champs magnétiques sont des bobines électriques (412) . Les bobines électriques (412) sont, de préférence, réalisées par enroulement d'un ou de plusieurs fils de cuivre autour de la ligne directrice circulaire de révolution du rotor (401) ayant pour centre l'axe de rotation (405) . De préférence, elles (412) sont de formes toriques sectorielles et sont disposées selon la ligne directrice circulaire de révolution du rotor (401) ayant pour centre l'axe de rotation (405) . Ces bobines (412) sont, dans cette exemple et de préférence, regroupées par ensemble de six bobines successives ( 430 ) . L'assemblage des bobines (430) réalisent ainsi la forme principal du stator (402), soit dans notre exemple, une forme torique de section circulaire creuse. Les bobines (430) sont, de préférence, entourées par des éléments conducteurs de lignes de champs magnétiques (518) . Ces éléments conducteurs de lignes de champs magnétiques (418) sont, de préférence, alignés circulairement selon le périmètre le plus grand du stator (402) . Dans l'exemple des figures Fig.4, Fig.5 et Fig.6, ces conducteurs éléments conducteurs de lignes de champs magnétiques (418) (518) (618) seront de préférence des fils de fer doux. Ces éléments conducteurs de lignes de champs magnétiques (418) permettent d'attirer et de canaliser les lignes de champs magnétiques (417) à l'extérieur des bobines électriques (412) afin d'augmenter la directivité des lignes de champs magnétiques (617) à la normale du courant électrique (624) des bobines (612) du stator (602) . Les sommes des vecteurs de la force de Laplace ainsi générés seront approximativement perpendiculaires aux rayons du cercle de rotation du rotor (401) .
Dans les coupes de la figure 5 et de la figure 6, les bobines électriques du stator (512) (612) enveloppent complètement le rotor (501) (601) . La coupe de la figure 5 permet de comprendre l'intérêt des douze zones creuses (466) définies afin de recevoir et de maintenir les aimants (406) dans le rotor (401) . Nous distinguons le montage concentrique des éléments structurels (519) et des éléments structurels de transmission de force mécanique (520) pourvus d'une denture sur leur face externe circulaire.
La figure 6 permet de comprendre l'intérêt des douze trous (422) afin recevoir et maintenir les conducteurs de lignes de champs magnétiques (623) . Nous distinguons la représentation des directions des lignes de champs magnétiques (617) qui sont normales à la direction circulaire du courant électrique (624) des bobines (612) . De préférence, des vis (665) maintiendront l'ensemble des conducteurs magnétiques ( 623) aux éléments structurels ( 619 ) et aux éléments structurels de transmission de force mécanique ( 620 ) pourvus d'une denture sur leur face externe circulaire .
Dans ce cas où, la machine tournante est, par exemple, de forme annulaire de section rectangulaire, nous utiliserons, pour la description, la figure 7 décrivant une coupe schématique et partielle, selon un plan perpendiculaire à l'axe de rotation (705), ainsi que la figure 8 représentant schématiquement et partiellement une demi-coupe selon la position d'un générateurs de lignes de lignes de champs magnétiques (706) du rotor, selon la ligne de coupe III et enfin la figure 9 représentant schématiquement et partiellement une autre demi-coupe positionnée selon un ensemble de conducteur de lignes de champs magnétiques (707) du rotor (701), selon la ligne de coupe IV.
Le rotor (701) de section rectangulaire tourne autour de l'axe (705) dans le stator (702) . Selon cette coupe figure 7, le rotor (701) est constitué, dans cette exemple et ne serait être limitatif, de douze éléments générateurs de lignes de champs magnétiques (706) disposés dans le rotor (701), de préférence, de façon équidistantes . De préférence, les douze éléments générateurs de lignes de champs magnétiques (706) sont des aimants disposés selon leur orientation Nord-Sud ou sud-Nord selon la ligne directrice circulaire du rotor (701) ayant pour centre l'axe de rotation (705) . Les aimants (706) sont disposés de façon à ce que les lignes de champs magnétiques de chaque aimant soit en opposition (1117) avec les lignes de champs magnétiques des deux autres aimants les plus proches. Les aimants (706) sont maintenus par les éléments structurels (811) qui sont, de préférences, des disques métalliques amagnétiques plats et creux en leur centre
(705) . De préférence, ils (811) sont pourvus alternativement de douze zones creuses (766) pour recevoir et maintenir les aimants
(706) et de douze trous (709) pour recevoir et maintenir les éléments de transmission de force mécanique magnétique (707) .
Les éléments structurels du rotor (811) en conjugaison des éléments de guidages (703) permettent de guider en rotation le ro¬ tor (701) dans le stator (702) . De préférence, les éléments struc¬ turels du rotor (811) sont réalisés en inox 304 ou inox 316. De Préférence, il y aura une pluralité éléments structurels (811 ) constituant le rotor (701) .
Les éléments structurels (811) du rotor (701) seront alignés de façon concentrique par rapport à l'axe de rotation (705) .
Le rotor (701) est guidé par des moyens de guidages (703), de préférence, placés de façon isométrique par rapport à l'axe de rotation (705) et aussi de façon à centrer le rotor (701) dans le stator (702) . La force mécanique du rotor (701) est transférée à l'extérieur de la machine tournante par la conjugaison des moyens de transmission de force mécanique magnétique (707), des moyens de transmission de force mécanique amagnétique (708) et des moyens de transmission de force mécanique (704) . De préférence, les moyens de transmission de force mécanique magnétique (707), les moyens de transmission de force mécanique amagnétique (708) et les moyens de transmission de force mécanique (704) sont, pourvus de dents sur leur face circulaire externe.
