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FR2965987A1 - Machine electrique rotative - Google Patents

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FR2965987A1
FR2965987A1 FR1158974A FR1158974A FR2965987A1 FR 2965987 A1 FR2965987 A1 FR 2965987A1 FR 1158974 A FR1158974 A FR 1158974A FR 1158974 A FR1158974 A FR 1158974A FR 2965987 A1 FR2965987 A1 FR 2965987A1
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FR
France
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stator
rotor
magnetic
electric machine
rotary electric
Prior art date
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Withdrawn
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FR1158974A
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English (en)
Inventor
Asuka Tanaka
Shin Kusase
Makoto Taniguchi
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.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Une machine électrique rotative comporte un stator, un rotor, et une pluralité de champs magnétiques. Le stator comporte un noyau de stator et une bobine de stator enroulée sur le noyau de stator. Le noyau de stator a une pluralité de dents de stator agencées dans la direction circonférentielle du noyau de stator. Le rotor comporte un noyau de rotor dans lequel sont formés une pluralité de pôles magnétiques saillants. Les pôles magnétiques saillants regardent les dents de stator à travers un entrefer formé entre eux. Chacun des écrans magnétiques est pourvu, soit sur la face avant d'une dent correspondante parmi les dents de stator, ou bien sur la face arrière d'un pôle correspondant parmi les pôles magnétiques saillants par rapport à la direction de rotation du rotor, afin de créer un flux magnétique qui supprime une génération d'une force électromagnétique négative qui entrave la rotation du rotor.

Description

MACHINE ELECTRIQUE ROTATIVE
ARRIERE PLAN 1. Domaine Technique de l'Invention
La présente invention se rapporte à des machines électriques rotatives qui sont par exemple utilisées dans des véhicules à moteur, tels que des moteurs et des générateurs électriques. Par ailleurs, l'invention peut également s'appliquer à des machines industrielles et des appareils électroménagers électriques.
2. Description de l'Etat de l'Art La FIG. 20 montre une machine électrique rotative conventionnelle 100 {voir, par exemple, la Publication de Demande de Brevet Japonais No. 2001-268868). La machine électrique rotative 100 comporte un stator 104 et un rotor 105. Le stator 104 comporte un noyau 102 de stator et une bobine 103 de stator enroulée sur le noyau 102 du stator. Le noyau 102 du stator a une pluralité de dents 101 de stator agencées dans la direction circonférentielle du noyau 102 du stator à intervalles prédéterminés. En outre, chacune des dents 101 du stator a une pluralité (par exemple quatre dans la FIG. 20) de dentelettes 108 de stator (ou petites dents) formées au niveau de leur extrémité distale. Le rotor 105 est disposé en rotation radialement à l'intérieur du stator 104.. Le rotor 105 a une pluralité de dentelettes 110 de rotor qui sont formées sur la périphérie radialement externe du rotor 105 de sorte à faire face aux dentelettes 108 du stator à travers un entrefer 109 formé entre elles. Le rotor 105 est mis en rotation par une force électromagnétique positive générée entre les dentelettes 108 du stator et les dentelettes 110 du rotor. Ci-après, la force électromagnétique positive représente une force électromagnétique qui contribue au couple de la machine électrique rotative 100.
De plus, en vue d'une augmentation du couple de la machine électrique rotative 100, il est préférable que les dentelettes 108 du stator et les dentelettes 110 du rotor disposent de petits pas circonférentiels, en d'autres termes, que le stator et le rotor aient des nombres élevés de dentelettes 108 et 110.
Cependant, si les pas circonférentiels des dentelettes 108 du stator et des dentelettes 110 du rotor sont trop petits, seule une force électromagnétique négative entre les dentelettes 108 du stator et les dentelettes 110 du rotor sera générée. La force électromagnétique négative entrave la rotation du rotor 105, diminuant ainsi le couple de la machine électrique rotative 100.
Par conséquent, il est souhaitable de supprimer la génération de la force électromagnétique négative entre les dentelettes 108 du stator et les dentelettes 110 du rotor, pour augmenter ainsi le couple de la machine électrique rotative 100.
En outre, les machines électriques rotatives qui génèrent un couple de réluctance, tel qu'un moteur synchrone à réluctance, mettent généralement en jeu le problème de réduction de couple due à une force électromagnétique négative générée entre son stator et son rotor.
RESUME Selon un mode de réalisation, on fournit une première machine électrique rotative qui comporte un 'stator, un rotor, et une pluralité d'écrans magnétiques. Le stator comporte un noyau de stator et une bobine de stator enroulée sur le noyau du stator. Le noyau du stator a une pluralité de dents de stator disposées dans la direction circonférentielle du noyau du stator. Le rotor comporte un noyau de rotor dans lequel sont formés plusieurs pôles magnétiques saillants. Les pôles magnétiques saillants regardent les dents du stator à travers un entrefer formé entre eux. Chacun des champs magnétiques est pourvu, soit sur la face avant d'une dent correspondante parmi les dents du stator ou bien sur la face arrière d'un pôle correspondant parmi les pôles magnétiques saillants par rapport à la direction de rotation du rotor, afin de créer un flux magnétique qui élimine la génération d'une force électromagnétique négative qui entrave la rotation du rotor.
Par conséquent, avec les écrans magnétiques, on peut éliminer la génération de la force électromagnétique négative produite entre les dents du stator et les pôles magnétiques saillants, augmentant ainsi le couple de la première machine électrique rotative.
Selon un autre mode de réalisation, on fournit une deuxième machine électrique rotative qui comporte un stator et un rotor. Le stator comporte un noyau de stator et une bobine de stator enroulée sur le noyau du stator. Le noyau du stator a plusieurs dents de stator disposées dans la direction circonférentielle du noyau du stator. Chacune des dents du stator a une pluralité de dentelettes de stator formées au niveau de son extrémité distale. Le rotor comporte un noyau de rotor qui a une pluralité de dentelettes de rotor qui sont formées dedans. Les dentelettes du rotor regardent les dentelettes du stator à travers un entrefer formé entre eux. En outre, pour chacune des dents du stator, on fournit, au niveau des dentelettes du stator de la dent du stator, une pluralité d'écrans magnétiques pour créer un flux magnétique qui élimine la génération d'une force électromagnétique négative qui entrave la rotation du rotor.
Par conséquent, avec les écrans magnétiques, on peut éliminer la génération de la force électromagnétique négative produite entre les dentelettes du stator et les dentelettes du rotor. On peut ainsi augmenter le couple de la deuxième machine électrique rotative. En outre, on peut également augmenter encore le couple de la deuxième machine électrique rotative en augmentant le nombre des dentelettes du stator et des dentelettes du rotor.
Selon d'autres mises en oeuvre, dans les première et deuxième machines électriques rotatives, chacun des écrans magnétiques est composé d'un conducteur électrique. Par conséquent, on peut induire un courant de Foucault ou un courant de court-circuit dans chacun des écrans magnétiques, créant ainsi le flux magnétique qui élimine la génération de la force électromagnétique négative.
De plus, dans la première machine électrique rotative, les écrans magnétiques sont électriquement isolés du noyau du stator et du noyau du rotor. Par conséquent, le courant de Foucault ou le courant de court-circuit induit dans les écrans magnétiques ne peut circuler vers le noyau du stator et le noyau du rotor. On peut éliminer ainsi correctement la génération de la force électromagnétique négative sans influencer la génération de la force électromagnétique positive.
De même, dans la deuxième machine électrique rotative, les écrans magnétiques sont électriquement isolés des dentelettes du stator. Par conséquent, le courant de Foucault ou le courant de court-circuit induit dans les écrans magnétiques ne peut circuler vers les dentelettes du stator. On peut éliminer ainsi correctement la génération de la force électromagnétique négative sans influencer la génération de la force électromagnétique positive.
