EP2338220A2 - Machine hybride comportant un moteur synchrone et un moteur asynchrone - Google Patents

Machine hybride comportant un moteur synchrone et un moteur asynchrone

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EP2338220A2
EP2338220A2 EP09756815A EP09756815A EP2338220A2 EP 2338220 A2 EP2338220 A2 EP 2338220A2 EP 09756815 A EP09756815 A EP 09756815A EP 09756815 A EP09756815 A EP 09756815A EP 2338220 A2 EP2338220 A2 EP 2338220A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
motor
synchronous motor
synchronous
network
speed
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09756815A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Ali Makki
Eric Coupart
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Moteurs Leroy Somer SA
Original Assignee
Moteurs Leroy Somer SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Moteurs Leroy Somer SA filed Critical Moteurs Leroy Somer SA
Publication of EP2338220A2 publication Critical patent/EP2338220A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K17/00—Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
    • H02K17/02—Asynchronous induction motors
    • H02K17/34—Cascade arrangement of an asynchronous motor with another dynamo-electric motor or converter
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/46—Motors having additional short-circuited winding for starting as an asynchronous motor
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/20—Structural association with auxiliary dynamo-electric machines, e.g. with electric starter motors or exciters
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    • H02K17/02—Asynchronous induction motors
    • H02K17/16—Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors
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    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures

Definitions

  • Hybrid machine comprising a synchronous motor and an asynchronous motor
  • the present invention relates to a rotating electrical machine comprising a synchronous motor and an asynchronous motor, also called “hybrid machine”.
  • the magnetic flux of the magnets is not of greater intensity than the stator flux, to the detriment of the mass power density of the magnet. machine.
  • a rotating electrical machine to be connected to a polyphase electrical network, comprising: a polyphase synchronous motor comprising a rotor with permanent magnets and an asynchronous motor polyphase, coupled axially, and a system of switching, arranged for:
  • axially coupled motors means two motors having at least one common shaft, for example a monolithic shaft or formed of two sections of the same axis assembled one after the other.
  • Such a machine can make it possible, by combining a synchronous motor and an asynchronous motor, to benefit from a much greater efficiency than with a single asynchronous motor, the gain being for example between 10 and 15%.
  • the presence of the permanent magnet rotor of the synchronous motor can provide a higher power factor for the machine compared to a single asynchronous motor.
  • the fact of being able to directly connect the synchronous motor to the electrical network that is to say without the intermediary of a frequency converter, can make it possible to obtain a yield for example greater by at least 5%. compared to a synchronous motor operating through a frequency converter.
  • the phases of the synchronous motor are arranged to be in the same order as the phases of the electrical network, in order to prevent the electromagnetic field of the stator from rotating in the opposite direction to the rotation of the rotor of the synchronous motor, meaning initially imposed by the asynchronous motor to which the rotor of the synchronous motor is coupled.
  • the asynchronous motor may comprise a cage rotor.
  • the rotor cage is for example made of aluminum or copper or other alloy such as brass or bronze.
  • the notches of the rotor cage can be single or double.
  • the synchronous motor may comprise a rotor devoid of cage.
  • the maximum motor torque delivered by the asynchronous motor which depends inter alia on the electrical resistance of the rotor cage and on the choice of the stator windings, is obtained for a synchronous motor.
  • rotational speed of the rotor of the asynchronous motor, and therefore of the rotor of the synchronous motor coupled to the rotor of the asynchronous motor substantially equal to the speed of synchronism.
  • the synchronous speed of the synchronous machine is determined by the frequency of the electrical network and by the number of pairs of poles of the synchronous motor.
  • substantially equal to the speed of synchronism means a rotational speed of the rotor of the synchronous motor equal to the synchronous speed of the synchronous motor to ⁇ 10%.
  • the windings of the asynchronous motor are thus advantageously made so as to generate, when they are connected to the electrical network, a maximum engine torque at a speed substantially equal to the speed of synchronism.
  • Examples of implementation of the invention introduce greater freedom for the manufacture of the asynchronous machine by avoiding imposing dimensions and materials specific to the rotor cage as in known hybrid machines where the cage and the permanent magnets are carried by the same rotor.
  • Three degrees of freedom can be available, namely the dimensions of the rotor cage of the asynchronous motor, the material or materials used for its realization as well as the choice of stator windings of the asynchronous motor, to vary the maximum motor torque delivered by the asynchronous motor so as to obtain, at a given frequency of the electrical network, a maximum motor torque at synchronous synchronous motor speeds of four, six, eight, ten, twelve, fourteen or sixteen poles or more.
  • the speed of a four-pole asynchronous motor when the motor torque delivered by the latter is maximum, is for example close to the speed of synchronism of a six-pole or eight-pole motor depending on the winding and the material of the cage of the rotor.
  • the rotor of the synchronous motor comprises permanent magnets and a rotor cage.
  • the maximum motor torque delivered by the asynchronous motor can be obtained for a rotational speed of the rotor of the asynchronous motor, and consequently of the rotor of the synchronous motor coupled to the rotor of the asynchronous motor, which is less than the speed of the synchronism of the synchronous motor, for example for a speed less than 80% of the synchronism speed, for example for a speed between 50% and 80% of the synchronism speed.
  • the asynchronous motor may only be electrically connected to the network during the start-up phase or remain connected to the network after the start-up phase.
  • the asynchronous motor may be devoid of permanent magnets.
  • the machine comprises a single casing inside which the synchronous motor and the asynchronous motor are housed.
  • only the synchronous motor is housed inside a first housing, the asynchronous motor being disposed outside of this first housing, in a second housing.
  • the latter is for example screwed onto a flange located substantially at one of the longitudinal ends of the first housing.
  • the asynchronous motor can be relatively compact, the ratio between the length of the asynchronous motor, measured between the coil heads of the stator windings of the asynchronous motor, and that of the synchronous motor, measured between the coil heads of the stator windings of the synchronous motor. , being for example between 20% and 35%.
  • the synchronous and asynchronous motor shaft is for example mounted on the single casing of the machine or, when the machine has two housings, on the first housing of the machine.
  • the shaft can be supported by bearings arranged at both longitudinal ends of the single casing of the machine or, where appropriate, the first housing of the machine.
  • the switching system may comprise a control circuit and a synchronization circuit.
  • the control circuit may include electromechanical switches or semiconductor power switches.
