Brevet FR2825846A1 — publié le 20021213

SR 21552 JP/VD 1 2825846 APPAREIL MOTEUR-GENERATEUR POUR VEHICULES UTILISANT UNE MACHINE SYNCHRONE La présente invention concerne les machines tournantes électriques connues sous le nom de machines synchrones et en particulier concerne une machine synchrone destinée à être utilisée en tant qu'appareil moteur- générateur pour véhicule, apte à être commandée de façon à accomplir au choix des fonctions de moteur électrique et de générateur de puissance électrique. On a déjà proposé d'utiliser une machine synchrone du genre ayant un bobinage de champ dans un appareil moteur-générateur pour véhicule entrané par un moteur à combustion interne (désigné simplement, par la suite, sous le terme de moteur) de façon qu'une seule et même machirie électrique tournante puisse être utilisée comme moteur pour lancer le moteur à combustion interne et comme générateur (entrané par le moteur à combustion interne) pour fournir de la puissance électrique destinée à charger la batterie du véhicule lorsque le moteur tourne. On peut aussi utiliser un tel appareil moteur-générateur pour véhicule pour fournir de la puissance motrice lorsque cela est nécessaire, dans le cas d'un véhicule à moteur de type hybride. Mais, avec un tel appareil, une condition de fonctionnement particulièrement défavorable existe lorsque le moteur est arrêté immédiatement après que 1'appareil moteur-générateur du véhicule ait fonctionné dans un état dans lequel il fournit un niveau notable de puissance électrique (de sorte que la machine synchrone est à haute température) et que le moteur à combustion interne est démarré de nouveau peu de temps après avoir été arrêté. Une intensité de courant élevée doit traverser le bobinage de champ de la machine synchrone à faible vitesse de rotation. Il en résulte qu'il se peut que la température maximale admissible du bobinage de champ soit dépassée de sorte qu'il peut y avoir destruction ou détérioration de l'isolement. Une telle situation peut se produire de façon relativement fréquente, par exemple lorsque le véhicule fonctionne dans un mode " arrêt au ralenti ", qui fait que le moteur thermique est arrêté automatiquement dans certaines conditions. Il est nécessaire de réaliser un tel appareil moteur-générateur pour véhicule de façon telle que la température maximale admissible du bobinage de champ ne soit pas dépassée même dans la condition la pire décrite ci-dessus, lors du fonctionnement à la température ambiante maximale envisagée. Pour cette raison, il a 2 2825846 été nécessaire que la taille et le poids de la machine synchrone utilisée dans un tel appareii moteur-générateur pour véhicule soient sensiblement plus grands que dans le cas d'un générateur de véhicule classique, n'ayant qu'une fonction de génération de puissance électrique. Mais il est indésirable de devoir réaliser un appareil moteur-générateur de véhicules répondant à des conditions thermiques qui ne produisent que lorsque l'appareil doit fournir un couple élevé pendant un intervalle de temps très court, dans le but de lancer le moteur du véhicule, puisque dans ce cas la capacité thermique de l'appareil moteur-générateur du véhicule est largement supérieure à celle qui est nécessaire pendant la majeure partie du temps de fonctionnement de l'appareil, c'est à-dire que la configuration de la machine synchrone de l'appareil moteur-générateur du véhicule soit volumineuse et lourde. De plus, un paramètre important d'un tel appareil moteur-générateur de véhicules est l'intervalle de temps qui doit d'écouler, après arrêt du moteur du véhicule, entre l'émission d'une commande "démarrage du moteur" vers la section de commande de l'appareil moteur-générateur du véhicule (c'est-à-dire l'actionnement de l'interrupteur d'allumage du véhicule) et l'instant auquel le moteur est effectivement lancé. Suivant l'art antérieur, il se pose le problème que le bobinage de champ de la machine synchrone de l'appareil moteur-générateur pour véhicule a une inductance élevée de sorte qu'un intervalle de temps substantiel est nécessaire pour la montée d u cou rant da ns le bobinage de champ à u ne valeur fou rn issant un couple s uffisant pour entraner le moteur. Cela augmente le temps nécessaire pour démarrer le moteur. Un but de la présente invention est en conséquence de fournir un appareil moteur-générateur pour véhicule dont la machine synchrone a un volume et un poids réduits par rapport à l'art antérieur; un objectif supplémentaire est de réduire l'intervalle de temps requis pour le démarrage du moteur à combustion interne à l'aide d'un tel appareil moteur-générateur pour véhicule. Le brevet japonais HEI8-214470 décrit un type de machine synchrone à bobinage de champ dans lequel un courant alternatif en avance de phase fourni par un inverseur de puissance (c'est-à-dire un convertisseur continu-alternatif et alternatif continu) est créé dans l'enroulement d'armature ou d'induit de la machine synchrone lorsque cette machine synchrone fonctionne pour fournir de la puissance électrique. On peut ainsi obtenir un niveau accru de puissance électrique générée lorsque la 3 2825846 machine synchrone est entranée à faible vitesse, par comparaison avec un type classique d'appareil moteur-générateur pour véhicule qui ne fait que redresser la tension de sortie alternative de la machine synchrone. De plus, un tel procédé peut également accro^'tre le rendement de génération de puissance électrique lorsque la machine synchrone est entranée à vitesse élevée de rotation, en utilisant un contrôle de champ. Mais, dans l'art antérieur, il était nécessaire de munir de tels dispositifs de transistors MOS de puissance en tant qu'éléments de commutation, afin de fournir le courant en avance de phase à l'enroulement d'armature ou d'induit de la machine synchrone. En conséquence, le coût du circuit devient plus élevé que dans le cas d'un appareil qui n'utilise que des redresseurs à diode. De plus, par suite de l'utilisation de l'alimentation du bobinage à l'enroulement d'induit de la machine synchrone par du courant en avance de phase, le rendement est abaissé par suite des pertes résistives accrues dans l'enroulement d'induit et d'une génération accrue de puissance, de sorte que les exigences de refroidissement de l'enroulement d'induit deviennent plus sévères. Le brevet japonais HEI 10-30463 décrit une machine synchrone du type ayant un bobinage de champ et des aimants permanents incorporés dans le rotor, de sorte que l'on peut contrôler le flux magnétique effectif dans le rotor et éliminer le besoin de créer une faible intensité de courant dans l'enroulement d'induit lorsque la machine synchrone fonctionne à vitesse élevée de rotation, c'est-à-dire une intensité de courant évitant la génération d'un niveau trop élevé de tension par suite des champs magnétiques des aimants magnétiques à vitesse de rotation élevée. De plus, avec une telle machine synchrone, même si le contrôle du courant d'induit devient inopérant, lorsque la machine synchrone fonctionne à vitesse élevée de rotation, le flux magnétique des aimants permanents est shunté de façon à garantir une stabiiité élevée. Ce type de machine synchrone sera désigné par la suite comme une machine synchrone du type à shunt magnétique, à combinaison d'aimants permanents et de bobinage de champ. Mais une telle machine synchrone du type à shunt magnétique présente une réluctance magnétique élevée du circuit magnétique du fait que le circuit magnétique est complexe, de sorte que le dispositif devient encombrant par rapport à sa capacité de génération de puissance électrique. 4 2825846 En conséquence, un autre but de l'invention est de surmonter l'inconvénient ci- dessus en fournissant une machine synchrone de type à shunt magnétique à combinaison d'aimants permanents et de bobinage de champ, destinée à être utilisée dans un appareil moteur-générateur pour véhicule, capable de supprimer dans une large mesure les effets néfastes du flux magnétique lors du fonctionnement à vitesse élevée de rotation, tout en augmentant les niveaux de couple généré et de puissance -de sortie à taille donnée de la machine. L'aptitude d'une telle machine synchrone à l'utilisation dans un appareil moteur-générateur pour véhicule peut en conséquence être accrue. L'invention permet d'atteindre les divers objectifs mentionnés plus haut. Suivant un premier aspect, I'invention propose un appareil moteur générateur - pour véhicule, comprenant: une machine synchrone de type à bobinage de champ; un convertisseur de puissance alternatif-continu et continu-alternatif qui convertit la tension continue d'une batterie du véhicule en tension alternative de façon à fournir un courant alternatif armature à un enroulement d'induit ou d'armature de la machine synchrone; un circuit d'alimentation en courant de champ pour fournir un courant de champ au bobinage de champ de la machine synchrone de façon à produire un flux magnétique de bobinage de champ; et un circuit de contrôle pour commander le convertisseur alternatif-continu et continu-alternatif et le circuit de bobinage de champ; lorsque la machine synchrone fonctionne en moteur pour lancer le moteur du véhicule, le convertisseur de puissance fournit un courant alternatif d'armature à l'enroulement d'induit ou d'armature sous forme d'un courant ayant une composante qui génère un flux magnétique dans la même direction que celle du flux magnétique du bobinage de champ. Le rotor de la machine synchrone peut être muni seulement d'un bobinage de champ ou peut être d'un type muni à la fois d'un bobinage de champ et de plusieurs aimants permanents fixés au rotor et disposés de façon à produire des champs magnétiques ayant des polarités successives alternées autour de la périphérie du rotor. lJn tel appareil peut être configuré de façon que, durant une période initiale de I'intervalle de lancement du moteur, le convertisseur alternatif-continu et continu- alternatif fournisse au bobinage d'induit ou d'armature un courant ayant une composante qui génère un flux magnétique dans la même direction que celle du flux magnétique du bobinage de champ et par la suite fonctionne de façon à fixer la phase 2825846 du courant d'armature de façon à renforcer la génération de couple par la machine synchrone, afin de lancer le moteur du véhicule Dans un autre cas, I'appareil peut être configuré de façon que, lors du lancement du moteur, avant que du courant ne soit fourni au bobinage de champ, I'enroulement d'induit soit alimenté par un courant tel que soit formé un flux magnétique, induit par le courant, qui est orienté sensiblement dans la même direction angulaire et approximativement dans la même position que le flux magnétique de bobinage de champ. Suivant un autre aspect de l'invention, en désignant par Tmax une température maximum acceptable pour le rotor, par Tgmax une température maximale atteinte par le rotor au cours de la génération de puissance électrique, par Q une capacité thermique du rotor, par T un intervalle de temps pendant lequel du courant passe dans le bobinage de champ au cours du lancement du moteur, par r la résistance du bobinage de champ, et par i le courant de champ fourni en génération de puissance électrique, le circuit de contrôle est conflguré de façon à limiter le courant de champ au cours de la génération de puissance électrique par la machine synchrone à une valeur telle que (Tgmax +(j2. r. t)/Q) soit plus faible que la température maximale Tmax., de préférence d'une quantité comprise entre 20 C et C. On peut ainsi s'assurer que l'isolement du bobinage de champ de la machine synch rone ne sera pas détru it ou endommagé pa r suite d' u n fonctionnement à température excessive, tout en réduisant l'encombrement et le poids de la machine synchrone au plus haut degré possible, en permettant une réduction de la valeur de- Q. Suivant un autre aspect encore, le circuit de contrôle peut être configuré pour déduire une quantité électrique concernant une valeur moyenne du courant de champ et une valeur moyenne du courant d'armature ou d'induit au cours d'un intervalle de temps prédéterminé qui s'étend du commencement de l'opération de lancement du moteur du véhicule effectuée par l'appareil moteur générateur et limiter le courant de champ ou le courant d'armature ou d'induit à une valeur qui est déterminée sur la base de ladite quantité électrique, au cours du fonctionnement en génération de puissance électrique. L'intensité maximum du courant de champ qui peut être appliquée au rotor de la machine synchrone au cours de l'opération de lancement du moteur doit être, comme indiqué plus haut, limitée de façon à garantir que la température du rotor n'atteigne pas un niveau auquel il peut y avoir destruction 6 2825846 de l'isolant du bobinage de champ. Pour toute valeur particulière du courant de champ fourni au cours du