En outre, dans les première et deuxième machines électriques rotatives, chacun des écrans magnétiques est réalisé en cuivre ou en aluminium, qui ont tous deux une faible résistivité. Par conséquent, le courant de Foucault ou le courant de court-circuit peut être facilement induit dans les écrans magnétiques, éliminant ainsi plus efficacement la génération de la force électromagnétique négative.
Dans les première et deuxième machines électriques rotatives, chacun des écrans magnétiques peut être composé d'une plaque de conduction électrique. Dans ce cas, le courant de Foucault peut être induit au niveau de la surface de chacun des écrans magnétiques, créant ainsi le flux magnétique qui Y: élimine la génération de 1a force électromagnétique négative. En variante, chacun des écrans magnétiques peut être composé d'une bobine court-circuitée. Dans ce cas, il est possible d'induire le courant de court-circuit dans chacun des écrans magnétiques, créant ainsi le flux magnétique qui élimine la génération de la force électromagnétique négative. Dans la première machine électrique rotative, chacun des 15 pôles magnétiques saillants du noyau du rotor peut être constitué d'une protubérance qui fait saillie vers le stator. En variante, dans la première machine électrique rotative, le noyau du rotor peut être composé d'une pluralité de
20 segments de noyau de rotor essentiellement en forme de U qui sont disposés dans la direction circonférentielle du noyau du rotor à intervalles prédéterminés. Chacun des segments du noyau du rotor peut avoir une paire de parties saillantes, qui sont respectivement formées aux extrémités circonférentielles
25 opposées du segment du noyau du rotor afin de faire saillie vers le stator, et une partie de raccordement qui s'étend dans la direction circonférentielle du noyau du rotor pour relier les parties saillantes. Chacun des pôles magnétiques saillants du noyau du rotor peut être composé d'une paire correspondante
30 de parties adjacentes en circonférence des parties saillantes de segments différents parmi les des segments du noyau du rotor. Dans une autre variante de la première machine électrique 35 rotative, le noyau du rotor peut comprendre plusieurs parties à réluctance magnétique élevée et plusieurs parties à réluctance magnétique faible. Les parties à réluctance magnétique élevée sont espacées les unes des autres dans la direction circonférentielle du noyau du rotor. Chacune des parties à réluctance magnétique faible a une réluctance magnétique plus faible que les parties à réluctance magnétique élevée et est formée entre une paire correspondante de parties adjacentes en circonférence des parties à réluctance magnétique élevée. Chacun des pôles magnétiques saillants du noyau du rotor peut être composé d'une partie correspondante parmi les parties à réluctance magnétique faible.
10 Dans la première machine électrique rotative, chacune des dents du stator peut avoir une pluralité de dentelettes du stator formées au niveau de son extrémité distale. Le noyau du rotor peut avoir une pluralité de dentelettes de rotor dont chacune constitue l'un des pôles magnétiques saillants. Chacun 15 des écrans magnétiques peut être pourvu soit sur une face avant d'une dentelette correspondante parmi les dentelettes du stator ou bien sur une face arrière d'une dentelette correspondante parmi les dentelettes du rotor par rapport à 1a direction de rotation du rotor. 20 De préférence, dans 1a deuxième machine électrique rotative, chacune des dentelettes du rotor est formée de façon à être asymétrique par rapport à une ligne imaginaire ; on définit la ligne imaginaire comme une ligne s'étendant tout 25 droit à la fois à travers le centre circonférentiel de la dentelette du rotor au niveau d'une extrémité proximale de la dentelette du rotor et le centre radial d'un arbre de rotation du rotor. Pour chacune des dentelettes du rotor, l'entrefer est plus large sur la face arrière que sur la face avant de la 30 dentelette du rotor par rapport à la direction de rotation du rotor.
Avec 1a configuration ci-dessus, on peut abaisser, pour chacune des dentelettes du rotor, la perméabilité magnétique 35 entre la dentelette du rotor et les dentelettes du stator sur la face arrière de la dentelette du rotor, réduisant encore la force magnétique négative.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise d'après la description détaillée qui en est donnée ci-après et les dessins joints de modes de réalisation préférés de l'invention, qui, ne devraient toutefois pas être considérés comme limitant l'invention aux modes de réalisation spécifiques mais n'ont qu'un but d'explication et de compréhension.
Dans les dessins joints : La FIG. 1 est une vue d'extrémité axiale à la fois d'un stator et d'un rotor d'une machine électrique rotative selon un premier mode de réalisation de l'invention ; La FIG. 2 est une vue d'extrémité axiale agrandie d'une partie de la machine électrique rotative ;
La FIG. 3A est une vue schématique illustrant la 20 répartition de la force électromagnétique autour de l'un des pôles magnétiques saillants et des dents du stator regardant radialement le pôle magnétique saillant dans la machine électrique rotative lorsqu'aucun écran magnétiques n'est prévu pour le pôle magnétique saillant ; 25 La FIG. 3B est une vue schématique illustrant la répartition de la force électromagnétique autour de l'un des pôles magnétiques saillants et des dents du stator regardant radialement le pôle magnétique saillant dans la machine 30 électrique rotative lorsqu'un écran magnétique est prévu pour le pôle magnétique saillant ;
La FIG. 4 est un graphique de forme d'onde donnant une comparaison des couples de la machine électrique rotative 35 générée en présence et en l'absence des écrans magnétiques pour les pôles magnétiques saillants ;15 La FIG. 5 est une vue d'extrémité axiale agrandie d'une partie d'une machine électrique rotative selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; La FIG. 6 est une vue d'extrémité axiale à 1a fois d'un stator et d'un rotor d'une machine électrique rotative selon un troisième mode de réalisation de l'invention ;
La FIG. 7 est une vue d'extrémité axiale agrandie d'une 10 partie de la machine électrique rotative selon le troisième mode de réalisation ;
La FIG. 8A est une vue schématique illustrant la répartition de la force électromagnétique autour de l'un des 15 pôles magnétiques saillants et des dents du stator regardant radialement le pôle magnétique saillant dans la machine électrique rotative selon le troisième mode de réalisation lorsqu'aucun écran magnétique n'est prévu pour le pôle magnétiques saillant ; 20 La FIG. 8B est une vue schématique illustrant la répartition de la force électromagnétique autour de l'un des pôles magnétiques saillants et des dents du stator regardant radialement le pôle magnétique saillant dans la machine 25 électrique rotative selon le troisième mode de réalisation lorsqu'un écran magnétique est prévu pour le pôle magnétique saillant ;
La FIG. 9 est une vue d'extrémité axiale agrandie d'une 30 partie d'une machine électrique rotative selon un quatrième mode de réalisation de l'invention ;
La FIG. 10A est une vue d'extrémité axiale agrandie d'une partie d'une machine électrique rotative selon un cinquième 35 mode de réalisation de l'invention ; La FIG. 10B est une vue d'extrémité axiale agrandie d'une partie d'une machine électrique rotative selon un sixième mode de réalisation de l'invention ; La FIG. 11 est une vue d'extrémité axiale à la fois d'un stator et d'un rotor d'une machine électrique rotative selon un septième mode de réalisation de l'invention ;
La FIG. 12 est une vue agrandie de la partie de la FIG. 11 10 qui est entourée d'une ligne en pointillés ;
La FIG. 13A est une vue schématique illustrant la répartition de la force électromagnétique autour de dentelettes de stator et de dentelettes de rotor dans la 15 machine électrique rotative selon le septième mode de réalisation lorsqu'aucun écran magnétique n'est prévu pour les dentelettes du stator ;
La FIG. 13B est une vue schématique illustrant 1a 20 répartition de la force électromagnétique autour des dentelettes du stator et des dentelettes du rotor dans la machine électrique rotative selon le septième mode de réalisation lorsque des écrans magnétiques sont prévus pour les dentelettes du stator ; 25 La FIG. 14 est un graphique de forme d'onde donnant une comparaison des couples de la machine électrique rotative selon le septième mode de réalisation généré en présence et en l'absence des écrans magnétiques prévus pour les dentelettes 30 du stator ; La FIG. 15 est une vue d'extrémité axiale agrandie d'une partie d'une machine électrique rotative selon un huitième mode de réalisation de l'invention ;
35 La FIG. 16 est une vue d'extrémité axiale agrandie d'une partie d'une machine électrique rotative selon un neuvième mode de réalisation de l'invention ; La FIG. 17 est une vue d'extrémité axiale agrandie d'une partie d'une machine électrique rotative selon un dixième mode de réalisation de l'invention ; La FIG. 18 est une vue d'extrémité axiale à la fois d'un stator et d'un rotor d'une machine électrique rotative selon un onzième mode de réalisation de l'invention ;
La FIG. 19 est une vue agrandie de la partie de la FIG. 18. 10 qui est entourée d'une ligne en pointillés ; et
La FIG. 20 est une-vue schématique illustrant à la fois des forces électromagnétiques positive et négative générées entre les dentelettes du stator et les dentelettes du rotor 15 dans une machine électrique rotative conventionnelle.
DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES
Des modes de réalisation préférés de la présente invention 20 seront décrits ci-après en référence aux FIGs. 1-19. I1 est à noter que, par souci de clarté et de compréhension, des composants identiques ayant des fonctions identiques dans différents modes de réalisation de l'invention ont reçu, dans la mesure du possible, les mêmes références numériques dans 25 chacune des figures et que, afin d'éviter la redondance, les descriptions des composants identiques ne seront pas répétées.
[Premier Mode de Réalisation]
30 La FIG. 1 montre la configuration d'ensemble d'une machine électrique rotative 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode de réalisation, la machine électrique rotative 1 est configurée comme un moteur synchrone à réluctance. 35 Comme le montre la FIG. 1, la machine électrique rotative 1 comporte un rotor 2 et un stator 3 qui est disposé radialement à l'extérieur du rotor 2 de manière à entourer le rotor 2.
Plus précisément, le rotor 2 comporte un noyau 2a du rotor qui est formé, en stratifiant plusieurs tôles magnétiques, selon une forme cylindrique creuse. Le noyau 2a du rotor est fixe, au niveau de son centre radial, à un arbre de rotation 4. Sur la périphérie radialement externe du noyau 2a du rotor, plusieurs pôles magnétiques saillants 5 (par exemple, huit dans le présent mode de réalisation) sont formés pour générer un couple de réluctance. Les pôles magnétiques saillants 5 font chacun saillie radialement vers l'extérieur (c'est-à-dire vers le stator 3) et sont disposés dans la direction circonférentielle du noyau 2a du rotor à intervalles prédéterminés.
Le stator 3 comporte un noyau 6 de stator et une bobine 7 de stator multi-phasée. Le noyau 6 du stator est formé, en stratifiant plusieurs tôles magnétiques, selon une forme cylindrique creuse. La bobine 7 du stator est constituée d'une pluralité d'enroulements de phases et enroulée sur le noyau 6 du stator en utilisant un procédé d'enroulement réparti.
Le noyau 6 du stator a une pluralité de dents 9 de stator qui sont formées sur la périphérie radialement interne du noyau 6 du stator de sorte à faire saillie radialement vers l'intérieur (c'est-à-dire vers le rotor 2). Les dents 9 du stator sont disposées dans la direction circonférentielle du noyau 6 du stator à intervalles prédéterminés. En outre, entre chaque paire de dents adjacentes en circonférence des dents 9 du stator, une fente 10 est formée. La bobine 7 du stator est enroulée autour des dents 9 du stator de façon à être reçue dans les fentes 10 du noyau 6 du stator. En outre, dans le présent mode de réalisation, le nombre des dents 9 du stator est égal à 48 et la bobine 7 du stator est une bobine de stator triphasée.
En se rapportant en outre à la FIG. 2, dans le présent mode de réalisation, chacune des dents 9 du stator a une partie 9a d'extrémité distale (c'est-à-dire, une partie d'extrémité radialement interne regardant le rotor 2) qui fait saillie radialement vers l'intérieur d'une extrémité radialement interne de la bobine 7 du stator et dans laquelle la largeur circonférentielle des dents 9 du stator augmente dans la direction radialement rentrante.
Les dents 9 du stator regardent radialement les pôles magnétiques saillants 5 du noyau 2a du rotor à travers un entrefer 13 formé entre eux. En fonctionnement, lors de l'excitation de la bobine 7 du stator, une force électromagnétique positive est générée entre les dents 9 du stator et les pôles magnétiques saillants 5, provoquant ainsi la rotation du rotor 2.
Par ailleurs, dans le présent mode de réalisation, pour chacun des pôles magnétiques saillants 5, on fournit un écran magnétique 11 sur la face arrière du pôle magnétique saillant 5 par rapport à la direction de rotation du rotor 2. L'écran magnétique 11 génère un flux magnétique pour éliminer 1a génération d'une force électromagnétique négative entre le pôle magnétique saillant 5 et les dents 9 du stator ; la force électromagnétique négative entrave la rotation du rotor 2.
Plus précisément, dans le présent mode de réalisation, l'écran magnétique 11 est mis en oeuvre par une plaque de conduction électrique qui est réalisée, par exemple, en aluminium ou en cuivre. L'écran magnétique 11 est fixé à une surface 5a d'extrémité arrière du pôle magnétique saillant 5. De plus, entre l'écran magnétique 11 et 1a surface 5a d'extrémité arrière du pôle magnétique saillant 5, une plaque isolante ou un revêtement isolant (non représenté) est interposé(e) pour isoler électriquement l'écran magnétique 11 du pôle magnétique saillant 5.
Le fait de prévoir les écrans magnétiques 11 dans la machine électrique rotative 1 présente les effets avantageux qui seront décrits ci-après en référence aux FIGs. 3A et 3B.
La FIG. 3A illustre la répartition de la force électromagnétique autour de l'un des pôles magnétiques saillants 5 et des dents 9 du stator regardant radialement le pôle magnétique saillant 5 lorsqu'aucun écran magnétique 11 n'est prévu pour le pôle magnétique saillant 5. D'autre part, la FIG. 3B illustre la répartition de la force électromagnétique autour de l'un des pôles magnétiques saillants 5 et des dents 9 du stator regardant radialement le pôle magnétique saillant 5 lorsque l'écran magnétique 11 est prévu pour le pôle magnétique saillant 5 selon le présent mode de réalisation.
Comme le montre la FIG. 3A, lorsqu'aucun écran magnétique 11 n'est prévu pour le pôle magnétique saillant 5, une force électromagnétique négative est générée entre le pôle magnétique saillant 5 et les parties 9a d'extrémité distale des dents 9 du stator (voir la partie de la FIG. 3A qui est entourée d'une ligne en pointillés).
En comparaison, comme le montre 1a FIG. 3B, lorsque l'écran magnétique 11 est prévu pour le pôle magnétique saillant 5, 1a génération de la force électromagnétique négative est éliminée (voir la partie de la FIG. 3B qui est entourée d'une ligne en pointillés).
La raison en est que le champ magnétique, qui est produit lors de l'excitation de la bobine 7 du stator , induit un courant de Foucault au niveau de la surface du champ magnétique 11 ; le courant de Foucault génère un flux magnétique qui affaiblit le flux magnétique qui génère la force électromagnétique négative.