  • the synchronization circuit comprises for example a voltage observer arranged to compare the voltage of the supply network and the electromotive force induced in the windings of the stator of the synchronous motor, when the latter is driven by the asynchronous motor.
  • the synchronization circuit is for example arranged to compare the order of the phases of the electrical network and the electromotive force induced in the windings of the stator of the synchronous motor, when the latter is driven by the asynchronous motor.
  • the synchronization circuit may or may not include a speed observer arranged to detect the rotation frequency of the synchronous motor.
  • the synchronization circuit is for example devoid of Hall effect sensor, encoder or tachometer resolver.
  • the synchronization circuit comprises for example at least one programmable electronic component, for example a microcontroller.
  • the control circuit is for example arranged to selectively supply the synchronous motor or the asynchronous motor based on information received from the synchronization circuit.
  • Examples of implementation of the invention mentioned above may make it possible to achieve a synchronization commonly described as flexible, this synchronization being performed when the frequency of the voltage induced in the windings of the synchronous motor is substantially equal to the frequency of mains supply, with potential differences between the phases of the network and between the phases of the synchronous motor canceling at the same time.
  • implementation of the invention relate to a method of starting a rotating electrical machine to be connected to a polyphase electrical network, comprising an asynchronous motor coupled axially to a synchronous motor and comprising a switching system, this method comprising the steps of: - electrically connect to the network during a machine startup phase as the asynchronous motor to bring the synchronous motor at a speed that allows it to operate directly connected to the network, and
  • the speed enabling the synchronous motor to operate directly connected to the network is for example the synchronous speed of the synchronous motor.
  • the speed enabling the synchronous motor to operate while being directly connected to the network is less than the synchronous speed of the synchronous motor, being for example less than 80% of the synchronism speed, being in particular between 50% and 80% the speed of synchronism.
  • the asynchronous motor can be subjected to a load torque.
  • the rotary electrical machine is for example a fan and the load torque, for example quadratic, is provided by a ventilation system.
  • the load corresponds to a constant or linear resistance torque, for example a linear load torque as a function of the speed or constant.
  • the synchronization operation can be performed at least in part by the load torque of the load.
  • the method may comprise the step of comparing, during the start-up phase, the electromotive force induced in the windings of the synchronous motor and the voltage of the electrical network before electrically connecting the synchronous motor to the network.
  • FIG. 1 schematically and partially shows a first example, in axial section, of an electric machine according to the invention
  • FIG. 2 is a view similar to FIG. 1 of a second example of an electric machine according to the invention
  • FIG. 3 is a schematic representation of a machine according to the invention.
  • FIG. 4 schematically represents an exemplary control circuit according to the invention
  • FIG. 5 represents an operating sequence of the circuit represented in FIG. 4;
  • FIG. 6 is a representation in logical form of an exemplary synchronization circuit according to the invention
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the possibility, thanks to the invention, of obtaining different synchronism speeds for a frequency; given the electrical network and
  • FIGS. 1 and 2 show two examples of hybrid rotary electric machine 1 according to the invention.
  • the machine 1 is a polyphase rotating electric machine, for example three-phase.
  • This machine 1 has a nominal power ranging for example from 250 W to 4 kW.
  • the electric machine 1 comprises a synchronous motor 10 and an asynchronous motor 20, axially coupled along an axis X of rotation of the machine.
  • the asynchronous motor 20 is relatively compact with respect to the synchronous motor 10.
  • the asynchronous motor 20 is for example a four-pole machine and the synchronous motor 10 is, for example, a six-speed machine. poles.
  • the synchronous motor 10 comprises a rotor 11 comprising permanent magnets 12, which may for example be magnets arranged on the surface or buried.
  • the rotor 11 is for example flux concentration.
  • the rotor 11 is devoid of rotor cage but it is not beyond the scope of the present invention when the rotor 11 of the synchronous motor 10 comprises a rotor cage.
  • the synchronous motor 10 comprises a rotor comprising permanent magnets 12 and a rotor cage 15 of which only the bars have been shown.
  • the synchronous motor is a radial and internal rotor machine, the rotor 11 being surrounded by a stator 13 comprising windings 14.
  • the asynchronous motor 20 is also in the examples of FIGS. 1 and 2 a radial machine with an internal rotor 21.
  • the invention is not limited to such examples and the synchronous motor and the asynchronous motor can be radial machines with external rotor for example.
  • the synchronous motor 10 may, in a variant not shown, be a discoid machine.
  • the asynchronous motor 20 comprises, in the examples of FIGS. 1 and 2, a cage rotor 21, the latter being formed by a plurality of electrical conductor bars 22 connected at their ends by two unrepresented electrical conductor rings.
  • the rotor 21 of the asynchronous motor 20 is, in the example described, devoid of permanent magnet.
  • the two motors have a common shaft 4, which can be monolithic.
  • This shaft 4 is, in the example of Figure 1, mounted in the housing 8 of the machine on two bearings 7 carried by the front and rear flanges 6a and 6b defining the two longitudinal ends of the housing 8.
  • the front flange 6a has a central opening 30 through which the shaft 4 extends outside the housing 8.
  • the shaft 4 extends according to this example outside the housing 8 at one end thereof.
  • the synchronous 10 and asynchronous motors 20 are both housed inside the housing 8 of the machine.
  • the machine 1 comprises a first casing 8 inside which the synchronous motor 10 is housed and a second casing 9 inside which the asynchronous motor 20 is arranged.
  • the second casing 9 is for example fixed with screws on the rear flange 6b of the first casing 8.
  • the shaft 4 passes through each of the flanges 6a and 6b through respective central openings 30.
  • the shaft 4 is supported by bearings 7 respectively carried by the front flanges 6a and rear 6b.
  • the electric machine 1, shown schematically in Figure 3, further comprises a switching system 5 for connecting the electrical network 2 stators 13 and 23 of synchronous and asynchronous motors.
  • the switching system 5 comprises switches which in the example of FIG. 3 are electromechanical relays 100 and 200 respectively associated with the synchronous motor 10 and the asynchronous motor 20.
  • Each relay 100 and 200 comprises, in the example described, coils. and a series of contacts.
  • the invention is not limited to the use of electromechanical relays for producing the switches 100 and 200.
  • these switches could be contactors, transistors, thyristors, triacs or static relays.
  • the switching system 5 comprises a control circuit 40 and a synchronization circuit 60, respectively shown schematically in FIGS. 4 and 6.
