Brevet FR2667740A1 — publié le 19920410

:1 La présente invention concerne un appareil supracon- ducteur rotatif, par exemple une génératrice supraconduc- trice, dans lequel un bobinage au moins monté sur un rotor est composé d'un supraconducteur.5 Dans une génératrice classique, un bobinage inducteur composé d'un supraconducteur est logé dans un rotor, et les deux parties d'extrémité d'un arbre du rotor sont supportés par des paliers afin que le rotor puisse tourner. Un stator a un bobinage d'induit placé à distance du rotor10 avec un intervalle prédéterminé et est monté dans un châssis de stator Le châssis de stator est raccordé aux paliers et est supporté par une base Un dispositif de couplage destiné à raccorder un dispositif d'entraînement à une première partie d'extrémité de l'arbre du rotor est15 placé d'un côté du rotor, et une source d'un courant d'excitation destinée à transmettre un courant d'excitation au bobinage inducteur et une source d'un fluide de refroi- dissement destinée à transmettre un tel fluide au rotor sont placées sur l'autre partie d'extrémité de l'arbre du rotor. Le rotor de la génératrice supraconductrice a un mécanisme compliqué et des parties destinées à maintenir les supraconducteurs à une température de supraconduction. Par exemple, un rotor froid destiné à contenir le bobinage inducteur est protégé contre la chaleur provenant de l'extérieur afin que les supraconducteurs soient maintenus à une température de supraconduction, et soient réalisés avec une structure destinée à être refroidie par un fluide. Plus précisément, un cylindre de protection contre la chaleur, ayant une surface de miroir, et un cylindre de protection magnétique, destiné à protéger le bobinage inducteur contre un magnétisme nuisible provenant de l'induit, sont placés concentriquement à la périphérie externe du rotor froid, et des chambres disposées dans le rotor froid, le cylindre de protection contre la chaleur et le cylindre de protection magnétique sont formées par des chambres maintenues sous vide En conséquence, la conduc- tion de la chaleur provenant de la périphérie externe vers le rotor froid est empêchée par les chambres sous vide, et le rayonnement de la chaleur est arrêté par la surface réfléchissante du cylindre de protection contre la chaleur. Un tube de couple ayant une structure cylindrique creuse mince et un blindage contre le rayonnement ayant une surface sous forme d'un miroir et destiné à fermer l'extré- mité ouverte du tube de couple sont placés aux extrémités10 de l'arbre du rotor froid, et une chambre formée entre le côté du rotor tourné vers l'extrémité de l'arbre et le blindage de protection contre le rayonnement et des chambres formées dans le tube de couple sont réalisées afin qu'elles soient maintenues sous vide En conséquence, le transfert de la chaleur transmise axialement vers le rotor est empêché par les chambres sous vide, et la chaleur rayonnante est arrêtée par la surface réfléchissante du blindage de protection contre le rayonnement En outre, des organes mécaniques placés autour du rotor froid peuvent être refroidis à force par un fluide de refroidissement si bien que le refroidissement du rotor froid est encore renforcé. D'autre part, le fluide de refroidissement transmis au rotor et évacué de celui-ci est guidé d'un trou central formé dans la partie d'extrémité d'arbre du rotor de l'autre côté du dispositif de couplage vers le rotor par un tube d'alimentation Dans ce cas, comme une force dirigée radialement vers l'extérieur est appliquée au fluide de refroidissement par la force centrifuge et de rotation, le fluide de refroidissement introduit dans le rotor froid s'écoule dans un passage formé dans le rotor et refroidit le bobinage inducteur Comme le fluide de refroidissement de température plus élevée a une densité réduite, le fluide de refroidissement provenant du tube d'alimentation est réparti radialement à l'extérieur dans une chambre à basse température formée dans le rotor et le fluide de refroidis- sement qui a refroidi la chambre et dont la température a été élevée est rassemblé dans la partie centrale La partie de fluide de refroidissement dont la température s'est élevée s'évapore dans la partie centrale Le fluide évaporé de refroidissement rassemblé dans la partie centrale peut être évacué à partir d'un trou d'évacuation par un tube de purge. Dans la génératrice supraconductrice précitée, un tube d'évacuation des chambres sous vide placées autour du tube d'alimentation et du tube d'évacuation dans le rotor10 froid, sous vide, est destiné à protéger le fluide de refroidissement introduit et extrait et le rotor contre la chaleur Dans cet exemple classique, les chambres sous vide communiquent avec un trou de pompage de vide placé dans la partie d'extrémité d'arbre du côté