Plus spécifiquement, le courant de Foucault induit au niveau de la surface du champ magnétique 11 crée le flux magnétique dans une direction entravant le flux magnétique créé par l'excitation de la bobine 7 du stator (c'est-à-dire, le flux magnétique principal). Par conséquent, la densité du flux magnétique autour de l'écran magnétique 11 diminue, réduisant ainsi la force électromagnétique négative. Il s'ensuit que le couple de la machine électrique rotative 1 est augmenté.
La FIG. 4 donne une comparaison des couples de la machine 10 électrique rotative 1 générée avec et sans les écrans magnétiques 11 prévus pour les pôles saillants magnétiques 5 ; les couples sont obtenus par une analyse numérique.
Comme le montre la FIG. 4, le couple de la machine 15 électrique rotative 1 généré avec les écrans magnétiques 11 prévus pour les pôles magnétiques saillants 5 est supérieur à celui généré sans les écrans magnétiques 11. Plus précisément, dans le présent mode de réalisation, le couple généré avec les écrans magnétiques 11 prévus pour les pôles magnétiques 20 saillants 5 est supérieur par environ 10% en moyenne à celui généré sans les écrans magnétiques 11.
[Deuxième Mode de Réalisation]
25 Ce mode de réalisation illustre une machine électrique rotative 1 qui a quasiment la même configuration que la machine électrique rotative 1 selon le premier mode de réalisation ; par conséquent, seules les différences entre elles seront décrites ci-après. 30 En se rapportant à la FIG. 5, dans ce mode de réalisation, la machine électrique rotative 1 comporte, à la place des écrans magnétiques 11 dans le premier mode de réalisation, une pluralité d'écrans magnétiques 11a dont chacun est composé 35 d'une bobine court-circuitée.
Plus précisément, la bobine court-circuitée est une bobine qui est court-circuitée pour former un circuit électrique fermé. La bobine court-circuitée est obtenue en enroulant un fil électrique revêtu qui comporte un fil électrique conducteur réalisé, par exemple, en cuivre ou en aluminium et une couche isolante qui couvre la surface du fil électrique conducteur.
Par ailleurs, dans le présent mode de réalisation, pour chacun des pôles magnétiques saillants 5 du noyau 2a du rotor, on forme, au niveau de la surface 5a d'extrémité arrière du pôle magnétique saillant 5, une protubérance 5b et une rainure 5c qui entoure la protubérance 5b.
Chacun des écrans magnétiques lla est enroulé autour de la protubérance 5b d'un pôle correspondant parmi les pôles magnétiques saillants 5 de façon à être reçu dans la rainure 5c du pôle magnétique saillant correspondant 5. En outre, étant donné que chacun des écrans magnétiques lla est composé du fil électrique revêtu comme décrit ci-dessus, il est électriquement isolé du pôle magnétique saillant correspondant 5.
Lors du fonctionnement de la machine électrique rotative 1, pour chacun des écrans magnétiques 11a, le champ magnétique, ce qui est créé lors de excitation de la bobine 7 du stator, induit un courant de court-circuit dans l'écran magnétique lla ; le courant de court-circuit crée un flux magnétique qui affaiblit le flux magnétique qui génère la force électromagnétique négative.
Plus précisément, le courant de court-circuit crée le flux magnétique dont 1a phase 5 est en retard sur la phase du flux magnétique créé par l'excitation de la bobine 7 du stator (c'est-à-dire, le flux magnétique principal). Par conséquent, la densité du flux magnétique autour de l'écran magnétique 11a diminue, réduisant ainsi la force électromagnétique négative. Il en résulte une augmentation du couple de la machine électrique rotative 1. [Troisième Mode de Réalisation]
Ce mode de réalisation illustre une machine électrique rotative 1 qui a quasiment la même configuration que la machine électrique rotative 1 selon le premier mode de réalisation ; par conséquent, seules les différences entre elles seront décrites ci-après.
Dans le premier mode de réalisation, le noyau 2a du rotor a une structure monobloc comme représenté dans la FIG. 1.
En comparaison, dans le présent mode de réalisation, comme représenté dans la FIG. 6, le noyau 2a du rotor est composé d'une pluralité de segments 2b de noyau de rotor qui sont disposés dans la direction circonférentielle du noyau 2a du rotor à intervalles prédéterminés.
Chacun des segments 2b du noyau du rotor a une forme essentiellement en U. Plus précisément, chacun des segments 2b du noyau du rotor a une paire de parties saillantes 2c, qui sont respectivement formées à des extrémités circonférentielles opposées du segment 2b du noyau du rotor afin de faire saillie radialement vers l'extérieur (c'est-à- dire vers le stator 3), et une partie de raccordement 2d qui s'étend dans la direction circonférentielle du noyau 2a du rotor afin de relier radialement des parties internes des parties saillantes 2c.
Les segments 2b du noyau du rotor sont fixés sur l'arbre de rotation 4 avec des espaces circonférentiels prédéterminés formés entre eux. Par conséquent, chaque paire de parties adjacentes en circonférence des parties saillantes 2c de segments différents des segments 2b du noyau du rotor constitue un pôle magnétique saillant 5 du noyau 2a du rotor. En outre, dans le présent mode de réalisation, à la fois le nombre des segments 2b du noyau du rotor et le nombre des pôles magnétiques saillants 5 du noyau 2a du rotor est égal à 8.
Par ailleurs, comme le montre la FIG. 7, pour chacun des pôles magnétiques saillants 5, on fournit un écran magnétique 11 sur la face arrière du pôle magnétique saillant 5 par rapport à la direction de rotation du rotor 2. L'écran magnétique 11 génère un flux magnétique pour éliminer la génération d'une force électromagnétique négative entre le pôle magnétique saillant 5 et les dents 9 du stator ; la force électromagnétique négative entrave la rotation du rotor 2.
Plus précisément, dans le présent mode de réalisation, l'écran magnétique 11 est mis en oeuvre par une plaque de conduction électrique comme dans le premier mode de réalisation. L'écran magnétique 11 est fixé à une surface 5a d'extrémité arrière du pôle magnétique saillant 5. Ici, la surface 5a d'extrémité arrière du pôle magnétique saillant 5 est représentée par une surface d'extrémité arrière de la partie saillante 2c côté avant du segment côté arrière parmi les deux segments 2b du noyau du rotor adjacents de manière circonférentielle qui constituent conjointement le pôle magnétique saillant 5. En outre, entre l'écran magnétique 11 et la surface 5a d'extrémité arrière du pôle magnétique saillant 5, une plaque isolante ou un revêtement isolant (non représenté) est interposé(e) pour isoler électriquement l'écran magnétique 11 du pôle magnétique saillant 5.
La FIG. 8A illustre la répartition de force électromagnétique autour de l'un des pôles magnétiques saillants 5 et des dents 9 du stator regardant radialement le pôle magnétique saillant 5 lorsqu'il n'y a pas d'écran magnétique 11 prévu pour le pôle magnétique saillant 5. D'autre part, la FIG. 8B illustre la répartition de la force électromagnétique autour d'un des pôles magnétiques saillants 5 et des dents 9 du stator regardant radialement le pôle magnétique saillant 5 lorsqu'un écran magnétique 11 est prévu pou le pôle magnétique saillant 5 selon le présent mode de réalisation.
Comme le montre la FIG. 8A, lorsqu'il n'ya pas d'écran magnétique 11 prévu pour le pôle magnétique saillant 5, une force électromagnétique négative est générée entre le pôle magnétique saillant 5 et les parties 9a d'extrémité distale des dents 9 du stator (voir la partie de la FIG. 8A qui est entourée d'une ligne en pointillés`).
En comparaison, comme le montre la FIG. 8B, lorsqu'un écran magnétique 11 est prévu pour le pôle magnétique saillant 5, la génération de la force électromagnétique négative est supprimée (voir la partie de la FIG. 8B qui est entourée d'une ligne en pointillés).