Le stator (702) est constitué de préférence d'une pluralité éléments générateurs de lignes de champs magnétiques (712) . De préférence, ces éléments générateurs de lignes de champs magnétiques sont des bobines électriques (712) (812) (912) . De préférence, seules les bobines (712) (812) (912) entourant temporairement les éléments de transmission de force mécanique magnétique (707) sont alimentées en courant électrique, dans le cas d'un fonctionnement moteur de la machine électrique tournante. De préférence, le sens de chaque courant électrique (924) de chaque bobine (712) sera défini en fonction du sens de rotation du rotor (701) et du sens des lignes de champs magnétiques (1117) traversant chacune des bobines électriques (712) . Les bobines électriques (712) sont, de préférence, réalisées par enroulement d'un ou de plusieurs fil de cuivre vernis autour de la ligne directrice circulaire de révolution du rotor (701) ayant pour centre l'axe de rotation (705) . De préférence, elles (712) sont de forme torique sectorielle et sont disposées selon une ligne directrice circulaire de révolution du rotor (701) ayant pour centre l'axe de rotation (705) . Ces bobines (712) sont, dans cet exemple, de préférence, regroupées par ensemble de cinquante bobines successives (730) . La disposition des bobines (730) réalisent ainsi la forme principale du stator (702), soit dans notre exemple, une forme annulaire creuse. Les bobines (730) sont, de préférence, entourées par des éléments conducteurs de lignes de champs magnétiques (710) (810) (910) . Ces conducteurs magnétiques (810) sont, de préférence, alignés circulairement selon le périmètre le plus grand du stator (702) . Ces conducteurs magnétiques (810) sont, de préférences, orientés approximativement selon les normales (917) du courant électrique des bobines (912) de la figure 9 afin de limiter les pertes générées par les courants de Foucault. Dans l'exemple des figures Fig.7, Fig.8 et Fig.9, ces conducteurs magnétiques (710) (810) (910) seront, de préférence, des pièces de fer doux. Ces conducteurs magnétiques (710) (810) (910) permettent d'attirer les lignes de champs magnétiques (917) (1117) à l'extérieur des bobines électriques (912) (1012) afin de diriger les lignes de champs magnétiques (917) (1117) à la normale du courant électrique (924) (1124) des bobines (912) du stator (702) . La somme des vecteurs de la force de Laplace ainsi générés sera approximativement perpendiculaire aux rayons du cercle de rotation du rotor (701) . Dans la figure 8 et la figure 9, les bobines électriques du stator (812) (912) enveloppent complètement le rotor (801) (901) . La figure 8 permet de comprendre l'intérêt des douze zones creuses (766) définies afin de recevoir et de maintenir les aimants (706) (806) . Dans cette même figure 8, nous distinguons le montage concentrique des éléments structurels (811), des éléments structurels d'extrémité de rotor (825) et des éléments de transmission de force mécanique amagnétique (808) .
La figure 9 permet de comprendre l'intérêt des douze trous (709) qui permettent de recevoir et de maintenir à l'aide, par exemple, de rivet à tête plate (965), les éléments de transmission de force mécanique magnétique (907) aux éléments structurels (911) et aux éléments structurels d'extrémité de rotor (925) . Nous distinguons la représentation des directions des lignes de champs magnétiques (917) normale à la direction du courant électrique (924) des bobines (912) .
La figure 11 illustre un secteur fonctionnel, schématiquement et partiellement, selon un plan de coupe perpendiculaire à l'axe de rotation de la machine tournante. Nous retrouvons le rotor (1101), les éléments de guidage en rotation (1103), les éléments de transmission de force mécanique magnétiques (1107), les éléments de transmission de force mécaniques amagnétiques (1108), les éléments générateur des lignes de champs magnétiques (1106), les éléments conducteur de lignes de champs magnétiques (1110), les éléments de transmission de force mécanique vers l'extérieur (1104) de la machine tournante, les trous (1109) permettant l'assemblage du rotor (1101) et les trous (1113) permettant l'assemblage du stator (1102) .
Grâce à l'illustration de la figure 11, nous remarquons que les lignes de champs magnétiques (1117) traversent la bobine (1112a), la bobine (1112b), la bobine (1112c), la bobine (1112d) , la bobine (1112e), la bobine (1112f), la bobine (1112g) et la bobine (1112h) . Lors de la rotation du rotor (1101), les lignes de champs magnétiques (1117) vont alors se déplacer et ne plus couvrir entièrement une des bobines (1112) . Alors le courant électrique (1124) sera basculé sur la bobine où les lignes de champs magnétiques (1117) arrivent. L'intérêt d'utiliser des bobines (1112) plus petites que les bobines (712) de l'exemple de la figure 4 est représenté figure 10. Comme la commutation du courant électrique (1124) dans les bobines (1112) est réalisée que sur une plus petite fraction de lignes de champs magnétiques (1117) alors la variation résultante du couple de la machine électrique tournante est beaucoup plus faible telle que cela est approximativement représenté sur la figure 10. Le mode 1 étant l'exemple de la figure 4 comportant dix huit bobines (412) et le mode 8 étant l'exemple de la figure 7 comportant cent cinquante bobines (712) .
De préférence, il y aura une pluralité d'éléments de guidage en rotation (1103) . De préférence, il y en aura trois. De préférence, ils (1103) seront placés de façon équidistante entre eux et seront placés sur un cercle de centre (705) . De préférence, ils (1103) se seront la conjugaison d'axes et de roulements à billes. De préférence, ils (1103) seront en inox 304 ou 316.
De préférence, il y aura une pluralité d'éléments de transmission de force mécanique magnétique (1107) . De préférence, ils (1107) seront placés de façon équidistante entre eux et concentriques à l'axe (705) . De préférence, ils (1107) comporteront une série de dents. De préférence, cette série de dents sera de type engrenage. De préférence, ils (1107) seront réalisés en fer-silicium à grains orientés. De préférence, ils (1107) seront réalisés dans de la tôles. De préférence, ils (1107) seront munis de trous (1109) permettant l'assemblage du rotor (1101) .