  • the control circuit 40 can comprise two circuit portions 41 and 42, each circuit portion ensuring the power supply of the coils of a relay 100 or 200 to allow the passage of this relay from an open state to a closed state for example.
  • the two circuit portions 41 and 42 are connected in parallel between a switch 43 and the ground 45.
  • the switch 43 is connected in series with a voltage source 44, for example delivering a voltage of between 12V and 400V.
  • the circuit portion 41 includes the relay 100, connected in series with two branches 46 and 47 connected in parallel, the branch 46 having a switch 101 and the branch 47 having two switches 201 and 103, connected in series.
  • the circuit portion 42 includes the relay 200, connected in series with a switch
  • the switches 43, 101, 102, 103, 201 and 203 may be electromechanical switches or semiconductor switches.
  • the switches 43, 101, 102, 103, 201 and 203 are for example of the same type as the switches 100 and 200.
  • the switch 202 is for example a controllable switch.
  • the switch 202 is controllable in closing, for example by means of a pushbutton.
  • the switches 101, 102 and 103, respectively 201, 202 and 203, are arranged to change state depending on the state of the switch 100, respectively 100.
  • the switches 201 and 203 pass for example from the open state to the closed state.
  • the switch 102 for example goes from the closed state to the open state while the switch 101 goes from the open state to the state closed.
  • the switch 202 is controlled in closing, in particular by actuation of a push button.
  • the coils of the relay 200 are electrically connected to the electrical source 44 through the closed switches 102 and 202, which causes the asynchronous motor 20 to be powered by the electrical network 2 and, consequently, , starting the asynchronous motor 20.
  • step 52 the switches 201 and 203 go into the closed position, which makes it possible inter alia to ensure a self-supply of the coils of the relay 200, independently of the subsequent evolution of the switch 202.
  • the control circuit 40 receives, as will be seen later, a supply order of the synchronous motor 10 from the synchronization circuit 60. The reception of this order causes the switch 103 to close. After this step, the coils of the relay 100 are electrically connected through the closed switches 201 and 103 to the electrical source 44.
  • the switch 101 goes into closed position while the switch
  • step 55 the switches 201 and 203 go into the open position because of the change of state of the switch 200, the supply of the coils of the relay 100 then being ensured by means of the closed switch 101. at the end of this sequence, only the coils of the relay 100 are electrically powered by the source 44 and, therefore, only the synchronous motor 10 is electrically connected to the network 2.
  • An example of a synchronization circuit 60 according to the invention will now be described as a logical representation.
  • This synchronization circuit is for example realized using a programmable electronic component, for example a microcontroller.
  • the synchronization circuit 60 is arranged to perform a voltage observation function by comparing the voltage of the supply network 2 and the electromotive force induced in the windings 14 of the stator 13 of the synchronous motor 10, when the latter is driven by the asynchronous motor 20 to which it is coupled.
  • the voltage observation function is performed using blocks 61, 62 and 63, each of these blocks being dedicated to the observation of a phase of the voltage.
  • the block 61 receives as inputs the voltage Us at the terminals of the phase U of the stator 13 of the synchronous motor 10 and the voltage Ur at the terminals of the phase U of the electrical network 2.
  • the block 62 receives the inputs Vs and Vr, relating to the phase V and the block 63 receives the inputs Ws and Wr relating to the phase W.
  • These blocks 61, 62 and 63 have as output a signal representative of the difference of potential between the phases of the synchronous motor and those of the electrical network.
  • the output signal of the blocks 61, 62 and 63 is for example:
  • a radio signal comprising a carrier and an amplitude, in the event of a phase shift between the electromotive force induced across the stator of the synchronous motor and the voltage of the network, or when these two voltages have different frequencies, or
  • a demodulation operation is performed by the block 64 in order to separate the amplitude of the carrier.
  • the synchronization circuit 60 is also arranged to perform a detection operation of the minimum potential difference between the electromotive force induced in the windings 14 of the stator 13 of the synchronous motor 10 and the electrical network 2 via the block 65.
  • the block 65 receives as input the output signal of the block 64.
  • the synchronization circuit is also arranged to compare, via the block 66, the order of the phases of the electromotive force induced in the windings 14 of the stator 13 of the synchronous motor 10, when the latter is driven by the asynchronous motor 20 to which it is coupled, and the order of the phases of the voltage of the electrical network 2.
  • the signals at the output of the blocks 65 and 66 are transmitted to a logic circuit 67 shown schematically in FIG.
  • the logic circuit 67 has three outputs 70, 71 and 72.
  • the output 70 corresponds to the sending to the control circuit 40 of a supply order of the synchronous motor 10 according to step 53 previously described.
  • the outputs 71 and 72 correspond to the sending to the control circuit 40 of a system stop command causing the supply of the asynchronous motor 20 to stop by acting on a relay, not shown.
  • the output 70 of the logic circuit is activated to send to the control circuit 40 the supply order of the synchronous motor 10 according to the step 53.
  • the output 71 of the logic circuit 67 is activated to give system stop command to the control circuit 40.
  • the logic circuit 67 activates a delay 74. At the end of a predefined time interval, if no minimum was detected by the block 65, the output 72 of the logic circuit 67 is activated to give the system stop command to the control circuit 40.
  • FIG. 7 shows examples of synchronism speeds that can be obtained by means of an electric machine 1 according to embodiments of the invention in which the synchronous motor is devoid of a rotor cage.
  • the frequency of the electrical network 2 is for example 50 Hz.
  • the invention is of course not limited to such an electrical frequency value, the latter may for example be 60 Hz.
  • the asynchronous motor delivers for example a maximum engine torque between 15 and 40 Nm at a speed of 1000 min -1 , in particular between 20 and 25 Nm.
  • the curves 100, 110, 120 and 130 give the motor torque of the asynchronous motor 20 as a function of the speed of rotation of the rotor 21 , for different values of the electrical resistance of the rotor cage 22.
  • the lines 140, 150 and 160 respectively represent the synchronous speeds of synchronous machines 10 at four, six and eight poles.
  • load points 200, 210 and 220 are obtained which are adapted to different values of synchronism speeds.
  • the invention applies more particularly to the fields of aerodynamics, in particular for motorcycle fans, and hydraulics, in particular for making hydraulic pumps.

