FR2777622A1 - Appareil de transmission de puissance avec interaction de transmission - Google Patents

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Abstract

Un appareil de transmission de puissance, capable de transmettre de la puissance sous forme mécanique et/ ou électrique, est construit en intégrant ensemble un dispositif de transmission de puissance (110) et un mécanisme de redistribution d'interaction de transmission (120). Ce mécanisme redistribue sur la plage de vitesse de fonctionnement complète, y compris la vitesse zéro, de l'appareil de transmission de puissance, une partie optimisée de la plage de vitesse de fonctionnement du dispositif de transmission de puissance (110). On parvient ainsi à une optimisation de la plage de vitesse de fonctionnement complète, englobant les vitesses faibles. Le mécanisme de redistribution (120) est un train d'engrenages épicycloïdal dans une forme de réalisation mécanique, et un commutateur tournant dans une forme de réalisation électromagnétique de l'appareil.

Description

APPAREIL DE TRANSMISSION DE PUISSANCE AVEC INTERACTION DE TRANSMISSION
Cette invention concerne de façon générale un appareil pour manipuler la transmission de puissance. L'invention concerne plus préci- 5 sément un appareil pour la transmission optimisée, à une charge, de la puissance mécanique ou électrique qui est produite par une source de puissance, dans des conditions dans lesquelles la puissance transmise satisfait au besoin spécifique en puissance mécanique ou électrique sur la totalité de la plage de vitesse de fonctionnement de la charge. 10 La puissance est une grandeur qui mesure la quantité d'éner- gie, ou de travail effectué, par unité de temps. La puissance électrique est commodément disponible dans des habitations, des usines et, par exemple dans le système de ligne aérienne d'alimentation en énergie de voies ferrées électrifiées, pour diverses applications. D'autre part, la 15 puissance mécanique qui est fournie a titre de puissance motrice brute par des moteurs tels que des moteurs a combustion interne consommant un carburant fossile, est également commode. Dans des applications pratiques, ce sont les deux formes de source de puissance aisément dis- ponibles dans la société moderne. 20 On utilise ici le terme "puissance" comme un terme général pour désigner la forme mécanique ou la forme électrique de la puissance. Pour l'explication de l'invention, le terme "transmission de puissance" désigne donc de façon générale la transmission de puissance mécanique ou électrique pour fournir de la puissance mécanique ou électrique. Des 25 formes de puissance pertinentes concernant la manipulation de la trans-
mission de puissance qui est effectuée par l'appareil de l'invention, com-
prennent donc la puissance mécanique et électrique. Lorsqu'on considère les deux formes de puissance mécanique
et électrique, il peut y avoir quatre modes de transmission de puissance possibles. Dans la terminologie classique, la transmission de puissance mécanique en puissance mécanique est appelée de façon générale transmission de puissance mécanique, comme des applications de chaîne 5 cinématique de véhicule. La transmission de puissance électrique en puissance mécanique, lorsqu'elle utilise un moteur électrique, est appelee entraînement par moteur électrique. Au contraire, la transmission de puissance mécanique en puissance électrique, lorsqu'elle utilise un générateur électrique, est appelée génération de puissance électrique. La 10 transmission de puissance électrique en puissance électrique fait géné-
ralement intervenir la régulation de tension et/ou de fréquence de la puissance électrique. Dans le cas extrême d'une fréquence zéro de la puissance électrique alternative, cette dernière devient la puissance électrique continue. 15 La nécessité de la transmission de puissance résulte d'une rai- son simple. En effet, les sources fournissant la puissance, mécanique ou électrique, fonctionnent fréquemment de façon à produire la puissance dans des conditions qui ne sont pas directement souhaitables à la charge qui consomme la puissance. De façon générale, les facteurs caractéristi- 20 ques de la source de puissance et de la charge concernée comprennent, dans la puissance mécanique, le couple et la vitesse, et dans la puis- sance électrique, la fréquence et la tension. Pour les deux formes de puissance, le rendement est un facteur d'importance toujours croissante. Par exemple, si l'on considère le grand nombre de véhicules mûs par des 25 moteurs à combustion interne qui sont utilisés dans le monde entier, de petites améliorations de rendement des moyens de production et de transmission de puissance dans le véhicule peuvent se traduire par une économie extrêmement importante sur la consommation de pétrole. Dans des applications critiques telles qu'un véhicule électrique, le goulot 30 d'étranglement que représente la technologie des batteries de stockage fait du rendement du système de propulsion électrique l'un des facteurs de conception les plus importants. Un moteur à combustion interne a besoin d'une boîte de trans- mission pour réaliser la régulation couple-vitesse, afin de répondre aux 35 exigences de propulsion au niveau des roues motrices du véhicule. Un