opposé à l'accouplement afin que le vide soit formé à partir d'une section fixe correspondante. Dans la partie d'extrémité de l'arbre du rotor dans la structure d'alimentation et d'évacuation de fluide de refroidissement et dans la section fixe correspondante, un dispositif d'alimentation en fluide de refroidissement de la section fixe est divisé par plusieurs flasques placés suivant l'axe à plusieurs positions distantes de la péri- phérie externe du rotor, et un mécanisme d'étanchéité est placé dans un espace compris entre les flasques et l'arbre du rotor Ainsi, le trou central, le trou d'évacuation et le trou de pompage de vide de l'arbre du rotor peuvent communiquer indépendamment avec les chambres opposées du dispositif d'alimentation en fluide de refroidissement, formant des parties fixes Dans le dispositif d'alimenta- tion en fluide de refroidissement, un tube de transfert communiquant avec un dispositif d'alimentation en fluide de refroidissement et de récupération de celui-ci et un tube de pompage de vide communiquant avec un dispositif de pompage de vide peuvent être montés dans le dispositif d'alimentation en fluide de refroidissement, et peuvent communiquer indépendamment avec le trou central, le trou d'évacuation et le trou de pompage de vide du rotor. Un aimant et deux pièces polaires formées d'un matériau magnétique sont placés à la périphérie interne du flasque, et des tronçons magnétiques ayant des étages en forme de flasque sont placés à la périphérie externe de la5 partie opposée d'extrémité de l'arbre du rotor Un fluide magnétique est coulé entre l'étage et les pièces polaires placées comme décrit précédemment afin qu'il remplisse complètement l'espace formé entre l'étage et les pièces polaires et forme une paroi étanche sans perturbation de la10 rotation du rotor et sans contamination de l'atmosphère périphérique. Cependant, dans la génératrice supraconductrice précitée, les problèmes suivants se posent. ( 1) Comme le rotor froid est connecté mécaniquement aux organes mécaniques du rotor externe, de la chaleur externe est introduite par conduction dans le rotor froid. ( 2) De la chaleur externe est introduite par conduc- tion dans le rotor froid par les fils de transmission du courant d'excitation au bobinage inducteur. ( 3) Comme la partie des fils d'amenée du courant est formée de façon générale d'un conducteur normal, le rotor froid est chauffé par effet Joule dû au courant d'excitation. ( 4) Il faut toujours transmettre un fluide de refroidissement pendant le fonctionnement afin de supprimer l'élévation de température du rotor froid et de maintenir le supraconducteur qui compose le bobinage inducteur à la température supraconductrice, et la capacité que doit avoir le dispositif d'alimentation en fluide de refroidissement doit être grande. ( 5) Les pertes de fluide de refroidissement se produisent lorsque le fluide de refroidissement est trans- mis à la chambre à basse température du rotor froid par le tube d'alimentation, et le tube d'alimentation lui-même constitue un passage de transfert de chaleur introduisant de la chaleur externe dans le rotor. ( 6) Comme une première partie d'extrémité d'arbre du rotor est occupée pour la transmission du fluide de refroi- dissement comme décrit précédemment, il est difficile de monter d'autres parties mécaniques sur cette partie d'ex- trémité d'arbre Comme il est difficile de maintenir les caractéristiques d'étanchéité parce que le mécanisme précité d'étanchéité a un diamètre important et donc une vitesse circonférentielle élevée, il est difficile de connecter directement un arbre destiné à travailler avec un couple élevé. Ainsi, l'invention a essentiellement pour objet la réalisation d'un appareil supraconducteur rotatif, permet- tant une réduction de la chaleur qui est introduite dans le rotor froid, si bien que l'élévation de température du fluide de refroidissement dans une chambre destinée à contenir un organe à refroidir peut être réduite. L'invention concerne aussi la réalisation d'un appareil supraconducteur rotatif capable d'empêcher l'in- troduction de chaleur de la partie d'extrémité d'arbre, du côté opposé au dispositif de couplage au dispositif d'en- traînement, par transmission de fluide de refroidissement dans la partie précitée. L'invention concerne un appareil supraconducteur électrique rotatif qui peut transmettre un courant élec- trique à un rotor et supporter le rotor sans raccord ni contact afin que de la chaleur ne soit pas introduite dans le rotor. Dans un premier aspect, l'invention concerne un appareil supraconducteur rotatif comprenant un rotor supraconducteur qui contient un bobinage supraconducteur, un stator placé dans un espace à une distance prédéterminée du rotor supraconducteur et ayant un bobinage monté sur un châssis de stator, une