lancement du moteur, le niveau atteint par la température du rotor (à la fin de l'intervalle de temps de démarrage du moteur du véhicule) est fonction de la température du rotor au début de l'opération de démarrage du moteur du véhicule. Cette température initiale du rotor est fortement affectée par les valeurs moyennes du courant de champ et du courant d'armature ou d'induit qui passaient au cours de l'opération de génération de puissance électrique immédiatement antérieure au début de l'opération de démarrage. Dans cet aspect de l'invention, ces valeurs moyennes de courant sont utilisées en temps que base pour déterminer l'intensité maximum du courant de champ qu'on-peut fournir au cours de l'opération de démarrage du moteur (et donc le niveau de couple qui peut être généré par la machine synchrone au cours de l'opération de lancement du moteur). On peut également configurer le circuit de contrôle de façon à déduire une quantité électrique concernant la température amblante et à commander le courant de champ, au cours du fonctionnement en génération de puissance électrique ou au cours de l'opération de démarrage du moteur, pour le limiter à une valeur fondée sur cette quantité électrique. Puisque la température atteinte par le rotor à la fin de l'intervalle de temps de démarrage du moteur est fortement affectée par la température du rotor au début du lancement du moteur, on comprendra qu'une telle forme de commande du courant de champ peut également permettre d'accro^tre l'intensité du courant de champ fourni au cours de l'opération démarrage du moteur de façon compatible avec la garantie qu'il n'y aura pas de dommage thermique de l'isolant du bobinage de champ. L'invention décrit donc différents moyens permettant de réduire I'encombrement et le poids de la machine synchrone d'un tel appareil moteur- générateur pour véhicule, de façon compatible avec la prévention de la destruction de l'isolant du bobinage de champ et tout en obtenant des performances satisfaisantes de démarrage de moteur du véhicule et de génération de puissance électrique. Suivant un autre aspect encore, dans lequel le rotor de la machine synchrone a un noyau rotorique sur lequel est bobiné le bobinage de champ, le circuit de contrôle est configuré pour fonctionner, au cours d'une opération de lancement du moteur effectuée par l'appareil moteurgénérateur, de façon à commander le courant de champ et le courant d'induit ou d'armature de manière à produire une saturation magnétique d'un circuit magnétique qui traverse le noyau rotorique et à commander la 7 2825846 valeur d'une intensité de flux magnétique de champ Ff (c'est à dire le produit du courant de champ par le nombre de spires du bobinage de champ) à une valeur supérieure à celle d'un flux magnétique d'induit Fa (c'est à dire le produit du courant d'induit par le nombre de spires de l'enroulement d'induit). Ainsi il devient possible de réduire les pertes électriques lors du fonctionnement en mode de génération de puissance électrique et donc d'augmenter le rendement. Ainsi, il devient possible de réduire les pertes électriques qui se produisent dans le mode de fonctionnement en génération de puissance et d'obtenir un rendement accru. Suivant encore un autre aspect, une ou plusieurs couches de pellicule thermiquement conductrices sont disposées entre des couches du bobinage de champ, s'étendent dans une direction perpendiculaire à la direction du bobinage de champ et sont disposées en contact avec le noyau rotorique. Ainsi la chaleur dissipée dans le bobinage de champ peut être transférée efficacement au noyau rotorique et rapidement dissipée, ce qui permet d'appliquer une intensité supérieure de courant de champ au cours du démarrage du moteur, avec pour résultat un couple augmenté. Ainsi, le rotor (donc la machine synchrone dans son ensemble) peut être rendu plus petit et plus léger que dans l'art antérieur. Suivant un autre aspect encore, le circuit de contrôle est configuré de façon que, durant une période initiale prédéterminée d'un intervalle de temps de lancement de moteur, le circuit de contrôle fournisse un niveau élevé de courant de champ au bobinage de champ (par exemple avec une valeur de 100% du rapport cyclique d'ouverture ou RCO) et ensuite fournisse un courant de champ avec un rapport cyclique réduit pendant le reste de l'intervalle de lancement du moteur. Avantageusement la période initiale est suffisamment longue pour recouvrir au moins la première course de compression du moteur entrané par la machine synchrone. Après cette période initiale l'intensité du courant est réduite à un niveau qui produit un couple suffisant pour continuer à faire toumer le moteur et cette intensité de courant est maintenue jusqu'à la fin du démarrage du moteur. Ainsi, il devient possible d'utiliser, pour le démarrage du moteur du véhicule, une machine synchrone plus petite que celles de l'art antérieur dans lesquelles un couple élevé (suffisant pour surmonter les forces de frottement statiques) et pour faire tourner ie moteur au cours des premières courses de compression) est appliqué de fa, con permanente au cours de l'intervalle entier de démarrage du moteur. Avec un tel appareil selon l'art antérieur, pour tenir compte de la chaleur générée dans le moteur qui re,coit en 8 2825846 permanence une intensité élevée de courant de champ pendant une période de temps relativement longue, il est nécessaire d'utiliser un dispositif volumineux et coûteux pour la fonction de démarrage. Grâce à la présente invention, ce problème peut être surmonté comme indiqué plus haut. Une fois, I'intensité du courant de champ réduite, cette intensité peut être foumie en permanence au cours d'un intervalle de temps relativement long, avec dissipation d'une quantité minimale de chaleur dans le bobinage de champ, jusqu'à ce que le démarrage du moteur ait été effectué à coup sûr. Ainsi, les exigences portant sur la performance de la machine synchrone, lorsqu'elle fonctionne en moteur de démarrage, peuvent être sensiblement réduites, de sorte qu'on peut utiliser un dispositif peu volumineux et léger. Suivant encore un autre aspect, I'invention propose un appareil moteur- générateur ayant une machine synchrone du type à bobinage de champ dans lequel le rotor a un noyau rotorique cylindrique avec un nombre pair d'aimants permanents, retenus dans un nombre pair d'encoches de réception d'aimants formées chacune dans une direction axiale du noyau du stator. Un nombre pair de pôies de champ des aimants permanents sont à disposer successivement, avec des polarités alternées, autour de la périphérie externe du noyau du stator. Le noyau rotorique comporte de plus des éléments de shunt magnétiques, c'est à dire des aiguilles en matériaux magnétiques doux insérés dans des ouvertures respectives qui s'étendent dans la direction axiale du noyau rotorique, pour shunter les champs magnétiques des aimants permanents. Ces éléments sont disposés de façon que le flux magnétique du bobinage passe le long de ces aiguilles en direction axiaie du rotor. La machine synchrone comporte de plus une culasse disposée à la périphérie interne du noyau rotorique. La culasse agit en liaison avec le noyau rotorique et les shunts magnétiques (aiguilles) pour constituer un trejet d'écoulement du flux magnétique produit par le bobinage de champ. Une caractéristique importante d'une telle machine synchrone est que chacun des aimants permanents a au moins une portion qui est placée radialement à l'intérieur des champs magnétiques et que le noyau rotorique a un trajet magnétique qui s'étend d'un emplacement périphérique externe entre deux pôles adjacents, dans le sens circonférentiel, des pôles de champ et entre deux aimants adjacents des aimants permanents jusqu'à un emplacement qui radialement à l'intérieur des aimants permanents. Il en résulte que la machine synchrone peut générer un couple par réluctance dans des conditions o il y a saturation des trajets magnétiques dans le 9 2825846 noyau rotorique, avec des intensités élevées de courant dans l'enroulement d'armature ou d'induit et le bobinage de champ. Suivant un autre aspect encore de l'invention, I'appareil moteurgénérateur pour véhicule est d'un type dans lequel un courant alternatif en avance de phase circule dans l'enroulement d'armature ou d'induit lors du fonctionnement de la machine synchrone en générateur électrique de façon à augmenter la puissance électrique qui peut être fournie; le courant est en avance de phase d'un angle de phase prédéterminé par rapport à la tension alternative produite par l'enroulement d'armature par suite du déplacement relatif de l'enroulement d'armature à travers le champ magnétique produit par le rotor. Dans le cas de la présente invention, la machine synchrone présente une partie de c_ur ferromagnétique côté rotor (c'est à dire une partie fournissant un trajet magnétique, à l'intérieur du rotor, pour le flux magnétique induit par le passage du courant dans le bobinage de champ) qui présente une réluctance magnétique plus faible dans une direction orthogonale à la direction du flux magnétique que dans la direction du flux magnétique. Il en résulte que le facteur de puissance en génération électrique est accru c'est à dire que l'intensité totale de courant qui passe dans l'enroulement d'armature ou d'induit (pour un niveau déterminé de puissance électrique généré) est réduite, en comparaison avec des types antérieurs d'appareils qui utilisent un procédé d'alimentation de l'enroulement d'armature d'induit par un courant en avance de phase. En conséquence, la taille de la machine synchrone, en ce qui concerne la génération de puissance électrique, peut être réduite et les coûts de fabrication peuvent être abaissés. Les caractéristiques ci-dessus et d'autres appara^'tront davantage à la lecture de la description qui suit et se rapporte aux dessins, dans lesquels: La figure 1 montre la constitution générale d'un premier mode de réalisation d'un appareil moteur - générateur pour véhicule suivant l'invention; La figure 2 est un diagramme montrant I 'écoulement d'un fiux magnétique dans un trejet de circuit magnétique de champ dans un rotor, lorsque aucun courant ne passe; La figure 3 est un diagramme montrant I 'écoulement d'un flux magnétique dans un trajet de circuit magnétique de champ dans le rotor, lorsqu'un courant passe; 2825846 La figure 4 est un diagramme montrant les directions de magnétisation dans la machine synchrone du premier mode de réalisation, avant opération de lancement du moteur du véhicule; La figure 5 montre la constitution générale d'un second mode de réalisation d'un S appareil moteur générateur pour véhicule basé sur une machine synchrone du type à bobinage de champ; La figure 6 est un diagramme vectoriel montrant la situation des forces magnétisantes en cas de non saturation du circuit magnétique d'une machine synchrone du type à bobinage de champ; La figure 7 est un diagramme vectoriel montrant la situation de forces magnétisantes en cas de saturation du circuit magnétique d'une machine synchrone du type à bobinage de champ; La figure 8 est une courbe B-H montrant les caractéristiques magnétiques du matériau magnétique d'un circuit magnétique dans la machine synchrone représentée enfigure5; La figure 9 est un graphique montrant des caractéristiques de variation du couple et des forces magnétisantes d'armature en fonction des changements de courant de champ, pour la machine synchrone montrée en figure 5; La figure 10 est un graphique montrant des caractéristiques de variation du couple en fonction des forces magnétisantes de champ et d'armature, pour la machine synchrone montrée en figure 5; La figure 11 est un organigramme de l'opération de commande de la machine synchrone montrée en figure 5; La figure 12 est un organigramme de commande appliqué à la variante de la machine synchrone montrée en figure 5; La figure 13 est une vue en coupe partielle du rotor d'une machine synchrone suivant un troisième mode de réalisation, qui a la configuration générale montrée en figure 5; La figure 14 est un organigramme montrant la commande appliquée à la machine synchrone d'un quatrième mode de réalisation, qui a la configuration générale montrée en figure 5; La figure 15 est un diagramme de principe montrant la configuration générale d'un cinquième mode de réalisation d'un appareil moteur-générateur pour véhicule fondé sur une machine synchrone; 11 2825846 La figure 16 est une vue en coupe de la machine synchrone de la figure 15, dans un plan orienté le long de l'axe du rotor; La figure 17 est une vue en coupe correspondant à la figure 16, dans un plan perpendiculaire à l'axe du rotor, comme indiqué par les flèches A-A; La figure 18 est une vue en coupe correspondant à la figure 16, dans un plan perpendiculaire à l'axe du rotor, dans la direction indiquée par la flèche P; La