En outre, dans le présent mode de réalisation, le noyau 2a du rotor a 1a structure segmentée comme décrit ci-dessus. Par conséquent, la force électromagnétique négative est plus facile à générer que dans le premier mode de réalisation où le noyau 2a du rotor a la structure monobloc. Cependant, même dans le présent mode de réalisation, il est toujours possible de supprimer correctement la génération de la force électromagnétique négative avec les écrans magnétiques 11 prévus pour les pôles magnétiques saillants 5.
(Quatrième Mode de Réalisation] Ce mode de réalisation illustre une machine électrique rotative 1 qui ""a quasiment la même configuration que la machine électrique rotative 1 selon le troisième mode de réalisation ; par conséquent, seules les différences entre elles seront décrites ci-après.
Dans le troisième mode de réalisation, chacun des écrans 35 magnétiques 11 est prévu sur la face arrière d'un pôle correspondant parmi les pôles magnétiques saillants 5 du noyau 2a du rotor par rapport à la direction de rotation du rotor 2.
En comparaison, dans le présent mode de réalisation, comme représenté dans 1a FIG. 9, chacun des écrans magnétiques 11 est prévu sur la face avant de la partie 9a d'extrémité distale d'une dent correspondante parmi les dents 9 du stator par rapport à la direction de rotation du rotor 2.
Plus précisément, dans le présent mode de réalisation, chacun des écrans magnétiques 11 est fixé à une surface 9b d'extrémité avant de la partie 9a d'extrémité distale de la dent 9 correspondante du stator. De plus, entre l'écran magnétique 11 et la surface 9b d'extrémité avant de la partie 9a d'extrémité distale de la dent 9 correspondante du stator, une plaque isolante ou un revêtement isolant (non représenté) est interposé(e) pour isoler électriquement l'écran magnétique 11 de la dent 9 correspondante du stator.
En fournissant les écrans magnétiques 11 pour les dents 9 du stator, il est possible d'obtenir les mêmes effets avantageux qu'en fournissant les écrans magnétiques 11 pour les pôles magnétiques saillants 5 du noyau 2a du rotor.
[Cinquième Mode de Réalisation]
Ce mode de réalisation illustre une machine électrique rotative 1 qui a quasiment la même configuration que la machine électrique rotative 1 selon le premier mode de réalisation ; par conséquent, seules les différences entre elles seront décrites ci-après.
Dans le premier mode de réalisation, chacun des pôles magnétiques saillants 5 du noyau 2a du rotor est constitué d'une protubérance qui est formée sur la périphérie radialement externe du noyau 2a du rotor pour faire saillie radialement vers l'extérieur (c'est-à-dire vers le stator 3).
En comparaison, dans le présent mode de réalisation, comme représenté dans la FIG. 10A, le noyau 2a du rotor a une pluralité de vides 2e (ou espaces vides) qui y sont formés.
Les vides 2e sont espacés les uns des autres dans la direction circonférentielle du noyau 2a du rotor à intervalles prédéterminés. Chacun des vides 2e, qui a une réluctance magnétique élevée, constitue une partie de blocage de flux magnétique du noyau 2a du rotor. En outre, entre chaque paire de vides adjacents en circonférence des vides 2e, une partie à réluctance magnétique faible du noyau 2a du rotor est formée ; la partie à réluctance magnétique faible constitue un pôle magnétique saillant 5 du noyau 2a du rotor.
Par ailleurs, dans le présent mode de réalisation, pour chacun des pôles saillants magnétiques 5, on fournit un écran magnétique 11 sur la face arrière du pôle magnétique saillant 5 par rapport à la direction de rotation du rotor 2. L'écran magnétique 11 génère un flux magnétique pour éliminer la génération d'une force électromagnétique négative entre le pôle magnétique saillant 5 et les dents 9 du stator ; la force électromagnétique négative frêne la rotation du rotor 2.
Plus précisément, dans le présent mode de réalisation, l'écran magnétique 11 est mis en oeuvre par une plaque de conduction électrique comme dans le premier mode de réalisation. L'écran magnétique 11 est fixé à une surface 5a d'extrémité arrière du pôle magnétique saillant 5. Ici, la surface 5a d'extrémité arrière du pôle magnétique saillant 5 regarde celui des vides 2e qui se trouve sur la face arrière du pôle magnétique saillant 5. De plus, entre l'écran magnétique 11 et la surface 5a d'extrémité arrière du pôle magnétique saillant 5, une plaque isolante ou un revêtement isolant (non représenté) est interposé(e) pour isoler électriquement l'écran magnétique 11 du pôle magnétique saillant 5.
La machine électrique rotative 1 décrite ci-dessus selon 35 le présent mode de réalisation a les mêmes avantages que celle selon le premier mode de réalisation.
[Sixième Mode de Réalisation] Ce mode de réalisation illustre une machine électrique rotative 1 qui a quasiment la même configuration que la machine électrique rotative 1 selon le cinquième mode de réalisation ; par conséquent, seules les différences entre elles seront décrites ci-après.
Dans le cinquième mode de réalisation, on fournit chacun des écrans magnétiques 11 sur la face arrière d'un pôle correspondant parmi les pôles magnétiques saillants 5 du noyau 2a du rotor par rapport à la direction de rotation du rotor 2.
En comparaison, dans le présent mode de réalisation, comme représenté dans la FIG. 10B, chacun des écrans magnétiques 11 est prévu sur la face avant de la partie d'extrémité distale 9a d'une dent correspondante parmi les dents 9 du stator par rapport à la direction de rotation du rotor 2.
Plus précisément, dans le présent mode de réalisation, chacun des écrans magnétiques 11 est fixé à une surface 9b d'extrémité avant de la partie 9a d'extrémité distale de la dent 9 correspondante du stator. De plus, entre l'écran magnétique 11 et la surface 9b d'extrémité avant de la partie 9a d'extrémité distale de 1a dent 9 correspondante du stator, une plaque isolante ou un revêtement isolant (non représenté) est interposé(e) pour isoler électriquement l'écran magnétique 11 de la dent 9 correspondante du stator.
En fournissant les écrans magnétiques 11 pour les dents 9 du stator, il est possible d'obtenir les mêmes effets avantageux qu'en fournissant les écrans magnétiques 11 pour les pôles magnétiques saillants 5 du noyau 2a du rotor.
[Septième Mode de Réalisation] La FIG. 11 montre la configuration d'ensemble d'une machine électrique rotative 1 selon un septième mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode de réalisation, la35 machine électrique rotative 1 est configurée comme un moteur pas à pas à réluctance.
Comme le montre la FIG. 11, la machine électrique rotative 1 comporte un rotor 2 et un stator 3 qui est disposé radialement à l'extérieur du rotor 2 de manière à entourer le rotor 2.
Plus précisément, le rotor 2 est formé, en laminant une pluralité de tôles d'acier magnétiques, sous une forme cylindrique creuse. Le rotor 2 est fixé, au niveau de son centre radial, à un arbre de rotation 4. En outre, comme le montre la FIG. 12, le rotor 2 a une pluralité de dentelettes 14 du rotor qui sont formées sur 1a périphérie radialement externe du rotor 2 et disposées dans la direction circonférentielle du rotor 2 à intervalles prédéterminés. D'autre part, le stator 3 comporte un noyau 6 de stator et une bobine 7 de stator multi-phasée. Le noyau 6 du stator est formé, en laminant une pluralité de tôles d'acier magnétiques, sous une forme cylindrique creuse. La bobine 7 du stator est constituée d'une pluralité d'enroulements de phases et enroulée sur le noyau 6 du stator en utilisant un procédé d'enroulement concentré.
