FR3102617A1 - Coupling of electric machine rotors - Google Patents
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Abstract
Un ensemble de machines électriques à flux axial d’induction magnétique comporte des rotors (10) tournant à la même vitesse. Les rotors des machines électriques comportent des aimants permanents (12) afin de former un flux axial d’induction magnétique, et des aimants permanents additionnels (13) disposés en cercle sur le pourtour des rotors (10) afin de former en outre un flux radial d’induction magnétique. L’ensemble de machines électriques est agencé de sorte que, lorsque le centre de n’importe lequel des aimants permanents additionnels (13) du rotor (10) d’une machine électrique se trouve sur le segment de droite (15) reliant les axes de rotation de ladite machine électrique et d’une machine électrique adjacente, ledit centre fait face à une frontière entre deux aimants permanents additionnels (13) du rotor (10) de la machine électrique adjacente. Ainsi, un couple additionnel (Tp) est engendré par les aimants permanents additionnels (13), ce qui accroît la performance de couplage des machines électriques. Fig. 3A set of magnetic induction axial flux electrical machines has rotors (10) rotating at the same speed. The rotors of electric machines comprise permanent magnets (12) in order to form an axial flux of magnetic induction, and additional permanent magnets (13) arranged in a circle around the periphery of the rotors (10) in order to additionally form a radial flux magnetic induction. The assembly of electric machines is arranged so that when the center of any of the additional permanent magnets (13) of the rotor (10) of an electric machine is on the line segment (15) connecting the axes of rotation of said electric machine and of an adjacent electric machine, said center faces a boundary between two additional permanent magnets (13) of the rotor (10) of the adjacent electric machine. Thus, an additional torque (Tp) is generated by the additional permanent magnets (13), which increases the coupling performance of the electrical machines. Fig. 3
Description
L’invention concerne le domaine des machines électriques, que celles-ci soient des moteurs électriques ou des génératrices électriques, à aimants permanents et à flux axial. Plus particulièrement, l’invention concerne le domaine du couplage de telles machines électriques.The invention relates to the field of electric machines, whether these are electric motors or electric generators, with permanent magnets and axial flux. More particularly, the invention relates to the field of the coupling of such electrical machines.
Actuellement, les moteurs électriques ou les génératrices électriques, à aimants permanents et à flux axial, comportent un rotor pris en sandwich entre deux stators ou un stator pris en sandwich entre deux rotors. Pour créer un flux axial, des aimants permanents sont disposés en cercle autour de l’axe de rotation de chaque rotor et leur champ magnétique est parallèle à l’axe de rotation dudit rotor. Chaque stator est muni de bobinages placés en cercle autour de l’axe de rotation du ou des rotors. Dans les génératrices électriques, le rotor est mis en mouvement par une source d’énergie extérieure, par exemple grâce au vent ou grâce à un moteur thermique, et la rotation relative des aimants permanents par rapport aux bobinages permet de générer du courant électrique dans les bobinages et donc de créer une source d’alimentation électrique. Dans les moteurs électriques, le rotor est mis en mouvement en faisant circuler du courant électrique dans les bobinages, ce qui permet de créer un déplacement mécanique grâce à une source externe d’alimentation électrique.Currently, electric motors or electric generators, with permanent magnets and with axial flux, comprise a rotor sandwiched between two stators or a stator sandwiched between two rotors. To create an axial flux, permanent magnets are arranged in a circle around the axis of rotation of each rotor and their magnetic field is parallel to the axis of rotation of said rotor. Each stator is fitted with windings placed in a circle around the axis of rotation of the rotor(s). In electric generators, the rotor is set in motion by an external energy source, for example thanks to the wind or thanks to a heat engine, and the relative rotation of the permanent magnets with respect to the windings makes it possible to generate electric current in the windings and therefore to create an electrical power source. In electric motors, the rotor is set in motion by causing electric current to flow through the windings, which creates mechanical movement through an external source of electrical power.
