Brevet FR2348107A1 — publié le 19771110

lie stockage d'énergie sur un engin spatial est rendu nécessaire par le fait que les cellules solaires qui assurent normalement le courant du bord sont périodiquement inutilisables lorsque le satellite se trouve en zone d'ombre. Parallèlement, il est connu que le pilotage d'un satellite peut s'effectuer à l'aide de jets gazeux ou par contrôle du moment cinétique issu de la rotation de volants ou encore par les deux systèmes utilisés conjointement. Lorsque l'on désire à la fois stocker de énergie en vue de sa restitution sous forme électrique en période de non-fonctionnement des cellules et faire du pilotage avec contrôle du moment cinétique, on peut disposer à bord au moins un ensemble de deux moteurs générateurs tournant en contre-rotation comme cela est indiqué dans la demande de brevet français déposée par la Demanderesse le 7 avril 1 976 sous le nO 76 10158 ayant pour titre "Procédé de stabilisation inertielle d'un véhicule spatial avec stockage et récupération cinétique d'énergie, et véhicule spatial mettant en oeuvre ledit procédé". te la sorte, les cellules solaires amènent les moteurs à leur vitesse maximale de rotation dans les périodes éclairées tandis qu'en phase de restitution ceux-ci fonctionnent en générateurs afin d'assurer le courant du bord, leur vitesse étant controlée en permanence afin de permettre le pilotage du satellite. La présente description n'a pas pour objet de décrire le principe de stockage d'énergie par volant d'inertie mais bien le fonctionnement particulier de machines dynamo-électriques aptes à remplir leurs fonctions en moteur générateur dans les conditions spatiales requises. Dans la période éclairée, l'énergie est stockée par les volants des machines qui la régulent en absorbant la surpuissance des générateurs solaires. Ces mêmes volants sont utilisables comme système de pilotage du satellite en tant que générateurs de couples aussi faibles que cela est souhaité. Dans la période obscure, l'énergie est restituée par ces memes machines qui régulent la tension délivrée. Elles sont toujours utilisables pour piloter le satellite en fournissant le moment cinétique nécessaire et elles assurent, dans tous les -cas, la rigidité gyroscopique. Un tel schéma de fonctionnement pose en fait un certain nombre de problèmes d'asservissements qui peuvent se résumer de la manière suivante - lorsque les machines fonctionnent en moteur dans la phase de recherche de vitesse de rotation maximale, le maintien d'un moment cinétique constant nécessite l'asservissement de l'écart des vitesses entre les machines. Dans un premier cas, la vitesse du moteur pilote croit suivant une loi établie en fonction du temps de telle sorte que le moteur asservi suit la vitesse de ce moteur pilote avec un écart de vitesse modulé par le pilotage et il n'est alors pas nécessaire d'asservir le moteur pilote à la loi théorique. Dans un autre cas, les deux moteurs suivent la même loi d'augmentation de vitesse, l'écart de vitesse entre les deux assurant le moment cinétique. Dans un tel cas, chaque loi de commande est modulée par le pilotage même. Cependant, ces deux méthodes néc-essitent la mesure des vitesses réelles de deux machines et de réagir en consé quence. ce qui, compte tenu de l'inertie importante de cellesci imposée par l'énergie à récupérer, implique d'effectuer des mesures de très grande précision si l'on désire appliquer sur le satellite des couples perturbateurs faibles. En conséquence, ces méthodes ont l'inconvénient de nécessiter un traitement important avant d'obtenir les commandes des machines, ce qui conduit à une électronique très complexe, à moins de disposer d'un calculateur de bord. L'invention propose, comme cela va être plus amplement exposé dans la suite de la présente description, une solution très bien adaptée au problème posé. Lorsque les machines fonctionnent en génératrices, le seul paramètre dont on dispose pour en régler la vitesse, est le courant débité par celles-ci. Il faut donc régler le débit des deux machines pour que les intensités débitées déterminent leur vitesse respective, la tension apparaissant aux bornes de la charge devant par ailleurs rester constante. L'invention propose, là encore, comme cela va être développé dans la suite de la description, une génératrice remplissant les conditions requises. La solution proposée par l'invention consiste à disposer en contre-rotation deux machines dynamo-électriques constituant volant d'inertie, chacune des machines comportant un rotor à aimants permanents qui constitue 11 inducteur et un stator supportant les enroulements induits. Le stator peut être du type avec ou sans fer, la loi de commande obtenue étant en effet identique dans les deux cas. lies éléments lourds des machines peuvent ainsi être situés sur le rotor, leur commande étant assurée par un procédé particulier de commutation des enroulements qui constitue l'une des caractéristiques essentielles de l'invention. La connaissance des lois physiques qui régissent le comportement des machines permet d'établir les