Le noyau 6 du stator a une pluralité de dents 9 de stator qui sont formées sur la périphérie radialement interne du noyau 6 du stator de sorte à faire saillie radialement vers l'intérieur (c'est-à-dire, vers le rotor 2). Les dents 9 du stator sont disposées dans la direction circonférentielle du noyau 6 du stator à intervalles prédéterminés. En outre, une fente 10 est formée entre chaque paire de dents adjacentes en circonférence des dents 9 du stator. La bobine 7 du stator est enroulée autour des dents 9 du stator de façon à être reçue dans les fentes 10 du noyau 6 du stator.
Par ailleurs, comme le montre la FIG. 12, chacune des dents 9 du stator a une pluralité de dentelettes 12 de stator qui sont formées au niveau de l'extrémité distale (c'est-à- dire, l'extrémité radialement interne regardant le rotor 2) de la dent 9 du stator de sorte à faire saillie radialement vers l'intérieur (c'est-à-dire, vers le rotor 2). Les dentelettes 12 du stator sont disposées dans la direction circonférentielle du noyau 6 du stator à intervalles prédéterminés. Les dentelettes 12 du stator regardent radialement les dentelettes 14 du rotor à travers un entrefer 13 formé entre elles.
Il est à noter que le nombre des dentelettes 12 du stator pour chacune des dents 9 du stator et le nombre des dentelettes 14 du rotor peuvent être définis de manière appropriée, par exemple, selon le nombre des dents 9 du stator et le couple de sortie requis de la machine électrique rotative 1.
Lors du fonctionnement de la machine électrique rotative 1, par commutation séquentielle de l'excitation des enroulements de phase de la bobine 7 du stator à l'aide de signaux d'impulsion, un champ magnétique tournant qui provoque la rotation du rotor 2 est créé. Plus précisément, le champ magnétique tournant génère une force électromagnétique positive entre les dentelettes 12 du stator des dents 9 du stator et les dentelettes 14 du rotor, provoquant ainsi la rotation du rotor 2.
Par ailleurs, dans le présent mode de réalisation, pour chacune des dents 9 du stator, on fournit une pluralité d'écrans magnétiques au niveau des dentelettes 12 du stator des dents 9 du stator. Chacun des écrans magnétiques génère un flux magnétique afin de supprimer 1a génération d'une force électromagnétique négative entre les dentelettes 12 du stator et les dentelettes 14 du rotor ; la force électromagnétique négative entrave la rotation du rotor 2.
Plus précisément, comme représenté dans la FIG. 12, dans le présent mode de réalisation, chacune des dents 9 du stator comporte trois dentelettes 12 du stator, c'est-à-dire, une dentelette 12a de stator située sur le côté arrière (ou sur le côté amont par rapport à la direction de rotation du rotor 2), une dentelette 12c de stator située sur le côté avant (ou sur le côté aval par rapport à la direction de rotation du rotor 2) et une dentelette 12b de stator située entre les dentelettes 12a et 12c du stator. Les écrans magnétiques prévus pour la dent 9 du stator sont mis en oeuvre par trois bobines court-circuitées 20-22. La bobine court-circuitée 20 est pourvue dans une rainure formée entre les dentelettes 12a et 12b du stator. La bobine court-circuitée 21 est pourvue dans une rainure formée entre les dentelettes 12b et 12c du stator. La bobine court-circuitée 22 est pourvue sur une surface 24 d'extrémité avant de la dentelette 12c du stator.
En outre, chacune des bobines court-circuitées 20-22 est une bobine qui est court-circuitée pour former un circuit électrique fermé. Par ailleurs, chacune des bobines court-circuitées 20-22 est obtenue par enroulement d'un fil électrique revêtu qui comporte un fil électrique conducteur réalisé, par exemple, en cuivre ou en aluminium et un revêtement isolant qui recouvre la surface du fil électrique conducteur. Par conséquent, les bobines court-circuitées 20-22 sont électriquement isolées des dentelettes 12a-12c du stator.
La FIG. 13A illustre la répartition de la force électromagnétique autour des dentelettes 12 du stator et des dentelettes 14 du rotor lorsqu'aucun écran magnétique n'est prévu au niveau des dentelettes 12 du stator. D'autre part, la FIG. 13B illustre la. répartition de la force électromagnétique autour des dentelettes 12 du stator et des dentelettes 14 du rotor lorsque les écrans magnétiques (c'es-à-dire, les bobines court-circuitées 20-22) sont prévus au niveau des dentelettes 12 du stator.
Comme le montre la FIG. 13A, lorsqu'aucun écran magnétique n'est prévu au niveau des dentelettes 12 du stator, une force électromagnétique négative est générée entre les dentelettes 12 du stator et les dentelettes 14 du rotor (voir les parties de la FIG. 13A qui sont entourées d'une ligne en pointillés).
En comparaison, comme le montre la FIG. 13B, lorsque les écrans magnétiques (c'est-à-dire, les bobines court-circuitées 20-22) sont prévus au niveau des dentelettes 12 du stator, 1a génération de la force électromagnétique négative est supprimée (voir les parties de la FIG. 13B qui sont entourées d'Une ligne en pointillés).
C'est parce que : le champ magnétique, qui est créé lors de l'excitation de la bobine 7 du stator, induit un courant de court-circuit dans chacune des bobines court-circuitées 20-22 ; le courant de court-circuit crée un flux magnétique qui affaiblit le flux magnétique qui génère la force électromagnétique négative.
Plus précisément, le courant de court-circuit crée le flux magnétique dont la phase est en retard sur la phase du flux magnétique créé par l'excitation de la bobine 7 du stator (c'est-à-dire, le flux magnétique principal). Par conséquent, la densité du flux magnétique autour des bobines court-circuitées 20-22 diminue, réduisant ainsi la force électromagnétique négative. Il en résulte une augmentation du couple de la machine électrique rotative 1.
La FIG. 14 donne une comparaison des couples de la machine électrique rotative 1 générés avec et sans l'écran magnétique pourvu au niveau des dentelettes 12 du stator ; les couples sont obtenus par une analyse numérique.
Comme on peut le voir d'après la FIG. 14, le couple de la machine électrique rotative 1 généré avec les écrans magnétiques pourvus au niveau des dentelettes 12 du stator est beaucoup plus élevé que celui généré sans les écrans magnétiques.
[Huitième Mode de Réalisation} Ce mode de réalisation illustre une machine électrique rotative 1 qui a quasiment la même configuration que la machine électrique rotative 1 selon le septième mode de réalisation ; par conséquent, seules les différences entre elles seront décrites ci-après.
Comme décrit précédemment, dans le septième mode de réalisation, pour chacune des dents 9 du stator, les écrans magnétiques sont mis en oeuvre par les bobines court-circuitées 20-22 pourvues au niveau des dentelettes 12 du stator de la dent 9 du stator.
En comparaison, dans le présent mode de réalisation, comme représenté dans la FIG. 15, pour chacune des dents 9 du stator, les écrans magnétiques sont mis en oeuvre par une pluralité de plaques 26 de conducteur électrique dont chacune est fixée sur la surface 24 d'extrémité avant d'une dentelette correspondante des dentelettes 12 du stator de la dent 9 du stator.
En outre, pour chacune des plaques 26 de conducteur électrique, il existe une plaque isolante ou un revêtement isolant (non représenté) interposé(e) entre la plaque 26 de conducteur électrique et la surface 24 d'extrémité avant de la dentelette correspondante 12 du stator. Par conséquent, les plaques 26 de conducteur électrique sont électriquement isolées des dentelettes correspondantes 12 du stator.
Lors du fonctionnement de la machine électrique rotative 1, le champ magnétique, qui est créé lors de l'excitation de la bobine 7 du stator, induit un courant de Foucault au niveau des surfaces des plaques 26 de conducteur électrique ; le courant de Foucault crée un flux magnétique qui affaiblit le flux magnétique qui génère la force électromagnétique négative.