Abstract

Machine électrique tournante (1) à relier à un réseau électrique polyphasé, comportant : un moteur synchrone polyphasé (10) comportant un rotor (11) à aimants permanents (12) et un moteur asynchrone polyphasé (20) accouplés axialement et, un système de commutation, agencé pour : - relier électriquement pendant une phase de démarrage de la machine le moteur asynchrone (20) au réseau afin d'amener le moteur synchrone (10) à une vitesse lui permettant de fonctionner en étant directement relié au réseau et, - relier électriquement le moteur synchrone (10) au réseau pendant une phase ultérieure.

Description

Machine hybride comportant un moteur synchrone et un moteur asynchrone
La présente invention pour objet une machine électrique tournante comportant un moteur synchrone et un moteur asynchrone, encore appelée « machine hybride ».
Pour réaliser le démarrage d'une machine synchrone, il est connu par WO 89/03936 ou US 2003/0071533 d'utiliser des rotors à aimants permanents comportant une cage de démarrage. Une telle solution peut se révéler inadaptée lorsque le démarrage doit être effectué avec une charge importante telle que le couple nominal du moteur.
En outre, en raison de la présence au rotor d'aimants permanents et d'une cage, il est préférable que le flux magnétique des aimants ne soit pas d'intensité supérieure au flux statorique, au détriment de la densité de puissance massique de la machine.
Il existe un besoin pour perfectionner encore les machines hybrides. L'invention vise à répondre à ce besoin. Des exemples de mise en œuvre de l'invention concernent une machine électrique tournante, à relier à un réseau électrique polyphasé, comportant : - un moteur synchrone polyphasé comportant un rotor à aimants permanents et un moteur asynchrone polyphasé, accouplés axialement, et un système de commutation, agencé pour :
- relier électriquement pendant une phase de démarrage de la machine le moteur asynchrone au réseau électrique afin d'amener le moteur synchrone entraîné par le moteur asynchrone à une vitesse lui permettant de fonctionner en étant directement relié au réseau et,
- relier électriquement, pendant une phase ultérieure, le moteur synchrone au réseau électrique.
On entend par « moteurs accouplés axialement » deux moteurs ayant au moins un arbre commun, par exemple un arbre monolithique ou formé de deux tronçons de même axe assemblés l'un à la suite de l'autre.
Une telle machine peut permettre, en combinant un moteur synchrone et un moteur asynchrone, de bénéficier d'un rendement nettement plus important qu'avec un seul moteur asynchrone, le gain étant par exemple compris entre 10 et 15 %. La présence du rotor à aimants permanents du moteur synchrone peut permettre d'obtenir un facteur de puissance plus important pour la machine par rapport à un seul moteur asynchrone. En outre, le fait de pouvoir relier directement le moteur synchrone au réseau électrique, c'est-à-dire sans l'intermédiaire d'un variateur de fréquence, peut permettre d'obtenir un rendement par exemple supérieur d'au moins 5 % par rapport à un moteur synchrone fonctionnant au travers d'un variateur de fréquence. Le moteur synchrone peut comporter 2*Nsy pôles et le moteur asynchrone peut comporter 2*NAS pôles, avec NAs=Nsy-l, ce qui peut faciliter l'opération de synchronisation, la vitesse atteinte à l'issue de la phase de démarrage pouvant alors être proche de la vitesse de synchronisme du moteur synchrone.
Les phases du moteur synchrone sont agencées pour être dans le même ordre que les phases du réseau électrique, afin d'éviter que le champ électromagnétique du stator ne tourne dans le sens inverse de la rotation du rotor du moteur synchrone, sens initialement imposé par le moteur asynchrone auquel le rotor du moteur synchrone est accouplé.
Le moteur asynchrone peut comporter un rotor à cage. La cage rotorique est par exemple réalisée en aluminium ou cuivre ou autre alliage comme laiton ou bronze. Les encoches de la cage rotorique peuvent être simples ou doubles.
Le moteur synchrone peut comporter un rotor dépourvu de cage.
Avec un tel moteur synchrone, il est souhaitable, pour faciliter la synchronisation, que le couple moteur maximal délivré par le moteur asynchrone, qui dépend entre autres de la résistance électrique de la cage rotorique et du choix des enroulements du stator, soit obtenu pour une vitesse de rotation du rotor du moteur asynchrone, et par conséquent du rotor du moteur synchrone accouplé au rotor du moteur asynchrone, sensiblement égale à la vitesse de synchronisme. La vitesse de synchronisme de la machine synchrone est déterminée par la fréquence du réseau électrique et par le nombre de paires de pôles du moteur synchrone.
On entend par « sensiblement égale à la vitesse de synchronisme » une vitesse de rotation du rotor du moteur synchrone égale à la vitesse de synchronisme du moteur synchrone à ±10 %.
Les enroulements du moteur asynchrone sont ainsi avantageusement réalisés de façon à générer, lorsqu'ils sont reliés au réseau électrique, un couple moteur maximal à une vitesse sensiblement égale à la vitesse de synchronisme. Des exemples de mise en œuvre de l'invention introduisent une plus grande liberté pour la fabrication de la machine asynchrone en évitant d'imposer des dimensions et matériaux particuliers à la cage rotorique comme dans les machines hybrides connues où la cage et les aimants permanents sont portés par le même rotor. On peut disposer de trois degrés de liberté, à savoir les dimensions de la cage rotorique du moteur asynchrone, le ou les matériaux utilisés pour sa réalisation ainsi que le choix des enroulements du stator du moteur asynchrone, pour faire varier le couple moteur maximal délivré par le moteur asynchrone de façon à obtenir, à une fréquence donnée du réseau électrique, un couple moteur maximal à des vitesses de synchronisme de moteurs synchrones à quatre, six, huit, dix, douze, quatorze ou seize pôles, voire plus. La vitesse d'un moteur asynchrone à quatre pôles, lorsque le couple moteur délivré par ce dernier est maximal, est par exemple voisine de la vitesse de synchronisme d'un moteur à six pôles ou huit pôles selon le bobinage et le matériau de la cage du rotor. En variante, le rotor du moteur synchrone comporte des aimants permanents et une cage rotorique. Avec un tel moteur synchrone, le couple moteur maximal délivré par le moteur asynchrone, peut être obtenu pour une vitesse de rotation du rotor du moteur asynchrone, et par conséquent du rotor du moteur synchrone accouplé au rotor du moteur asynchrone, inférieure à la vitesse de synchronisme du moteur synchrone, par exemple pour une vitesse inférieure à 80 % de la vitesse de synchronisme, par exemple pour une vitesse comprise entre 50 % et 80 % de la vitesse de synchronisme.