lois de commande qui produisent des couples perturbateurs qui peuvent être très faibles. D'une manière générale, les -différentes phases de fonctionnement des deux machinés sont telles que, en moteur et sans correction de pilotage, une horloge commande l'accroissement de leurs vitesses respectives suivant la loi théorique préétablie. Les commandes appliquées sur chacune des machines tiennent compte de 11 écart de vitesse imposé par la dernière correction de pilotage. Cette opération est rendue possible grâce à la mémorisation de l'écart de vitesse commandé La mémorisation de l'écart de vitesse commandé est réalisée au moyen d'une intégration du signal d'erreur provenant du pilotage. Avec correction de pilotage, la commande des machines tient compte à la fois de la loi théorique préétablie et de l'écart instantané de vitesse commandé par le pilotage. L'application d'un couple est obtenue par accélération de l'un ou l'autre des moteurs suivant le sens désiré pour ce couple. En génératrice et sans correction de pilotage, une horloge commande la décroissance des vitesses desdites génératrices, et ceci suivant les lois théoriques préétablies. La fréquence de l'horloge est asservie par la tension de sortie de façon à maintenir cette dernière constante, et ceci quelles que soient les variations de la charge. Les commandes appliquées sur chacune des machines tiennent compte de l'écart de vitesse commandé par la dernière correction de pilotage. Cette opération est rendue possible grâce a', la mémorisation de l'écart de vitesse commandé et l'opération de mémorisation est réalisée de la même façon qu'en fonctionnement en moteur. Avec correction de pilotage, la commande des machines tient compte à la fois de la loi théorique préétablie et de l'écart instantané de vitesse commandé par le pilotage. L'application d'un couple est obtenue par réduction du courant délivré par une machine et augmentation du courant délivré par l'autre machine, ceci étant réalisé en appliquant les corrections d'écart de vitesse commandé par moitié sur chacune des deux machines. lie sens du couple est déterminé par le choix effectué sur les machines pour réaliser les opérations d'augmentation et de diminution du courant. Avec un tel mode de fonctionnement, le système ainsi conçu présente un certain nombre d'avantages - les couples perturbateurs produits étant très faibles, le pilotage effectue des corrections peu fréquentes - le système étant autonome, une panne momentanée du pilo tage ne compromet pas la mission et ceci, tant au point de vue de l'accumulation ou de la restitution de l'énergie que de celui des couples appliqués au satellite - de même, l'écart de vitesse étant mémorisé dans l'electro- nique de commande, le pilotage n'a pas a' effectuer de correction continue - enfin, la conception même de 11 électronique de commande ne nécessite pas une refonte de l'électronique si la quantité d'énergie à stocker est différente car, dans un tel cas, seules les informations mémorisées dans les mémoires mortes et les dimensionnements des commutateurs de puissance seraient à reprendre. Ta suite de la description va, d'une part, développer de façon plus précise la conception même d'ensemble de 11 invention et, d'autre part, donner à titre de forme de réalisation, les moyens propres à mettre en oeuvre un ensemble de deux roues contre-rotatives dont les caractéristiques techniques peuvent se résumer comme suit - Energie stockée par unité de masse d'installation = 35 Wh/Kg nombre de cycles de charge et de décharge = Théoriquement illimité - Rendement à la décharge pour une tension de bord de 50 V x 83 % puissance nécessaire à l'électronique . 23 W pertes dans une machine fonctionnant en moteur .. 20 W pertes dans une machine fonctionnant en génératrice .................................. 30 W - Profondeur de modulation (DOD)................... 76 % - Tension nominale de la machine .................. 47 V - Vitesse nominale de la machine .................. 14 400 t/m - Vitesse maximum de fonctionnement ......... 42 600 t/m - Vitesse minimum de fonctionnement ............... 18 000 t/m - Inertie du rotor d'une machine .................. 0,4 Kg m2 Moment cinétique différentiel créé par les machines ........................... 100 Nms Variation du moment cinétique différentiel ...... 25 25 % - Couple maximum applicable # # ....... 0,036 # Nm #0,18 Affichage de la correction de vitesse 10 bits + (entrée pilotage) ..............................l l bit de signe - Protection contre les surcharges ................ assurée - Couple perturbateur en moteur 4 à charge nominale ............................. 2 x x 10 Nm - Couple perturbateur en génératrice -4 à décharge nominale ................ ............. 3 x 10 Nm Couple perturbateur. en génératrice avec variation de charge de 25 % ................ 3 x 10-@ Nm - Energie récupérable pour un ensemble de deux machines contre-rotatives................... 