De telles machines électriques sont parfois couplées de sorte à permettre de fournir une plus grande puissance électrique (génératrices électriques) ou une plus grande puissance moteur (moteurs électriques). Il est ainsi possible de cumuler les performances de plusieurs machines électriques pour atteindre un objectif de performance difficilement réalisable avec une seule machine électrique. Pour obtenir un surplus de performance, des machines plus encombrantes sont utilisées (plus gros bobinages…), ou plus de machines sont couplées ensemble. Il est toutefois souhaitable d’obtenir un certain surplus de performance tout en conservant un dimensionnement similaire.Such electrical machines are sometimes coupled in such a way as to make it possible to supply greater electrical power (electric generators) or greater motor power (electric motors). It is thus possible to combine the performance of several electric machines to achieve a performance objective that is difficult to achieve with a single electric machine. To obtain a surplus of performance, more bulky machines are used (larger windings…), or more machines are coupled together. However, it is desirable to obtain a certain performance surplus while maintaining a similar dimensioning.
La présente invention concerne un ensemble de machines électriques, chaque machine électrique comportant un rotor, chaque rotor étant équipé d’aimants permanents disposés en cercle autour de l’axe de rotation dudit rotor et les flux d’induction magnétique desdits aimants permanents étant parallèles à l’axe de rotation dudit rotor afin de former un flux axial d’induction magnétique, les rotors des machines électriques tournant à la même vitesse, les rotors de tout couple de machines électriques adjacentes tournant en sens inverses. Les rotors des machines électriques comportent en outre des aimants permanents additionnels disposés en cercle sur le pourtour desdits rotors de sorte que les flux d’induction magnétique de n’importe quel couple d’aimants permanents additionnels successifs de chaque rotor sont opposés et que les flux d’induction magnétique desdits aimants permanents additionnels sont perpendiculaires à l’axe de rotation dudit rotor, afin de former en outre un flux radial d’induction magnétique. De plus, lorsque le centre de n’importe lequel des aimants permanents additionnels du rotor d’une machine électrique se trouve sur le segment de droite reliant les axes de rotation de ladite machine électrique et d’une machine électrique adjacente, ledit centre fait face à une frontière entre deux aimants permanents additionnels du rotor de la machine électrique adjacente. Ainsi, grâce au flux radial d’induction magnétique et au positionnement relatif des aimants permanents additionnels des rotors des machines électriques adjacentes, un couple additionnel est généré, ce qui accroît la performance de couplage des moteurs électriques. Ce surplus de couple, et donc de performance, est obtenu grâce à de simples aimants permanents, donc pour un faible accroissement de poids et un dimensionnement similaire.The present invention relates to a set of electric machines, each electric machine comprising a rotor, each rotor being equipped with permanent magnets arranged in a circle around the axis of rotation of said rotor and the magnetic induction fluxes of said permanent magnets being parallel to the axis of rotation of said rotor in order to form an axial flux of magnetic induction, the rotors of the electric machines rotating at the same speed, the rotors of any pair of adjacent electric machines rotating in opposite directions. The rotors of electrical machines further comprise additional permanent magnets arranged in a circle around the periphery of said rotors so that the magnetic induction fluxes of any pair of successive additional permanent magnets of each rotor are opposed and that the fluxes of magnetic induction of said additional permanent magnets are perpendicular to the axis of rotation of said rotor, in order to further form a radial flux of magnetic induction. Moreover, when the center of any of the additional permanent magnets of the rotor of an electric machine is on the line segment connecting the axes of rotation of said electric machine and of an adjacent electric machine, said center faces at a boundary between two additional permanent magnets of the rotor of the adjacent electric machine. Thus, thanks to the radial flux of magnetic induction and the relative positioning of the additional permanent magnets of the rotors of the adjacent electric machines, an additional torque is generated, which increases the coupling performance of the electric motors. This surplus of torque, and therefore of performance, is obtained thanks to simple permanent magnets, therefore for a small increase in weight and a similar dimensioning.
