Alternateur torique Cas des alternateurs classiques en charge normale. La réaction d induit crée un couple antagoniste à la rotation ressentie par l induit. Le couple antagoniste a une valeur (y) supérieure au couple moteur (x) à vide. Réaction d induit Stator Rotor Rotation La réaction d induit a toujours le même sens d opposition à la rotation, elle ne s oppose au champ inducteur que pour contrarier la rotation. C'est-à-dire une fois en répulsion une fois en attraction du champ inducteur qui passe devant le circuit magnétique du bobinage induit. Par l intermédiaire du stator c est la terre qui assume l énergie d appui. Importante précision sur la loi de Lenz, basée sur des faits avérés : Quelque soit la position de l induit, la rotation ressentie est l expression du différentiel de rotation. La réaction d induit est toujours opposée au différentiel de rotation qui lui a donné naissance. Rappel : La réaction d induit ne nécessite aucune énergie pour exister, bien que ces effets avérés se manifestent par un couple mécanique en opposition au différentiel de rotation. Son existence n est effective que par l énergie que fournie l alternateur. Cette énergie fournie par l alternateur dépend uniquement de la variation temporelle du champ magnétique inducteur, ΔФ et Δt. Je propose d empêcher la réaction d induit de s opposer mécaniquement à la rotation. Pour cela j utilise pour l induit les caractéristiques physiques du tore, dont le principal avantage est (théoriquement) aucune fuite magnétique. Les conséquences (théoriques) devraient être, aucun couple mécanique possible en opposition à la rotation et (aucune) distorsion du champ magnétique inducteur.
Le champ magnétique inducteur est crée par des aimants permanents. J utilise un circuit induit torique que je fais passer par rotation à l intérieure de l excitation, ainsi la réaction d induit ne peut pas s opposer au couple moteur. Les lettres CM signifient : circuit magnétique CM torique induit Bobinage induit Aimant permanents fixes N S Tore mobile
Détaille des pôles magnétiques, du sens du champ magnétique inducteur et induit. La représentation et linéaire bien que le concept soit torique. Les aimants permanents sont fixés sur la carcasse et entourent le multi-tore induit comme une gaine. Partie mobile multi-tore induit Galet support du multi-tore Carcasse Entre fer CM induit Bobine induite Flux de la réaction d induit Aimant inducteur fixe Engrenage d entraînement du multi-tore o o o o o Le courant induit alternatif est capté par bagues. Le couplage des bobinages induits est réalisé comme dans les alternateurs classiques. Des galets guident le multi-tore entraîné par des engrenages en prise sur l axe moteur. L excitation est fixée sur la carcasse. Le champ magnétique de la réaction d induit s oppose au champ magnétique inducteur comme dans les alternateurs classiques. Cependant il ne peut plus s opposer au couple moteur. En conséquence plus de couple antagoniste à la rotation. Il reste l interrogation : Il est possible que l opposition mutuelle des champs magnétiques induits de la réaction d induit, neutralise l'induction, malgré le fait que delta phi et delta t restent effectifs? Bien que je ne le pense pas car dans les alternateurs classiques le flux inducteur s oppose au flux induit sans nuire à l induction. Je vais contourner l'interrogation, en fournissant un circuit magnétique induit à chaque sens opposé du flux induit. Ainsi la réaction d induit ne peut plus s'opposer à elle-même.