4,3 MJ - Régulation de la tension en phase de récupération avec une variation de charge de i 30 % * # # 1 % D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins schématiques annexes. Sur ces dessins la figure 1 est une représentation schématique du phénomène de base régissant la loi de commande en moteur d'une machine conforme à l'invention la figure 2 est un schéma synoptique montrant l'asservissement dans le fonctionnement de deux machines montées en contre-rotation durant la phase d'accumulation d'énergie la figure 3 est une vue schématique en perspective partielle montrant le positionnement des induits et des inducteurs d'une machine selon l'invention la figure 4 est une vue schématique montrant la répartition de l'induction magnétique de la machine selon la figure 3 la figure 5 est une vue schématique partielle montrant une partie élémentaire de la machine selon la figure 3 les figures 6 et 7 sont des vues schématiques partielles montrant la répartition du flux dun inducteur selon la figure 5 et mettant en évidence le phénomène de commutation conforme à l'invention la figure 8 est un diagramme montrant la variation du couple en fonction de la position de la commande des commutateurs la figure 9 est un diagramme montrant la variation de la vitesse angulaire en fonction de la position de la commande des commutateurs la figure 10 est un diagramme permettant de déterminer la vitesse réelle en fonction moteur la figure ll est un diagramme montrant la variation instantanée de la force contre-électromotrice ,totale dans la fonction moteur la figure 12 est un diagramme montrant la variation instantanée du courant dans un moteur qui ne posséderait pas de self la figure 13 est un diagramme montrant la variation instantanée réelle du courant dans la fonction moteur, c'està-dire possédant de la self la figure 14 est une représentation schématique du phénomène de base régissant la loi de commande en génératrice d'une machine conforme à l'invention la figure 15 est un schéma synoptique montrant l'asservissement dans le fonctionnement de deux machines montées en contre-rotation durant la phase de restitution d'énergie la figure 16 est un diagramme représentant la position des quatre portes de prélèvement de l'énergie et leur durée respective, ceci par rapport aux forces électromotrices instantanées présentées sur les bobines la figure 17 est un diagramme représentant la course maximum de positionnement de la commande la figure 18 est un diagramme représentant les forces électromotrices pouvant être obtenues en sortie de machine sans opération de filtrage la figure 19 est un diagramme représentant le déplacement du point de fonctionnement en génératrice lors d'un changement de la commande les figures 20 et 21 sont des diagrammes des signaux reçus par le capteur la figure 22 est un diagramme montrant l'évolution des portes de commande sur variation des signaux capteurs la figure 23 est un schéma représentant la disposition des capteurs la figure 24 est un graphique représentant l'allure de la force électromotrice dans une seule bobine la figure 25 est un graphique représentant l'allure des signaux de commutation ; et la figure 26 est un graphique représentant l'allure des signaux de commutation après décodage. En partant de considérations générales, le synoptique de fonctionnement des machines doit tout d'abord tenir compte d'un certain nombre de paramètres. Ainsi, et dans le cas de l'application du système en stockage d'énergie à un satellite du type géostationnaire, il faut remarquer que le temps d'éclipse est essentiellement variable au cours d'une année. Par ailleurs, la vitesse des machines en fin de charge doit rester dans une certaine plage car la vitesse maximum est limitée par les caractéristiques mécaniques de la machine et la vitesse minimum est limitée par l'énergie récupérée. Or, le pilotage introduit dans le système des corrections qui peuvent faire glisser les vitesses des machines vers des valeurs limites. Les différents cycles possibles de charge et de décharge d'un tel système sont donc constamment variables et l'asservissement doit permettre l'élaboration des informations vitesse théorique, position de la commande et limitation contre les surintensités dans les cycles de stockage d'énergie et de restitution d'énergie. Si l'on se reporte aux figures 2 et 15, montrant le synoptique d'ensemble de l'installation de stockage et de restitution d'énergie avec pilotage selon l'invention, respectivement durant le fonctionnement en accumulation d'énergie et durant le fonctionnement en restitution d'énergie, on voit que les machines sont identiques, qu'elles fonctionnent en moteurs Ml, M2 dans le premier cas ou en générateur Cl, G2 dans le deuxième cas, leur rotation s'effectuant en sens inverse sur un axe commun A. Pour plus de clarté, on a représenté sur la figure 2 en trait plein les éléments utilisés en fonction accumulation d'énergie et en trait interrompu les éléments non utilisés durant cette phase et sur la figure 15 en trait plein les éléments utilisés en fonction restitution d'énergie et en trait interrompu les éléments non utilisés durant cette phase. En fonction d'accumulation d'énergie selon figure 2, chaque machine