moteur a combustion interne de véhicule classique ne produit pas un couple moteur calé, alors que tout véhicule doit être accéléré à partir de l'état arrêté. Ceci signifie qu'un moteur à combustion interne qui fonc- tionne dans une plage de vitesse limitée, ne comprenant pas la vitesse 5 zéro, doit entraîner la charge dans une plage de vitesse de fonctionne- ment complète, comprenant la vitesse zéro. La boîte de transmission dans une automobile est utilisée pour effectuer cette transmission de puissance mécanique, conjointement aux régulations de couple/vitesse nécessaires. Cependant, des transmissions d'automobile classiques 10 construites sur la base de convertisseurs de couple avec des engrenages à vitesses multiples, présentent des inconvénients. Elles exigent l'utilisa- tion d'un mécanisme à valves de précision constituant une logique à fluide, pour commuter le convertisseur de couple entre les trois jeux de trains d'engrenages, ou plus, ayant des rapports de transmission diffé- 15 rents. Les multiples jeux de trains d'engrenages installés dans une boîte de transmission caractéristique, parmi lesquels un seul fonctionne effec- tivement à un instant donné quelconque, augmentent le poids global du système, et le convertisseur de couple fonctionne avec un mauvais ren- dement à de faibles vitesses. 20 Une machine électrique fonctionnant dans le mode de moteur - qu'on appelle communément un moteur électrique - produit effectivement un couple à l'état calé, mais avec un mauvais rendement. Dans des sys- témes d'entraînement à moteur électrique de grande puissance, un mau- vais rendement à la vitesse de démarrage impose un problème de dissi- 25 pation de chaleur tel que les systèmes d'entraînement doivent réduire leur puissance nominale à de faibles vitesses de fonctionnement, afin d'éviter des dommages permanents occasionnés par un échauffement excessif. Bien que des dispositifs électroniques de puissance, tels que des systèmes à modulation d'impulsion en largeur (ou MIL) étendent ef- 30 fectivement la plage de vitesse de fonctionnement et améliorent des ren- dements de systèmes d'entraînement à moteur électrique, ils sont géné- ralement complexes et d'une fabrication coûteuse. Une machine électrique fonctionnant dans le mode de génération, à la manière d'un générateur électrique, est également soumise à 35 des contraintes liées à des plages de vitesse mécanique d'entrée. Par
exemple, une éolienne entraînant un générateur électrique a une limitation de vitesse de vent minimale. Au-dessous de ce minimum, il est difficile, voire impossible de faire fonctionner le système de générateur de façon à produire une puissance alternative qui puisse être acceptable 5 pour une application domestique ou industrielle. Par conséquent, lorsqu'on les considère a titre de machines pour la transmission de puissance mécanique et/ou électrique dans le sens généralisé, des systèmes d'entraînement classiques, qu'il s'agisse de transmissions de véhicules, de systèmes d'entraînement a moteur 10 électrique ou des générateurs, souffrent tous des caractéristiques de performances à faible rendement à de faibles vitesses de fonctionne- ment. Néanmoins, le fonctionnement à faible vitesse est une situation inévitable pour pratiquement tous ces systèmes d'entraînement à moteur. Dans certaines situations, comme pour des transmissions de véhicule 15 fonctionnant dans des conditions d'embouteillage, ces performances de faible rendement à de faibles vitesses aggravent considérablement le problème de la pollution atmosphérique, si l'on considère le nombre de véhicules piégés dans le trafic. La plupart de ces machines de transmis- sion de puissance classiques ne peuvent pas couvrir la plage de vitesse 20 complète avec des performances optimisées, bien qu'elles soient optimi-