De préférence, il y aura une pluralité d'éléments de transmission de force mécaniques amagnétique (1108) . De préférence, ils (1108) seront placés de façon équidistante entre eux et concentriques à l'axe (705) . De préférence, ils (1108) comporteront une série de dents. De préférence, cette série de dents sera de type engrenage. De préférence, ils (1108) seront réalisés en inox 304 ou 316. De préférence, ils (1108) seront réalisés dans de la tôle d'épaisseur plus forte que les éléments de transmission de force mécanique magnétique (1107) .
De préférence, les bobines électriques (1112) sont réalisées par enroulement d'un ou de plusieurs fils conducteurs électriques autour de la ligne directrice circulaire de révolution du rotor (701) ayant pour centre l'axe de rotation (705) . De préférence, les fils conducteurs électriques sont réalisés en fil de cuivre ou fil d'aluminium vernis. De préférence, elles (1112) sont de forme torique sectorielle et sont disposées selon une ligne directrice circulaire de révolution du rotor (701) ayant pour centre l'axe de rotation (705) . Ces bobines (1112) sont, dans cet exemple, de préférence regroupées par ensemble de cinquante bobines successives (730) . De préférence, ils (730) seront placés de façon équidistante entre eux et concentriques à l'axe (705) .
De préférence, il y aura une pluralité d'éléments conducteurs de lignes de champs magnétiques (1110) . De préférence, ils (1110) seront placés de façon concentriques à l'axe (705) . De préférence, ils (1110) seront réalisés en fer-silicium à grains orientés. De préférence, ils (1110) seront réalisés dans de la tôle. De préférence, ils (1110) seront disposés de façon à canaliser l'ensemble des lignes de champs magnétiques sortant des bobines (1112) . De préférence, ils (1110) auront une pluralité de trous (1113) afin de permettre l'assemblage des éléments eux-mêmes (1110) et aussi du stator (1102) .
De préférence, il y aura une pluralité d'éléments de transmission de force mécanique vers l'extérieur (1104) . De préférence, ils (1104) seront centrés sur les éléments de guidage en rotation (1103) . De préférence, ils (1104) seront réalisés en fer-silicium à grains orientés. De préférence, ils (1104) comporteront une série de dents. De préférence, cette série de dents sera de type engrenage et de même module que les éléments de transmission de force mécanique amagnétiques (1108) et que les éléments de transmission de force mécanique magnétiques (1107) . De préférence, ils (1104) seront réalisés dans de la tôle d'épaisseur différente des éléments de transmission de force mécanique amagnétiques (1108) et d'épaisseur différente des éléments de transmission de force mécanique magnétiques (1107) .
Un autre exemple déclinaison du rotor de la machine tournante : Dans ce cas où, la machine tournante est, par exemple, de forme annulaire de section rectangulaire, nous utiliserons, pour la description, la figure 12 décrivant une coupe schématique et partielle, selon un plan perpendiculaire à l'axe de rotation (1205), ainsi que la figure 13 représentant schématiquement et partiellement une demi-coupe selon la position d'un générateur de lignes de champs magnétiques (1606) du rotor, selon la ligne de coupe I et enfin la figure 14 représentant schématiquement et par¬ tiellement une autre demi-coupe positionnée selon un ensemble de conducteurs de lignes de champs magnétiques (1207) du rotor (1201), selon la ligne de coupe II.
Le rotor (1201) de section rectangulaire tourne autour de l'axe (1205) dans le stator (1202) . Selon cette coupe figure 12, le rotor (1201) est constitué, dans cette exemple et ne serait être limitatif, de douze éléments générateurs de lignes de champs magnétiques ( 1206 ) disposés dans le rotor (1201), de préférence, de façon équidistante . De préférence, les douze éléments générateurs de lignes de champs magnétiques (1206) sont des aimants disposés selon leur orientation Nord-Sud ou Sud-Nord selon une ligne directrice circulaire du rotor (1201) ayant pour centre l'axe de rotation (1205) . Les aimants (1206) sont disposés de façon à ce que les lignes de champs magnétiques de chaque aimant soit en opposition (1117) avec les lignes de champs magnétiques des deux autres aimants les plus proches.
Les aimants (1206) sont maintenus par les éléments structurels amagnétiques (1311) qui sont, de préférence, des disques métalliques amagnétiques plats et creux en leur centre (1205) . De préférence, ils (1311) sont pourvus alternativement de douze zones creuses (1266) pour recevoir et maintenir les aimants (1206) et de douze autres zones creuses pour recevoir et maintenir les éléments de transmission de lignes champs magnétiques (1207) .
Les éléments structurels du rotor (1311) en conjugaison des éléments de guidages (1203) permettent de guider en rotation le rotor (1201) dans le stator (1202) . De préférence, les éléments structurels du rotor (1311) sont réalisés en inox 304 ou inox 316. De Préférence, il y aura une pluralité d'éléments structurels (1311) constituant le rotor (1201) .
Les éléments structurels (1311) du rotor (1201) seront alignés de façon concentrique par rapport à l'axe de rotation (1205) . Le rotor (1201) est guidé par des moyens de guidage (1203), de préférence, placés de façon isométrique par rapport à l'axe de rotation (1205) et aussi de façon à centrer le rotor (1201) dans le stator (1202) . La force mécanique du rotor (1201) est transférée à l'extérieur de la machine tournante par la conjugaison des éléments structurels dentelés amagnétiques (1208) et des moyens de transmission de force mécanique (1204) . De préférence, les éléments structurels dentelés amagnétiques (1208) et les moyens de transmission de force mécanique (1204) sont, pourvus de dents sur leur face circulaire externe.