Ml ou M2 reçoit l'énergie électrique de généra teurssolaires 1 à travers des commutateurs de puissance 2 et 3 qui assurent, à des instants déterminés, la commutation de la source sur les enroulements statoriques des machines. tes systèmes de contrôle de vitesse 4 et 5 ont pour rôle de commander les commutateurs de puissance et cette commande est effectuée sur synthèse des informations : position, vitesse du rotor et ordres provenant d'un générateur de commande de vitesse 6. Le générateur 6 délivre les ordres permettant d'imposer les vitesses de fonctionnement des moteurs ; ces ordres étant obtenus après traitement des informations : signal de dépointage Sdp, vitesse du rotor et loi de montée en vitesse. En fonction de récupération d'énergie selon figure 15, chaque générateur Gl ou G2 fournit de l'énergie à une charge 7 qui est constituée par les équipements de bord du satellite. Les commutateurs de puissance 2 et 3 sont les mêmes que ceux utilisés dans la fonction accumulation d'énergie et assurent la commutation de la source. d'énergie 1 sur les enroulements à chaque instant désiré. Des systèmes de contrôle de débit 8 et 9 effectuent une synthèse des informations : position, vitesse du rotor, ordre provenant du générateur de commande de débit. Ils assurent de plus la commande des commutateurs de puissance. lie générateur de commande de débit 10 délivre les ordres qui permettent d'imposer les débits de chacune des génératrices. Ces ordres sont obtenus après traitement des informations : signal de dépointage Sdp,-tension aux bornes de la charge, vitesse du rotor et loi de restitution de l'énergie à couple constant. Il est à noter que la tension aux bornes de l'utilisation est maintenue constante quelles que soient les variations de débit imposées par la charge. La phase de stockage d'énergie requiert la démonstration de la formule donnant la loi de commande du mpteur. En fonction moteur et en se reportant à la figure 1, on peut démontrer à partir des lois fondamentales de 1'élec- trotechnique force électromagnétique F = B x I x newton tesla amp. m et force électromotrice E' - B xxv x = U x R x I volts tesla m m/s V Q amp. que la vitesse engendrée, v, de déplacement d'un conducteur dans le champ magnétique ou de la vitesse v' de déplacement de l'inducteur fournissant ce champ magnétique qui lui est égale et directement opposée, est plus élevée lorsque l'induction B devient plus faible en assimilant E' à U = Cte par le fait que le produit R x I peut être négligé dans le présent cas. Lorsque l'on avance l'instant d'ouverture du circuit, de durée T, avant le passage du conducteur sous l'inducteur, le flux coupé par ce conducteur est donc plus faible que celui coupé directement sous cet inducteur et ce par le fait de l'espacement des inducteurs et de l'inversion de polarité des champs magnétiques. De la sorte, la vitesse moyenne v' de l'inducteur croit lorsque l'on avance la commutation et ce en conservant toutefois la même durée T d'ouverture du circuit. En réglant convenablement l'instant de commutation des conducteurs voyant défiler les inducteurs, il est donc possible d'accroître et de contrôler la vitesse de ce défilement dans la mesure où le couple résistant est très faible, ce qui répond au cas présent comme cela sera expliqué par la suite (présence de paliers magnétiques). Si l'on se reporte maintenant à la figure 3 qui montre schématiquement la conception d'un moteur générateur conforme à l'invention à six inducteurs mobiles à aimants per manen g et à quatre spires fixes formant induits au pas magnétique P, on voit que Si l'on fait passer un courant I dans la spire al à partir de la position représentée sur cette figure, les forces de LAPLACE créées dans les brins vont mettre les inducteurs bl et cl en rotation selon F dans la mesure où ceux-ci peuvent pivoter solidairement autour de l'axe. Si l'on considère que la répartition de l'induction est trapézoidale, comme cela est représenté sur la figure 4, que le courant est sensiblement constant, et si l'on avance le début de passage du courant, tel que cela est montré en détail sur les figures 5, 6 et 7, on obtient dans de telles conditions l'expression de la force dans la zone croissante T étant le temps nominal de passage du courant, N le nombre de positions possibles pendant le temps T et n le nombre de positions choisies pour la commande. L'avance prise sur l'instant nominal d'ouverture des commutateurs étant consécutivement : n/N T Il est ensuite possible de démontrer le couple moteur à partir de l'expression = FR = BI lNbR = KoI dans laquelle Nb est le nombre de conducteurs et R le rayon du rotor. Toutefois, et dans le cas qui est considéré # = FR = BI lNb [1 - (n/N)2 R] = KI avec K = Ko [1 - (n/N)2] (1) L'expression de la vitesse de rotation peut encore être établie car, si RI est faible, on peut considérer que ## # UI KI# = UI U K or #o = U/Ko Il est à noter que # et # varient en fonction de comme cela est montré sur les courbes des figures 8 et 9. On remarquera de même sur ces deux figures que lorsque n/N tend vers 1, le