Selon un mode de réalisation particulier, l’ensemble de machines électriques comporte un nombre pair supérieur ou égal à quatre de machines électriques placées en cercle.According to a particular embodiment, the set of electric machines comprises an even number greater than or equal to four of electric machines placed in a circle.
Selon un mode de réalisation particulier, l’ensemble de machines électriques comporte une pluralité de machines électriques placées en ligne ou en arc de cercle.According to a particular embodiment, the set of electric machines comprises a plurality of electric machines placed in a line or in an arc of a circle.
Selon un mode de réalisation particulier, les machines électriques sont des moteurs électriques.According to a particular embodiment, the electric machines are electric motors.
Selon un mode de réalisation particulier, les machines électriques sont des génératrices électriques.According to a particular embodiment, the electric machines are electric generators.
La présente invention concerne également un système de propulsion comportant un ensemble de moteurs électriques tels qu’évoqués ci-dessus et au moins une hélice entraînée par l’ensemble des moteurs électriques.The present invention also relates to a propulsion system comprising a set of electric motors as mentioned above and at least one propeller driven by the set of electric motors.
La présente invention concerne également un aéronef comportant au moins un système de propulsion tel qu’évoqué ci-dessus.The present invention also relates to an aircraft comprising at least one propulsion system as mentioned above.
La présente invention concerne également un aéronef comportant au moins une unité auxiliaire de puissance comportant un ensemble de génératrices électriques tel qu’évoqué ci-dessus.The present invention also relates to an aircraft comprising at least one auxiliary power unit comprising a set of electric generators as mentioned above.
Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d’autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d’un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels :The characteristics of the invention mentioned above, as well as others, will appear more clearly on reading the following description of an exemplary embodiment, said description being made in relation to the attached drawings, among which:
EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATIONDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
La description détaillée ci-après s’attache à décrire un mode de réalisation de la présente invention dans un contexte d’un ensemble de machines électriques couplées qui est installé dans un aéronef. La présente invention s’applique toutefois dans un contexte plus large de couplage de machines électriques, que ce soit un ensemble de moteurs électriques couplés ou un ensemble de génératrices électriques couplées, dès lors que les machines électriques sont à aimants permanents et à flux axial. La présente invention s’applique notamment dans le cadre d’une implémentation dans d’autres types de véhicules, tels que des camions, des autobus, des automobiles et des bateaux.The detailed description below sets out to describe an embodiment of the present invention in the context of a set of coupled electrical machines which is installed in an aircraft. The present invention applies however in a broader context of coupling of electric machines, whether it is a set of coupled electric motors or a set of coupled electric generators, since the electric machines are with permanent magnets and axial flux. The present invention applies in particular in the context of an implementation in other types of vehicles, such as trucks, buses, automobiles and boats.
LaFig. 1illustre schématiquement, en perspective, un aéronef A équipé d’au moins un système de propulsion 1. De manière illustrative, l’aéronef A de la Fig. 1 comporte deux systèmes de propulsion 1 montés sur les ailes de l’aéronef A. L’aéronef A peut comporter un nombre différent de systèmes de propulsion 1. Fig. 1 schematically illustrates, in perspective, an aircraft A equipped with at least one propulsion system 1. By way of illustration, the aircraft A of FIG. 1 comprises two propulsion systems 1 mounted on the wings of the aircraft A. The aircraft A can comprise a different number of propulsion systems 1.
Au moins un système de propulsion 1 comporte un ensemble de moteurs électriques couplés afin de mettre en rotation une hélice contribuant à la propulsion de l’aéronef A. L’ensemble de moteurs électriques est couplé de sorte que leurs arbres de sortie entraînent conjointement la rotation d’un arbre sur lequel est montée l’hélice en question.At least one propulsion system 1 comprises a set of electric motors coupled in order to rotate a propeller contributing to the propulsion of the aircraft A. The set of electric motors is coupled so that their output shafts jointly drive the rotation of a shaft on which the propeller in question is mounted.