Le stator (1202) est constitué, de préférence, d'une pluralité d' éléments générateurs de lignes de champs magnétiques (1212) . De préférence, ces éléments générateurs de lignes de champs magnétiques sont des bobines électriques (1212) (1312) (1412) . De préférence, seules les bobines (1212) (1312) (1412) entourant temporairement les éléments de transmission de lignes de champs magnétiques (1207) sont alimentées en courant électrique dans la cas d'un fonctionnement moteur de la machine électrique tournante. De préférence, le sens de chaque courant électrique (1424) de chaque bobine (1212) alimentée sera défini en fonction du sens de rotation du rotor (1201) et du sens des lignes de champs magnétiques (1417) traversant chacune des bobines électriques (1212) .
Les bobines électriques (1212) sont, de préférence, réalisées par enroulement d'un ou de plusieurs fils de cuivre autour de la ligne directrice circulaire de révolution du rotor (1202) ayant pour centre l'axe de rotation (1205) . De préférence, elles (1212) sont de forme torique sectorielle et sont disposées selon la ligne directrice circulaire de révolution du rotor (1201) ayant pour centre l'axe de rotation (1205) . Ces bobines (1212) sont, dans cet exemple, de préférence, regroupées par ensemble de cinquante bobines successives (1230) . L'assemblage de ces ensembles de bobines (1230) réalise ainsi la forme principale du stator (1202), soit dans notre exemple, une forme annulaire creuse. Les ensembles de bobines (1230) sont, de préférence, entourées par des éléments conducteurs de lignes de champs magnétiques (1310) . Ces conducteurs de lignes de champs magnétiques (1310) sont, de préférence, alignés circulairement selon le périmètre le plus grand du stator (1202) . Ces conducteurs magnétiques (1310) sont, de préférence, orientés approximativement selon les normales
(1417) du courants électriques (1424) de la figure 14 afin de limiter les pertes générées par les courants de Foucault. Dans l'exemple des figures Fig.12, Fig.13 et Fig.14, ces conducteurs magnétiques (1210) (1310) (1410) seront, de préférence, des pièces de fer doux. Ces conducteurs magnétiques (1210) (1310) (1410) permettent d'attirer les lignes de champs magnétiques du rotor
(1417) à l'extérieur des bobines (1412) électriques afin de diriger les lignes de champs magnétiques (1417) à la normale du courant électrique (1424) des bobines du stator (1202) . La somme des vecteurs de la force de Laplace ainsi générée sera approximativement perpendiculaire aux rayons du cercle de rotation du rotor (1201) .
Dans la figure 13 et la figure 14, les bobines électriques du stator (1312) (1412) enveloppent complètement le rotor (1201) .
La figure 13 permet de comprendre l'intérêt des douze zones creuses (1266) définies afin de recevoir et de maintenir les aimants (1206) (1306) . Dans cette même figure 13, nous distinguons le montage concentrique des éléments structurels amagnétiques (1311), des éléments structurels d'extrémité du rotor amagnétiques (1325) (1425) et des éléments structurels de transmission de force mécanique amagnétiques (1308) pourvus d'une denture (1315) .
La figure 14 permet de comprendre l'intérêt des douze trous (1209) qui permettent de recevoir et de maintenir à l'aide, par exemple, de rivet à tête plate (1465), les éléments de transmission de champs magnétiques (1407) aux éléments structurels amagnétiques (1411) et aux éléments structurels d'extrémité du rotor (1425) . Nous distinguons la représentation des directions des lignes de champs magnétiques (1417) normale à la direction du courant électrique (1424) des bobines (1412) .
De préférence, il y aura une pluralité d'éléments de guidage en rotation (1203) . De préférence, il y en aura trois. De préférence, ils (1203) seront placés de façon équidistante entre eux et seront placés sur un cercle de centre (1205) . De préférence, ils (1203) seront la conjugaison d'axes et de roulements à billes. De préférence, ils (1203) seront en inox 304 ou 316. De préférence, il y aura une pluralité d'éléments de transmission de lignes de champs magnétiques (1207) . De préférence, ils (1207) seront placés de façon équidistante entre eux et concentriques à l'axe de rotation (1205) . De préférence, ils (1207) seront réalisés en fer-silicium à grains orientés. De préférence, ils (1207) seront réalisés dans de la tôle. De préférence, ils (1207) seront munis de trous (1209) permettant l'assemblage du rotor (1201) .
De préférence, il y aura une pluralité d'éléments structurels de transmission de force mécanique amagnétiques (1208) . De préférence, ils (1208) seront placés de façon concentrique à l'axe de rotation (1205) . De préférence, ils (1208) comporteront une série de dents sur leur face circulaire externe. De préférence, cette série de dents sera de type engrenage. De préférence, ils (1208) seront réalisés en inox 304 ou 316. De préférence, ils (1208) seront réalisés dans de la tôle d'épaisseur plus forte que les éléments de transmission de lignes de champs magnétiques (1207) .
De préférence, les bobines électriques (1212) sont réalisées par enroulement d'un ou de plusieurs fils conducteurs électriques autour de la ligne directrice circulaire de révolution du rotor (1201) ayant pour centre l'axe de rotation (1205) . De préférence, les fils conducteurs électriques sont réalisés en fil de cuivre ou fil d'aluminium. De préférence, elles (1212) sont de forme annulaire sectorielle et sont disposées selon la ligne directrice circulaire de révolution du rotor (1201) ayant pour centre l'axe de rotation (1205) . Ces bobines (1212) sont, dans cet exemple, de préférence, regroupées par ensemble de cinquante bobines successives (1230) . De préférence, les ensembles (1230) seront placés de façon équidistante entre eux et sur un cercle concentrique à l'axe de rotation (1205) .