couple tend vers zéro, alors que la vitesse tend vers l'infini. Ceci conduit à faire certaines remarques sur les limitations des lois précédemment énoncées. Ces lois ont en effet été établies en considérant que le courant reste constant durant une fenêtre de commutation, ce qui n'est pas tout à fait exact. De plus, le courant augmente avec cOet, de ce fait, la chute de tension RI n'est plus négligeable devant U lorsque Cri devient très grand. La variation du courant absorbé en fonction de la vitesse ne peut donc plus de ce fait etre négligée. Lorsque la vitesse est stabilisée, le couple moteur est égal au couple résistant #r = #m = KI En considérant le couple résistant constant, il faut donc que KI = K 10 K0 or # = -- #0 K donc I = #/#0 = I0 Ce calcul simplifié a pour but de montrer que la solution donnée par l'expression (2) précitée est bien à considérer uniquement dans le cas où le couple résistant est très faible, ce qui est précisément le cas rencontré dans la présente invention qui met en oeuvre des paliers magnétiques du genre de ceux décrits dans la demande de brevet N 74 00190 déposée le 3 janvier 1974 par la Demanderesse. En ce qui concerne la force ccntre-électromotrice instantanée, on sait qu'elle évolue comme la force instantanée. En effet, la force électromotrice induite dans un conducteur est donnée par la formule e = B ss v avec v = R o) Comme indiqué sur les figures 11, 12 et 13, la force contre-électromotrice totale fl du moteur, représentée en trait plein sur la figure 11, alors que la force contre-électromotrice f2 dans une bobine est représentée en trait interrompu sur cette m8me figure, varié donc beaucoup dans le temps lorsque la c-ommande est fortement avancée. lie courant qui est donné par la formule i =e-II R préndrait par conséquent des valeurs très importantes lorsque la force contre-électromotrice est négative et,dans de telles conditions, le moteur ne pourrait fonctionner correctement. Afin de remédier à cet inconvénient, on utilise la self propre de chaque enroulement et on dispose une self extérieure introduite pour lisser le courant de façon à obtenir un taux d'ondulation faible. Dans ces conditions, la force contre-électromotrice vuepar le générateur alimentant le moteur est pratiquement une tension continue comme pour un moteur classique. La détermination de cette self en utilisant la metho- de du premier harmonique permet d'obtenir la valeur maximum de l'ondulation de la force contre-électromotrice. Après calcul développé (non effectué ici), on parvient a 11 expression dans laquelle : Ko = B tNbR g = nombre de commutations par tour. lie fonctionnement du moteur peut être vu consécutivement à travers un réseau de courbes découlant de la relation selon laquelle le couple est donné en fonction de la vitesse en prenant K comme paramètre. Comme cela est montré sur la figure 10, la relation (2) précitée donne la vitesse maximum que peut atteindre le moteur ; cette vitesse étant obtenue lorsque le couple résistant r r est nul. lia vitesse réelle du moteur est définie par l'inter- section de la courbe de couple résistant et de la droite déterminée par la relation (4) précitée. lies courbes de la figure 10 sont donc bien confirmées par la démonstration qui vient d'en être précédemment faite. La réponse du volant à une commande du moteur peut aisément être interprétée sur le réseau de courbes de cette figure 10. En effet, si A 2 1 et Si sil ne change pas, en utilisant la rela tion (4) précitée, on ob tient Kî U/r = K1 -/r puisque #l = #r Après développement, on obtient donc la relation finale: La vitesse CO 1 va évoluer vers GD2 conformément au trajet fléché sur la figure 10. La phase de restitution d'énergie requiert de la même manière la démonstration de la formule donnant la loi de commande de la génératrice. En fonction génératrice et en se rapportant au schéma de la figure 14, on peut démontrer à partir des lois fondamentales de l'électrotechnique que la force électromotrice 2 ss = B t v volt tesla m m/s la force électromotrice fournie à la charge R est proportionnelle à la longueur du conducteur 4 coupant le flux magnétique d'induction B et à la vitesse de déplacement v de ce conducteur dans le champ magnétique ou de la vitesse v' de déplacement de l'inducteur fournissant ce champ magnétique qui lui est égale et directement opposée. La loi du flux coupé enseigne de même que la valeur de la force électromotrice induite pendant le temps T est donnée par : t si # représente le flux balayé ou coupé par le conducteur pendant le temps t. Il est donc possible de moduler la force électromotrice, donc l'intensité, en effectuant un réglage du temps d t ouverture des commutateurs. Une telle méthode présente le double avantage d'améliorer le rendement de l'installation du fait de la suppression dtun convertisseur continu-continu et de simplifier les circuits d'électronique par l'utilisation des mêmes commutateurs de puissance que ceux utilisés dans la fonction moteur. La force électromotrice instantanée produite est d'allure trapézoïdale du fait de la répartition alternée