Les moteurs électriques sont alimentés par une source d’alimentation électrique. Cette source d’alimentation électrique peut être intégrée au système de propulsion 1.Electric motors are powered by an electrical power source. This electrical power source can be integrated into the propulsion system 1.
Les moteurs électriques comportent un rotor 10 pris en sandwich entre deux stators ou un stator pris en sandwich entre deux rotors 10. Des aimants permanents 12 sont disposés en cercle autour de l’axe de rotation 11 de chaque rotor 10 et leur flux d’induction magnétique est parallèle à l’axe de rotation 11 dudit rotor 10. En parcourant la circonférence du cercle sur lequel sont disposés les aimants permanents 12, les flux d’induction magnétique de n’importe quel couple d’aimants permanents 12 successifs sont opposés. Le rotor 10 comporte donc un nombre pair d’aimants permanents 12. Des flux axiaux d’induction magnétique sont ainsi formés. Chaque stator est muni de bobinages placés en cercle autour de l’axe de rotation 11 du ou des rotors 10, de telle sorte que, en faisant circuler du courant électrique dans les bobinages du ou des stators, le ou les rotors 10 entrent en rotation par interaction des flux d’induction magnétiques générés par les bobinages des stators et des flux d’induction magnétiques des aimants permanents 12 du ou des rotors 10.The electric motors comprise a rotor 10 sandwiched between two stators or a stator sandwiched between two rotors 10. Permanent magnets 12 are arranged in a circle around the axis of rotation 11 of each rotor 10 and their induction flux magnetic is parallel to the axis of rotation 11 of said rotor 10. Traveling around the circumference of the circle on which the permanent magnets 12 are arranged, the magnetic induction fluxes of any pair of successive permanent magnets 12 are opposed. The rotor 10 therefore comprises an even number of permanent magnets 12. Axial fluxes of magnetic induction are thus formed. Each stator is provided with windings placed in a circle around the axis of rotation 11 of the rotor or rotors 10, so that, by circulating electric current in the windings of the stator or stators, the rotor or rotors 10 come into rotation by interaction of the magnetic induction fluxes generated by the windings of the stators and the magnetic induction fluxes of the permanent magnets 12 of the rotor(s) 10.
Dans le cadre de la présente invention, des aimants permanents additionnels 13 sont placés en cercle sur le pourtour de chaque rotor 10 et leur flux d’induction magnétique est perpendiculaire à l’axe de rotation 11 dudit rotor 10 (comme le montrent les flèches dans les aimants permanents additionnels 13 sur laFig. 2). Le pourtour du rotor 10 est un anneau extérieur dudit rotor 10 hors du champ d’action des bobinages du ou des stators. Des flux radiaux d’induction magnétique sont ainsi formés. En parcourant la circonférence du cercle sur lequel sont disposés les aimants permanents additionnels 13, les flux d’induction magnétique de n’importe quel couple d’aimants permanents additionnels 13 successifs sont opposés (comme l’indiquent schématiquement les flèches sur la Fig. 2). Le rotor 10 comporte donc un nombre pair d’aimants permanents additionnels 13.In the context of the present invention, additional permanent magnets 13 are placed in a circle on the periphery of each rotor 10 and their magnetic induction flux is perpendicular to the axis of rotation 11 of said rotor 10 (as shown by the arrows in the additional permanent magnets 13 in Fig. 2 ). The periphery of rotor 10 is an outer ring of said rotor 10 outside the field of action of the windings of the stator(s). Radial fluxes of magnetic induction are thus formed. Traveling around the circumference of the circle on which the additional permanent magnets 13 are arranged, the magnetic induction fluxes of any pair of successive additional permanent magnets 13 are opposed (as indicated schematically by the arrows in Fig. 2 ). The rotor 10 therefore comprises an even number of additional permanent magnets 13.