chambre d'une structure de cryostat destinée à contenir le rotor supraconducteur, et un réfri- gérateur monté sur le rotor et destiné à refroidir le bobinage supraconducteur. Dans un autre aspect, l'invention concerne un appareil supraconducteur rotatif dans lequel un convertis- seur photoélectrique et un photocoupleur sont incorporés à un rotor supraconducteur, et une partie des fils de trans- mission du courant au rotor est formée d'un câble optique. Dans un autre aspect, l'invention concerne un appareil supraconducteur rotatif dans lequel un convertis- seur photoélectrique est placé dans un cryostat, et une partie au moins des fils de transmission de courant placés entre le convertisseur et le rotor est formée d'un conduc- teur supraconducteur. Dans un autre aspect, l'invention concerne un appareil supraconducteur rotatif dans lequel une chambre sous vide est formée entre un rotor supraconducteur et un stator, et une partie au moins de la périphérie externe du rotor est maintenue sous vide. Dans un autre aspect, l'invention concerne un appareil supraconducteur rotatif dans lequel un réfrigéra- teur, un tube d'alimentation en fluide de refroidissement placé du réfrigérateur au bobinage, dans un rotor, et un tube de récupération du fluide de refroidissement, destiné au réfrigérateur, sont placés dans un cryostat. Dans l'appareil supraconducteur rotatif ayant la disposition précitée, une partie au moins comprise entre les organes composant le cryostat, dans un rotor supracon- ducteur, est connectée par un dispositif magnétique de support, si bien que la connexion mécanique entre les organes est éliminée En outre, comme de la chaleur externe n'est pas introduite dans le rotor froid par conduction, la quantité de chaleur qui doit être introduite dans le rotor froid est réduite et l'échauffement du fluide de refroidis- sement est réduit. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure l A est une coupe partielle d'un appareil supraconducteur rotatif dans un mode de réalisation de l'invention; la figure 1 B est une coupe partielle d'un appareil supraconducteur rotatif dans un autre mode de réalisation; la figure 2 est une coupe longitudinale d'un rotor du mode de réalisation de la figure 1; les figures 3 A et 3 B sont des coupes schématiques permettant la description du dispositif de couplage magnétique;10 la figure 4 est une coupe schématique représentant un dispositif de couplage magnétique dans un exemple; la figure 5 est une coupe schématique représentant un dispositif de couplage magnétique dans un autre exemple; la figure 6 est un diagramme synoptique d'un dispo- sitif de couplage magnétique utilisant un couplage magné- tique du type représenté sur la figure 5; la figure 7 est une coupe schématique représentant un dispositif de couplage magnétique dans un autre exemple; la figure 8 est une vue schématique en perspective représentant la disposition du dispositif de couplage magnétique; la figure 9 est une coupe d'un dispositif de couplage axial; la figure 10 est une coupe d'un dispositif de couplage perpendiculaire à un axe; la figure 11 est une coupe d'un autre dispositif de couplage perpendiculaire à l'axe; la figure 12 est une coupe partielle d'un dispositif de couplage magnétique destiné à fixer des positions en direction axiale, en direction perpendiculaire à l'axe et dans le sens de la rotation; et la figure 13 est une coupe d'un rotor d'un appareil supraconducteur rotatif dans un autre mode de réalisation de l'invention. La figure l A représente un mode de réalisation d'appareil supraconducteur rotatif selon l'invention dans son ensemble, et la figure 2 représente la structure interne d'un rotor supraconducteur destiné à être utilisé dans l'appareil supraconducteur. Comme l'indique la figure l A, un bobinage inducteur, composé d'un conducteur supraconducteur, est logé dans un rotor 1, et les deux parties d'extrémité d'un arbre de rotor 1 sont supportées par des paliers 5 afin que le rotor puisse tourner Un stator 2 a un bobinage 2 a d'induit placé dans un espace à une distance prédéterminée du rotor 1 Le stator 2 est monté dans un châssis 4 de stator raccordé aux paliers 5 et supporté par une base 3 Un dispositif 6 de couplage destiné à connecter un dispositif d'entraînement à une première partie de l'extrémité de l'arbre du rotor est placé d'un premier côté de celui-ci, et une source 7 d'un courant d'excitation destiné à transmettre un courant d'excitation au bobinage inducteur est placée à l'autre partie d'extrémité de l'arbre, opposée au dispositif de couplage 6. Une enveloppe cylindrique 41 est disposée afin qu'elle entoure le rotor 1 entre celui-ci et le stator 2. Des parties de montage d'enveloppe, dépassant parallèlement à l'axe de l'arbre de rotation aux deux parties d'extrémité de l'enveloppe 