Brevet FR2555114A1 — publié le 19850524

Transmission électrique pour véhicules à chenilles. La présente invention concerne d'une manière générale les véhicules dits à chenilles, et plus particulièrement des perfectionnements apportés aux moyens de propulsion et de transmission de tels véhicules. On sait que certains véhicules à chenilles actuels ,tels que des chars militaires, sont entraînés par des moteurs conventionnels ,par exemple thermiques, la puissance que délivrent ceux-ci étant fournie aux barbotins des chenilles à travers une boîte de transmission mécanique. Ce type d'entrainement est désavantageux en ce que le moteur (ou la turbine) ne tourne pas en permanence à son régime optimal, que l'effort de traction présente des discontinuités indésirables, et quten outre une grande partie de lténergie de propulsion est perdue par freinage mécanique lors de virages ou de pivotements sur place dudit véhicule. Enfin la conduite de ce genre de véhicule est complexe et astreignante. La présente invention vise à pallier ces inconvénients et a pour premier objet de proposer un dispositif de transmission dans lequel le moteur (ou la turbine) fonctionne en permanence à son régime de rendement optimal, dont l'utilisation soit souple et sans à-coups, avec une variation continue de l'effort de traction. Un autre objet de l'invention est de proposer un dispositif de transmission qui offre la possibilité de récupérer de l'énergie sur la ou les chenilles devant être freinées, par exemple en virage ou en descente, cette récupération se substituant à un freinage mécanique. A cet effet la présente invention concerne un dispositif de transmission pour véhicule à chenilles du type comportant comme source d'entraînement un moteur, de type conventionnel, caractérisé par le fait qu'il comprend des premiers moyens reliés à la sortie du dit moteur et agencés pour engendrer un courant électrique, deux moteurs électriques agencés pour entrarner les barbotins des chenilles du dit véhicule, et des moyens pour faire varier les paramètres du courant électrique de sortie des premiers moyens et pour appliquer deux courants électriques différents aux deux moteurs électriques d'entraînement, L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée suivante d'une forme de réalisation préférée du dispositif de transmission selon l'invention, donnée à titre d'exemple et faite en référence au dessin annexé, sur lequel la figure unique est un schéma-bloc du dispositif de l'invention. En référence au dessin, le dispositif comprend tout d'abord un moteur conventionnel, par exemple un moteur diésel, dési gné par le numéro de référence 10 , qui équipe traditionnellement un véhicule à chenilles de type char d'assaut militaire, et dont l'arbre de sortie entraîne un alternateur 14 par l'intermédiaire éventuellement d'un multiplicateur de vitesse 12 approprié. Dans le présent exemple est concernée la transmission d'un char d'un poids de 30 à 35 tonnes comprenant un moiteur qui développe une puissance d'environ 800 Ch pour un régime de 2500 t/mn. Le mlltiplicateur 12 est agencé pour convertir une telle vitesse de rotation de sortie d'arbre de 2500 t/mn en une vitesse de rotation de 9000 t/mn. On verra par la suite l'utilité d'un tel multiplicateur. L'alternateur 14, entraîné à cette vitesse de rotation, est conçu pour délivrer un courant alternatif triphasé d'une fréquence de 1200 Hz, sous une puissance d'environ 750 kVA.La sortie de l'alternateur 14 est raccordée, par des câbles électriques de section appropriée, à l'entrée de deux cycloconvertisseurs à thyris tors 16a et 16b, montés en parallèle, agencés pour fournir en sortie des courants dont la fréquence peut varier entre O et 300 Hz et la tension de O à 700 V. De tels convertis- seurs sont bien connus dans la technique et sont, par exemple, composés de deux ponts de Graetz montés en antiparallèle par phase.On pourra faire fonctionner les moteurs que les cycloconvertisseurs alimentent aussi bien en marche avant quen marche arrière en modifiant simplement l'ordre de succession des phases, clss'-à-dire par simple action sur la commande des thyristors des cycloconvertisseurs, ce qui permet d'éviter l'emploi de mécanismes notamment lors d'une rotation sur place du véhicule. chacun des cycloconvertisseurs 16a, lob alimente respective ment un moteur alternatif asynchrone 18a, 18b à quatre poles, de type à cage d'écureuil. L'utilisation de tels moteurs est avantageuse du fait de leur robustesse, de leur faible glissement, de leur rendement et de leur couple élevés. Pour un char du type précité, compte tenu des exigences de comportement en côte et en virage, on utilisera des moteurs d'une puissance de 240 kW chacun. Ainsi, avec un courant de sortie des cycloconvertisseurs dont la fréquence peut varier entre 0 et 300 Hz et la tension de O à 700 V , on obtiendra une vitesse de rotation de ces moteurs pouvant varier conti rament entre 0 et 9000 t/mn. Chaque moteur 18a, 18b est relié à son barbotin de chenille respectif 22a, 22b par l'intermédiaire d'un train dsengrenagefi réducteur, respectivement 20a et 20b, convertissant la vitesse de rotation de 9000 t/mn en une vitesse de rotation de 600 t/m9 vitesse d'entraînement maximale souhaitable des barbotins compte tenu des exigences. Le dispositif de l'invention comprend en outre une unité de commande 26 agencée pour délivrer à l'alternateur et aux cycloconvertisseurs des signaux de commande (destinés notait ment à la commande des thyristors) en fonction des commandes de directions d'accélérateur et de frein du poste de conduite. 