sées pour une faction, fréquemment l'extrémité a vitesse élevée, de leur plage de vitesse de fonctionnement complète respective. Des systèmes d'entraînement à moteur électrique employant des systèmes électroni- ques de puissance à commande numérique peuvent effectivement amélio- 25 rer les performances globales en comparaison avec de simples moteurs, dans leurs plages de vitesse de fonctionnement prévues. Cependant, des systèmes de commande de moteur utilisant des circuits électroniques de puissance sont complexes et d'une réalisation coûteuse. Pour les raisons précédentes, il existe un besoin portant sur un 30 appareil de transmission de puissance qui puisse transmettre de la puis- sance dans la totalité de sa plage de vitesse de fonctionnement, avec des caractéristiques de performances optimisées. L'invention porte sur un appareil de transmission de puissance qui est destiné à transmettre de la puissance avec des rendements opti- 35 misés dans la totalité de la plage de vitesse de fonctionnement. Un appa-
reil de transmission de puissance ayant les caractéristiques de l'invention comprend moyen de transmission de puissance et un moyen de redistri- bution d'interaction de transmission de puissance. Le moyen de transmis- sion de puissance comprend un premier élément d'interaction de trans- 5 mission et un second élément d'interaction de transmission, et il est ac- couplé à l'entrée de l'appareil pour recevoir une puissance externe à une vitesse angulaire d'entrée. Les premier et second éléments d'interaction de transmission fonctionnent respectivement à des premières et secon- des vitesses angulaires, pour transmettre de la puissance par interaction 10 entre les deux. Le moyen de redistribution d'interaction de transmission est intégré au moyen de transmission de puissance et à la sortie de l'ap- pareil. L'interaction de transmission de puissance du moyen de transmis- sion de puissance fonctionnant aux première et seconde vitesses angu- laires, est redistribuée à la sortie par le moyen de redistribution d'inter- 15 action de transmission, et la sortie fournit la puissance a une charge ex- terne à une vitesse angulaire de sortie. Dans une forme de réalisation mécanique de l'invention, un ap- pareil de transmission de puissance ayant les caractéristiques de l'inven-
tion comprend un moyen de transmission de puissance et un train d'engrenages épicycloïdal. Le moyen de transmission de puissance comprend un élément d'entraînement et un élément entraîné et il est accouplé à l'arbre d'entrée de l'appareil pour recevoir une puissance mécanique ex- terne a une vitesse angulaire d'entrée. L'élément d'entraînement et l'élé-
ment entraîné du moyen de transmission de puissance fonctionnent respectivement à une vitesse angulaire d'entraînement et une vitesse angu-
laire entraînée, pour transmettre la puissance mécanique par interaction entre l'élément d'entraînement et l'élément entraîné. Le train d'engrenages épicycloïdal comprend une première roue dentée, une seconde roue dentée et une troisième roue dentée, le seconde roue dentée tourne dans 30 le même sens de rotation que la troisième roue dentée et à une vitesse angulaire inférieure à celle de la troisième roue dentée, lorsque la troi-
sième roue dentée est entraînée tandis que la première roue dentée est maintenue fixe. La troisième roue dentée est accouplée à l'élément d'entraînement du moyen de transmission de puissance, la seconde roue 35 dentée est accouplée à l'élément entraîné du moyen de transmission de
puissance, et la première roue dentée est accouplée à l'arbre de sortie de l'appareil. L'interaction de transmission de puissance du moyen de transmission de puissance fonctionnant aux vitesses angulaires d'entraînement et entraînée est redistribuée sur l'arbre de sortie de l'appareil par 5 le train d'engrenages épicycloïdal, et l'arbre de sortie fournit la puissance mécanique à la charge externe à une vitesse angulaire de sortie. Dans une forme de réalisation électromagnétique de l'invention, un appareil de transmission de puissance ayant des caractéristiques de l'invention comprend un moyen de transmission de puissance électromagnétique et un collecteur tournant. Le moyen de transmission de puissance électromagnétique comprend un premier élément électromagnéti- que et un second élément électromagnétique. Le moyen de transmission de puissance électromagnétique reçoit la puissance externe à une vi- tesse angulaire d'entrée, et les premier et second éléments électroma- 15 gnétiques fonctionnent respectivement à une première et une seconde vitesse angulaire, pour transmettre de la puissance par interaction électromagnétique entre les champs magnétiques qui sont respectivement établis par les premier et second