Le schéma représente l interpénétration des deux circuits magnétiques induits centraux des bobines induites. Les flux magnétiques induits peuvent ainsi circuler en sens inverse dans chaque circuit magnétique torique sans s opposer. Les possibilités graphiques de Word ne me permettent pas de faire un plan plus détaillé. Les sections doivent avoir des formes arrondies afin que les 2 circuits magnétiques induits gardent les propriétés physiques d un tore magnétique. La représentation est linéaire bien que le concept soit torique. La distance (d) est essentielle à l interpénétration des deux CM l un dans l autre. Cela modifie un peut le schéma précédant avec un espace (d) entre les bobines induites. Voir page suivante. d
La réaction d induit ne peut plus s opposer mécaniquement à la rotation ni magnétiquement à elle même. Les facteurs d induction ΔΦ et Δt restent effectifs. Ils ne nécessitent que la puissance à vide pour exister. Sans opposition de la réaction d induit le couple moteur à vide serait-il suffisant pour maintenir ΔΦ et Δt? Quel serait le rendement d un tel assemblage? Le flux inducteur doit traverser les bobines induites avant de parvenir aux circuits magnétiques induits. Cela ne devrait pas être un inconvénient majeur, car dans certain transformateur le bobinage secondaire induit est bobiné sur le circuit magnétique commun et le bobinage primaire inducteur est bobiné sur le bobinage secondaire. Cela donne quand même des rendements supérieurs à 95%. Primaire Secondaire Circuit magnétique commun du transformateur Cependant je ne veux laisser aucun doute sur les principes classiques utilisés dans l alternateur torique. Je propose donc une réduction de l entrefer dans le schéma page suivante.
Je place les bobines induites entre les deux circuits magnétiques induits qui deviennent plus complexes, mais il y a des avantages : L entre fer est réduit à une valeur classique. Les bobines en jaune sont induites en leur centre par le flux inducteur de façon classique. Le principe torique imbriqué garantie l absence de couple antagoniste et l absence de distorsion du flux inducteur qui sont les inconvénients des alternateurs classiques. Les autres éléments de l assemblage restent valables. Je n ai pas représenté l interpénétration des CM induits pour garder un schéma plus claire. Demi-circonférence de l alternateur torique
L excitation est fixée sur la carcasse. Le multi-tore est maintenu par des galets. La carcasse est en matériaux amagnétiques, du type fibre de carbone.
Le multi-tore est entraîné par engrenages. Section détaillée sur le dessin suivant
Section détaillée : Double CM induit Bagues de captage pouvant être réparties sur la circonférence Galet Aimants Denture engrenage multi-tore Bobines induites Engrenage d entraînement
Schéma d ensemble : Multi-tore Pièces mobiles Engrenages Rotor moteur
Pour résumer J utilise les phénomènes physiques avérés de l induction électromagnétique qui se manifestent dans les transformateurs et dans les alternateurs classiques. Quelles sont alors les différences de ces machines classiques par rapport à l alternateur torique : Pour le transformateur : 1. Le champ magnétique de la réaction d induit s oppose au champ magnétique inducteur. Cette opposition demande plus de puissance absorbée. C est la différence entre la puissance absorbée à vide et en charge. Car en charge le flux inducteur est directement à son origine opposé au flux de la réaction d induit. 2. Les rendements sont généralement supérieurs aux alternateurs classiques. En effet il n y a pas de pertes mécaniques et de pertes par distorsion des flux magnétiques du à la rotation, comme dans les alternateurs classiques. Pour les alternateurs classiques : 1. Le champ magnétique de la réaction d induit s oppose au champ magnétique inducteur. En charge le flux inducteur est directement à son origine opposé au flux de la réaction d induit. Cette opposition ce manifeste par un couple antagoniste à la rotation et demande plus de puissance absorbée. C est la différence entre la puissance absorbée à vide et en charge. 2. Il y a des pertes mécaniques et des pertes par distorsion des flux magnétiques du à la rotation. Pour l alternateur torique : 1. Les champs magnétiques induit et inducteur s opposent toujours. Nous somme dans le même cas que le transformateur ou l alternateur classique au niveau des deux CM induits. Cependant cette opposition ne peut plus se faire à l origine du flux inducteur grâce au multitore induit. En conséquence, plus de couple antagoniste possible à la rotation et aucune puissance absorbée supplémentaire pour maintenir ΔΦ et Δt inducteurs. Donc la puissance absorbée en charge est égale à la puissance à vide. 2. Il y a des pertes mécaniques, mais plus aucune perte par distorsion du flux magnétique inducteur. L expérimentation seule pourra déterminer le rendement d une telle machine.