Plus précisément, le courant de Foucault crée le flux magnétique dans une direction entravant le flux magnétique créé par l'excitation de la bobine 7 du stator (c'est-à-dire, le flux magnétique principal). Par conséquent, la densité de flux magnétique autour des plaques 26 de conducteur électrique diminue, réduisant ainsi la force électromagnétique négative. Il en résulte une augmentation du couple de la machine électrique rotative 1.
Par ailleurs, dans le présent mode de réalisation, les plaques 26 de conducteur électrique sont réalisées en aluminium ou en cuivre, toutes deux ayant une faible résistivité. Par conséquent, le courant de Foucault peut être facilement généré au niveau des surfaces des plaques 26 de conducteur électrique, supprimant ainsi plus efficacement la génération de la force électromagnétique négative.
En outre, les plaques 26 de conducteur électrique peuvent être solidement fixées aux surfaces 24 d'extrémité avant des dentelettes correspondantes 12 du stator : d'abord en fixant temporairement les plaques 26 de conducteur électrique aux surfaces 24 d'extrémité avant ; puis en moulant ensemble toutes les parties du stator 3, y compris la bobine 7 du stator. [Neuvième Mode de Réalisation]
Ce mode de réalisation illustre une machine électrique rotative 1 qui a quasiment la même configuration que la machine électrique rotative 1 selon le huitième mode de réalisation ; par conséquent, seules les différences entre elles seront décrites ci-après.
Comme décrit précédemment, dans le huitième mode de réalisation, pour chacune des dents 9 du stator, les écrans magnétiques sont mis en oeuvre par les plaques 26 de conducteur électrique fixées aux surfaces 24 d'extrémité avant des dentelettes correspondantes 12 du stator de la dent 9 du stator.
En comparaison,.. dans le présent mode de réalisation, comme le montre la FIG. 16, pour chacune des dents 9 du stator, les écrans magnétiques sont mis en oeuvre non seulement par les plaques 26 de conducteur électrique, mais égaiement une pluralité de plaques 28 de conducteur électrique. Chacune des plaques 28 de conducteur électrique est fixée à la surface 27 d'extrémité arrière d'une dentelette correspondante parmi les dentelettes 12 du stator de la dent 9 du stator.
En outre, dans le présent mode de réalisation, la largeur radiale des plaques 26 de conducteur électrique est réglée pour être plus élevée que celle des plaques 28 de conducteur électrique. En outre, plus la différence de largeur radiale entre les plaques 26 de conducteur électrique et les plaques 28 de conducteur électrique est grande, plus la suppression de la génération de la force électromagnétique négative peut être efficace.
[Dixième Mode de Réalisation]
Ce mode de réalisation illustre une machine électrique rotative 1 qui a quasiment la même configuration que la machine électrique rotative 1 selon le septième mode de réalisation ; par conséquent, seules les différences entre elles seront décrites ci-après.
Comme décrit précédemment, dans le septième mode de réalisation, pour chacune des dents 9 du stator, les écrans magnétiques sont mis en oeuvre par les bobines court-circuitées 20-22 qui sont respectivement pourvues dans les rainures formées entre les dentelettes 12 du stator des dents 9 du stator et sur la surface 24 d'extrémité avant de l'une des dentelettes 12 du stator qui est située le plus en avant.
En comparaison, dans le présent mode de réalisation, comme le montre la FIG. 17, pour chacune des dents 9 du stator, les écrans magnétiques sont mis en oeuvre par des bobines court-circuitées 30 dont chacune est pourvue sur la surface 24 d'extrémité avant d'une dentelette correspondante parmi les dentelettes 12 du stator de la dent 9 du stator.
Plus précisément, dans le présent mode de réalisation, pour chacune des dentelettes 12 du stator, une protubérance 31 et une rainure 32 qui entoure la protubérance 31 sont formées au niveau de la surface 24 d'extrémité avant de la dentelette 12 du stator.
Chacune des bobines court-circuitées 30 est enroulée autour de la protubérance 31 de la dentelette correspondante 12 du stator de sorte à être reçue dans la rainure 32 de la dentelette correspondante 12 du stator.
Avec l'agencement ci-dessus des bobines court-circuitées 30 selon le présent mode de réalisation, il est possible d'obtenir les mêmes effets avantageux qu'avec l'agencement des bobines court-circuité 20-22 selon le septième mode de réalisation 10. [Onzième Mode de Réalisation]
Ce mode de réalisation illustre une machine électrique rotative 1 qui a quasiment 1a même configuration que la machine électrique rotative 1 selon le huitième mode de réalisation ; par conséquent, seules les différences entre elles seront décrites ci-après.
En se rapportant aux FIGS. 18 et 19, dans le présent mode de réalisation, chacune des dentelettes 14 du rotor est formée de façon à être asymétrique par rapport à une ligne imaginaire X. La ligne imaginaire X est définie pour s'étendre tout droit à la fois à travers le centre circonférentiel C de la dentelette 14 du rotor au niveau de l'extrémité proximale de la dentelette 14 du rotor et à travers le centre radial 0 de l'arbre de rotation 4 du rotor 2. Plus précisément, dans le présent mode de réalisation, chacune des dentelettes 14 du rotor a une forme trapézoïdale telle que la surface 33 d'extrémité arrière de la dentelette 14 du rotor est oblique à la ligne imaginaire X tandis que la surface 34 d'extrémité avant est parallèle à la ligne imaginaire X. Par conséquent, l'entrefer 13 entre la dentelette 14 du rotor et les dentelettes 12 du stator est élargi sur le côté arrière (ou sur le côté amont par rapport à la direction de rotation du rotor 2) de la dentelette 14 du rotor par la zone triangulaire indiquée par une ligne à tirets dans la FIG. 19. Par conséquent, l'entrefer 13 devient également asymétrique par rapport à la ligne imaginaire X.
Avec la configuration ci-dessus, il est possible de diminuer, pour chacune des dentelettes 14 du rotor, la perméabilité magnétique entre la dentelette 14 du rotor et les dentelettes 12 du stator sur la face arrière de la dentelette 14 du rotor, réduisant ainsi la force magnétique négative générée entre la dentelette 14 du rotor et les dentelettes 12 du stator.
En outre, dans le présent mode de réalisation, chacun des 25 écrans magnétiques 26 est modifié pour avoir une forme trapézoïdale en coupe transversale comme le montre la FIG. 19.
Alors que les modes de réalisation particuliers ci-dessus ont été représentés et décrits, il sera compris par les hommes 30 du métier que plusieurs modifications, changements, et améliorations peuvent être apportés sans s'écarter de l'esprit de l'invention.
Par exemple, dans le premier au troisième et le cinquième 35 modes de réalisation, les écrans magnétiques sont pourvus uniquement au niveau des pôles magnétiques saillants 5 du noyau 2a du rotor. Cependant, il est également possible de prévoir des écrans magnétiques à la fois au niveau des pôles magnétiques saillants 5 et au niveau des parties 9a d'extrémité distale de la dent 9 du stator.
Par ailleurs, dans le septième au onzième modes de réalisation, la machine électrique rotative 1 est configurée comme un moteur pas à pas à réluctance. Cependant, la présente invention peut également être appliquée à d'autres machines électriques rotatives qui ont des dentelettes de stator et des dentelettes de rotor, telles qu'un moteur à réluctance commutée et un moteur Vernier. En outre, la technique qui consiste à fournir les écrans magnétiques au niveau des dentelettes 12 du stator peut également être appliquée aux moteurs linéaires.