De préférence, il y aura une pluralité d'éléments conducteurs de lignes de champs magnétiques (1210) . De préférence, ils (1210) seront placés de façon concentrique à l'axe de rotation (1205) . De préférence, ils (1210) seront réalisés en fer-silicium à grains orientés. De préférence, ils (1210) seront réalisés dans de la tôle. De préférence, ils (1210) seront disposés de façon à canaliser l'ensemble des lignes de champs magnétiques sortant des bobines (1212) . De préférence, ils (1210) auront une pluralité de trous (1213) afin de permettre l'assemblage des éléments eux mêmes (1210) et aussi du stator (1202) .
De préférence, il y aura une pluralité d'éléments de transmission de force mécanique vers l'extérieur (1204) . De préférence, ils (1204) seront centrés sur les éléments de guidage en rotation (1203) . De préférence, ils (1204) seront réalisés en fer-silicium à grains orientés. De préférence, ils (1204) comporteront une série de dents. De préférence, cette série de dents sera de type engrenage et de même module que les éléments de transmission de force mécanique amagnétiques (1208) . De préférence, ils (1204) seront réalisés dans de la tôle d'épaisseur différente des éléments de transmission de force mécanique amagnétiques (1208) .
Un autre exemple de déclinaison de la machine électrique tournante dite de fonctionnement asynchrone:
Dans ce cas où, la machine tournante est, par exemple, de forme annulaire de section rectangulaire, nous utiliserons, pour la description, la figure 15 décrivant une coupe schématique et partielle, selon un plan perpendiculaire à l'axe de rotation (1505) , ainsi que la figure 16 représentant schématiquement et partiellement une demi-coupe selon la position d'un générateur de lignes de champs magnétiques (1606) du rotor, selon la ligne de coupe V et enfin la figure 17 représentant schématiquement et par¬ tiellement une autre demi-coupe positionnée selon un ensemble de conducteurs de lignes de champs magnétiques (1507) du rotor (1501), selon la ligne de coupe VI.
Le rotor (1501) de section circulaire tourne autour de l'axe de rotation (1505) dans le stator (1502) . Le rotor (1501) est constitué, dans cet exemple et ne serait être limitatif, de douze éléments générateurs de ligne de champ magnétique passif (1506) disposés dans le rotor (1501), de préférence, de façon équidistante . De préférence, les douze éléments générateurs de ligne de champ magnétique passif (1506) sont des anneaux métalliques disposés selon la ligne directrice circulaire de révolution du rotor (1501) ayant pour centre l'axe de rotation (1505) . Les anneaux métalliques (1506) seront, de préférence, en cuivre vernis.
Les anneaux métalliques (1506) sont maintenus par les éléments structurels amagnétiques (1508) en conjugaison des éléments de transmission de lignes de champs magnétiques (1507) . Les éléments structurels amagnétiques (1508) sont, de préférence, des disques métalliques amagnétiques plats et creux en leur centre (1505) . De préférence, les éléments de transmission de lignes de champs magnétiques (1507) sont pourvus alternativement de vingt quatre zones creuses (1566) pour recevoir et maintenir les anneaux métalliques (1506) .
Les éléments structurels du rotor (1611) en conjugaison des éléments de guidage (1503) permettent de guider en rotation le ro¬ tor (1501) dans le stator (1502) . De préférence, les éléments structurels du rotor (1611) sont réalisés en inox 304 ou inox 316. De Préférence, il y aura une pluralité éléments structurels (1611) constituant le rotor (1601) . Les éléments structurels ( 1611 ) du ro¬ tor (1501) seront alignés de façon concentrique par rapport à l'axe de rotation (1505) .
Le rotor (1501) est guidé par des moyens de guidage (1503), de préférence, placés de façon isométrique par rapport à l'axe de rotation (1505) et aussi de façon à centrer le rotor (1501) dans le stator (1502) . La force mécanique du rotor (1501) est transférée à l'extérieur de la machine tournante par la conjugaison des éléments structurels dentelés amagnétiques (1508) et des moyens de transmission de force mécanique (1504) . De préférence, les éléments structurels dentelés amagnétiques (1508) et les moyens de transmission de force mécanique (1504) sont pourvus de dents sur leur face circulaire externe.
Le stator (1502) est constitué, de préférence, d'une pluralité d' éléments générateurs de lignes de champs magnétiques (1512) . De préférence, ces éléments générateurs de lignes de champs magnétiques sont des bobines électriques (1512) (1612) (1712) . De préférence, dans cet exemple de la figure 15, les bobines (1512) seront alimentées en courant électrique à la façon des moteurs asynchrones multi-phases, dans le cas d'une utilisation de la machine électrique tournante en fonctionnement moteur. Les bobines électriques (1512) sont, de préférence, réalisées par enroulement d'un ou de plusieurs fils de cuivre autour de la ligne directrice circulaire de révolution du rotor (1501) ayant pour centre l'axe de rotation (1505) . De préférence, elles (1512) sont de forme torique sectorielle et sont disposées selon une ligne directrice circulaire de révolution du rotor (1501) ayant pour centre l'axe de rotation (1505) . Ces bobines (1512) sont, dans cet exemple, de préférence, regroupées par ensemble de cinquante bobines successives (1530) . L'assemblage des bobines (1530) réalise ainsi la forme principale du stator (1502), soit dans notre exemple, une forme annulaire creuse. Les ensembles de bobines (1530) sont, de préférence, entourés par des éléments conducteurs de lignes de champs magnétiques (1510) . Ces conducteurs de lignes de champs magnétiques (1510) sont, de préférence, alignés circulairement selon le périmètre le plus grand du stator (1502) . Ces conducteurs magnétiques (1710) sont, de préférence, orientés approximativement selon les normales (1717) des courants électriques (1724) de la figure 17 afin de limiter les pertes générées par les courants de Foucault. Dans l'exemple des figures Fig.15, Fig.16 et Fig.17, ces conducteurs magnétiques (1510) (1610) (1710) seront, de préférence, des pièces de fer doux. Ces conducteurs magnétiques (1510) (1610) (1710) permettent d'attirer les lignes de champs magnétiques (1717) à l'extérieur des bobines électriques (1712) afin de diriger les lignes de champs magnétiques (1717) à la normale du courant électrique (1724) des bobines du stator (1502) . La somme des vecteurs de la force de Laplace ainsi générés sera approximativement perpendiculaire aux rayons du cercle de rotation du rotor ( 1501 ) .
