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1. WO2012131353 - DESIGN IMPROVEMENTS FOR FLUX SWITCHING MACHINES

Publication Number WO/2012/131353
Publication Date 04.10.2012
International Application No. PCT/GB2012/050671
International Filing Date 26.03.2012
IPC
H02P 6/00 2006.01
HELECTRICITY
02GENERATION, CONVERSION, OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
6Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
H02P 25/08 2006.01
HELECTRICITY
02GENERATION, CONVERSION, OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
25Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
02characterised by the kind of motor
08Reluctance motors
H02K 19/06 2006.01
HELECTRICITY
02GENERATION, CONVERSION, OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
19Synchronous motors or generators
02Synchronous motors
04for single-phase current
06Motors having windings on the stator and a variable-reluctance soft-iron rotor without windings, e.g. inductor motors
CPC
H02K 1/22
HELECTRICITY
02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
1Details of the magnetic circuit
06characterised by the shape, form or construction
22Rotating parts of the magnetic circuit
H02K 1/246
HELECTRICITY
02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
1Details of the magnetic circuit
06characterised by the shape, form or construction
22Rotating parts of the magnetic circuit
24Rotor cores with salient poles ; ; Variable reluctance rotors
246Variable reluctance rotors
H02K 19/06
HELECTRICITY
02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
19Synchronous motors or generators
02Synchronous motors
04for single-phase current
06Motors having windings on the stator and a variable-reluctance soft-iron rotor without windings, e.g. inductor motors
H02K 19/103
HELECTRICITY
02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
19Synchronous motors or generators
02Synchronous motors
10for multi-phase current
103Motors having windings on the stator and a variable reluctance soft-iron rotor without windings
H02K 21/38
HELECTRICITY
02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
21Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
38with rotating flux distributors, and armatures and magnets both stationary
H02P 25/08
HELECTRICITY
02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
25Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
02characterised by the kind of motor
08Reluctance motors
Applicants
  • TECHNELEC LTD [GB]/[GB] (AllExceptUS)
  • POLLOCK, Charles [GB]/[GB] (UsOnly)
  • POLLOCK, Helen [GB]/[GB] (UsOnly)
Inventors
  • POLLOCK, Charles
  • POLLOCK, Helen
Agents
  • TALBOT-PONSONBY, Daniel
Priority Data
1105063.025.03.2011GB
Publication Language English (EN)
Filing Language English (EN)
Designated States
Title
(EN) DESIGN IMPROVEMENTS FOR FLUX SWITCHING MACHINES
(FR) PERFECTIONNEMENTS APPORTÉS À LA CONCEPTION DE MACHINES À COMMUTATION DE FLUX
Abstract
(EN)
Disclosed herein is a design for flux switching machines with one or more armature windings which can deliver controlled torque, in either selected direction on start up, without the use of a mechanical position sensor. Flux switching machines without sensors can operate equally well in either direction. The invention discloses design features for such machines which improves the torque profile of the motor with angle. In three phase machines this delivers higher torque and lower ripple torque. In single phase flux switching machines the invention allows the rotor to be placed in a position where maximum torque can be delivered in either direction by selection of either positive or negative armature current. Rotor slotting is introduced to create a path of low permeability across a rotor tooth with minimal impact on the normal torque producing flux paths. Asymmetry of stator slots is used to further create a stable rotor position when energised by predominantly field means or armature means. Starting of the rotor from this stable position can be achieved in either direction. The method is suitable for starting permanent magnet flux switching motors. The invention results in low cost single phase motors which can start and run in either direction and three phase flux switching motors with improved performance over the prior art.
(FR)
La présente invention concerne une conception de machines à commutation de flux dotées d'un ou de plusieurs enroulements d'induit permettant d'obtenir une commande de couple, dans une quelconque direction sélectionnée lors du démarrage, sans utiliser de capteur de position mécanique. Les machines à commutation de flux sans capteur peuvent aussi bien fonctionner dans n'importe quelle direction. L'invention concerne des éléments de conception pour lesdites machines permettant d'améliorer le profil de couple du moteur grâce à un angle. Dans des machines triphasées, un couple important et un couple de glissement inférieur à celui-ci sont délivrés. Dans des machines à communication de flux monophasées, l'invention permet de placer le rotor dans une position dans laquelle un couple maximal peut être fourni dans une quelconque direction grâce à la sélection d'un courant d'induit positif ou négatif. Un rainurage de rotor est mis en œuvre afin de créer un trajet présentant une faible perméabilité sur une dent de rotor avec un impact minimal sur les trajets de flux produisant un couple normal. L'asymétrie des fentes de stator est utilisée pour créer en outre une position de rotor stable lors de l'alimentation par des moyens de champ ou des moyens d'induit, principalement. Le démarrage du rotor depuis ladite position stable peut être obtenu dans une quelconque direction. Le procédé est adapté au démarrage de moteurs à commutation de flux à aimant permanent. L'invention permet d'obtenir des moteurs monophasés à bas coûts pouvant être démarrés et pouvant fonctionner dans une quelconque direction et des moteurs à commutation de flux triphasés présentant une performance améliorée par rapport à l'état de la technique.
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