figure 19 est une vue en coupe correspondant à la figure 16, dans un plan perpendiculaire à l'axe du rotor, dans la direction indiquée par la flèche q; La figure 20 est un diagramme de principe montrant les relations entre la réluctance magnétique dans une machine synchrone suivant l'art antérieur, dans un- plan perpendiculaire à l'axe de rotation; La figure 21 est un diagramme de principe montrant les relations de la réloctance magnétique dans la machine synchrone du cinquième mode de réalisation, dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation; La figure 22 est un diagramme montrant les caractéristiques de couple d'une machine synchrone à bobinage de champ suivant l'art antérieur; La figure 23 est un diagramme montrant les caractéristiques de couple de la machine synchrone du cinquième mode de réalisation; La figure 24 montre la constitution générale d'un sixième mode de réalisation d'une machine synchrone du type à bobinage de champ; La figure 25 est une vue en coupe du premier mode de réalisation dans un plan radial qui contient la ligne A-A représentée en figure 24; La figure 26 est une vue en coupe suivant un plan radial, dans la direction de la flèche P de la figure 24; La figure 27 est une vue en coupe suivant un plan radial, dans la direction de la flèche Q de la figure 24; La figure 28 est une vue en coupe d'une autre configuration du rotor de la machine synchrone du sixième mode de réalisation, dans un plan radial, vue dans la même direction que sur la figure 25; La figure 29 estune vue en coupe, dans un plan radial, de la variante de configuration, dans la direction de la flèche P de la figure 24; La figure 30 est une vue en coupe dans un plan radiai de la variante de configuration, vue dans la direction de la flèche Q de la figure 24; 12 2325846 La figure 31 montre le circuit magnétique équivalent du trajet de flux magnétique dans la direction du flux de champ, pour la machine synchrone du sixième mode de réalisation; La figure 32 montre la caractéristique BH du trajet de circuit des aimants de champs, pour la machine synchrone du sixième mode de réalisation; La figure 33 montre le circuit magnétique équivalent du trajet de circuit magnétique du flux de champ daris la direction directe; La figure 34 est un graphique illustrant le rendement d'une machine synchrone à bobinage de champ représentative de l'art antérieur; et La figure 35 est un graphique illustrant le rendement de la machine synchrone du sixième mode de réalisation. DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION PREFERES La figure 1 montre la configuration complète d'un-premier mode de réalisation d'un appareil moteur-générateur conforme à la présente invention. Il est basé sur une machine synchrone 100 fonctionnant comme moteur-générateur ayant à la fois des aimants permanents et un bobinage de champ. La machine synchrone 100 comporte un rotor 110 situé à l'intérieur de la périphérie interne du stator 120 Le rotor a un premier noyau de rotor 112 sur lequel est enroulé un bobinage de champ 111, et un second noyau de rotor 114 monté coaxialement avec le premier noyau de rotor 112 en étant empêché de tourner par rapport à ce dernier, et ayant, montés sur lui, des aimants permanents 2112. Le rotor 110 est couplé mécaniquement au vilebrequin d'un moteur de véhicule (non représenté sur les dessins), par exemple par une courroie d'entranement. Le stator 120 possède un noyau de stator 122 dont le pourtour interne est séparé par un entrefer constant du pourtour externe du second noyau de rotor 114, et sur lequel est bobiné un enroulement 121 d'armature triphasée. La machine synchrone 100 possède un capteur de rotation 130 pour détecter la position en rotation du rotor 110, et une section d'alimentation 140 constituée de balais 141 et de beques de frottement 142 pour alimenter le bobinage de champ 111 en courant électrique continu. La référence 200 désigne un convertisseur alternatif-continu et continu- alternatif, dénommé dans ce qui suit simplement sous l'appellation de convertisseur , qui reçoit la puissance triphasée du bobinage d'induit 121 de la machine synchrone 100 quand l'appareil moteur-générateur de véhicule entrane la machine 13 2825846 synchrone en mode générateur électrique, et alimente en puissance triphasée le bobinage d'induit 121 quand la machine synchrone fonctionne en mode moteur électrique pour faire démarrer le moteur. Le convertisseur 200 est constitué de transistors 201a à 201 c et 202a à 202c, et de diodes 203a à 203c et 204a à 204c, et fonctionne en coopération avec un condensateur de lissage 500 pour fournir une tension de charge continue à la batterie 600 (pendant le fonctionnement en mode générateur électrique) et pour utiliser la batterie 600 comme source de tension continue (pendant le fonctionnement en mode moteur électrique). Un circuit d'alimentation en courant de champ 300 est formé d'un transistor 301 et d'une diode 302 et fournit un courant de champ par la section d'alimentation 140 au bobinage de champ 111, le courant de champ étant contrôlé en modifiant le rapport cyclique de l'opération ON/OFF (marche/arrêt) dans la commutation du transistor 301. Un contrôleur 400 contrôle le convertisseur 200 et le circuit 300 d'alimentation en courant de champ, sur la base de signaux de commande fournis extérieurement et des signaux produits par le détecteur de position en rotation 130. Le condensateur 500, la batterie du véhicule 600 et la charge électrique 700 sont reliés au convertisseur 200 et au circuit d'alimentation en courant de champ 300 comme représenté. La figure 2 montre le circuit magnétique du flux magnétique qui circule dans la machine synchrone 100, dans la condition pour laquelle aucun courant ne traverse le bobinage de champ 111 à partir du circuit d'alimentation en courant de champ 300. Dans ce cas, les aimants permanents 2113 produisent un flux magnétique 0 s1 qui circule du côté noyau de stator 122, et un flux magnétique 0 r1 qui circule du côté du premier noyau de rotor 112. Cette condition sera appelée dans ce qui suit la condition A. La figure 3 montre le flux magnétique qui passe quand le circuit 300 d'alimentation en courant de champ fait passer le courant par le bobinage de champ 111. Dans ce cas, du fait de la circulation du courant de champ, le flux magnétique des aimants permanents 2113 passe à travers tout le noyau de stator 122, du fait que le flux magnétique 0 s2 > 0 s1. En même temps, et également du fait du courant de champ, un flux magnétique 0 r2 est formé dans la direction opposée au flux magnétique 0 r1. Cette condition sera dénommée dans ce qui suit condition B. Dans cette condition B. le flux magnétique qui passe dans le noyau de stator 122 est 0 s2 + 14 2825846 0 r2, et l'interaction électromagnétique entre ce flux magnétique et le courant qui circule dans le bobinage d'induit 121 produit le couple. Quand commence le démarrage du moteur à l'aide de la machine synchrone 100, un signal est envoyé par le contrôleur 400, par suite de quoi le circuit 300 d'alimentation en courant de champ envoie le courant de champ au bobinage de champ 111, produisant ainsi le changement de la condition A à la condition B. Cependant et du fait de la grande inductance du bobinage de champ 111, un temps d'environ 0,2 s est requis pour que le bobinage de champ 111 passe de la condition A à la condition B et produise ainsi une force magnétisante Ff. Avec ce mode de réalisation, en même temps que le courant de champ alimente le bobinage de champ 111, un signal est produit par le contrôleur 400, ce qui cause l'alimentation du bobinage d'induit 121 en courant d'induit et produit un flux magnétique dans la même direction que le flux magnétique qui est produit par le courant de champ circulant dans le bobinage de champ 111. Le niveau effectif de ce courant d'induit est déterminé par le rapport cyclique du contrôle de commutation ON/OFF (marche/arrêt) qui est produit par le convertisseur 200. Comme indiqué à la figure 4, il en résulte que le bobinage d'induit 121 engendre une force magnétisante Fad agissant dans la même direction que la force magnétisante Ff du bobinage de champ 111. Par suite, du fait qu'un flux magnétique agissant dans la même direction que la force magnétisante Ff du bobinage de champ 111 est rapidement établi, le temps requis pour passer de la condition A à la condition B peut être raccourci. Pour rendre aussi grand que possible le niveau du courant d'induit à ce moment, le rapport cyclique de contrôle du courant d'induit par le convertisseur 200 devrait être rendu aussi haut que possible. Après qu'un intervalle de temps prédéterminé s'est écoulé (par exemple un intervalle de temps suffisamment long pour pouvoir assurer que le flux du champ magnétique a atteint un niveau convenable prédéterminé) un signal est envoyé par le contrôleur 400, grâce à quoi la phase du courant d'induit qui traverse le bobinage d'induit 121 est graduellement modifiée d'un angle de phase pour lequel un couple maximum est engendré. De cette façon, le temps requis pour démarrer le moteur peut être raccourci. Avec le mode de réalisation décrit ci-dessus, quand le démarrage du moteur est accompli, le début de la créstion du courant de champ et le début de 2825846 I'alimentation de l'induit en courant se produisent en même temps. Cependant il serait également possible de modifier le mode de réalisation ci-dessus de sorte que le démarrage de l'alimentation de l'induit en courant commence avant le début de l'alimentation en courant de champ. Dans ce cas, quand le démarrage du moteur doit commencer, la quantité maximum possible du courant d'induit est passée, pour produire une- force magnétisante Fad agissant dans la même direction que la force magnétisante Ff du bobinage de champ 111, I'énergie magnétique étant alors fournie par le bobinage d'induit pour être emmagasinée dans le circuit magnétique. Quand ceci a été achevé, ou a presque été achevé, du courant alimente le bobinage de champ 111. De cette façon, il devient. possible d'empêcher une surchauffe du bobinage de champ 111 quand le démarrage du moteur est accompli. Autrement dit, ceci permet de réduire l'encombrement et le poids de la machine synchrone, du fait. que l'on peut utiliser un rotor de plus faible poids. De plus, quoique le mode de réalisation.ci-dessus utilise une machine synchrone du type ayant à la fois des aimants permanents et un bobinage de champ, avec une configuration de shunt du champ magnétique, I'invention est applicable en général aux machines synchrones du type à bobinage de champ. En outre, I'invention pourrait être appliquée à une machine synchrone du type ayant à la fois des aimants permanents et un bobinage de champ de la forme à shunt du champ magnétique de l'aimant permanent, et ayant une configuration de bobinage à champ statique, c'est-à-dire avec un organe de shunt du chemin magnétique disposé le long de la direction axiale du second noyau de rotor 114, de sorte que le flux magnétique soit conduit par cet organe de shunt dans le second - noyau de rotor 114, le cheminement de shunt du champ magnétique étant configuré pour s'étendre depuis cet organe de noyau de champ vers la face du pourtour intérieur du second noyau de rotor 114, et avec une partie terminale de cet organe portant un bobinage. de champ. Second mode de réalisation La configuration générale de ce second mode de réalisation est montrée à la figure 5. Cette configuration diffère de celle du mode de réalisation précédent seulement en ce qui concerne le rotor 110 de la machine synchrone 2000, qui n'est pas pourvu d'aimants permanents. Il doit cependant être compris que les principes décrits dans ce qui suit s'appliqueront aussi à la machine synchrone ayant un bobinage de champ et des aimants permanents montés sur le rotor. 