éléments électromagnétiques. Le col- lecteur tournant magnétise le premier élément électromagnétique et il est 20 intégré aux premier et second éléments électromagnétiques du moyen de transmission de puissance électromagnétique. Le commutateur tournant fonctionne à une vitesse angulaire de commutation pour magnétiser le premier élément magnétique, et il établit dans le premier élément électromagnétique un premier champ magnétique tournant qui tourne à une 25 vitesse angulaire qui est en synchronisme avec la vitesse angulaire d'un second champ magnétique tournant qui est établi par le second élément électromagnétique. L'interaction électromagnétique de transmission de puissance du moyen de transmission de puissance électromagnétique à la vitesse angulaire synchronisée des premier et second champs magnétiques tournants est redistribuée à la sortie de l'appareil par le commutateur tournant, et la sortie fournit à la charge externe la puissance qui provient du moyen de transmission de puissance électromagnétique, à une vitesse angulaire de sortie. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront 35 mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de modes de
réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La suite de la des-
cription se réfère aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 illustre schématiquement un appareil de transmis- sion de puissance généralisé de l'invention; 5 La figure 2 montre la relation entre la vitesse angulaire norma- lisee et le rapport de transmission effectif d'un dispositif de transmission de puissance; La figure 3 montre la relation entre la vitesse angulaire norma- lisée et le rapport de transmission effectif d'un appareil de transmission 10 de puissance généralisé de la figure 1: La figure 4 montre la relation entre la vitesse angulaire normalisée et le rapport de transmission effectif de l'appareil de transmission de puissance généralisé de la figure 1, ayant une configuration différente; Les figures 5, 6 et 7 illustrent respectivement les relations de 15 vitesse angulaire des éléments d'engrenages dans un train d'engrenages planétaire standard, un train d'engrenages planétaire comportant exclusi- vement des engrenages droits et un train d'engrenages différentiel, lors- qu'ils sont utilisés a titre de mécanisme de redistribution d'interaction de transmission, pour construire une forme de réalisation mécanique de 20 I'appareil de transmission de puissance de la figure 1; Les figures 8, 9 et 10 illustrent respectivement les relations de vitesse angulaire des éléments d'engrenages dans un train d'engrenages planétaire standard, un train d'engrenages planétaire comportant exclusivement des engrenages droits et un train d'engrenages différentiel, lors25 qu'ils sont utilisés à titre de mecanisme de redistribution d'interaction de transmission, pour construire une autre configuration de la forme de réa- lisation mécanique de l'appareil de transmission de puissance de la fi- gure 1; La figure 11 montre schématiquement la configuration de 30 structure d'une forme de réalisation mécanique généralisée de l'appareil de transmission de puissance de l'invention; La figure 12 illustre en une vue en perspective un mode de réa- lisation d'une forme de réalisation mécanique de l'appareil de transmis- sion de puissance de la figure 11, adoptant une configuration coaxiale; 35 La figure 13 illustre un autre mode de réalisation de la forme de
réalisation mécanique de l'appareil de transmission de puissance de la figure 11, adoptant une configuration à axes parallèles; La figure 14 est une vue en perspective d'un mode de réalisa- tion de la forme de réalisation mécanique de l'appareil de transmission 5 de puissance de la figure 11, dans lequel un mécanisme d'entraînement du type a poulie conique à diamètre variable est utilisé pour le dispositif de transmission de puissance; La figure 15 illustre le diagramme vitesse angulaire / rapport de transmission pour une configuration à axes parallèles de la forme de réa- 10 lisation mécanique de la figure 13, ayant différents rapports de transmis- sion pour les deux accouplements intégrant le moyen de transmission de puissance et le moyen de redistribution de puissance; La figure 16 illustre le diagramme vitesse angulaire / rapport de transmission pour une autre configuration à axes parallèles de la forme 15 de réalisation mécanique de la figure 13, ayant différents rapports de transmission pour les deux accouplements intégrant le moyen de transmission de puissance et le moyen de redistribution d'interaction;