Dans la figure 16 et la figure 17, les bobines électriques du stator (1612) (1712) enveloppent complètement le rotor (1501) .
La figure 16 permet de comprendre l'intérêt des vingt quatre zones creuses (1566) définies afin de recevoir et de maintenir les anneaux électriquement conducteurs (1506) (1606) . Dans cette même figure 16, nous distinguons le montage concentrique des éléments structurels amagnétiques (1611), des éléments structurels d'extrémité du rotor amagnétiques (1625) et des éléments structurels de transmission de force mécanique amagnétiques (1608) pourvus d'une denture. La figure 17 permet de comprendre l'intérêt des trous (1509) qui permettent de recevoir et de maintenir à l'aide, par exemple, de rivet à tête plate (1765) , les éléments de transmission de lignes de champs magnétiques (1707) aux éléments structurels amagnétiques (1711) et aux éléments structurels d'extrémité du rotor (1725) . Nous distinguons la représentation des directions des lignes de champs magnétiques (1717) normale à la direction pseudo circulaire du courant électrique (1724) des bobines (1712) . De préférence, il y aura une pluralité d'éléments de guidage en rotation (1503) . De préférence, il y en aura trois. De préférence, ils (1503) seront placés de façon équidistante entre eux et seront placés sur un cercle concentrique au cercle de rotation de centre (1505) . De préférence, ils (1503) seront la conjugaison d'axes et de roulements à billes. De préférence, ils (1503) seront en inox 304 ou 316.
De préférence, il y aura une pluralité d'éléments de transmission de ligne de champs magnétiques (1507) . De préférence, ils (1507) seront placés de façon concentriques à l'axe de rotation (1505) . De préférence, ils (1507) seront réalisés en fer- silicium à grains orientés. De préférence, ils (1507) seront réalisés dans de la tôle. De préférence, ils (1507) seront munis de trous (1509) permettant l'assemblage du rotor (1501) .
De préférence, il y aura une pluralité d'éléments structurels de transmission de force mécanique amagnétiques (1508) . De préférence, ils (1508) seront placés de façon concentrique à l'axe de rotation (1505) . De préférence, ils (1508) comporteront une série de dents sur leur face circulaire externe. De préférence, cette série de dents sera de type engrenage. De préférence, ils (1508) seront réalisés en inox 304 ou 316. De préférence, ils (1508) seront réalisés dans de la tôle d'épaisseur plus forte que les éléments de transmission de lignes de champs magnétiques (1507) .
De préférence, les bobines électriques (1512) sont réalisées par enroulement d'un ou de plusieurs fils conducteurs électriques autour de la ligne directrice circulaire de révolution du rotor (1501) ayant pour centre l'axe de rotation (1505) . De préférence, les fils conducteurs électriques sont réalisés en fil de cuivre ou fil d'aluminium. De préférence, les bobines (1512) sont de forme torique sectorielle et sont disposées selon la ligne directrice circulaire de révolution du rotor (1501) ayant pour centre l'axe de rotation (1505) . Ces bobines (1512) sont, dans cet exemple, de préférence, regroupées par ensemble de cinquante bobines successives (1530) . De préférence, Ces ensembles (1530) seront placés de façon équidistante entre eux et concentriques à l'axe de rotation ( 1505 ) .
De préférence, il y aura une pluralité d'éléments conducteurs de lignes de champs magnétiques (1510) . De préférence, ils (1510) seront placés de façon concentrique à l'axe de rotation (1505) . De préférence, ils (1510) seront réalisés en fer-silicium à grains orientés. De préférence, ils (1510) seront réalisés dans de la tôle. De préférence, ils (1510) seront disposés de façon à canaliser l'ensemble des lignes de champs magnétiques sortant des bobines (1512) . De préférence, ils (1510) auront une pluralité de trous (1513) afin de permettre l'assemblage des éléments eux-mêmes (1510) et aussi du stator (1502) .
De préférence, il y aura une pluralité d'éléments de transmission de force mécanique vers l'extérieur (1504) . De préférence, ils (1504) seront centrés sur les éléments de guidage en rotation (1503) . De préférence, ils (1504) seront réalisés en fer-silicium à grains orientés. De préférence, ils (1504) comporteront une série de dents sur leur face circulaire externe. De préférence, cette série de dents sera de type engrenage et de même module que les éléments de transmission de force mécanique amagnétiques du rotor (1508) . De préférence, ils (1504) seront réalisés dans de la tôle d'épaisseur différente des éléments de transmission de force mécanique amagnétiques (1508) .