des i-nducteurs qui sont-en fait les mêmes que ceux utilisés en fonction moteur, tel que cela est représenté sur les figures 3 à 7. Toutefois, sa valeur maximum peut se trouver très supérieure à la tension d'alimentation dans une proportion pouvant atteindra E max # @ 7 cette augmentation de la force électromotrice étant obtenue par l'important accroissement de vitesse réalisé dans la phase de fonctionnement en moteur, de telle sorte qu'il peut s'avérer impossible d'effectuer une commutation brutale d'une tension élevée sur une charge nécessitant une tension plus faible sans produire des pertes considérables. a self de la génératrice ainsi qutune self extérieure vont jouer, là encore, un rôle de régulateur. Il est à noter que cette self a pratiquement la même valeur que celle nécessaire au fonctionnement en moteur, et ceci ressort de calculs qui ne seront pas démontrés dans la présente description. En outre, et afin de ne pas provoquer de surtension et des pertes à l'ouverture du commutateur, celui-ci est bloqué après que le courant se soit annulé naturellement. La figure 16 montre la disposition des quatre portes de prélèvement de 11 énergie Pl, P2, P3 et P4 et leur durée respective maximum Dm, ceci par rapport aux forces électromotrices instantanées el, e2, e 3 et e4 présentées sur les bobines de la machine. Il est également à noter que le commutateur est blo qué lorsque la force électromotrice est nulle, ce qui permet d'être assuré d t avoir à ce moment un courant nul dans la bobine commandée. lie chevauchement des portes de prélèvement qui correspond à la partie hachurée sur la figure 16, ne présente pas d'inconvénient particulier, car l'ouverture des commutateurs n'est jamais totale et leur fermeture a lieu avant la fin de la porte, ce qui a pour conséquence d'empêcher des commandes simultanées des commutateurs. Sur les figures 17 et 18, on voit la course maximum Cm du positionnement de la commande et la force électromotrice obtenue avant filtrage. La figure 17 permet de comprendre le calcul de la force électromotrice moyenne (E moy) qui est Dans un premier cas n # N/2 E moy = 1/N [ n E + N/2 E] = E [1/4 + n/N] Dans un deuxième cas n# N/2 E moy = E m [2 - n Lorsque la vitesse est maximum, c'est-à-dire au début de fonctionnement en génératrice7 la commande à appliquer donne tcujours n > O, ce qui permet de fonctionner dans la zone spécifiée en figure 17. La force éléctromotrice étant donnée par la relation : E = Eo #/#o dans laquelle E0 = force électromotrice à vide de la génératrice tournant à la vitesse angulaire #o w - vitesse angulaire nominale de la génératrice o # = vitesse angulaire réelle de la génératrice. Il est donc possible de déterminer les deux lois fondamentales en génératrice n # N/2, E moy = Eo #/#o [ 1/4 + n/N ] (6) n # N/2, E moy = Eo #/#o n/N [ 2 - n/N ] (7) Sachant que Ko = Eo/#o, il est ensuite possible d'ex- primer le coefficient K de la génératrice à partir des relations (6) et (7) n # N/2, K = Ko [ 1/4 + n/N ] (8) n # N/2, K = Ko n/N [ 2 - n/N ] (9) Afin d t atténuer les fluctuations du courant résultant de la force électromotrice non continue, il est nécessaire, comme cela a déjà été indiqué, de placer en série une self suffisante pratiquement identique en valeur à celle utilisée pour la fonction moteur. En fonctionnement en génératrice, il doit être rappelé que l'électronique doit assurer un double rôle qui consiste, d'une part, à maintenir la tension de sortie constante quelles que soient les modifications de vitesses et, d'autre part, à obtenir des couples, produits par les deux machines identiques. Pour ce faire, la variation de position de la commande des machines est effectuée à intervalles de temps réguliers, chaque intervalle ayant pour valeur T AT M dans laquelle T = temps total de décharge. M = nombre de pas de commande. lies intervalles de temps étant réguliers, le calcul (non effectué ici) indique que la commande doit être modifiée pour des écarts d'énergie constants. La relation entre le courant et la vitesse doit tenir compte de deux impératifs, à savoir le maintien de la tension de sortie constante quelles que soient les modifications de vitesse et l'obtention de couples identiques sur les deux volants. Ces conditions imposent alors deux relations fonda- mentales i1 + i2 = I (lO) KI il = B2 i2 (11) dans lesquelles i1, i2 sont les courants délivrés par les deux volants I est le courant appelé par la charge KI, K2 sont les coefficients caractéristiques des volants donnés par les relations (8) et (9) précitées. -Un développement des calculs (qui ne sera pas effectué ici) permet de donner une présentation simplifiée de la grandeur couple mise en évidence par l'hyperbole de couple utile Hcu qui est indiquée sur la figure 19 et qui est déterminée à partir de la relation dans laquelle P est la puissance délivrée, avec 1 etzi2 les vitesses respectives des deux machines. Cette meme figure 19 montre l'évolution du couple appliqué sur le volant eors ss une nouvelle valeur de K dont la démonstration est analogue à celle faite pour le moiteur, et il