16 2825846 Le fonctionnement de ce mode de réalisation en ce qui concerne le démarrage du moteur sera décrit avec référence à la figure 11. Tout d'abord, quand le démarrage du moteur doit être exécuté par la machine synchrone 2000, la puissance est fournie par le circuit 300 d'alimentation en courant de champ au bobinage de champ 111, et une force magnétisante de champ Ff est ainsi engendrée, grâce à quoi le rotor 110 est magnétisé et un flux de champ 0 f est ainsi induit dans le stator 120. Du fait que le bobinage de champ 111 a une valeur d'inductance élevée, une certaine durée est requise avant que le courant de champ s'accroisse jusqu'au niveau souhaité Il doit être noté qu'il pourrait être possible d'omettre l'étape S102 pour réduire la durée de démarrage du moteur. I - A nouveau, les transistors 201 à 203 du convertisseur 200 sont commutés successivement pour produire un courant triphasé dans le bobinage d'induit 121 11 en résulte qu'une force magnétisante Fa est engendrée dans le bobinage d'induit 121, de sorte que la machine synchrone 2000 est mise en marche par la combinaison d'une force magnétisante Fg qui est le vecteur somme Ff.Fa de la force magnétisante de champ Ff et de la force magnétisante d'induit Fa. Un flux magnétique combiné 0 g est ainsi engendré, de sorte qu'un couple est produit et que le moteur est démarré. Quand il est constaté que la vitesse de rotation du moteur a atteint une première valeur prédéterminée, le courant d'induit est stoppé, et l'opération de démarrage du moteur est donc terminée. Ensuite, quand il est constaté que le moteur a atteint une seconde valeur prédéterminée de vitesse de rotation, le circuit de contrôle 400 À commence à contrôler la commutation des transistors 201a à 203c, de sorte que commence l'opération de production de puissance électrique, l'alimentation triphasée produite par le bobinage d'induit de la machine synchrone étant redressée pour obtenir la tension continue pour la charge de la batterie 600 et alimenter la charge électrique 700. Une caractéristique de ce mode de réalisation est que l'on utilise une méthode d'accroissement du couple de démarrage du moteur, comme décrit cidessous. La figure 6 est un diagramme vectoriel montrant une condition de différence de phase de 90 entre Ff et Fa, dans la condition non saturée du circuit magnétique. Dans cette condition de non saturation, le flux magnétique combiné 0g est accru du fait d'un accroissement du flux magnétique 0f, et celui-ci devient la composante directionnelle de la force magnétisante de champ 0 gd du flux magnétique combiné 0 g. 17 2825846 Le couple général est déterminé par le vecteur produit du composant directionnel de force magnétisante de champ 0gd (c'est-à-dire qui est égal au flux magnétique de champ 00 du flux magnétique combiné 0g et de la force magnétisante d'induit Fa. Ce qui précède décrit la condition de non saturation du circuit magnétique. Ce mode de réalisation utilise le circuit magnétique dans une telle condition non saturée quand une grande puissance électrique est engendrée, tandis que quand l'opération de démarrage du moteur est exécutée, le circuit magnétique est placé dans une condition de saturation magnétique. La figure 8 montre la courbe B-H du matériau utilisé dans les parties du rotor telles que le noyau de rotor. Comme représenté, celui-ci possède une région de non linéarité de caractéristique de la saturation magnétique, c'est-à-dire une région dans laquelle la densité de flux magnétique n'augmente pas en proportion d'un accroissement de la force magnétisante H. La valeur maximale du flux magnétique B est ainsi approximativement 1,4 T. La figure 7 montre le circuit magnétique dans ia condition saturée. Dans ce cas, le flux magnétique combiné 0 g1 ne s'accro^t pas, et le composant directionnel de la force magnétisante de champ 0 g1d du flux magnétique combiné 0 g1 devient plus petit que 0 f. Même si le flux de champ magnétique 0 f s'accro^'t du fait de la saturation du circuit magnétique, il n'y aura pas d'accroissement correspondant du composant directionnel de la force magnétisante de champ 0 gd du flux magnétique combiné 0 g1. Indépendamment de la saturation du circuit magnétique, du fait que le flux du champ magnétique 0 f peut augmenter et du fait que le couple est déterminé par le produit vectoriel du composant directionnel de la force magnétisante de champ 0 gd et de la force magnétisante Fa d'induit, le couple s'accro^'t, avec ce mode de réalisation, en diminuant l'angle de phase 4 entre le flux magnétique combiné 0 g et la force magnétisante de champ Ff. La composante directionnelle de la force magnétisante de champ 0 gd du flux magnétique combiné 0 g1 peut donc être augmentée de sorte à obtenir un couple de haut niveau. Autrement dit, même si le flux du champ magnétique 0 f n'augmente pas, du fait que la force magnétisante de champ Ff devient supérieure à la force magnétisante Fa d'induit, le composant directionnel de la force magnétisante de champ 0 gd (dont la direction est à angle droit avec celle de la force magnétisante Fa 18 2825846 d'induit), s'accro'^t, de sorte que le couple créé est accru. La figure 9 est un graphique montrant la relation entre la force magnétisante de champ Ff et le couple créé. Dans un modèle dans lequel il y a saturation magnétique, c'est-à-dire que la somme scalaire (Ff + Fa) des forces magnétisantes est fixée en valeur, la relation entre les changements de la force magnétisante de champ Ff et de la force magnétisante Fa d'induit sont représentés à la figure 10. Dans cette figure 10, Tm est le couple engendré quand la saturation magnétique ne se produit pas. Comme cela peut être compris dans la figure 10, ces forces magnétiques sont plus effficacement utilisées dans le couple créé quand la force magnétisante de champ Ff et la force magnétisante d'induit Fa sont égales. Autrement dit, avec une machine synchrone du type à bobinage de champ à noyau saturé, comme la force magnétisante de champ Ff devient supérieure à la force magnétisante d'induit Fa, le couple créé augmentera indépendamment de la saturation du circuit magnétique. Quand une telle machine synchrone est utilisée pour le démarrage d'un moteur, le transistor 301 du circuit d'alimentation en courant de champ le circuit 300 est amené à l'état pleinement conducteur, de sorte que la tension aux bornes de la batterie 600 crée un passage de courant dont la valeur maxi est substantiellement déterminée par la résistance bobinage de champ 111 et la chute de tension dans le transistor 301. Ainsi, la capacité de transfert de courant du transistor 301 doit être choisie en considération du courant qui s'écoulera quand la résistance du bobinage de champ 111 sera à la valeur attendue la plus basse, c'est-à-dire la résistance quand le bobinage de champ 111 sera à la température attendue la plus basse. Quand la machine synchrone 2000 est utilisée pour la génération de puissance électrique après le démarrage du moteur, le contrôle de la commutation ONIOFF (marche/arrêt) du transistor 301 est répétée pour contrôler le niveau efficace du courant de champ et par suite contrôier la tension d'induit engendrée, de sorte que la batterie atteigne sa tension nominale. Avec ce mode de réalisation, en désignant Tmax la température de fonctionnement maximale du film isolant du bobinage d'induit, il doit être assuré que le niveau du courant de champ pendant l'opération de création de la puissance électrique par la machine synchrone est limité à une valeur qui dépend d'une valeur RCO max cyclique d'ouverture de la commutation ONIOFF du courant de champs, pour laquelle la température du bobinage de champ 111 ne dépasse pas la i9 2325846 vaieur pour laquelle la température du bobinage de champ 111 ne dépasse pas la température qui est obtenue en soustrayant une quantité \T de Tmax. Ici, T est l'accroissement de température qui est essentiellement déterminé par la capacité thermique du bobinage de champ 111, son isolation électrique et le noyau de rotor 2120 (à savoir la capacité thermique du rotor) et la capacité thermique Q du bobinage de champ 111 quand on procède au démarrage du moteur. Si la condition ci-dessus est satisfaite, il peut être assuré que la destruction du film isolant du bobinage de champ 111 peut être empêchée tout en fournissant le niveau pratique maximum de la puissance électrique engendrée, même sous la condition que le moteur soit stoppé immédiatement après cessation de ia génération de puissance électrique, et que le moteur soit redémarré immédiatement après (c'est-à-dire dans les pires conditions thermiques de fonctionnement pour une machine synchrone). Avec ce mode de réalisation, la limitation de la puissance électrique engendrée est obtenue sur la base du courant de champ de la machine synchrone, et ceci est approprié, du fait qu'une réduction du courant de champ conduit directement à un abaissement de température du bobinage de champ. Les spécifications thermiques pour le rotor de la machine synchrone, dans ce mode de réalisation, sont déterminées comme suit. La température autorisée maxima le pour le rotor sera désig née Tmax, la température maximale q ui peut être atteinte par le rotor pendant l'opération de génération de la puissance électrique Tgmax, et la capacité thermique du rotor Q. La capacité thermique du rotor est essentiellement déterminée comme la somme de la chaleur spécifique du noyau du rotor multipliée par la masse du rotor et de la chaleur spécifique du matériau du bobinage de champ multipliée par sa masse. En outre, si la machine synchrone est du type qui incorpore aussi des aimants permanents comme décrit dans le mode de réalisation précédent, la capacité thermique des aimants permanents doit aussi être additionnée pour obtenir la capacité thermique Q du rotor. De plus, I'intervalle de temps pendant lequel le courant de champ passe pendant le démarrage du moteur sera désigné par T. la résistance électrique du bobinage de champ r, et le courant de champ i. Dans ce cas, avec ce mode de réalisation, la valeur maximale du courant de champ i (en pratique le courant de champ maximum qui est fourni pendant l'opération de démarrage du moteur, c'est-à-dire avec le rapport cyclique utilisé lors du contrôle de la commutation ONIOFF (marchelarrêt) du courant de champ comme décrit ci 2825846 dessus à sa valeur maximale, telle que 100 %) est contrôlée et les valeurs de Q. r, T et Tgmax respectivem,ent prédéterminées, de sorte que ia valeur de température: (Tgmax + (i2. r T'/Q) est inférieure à la température Tmax. De préférence, on s'assure que (Tgmax + (i2. r.) /Q est maintenue dans la fourchette de 20-40 C. De cette façon, ce mode de réalisation permet d'éviter tout dommage thermique au film d'isolation du bobinage de champ, pour un type de bobinage de champ de machine synchrone qui est utilisé à la fois pour le démarrage du moteur et la création de la puissance électrique dans un véhicule, tout en permettant de réduire les dimensions et le poids d'une telle machine synchrone (qui sont essentiellement déterminés par la valeur de Q). Configuration alternative Avec le second mode de réalisation décrit cidessus, la destruction thermique du film d'isolation du bobinage de champ est évitée en limitant de façon appropriée le niveau du courant de champ qui circule pendant l'opération de génération de la puissance électrique, tout en assurant des niveaux suffisants pour la génération de puissance iors du démarrage du moteur et de la puissance électrique. Cependant la température réelle du rotor d'une telle machine synchrone à l'instant qui précède immédiatement le démarrage du moteur dépendra des niveaux respectifs du courant de champ et du courant d'induit qui circulent pendant un intervalle de temps qui s'étend au-delà du point auquel le démarrage du moteur commence à la température ambiante. Dans la forme alternative du second mode de réalisation, pendant un intervalle de temps prédéterminé qui s'étend au-delà du point auquel commence le démarrage du moteur, (c'est-à-dire que le commutateur d'allumage du moteur est commandé pour fournir un signal de commande de démarrage du moteur au circuit de contrôle 400), le courant de champ moyen, le courant d'induit moyen et la température ambiante sont mesurés, et ces valeurs mesurées sont utilisées en combinaison pour estimer la température (désignée Tr) que le rotor aura atteinte au point auquel commence le démarrage du moteur. La valeur maximale du rapport cyclique (désignée dans ce qui suit I1CO max ét qui est typiquement de 100%) qui sera appliquce au contrôle de commutation ON/OFF (marche/arrêt) du transistor 301 comme décrit ci-dessus pour contrôler le niveau du courant de champ est alors obtenue depuis une carte de mémoire interne (non représentée sur les dessins) 21 2825846 basée sur la valeur de température estimée Tr. Par exemple, plus la valeur de la temperature du rotor Tr est élevée, et plus est grande la mesure dans laquelle doit être réduit le rapport cyclique RC0 max. et inversement plus basse est la valeur de Tr et plus élevée peut être la I\C0 max. De cette façon, le niveau maxi de puissance électrique peut être engendré par la machine synchrone, en accord avec la gamme maximale admissible pour les températures Tr du rotor. Cette opération est illustrée sur le diagramme de la figure 12. Troisième mode de réalisation Un troisième mode de rénlisation sera décrit avec référence à la figure 13. La configuration totale de l'appareil moteur-générateur du véhicule peut être décrite pour I'un ou l'autre des modes de réalisation précédents, de sorte qu'on omettra la description détaillée. Comme cela peut être compris de la description des modes de réalisation précédents, il est important d'avoir une valeur élevée pour la capacité thermique Q du rotor d'une machine synchrone utilisée comme moteur-générateur de véhicule. Cependant une grande capacité thermique signifie que le rotor doit