Claims

REVENDICATIONS 1. Une machine électrique tournante torique caractérisée en ce que le stator (1202) est un tore continu creux dans son profil de révolution entourant totalement un rotor (1201) de forme torique. 2. Une machine électrique tournante torique, selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le stator est totalement recouvert sur sa surface externe d'une pluralité de conducteurs magnétiques (110), de type disques creux ou segments de disques creux et de cylindres creux ou de segments de cylindres creux, dont leurs surfaces prédominantes sont de préférence orientées, selon sa position dans la machine tournante, par la distribution dominante des directions des lignes de champs magnétiques (917) sortant de la périphérie extérieure des bobines (912) du stator et de la ligne directrice du cercle de révolution du rotor (701) afin qu'une même ligne de champs magnétique (917) ne traverse pas plusieurs conducteurs magnétiques (910) du stator en parcourant le chemin le plus court dans l'empilement concentrique d'éléments de transmission de lignes de champs magnétique (910) . 3. Une machine électrique tournante torique caractérisée, selon la revendication 1, par le fait que le stator (1102) est constitué de bobines électriques (1112) d'une taille de secteur rotationnel plus faible que celle d'un élément générateur de ligne de champs magnétiques (1106) du rotor
(1201) et plus faible que celle des conducteurs de lignes de champs magnétiques (1107) du rotor (1201) pour qu'une pluralité de bobines recouvre presque entièrement le rotor
(1201) .
4 . Une machine électrique tournante, selon la revendication 1, dont le stator (110) de forme torique est caractérisé par le fait que les éléments de guidage en rotation (211s) et les éléments de transmission de force mécanique vers l'extérieur (204) sont sur les mêmes axes de rotations (203) mais sur des axes de rotations différents que celui du rotor (101) . 5. Une machine électrique tournante, selon la revendication 1, dont le rotor (1201) de forme torique est caractérisé par le fait que les ensembles de conducteurs de lignes de champs magnétiques (1407) interposés entre les éléments générateurs de lignes de champs magnétiques (1306) soit défini par le rapport de surface suivant : la somme des surfaces d'entrées des lignes de champs magnétiques est approximativement égale à la somme des surfaces de sorties des lignes de champs magnétiques (1417) . 6. Une machine électrique tournante, selon la revendication 1, dont le stator (1202) de forme torique est caractérisée par le fait qu'il y a aux moins deux bobines électriques
(1212) recouvrant entièrement un secteur rotationnel défini par les conducteurs de lignes de champs magnétiques
(1207) du rotor (1201) . 7. Une machine électrique tournante torique caractérisée, selon la revendication 1, par le fait que le stator (1102) est constitué par des bobines électriques (1212) d'au moins deux tailles sectorielles différentes. 8. Une machine électrique tournante, selon la revendication 1, est caractérisée par une épaisseur de peau de bobine électrique (1212) du stator (1202) qui sera d'au moins deux fois inférieure à la largeur sectorielle d'une tranche rotationnelle du rotor (1201) défini par un élément générateur de lignes de champs magnétiques (1206) du rotor.
9. Une machine électrique tournante, selon la revendication 1, est caractérisée par un stator qui est constitué d'au moins huit bobines, par multiples de quatre, commutées toutes en même temps séquentiellement. 10. Une machine électrique tournante, selon la revendication 1, est caractérisée par :
-le rotor (1201) est constitué d'éléments structurels de transmission d'énergie mécanique (1208) empilés selon l'axe de rotation du rotor (1201) . Les éléments structurels de transmission d'énergie mécanique (1208) sont des disques de tôle, métallique non magnétique, fines (1308), creux en leur centre et pourvus de dents d'engrenage mécanique sur sa face axiale externe (1315) .
-le rotor (1201) est constitué d'ensembles de conducteurs de lignes de champs magnétiques (1207) défini par l'empilage axial de disque creux en leur centre ou de segments de disque creux en son centre, de tôles fines, métalliques magnétiques, empilés par groupe selon l'axe de rotation, dans les éléments de transmission d'énergie mécanique (1208) et sur toute la hauteur de l'empilement des éléments de transmission d'énergie mécanique (1208) .
-le rotor (1201) est constitué d'au moins deux éléments structurels de guidage (1311), qui sont des disques de tôle fine , métalliques non magnétiques, creux en leur centre, empilés selon l'axe de rotation du rotor (1201) et répartis dans l'empilage de l'ensemble des tôles pourvu d'engrenage mécanique sur sa face axiale externe (1308), où les aimants (1306) et les conducteurs magnétiques (1407) y sont traversant. Les éléments structurels de guidage (1311) sont pourvus d'une surface de roulement sur sa face axiale externe.
-le rotor (1201) est constitué d'au moins deux moyens d'assemblage (1465) réunissant l'ensemble des éléments du rotor en un seul bloc.
PCT/IB2018/051145 2017-01-02 2018-02-23 Machine électrique tournante Ceased WO2018122829A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1770001A FR3061613A1 (fr) 2017-01-02 2017-01-02 Machine electrique tournante de forme torique
FR17/70001 2017-01-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018122829A1 true WO2018122829A1 (fr) 2018-07-05

Family

ID=59381572

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/IB2018/051145 Ceased WO2018122829A1 (fr) 2017-01-02 2018-02-23 Machine électrique tournante

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3061613A1 (fr)
WO (1) WO2018122829A1 (fr)

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US741325A (en) 1903-01-05 1903-10-13 Sabin A Gibbs Motor.
US3821575A (en) * 1973-01-17 1974-06-28 R Colosimo Commutatorless and brushless direct current motor or generator
US4291248A (en) 1978-12-26 1981-09-22 Rainbolt Research, Inc. Electric motor
EP0155877A1 (fr) * 1984-02-29 1985-09-25 Alsthom Machine électrodynamique vernier
FR2671920A1 (fr) 1991-01-23 1992-07-24 Lorin Christian Machine magneto-electrique a rotor magneto-torique.
EP0512080A1 (fr) * 1990-11-23 1992-11-11 Voith Gmbh J M Moteur electrique.