11 est intéressant de noter que, lorsque le freinage dlune des deux chenilles est souhaité, par exemple pour amorcer un virage, il suffit de modifier la fréquence et la tension en sortie du cycloconvertisseur correspondant de manière à ce que le moteur asynchrone associé passe en mode générateur, une récupération d'énergie électrique ayant alors avantageusement lieu, par exemple pour l'entrainement de l'autre moteur. Ce mode de freinage peut aussi être utilisé dans les descentes: les moteurs asynchrones fonctionnent alors en génératrices asynchrones et renvoient de l'énergie à I'alternaear, le moteur thermique constituant alors un frein-moteur. Si celui-ci devenait insuffisant, et pour éviter de l ntrat- ner en survitesse, des résistances de freinage par exemple connectées en parallèle, peuvent être connectées sur commande, dans le circuit triphasé entre l'alternateur et les cycloconvertisseurs, permettant ainsi d'assurer un freinage rhéostatique d'appoint. Bien entendu,les aiverses parties du dispositif décrit seront dimensionnées en fonction des exigences concernant les performances du véhicule à chenilles, en particulier de sa vitesse maximale, de son accélération maximale, de sa vitesse en rampe, de sa vitesse en virage, etc... Notamment, on pourra avantagez sement surdimensionner l'alternateur de manière qu'il puisse fournir les pointes de tension nécessaires, par exemple au démarrage et en entrée de virage et, du fait d'un cos T des cycloconvertisseurs assez faible, de l'ordre de 0,75, sa puissance de sortie sera prévue supérieure à celle consommée à 11 entrée des cycloconvertisseurs Bien évidemment, les courants dans le dispositif peuvent être aussi bien monophasés que triphasés. Enfin, les thyristors des cycloconvertisseurs fonctionnant en mode de commutation naturelle, il n1 est pas nécessaire de prévoir des circuits de commutation annexes. Le refroidissement de l'ensemble qui. dans le présent exemple, dissipera une puissance thermique de l'ordre de 10 kW, sera avantageusement effectué par brouillard d'huile pour les machines tournantes et par circulation d'huile pour les cycloconvertisseurs, solution qui permet un débit raisonnable et qui s'adapte bien aux machines à vitesse de rotation élevée. Comme on l'a vu, le dispositif peut comporter un multiplicateur de vitesse en sortie du moteur thermique et deux réducteurs de vitesse en sortie des moteurs asynchrones. Ceci présente l'avantage de pouvoir faire tourner les divers compo sants électriques à une vitesse de rotation élevée, au profit d'une diminution de ltencombrement de ceux-ci. On a décrit ci-dessus un dispositif fonctionnant avec un générateur de courant alternatif et des moteurs à courant alternatif. On notera que l'on pourrait également faire appel à un système alternatif-continu, ou encore continu-continu, bien que ces solutions soient moins bien adaptées au cas de la transmission d'un char militaire, oui implique des puissances relativement élevées, et nécessiteraient des opérations de maintenance supplémentaireS. 3ien que le dispositif décrit ci-dessus offre la possibilité de faire varier continûment la vitesse de rotation des barbotins entre la marche avant et la marche arrière, il peut etre avantageux, pour exploiter au mieux les caractéristiques de couple et de puissance des moteurs asynchrones, qui fonctionnent sur des plages très larges, de prévoir entre les dits moteurs et les barbotins des réducteurs à deux rapports, "une petite vitesse permettant de disposer d'une puissance suffisante même pour des vitesses du char relativement faibles. vn sait en effet que la puissance développée par les moteurs asynchrones pour des vitesses de rotation basses est largement inférieure à leur puissance maximale. Notons qu'il est avautågeux de'placeur un capteur de vitesse à faible--résolution sur chaque moteur de manière à optimaliser les courants d'alimentation des dits moteurs, en fonction de la fréquence des courantes rotoriques dans le moteur. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite, et couvre également toute modification on variante que pourra y apporter l'Homme de l'Art dans le cadre de ses connaissances normales. REVEND-CATIONS 1. Dispositif de transmission pour véhicule à chenilles du type comportant comme source d'entrainement un moteur conventionnel tel un moteur thermique, caractérisé par le fait qu'il comprend des premiers moyens (12, 14 ) reliés à la sortie du dit moteur (10) et agencés pour engendrer un courant électrique, deux moteurs électriques (18a, 18b) agencés-pour entraîner les barbotins (22a, 22b ) des chenilles du dit véhicule, et des seconds moyens (26; lova, lob ) pour faire varier les paramètres du courant électrique de sortie des premiers moyens et pour appliquer deux courants électriques différents aux deux moteurs électriques dtentraanementO 2.Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les premiers moyens comprennent un alternateur (14). 3 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans le cas d'un entraînement par un moteur ther- mique on dispose, entre le dit moteur thermique et l'alterna teur (14), un multiplicateur de vitesse (12). 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moteurs d'entraînement sont des moteurs asynchrones de type à cage d'écureuil. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les seconds moyens comprennent deux cycloconvertisseurs (16a, 16b). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que sont en outre prévus,entre les moteurs d'entralnement et les barbotins, deux réducteurs de vitesse ( 20a 20 b). ?. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 , caractérisé en ce que le refroidissement est effectué par brouillard d'huile pour les machines tournantes et par circulation d'huile pour les cycloconvertisseurs. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des résistances de freinage connectables sur commande dans le circuit électrique entre l'alternateur et les cyclocontertisseurss pour éviter d'entraSner le moteur thermique en survitesse.