Considérons un premier moteur électrique et un second moteur électrique qui sont adjacents. Pour simplifier la description, considérons à titre illustratif que chaque moteur électrique est muni d’un seul rotor 10. Les flux radiaux d’induction magnétique du rotor 10 du premier moteur électrique ne sont pas destinés à une interaction avec les stators de ce premier moteur électrique, mais à une interaction avec les aimants permanents additionnels 13 du rotor 10 du second moteur électrique couplé au premier moteur électrique. La situation est schématiquement présentée sur laFig. 3, où l’interaction entre les aimants permanents additionnels 13 des rotors 10 de deux moteurs électriques couplés est illustrée.Consider a first electric motor and a second electric motor which are adjacent. To simplify the description, consider for illustrative purposes that each electric motor is provided with a single rotor 10. The radial fluxes of magnetic induction of the rotor 10 of the first electric motor are not intended for interaction with the stators of this first motor electric, but to an interaction with the additional permanent magnets 13 of the rotor 10 of the second electric motor coupled to the first electric motor. The situation is schematically presented in Fig. 3 , where the interaction between the additional permanent magnets 13 of the rotors 10 of two coupled electric motors is illustrated.
Les rotors 10 des deux moteurs électriques sont de mêmes dimensions et de même agencement des aimants permanents additionnels 13. Les rotors 10 des deux moteurs électriques tournent à la même vitesse, en sens inverses. Un organe de pilotage commun des moteurs électriques est typiquement utilisé pour ce faire. Par exemple, il est possible d’utiliser une unité de contrôle moteur MCU (« Motor Controller Unit » en anglais) avec plusieurs cartes électroniques pour assurer indépendamment la conversion électromagnétique de puissance pour chaque machine, mais une unique carte électronique de contrôle pour piloter les différents moteurs et assurer que les moteurs électriques tournent à la même vitesse.The rotors 10 of the two electric motors have the same dimensions and the same arrangement of the additional permanent magnets 13. The rotors 10 of the two electric motors rotate at the same speed, in opposite directions. A common control device for electric motors is typically used to do this. For example, it is possible to use an MCU motor control unit ("Motor Controller Unit" in English) with several electronic cards to independently ensure the electromagnetic power conversion for each machine, but a single electronic control card to drive the different motors and ensure that the electric motors run at the same speed.
Les rotors 10 des deux moteurs électriques sont disposés dans un même plan et leurs axes de rotation 11 sont parallèles, c’est-à-dire perpendiculaires audit plan. Les rotors 10 des deux moteurs électriques sont couplés de telle sorte que les flux radiaux d’induction magnétique du rotor 10 d’un des moteurs électriques chevauchent les flux radiaux d’induction magnétique du rotor 10 de l’autre des moteurs électriques. De plus, lorsque le barycentre de n’importe lequel des aimants permanents additionnels 13 du rotor 10 d’un des deux moteurs électriques se trouve sur un segment de droite 15 qui relie les axes de rotation 11 des rotors 10 des deux moteurs électriques, une frontière de séparation de deux aimants permanents additionnels 13 se trouve sur ledit segment de droite 15. Dit autrement, lorsque le centre de n’importe lequel des aimants permanents additionnels 13 du rotor 10 d’un moteur électrique se trouve sur ledit segment de droite 15, il fait face à une frontière entre deux aimants permanents additionnels 13 du rotor 10 de l’autre moteur électrique. Comme illustré sur la Fig. 3, cet agencement engendre un couple additionnel Tp, ce qui accroît la performance de couplage des moteurs électriques. Ce surplus de couple, et donc de performance, est obtenu grâce à de simples aimants permanents, donc pour un faible accroissement de poids. En effet, des aimants permanents de quelques millimètres d’épaisseur peuvent suffire à produire un surplus de couple exploitable dans des moteurs électriques adaptés aux systèmes de propulsion de nombreux