WO1995003646A1 (fr) * 1993-07-19 1995-02-02 Paul Evan Lillington Machine electromagnetique avec rotor a aimants permanents
US6252317B1 (en) 1998-03-04 2001-06-26 Edward N. Scheffer Electric motor with ring rotor passing through coils
JP2009081982A (ja) * 2007-09-25 2009-04-16 Satoshi Yamaguchi コイル貫通式衛星モーター
US20090267439A1 (en) 2006-09-11 2009-10-29 Iichi Okuno Generator constituted to generate electric power by ring-shaped rotations
US20090323208A1 (en) 2008-06-25 2009-12-31 Hoya Corporation Rotary actuator
WO2013140400A1 (fr) 2012-03-20 2013-09-26 Shlakhetski Victor Moteur à courant continu sans balai
EP2871757A1 (fr) 2012-07-03 2015-05-13 Katsuyuki Kamibayashi Dispositif de conversion d'énergie
FR3016487A3 (fr) * 2014-01-10 2015-07-17 Franck Andre Marie Guigan Systeme inertiel tubulaire
DE102014103584A1 (de) * 2014-03-17 2015-09-17 Peter Wetzel Homopolarmaschine

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US741325A (en) 1903-01-05 1903-10-13 Sabin A Gibbs Motor.
US3821575A (en) * 1973-01-17 1974-06-28 R Colosimo Commutatorless and brushless direct current motor or generator
US4291248A (en) 1978-12-26 1981-09-22 Rainbolt Research, Inc. Electric motor
EP0155877A1 (fr) * 1984-02-29 1985-09-25 Alsthom Machine électrodynamique vernier
EP0512080A1 (fr) * 1990-11-23 1992-11-11 Voith Gmbh J M Moteur electrique.
FR2671920A1 (fr) 1991-01-23 1992-07-24 Lorin Christian Machine magneto-electrique a rotor magneto-torique.
WO1995003646A1 (fr) * 1993-07-19 1995-02-02 Paul Evan Lillington Machine electromagnetique avec rotor a aimants permanents
US6252317B1 (en) 1998-03-04 2001-06-26 Edward N. Scheffer Electric motor with ring rotor passing through coils
US20090267439A1 (en) 2006-09-11 2009-10-29 Iichi Okuno Generator constituted to generate electric power by ring-shaped rotations
JP2009081982A (ja) * 2007-09-25 2009-04-16 Satoshi Yamaguchi コイル貫通式衛星モーター
US20090323208A1 (en) 2008-06-25 2009-12-31 Hoya Corporation Rotary actuator
WO2013140400A1 (fr) 2012-03-20 2013-09-26 Shlakhetski Victor Moteur à courant continu sans balai
EP2871757A1 (fr) 2012-07-03 2015-05-13 Katsuyuki Kamibayashi Dispositif de conversion d'énergie
FR3016487A3 (fr) * 2014-01-10 2015-07-17 Franck Andre Marie Guigan Systeme inertiel tubulaire
DE102014103584A1 (de) * 2014-03-17 2015-09-17 Peter Wetzel Homopolarmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
FR3061613A1 (fr) 2018-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2814147B1 (fr) Machine électrique à plusieurs entrefers et flux magnétique 3D
WO2004082100A2 (fr) Machine electrique tournante comportant un stator et deux rotors
WO2005122367A1 (fr) Machine dynamo-électrique à réluctance variable, à globalisation des circuits magnétiques, électriques et de polarisation et son procédé de fabrication
EP2917999A1 (fr) Moteur electrique synchrone a aimants permanents et compresseur electrique comportant un tel moteur electrique
EP2999102A2 (fr) Machine electrique tournante comportant au moins un stator et au moins deux rotors
EP2763296A1 (fr) Machine électrique avec pièces intermédiaires à plusieurs entrefers et flux magnétique 3D
WO2013124787A1 (fr) Rotor de machine tournante a concentration de flux
FR2816458A1 (fr) Alternateur pour vehicule comportant des aimants permanents dans un rotor
EP3639349B1 (fr) Machine electrique tournante
WO2022128550A1 (fr) Moteur electrique a flux axial
EP4264807A1 (fr) Corps de stator pour machine electrique a flux axial et procede de fabrication d'un tel corps de stator
EP1251023B1 (fr) Machine électrique à rotor extérieur
WO2018122829A1 (fr) Machine électrique tournante
WO2012156593A1 (fr) Turbine génératrice de courant électrique
FR3053177A1 (fr) Induit bobine d'une machine electrique a entrefer axial
EP2078332A1 (fr) Rotor a griffes muni d'elements ferromagnetiques interpolaires de largeur optimisee et machine tournante equipee d'un tel rotor
FR3008539A1 (fr) Actionneur electromagnetique polyentrefers a aimants permanents et elements de bobinage sans fer
WO2014161911A1 (fr) Moteur electrique a faible couple de court-circuit, dispositif de motorisation a plusieurs moteurs et procede de fabrication d'un tel moteur
WO2015193563A1 (fr) Moteur synchrone électromagnétique à flux magnétiques combinés axial et radial avec double excitation
WO2008026032A1 (fr) Machine electrique a stator muni de griffes et de bobinages deportes
EP3304698B1 (fr) Machine electrique tournante avec un stator a encoches avec refroidissement, notamment moteur electrique et procede pour realiser une telle machine
EP4409732A1 (fr) Stator pour moteur électrique triphasé et moteur électrique associé
EP4416832A1 (fr) Procédé de fabrication et stator de machine électrique tournante avec bobinage asymétrique
FR3143445A1 (fr) Systeme de propulsion pour vehicule electrique ou hybride
FR3143901A1 (fr) Stator et machine électrique tournante polyphasée à flux électromagnétique axial

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18709082

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18709082

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1