Le moteur asynchrone peut n'être relié électriquement au réseau que pendant la phase de démarrage ou rester relié au réseau après la phase de démarrage.
Le moteur asynchrone peut être dépourvu d'aimants permanents. Selon un premier mode de réalisation, la machine comporte un unique carter à l'intérieur duquel le moteur synchrone et le moteur asynchrone sont logés.
Selon un autre mode de réalisation, seul le moteur synchrone est logé à l'intérieur d'un premier carter, le moteur asynchrone étant disposé à l'extérieur de ce premier carter, dans un deuxième carter. Ce dernier est par exemple vissé sur un flasque situé sensiblement à l'une des extrémités longitudinales du premier carter.
Le moteur asynchrone peut être relativement compact, le rapport entre la longueur du moteur asynchrone, mesurée entre les têtes de bobines des enroulements du stator du moteur asynchrone, et celle du moteur synchrone, mesurée entre les têtes de bobines des enroulements du stator du moteur synchrone, étant par exemple compris entre 20 % et 35 %.
L'arbre des moteurs synchrones et asynchrones est par exemple monté sur le carter unique de la machine ou, lorsque la machine comporte deux carters, sur le premier carter de la machine. L'arbre peut être supporté par des roulements disposés aux deux extrémités longitudinales du carter unique de la machine ou, le cas échéant, du premier carter de la machine.
Le système de commutation peut comporter un circuit de commande et un circuit de synchronisation. Le circuit de commande peut comporter des interrupteurs électromécaniques ou des interrupteurs de puissance à semi conducteurs.
Le circuit de synchronisation comporte par exemple un observateur de tension agencé pour comparer la tension du réseau d'alimentation et la force électromotrice induite dans les enroulements du stator du moteur synchrone, lorsque ce dernier est entraîné par le moteur asynchrone.
Le circuit de synchronisation est par exemple agencé pour comparer l'ordre des phases du réseau électrique et de la force électromotrice induite dans les enroulements du stator du moteur synchrone, lorsque ce dernier est entraîné par le moteur asynchrone.
Le circuit de synchronisation peut ou non comporter un observateur de vitesse agencé pour détecter la fréquence de rotation du moteur synchrone. Le circuit de synchronisation est par exemple dépourvu de capteur à effet Hall, de codeur ou de résolveur tachymètre.
Le circuit de synchronisation comporte par exemple au moins un composant électronique programmable, par exemple un micro contrôleur. Le circuit de commande est par exemple agencé pour alimenter sélectivement le moteur synchrone ou le moteur asynchrone en fonction d'une information reçue depuis le circuit de synchronisation.
Des exemples de mise en œuvre de l'invention mentionnés ci-dessus peuvent permettre de réaliser une synchronisation communément qualifiée de souple, cette synchronisation étant effectuée lorsque la fréquence de la tension induite dans les enroulements du moteur synchrone est sensiblement égale à la fréquence d'alimentation du réseau, avec des différences de potentiel entre les phases du réseau et entre les phases du moteur synchrone s 'annulant en même temps.
D'autres exemples de mise en œuvre de l'invention concernent un procédé de démarrage d'une machine électrique tournante à relier à un réseau électrique polyphasé, comportant un moteur asynchrone accouplé axialement à un moteur synchrone et comportant un système de commutation, ce procédé comportant les étapes consistant à : - ne relier électriquement au réseau pendant une phase de démarrage de la machine que le moteur asynchrone afin d'amener le moteur synchrone à une vitesse lui permettant de fonctionner en étant directement relié au réseau, et
- relier électriquement au réseau le moteur synchrone pendant une phase ultérieure.
La vitesse permettant au moteur synchrone de fonctionner en étant directement relié au réseau est par exemple la vitesse de synchronisme du moteur synchrone.
En variante, la vitesse permettant au moteur synchrone de fonctionner en étant directement relié au réseau est inférieure à la vitesse de synchronisme du moteur synchrone, étant par exemple inférieure à 80 % de la vitesse de synchronisme, étant notamment comprise entre 50 % et 80 % de la vitesse de synchronisme.
Lors de la phase de démarrage, le moteur asynchrone peut être soumis à un couple de charge.
La machine électrique tournante est par exemple un ventilateur et le couple de charge, par exemple quadratique, est fourni par un système de ventilation.
En variante, la charge correspond à un couple résistant constant ou linéaire, par exemple un couple de charge linéaire en fonction de la vitesse ou constant.
Lors de la phase ultérieure, seul le moteur synchrone peut être électriquement relié au réseau. Selon des exemples de mise en œuvre de l'invention, l'opération de synchronisation peut être effectuée au moins en partie par le couple résistant de la charge.
Le procédé peut comporter l'étape consistant à comparer, lors de la phase de démarrage, la force électromotrice induite dans les enroulements du moteur synchrone et la tension du réseau électrique avant de relier électriquement au réseau le moteur synchrone. L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples non limitatifs de celle-ci, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel :
- la figure 1 représente de manière schématique et partielle un premier exemple, en coupe axiale, de machine électrique selon l'invention, la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 d'un deuxième exemple de machine électrique selon l'invention,
- la figure 3 est une représentation schématique d'une machine selon l'invention
- la figure 4 représente de façon schématique un exemple de circuit de commande selon l'invention, - la figure 5 représente une séquence de fonctionnement du circuit représenté à la figure 4,
- la figure 6 est une représentation sous forme logique d'un exemple de circuit de synchronisation selon l'invention, - la figure 7 est un diagramme illustrant la possibilité, grâce à l'invention, d'obtenir différentes vitesses de synchronisme pour une fréquence donnée du réseau électrique et
- la figure 8 est une vue en coupe d'un autre exemple de moteur synchrone selon l'invention. On a représenté aux figures 1 et 2 deux exemples de machine électrique tournante hybride 1 selon l'invention.
La machine 1 est une machine électrique tournante polyphasée, par exemple triphasée.
Cette machine 1 présente une puissance nominale allant par exemple de 250 W à 4 kW.
La machine électrique 1 comporte un moteur synchrone 10 et un moteur asynchrone 20, accouplés axialement le long d'un axe X de rotation de la machine.
Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, le moteur asynchrone 20 est relativement compact par rapport au moteur synchrone 10. Le moteur asynchrone 20 est par exemple une machine à quatre pôles et le moteur synchrone 10 est par exemple une machine à six pôles.
Le moteur synchrone 10 comporte un rotor 11 comportant des aimants permanents 12, qui peuvent par exemple être des aimants disposés en surface ou enterrés. Le rotor 11 est par exemple à concentration de flux. Dans l'exemple représenté aux figures 1 et 2, le rotor 11 est dépourvu de cage rotorique mais on ne sort pas du cadre de la présente invention lorsque le rotor 11 du moteur synchrone 10 comporte une cage rotorique.
Dans l'exemple de la figure 8, le moteur synchrone 10 comporte un rotor comportant des aimants permanents 12 et une cage rotorique 15 dont on n'a représenté que les barreaux.
Dans les exemples considérés, le moteur synchrone est une machine radiale et à rotor interne, le rotor 11 étant entouré par un stator 13 comportant des enroulements 14. Le moteur asynchrone 20 est également dans les exemples des figures 1 et 2 une machine radiale à rotor interne 21.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à de tels exemples et le moteur synchrone et le moteur asynchrone peuvent être des machines radiales à rotor externe par exemple. Le moteur synchrone 10 peut, dans une variante non représentée, être une machine discoïde.
Le moteur asynchrone 20 comporte, dans les exemples des figures 1 et 2, un rotor 21 à cage, cette dernière étant formée par une pluralité de barreaux 22 conducteurs électriques reliés à leurs extrémités par deux anneaux conducteurs électriques non représentés.
Le rotor 21 du moteur asynchrone 20 est, dans l'exemple décrit, dépourvu d'aimant permanent.
Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, les deux moteurs présentent un arbre commun 4, qui peut être monolithique. Cet arbre 4 est, dans l'exemple de la figure 1, monté dans le carter 8 de la machine sur deux roulements 7 portés par des flasques avant et arrière 6a et 6b définissant les deux extrémités longitudinales du carter 8.
Dans l'exemple décrit, le flasque avant 6a présente une ouverture centrale 30 par laquelle l'arbre 4 s'étend à l'extérieur du carter 8.
Comme on peut le voir sur la figure 1, l'arbre 4 ne s'étend selon cet exemple à l'extérieur du carter 8 qu'à une extrémité de celui-ci.
Toujours dans cet exemple, les moteurs synchrone 10 et asynchrone 20 sont tous deux logés à l'intérieur du carter 8 de la machine.
Dans la variante représentée à la figure 2, la machine 1 comporte un premier carter 8 à l'intérieur duquel le moteur synchrone 10 est logé et un deuxième carter 9 à l'intérieur duquel est disposé le moteur asynchrone 20.
Comme on peut le voir sur la figure 2, le deuxième carter 9 est par exemple fixé à l'aide de vis sur le flasque arrière 6b du premier carter 8.
Dans l'exemple de la figure 2, l'arbre 4 traverse chacun des flasques 6a et 6b à la faveur d'ouvertures centrales 30 respectives. L'arbre 4 est supporté par des roulements 7 respectivement portés par les flasques avant 6a et arrière 6b. La machine électrique 1, représentée de façon schématique à la figure 3, comporte encore un système de commutation 5 destiné à relier au réseau électrique 2 les stators 13 et 23 des moteurs synchrones et asynchrones.
Le système de commutation 5 comporte des interrupteurs qui sont dans l'exemple de la figure 3 des relais électromécaniques 100 et 200, respectivement associés au moteur synchrone 10 et au moteur asynchrone 20. Chaque relais 100 et 200 comporte dans l'exemple décrit des bobinages et une série de contacts.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'emploi de relais électromécaniques pour réaliser les interrupteurs 100 et 200. En variante, ces interrupteurs pourraient être des contacteurs, des transistors, des thyristors, des triacs ou des relais statiques.
Le système de commutation 5 comporte dans l'exemple décrit un circuit de commande 40 et un circuit de synchronisation 60, respectivement représentés de façon schématique aux figures 4 et 6. Comme on peut le voir sur la figure 4, le circuit de commande 40 peut comporter deux portions de circuit 41 et 42, chaque portion de circuit assurant l'alimentation électrique des bobinages d'un relais 100 ou 200 afin de permettre le passage de ce relais d'un état ouvert à un état fermé par exemple.
Dans l'exemple décrit, les deux portions de circuit 41 et 42 sont montées en parallèle entre un interrupteur 43 et la masse 45. L'interrupteur 43 est monté en série avec une source de tension 44, délivrant par exemple une tension comprise entre 12V et 400V.
La portion de circuit 41 comporte le relais 100, relié en série à deux branches 46 et 47 montées en parallèle, la branche 46 comportant un interrupteur 101 et la branche 47 comportant deux interrupteurs 201 et 103, montés en série. La portion de circuit 42 comporte le relais 200, relié en série à un interrupteur
102, ce dernier étant relié en série à deux branches 48 et 49 montées en parallèle, la branche 48 comportant un interrupteur 202 et la branche 49 comportant un interrupteur 203.
Les interrupteurs 43, 101, 102, 103, 201 et 203 peuvent être des interrupteurs électromécaniques ou des interrupteurs à semi-conducteurs. Les interrupteurs 43, 101, 102, 103, 201 et 203 sont par exemple du même type que les interrupteurs 100 et 200.
L'interrupteur 202 est par exemple un interrupteur commandable. Dans l'exemple de la figure 4, l'interrupteur 202 est commandable en fermeture, par exemple grâce à un bouton-poussoir. Les interrupteurs 101, 102 et 103, respectivement 201, 202 et 203, sont agencés pour changer d'état en fonction de l'état de l'interrupteur 100, respectivement 100.
Lorsque l'interrupteur 200 passe de l'étant ouvert à l'état fermé, les interrupteurs 201 et 203 passent par exemple de l'état ouvert à l'état fermé. Lorsque l'interrupteur 100 passe de l'état ouvert à l'état fermé, l'interrupteur 102 passe par exemple de l'état fermé à l'état ouvert tandis que l'interrupteur 101 passe de l'état ouvert à l'état fermé.
On va maintenant décrire en référence à la figure 5 une séquence de fonctionnement du circuit de commande représenté à la figure 4. Avant démarrage de la machine, les interrupteurs 101, 103, 201, 202 et 203 sont ouverts et l'interrupteur 102 est fermé.