La figure 17 illustre schématiquement un système de levier en équilibre dans un train d'engrenages planétaire, dans lequel le dispositif 20 de transmission de puissance de la forme de réalisation mécanique de la figure 13 reçoit la puissance motrice mécanique pour la sortie par l'inter- médiaire du planétaire; La figure 18 illustre schématiquement le système de levier en équilibre dans un train d'engrenages planétaire, dans lequel le dispositif 25 de transmission de puissance de la forme de réalisation mécanique de la figure 13 est actionné dans un sens de circulation de puissance inversé par rapport à la situation de la figure 17; La figure 19 illustre une coupe d'une forme de réalisation mé- canique de l'appareil de transmission de puissance de l'invention, utili- 30 sant une machine à induction pour le dispositif de transmission de puis- sance; La figure 20 illustre le diagramme vitesse angulaire / rapport de transmission équivalent pour les éléments du dispositif de transmission de puissance et du mécanisme de redistribution d'interaction de la forme 35 de réalisation électromagnétique de l'appareil de transmission de puis-
sance de l'invention; La figure 21 illustre une forme de réalisation électromagnétique généralisée de l'appareil de transmission de puissance de la figure 1; La figure 22 illustre une coupe d'un mode de réalisation de la 5 forme de réalisation électromagnétique généralisée de la figure 21, dans lequel l'assemblage électromagnétique est un enroulement polyphasé et l'assemblage d'enroulement électromagnétique de redistribution de ma- gnétisation est un induit à courant alternatif; La figure 23 illustre la coupe d'un mode de réalisation de la 10 forme de réalisation électromagnétique généralisée de la figure 21, dans lequel l'assemblage électromagnétique est un enroulement polyphasé et l'assemblage d'enroulement électromagnétique de redistribution de magnétisation est un induit à courant alternatif; La figure 24 illustre la coupe d'un mode de réalisation de la 15 forme de réalisation électromagnétique généralisée de la figure 21, dans lequel l'assemblage électromagnétique est un enroulement d'électro- aimant et l'assemblage d'enroulement électromagnétique de redistribution de magnétisation est un induit à courant alternatif; La figure 25 illustre la coupe d'un mode de réalisation de la 20 forme de réalisation électromagnétique généralisée de la figure 21, dans lequel l'assemblage électromagnétique est un enroulement d'électro- aimant et l'assemblage d'enroulement électromagnétique de redistribution de magnétisation est un induit à courant continu; La figure 26 illustre la coupe d'un mode de réalisation de la 25 forme de réalisation électromagnétique généralisée de la figure 21, dans lequel l'assemblage électromagnétique est un assemblage à aimants permanents et l'assemblage d'enroulement électromagnétique de redistribution de magnétisation est un induit à courant alternatif; La figure 27 illustre la coupe d'un mode de réalisation de la 30 forme de réalisation électromagnétique généralisée de la figure 21, dans lequel l'assemblage électromagnétique est un assemblage à aimants permanents et l'assemblage d'enroulement électromagnétique de redistri- bution de magnétisation est un induit à courant continu; La figure 28 illustre la configuration structurale d'un commuta- 35 teur mécanique tournant pour l'incorporation dans la forme de réalisation
électromagnétique de l'appareil de transmission de puissance de l'invention; La figure 29 est un schéma montrant la configuration de circuit d'un commutateur tournant utilisant des composants électroniques de 5 puissance, qui convient pour l'incorporation dans la forme de réalisation électromagnétique de l'appareil de transmission de l'invention; et La figure 30 illustre le système électrique d'une forme de réali- sation électromagnétique de l'appareil de transmission de puissance de l'invention, utilisé pour le système de traction à récupération pour une 10 application de chemin de fer électrifié. On décrira dans les paragraphes qui suivent les meilleurs mo- des de réalisation de l'appareil de transmission de puissance de l'inven- tion. Cependant, avant de décrire en détail les divers modes de réalisa- tion de l'invention, plusieurs points généraux exigent une clarification et 15 une définition. Un appareil de transmission de puissance de l'invention a une entrée et une sortie. Lorsqu'un appareil de transmission de puissance de l'invention effectue une transmission de puissance, son entrée reçoit de la puissance provenant d'une source de puissance externe, et sa sortie 20 fournit de la puissance à