être de grandes dimensions. On va décrire un mode de réalisation dans lequel le transfert thermique est accru entre le bobinage de champ 111 et le bobinage d'induit 121, c'est-à-dire dans lequel le différentiel de température entre eux est réduit La capacité thermique effective du bobinage d'induit pourra ainsi être accrue. La figure 13 est une vue en coupe transversale partielle du rotor de la machine synchrone de ce mode de - réalisation. Comme représenté, le bobinage de champ 111 est maintenu dans une encoche de réception de bobinage 113 prévue dans la surface périphérique externe du noyau de rotor 2120, présentant deux faces parallèles mutuellement opposées par leur côté inférieur. Des films de cuivre 1 14, 115 sont respectivement disposés dans le bobinage de champ 111, chacun s'étendant substantiellement dans une direction qui est parallèle au côté inférieur de l'encoche de réception 113. De plus, comme indiqué dans la figure 13, chacun de ces films de cuivre 114, 115 est courbé à ses extrémités opposées, dans une direction s'étendant vers la circonférence du noyau de rotor 2120, et se termine sur la face périphérique externe de ce dernier. De cette façon, la chaleur qui est engendrée à l'intérieur du bobinage de champ 111 est transférée par les films de cuivre 114, 115 au noyau de rotor d'une façon hautement efficace, de sorte que la température du noyau de rotor 2120 peut 22 2825846 atteindre une valeur proche de la température maximale admissible mentionnée plus haut Tgmax lors de la production de la puissance électrique. De ce fait, la capacité thermique du rotor peut être accrue effectivement, de sorte que le courant de champ qui est fourni pendant l'opération de génération de la puissance électrique de la machine synchrone peut être accru. On comprend que ce mode de réalisation pourrait être évidemment utilisé en combinaison avec celui du second mode décrit plus haut. Quatrième mode de réalisation On met ici en _uvre un procédé dans lequel le niveau du courant de champ est réduit pendant une partie initiale prédéterminée du temps de démarrage du moteur, la durée totale du temps pendant lequel le courant de champ circule étant accrue de façon correspondante. La valeur de l'accroissement de température dans le bobinage de champ 111 qui se produit pendant cette opération de démarrage du moteur peut alors être réduite, tandis qu'on s'assure en même temps que-le moteur peut être entrainé à une vitesse de rotation suffisante pour obtenir le démarrage, et que les dimensions du rotor de la machine synchrone peuvent être réduites. La figure 14 est un diagramme de l'opération de contrôle de ce mode de réalisation. Pour démarrer le moteur, le courant de champ de la machine synchrone est d'a bord rég lé à une vale ur maxima le (en rég l ant le rapport cycliq ue d'ouve rture ou RCO mentionné plus haut pour obtenir un courant de champ à une valeur maximale qui peut être estimée à 100 C/o) tandis qu'en même temps un courant d'induit la passe dans le bobinage d'induit, et que latempérature du rotor est alors estimée comme décrit ci-dessus. Si la température du rotor Tr est inférieure à un seuil de température prédéterminé Trth, le niveau maxi du courant de champ est alors produit jusqu'à ce qu'il ait été détecté que la vitesse de rotation du moteur a atteint une valeur prédéterminée, et que l'opération de démarrage du moteur est alors terminée (état 106 dans la figure 11). Si cependant il est jugé, au début de l'opération de démarrage du moteur, que la valeur du seuil de température Trth est trop élevée, alors, après qu'un - intervalle de temps prédéterminé s'est écoulé depuis le point de départ de l'opération de démarrage du moteur (en supposant que cet intervalle de temps soit dans cet exemple de 0,15 s), le rapport cyclique de la commutation de contrôle de l'alimentation en courant de champ est réduit de 100 % à une valeur plus basse, que l'on supposera égale à 70 %. Il en résulte que la quantité de chaleur engendrée par le 23 2325846 courant de champ sera réduite d'environ moitié, tandis que le couple appliqué pour entrainer le moteur sera réduit d'environ 30 %. Cette condition se poursuit jusqu'à ce que la vitesse de rotation du moteur ait atteint une valeur prédéterminée, suite à quoi l'opération de démarrage du moteur est terminée. En pratique, du fait de la diminution du niveau du courant de champ, le circuit magnétique de la machine synchrone sortira de la condition de saturation magnétique, de sorte que la réduction effective du flux magnétique de champ en À abaissant le courant de champ sera maintenue à approximativement 15 %, le courant de champ étant utilisé plus efficacement. Par suite de la réduction de la valeur du couple produit, le temps que le courant de champ passe à démarrer effectivement le moteur doit être accru en comparaison avec le cas dans lequel le niveau maxi du courant de champ est fourni continûment pendant l'opération de démarrage du moteur. Cet accroissement de la durée de démarrage du moteur entrainera un accroissement de la quantité totale de chaleur engendrée dans le bobinage de champ 111 et également un accroissement de la consommation d'énergie emmagasinée dans la batterie du véhicule. Cette énergie est perdue par suite des effets de la friction et autres, outre l'énergie effectivement utilisée pour entrainer la rotation du moteur. Cependant si l'accroissement du temps pendant lequel le courant de champ passe est maintenu à un niveau inférieur à un facteur 2, la quantité totale.de chaleur engendrée dans le bobinage de champ 111 pendant l'opération de démarrage du moteur sera suffisamment basse (en regard de l'accroissement du temps qui est.pris pour engendrer cette quantité de chaleur totale) pour que la température du rotor n'atteigne pas un niveau propre à endommager le film isolant du bobinage de champ 111. La. raison de maintenir le rapport cyclique d'alimentation du courant de champ à sa valeur maximale (supposée égale à 100 % dans ce qui précède) pendant un court intervalle de temps initial prédéterminé lors de l'opération de démarrage du moteur est d'assurer que le niveau maximum du courant de champ continuera à être fourni au moins jusqu'à ce que les effets initiaux de la friction statique aient été surmontés et que la première course de compression du moteur ait été achevée, c'est-à-dire de sorte que le couple maximum soit fourni quand il est le plus nécessaire, pendant le pic initial du niveau de couple requis. Cinquième mode de réalisation 24 2825846 La figure 15 montre la configuration générale d'un cinquième mode de réalisation d'un dispositif générateur pour véhicule selon la présente invention. Ce mode de réalisation sera décrit uniquement en ce qui concerne le fonctionnement du dispositif dans le mode de fonctionnement en générateur de puissance électrique. Le dispositif générateur 1 pour moteur de véhicule est basé sur un type de machine synchrone à bobinage inducteur ayant un rotor 2 et un stator 3, un capteur 4 de position de rotation, un circuit 5 de commande de phase, un circuit 6 de commande de courant inducteur, un inverseur 7, un circuit 9 d'alimentation en courant d'inducteur, et un condensateur de lissage 10. Le rotor 2 est montré sous forme conceptuelle sur la figure 15, avec un bobinage inducteur 21 qui est enroulé sur une culasse 22 de rotor, un c_ur rotorique 23 positionné sur la périphérie externe de la culasse 22 de rotor, des aimants permanents 24 qui sont montés fixes sur le c_ur rotorique 23. Comme décrit ci après, le c_ur rotorique 23 tourne à l'intérieur d'un c_ur statorique, et comporte un organe de culasse rotatif qui tourne avec le c_ur rotorique 23.Un c_ur d'inducteur qui est fixé au carter comporte un bobinage inducteur 21 en roulé sur ledit c_ur d'inducteur. Le stator 3 comporte un bobinage d'induit 31 triphasé enroulé sur un c_ur statorique. Le bobinage d'induit 31 est formé de trois enroulements de phase 31a, 31b et 31c. Le circuit de commande de phase 5 réalise la commande de commutation de six transistors à l'intérieur de l'inverseur 7, comme décrit ci-après, en fonction du signal de sortie provenant du capteur 4 de position de rotation, pour commander la phase et l'amplitude du courant de stator qui parcourt le bobinage d'induit 31-. Le circuit de commande de courant inducteur 6 commande le circuit 9 d'alimentation en courant inducteur en fonction de la tension de la batterie 11, pour commander ainsi le courant inducteur qui alimente le bobinage inducteur 21. De plus, le circuit 6 de commande de courant inducteur comporte une borne S par laquelle la tension de la batterie 11 est détectée, une borne IG qui est connectée à la batterie 11 par l'intermédiaire du commutateur d'allumage du véhicule, et une borne D qui est connectée au transistor 9a du circuit 9 d'alimentation en courant inducteur. L'inverseur 7 est un convertisseur de puissance triphasé alternatifcontinu ou continu-alternatif, comportant un circuit redresseur pleine onde formé de six diodes 73a, 74a, 73b, 74b, 73c,74c, et comprenant des transistors MOS de puissance 71a, 2325846 72a, 71 b, 72b, 71 c, 72c respectivement connectés en parallèle avec les diodes correspondantes susmentionnées. Les trois bornes AC de l'inverseur 7 sont connectées aux enroulements de phases respectifs 31a, 31b et 31c du bobinage d'induit 31 de la machine synchrone. L'inverseur 7 est connecté à la batterie 11. Le circuit 9 d'alimentation en courant inducteur consiste en un transistor 9a, qui est connecté en série avec Ie bobinage inducteur 21 et qui est commandé pour réaliser une interruption périodique du courant inducteur continu fourni par la batterie 11 au bobinage inducteur 21 de la machine synchrone, pour commander ainsi le niveau effectif de courant inducteur, et un diode 9b qui est connectée en parallèle avec le bobinage inducteur 21. Le condensateur de lissage lisse la tension de sortie qui est produite par l'inverseur 7 et qui est fournie à la batterie 11. La batterie 11 fournit de la puissance à Ia charge 14 du véhicule. Le bobinage inducteur 21 est alimenté en courant inducteur à partir du circuit 9 d'alimentation en courant inducteur, de façon qu'un champ magnétique soit formé sur la face circonférentielle externe du c_ur rotorique 23. Du fait de la rotation du c_ur rotorique 23 (dans le sens contraire des aiguilles d'une montre sur la figure ) par le moteur du véhicule (non représenté sur les dessins), des tensions de phases qui diffèrent respectivement par des angles électriques de 120 sont produites dans les conducteurs de phases 31a, 31b, 31c. La configuration physique réelle de la machine synchrone de ce mode de réalisation sera décrite dans ce qui suit, en référence aux figures 16 à 19. Comme représenté, la machine synchrone 3100 comporte un rotor 3120, correspondant au rotor 2 de la figure 15, et un stator 3130, correspondant au stator 3 de la figure 15. Le stator 3130 est monté de façon fixe sur les faces circonférentielles internes respectives d'un bâti frontal 3191 et d'un bâti d'extrémité 3192. Le rotor 3120 est supporté sur le bâti frontal 3191 et le bâti d'extrémité 3192 par des paliers 3193, 3194, avec un entrefer réalisé entre la périphérie intérieure du stator 3130 et la périphérie extérieure du rotor 3120. Un rotor résolveur 3141 fonctionne de façon à détecter la position angulaire du rotor 3120, en conjanction avec un stator résolveur correspondant 3142. Le stator 3130 comporte un noyau statorique cylindrique 3132 formé de plaques de matériaux électromagnétiques empilés dans la direction axiale, avec un 76 2825846 bobinage d'induit triphasé 3131 (correspondant au bobinage d'induit 31 de la figure ) enroulé sur ledit noyau statorique. * Le rotor3120 estformé d'un noyau rotorique 3123, d'aimants permanents 3124, de broches 3129 (formées de matériaux magnétiques doux et configurées S respectivement pour pouvoir fonctionner comme des organes de shunt magnétique), et des culasses de rotor 3125, 3126, et ledit rotor fonctionne en conjonction avec un noyau inducteur 3122 (qui est un noyau inducteur stationnaire, monté de façon fixe sur les bâtis d'extrémité), et une entretoise 3127. La figure 17 est une vue en coupe prise ie long de la ligne A-A, dans la direction indiquée par les flèches, c'est-à-dire dans un plan à angle droit par rapport à l'axe de rotation. Le noyau rotorique 3123 est réalisé avec une forme cylindrique, en empilant un grand nombre de plaques de matériau magnétique doux en forme de disques le long de la direction axiale. De plus, le noyau rotorique 3123 comporte n ouvertures 3123a de réception d'aimants (ou n est un nombre entier pair) formées autour de sa circonférence et équiréparties, chaque ouverture s'étendant le long de la direction axiale. Des ouvertures rondes 3123 P sont formées entre des paires respectives d'ouverture de réception d'aimants 3123a, chaque ouverture 