4, sont raccordées au mécanisme d'étanchéité d'arbre 42 placé à proximité des paliers 5 afin qu'une chambre 45 maintenue à une pression réduite ou sous vide soit formée entre l'enveloppe 41 et le rotor 1 Dans ce cas, le mécanisme 42 d'étanchéité est maintenu à une pression différentielle entre l'intérieur de la chambre 44 dans laquelle est placé le rotor 1 et l'extérieur de l'enveloppe 41. Lorsque l'enveloppe 41 est destinée à former une structure de protection thermique, le rayonnement thermique qui pénètre de l'extérieur dans l'enveloppe 41 peut encore être réduit Une structure dans laquelle une enveloppe 41 a ayant une structure multicouche, c'est-à-dire comprenant au moins deux couches et des espaces entre les couches, est mise sous vide ou refroidie comme représenté sur la figure l B, constitue une structure concrète de protection de l'enveloppe 41 contre la chaleur Chacune des couches de la structure multicouche a une finition de miroir empêchant l'introduction du rayonnement thermique dans la chambre 41 a. Dans ce mode de réalisation, un réfrigérateur de petite taille, décrit en détail dans la suite, est placé dans le rotor 1, si bien qu'aucun dispositif n'est destiné à transmettre un fluide de refroidissement au rotor pendant le fonctionnement En conséquence, d'autres parties de la structure peuvent être montées sur les deux parties d'ex- trémité d'arbre du rotor Dans ce mode de réalisation, un dispositif de couplage 43 est destiné à raccorder directe- ment un autre arbre rotatif. Le rotor 1 a la construction représentée sur la figure 2, des arbres 45 et 46 de raccordement placés axialement des deux côtés du rotor 1 sont raccordés au rotor froid 10 par des dispositifs 47 a et 47 b de couplage magnétique Un cylindre 11 de protection contre la chaleur ayant une surface de miroir et un cylindre 12 de blindage magnétique destiné à protéger le bobinage inducteur 2 a contre un champ magnétique nuisible de l'induit sont disposés coaxialement à la périphérie externe du rotor froid 10, et des organes axiaux 48 a et 48 b de protection contre la chaleur, polis sous forme de surface de miroir, sont placés du côté des deux extrémités axiales Des chambres 13 a, 14, 49 a, 49 b, 49 c et 49 d formées par ces organes sont maintenues sous vide. Les bornes du bobinage inducteur 9 sont connectées à des convertisseurs photoélectriques 51 a et 51 b montés sur les organes axiaux 48 b d'un côté du rotor froid 10 par des fils 50 a et 50 b de transmission de courant et des photocou- pleurs 52 a et 52 b sont montés à des emplacements de l'arbre 46 de raccordement, sous forme d'un mécanisme destiné à transmettre un courant à un bobinage inducteur 9 contenu dans le rotor froid 10 Les photocoupleurs 52 a et 52 b sont connectés respectivement aux photocoupleurs 54 a et 54 b montés sur la partie périphérique externe de l'arbre par des câbles optiques 53 a et 53 b Ainsi, un courant d'excita-5 tion est transmis au bobinage inducteur 9 par transmission optique Dans ce cas, le courant d'excitation est transmis du côté fixe au côté rotatif par un dispositif de transmis- sion et de réception optique (non représenté) Les fils 50 a et 50 b de transmission de courant sont formés de supracon- ducteurs et sont refroidis à une température supraconduc- trice dans le rotor froid 10. Dans la structure précitée d'alimentation en cou- rant, les transferts de chaleur des fils 50 a et 50 b aux câbles optiques 53 a et 53 b sont empêchés par la chambre sous vide 49 c et les photocoupleurs 52 a, 52 b et 54 a, 54 b. En outre, selon l'invention, un circuit de circula- tion d'un fluide de refroidissement comporte un réfrigéra- teur 55 de petite dimension monté sur l'arbre 45 dans la chambre 49 a du rotor froid 10, un fluide de refroidissement transmis du rotor 10 étant destiné à refroidir l'intérieur du rotor 10 et, lorsqu'il s'est échauffé, étant transmis au réfrigérateur 55 par un tube 56 de retour, le fluide de refroidissement ainsi refroidi par le réfrigérateur 55 étant transmis à nouveau au rotor froid par un tube 57 d'alimentation afin qu'il refroidisse des parties prédéter- minées par l'intermédiaire de passages (non représentés), et il pénètre dans le réfrigérateur 55 par le tube 56 de retour Dans ce circuit de circulation de fluide de refroi- dissement, un tube 58 d'alimentation en fluide de refroi- dissement est raccordé de façon temporaire à une source de fluide de refroidissement (non représentée) par un orifice de remplissage du rotor 10 par le fluide de refroidisse- ment, dans une étape initiale avant le fonctionnement de l'appareil supraconducteur rotatif Le tube 58 d'alimenta- tion en fluide de refroidissement est guidé vers la chambre l Oa à basse température formée dans le rotor 10 par l'arbre 46, et un clapet de retenue 59 est disposé afin que le fluide