Dans le septième mode de réalisation, la bobine 7 du stator est enroulée sur le noyau 6 du stator en utilisant un procédé d'enroulement concentré. Cependant, la bobine 7 du stator peut également être enroulée sur le noyau 6 du stator en utilisant un procédé d'enroulement réparti.
Dans les septième au onzième modes de réalisation, les écrans magnétiques sont prévus uniquement au niveau des dentelettes 12 du stator. Cependant, il est également possible de fournir des écrans magnétiques uniquement au niveau des dentelettes 14 du rotor ou à 1a fois au niveau des dentelettes 12 du stator et des dentelettes 14 du rotor.
Dans les huitième au neuvième modes de réalisation, chacune des plaques 26 et 28 de conducteur électrique a une forme rectangulaire en coupe transversale. D'autre part, dans le onzième mode de réalisation, chacune des plaques 26 de conducteur électrique a une forme trapézoïdale en coupe transversale. I1 est à noter que chacune des plaques 26 et 28 de conducteur électrique peut également avoir d'autres formes en coupe transversale selon la spécification de conception.
Dans le neuvième mode de réalisation, la largeur radiale des plaques 26 de conducteur électrique est réglée de façon à être plus élevée que celle des plaques 28 de conducteur électrique. Cependant, il est également possible de régler la largeur radiale des plaques 26 de conducteur électrique comme étant égale à celle des plaques 28 de conducteur électrique et le matériau des plaques 26 de conducteur électrique comme étant différent de celui des plaques 28 de conducteur électrique. C'est-à-dire, dans la mesure où le flux magnétique peut être généré de manière asymétrique au niveau des surfaces 24 d'extrémité avant et des surfaces 27 d'extrémité arrière des dentelettes 12 du stator, il est possible de régler les largeurs radiales des plaques 26 et 28 de conducteur électrique à d'autres des valeurs appropriées.

Claims (17)

  1. REVENDICATIONS1. Machine électrique rotative comprenant : un stator qui comporte un noyau de stator:-et une bobine de stator enroulée sur le noyau de stator, le noyau du stator ayant une pluralité de dents de stator disposées dans une direction circonférentielle du noyau du stator ; un rotor qui comporte un noyau de rotor qui a une pluralité de pôles magnétiques saillants qui y sont formés, 10 les pôles magnétiques saillants regardant les dents du stator -à travers un entrefer formé entre eux ; et une pluralité d'écrans magnétiques dont chacun est prévu, soit sur une face arrière d'une dent correspondante parmi les dents du stator ou bien sur une face arrière d'un pôle 15 correspondant parmi les pôles magnétiques saillants par rapport à une direction de rotation du rotor, afin de créer un flux magnétique qui élimine la génération d'une force électromagnétique qui entrave la rotation du rotor.
  2. 2. Machine électrique rotative selon la revendication 1, 20 dans laquelle chacun des écrans magnétiques est réalisé à partir d'un conducteur électrique.
  3. 3. Machine électrique rotative selon la revendication 2, dans laquelle les écrans magnétiques sont électriquement isolés du noyau du stator et du noyau du rotor. 25
  4. 4. Machine électrique rotative selon la revendication 2, dans laquelle chacun des écrans magnétiques est réalisé en cuivre ou en aluminium.
  5. 5. Machine électrique rotative selon la revendication 2, dans laquelle chacun des écrans magnétiques est composé d'une 30 plaque de conduction électrique.
  6. 6. Machine électrique rotative selon la revendication 2, dans laquelle chacun des écrans magnétiques est composé d'une bobine court-circuitée.
  7. 7. Machine électrique rotative selon la revendication 1, 35 dans laquelle chacun des pôles magnétiques saillants du noyau du rotor est constitué d'une protubérance qui fait saillie vers le stator.
  8. 8. Machine électrique rotative selon la revendication 1, dans laquelle le noyau du rotor est constitué d'une pluralité de segments du noyau de rotor essentiellement en forme de U qui sont agencés dans une direction circonférentielle du noyau du rotor à intervalles prédéterminés, chacun des segments du noyau du stator a une paire de parties saillantes, qui sont respectivement formées à des extrémités circonférentielles opposées du segment du noyau du rotor de sorte à faire saillie vers le stator, et une partie de raccordement qui s'étend dans la direction circonférentielle du noyau du rotor afin de relier les parties saillantes, et chacun des pôles magnétiques saillants du noyau du rotor est constitué d'une paire correspondante de parties adjacentes en circonférence des parties saillantes de segments différents parmi les segments du noyau du rotor.
  9. 9. Machine électrique rotative selon la revendication 1, dans laquelle le noyau du rotor a une pluralité de parties à réluctance magnétique élevée et une pluralité de parties à réluctance magnétique faible, les parties à réluctance magnétique élevée sont espacées les unes des autres dans une direction circonférentielle du noyau du rotor, chacune des parties à réluctance magnétique faible a une réluctance magnétique plus faible que les parties à réluctance magnétique élevée et est formée entre une paire correspondante de parties adjacentes en circonférence des parties à réluctance magnétique élevée, et chacun des pôles magnétiques saillants du noyau du rotor 30 est constitué d'une partie correspondante parmi les parties à réluctance magnétique faible.
  10. 10. Machine électrique rotative selon la revendication 1, dans laquelle chacune des dents du stator a une pluralité de dentelettes de stator formées au niveau de son extrémité 35 distale, le noyau du rotor a une pluralité de dentelettes de rotor dont chacune constitue l'un des pôles magnétiques saillants, etchacun des écrans magnétiques est prévu soit sur une face arrière d'une dentelette correspondante parmi les dentelettes du stator ou bien sur une face arrière d'une dentelette correspondante parmi les dentelettes du rotor par rapport à la direction de rotation du rotor.
  11. 11. Machine électrique rotative comprenant : un stator qui comporte un noyau de stator et une bobine de stator enroulée sur le noyau du stator, le noyau du stator ayant une pluralité de dents de stator disposées dans une direction circonférentielle du noyau du stator, chacune des dents du stator ayant une pluralité de dentelettes_de stator formées au niveau de son extrémité distale ; et un rotor qui comporte un noyau de rotor qui a une pluralité de dentelettes de rotor qui y sont formées, les dentelettes du rotor regardant les dentelettes du stator à travers un entrefer formé entre elles ; où pour chacune des dents du stator, une pluralité d'écrans magnétiques sont prévus au niveau des dentelettes du stator afin de créer un flux magnétique qui élimine la génération d'une force électromagnétique qui entrave la rotation du rotor.
  12. 12. Machine électrique rotative selon la revendication 11, dans laquelle chacun des écrans magnétiques est réalisé à partir d'un conducteur électrique.
  13. 13. Machine électrique rotative selon la revendication 12, dans laquelle les écrans magnétiques sont électriquement isolés des dentelettes du stator.
  14. 14. Machine électrique rotative selon la revendication 12, dans laquelle chacun des écrans magnétiques est réalisé en 30 cuivre ou en aluminium.
  15. 15. Machine électrique rotative selon la revendication 12, dans laquelle chacun des écrans magnétiques est composé d'une plaque de conduction électrique.
  16. 16. Machine électrique rotative selon la revendication 12, 35 dans laquelle chacun des écrans magnétiques est composé d'une bobine court-circuitée.
  17. 17. Machine électrique rotative selon la revendication 11, dans laquelle chacune des dentelettes du rotor est formée desorte à être asymétrique par rapport à une ligne imaginaire, la ligne imaginaire étant définie comme une ligne qui s'étend tout droit à la fois à travers un centre circonférentiel de la dentelette du rotor au niveau d'une extrémité proximale de la dentelette du rotor et à travers un centre radial d'un arbre de rotation du rotor, et pour chacune des dentelettes du rotor, l'entrefer est plus large sur une face arrière que sur une face avant de la dentelette du rotor par rapport à une direction de rotation du rotor.
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