aéronefs.The rotors 10 of the two electric motors are arranged in the same plane and their axes of rotation 11 are parallel, that is to say perpendicular to said plane. The rotors 10 of the two electric motors are coupled in such a way that the radial magnetic induction fluxes of the rotor 10 of one of the electric motors overlap the radial magnetic induction fluxes of the rotor 10 of the other of the electric motors. Moreover, when the barycenter of any of the additional permanent magnets 13 of the rotor 10 of one of the two electric motors is on a line segment 15 which connects the axes of rotation 11 of the rotors 10 of the two electric motors, a separation boundary of two additional permanent magnets 13 is on said line segment 15. In other words, when the center of any of the additional permanent magnets 13 of rotor 10 of an electric motor is on said line segment 15 , it faces a border between two additional permanent magnets 13 of the rotor 10 of the other electric motor. As shown in Fig. 3, this arrangement generates an additional torque Tp, which increases the coupling performance of the electric motors. This extra torque, and therefore performance, is obtained thanks to simple permanent magnets, therefore for a small increase in weight. Indeed, permanent magnets a few millimeters thick can be enough to produce a surplus of exploitable torque in electric motors adapted to the propulsion systems of many aircraft.
Le principe décrit ci-dessus peut être étendu à un plus grand nombre de moteurs électriques. Selon un premier exemple, trois (ou plus) moteurs électriques placés en ligne peuvent être ainsi couplés grâce aux aimants permanents additionnels 13 de leurs rotors 10 respectifs. En parcourant la ligne ainsi formée de moteurs électriques, les rotors 10 de tout couple de moteurs électriques successifs tournent en sens inverses. Selon un second exemple, trois (ou plus) moteurs électriques placés en arc de cercle peuvent être ainsi couplés grâce aux aimants permanents additionnels 13 de leurs rotors 10 respectifs. En parcourant l’arc de cercle ainsi formé de moteurs électriques, les rotors 10 de tout couple de moteurs électriques successifs tournent en sens inverses. Dans un mode de réalisation particulier, un nombre pair (supérieur ou égal à quatre) de moteurs électriques placés en cercle sont ainsi couplés grâce aux aimants permanents additionnels 13 de leurs rotors 10 respectifs. Cet agencement est schématiquement illustré sur laFig. 4. Les rotors 10 de six moteurs électriques y sont représentés dans une boîte de couplage 20. En parcourant le cercle ainsi formé de moteurs électriques, les moteurs électriques de tout couple de moteurs électriques successifs tournent en sens inverses. Chaque couple de moteurs électriques successifs engendre le couple additionnel Tp susmentionné, ce qui accroît la performance de couplage des moteurs électriques.The principle described above can be extended to a larger number of electric motors. According to a first example, three (or more) electric motors placed in line can thus be coupled thanks to the additional permanent magnets 13 of their respective rotors 10. While traversing the line thus formed of electric motors, the rotors 10 of any pair of successive electric motors rotate in opposite directions. According to a second example, three (or more) electric motors placed in an arc of a circle can thus be coupled thanks to the additional permanent magnets 13 of their respective rotors 10. By traversing the arc of a circle thus formed of electric motors, the rotors 10 of any pair of successive electric motors rotate in opposite directions. In a particular embodiment, an even number (greater than or equal to four) of electric motors placed in a circle are thus coupled thanks to the additional permanent magnets 13 of their respective rotors 10. This arrangement is schematically illustrated in FIG. 4 . The rotors 10 of six electric motors are represented therein in a coupling box 20. By traversing the circle thus formed of electric motors, the electric motors of any pair of successive electric motors rotate in opposite directions. Each couple of successive electric motors generates the aforementioned additional torque Tp, which increases the coupling performance of the electric motors.