une charge externe. L'appareil de l'invention convient pour la transmission de puissance dans un sens généralisé en ce qui concerne le terme "transmission de puissance". Des formes de puissance mécanique et électrique sont applicables. Dans divers modes de réalisation de l'invention, de la puissance mécanique ou électrique 25 peut être fournie à l'appareil de transmission de puissance a partir de la source de puissance externe, et cet appareil peut fournir à la charge ex- terne de la puissance mécanique ou électrique. Dans la plupart des modes de réalisation de l'invention qui se- ront exemplifiés ci-dessous, I'appareil de transmission de puissance de 30 I'invention est également capable d'effectuer la transmission de puis- sance, mécanique ou électrique, dans le sens de circulation de puissance inverse. En d'autres termes, en plus de l'opération normale de transmis- sion de puissance de l'entrée vers la sortie de l'appareil, il peut y avoir des occasions dans lesquelles le même appareil peut être exploité dans 35 le sens de circulation de puissance inverse, permettant ainsi une récupé-
ration de puissance par le système en utilisant l'appareil de transmission de puissance. Par exemple, dans un appareil de transmission de puis- sance électrique en puissance mécanique conforme à l'invention, qui est intégré dans la chaîne cinématique du système de traction d'une locomo- 5 tive électrique, I'aptitude à effectuer la transmission de puissance en sens inverse permet à la locomotive de réaliser un freinage par récupé- ration. En outre, pour les besoins de la description de l'invention, dans le cas de la puissance électrique, on considère une puissance électrique 10 continue comme un cas spécial d'une puissance électrique alternative polyphasée. En d'autres termes, on considère qu'une puissance électri- que continue est une puissance électrique monophasée avec une fré- quence égale à zéro. C'est en effet une puissance alternative qui ne change jamais la polarité de son potentiel électrique. 15 L'Appareil de Transmission de Puissance Généralisé Un appareil de transmission de puissance conforme à l'inven- tion est construit en intégrant un dispositif de transmission de puissance avec un mécanisme de redistribution d'interaction de transmission. Pour la construction de l'appareil de transmission de puissance de l'invention,
20 le concept fondamental de l'utilisation des mécanismes de redistribution et de son intégration avec le dispositif de transmission de puissance, est double. Premièrement, I'interaction de transmission de puissance des éléments fonctionnels du dispositif de transmission de puissance qui est employé pour construire l'appareil est redistribuee. Secondement, la re- 25 distribution de l'interaction de transmission de puissance parvient à im- poser le fonctionnement du dispositif de transmission de puissance dans sa plage de performances optimisées. La redistribution de la plage de vitesse de fonctionnement imposée du dispositif de transmission de puis- sance permet à la sortie de l'appareil de couvrir une plage de vitesse de 30 fonctionnement complète, comprenant la vitesse nulle. La figure 1 illustre schématiquement un appareil de transmis- sion de puissance généralisé de l'invention. Fondamentalement, I'appa- reil 100 est constitué par un moyen de transmission de puissance 110 et par un moyen de redistribution d'interaction de transmission de puissance 35 120. Dans les dessins, on notera que pour des modes de réalisation si-
milaires de l'appareil de transmission de puissance de l'invention qu'on décrira ci-dessous, on utilise les mêmes références numériques pour désigner des éléments semblables ou des éléments ayant des fonctions équivalentes, bien que de tels éléments équivalents puissent avoir une 5 construction très différente. De façon générale, le moyen de transmission de puissance 110 est constitué par au moins deux éléments d'interaction de transmission de puissance 111 et 112, parmi lesquels un premier élément transmet de la puissance à un second pour mettre en oeuvre son interaction de 10 transmission de puissance. La puissance qui est transmise à l'intérieur du moyen de transmission de puissance 110 est reçue à partir d'une source de puissance externe 181 par l'intermédiaire d'une entrée 131 de l'appareil. Le moyen de transmission de puissance 110 est intégré avec le moyen de redistribution d'interaction de transmission 120 pour consti15 tuer l'appareil de transmission de puissance. La puissance qui est reçue par le moyen de transmission de puissance 110 à partir de la source de puissance externe 181 est ensuite redistribuée par le moyen de redistri- bution d'interaction de transmission 120 sur une sortie 132 de l'appareil,
