Brevet FR2341979A1 — publié le 19770916

L'invention est relative à un système de transmission électromécanique, pour la propulsion d'engins à. deux sorties de mouvement auxquelles on est amené à conférer des couples dissymétriques. Dans le cas d'un engin chenillé par exemple, il existe une sortie de mouvement pour la chenille de droite, et une sortie de mouvement pour la chenille de gauche, dont les couples mécaniques respectifs sont appelés C. g Posons Cd + Cg 2 g , et Cd - Cg = 2 # Dans ces conditions, Cd n tandis que Cg = # - # g Lorsque le char se déplace en ligne droite, Cd et Cg sont pratiquement égaux. Par conséquent, r est pratiquement nul ; seuls existent les couples # . En revanche, lorsque le char prend un virage serré, Cd et C g sont très différents, r est important, et dans le cas d'un char de hautes performances,r peut devenir d'un ordre de grandeur supérieur à #. On se propose de concevoir des machines électriques et électro mécaniques, susceptibles de délivrer séparément ou de façon combinée ces couples b P; On considère en premier lieu un moteur constitué de deux enroulements polyphasés électromagnétiquement couplés alimentés par une meme source de fréquence variable et connectés à cette source de façon que le champ engendré par chacun de ces enroulements tourne par rapport à son enroulement générateur l'un dans le sens direct, l'autre dans le sens inverse.Soit : d etQ g les vitesses de rotation des enroulements de droite et de gauche respectivement, nous avons ainsi réalisé une machine synchrone dans laquelle le champ tourne à. la vitesse #d + #g. Ces deux enroulements ont le meme nombre de pales 2p. 2 En fait, dans cette machine, chacun des enroulements utilise l'autre comme inducteur De ce fait, il n'y a pas transmission de couple de réaction au bottier du moteur. Supposons maintenant que chacun de ces enroulements est lié à l'un des arbres de sortie de mouvement; en vertu du principe de l'égalité de 11 action et de la reactios lescouplesrecueillis sur ces deux arbres sont opposés, et par conséquent, analogues Une Une machine de ce genre est décrite en Fig. 1. Il s'agit d'une machine à topologie discale. Les deux enroulements 1 et 1' sont alimentés respectivement par les jeux de bagues 2 et 2'. Un boitier 3 solidaire du chassis porte les jeux de paliers 5 et 5' destinés à assureur le mouvement des arbres 4 et 4' rigidement liés aux enroulements 1 et 1'. Une machine analogue à topologie cylindrique est représentée en fig. 2. Un moteur de ce type est dénommé moteur symétrique à deux enroulements. On considère maintenant un moteur symétrique dont l'arbre de gauche par exemple est muni d'un inverseur de mouvement. Un tel ensemble est représenté sur la fig. 3 où l'on voit en 6 l'inverseur de mouvement à engrenages, par exemple. Un tel dispositif dénommé moteur antisymétrique est susceptible de transmettre des couples analogues à y La fig. 4 est un schéma de réalisation de la transmission d'un char de combat à partir d'un moteur symétrique 7 et d'un moteur antisymétrique 8 couplé aux arbres de barbotin par le système d'engrenage 9 et 9'. Le moteur 7 est alimenté par une première source de fréquence fl et le moteur 8 par une seconde source de fréquence f. Dans ces conditions, la vitesse de virement du char. proportionnelle à est également proportionnelle à f1, tandis que sa vitesse d'avancement proportionnelle à à f2. est également proportionnelle On propose maintenant un moteur capable de délivrer simultanément les couples # et #. Il est représenté très schématiquement sur la fig. 5. Les deux enroulements 10 et ll d'un moteur symétrique sont couplés à un enroulement à 2p pôles 12 qui peut entre dédoublé en vue d'améliorer le couplage électromagnétique de l'ensemble. Cet enroulement 12 est entratné mécaniquement. Ainsi, la vitesse de virement du char reste proportionnelle à la fréquence d'alimentation des enroule ments 10 et 11, tandisque sa :,tesse d'avancement est proportionnelle à la vitesse d'entratnement de l'enrculement 12.* L'enroulement 12 peut entre remplacé par un inducteur à aimants permanents ou bien ce dispositif peut résulter de la combinaison d'un inducteur à aimants permanents et d'un inducteur à courant continu tel que l'enroulement 12. le moteur représenté sur la fig. 5 ainsi que les variantes mentionnées ci-dessus et non représentées nécessitent la mise en oeuvre d'un moteur auxiliaire d'entratnement. I1 est dénommé moteur symétrique à trois enroulements tournants. Un nouveau moteur capable de délivrer les couples # et # mais ne faisant pas appel à un moteur auxiliaire, est dérivé du moteur symétrique à trois enroulements tournants. Ce moteur représenté schématiquement en topologie cylindrique sur la fig. 6 diffère du moteur 8 trois enroulements tournants par le fait que l'enroulement 12 est remplacé par un enroulement fixe 13Jdédoublé sur la figure, polyphasé comportant le mEme nombre de pales 2p que les deux autres enroulements. Les sorties de mouvement sont effectuées au moyen des arbres 14 et 14'.Les deux autre enroulements qui sont analogues aux enroulements d'un moteur symétrique à deux enroulements sont alimentés par une première source à la fréquence fl, tandis que l'enroulement 13 est alimenté à la fréquence f2. La vitesse de virement du char est proportionnelle à fl et sa vitesse d'avancement est proportionnelle à f2. Ce moteur est dénommé moteur symétrique à trois enroulements polyphasés. On peut faire subir au moteur antisymétrique à deux enroulements des transformations analogues à celles dont on a affecté le moteur symétrique à deux enroulements, pour aboutir à un moteur antisymétrique à trois enroulements tournants doté