3123b étant positionnée dans une position circonférentielle centrale au milieu d'une paire d'ouverture 3123a de réception d'aimants. Les aimants permanents 3124 sont embo^'tés dans les ouvertures respectives 3123a de réception d'aimants, les polarités des aimants permanents 3124 (à la périphérie du noyau rotorique) étant disposées pour être successivement alternées dans la direction circonférentielle. La figure 18 est une vue externe du rotor 3120, vu dans la direction indiquée par la flèche P. La première culasse rotorique 3125 est formée avec une portion annulaire 3125a, un bossage 3125b, et un total de nl2 nervures 3125c qui s'étendent dans la direction radiale à partir de la portion annulaire 3125a. Des ouvertures rondes respectives 3125d sont formées dans les nervures 3125c, les broches 3129 impaires (comptées dans la direction circonférentielle) étant insérées respectivement dans ces ouvertures rondes 3125d, pour ainsi fixer mutuellement le noyau rotorique 3123 et la première culasse rotorique 3125 en formant un corps intégral. La figure 19 est une vue externe du rotor 3120, vu dans la direction indiquée par la flèche Q. La deuxième culasse rotorique 3126 est formée d'un organe annulaire 3126a, et d'un total de n/2 nervures 3126b qui s'étendent dans la direction radiale à 27 2825846 partir de la périphérie extérieure de l'organe annulaire 3126a. Des ouvertures rondes respectives 3126c sont formées dans les nervures 3126b, les proches 3129 paires (comptées dans la direction circonférentielle) étant insérées respectivement dans ces ouvertures rondes 3126c, pour fixer ainsi mutuellement le noyau rotorique 3123 et la deuxième culasse rotorique 3126 formant un corps intégral. De cette façon, le noyau rotorique 3123, la première culasse rotorique 3125 et la deuxième culasse rotorique 3126 sont fixées ensemble en formant un corps intégral. L'entretoise 3127 est un anneau formé de matériau non magnétique, disposé à la périphérie intérieure du noyau rotorique 3123, encadré entre la première culasse rotorique 3125 et la deuxième culasse rotorique 3126. Un arbre 3128 est embo^'té a force dans la première culasse rotorique 3125 de façon à éviter un mouvement rotatif relatif entre ces deux pièces. Le noyau ind-ucteur 3122 est en forme de bride, est formé de matériau magnétique doux et comporte une partie en forme de disque qui est fixée par des vis 3195 à une paroi latérale du bâti d'extrémité 3192. Le noyau inducteur 3122 présente un petit entrefer entre sa face périphérique intérieure et la face périphérique extérieure du bossage 3125b de la première culasse rotorique 3125, de façon que les mouvements rotatifs relatifs entre le noyau inducteur 3122 et la première culasse rotorique 3125 soient possibles. Le noyau inducteur 3122 est inséré, dans la direction axiale, à l'intérieur d'un espace qui est ménagé à l'intérieur du noyau rotorique 3123. Une face circonférentielle externe sur le côté arrière du noyau inducteur 3122 est séparée d'une face circonférentielle interne de la deuxième culasse rotorique 3126 par un petit entrefer. Une portion de bossage du noyau inducteur 3122 comporte un bobinage inducteur 3121 enroulé sur elle. Le stator 3130 comporte un bobinage d'induit 3131 triphasé et le noyau statorique 3132 qui est formé de plaques empilées de matériau magnétique doux. Le noyau statorique 3132 comporte une fente 3133 dans laquelle est inséré le bobinage d'induit triphasé 3131, une estrade 3134 et un arrière de noyau 3135. Les aimants permanents 3124 insérés dans le noyau rotorique 3123 sont disposés de façon que les pôles magnétiques nord et sud soient positionnés en alternance successive, avec un pas fixe, le long de la circonférence du ncyau rotorique 3123. Le flux magnétique d'un pôle nord est by-passé par un circuit de shont magnétique qui s'étend depuis le côté du pôle nord d'un broche 3129, à travers la première culasse rotorique 3125, le noyau inducteur 3122, la deuxième culasse 28 2325846 rotorique 3126 et revient au côté du pôle sud de cette broche 3129 pour revenir ainsi au pôle sud correspondant. Du fait de ce circuit de shunt magnétique, on obtient une réduction correspondante de la quantité de flux magnétique de l'aimant permanent 3124 qui circule dans le stator 3130. Lorsqu'un courant inducteur parcourt le bobinage inducteur 3121, le champ magnétique qui est produit par ce courant agit dans le sens opposé au flux magnétique des aimants permanents 3124, de sorte que le flux des aimants permanents parcourt le stator 3130 avec le flux magnétique produit par le courant dans le bobinage inducteur 3121. Par conséquent, lorsque le rotor tourne, on génère de la puissance électrique alors qu'une tension est induite dans le bobinage d'induit 3131 par le mouvement de ce bobinage dans ces champs magnétiques. La phase de la tension induite du bobinage d'induit 3131 est détectée par le capteur de position de rotation, qui perrnet de détecter la position du rotor, et le circuit de commande de phase réalise la commande de commutation des transistors MOS de puissance 71a, 72a, 71b, 72b, 71c, 72c du circuit d'application de tension 7, pour appliquer des tensions alternatives qui entranent des circulations de courant dans les bobinages d'induit 3131 et qui ont un degré spécifique d'angle électrique en différence de phase par rapport aux tensions induites alternatives du bobinage d'induit 3131. Ainsi, comme décrit ci-dessus et comme cela est bien connu, la puissance électrique générée en sortie peut de cette façon être sensiblement accrue. Il est également connu dans l'art antérieur que la plus grande augmentation de génération de puissance électrique peut être obtenue si la différence de phase correspond à un retard d'approximativement 90 . Toutefois, dans le mode de réalisation ci-dessus de la présente invention, des avantages supplémentaires sont obtenus comme décrit ci-après. Avec le rotor d'un type de machine synchrone de l'art antérieur tel que représenté sur la figure 20, I'entrefer entre le noyau rotorique et le noyau statorique est petit, par rapport à la direction du flux magnétique qui est produite par le bobinage d'induit. Par conséquent, la réluctance magnétique par rapport à la direction de ce flux magnétique est petite 30 (de sorte que l'inductance longitudinale Ld du bobinage d'induit est grande). D'un autre côté, l'entrefer susmentionné est grand, dans la direction qui est perpendiculaire au flux magnétique de champ (de sorte que l'inductance transversale Lq du bobinage d'induit est petite). 29 2825846 Toutefois, dans la présente invention telle que représentée sur la figure 21, puisqu'il existe un entrefer entre le noyau rotorique 23 et la culasse rotorique 22 sur laquelle est enroulé le bobinage inducteur 21, la réluctance magnétique par rapport au flux magnétique dans la direction générée par le bobinage d'induit est grande (de sorte que l'inductance longitudinale Ld du bobinage d'induit est petite). Inversement, les fuites de champ magnétique dans une direction à angle droit par rapport à la direction du flux magnétique induit par le courant d'induit sont supprimées par l'action des aimants permanents. Ainsi, I'épaisseur du noyau peut être plus grande, et donc l'inductance transversale Lq peut être rendue petite. Les figures 22 et 23 sont des diagrammes vectoriels qui illustrent le cas d'une machine synchrone du type de l'art antérieur, lorsque de la puissance électrique est générée en utilisant un angle de 90 pour l'angle de rotor de phase susmentionnse. Le facteur de puissance atteint son maximum lorsque la phase du facteur - 15 de puissance est de 180 , c'est-à-dire, lorsque tout le courant d'induit devient disponible comme courant de puissance électrique. Par conséquent, I'angle du facteur de puissance devrait être aussi proche que possible de 180 . Avec une machine synchrone du type de l'art antérieur représentée sur la figure 22, puisque la valeur d'inductance Lq1 Ld1, le courant d'induit 11 a un vecteur de phase qui diffère d'un angle de facteur de puissance 01 du vecteur de phase de la tension induite V. Toutefois, dans le mode de réalisation susmentionné de la présente invention telle que représentée sur la figure 23, puisque Lq2 > Ld2. La phase du courant d'induit 12 qui circule dans ce cas diffère de celle de la tension induite V par l'angle de facteur de puissance 02, o: 180 Puisque la puissance électrique générée est exprimée sous la forme (3.V.l. cos 0), on peut comprendre que l'invention permet une augmentation de la puissance électrique générée, en comparaison des types de l'art antérieur de ces appareils. Par conséquent, l'invention permet à un dispositif générateur pour moteur de véhicule, basé sur une machine synchrone de type à bobinage inducteur, d'atteindre une performance supérieure lorsqu'il fonctionne en mode de génération de puissance électrique. Sixième mode de réalisation 2325846 Un sixième mode de réalisation de l'invention, qui est un dispositif générateur pour moteur de véhicule basé sur une machine synchrone à combinaison d'aimants permanents et de bobinage inducteur du type à shunt magnétique, sera décrite en référence aux figures 24 à 27.1ci, une machine synchrone 5000 comporte un stator 5100 et un rotor 5200. Le stator 5100 est fixé à des faces périphériques internes respectives d'un bâti frontal 5910 et d'un bâti d'extrémité 5911. Le rotor 5200 est supporté sur le bâti frontal 5910 et sur le bâti d'extrémité 5911 par des paliers 5920, 5921, avec un entrefer entre la périphérie extérieure du rotor 5200 et la périphérie intérieure du stator 5100. Un rotor résolveur 5930 sert à détecter la position angulaire du rotor 5200, en conjonction avec un stator résolveur correspondant 5931. - - - Le stator 5100 comporte un noyau statorique 5120 de forme cylindrique, formé par empilage de plaques de fer électromagnétiques, et un bobinage d'induit triphasé 5110. Le rotor 5200 comporte un noyau rotorique 5210, des aimants permanents 5280, des broches 5281 qui fonctionnent comme des organes de shunt de pôles magnétiques, des culasses rotoriques 5270 et 5275, une culasse inductrice À 5282 et une entretoise 5290. Comme représenté sur la figure 25, le noyau rotorique 5210 est réalisé en forme cylindrique par empilage d'un grand nombre de plaques de fer électromagnétiques en f.orme de disques le long de la direction axiale. Le noyau rotorique 5210 comporte également des ouvertures de réception d'aimant 5211 qui s'étendent chacune selon la direction axiale et qui sont disposées selon un pas périphérique fixe, chacune des ouvertures 5211 de réception d'aimant ayant une partie centrale qui s'incurve radialement vers l'intérieur. Le noyau rotorique 5210 comporte en outre des ouvertures rondes (ouvertures de réception d'organes de shunt magnétique) 5212 s'étendant chacune selon la direction axiale et disposées radialement vers l'extérieur par rapport aux ouvertures de réception d'aimants 5211. Les positions centrales circonférentielles des ouvertures de réception d'aimants 5211 concident avec les positions circonférentielles centrales respectives des ouvertures 5212 de réception d'organes de shunt. Les aimants permanents 5280 sont insérés dans les ouvertures de réception d'aimants 5211, et les broches 5281, qui sont réalisées en matériau magnétiquement doux et servent d'organes de shunt magnétique, sont embo'^tés à force dans la direction axiale, respectivement dans les ouvertures rondes 5212. 31 2825846 Chacun des aimants permanents 5280 est magnétisé dans la direction de son épaisseur, c'est-à-dire selon la direction radiale par rapport à l'axe de rotation du rotor, les aimants permanents 5280 étant disposés de façon que chaque paire de pôles mutuellement adjacents soit de polarités opposées. La culasse rotorique 5270, représentée sur la figure 24 et sur la coupe de la figure 26 qui est une vue dans la direction indiquce par la flèche P sur la figure 24, comporte une première culasse rotorique 5270 qui est réalisée par usinage d'un noyau en fer magnétique doux La première culasse rotorique 5270 comporte une partie 5271 en forme de disque s'étendant radialement, et un bossage 5272 qui s'étend vers l'arrière à partir de la périphérie intérieure de l'organe 5271 en forme de disque, pour former une bride. La partie en forme de disque 5271 comporte une pluralité de nervures 5273, le nombre de ces nervures étant égal à la moitié du nombre d'ouvertures de réception d'aimants 5211, et ces nervures s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de la périphérie de la partie en forme de disque 5271 Chacune des nervures 5273 comporte une ouverture ronde 5274, ces ouvertures étant formées dans les mémes positions radiales que les ouvertures rondes impaires 5212 (en comptant dans Ja direction circonférentielle) qui sont représentées sur la figure 25. Les broches 5281 qui traversent ies ouvertures rondes 5212 et pénètrent dans le noyau rotorique 521O, sont embo^'tées a force dans les ouvertures rondes 5274 impaires (en comptant dans la direction circonférentielle). Le noyau rotorique 5210 est ainsi fixé rigidement à la première culasse rotorique 5270. La deuxième culasse rotorique 5275 est représentée en vue en coupe sur la figure 27, qui est vue dans la direction indiquée par la flèche Q sur la figure 24, et -25 qui est formée d'un matériau de noyau en fer magnétique doux. La deuxième culasse rotorique 5275 comporte une partie 5276 en forme de disque s'étendant radialement, avec des nervures 5277 (dont le nombre est égal à la moitié du nombre d'ouverture de réception d'aimants 5211), s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de la périphérie de l'organe en forme de disque 5276.