La présente invention a été détaillée ci-dessus dans le contexte d’un couplage de moteurs électriques, notamment pour un système de propulsion d’un aéronef. Comme déjà indiqué, la présente invention s’applique toutefois dans un contexte de couplage de génératrices électriques à aimants permanents et à flux axial, notamment pour une unité auxiliaire de puissance APU (« Auxiliary Power Unit » en anglais) d’un aéronef.
The present invention has been detailed above in the context of a coupling of electric motors, in particular for an aircraft propulsion system. As already indicated, the present invention applies however in a context of coupling of electric generators with permanent magnets and with axial flux, in particular for an auxiliary power unit APU (“Auxiliary Power Unit” in English) of an aircraft.
Claims (8)
caractérisé en ce que les rotors (10) des machines électriques comportent en outre des aimants permanents additionnels (13) disposés en cercle sur le pourtour desdits rotors (10) de sorte que les flux d’induction magnétique de n’importe quel couple d’aimants permanents additionnels (13) successifs de chaque rotor (10) sont opposés et que les flux d’induction magnétique desdits aimants permanents additionnels (13) sont perpendiculaires à l’axe de rotation (11) dudit rotor (10), afin de former en outre un flux radial d’induction magnétique,
et de sorte que, lorsque le centre de n’importe lequel des aimants permanents additionnels (13) du rotor (10) d’une machine électrique se trouve sur le segment de droite (15) reliant les axes de rotation (11) de ladite machine électrique et d’une machine électrique adjacente, ledit centre fait face à une frontière entre deux aimants permanents additionnels (13) du rotor (10) de la machine électrique adjacente.Set of electric machines, each electric machine comprising a rotor (10), each rotor (10) being fitted with permanent magnets (12) arranged in a circle around the axis of rotation (11) of said rotor (10) and the fluxes of magnetic induction of said permanent magnets (12) being parallel to the axis of rotation (11) of said rotor (10) in order to form an axial flux of magnetic induction, the rotors (10) of the electric machines rotating at the same speed , the rotors (10) of any pair of adjacent electrical machines rotating in opposite directions,
characterized in that the rotors (10) of the electric machines further comprise additional permanent magnets (13) arranged in a circle around the periphery of said rotors (10) so that the magnetic induction fluxes of any torque of successive additional permanent magnets (13) of each rotor (10) are opposed and the magnetic induction fluxes of said additional permanent magnets (13) are perpendicular to the axis of rotation (11) of said rotor (10), in order to form furthermore a radial flux of magnetic induction,
and so that when the center of any of the additional permanent magnets (13) of the rotor (10) of an electric machine is on the line segment (15) connecting the axes of rotation (11) of said electric machine and an adjacent electric machine, said center faces a boundary between two additional permanent magnets (13) of the rotor (10) of the adjacent electric machine.
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2631354A1 (en) * | 1976-07-13 | 1978-01-26 | Teldix Gmbh | Silent rotation coupling for two parallel shafts - has two adjacent wheels each having ring of permanent magnets or electromagnetically induced poles alternating around circumference |
WO2011147000A1 (en) * | 2010-05-28 | 2011-12-01 | Andrew Boyd French | Magnetic assemblies |
EP2839570A2 (en) * | 2012-04-20 | 2015-02-25 | Healey Magnetics LLC | Magnetic rotor arrangement |
-
2019
- 2019-10-23 FR FR1911854A patent/FR3102617A1/en not_active Ceased
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2631354A1 (en) * | 1976-07-13 | 1978-01-26 | Teldix Gmbh | Silent rotation coupling for two parallel shafts - has two adjacent wheels each having ring of permanent magnets or electromagnetically induced poles alternating around circumference |
WO2011147000A1 (en) * | 2010-05-28 | 2011-12-01 | Andrew Boyd French | Magnetic assemblies |
EP2839570A2 (en) * | 2012-04-20 | 2015-02-25 | Healey Magnetics LLC | Magnetic rotor arrangement |
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