A une première étape 51, l'interrupteur 202 est commandé en fermeture, notamment par actionnement d'un bouton-poussoir. A la suite de cette étape 51, les bobinages du relais 200 sont électriquement reliés à la source électrique 44 par le biais des interrupteurs fermés 102 et 202, ce qui provoque l'alimentation du moteur asynchrone 20 par le réseau électrique 2 et, par conséquent, le démarrage du moteur asynchrone 20.
A l'étape 52, les interrupteurs 201 et 203 passent en position fermée, ce qui permet entre autres d'assurer une auto-alimentation des bobinages du relais 200, indépendamment de l'évolution ultérieure de l'interrupteur 202. A l'étape 53, le circuit de commande 40 reçoit, comme on le verra par la suite, un ordre d'alimentation du moteur synchrone 10 provenant du circuit de synchronisation 60. La réception de cet ordre provoque la fermeture de l'interrupteur 103. A l'issue de cette étape, les bobinages du relais 100 sont électriquement reliés par le biais des interrupteurs fermés 201 et 103 à la source électrique 44. A l'étape 54, l'interrupteur 101 passe en position fermée tandis que l'interrupteur
102 passe en position ouverte, ce qui a pour conséquence d'interrompre l'alimentation électrique des bobinages du relais 200 par la source électrique 44 et par conséquent l'alimentation du moteur asynchrone 20 par le réseau électrique.
A l'étape 55, les interrupteurs 201 et 203 passent en position ouverte du fait du changement d'état de l'interrupteur 200, l'alimentation des bobinages du relais 100 étant alors assurée par le biais de l'interrupteur fermé 101. Ainsi, à l'issue de cette séquence, seuls les bobinages du relais 100 sont électriquement alimentés par la source 44 et, par conséquent, seul le moteur synchrone 10 est électriquement relié au réseau 2. On va maintenant décrire sous forme de représentation logique un exemple de circuit de synchronisation 60 selon l'invention.
Ce circuit de synchronisation est par exemple réalisé à l'aide d'un composant électronique programmable, par exemple un microcontrôleur. Le circuit de synchronisation 60 est dans l'exemple décrit agencé pour réaliser une fonction d'observation de la tension en comparant la tension du réseau d'alimentation 2 et la force électromotrice induite dans les enroulements 14 du stator 13 du moteur synchrone 10, lorsque ce dernier est entraîné par le moteur asynchrone 20 auquel il est accouplé.
La fonction d'observation de la tension est réalisée à l'aide de blocs 61, 62 et 63, chacun de ces blocs étant dédié à l'observation d'une phase de la tension.
Le bloc 61 reçoit comme entrées la tension Us aux bornes de la phase U du stator 13 du moteur synchrone 10 et la tension Ur aux bornes de la phase U du réseau électrique 2.
Similairement, le bloc 62 reçoit les entrées Vs et Vr, relatives à la phase V et le bloc 63 reçoit les entrées Ws et Wr relatives à la phase W. Ces blocs 61, 62 et 63 présentent en sortie un signal représentatif de la différence de potentiel entre les phases du moteur synchrone et celles du réseau électrique.
Le signal de sortie des blocs 61, 62 et 63 est par exemple:
- un signal radio comportant une porteuse et une amplitude, en cas de déphasage entre la force électromotrice induite aux bornes du stator du moteur synchrone et la tension du réseau ou lorsque ces deux tensions présentent des fréquences différentes ou,
- une onde sinusoïdale d'amplitude correspondant à la différence entre l'amplitude de la force électromotrice induite dans les enroulements du stator du moteur synchrone et l'amplitude de la tension du réseau d'alimentation, lorsque les deux tensions comparées présentent les mêmes fréquences. Le cas échéant, une opération de démodulation est effectuée par le bloc 64 afin de séparer l'amplitude de la porteuse.
Le circuit de synchronisation 60 est également agencé pour effectuer une opération de détection du minimum de différence de potentiel entre la force électromotrice induite dans les enroulements 14 du stator 13 du moteur synchrone 10 et le réseau électrique 2 par l'intermédiaire du bloc 65. Comme on peut le voir sur la figure 6, le bloc 65 reçoit en entrée le signal de sortie du bloc 64.
Le circuit de synchronisation est également agencé pour comparer par l'intermédiaire du bloc 66 l'ordre des phases de la force électromotrice induite dans les enroulements 14 du stator 13 du moteur synchrone 10, lorsque ce dernier est entraîné par le moteur asynchrone 20 auquel il est accouplé, et l'ordre des phases de la tension du réseau électrique 2.
Les signaux en sortie des blocs 65 et 66 sont transmis à un circuit logique 67 représenté de façon schématique à la figure 6.
Le circuit logique 67 présente trois sorties 70, 71 et 72.
La sortie 70 correspond à l'envoi au circuit de commande 40 d'un ordre d'alimentation du moteur synchrone 10 selon l'étape 53 précédemment décrite.
Les sorties 71 et 72 correspondent à l'envoi au circuit de commande 40 d'un ordre d'arrêt du système provoquant l'arrêt de l'alimentation du moteur asynchrone 20 en agissant sur un relais non représenté.
Lorsque la détection du minimum de tension a été effectuée par le bloc 65 et qu'à l'issue de la comparaison de l'ordre des phases par le bloc 66, l'identité d'ordre des phases entre la force électromotrice induite dans les enroulements 14 du stator 13 du moteur synchrone 10 et le réseau électrique 2 a été détectée, la sortie 70 du circuit logique est activée pour envoyer au circuit de commande 40 l'ordre d'alimentation du moteur synchrone 10 selon l'étape 53.
Lorsque l'identité d'ordre des phases entre la force électromotrice induite dans les enroulements 14 du moteur synchrone 10 et le réseau électrique 2 n'a pas été détectée par le bloc 66, la sortie 71 du circuit logique 67 est activée pour donner l'ordre d'arrêt du système au circuit de commande 40.
Si l'identité des phases a été détectée par le bloc 66 mais qu'aucun minimum n'a été détecté par le bloc 65, le circuit logique 67 active une temporisation 74. Au bout d'un intervalle de temps prédéfini, si aucun minimum n'a été détecté par le bloc 65, la sortie 72 du circuit logique 67 est activée pour donner l'ordre d'arrêt du système au circuit de commande 40.