-Chacune des nervures 5273 comporte une ouverture ronde 5274, ces ouvertures étant formoes dans les mêmes positions radiales que les ouvertures rondes paires 5212 (en comptant dans la direction circonférentielle). Les broches (c'est-à-dire les organes de shunt magnétique) 5281 qui traversent les ouvertures paires 5212 pour pénétrer dans le noyau rotorique 5210, sont emboitées a force dans les ouvertures correspondantes 32 2825846 5278 des nervures 5277. Le noyau rotorique 5210 et la deuxième culasse rotorique 5275 sont ainsi fixés rigidement pour former un corps unique. L'entretoise 5290, formée en un matériau non magnétique, présente une forme tubulaire et est disposée à la périphérie intérieure du noyau rotorique 5210, en S s'étendant dans la direction axiale de la deuxième culasse rotorique 5275 et de la première culasse rotorique 5270. Un arbre 5240 est fixé rigidement au bossage 5272 par embo^'tement a force sur celui-ci. Le noyau inducteur 5282 est réalisé en forme de bride à partir d'un matériau magnétique doux, et il est fixé rigidement par des vis 5940 à la paroi latérale du bâti d'extrémité 5911. La face périphérique interne d'une portion de bossage du noyau inducteur 5282 est positionnée de façon à présenter un entrefer fixe entre elle-même et la face périphérique extérieure du bossage 5272 de la première culasse rotorique 5270, de façon à permettre un mouvement rotatif relatif entre le noyau inducteur 5282 et le rotor. Le bossage du noyau inducteur 5282 s'étend dans un espace ménagé à l'intérieur du noyau rotorique 5210. La face périphérique externe du côté arrière du noyau inducteur 5282 est disposée à l'opposé de la face périphérique et ses nervures s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de la périphérie de la partie en forme de disque 5271. Chacune des nervures 5273 comporte une ouverture ronde 5274, ces ouvertures étant formées dans les mêmes positions radiales que les ouvertures rondes impaires 5212 (en comptant dans la direction circonférentielle) qui sont représentées sur la figure 25. Les broches 5281 qui traversent les ouvertures rondes 5212 et pénètrent dans le noyau rotorique 5210, sont embo^'tées à force dans les ouvertures rondes 7274 impaires (en comptant dans la direction circonférentielle). Le noyau rotorique 5210 est ainsi fixé rigidernent à la première culasse rotorique 5270. La deuxième culasse rotorique 5275 est représentée en vue en coupe sur la figure 27, qui est vue dans la direction indiquée par la flèche Q sur la figure 24, et qui est formée d'un matériau de noyau en fer magnétique doux. La deuxième culasse rotorique 5275 comporte une partie 5276 en forme de disque s'étendant radialement, avec des nervures 5277 (dont le nombre est égal à la moitié du nombre d'ouvertures - 30 de réception d'aimants 5211), s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de la périphérie de l'organe en forme de disque 5276. Chacune des nervures 5273 comporte une ouverture ronde 5274, ces ouvertures étant formées dans les mêmes positions radiales que les ouvertures rondes paires 5212 (en comptant dans la direction circonférentielle). Les broches (c'est à dire les organes de shunt 33 2325846 magnétique) 5281 qui traversent les ouvertures paires 5212 pour pénétrer dans le noyau rotorique 5210, sont embo^ttées à force dans les ouvertures correspondantes 5278 des nervures 5277. Le noyau rotorique 5210 et la deuxième culasse 5275 sont ainsi fixés rigidement pour former un corps unique. L'entretoise 5290, formée en un matériau non magnétique, présente une forme tubulaire et est disposée à la- périphérie intérieure du noyaurotorique 5210, en s'étendant dans la direction axiale de la deuxième culasse rotorique 5275 et de la première culasse rotorique 5270. Un arbre 5240 est fixé rigidement au bossage 5272 par embo^'tement à force sur celui-ci. Le noyau inducteur 5282 est réulisé en forme de bride à partir d'un matériau magnétique doux, et il est fixé rigidement par des vis 5940 à la paroi latérale du bâti d'extrémité 5911. La face périphérique interne d'une portion de bossage du noyau inducteur 5282 est positionnée de façon à présenter un entrefer fixe entre e!le-même et la face périphérique extérieure du bossage 5272 de la première culasse rotorique 5270, de façon à permettre un mouvement rotatif relatif entre le noyau inducteur 5282 et le rotor. Le bossage du noyau inducteur 5282 s'étend dans un espace ménagé à l'intérieur du noyau 5210. La face périphérique externe du côté arrière du noyau inducteur 5282 est disposée à l'opposé de la face périphérique interne de la culasse rotorique 5275, avec un faible entrefer entre elles. Le bossage du noyau inducteur 5282 comporte un bobinage inducteur 5283 enroulé sur lui. Des conducteurs 5284 fournissent une puissance électrique au bobinage inducteur 5283 à partir de l'extérieur. Dans ce qui suit, les principes de fonctionnement de ce mode de réalisation vont être décrits d'abord dans le cas d'un fonctionnement de la machine synchrone en mode moteur électrique. Le bobinage triphasé 5110 de la machine synchrone 5000 reçoit une puissance électrique par l'intermédiaire de i'inverseur 4200, à partir de la batterie 4300. Le courant inducteur qui circule dans le bobinage inducteur 5283 est fourni à partir d'un circuit 4400 de commande de courant inducteur, par l'intermédiaire des conducteurs 5284. Le stator 5931 du résolveur fournit le signal de sortie au circuit de traitement de signal 4500, et l'inverseur 4200, le circuit de commande de courant inducteur 4400 et le circuit de traitement de signal 4500 sont commandés par le circuit de commande 4600. Description du circuit magnétique 34 2825846 Le champ magnétique formé par les éléments permanents 5280 et le champ électromagnétique qui est formé par la circulation de courant dans le bobinage inducteur 5283 sont comme suit. Comme décrit ci-dessus, les aimants permanents 5280 sont montés de façon que les polarités autour de la périphérie du noyau rotorique alternent périodiquement entre les pôles nord et sud. Le flux magnétique effectif à partir des poles nord et sud passent par l'entrefer jusqu'au noyau statorique 5120, par le bobinage inducteur 5110, le noyau statorique 5120, et retourne par l'entrefer au noyau rotorique 5210. De plus, le flux magnétique provenant du pole nord d'un aimant permanent 5280 passe par une broche (c'est à dire par un organe de champ magnétique) 5281 au niveau d'une région de pole du noyau rotorique 5210, à travers une portion de nervures 5273 de la première culasse rotorique 5270, dans la partie de disque 5271, le bossage 5972, le bossage du noyau inducteur 5282,1'entreter, la deuxième culasse rotorique 5275, et une broche 5281 au niveau d'une région de pole sud, se poursuit dans l'aimant, pour ainsi retourner au pole nord de cet aimant permanent 5280. On forme ainsi un shunt de circuit magnétique. Par conséquent, la quantité effective de flux magnétique qui circule dans le circuit magnétique reliant le stator 5100 et le bobinage induit 5110 sensiblement réduit. Le circuit de shunt de flux magnétique décrit ci-dessus est relié au bobinage inducteur 5283, de sorte que la commande du niveau de courant passant dans le bobinage inducteur 5283 peut étre utilisée pour commander la quantité de flux magnétique qui passe au travers au circuit de shunt de flux magnétique, c'est à dire, une quantité de flux magnétique de by- pass La figure 31 représente un circuit magnétique équivalent de cette machine synchrone. La réluctance magnétique du bobinage d'induit 5100 sera désignse par Rsd, celle de l'entrefer par Rg, et la réluctance magnétique d'un aimant permanent 5280 par Rm. Rr1d, Rr2d et Rr3d désignent les réluctances magnétiques respectives de la partie de poles du noyau rotorique 5210, de la partie radialement intérieure des aimants permanents 5280, et du circuit de shunt magnétique, c'est à dire les valeurs respectives de réluctance magnétique lorsque le flux magnétique circule du côté du rotor du circuit magnétique. En désignant la force de magnétisation d'un aimant permanent par Fm, celle du bobinage inducteur par Fc, la quantité effective de flux magnétique 4'd qui circule dans le côté du stator 5100 est donnée par l'équation suivante: 2825846 Pd = (Rm +Rr2d) Fc +Rr3d (Fm +Rr2d) / (Rr3d (Rm + Rr2d) (Rm +Rr2d) (Rg + Rr1d + Rsd) + (Rg + Rr1d + Rsd) Rr3d) Le flux magnétique eflectif 4,d peut ainsi être fixé à une valeur arbitraire S en réglant des paramètres respectifs. Par exernple, lorsqu'aucun courant ne circule dans le bobinage inducteur 5283 (c'est à dire, Fc = 0), alors le flux magnétique effectif 4'dO, dans ces conditions, est obtenu par la formule: PdO =Rr3d (Fm +Rr2d) /(Rr3d (Rm +Rr2d) + (Rm + Rr2d) (Rg + Rr1d + Rsd) + (Rg + Rr1d + Rsd) Rr3d) Lorsque la réluctance magnétique Rr du circuit de shunt magnétique est faible, alors dO est sensiblement égal à 0. Comme cette valeur Rr est basée sur les réluctances magnétiques des broches 5281, des nervures 5283, du noyau en forme de disque 5272 et des régions respectives de contacts des différents composants, il est possible de fixer la valeur du flux magnétique effectif PdO à 0, lorsqu'aucun courant ne circule dans le bobinage inducteur 5283, en fixant de manière appropriée les surfaces et les longueurs des différentes parties. On supposera ici que le flux magnétique effectif se trouve dans la région linéaire (c'est à dire la région allant de O à 4,' sur la figure 32) de la caractéristique B-H du matériau magnétique constituant le circuit magnétique, et que la région de saturation magnétique du matériau constituant le circuit magnétique n'est pas atteinte lorsque le flux magnétique effectif dO est égal à 0. Lorsqu'un courant passe dans le bobinage inducteur 5283, la quantité de flux 4'dc de la force de magnétisation de champ Fc est atteinte. On a alors la relation suivante: cpdc = ( (Rm + Rr2d) Fc / (Rr3d (Rm + Rr2d) + (Rm + Rr2d) Rg +Rr1 d +Rsd) + (Rg +Rr1d + Rsd) + (Rg + Rr1d + Rsd) Rr3d) Par conséquent, le flux magnétique cpd est obtenu sous la forme: 4,d = PdO + Pdc Ainsi, le flux magnétique effectif peut être réglé en réglant le niveau de courant qui s'écoule dans le bobinage inducteur. Ce qui précède constitue le circuit magnétique correspondant à la direction de flux s'écoulant dans les aimants permanents du bobinage inducteur Le circuit magnétique correspondant à l'écoulement de flux magnétique ayant un vecteur qui est à angle droit par rapport au vecteur du flux s'écoulant dans 36 2825846 les aimants permanents et le bobinage inducteur, sera décrit en référence à la figure 33. La réluctance du côté du stator 5100 par rapport à ce circuit magnétique sera désignée par Rsq, et la réluctance correspondante de l'entrefer par Rg, tandis que les réluctances respectives du côté du rotor de la partie de pôle magnétique de 5210 et de l'extrémité radialement intérieure de chaque aimant permanent 5280, par rapport à ce circuit magnétique, seront désignés par Rr1q et Rr2q. En désignant la force de magnétisation du bobinage induit par Fs, alors le flux magnétique effectif 4'q qui s'écoule du côté du stator 5100 est obtenu par la formule: cPq = Fs / (Rg + Rsq + (Rr1q.Rr2q) / (Rr1q.Rr2q)) Si le flux magnétique effectif est augmenté en augmentant la force de magnétisation du bobinage inducteur, alors une saturation intervient pour la réluctance magnétique longitudinale Rr1d de la partie de pôle, et cette saturation magnétique affecte aussi la réluctance Rr1q. Ainsi ces deux réluctances magnétiques saturent, c'est-à-dire que la valeur de réluctance augmente considérablement. : 15 Toutefois, le flux magnétique produit par les aimants permanents 5280 ne s'écoule pas au travers de portions du côté radialement intérieur des aimants permanents, de sorte que la réluctance magnétique Rr2d n'est pas affectée par le niveau de force de magnétisation Rc du bobinage inducteur, et reste petite. Ainsi, par exemple même si la réluctance magnétique Rr1q atteint la saturation, la valeur de 4'q sera maintenue par la réluctance Rr2q. Le fait que la valeur de 4'q soit maintenue signifie que