de variantes analogues à celles de son homologue symétrique, et à un moteur antisymétrique à trois enroulements polyphasés. Les fonctions des moteurs antisymétriques à trois enroulements sont semblables à celles de leurs homologues symétriques, mais les fonctions remplies par la paire d'enroulements polyphasés mécaniquement liés aux arbres de sortie d'une part, et le troisième dispositif d'autre part, sont inversées : dans ces moteurs antisymétriques, les deux premiers enroulements absorbent la puissance d'avancement, tandis que le troisième dispositif absorbe celle de virement. La figure 7 représente un moteur électromécanique à fonctions combinées, c'est à dire capable de délivrer simultanément des couple8p tAr . Les deux enroulements 15 et 15' d'un moteur symétrique sont rigidement liés aux engrenages de sortie 16 et 16' d'un différentiel mécanique. Le porte-satellites 17 est alors entraîné à une vitesse proportionnelle à la vitesse d'avancement du char au moyen d'un moteur auxiliaire, tandis que les enroulements polyphasés 15 et 15' sont alimentés à une fréquence proportionnelle à sa vitesse de virement. Le moteur électromécanique représenté sur la figure 7 est dit moteur électromécanique symétrique. La figure 8 représente un moteur électromécanique antisymétrique. Il est constitué d'un moteur électromécanique 18 dont l'arbre gauche de sortie de mouvement, par exemple, est doté d'un dispositif inverseur de mouvement 19, à engrenages sur la figure. Ses fonctions sont analogues à celles de son homologue symétrique mais, dans ce cas, le porte-satellites absorbe la puissance de virement tandis que les deux enroulements absorbent celle d'avancement. Les macfiines qui font l'objet de ce brevet peuvent etre réalisées selon les topologies discale et cylindrique. Ce sont toutes des machines synchrones. Les figures ou procédés précisés.mettant en oeuvre des engrenages n'ont pour but que d'éclairer l'exposé et ne doivent pas donner lieta une interprétation de caractère limitatif ou restrictif0 Une transmission électromécanique de char de combat mettant en oeuvre de telles machines devrait etre moins encombrante qu'une transmission électrique fondée sur l'emploi de deux moteurs électriques classiques, mécaniquement liés l'un au barbotin droit, l'autre au barbotin gauche, aussi bien du point de vue des machines tournantes que de l'électronique statique de puissance qui les alimente et en permet le contrôle. De plus, l'accouplement électromagnétique des deux barbotins, plus souple qu'un accouplement mécanique, devrait débarasser le char des mouvements de lacet perpétuels qui ont tendance à l'affecter en progression rectiligne. Une telle transmission électrique se prèterait aisément à une automatisation complète permettant de réduire les commandes de pilotage, de les répéter dans la tourelle, voire même, de téléguider le char. Ces machines électriques spéciales conçues particulièrement dans le but de réaliser des transmissions électriques pour engins chenillés de hautes performances pourraient entre appliquées avantageusement à toute transmission comportant deux sorties de mouvement affectées de couples dissemblables par exemple transmissions de navires à évolutions serrées ou précises : vedettes rapides, sousmarins, destroyers, navires caliers, plate-forme pétrolière de haute mer, etc... REVENDICATIONS 1) Machine électrique synchrone caractérisée en ce qu'elle comporte deux premiers enroulements polyphasés à 2 p poles liés à deux arbres de sortie de mouvements,couplés magnétiqucment entre eux et alimentés par une même source polyphasée de façon que les champs tournants créés touro nent en sens inverse relativement à leur enroulement générateur et en ce qu'il peut comporter en outre un troisième dispositif générateur d'un champ également à 2 p poles, et couplé magnétiquement avec chacun des deux premiers enroulements, des moyens étant prévus pour contrôler la vitesse de rotation de ce dernier champ. 2) Machine électrique synchrone selon la Revendication 1 caractérisée en ce que l'un des arbres de sortie est doté de façon connue en soi d'un inverseur de mouvement. 3) Machine électrique tournante selon Revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que le troisième dispositif générateur d'un champ à 2 p poles est constitué par une couronne de 2 p aimants convenablement disposés entratnés à une vitesse que l'on contrôle. 4) Machine électrique tournante selon la Revendlcation 1 ou 2 caractérisée en ce que le troisième dispositif générateur du champ à 2 p poles est constitué par un système de bobines alimenté en courant continu entrai, nées à une vitesse que l'on contrôle. 5) Machine électrique tournante selon la Revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que le troisième dispositif générateur d'un champ à 2 p poles est constitué d'un système mixte d'aimants et de bobines alimeneesencourant continu et entraîné à une vitesse que l'on centrale. 6) Machine électrique tournante selon la Revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que le troisième dispositif générateur d'un champ à 2 p poles est constitué par un enroulement polyphasé à 2 p poles alimenté par un générateur à fréquence contrtlée et ledit enroulement étant lui-mEme fixe. 7) Machine électrique tournante selon la Revendication 1, sans le troisième dispositif, caractérisée en ce que les arbres de sortie des deux premiers enroulements sont liés aux engrenages de sortie d'un différentiel mécanique dont le porte-satellite est entrainé à vitesse contrtlée . 8) Machine électrique tournante selon Revendication 7 caractérisée en ce que l'un des arbres de sortie est doté d'un inverseur de mouvement.