de refroidissement ne revienne pas de la chambre 10 a à basse température par l'intermédiaire du tube 58 d'ali- mentation Dans ce cas, la partie du tube 58 qui est proche du rotor froid 10 est formée d'un matériau d'isolation thermique, si bien que la chaleur externe ne peut pas pénétrer dans le rotor 10 par le tube 58 d'alimentation La chaleur dégagée par le réfrigérateur 55 est évacuée par l'arbre 45. Des exemples de structures des dispositifs précités de couplage magnétique 47 a et 47 b sont maintenant décrits. La figure 3 A illustre le principe du couplage magnétique Sur la figure 3 A, des organes 61 destinés à être supportés (c'est-à-dire les arbres 45 et 46), com- portent, au moins partiellement, des matériaux magnétiques 62, et un organe 63 de support (c'est-à-dire le rotor froid ) possède des aimants 64 à des emplacements correspondant aux matériaux magnétiques 62. Lorsque les matériaux magnétiques 62 et les aimants 64 ont des positions prédéterminées par rapport aux organes 61 et à l'organe 63 de support, les organes 61 sont forte- ment attirés par l'aimant 64 par la force magnétique élevée En conséquence, les organes 61 peuvent être fixés à des positions arbitraires par variation des forces magné- tiques de plusieurs aimants 64 qui sont fixés à des posi- tions prédéterminées de l'organe 63 de support. Le dispositif magnétique précité de couplage utilise la force d'attraction de l'aimant mais peut aussi utiliser la force de répulsion Dans ce cas, comme représenté sur la figure 3 B, un matériau diamagnétique 62 a occupe la position des matériaux magnétiques de l'organe 51 On utilise, comme matériau diamagnétique, par exemple un matériau supracon- ducteur, et ce diamagnétisme est bien connu dans l'effet "Meissner" Dans un exemple illustré par la figure 4, des aimants 64 et 65 de même polarité ont des positions oppo- sées sur l'organe 63 et l'organe 61. Dans toutes ces dispositions, le principe de fonc- tionnement de fixation de l'organe 61 en position arbitraire est pratiquement le même que sur la figure 3 A, bien que les sens des forces magnétiques soient opposés. Cependant, comme la force de répulsion est plus intense lorsque la distance entre l'organe 63 de support et5 l'organe 61 à supporter est plus courte, dans le procédé mettant en oeuvre la force de répulsion de ces aimants, le réglage de la fixation de la position constitue un avantage. Comme les organes de support et à supporter peuvent être fixés en position relative sans contact l'un avec l'autre dans toutes les dispositions décrites précédemment, ces montages constituent efficacement le dispositif de couplage magnétique selon l'invention Dans ce mode de réalisation, la disposition de la figure 3 A est utilisée par exemple comme dispositif de couplage magnétique selon l'invention, et on la décrit plus en détail. La figure 5 représente un exemple du cas dans lequel la position de l'organe 61 à supporter est fixe. Un aimant 64 est constitué d'un électro-aimant Un courant est transmis par des fils 66 a et 66 b afin qu'une force magnétique soit créée La position de l'organe 61 à supporter est détectée par un capteur 67, et le signal de détection du capteur 67 est transmis par des fils 68 a et 68 b de mesure. Un exemple d'organe de commande de fixation de position est maintenant décrit en référence au circuit de la figure 6. Sur la figure 6, des signaux 71 de détection de capteurs prédéterminés de position 67 a et 67 b sont transmis à un circuit 70 de traitement de signaux d'erreur et subissent un traitement de données afin qu'ils forment des signaux d'erreur 72 qui sont transmis à un processeur 73 de signaux Les signaux d'erreur 72 sont comparés à un signal de référence dans le processeur 73 Un signal de sortie, c'est-à-dire un signal donnant le résultat de la comparai- son du processeur 73, est traité par un circuit 74 mettant en oeuvre une fonction de transfert et parviennent sous forme des signaux de sortie 74 a et 74 b à des amplificateurs de puissance 75 a et 75 b Des signaux d'excitation sont amplifiés par des amplificateurs de puissance 75 a et 75 b en fonction des signaux de sortie 74 a et 74 b et ils sont transmis comme courants d'excitation 76 aux électro-aimants 64 a et 64 b La position de l'organe 61 est ainsi réglée. La figure 7 représente un dispositif de fixation de position de l'organe à supporter 61 dans un autre exemple. Ce dispositif de fixation de position a plusieurs entre- toises 69 ayant plusieurs positions entre les organes 61 et 63, et possédant une rigidité prédéterminée, afin qu'elles déterminent mécaniquement les positions des deux organes 61 et 63 Dans cette disposition, comme il existe une partie mécanique de contact, un trajet de transfert de chaleur est formé entre l'organe à supporter 61 et l'organe de support 63 Comme la