est à remarquer qu'une modification de la commande correspond à un changement de droite et qu'au cours du cycle de récupération d'énergie le dispositif va balayer le faisceau des droites Ki, K2 Le générateur qui délivre les signaux permettant d'élaborer les fenêtres de commutation est un élément essentiel de la chaîne. C'est en effet à partir du front de montée de ces signaux que le positionnement des commandes est établi. Ce générateur peut être par exemple constitué d'un oscillateur dont la self est disposée près du rotor. Trois pièces métalliques, 13 - 14 - 15, telles que représentées sur la figure 23, solidaires du rotor, passent dans l'entrefer de deux tores l1 - 12 constituant la self et en modifient le coefficient de qualité. La tension produite par cet oscillateur, qui est contenu dans chaque bloc "contrôle de débit" 8 et 9 et chaque bloc contrôle de vitesse" 4 et 5, est filtrée puis appliquée à un comparateur qui transforme le signal en une commande logique, tel que cela est représenté sur le diagramme des figures 20 et 21. Il est à noter que, compte tenu de la précision requise pour le positionnement de la commande, l'erreur maximum permise sur le seuil de déclenchement doit être inférieure à 20 mV pour des machines tournant à environ 700 tr/s. lie résultat doit toutefois être pondéré par le fait que les fenêtres de commutation Fl, F2, F3 et F4 sont élaborées à partir de deux signaux S1 et S2 déphasés d'une fenêtre représentée par 1/120 de tour. Par conséquent, comme le montre la figure 22, toute variation dans un sens sur les instants de détection est compensée par une variation inverse sur les deux dernières fenêtres, ce qui revient à dire que ces écarts doivent théoriquement se compenser en un tour du rotor et qu'en réalité la précision nécessaire sur les seuils de déclenchement pourrait être plus large. En se reportant aux figures 23 à 26 et à la figure 3, on peut voir la disposition angulaire des tores ainsi que la manière dont sont traités les signaux de commutation. Dans le cas dlune machine à 6 aimants, les pièces métalliques 13 - 14 - 15 passant dans l'entrefer des tores 11 et 12 sont réparties en trois secteurs de chacun 600, tandis que lesdits tores sont espacés de 300. Dans de telles conditions et en se référant à la figure 24, on voit qu'au ccurs d'un tour complet du rotor, la force électromotrice induite dans une bobine est d'allure tra pézoidale, conformément aux lois de l'induction précédemment exposées. Conjointement, les tores Il et 12 ont engendré des signaux dont l'allure en est donnée sur la figure 25. Lorsque ces signaux sont décodés, ils se présentent ensuite sous la forme donnée sur la figure 26 et ils sont alors directement exploitables pour la commande de la commutation appliquée sur chaque bobine. Dans le but de ne pas surcharger la présente description, qui expose uniquement un procédé pour réguler la tension de bord et piloter un engin spatial par utilisation d'un ensemble inertiel à deux machines dynamo-électriques moteur générateur, l'électronique de commande n'a volontairement pas été développée sous sa forme fonctionnelle. De même, l'exemple proposé comportant six aimants et quatre bobines n'est pas exclusif du procédé qui peut comporter autant d'aimants et de bobines que cela s'avère nécessaire. lia forme de réalisation décrite utilise six aimants pour des raisons techniques, dans le cas de l'engin spatial considéré. Ceci résulte essentiellement d'une optimisation de la régularité, dans la rotation des rotors. I1 va d'ailleurs de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter des équivalences dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir du cadre de ladite invention, lequel est défini dans les revendications qui suivent. REVE DI(tATIONS 1. Procédé de régulation de la tension de bord et de pilotage dtun engin spatial par un dispositif inertiel moteur générateur, caractérisé en ce qu'il consiste, d'une part, à disposer à bord dudit engin spatial au moins deux machines dynamo-électriques moteur générateur en contre-rotation, et d'autre part - dans la phase moteur en recherche de vitesse maxi male et sans correction de pilotage .à commander à partir d'une horloge l'accroissement de la vitesse des deux machines, .à appliquer sur chaque machine des commandes qui tiennent compte de l'information 'écart de vi tesse commandé, .à mémoriser la valeur de l'écart de vitesse com mandé ; valeur qui est celle imposée par la der nière correction de pilotage - dans la phase moteur et dès l'apparition d'une com mande provenant du pilotage à appliquer sur les deux machines des commandes qui tiennent compte à la fois de la loi théorique préétablie de montée en vitesse et de l'écart ins tantané de vitesse commandé par le pilotage a utiliser, en tant que signal d'erreur provenant du pilotage, une information vitesse - dans la phase générateur et sans correction de pi lotage .à appliquer les commandes sur les ginératrices de façon à suivre la loi théorique préétablie, a asservir la fréquence de l'horloge qui commande la loi de décroissance en vitesse sur la tension de sortie de façon a maintenir cette dernière cons tante et ceci quelles que soient les variations de la charge, .