On a représenté sous forme de diagramme à la figure 7 des exemples de vitesses de synchronisme pouvant être obtenues grâce à une machine électrique 1 selon des exemples de réalisation de l'invention dans lesquels le moteur synchrone est dépourvu de cage rotorique.
La fréquence du réseau électrique 2 est par exemple de 50Hz. L'invention n'est bien entendu pas limitée à une telle valeur de fréquence électrique, cette dernière pouvant par exemple être de 60Hz. Le moteur asynchrone délivre par exemple un couple moteur maximal compris entre 15 et 40 Nm à une vitesse de 1000 min"1, notamment compris entre 20 et 25 Nm. Les courbes 100, 110, 120 et 130 donnent le couple moteur du moteur asynchrone 20 en fonction de la vitesse de rotation du rotor 21, pour différentes valeurs de la résistance électrique de la cage rotorique 22. Les droites 140, 150 et 160 représentent respectivement les vitesses de synchronisme de machines synchrones 10 à quatre, six et huit pôles.
Comme on peut le voir, en faisant varier les valeurs de résistance électrique de la cage rotorique 22, on obtient des points de charge 200, 210 et 220 adaptés à différentes valeurs de vitesses de synchronisme.
Dans un autre exemple non représenté, on peut choisir les enroulements 24 du stator 23 du moteur asynchrone 20 de façon à ce que le couple moteur maximal du moteur asynchrone 20 puisse être adapté à différentes valeurs de vitesse de synchronisme selon le nombre de pôles de la machine synchrone 10.
L'invention s'applique plus particulièrement aux domaines de l'aéraulique, notamment pour réaliser des moto ventilateurs, et de l'hydraulique, notamment pour réaliser des pompes hydrauliques.
Dans les revendications, l'expression "comportant un" doit être comprise comme "comportant au moins un" sauf lorsque le contraire est spécifié.

Claims

REVENDICATIONS
1. Machine électrique tournante (1) à relier à un réseau électrique polyphasé (2), comportant : - un moteur synchrone polyphasé (10) comportant un rotor (11) à aimants permanents (12) et un moteur asynchrone polyphasé (20) accouplés axialement et, un système de commutation (5), agencé pour :
- relier électriquement pendant une phase de démarrage de la machine le moteur asynchrone (20) au réseau (2) afin d'amener le moteur synchrone (10) à une vitesse lui permettant de fonctionner en étant directement relié au réseau (2) et,
- relier électriquement le moteur synchrone (10) au réseau (2) pendant une phase ultérieure.
2. Machine selon la revendication précédente, le moteur synchrone (10) comportant 2*Nsy pôles et le moteur asynchrone (20) comportant 2*NAS pôles, avec NAs=Nsy- 1.
3. Machine selon l'une des revendications précédentes, le moteur asynchrone (20) comportant un rotor à cage (21).
4. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, le moteur synchrone (10) comportant un rotor (11) dépourvu de cage rotorique.
5. Machine selon la revendication précédente, le moteur asynchrone générant un couple moteur maximal à une vitesse de rotation sensiblement égale à la vitesse de synchronisme du moteur synchrone (10).
6. machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, le moteur synchrone comportant un rotor à cage.
7. Machine selon la revendication précédente, le moteur asynchrone générant un couple moteur maximal à une vitesse de rotation inférieure à la vitesse de synchronisme du moteur synchrone (10), notamment inférieure à 80% de la vitesse de synchronisme du moteur synchrone (10).
8. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant un carter (8) à l'intérieur duquel le moteur synchrone (10) et le moteur asynchrone (20) sont logés.
9. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comportant un premier carter (8) à l'intérieur duquel le moteur synchrone (10) est logé, et un deuxième carter (9) à l'intérieur duquel est logé le moteur asynchrone (20).
10. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, le rapport entre la longueur du moteur asynchrone (10) et celle du moteur synchrone (20) étant compris entre 20 % et 35 %.
11. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, le système de commutation (5) comportant un circuit de commande (40) et un circuit de synchronisation (60).
12. Machine selon la revendication précédente, le circuit de synchronisation (60) comportant un observateur de tension (61, 62, 63) agencé pour comparer la tension du réseau d'alimentation et la force électromotrice induite dans les enroulements (14) du moteur synchrone (10), lorsque ce dernier est entraîné par le moteur asynchrone (20).
13. Machine selon la revendication 11 ou la revendication 12, le circuit de synchronisation (60) étant agencé pour comparer l'ordre des phases de la tension du réseau électrique (2) et de la force électromotrice induite dans les enroulements (14) du moteur synchrone (10), lorsque ce dernier est entraîné par le moteur asynchrone (20).
14. Machine selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, le circuit de synchronisation (60) étant dépourvu d'observateur de vitesse.
15. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, le circuit de commande (40) étant agencé pour alimenter sélectivement le moteur synchrone (10) ou le moteur asynchrone (20) en fonction d'une information reçue depuis le circuit de synchronisation (60).
16. Procédé de démarrage d'une machine électrique tournante (1) à relier à un réseau électrique polyphasé (2), et comportant un moteur asynchrone (20) accouplé axialement à un moteur synchrone (10) et un système de commutation (5), le procédé comportant les étapes consistant à : ne relier électriquement au réseau (2) pendant une phase de démarrage de la machine que le moteur asynchrone (20) afin d'amener le moteur synchrone (10) à une vitesse lui permettant de fonctionner en étant directement relié au réseau (2), et relier électriquement au réseau (2) le moteur synchrone (10) pendant une phase ultérieure.
17. Procédé selon la revendication 16, dans lequel la vitesse permettant au moteur synchrone (10) de fonctionner en étant directement relié au réseau (2) est la vitesse de synchronisme du moteur synchrone (10).
18. Procédé selon la revendication 16, dans lequel la vitesse permettant au moteur synchrone (10) de fonctionner en étant directement relié au réseau (2) est inférieure à la vitesse de synchronisme du moteur synchrone (10), étant notamment inférieure à 80% de la vitesse de synchronisme du moteur synchrone (10).
19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, dans lequel on ne relie que le moteur synchrone (10) électriquement au réseau (2) pendant la phase ultérieure.
20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 19, comportant l'étape consistant à comparer, lors de la phase de démarrage, la force électromotrice induite dans le moteur synchrone (10) et la tension du réseau électrique (2) avant de relier électriquement au réseau (2) le moteur synchrone (10).
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