fonction du dispositif mécanique de couplage comprenant les entretoises 69 est seulement de compléter l'action du dispositif magnétique de couplage, l'organe de fixation comprenant les entretoises 69 peut être réalisé afin qu'il augmente la résistance au transfert de chaleur et réduise la quantité de chaleur transférée Ce dispositif de fixation de position est avantageux avec le dispositif de couplage magnétique mettant en oeuvre la force de répulsion des aimants en particulier, pour la raison décrite précédemment. On décrit maintenant le principe précité de fonc- tionnement dans un exemple dans lequel l'invention est appliquée à des dispositifs magnétiques de couplage 47 a et 47 b du mode de réalisation de l'invention. Sur la figure 2, il est nécessaire de raccorder le rotor froid 10 aux arbres 45 et 46 du côté des deux extré- mités du rotor froid 10, avec une résistance suffisante aux forces appliquées dans trois directions, la force axiale, la force perpendiculaire et la force de rotation En conséquence, des dispositifs magnétiques de couplage 47 a et 47 b sont disposés afin qu'ils résistent aux forces dans ces trois directions. Dans l'exemple de la figure 8, des dispositifs magnétiques axiaux de couplage 81 a et 81 b, des dispositifs magnétiques perpendiculaires de couplage 82 a et 82 b et des dispositifs magnétiques de couplage en rotation 83 a et 83 b 5 sont disposés aux deux extrémités axiales du rotor 10 à basse température, et aux extrémités des arbres 45 et 46 qui sont opposées aux deux extrémités du rotor 10 Comme les éléments des dispositifs magnétiques axiaux de couplage 81 a et 81 b ont déjà été décrits, les mêmes références numériques sont utilisées pour désigner les organes corres- pondants et leur description est omise Comme dispositifs magnétiques perpendiculaire de couplage 82 a et 82 b, on utilise les dispositifs magnétiques de couplage des exemples représentés sur les figures 10 et 11 (en coupe suivant la ligne A-A de la figure 10) et, comme dispositif magnétique de couplage en rotation 83 a et 83 b, on utilise les dispositifs magnétiques de couplage des exemples représentés sur la figure 12, tous ces dispositifs ayant déjà été décrits, si bien que les mêmes références numé- riques sont utilisées pour désigner les organes correspon- dants et leur description est omise. Dans le mode de réalisation décrit précédemment, les électro-aimants sont montés du côté du rotor froid 10, et les bobinages destinés à former lesélectro-aimants sont constitués de conducteurs supraconducteurs Le fluide de refroidissement du rotor froid est transmis aux bobinages supraconducteurs par un trajet d'alimentation en fluide de refroidissement (non représenté) afin que les conducteurs supraconducteurs soient refroidis à une température de supraconduction D'autre part, lors de l'utilisation de l'effet Meissner du matériau supraconducteur précité, des aimants sont montés sur les arbres 45 et 46, et des maté- riaux supraconducteurs sont montés sur le rotor froid 10 si bien que le matériau supraconducteur est maintenu de manière analogue à la température de supraconduction. Dans le mode de réalisation des dispositifs décrits précédemment, le rotor froid 10 est connecté aux arbres 45 et 46 aux deux extrémités axiales du rotor froid 10 par des dispositifs magnétiques de couplage 47 a et 47 b avec inter- position d'un espace prédéterminé contenant le vide En conséquence, la conduction de la chaleur vers le rotor froid 10 est empêchée par la partie de connexion et sup- prime l'échauffement du rotor froid 10 Comme les fils 50 a et 50 b de transmission de courant du rotor froid 10 sont formés de conducteurs supraconducteurs, le dégagement de chaleur par effet Joule peut être évité, et l'élévation de température du rotor froid 10 peut être supprimée En outre, comme le courant est transmis aux fils 50 a et 50 b par de la lumière provenant des photocoupleurs 52 a, 52 b et 54 a, 54 b, l'introduction de chaleur externe peut être évitée et l'échauffement du rotor froid 10 peut être supprimé. Simultanément, la plus grande partie du rotor tourne sous vide et élimine l'échauffement de la surface du rotor dû aux pertes aérodynamiques et supprime en outre l'échauf- fement du rotor froid En conséquence, comme la quantité nécessaire de fluide de refroidissement destinée à être transmise au rotor pendant le fonctionnement est réduite, la capacité et la taille du dispositif d'alimentation en fluide de refroidissement peuvent être réduites afin que le fonctionnement soit rentable En outre, le réfrigérateur 55 est placé dans le rotor afin que le dispositif de transmis- sion de fluide de refroidissement au rotor soit éliminé. Ainsi, une application dans laquelle le rotor est entraîné par les deux extrémités peut être utilisée. La figure 13 représente