à appliquer sur chacune des machines des commandes qui tiennent compte de l'écart de vitesse comman dé par la dernière correction de pilotage, à réaliser la mémorisation de l'écart de vitesse commandé au moyen d'une intégration du signal d'erreur provenant du pilotage - dans la phase générateur et avec correction de pilotage .à asservir constamnent la fréquence de l'horloge qui commande la loi de décroissance en vitesse, sur la tension de sortie, à appliquer sur les deux machines des commandes qui tiennent compte à la fois de la loi théori que préétablie de décroissance de vitesse et de l'écart instantané de vitesse commandé par le pilotage, à à obtenir un écart de vitesse commandé au moyen d'une intégration d'un signal d'erreur provenant du pilotage, à utiliser, pour signal d'erreur provenant du pi lotage, une information vitesse. 2. Procédé de régulation de la tension de bord et de pilotage d'un engin spatial par un dispositif inertiel moteur générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fait comporter à chaque machine dynamo-électrique, d'une part un rotor ayant au moins six pas magnétiques constitués chacun d'un aimant périphérique à champ magnétique radial disposé selon un demi-pas magnétique , et la polarité des aimants est successivement inversée et, d'autre part, un stator ayant au moins quatre bobines en forme de spires espacées les unes des autres d'un demi-pas magnétique et situées en regard des aimants de manière que les brins desdites bobines coupent les champs magnétiques, la commutation sur bobines en forme de spires étant telle que se produisent - dans la phase moteur, les grandeurs : couple force électromotrice (E') ou coefficient (E) solt eonditionnées par les relations # = BIlNbR [ 1- ( n/N )2 ] = KoI [ 1 - ( n/N)2] od si Ko B4 NbR K = Ko [ 1 -(n/N)2] E' = dans laquelle B est l'induction magnétique coupant les brins I est le courant moyen circulant dans la spire l est la longueur active d'un brin Nb est le nombre de brins R est le rayon de positionnement des brins ff est le rapport du nombre de positions "avance commandée" su nombre de positions totales possibles;; # est la vitesse angulaire du rotor de la machine - dans la phase génératrice, une force électromotrice E, ou un courant I qui lui est associé, déterminés par les relations E moy = Eo #/#o [ 1/4 + n/N ] pour n # N/2 E moy = E0 & gt; m 2 - pour n # N/2 ou encore, comme :E moy = Ko#[1/4 + n/N] pour n # N/2 ; E moy = Ko# n/N [2 - n/N] pour n # N/2 relations dans lesquelles K0 = B l NbR (identique à la phase moteur) ft (phase génératrice) est le rapport du nombre de positions "ouverture commandée" au nombre de posi tions totales possibles (3 est la vitesse angulaire nominale de la génératrice; o W est la vitesse angulaire réelle de ia génératrice Eo est la force électromotrice à vide de la machine à la vitesse angulaire #o. 3. Procédé de régulation de la tension de bord et de pilotage d'un engin spatial au moyen d'un dispositif inertiel moteur générateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le rotor de chaque machine est pivoté sur palier magnétique et en ce que, dans la période de stockage d'énergie, des gé- nérateurs solaires alimentent conjointement les spires des stators des machines à travers des ensembles de commutation de puissance, en ce qu'un signal de dépointage peut agir sur un générateur de commande de vitesse commandas1 deux contrôleurs de vitesse agissant eux-mêmes sur chacun desdits ensembles de commutation de puissance et en ce que, dans la phase de restitution d'énergie, les spires des machines débitent conjointement sur la charge à travers les mêmes ensembles de commutation de puissance, en ce qu'un signal de dépointage agit sur un générateur de commande de débit commandant deux contrôleurs de débit agissant chacun sur lesdits ensembles de commutation et en ce qu'un générateur de signaux fournit, par ailleurs, les signaux permettant la commande et la régulation à travers les contrôleurs de-vitesse et de débit. 4. Procédé de régulation de la tension de bord et de pilotage d'un engin spatial au moyen d'un dispositif inertiel moteur générateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le générateur fournissant les signaux permettant d'élaborer les fenêtres de commutation est constitué d'un oscillateur dont la self est modifiée par des segments métalliques liés au rotor et passant dans l'entrefer de tores liés au stator de manière à en modifier le coefficient de qualité et la tension ainsi produite est filtrée puis appliquée à un comparateur qui transforme le signal en une commande logique. 5. Procédé de régulation de la tension de bord et de pilotage d'un engin spatial selon la revendication 4, caractérisé en ce que,dans le générateur de signaux, les segmentsmétalliques sont égaux à un demi-pas .-magnétique et sont espacés entre eux d'un demi-pas magnétique tandis que les deux tores sont espacés entre eux d'un quart de pas magnétique.