l'inductance transversale Lq est augmentée, et l'augmentation de la réluctance magnétique Rr1d de la partie de pôle signifie que l'inductance longitudinale Ld est réduite. Lors d'une rotation à faible vitesse, lorsqu'il n'est pas nécessaire de produire un champ faible, le courant traversant le bobinage inducteur 5283 est augmenté, de façon que le flux magnétique effectif d soit augmenté. Par conséquent, le couple moteur est obtenu comme étant la somme du produit du flux magnétique effectif cPd et du courant de couple (c'est-à-dire, le couple aimant) et du produit des différences entre linductance longitudinale Ld et l'inductance transversale Lq avec le carré du courant (c'est-à-dire, le couple de réluctance). Ainsi, en augmentant le flux magnétique effectif, le courant qui traverse le bobinage induit 5110 peut être réduit. Pour que la tension de réaction dépasse la tension appliquée, dans des conditions de haute vitesse de rotation dans lesquelles la machine doit être 37 2825846 commandée avec une commande de faible champ, le courant traversant le bobinage inducteur 5283 est réduit jusqu'à une valeur faible ou jusqu'à 0, et le circuit de flux magnétique des aimants permanents est shunté par le circuit de shunt magnétique, et le faible courant qui traverse le bobinage d'induit peut étre réduit jusqu'à une valeur S faible ou jusqu'à 0. Par conséquent, lorsque le courant maxImum qui parcourt le bobinage d'induit est réduit, la quantité de chaleur qui est générée par les bobinages est réduite. Ainsi, la taille globale de la machine synchrone peut étre réduite. De plus, des dispositifs de commutation semi conducteur plus petits peuvent étre utilisés dans l'inverseur 4200. Du fait que les pertes dues au cuivre dans le bobinage inducteur 5283 sont plus faibles que celles dans le bobinage d'induit 5110, en utilisant un champ faible qui est produit par un courant inducteur, comme dans le cas de ce mode de réalisation, on obtient un meilleur rendement que dans les procédés de l'art antérieur - j o on fait passer un courant d'induit pour produire le champ faible. Avec ce mode de réalisation, lorsque la force de magnétisation Fc du bobinage inducteur est égale à 0, ie flux magnétique effectif Pd à ce moment se trouve dans la région linéaire de la caractéristique B-H du matériau magnétique du circuit magnétique effectif. Lorsqu'il devient nécessaire de commander la machine comme en mode moteur dans la région des hautes vitesses de rotation, alors la tension de résction résultant du flux magnétique effectif d est plus élevée que la tension appliquée, le courant d'induit fournit au bobinage d'induit 5110 peut étre réduit jusqu'au niveau minimum possible qui est nécessaire pour générer le champ faible. Comme illustré plus en détail sur la figure 32, lorsque le courant d'induit est tel que le flux magnétique effectif est réduit de PO à 4,', alors en désignant par ATa le nombre d'ampère tours correspondant à la région linéaire de la caractéristique B-H et en désignant par ATb le nombre d'ampère tours correspondant à la région non linéaire, alors, puisque ATa est inférieur à ATb, le courant d'induit peut étre réduit en proportion de la différence entre ATa et ATb. Lorsqu'une machine synchrone à aimants permanents du type de l'art antérieur fonctionne en moteur, alors, lorsqu'on la commande en faisant passer un faible courant de champ dans le bobinage d'induit, le graphe d'efficacité de la caractéristique T-N est comme représenté sur la figure 35. En comparant les figures 34 et 35, on peut comprendre que la présente invention permet d'élargir le domaine d'efficacité dans le graphe d'efficacité. 38 2825846 Dans ce qui précède, on a décrit le fonctionnement de ce mode de réalisation avec la machine synchrone fonctionnant en moteur. Lorsque la machine synchrone de ce mode de réalisation fonctionne en générateur, 4'dO est établi lorsque la charge électrique normale du véhicule est entranée. Un courant traverse le bobinage inducteur seulement lorsqu'une production supérieure est nécessaire. De cette façon, les pertes dues au cuivre dans le bobinage inducteur peuvent être réduites et on peut obtenir un rendement supérieur de la génération de puissance électrique. De plus, dans l'art antérieur, on conna^'t une machine synchrone de type à pôle saillant qui peut être commandée par commande d'induction à partir du rotor. Toutefois, avec une telle machine synchrone, le flux magnétique effectif est obtenu seulement à partir du bobinage inducteur. En comparant ceci avec le mode de réalisation ci-dessus de la machine synchrone selon la présente invention, o la valeur nécessaire minimum de flux magnétique effectif est augmentée du flux magnétique provenant du bobinage inducteur, la quantité de courant que 1'on doit faire passer dans le bobinage inducteur est plus grande avec la machine synchrone de l'art antérieur que pour la présente invention. Ainsi, dans l'art antérieur, se pose le problème que le bobinage inducteur doit être grand et que les pertes dues au cuivre dans le bobinage inducteur sont grandes. De plus, comme décrit ci-dessus avec le mode de réalisation ci-dessus de la présente invention, en réalisant un shunt de circuit magnétique pour les aimants permanents du noyau rotorique,!'inductance transversale Lq est supérieure à l'ind uctance longitud inale Ld, de sorte qu'un couple de réluctance élevé est prod u it en plus du couple d'aimants qui résulte du flux magnétique effectif Pd. Ainsi, on augmente le couple et la puissance produite. Variante de conflguration Une variante de configuration du mode de réalisation ci-dessus est représentée sur les figures 28 à 30. Ces diagrammes correspondent respectivement aux figures 25 à 27 décrites cidessus, en ce qui concerne leur position dans la vue de la figure 24 de la machine synchrone. Globalement, la configuration est essentiellement identique à celle des figures 24 à 27. Toutefois, dans la variante, chacun des aimants permanents 5301 a une forme rectangulaire plate, avec un organe de pôle saillant 5302 disposé entre chaque paire de pôles magnétiques mutuellement adjacents représentés. Avec cette configuration, les ouvertures de 39 2825846 réception d'aimants sont en forme de fentes dans la face circonférentielle du noyau rotorique 5210, et s'étendent le long de la direction axiale du noyau rotorique, les organes de pôles saillants 5302 étant formés comme représenté. Chacun des aimants permanents 5301 est magnétisé dans la direction de son épaisseur (c'est-à dire, dans la direction radiale telle que vue sur la figure 28) et l'épaisseur de chaque ouverture de réception d'aimant 5303 est plus grande que celle d'un aimant permanent 5301, de.façon. à laisser des espaces de chaque côté d'un aimant - permanent 5301 (dans la direction circonférentielle tel que représenté sur les figures 28 à 31) et pour réduire ainsi les pertes de flux des aimants permanents 5301 lorsque ceux-ci ont été insérés dans les ouvertures de réception 5303. En dehors de la forme des aimants permanents, le fonctionnement et les avantages de cette configuration alternative sont similaires à ceux décrits ci-dessus pour la configuration de machine synchrone dans laquelle des aimants permanents de forme curviligne sont utilisés, de sorte que l'on ne procèdera pas à une description 1 5 détaillée. 2825846 REVENDICATIONS 1. Appareil moteur-générateur pour véhicule, capable de fonctionner à la demande en mode moteur électrique et en mode de génération de puissance électrique, comprenant: - une machine synchrone du type à bobinage de champ polyphasé ayant un bo^'tier, un noyau statorique qui est fixé dans le bo^'tier, un enroulement d'induit ou d'armature constitué de plusieurs bobines de phase bobinées sur le noyau statorique, un bobinage de champ pour produire des aimants de champ induits par le courant qui sont couplés avec les bobines de phase, et une partie du noyau ferro- magnétique côté rotor ayant un noyau rotorique dans lequel des pôles magnétiques sont formés par les aimants de champ induit par le courant sur une face circonférentielle qui est placée en face du noyau du stator, des moyens de conversion alternatif-continu et continu-alternatif pour appliquer à l'enroulement statorique des tensions alternatives ayant des phases différentes et pour redresser la puissance électrique alternative fournie par l'enroulement d'induit ou d'armature, et - un circuit de contrôle pour fournir des courants en avance de phase, dont les À phases diffèrent d'un angle de phase pré-déterminée des tensions alternatives de phase, à l'enroulement d'armature ou d'induit à partir du convertisseur de puissance alternatif-continu et continu-alternatif de façon à faire fonctionner la machine synchrone en générateur électrique; dans lequel la partie de ncyau ferromagnétique côté rotor est configurée de façon à avoir une réluctance magnétique plus faible dans une direction à angle droit avec la direction du flux magnétique des aimants de champ induits par courant que dans la direction du flux des aimants de champ induits par courant. 2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel: - le bobinage de champ est bobiné sur un noyau de champ qui constitue une portion de la partie de c_ur ferro-magnétique côté rotor et est fixé au boîtier en étant séparé du noyau rotorique par un entrefer fixe, et - plusieurs aimants permanents qui constituent plusieurs aimants de champ à création par aimants permanents sont fixés au noyau rotorique et ont un flux magnétique couplé avec les bobines de phase du bobinage de champ. 41 2325846 3. Appareil selon la revendication 2, dans lequel le noyau rotorique est constitué par plusieurs feuilles de matériau magnétique doux empilées dans une direction axiale du noyau rotorique et dans lesquels sont formées des encoches de réception des aimants pemmanents. 4. Appareil moteur-générateur pour un véhicule suivant la revendication 1 comprenant: - un nombre pair d'aimants permanents, retenus dans un nombre pair d'encoches de réception d'aimants formés chacun dans une direction axiale du noyau de stator ayant un nombre pair de pôles de champ produits par les aimants permanents qui sont disposés successivement avec des polarité alternées le long de la circonférence externe du noyau rotorique, - des éléments de shunt magnétique insérés dans des ouvertures de réception d'éléments de shunt magnétique s'étendant en direction axiale du noyau rotorique, destinés à shunter les champs magnétiques produits par les aimants permanents, - le dit bobinage de champs, placés sur la face périphérique externe du noyau rotorique destiné à produire un flux magnétique en direction axiale dans les organes de shunts magnétiques, et - une culasse disposée à la périphérie interne- du noyau rotorique pour constituer un trajet d'écoulement du flux magnétique produit par le bobinage de champ en conjonction avec le noyau rotorique et les éléments de shunt magnétique, - dans lequel chacun des aimants-permanents présente une portion qui est disposée radialement vers l'intérieur à partir des éléments de shunt magnétique et le noyau rotorique a un trajet magnétique qui s'étend d'une région à la périphérie externe du noyau rotorique, à travers une région disposée entre deux aimants permanents adjacents dans le sens circonférentiel, jusqu'à une région qui est placée radialement à l'intérieur des aimants permanents. 5. Appareil moteur-générateur suivant la revendication 4, dans lequel les encoches de réception d'aimants ont une section droite en arc dans un plan à angle droit avec l'axe de rotation du noyau rotorique, les parties terminales de chacune des encoches de réception d'aimant s'étendant vers ia périphérie externe du noyau rotorique et chaque encoche de réception d'aimant, ayant une partie centrale dans le sens circonférentiel qui est placé radialement à l'intérieur des parties terminales 42 2825846 et dans lequel les aimants permanents sont montés sensiblement dans la profondeur des encoches de réception d'aimants, la dite partie centrale de chacune des encoches présentant une forme concave dans une face circonférentielle du noyau rotorique. 6. Appareil moteur-générateur pour véhicule selon la revendication 5, dans lequel des points centraux des aimants permanents dans le sens circonférentiel coincident sensiblement avec des points centraux dans le sens circonférentiel des - éléments de shunt magnétique. 7. Appareil moteur-générateur pour véhicule selon la revendication 4, dans lequel la périphérie externe du noyau rotorique a des paires d'éléments de pôle en saillie, formées chacune entre une paire de fentes s'étendant dans la direction axiale du noyau rotorique et disposées chacune entre une paire arbitraire des pôles de champ, plusieurs éléments de pôle en saillie étant disposés ciFconférentiellement à intervalles répuliers autour de la périphérie du noyau rotorique.