un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel les organes analogues à ceux de la figure 2 portent les mêmes références numériques et leur description est omise car seules les différences sont décrites Dans ce mode de réalisation et comme représenté sur la figure 13, les bobinages inducteurs 9 des deux pôles sont connectés par des conducteurs supraconducteurs 91 par l'intermédiaire d'un commutateur 90 d'un courant permanent qui est commandé par un signal optique Un câble optique 92 est placé entre le commutateur 90 et la périphérie externe d'un arbre 46 de raccordement, et un signal de pilotage provenant d'un organe de commande 94 placé à l'extérieur est transmis comme signal optique au commutateur 90 par le câble optique 92 et un photocoupleur 93 Dans ce cas, le signal optique destiné au commutateur est transmis au commutateur 90 en coopération avec le signal optique de réglage du courant du bobinage inducteur 9 par un photo- coupleur 95 sous la commande d'un organe externe 94 de commande. Dans le cas o la génératrice supraconductrice ayant la disposition précitée fonctionne avec un courant constant d'excitation, le commutateur 90 est commandé lorsqu'une valeur prédéterminée du courant est transmise au bobinage inducteur 9 afin que le courant d'alimentation soit sup- primé, si bien qu'un fonctionnement peu coûteux est assuré sans qu'une alimentation externe en courant soit nécessaire. On a décrit les modes de réalisation précités dans le cas d'une génératrice supraconductrice considérée à titre d'exemple Cependant, l'invention s'applique aussi à toutes les machines supraconductrices tournantes, et leurs éléments constituants individuels peuvent être combinés de diverses manières. Ainsi, l'invention concerne un appareil supraconduc- teur rotatif dans lequel la quantité de chaleur transférée au rotor froid peut être réduite afin que l'échauffement du fluide de refroidissement soit réduit, et la transmission du fluide de refroidissement à partir d'une extrémité d'arbre du rotor est éliminée afin que le transfert de chaleur depuis ces parties soit éliminé. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux appareils qui viennent d'être décrits uniquement à titres d'exemples non limita- tifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Appareil supraconducteur rotatif, caractérisé en ce qu'il comprend: un rotor supraconducteur ( 1) constitué par une structure à cryostat et contenant un bobinage supraconduc- teur ( 9) destiné à être refroidi par un fluide de refroi- dissement, une source ( 7) d'excitation destinée à transmettre un courant d'excitation au bobinage supraconducteur, un stator ( 2) placé dans un espace, à une distance prédéterminée du rotor supraconducteur et ayant un bobinage d'induit ( 2 a), et un dispositif de réfrigération ( 55) logé dans le rotor supraconducteur ( 1) et destiné à refroidir le fluide de refroidissement introduit dans celui-ci et qui s'échauffe lors du refroidissement du bobinage supra- conducteur. 2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor supraconducteur ( 1) comporte un arbre ayant une première et une seconde partie d'extrémité ( 45, 46) disposées successivement, dans le sens de rotation de l'arbre, un rotor froid ( 10) placé entre la première et la seconde partie d'extrémité de l'arbre et refroidi par le dispositif de refroidissement et contenant le bobinage supraconducteur, un réservoir ( 11) de protection contre la chaleur destiné à loger de manière étanche le rotor froid, et un dispositif magnétique de couplage ( 62, 64) destiné à raccorder le rotor froid à l'arbre, sans contact, à l'aide d'une force magnétique. 3 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor supraconducteur comprend un circuit de circulation de fluide de refroidissement ayant un tube d'alimentation ( 58) destiné à transmettre le fluide échauffé de refroidissement au dispositif de réfrigération ( 55) et un tube de retour ( 56) destiné à renvoyer le fluide de refroidissement refroidi par le dispositif de réfrigéra- tion ( 55) vers le rotor froid ( 10). 4 Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif magnétique de couplage comporte un dispositif ( 64) placé à la première et à la seconde partie d'extrémité ( 63) de l'arbre et aux extrémités ( 61) du rotor froid ( 10) qui correspondent à la première et à la seconde partie de l'extrémité de l'arbre, ce dispositif étant destiné à coupler le rotor froid aux parties d'extrémité d'arbre sans contact, par une force d'attraction magnétique. 5 Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif magnétique de couplage comprend au moins un aimant ( 64) monté sur chacune des première et seconde parties d'extrémité de l'arbre, et au moins un matériau magnétique ( 62) occupant une position qui corres- pond à l'aimant à chacune des extrémités du rotor froid. 6 Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif magnétique de couplage comporte au moins un aimant ( 64) monté sur chacune des première et seconde parties d'extrémité de l'arbre, et au moins un matériau diamagnétique ( 62 a) ayant une position correspon- dant à l'aimant à chacune des extrémités du rotor froid. 7 Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'aimant ( 64) est un électro-aimant. 8 Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif magnétique de couplage comporte au moins un électro-aimant ( 64) monté sur chacune des première et seconde parties d'extrémité d'arbre, au moins un maté- riau magnétique ( 62) occupant une position correspondant à l'électroaimant à chacune des extrémités du rotor froid, un capteur ( 67 a, 67 b) de position destiné à détecter la position du rotor froid et transmettant un signal de détection, et un dispositif ( 75 a, 75 b) destiné à trans- mettre un courant d'excitation à l'électro-aimant à la suite du signal de détection provenant du capteur de position. 9 Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif magnétique de couplage comporte un dispositif supplémentaire qui comprend plusieurs entre- toises mécaniques ( 69) placées entre chacune des première et seconde parties ( 63) d'extrémité d'arbre et chacune des extrémités ( 61) du rotor froid.5 10 Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif magnétique de couplage comprend un premier dispositif magnétique de couplage ( 81 a, 81 b) destiné à coupler axialement le rotor à basse température à l'arbre, un second dispositif magnétique de couplage ( 82 a,10 82 b) destiné à coupler le rotor froid à l'arbre perpendi- culairement à l'axe du rotor, et un troisième dispositif magnétique de couplage ( 83 a, 83 b) destiné à coupler le rotor froid à l'arbre de rotation. 11 Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif magnétique de couplage comprend au moins un électro-aimant ( 64) monté à chacune des parties d'extrémité du rotor froid et ayant un bobinage supracon- ducteur destiné à être refroidi par le fluide de refroidis- sement, et au moins un aimant monté sur chacune des pre- mière et seconde parties d'arbre. 12 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor supraconducteur comprend un dispositif ( 53 a, 53 b, 54 a, 54 b) de transmission d'un courant d'excita- tion de la source ( 7) de courant d'excitation au bobinage supraconducteur par conversion photoélectrique. 13 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor supraconducteur comporte un arbre ayant une première et une seconde partie d'extrémité ( 45, 46) disposées successivement dans la direction de l'arbre de rotation, un rotor froid ( 10) placé entre la première et la seconde partie de l'extrémité de l'arbre et refroidi par le fluide de refroidissement et contenant le bobinage supra- conducteur, un récipient ( 11) de protection contre la chaleur destiné à loger le rotor froid de manière étanche, un dispositif magnétique de couplage ( 61, 63) destiné à raccorder le rotor à basse température à l'arbre sans contact à l'aide d'une force magnétique, et un dispositif photocoupleur ( 51 a, 51 b, 52 a, 52 b) placé entre l'une des première et seconde parties d'extrémité d'arbre et le rotor froid et destiné à transmettre un courant d'excitation et un courant de pilotage de la source de courant d'excitation au bobinage supraconducteur et au dispositif de réfrigéra- tion par conversion photoélectrique. 14 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor froid comprend un commutateur ( 90) d'un courant permanent destiné à être ouvert lorsqu'un courant d'excitation destiné à la source de courant d'excitation du bobinage supraconducteur, destinée à transmettre un courant permanent au bobinage supraconducteur, atteint une valeur prédéterminée du courant. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que le récipient de protection contre la chaleur comprend un récipient ( 41 a) ayant une structure multicouche. 16 Appareil supraconducteur rotatif, caractérisé en ce qu'il comprend un rotor supraconducteur ( 1) constitué d'une struc- ture formant cryostat et comprenant un rotor froid ( 10) contenant un bobinage supraconducteur ( 9) destiné à être refroidi par un fluide de refroidissement et un récipient ( 11) de protection contre la chaleur destiné à loger le rotor froid ( 10) de manière étanche, une source ( 7) desti- née à transmettre un courant d'excitation au bobinage supraconducteur, un stator ( 2) placé dans un espace avec un inter- valle prédéterminé par rapport au rotor supraconducteur et ayant un bobinage d'induit ( 2 a), et un dispositif de réfrigération ( 55) destiné à refroidir le fluide de refroidissement contenu dans le rotor supraconducteur ( 10) et échauffé par ce bobinage supraconducteur.