et elle est fournie à une charge externe 182. 20 L'appareil de transmission de puissance 100 de la figure 1 est capable de manipuler de la puissance mécanique et électrique. Lorsque la puissance qui est reçue par l'appareil est de la puissance mécanique, l'entrée 131 de l'appareil est un arbre tournant qui peut être accouplé mécaniquement à la source de puissance externe 181. Dans ce cas, la 25 source de puissance externe 181 est une source de puissance mécanique qui produit de la puissance motrice, et le couplage d'entrée 171 est un couplage mécanique. Lorsque la puissance qui est reçue par l'appareil est une puissance électrique, I'entrée 131 de l'appareil est un conducteur électrique qui peut être connecté électriquement à la source de puis- 30 sance externe 181. Dans ce cas, la source de puissance externe 181 est une source de puissance électrique qui produit une puissance électrique, et le couplage d'entrée171 est un couplage électrique. A l'extrémité de sortie de l'appareil, lorsque la puissance qui est fournie par l'appareil est une puissance mécanique, la sortie 132 de 35 I'appareil est un arbre tournant qui peut être accouplé mécaniquement à
la charge externe 182. Dans ce cas, la charge externe 182 est une charge mécanique qui consomme de la puissance motrice mécanique, et le couplage de sortie 172 est un couplage mécanique. Lorsque la puis- sance qui est fournie par l'appareil est une puissance électrique, la sortie 5 132 de l'appareil est un conducteur électrique qui peut être connecté électriquement à la charge externe 182. Dans ce cas, la charge externe 182 est une charge électrique qui consomme de la puissance électrique, et le couplage de sortie 172 est un couplage électrique. A l'intérieur de l'appareil de transmission de puissance, l'inté- 10 gration entre les éléments du moyen de transmission de puissance 110 et les éléments du moyen de redistribution d'interaction de transmission de puissance 120 est représentée schématiquement dans le dessin par un certain nombre, par exemple deux, de couplages 141 et 142 dans la re- présentation. Ces couplages, qui dépendent du type spécifique de réali- 15 sation de l'appareil, peuvent être des couplages mécaniques ou électri-
ques. Lorsqu'on recherche l'utilité pratique du concept véritablement fondamental de l'invention, des formes de réalisation possibles du concept peuvent de façon générale être classées en deux groupes. Sur la 20 base du principe de fonctionnement interne des appareils de transmission de puissance qui sont construits, des formes de réalisation mécanique et électromagnétique de l'invention sont possibles. Une forme de réalisation mécanique de l'appareil de transmission de puissance est une forme dans laquelle la transmission de puissance qui est effectuée par le 25 moyen de transmission de puissance et qui interagit sur la sortie de l'ap- pareil, est redistribuée par le moyen de redistribution d'interaction, par l'intermédiaire d'une interaction mécanique. Au contraire, une forme de réalisation électromagnétique de l'appareil est une forme dans laquelle la transmission de puissance est redistribuée par l'intermédiaire d'une in30 teraction électromagnétique. Les deux formes de réalisation comprennent l'utilisation d'un mécanisme de redistribution d'interaction de transmission de puissance. Pour la forme de réalisation électromagnétique, le moyen de transmission de puissance qui est utilisé pour réaliser l'appareil de l'invention doit être 35 une machine électrique basée sur l'électromagnétisme, bien que la ma-
chine électrique utilisée puisse avoir des détails de structure qui s'écar- tent des détails habituels largement utilisés a l'heure actuelle. L'interac- tion électromagnétique dans le moyen de transmission de puissance est intégrée avec celle du moyen de redistribution d'interaction pour faciliter 5 l'obtention de la fonction de l'appareil de transmission de puissance de l'invention. D'autre part, le moyen de transmission de puissance qui est uti- lisé pour réaliser l'appareil de l'invention dans une forme de réalisation mécanique, peut être constitué par toutes sortes de dispositifs de trans- 10 mission de puissance, bien qu'ici encore, leurs détails de structure puis- sent s'écarter de leurs homologues habituels. L'interaction de transmis- sion de puissance mécanique est redistribuée de manière intégrée avec l'interaction mécanique du moyen de redistribution sur l'arbre de sortie de l'appareil, par l'intermédiaire de l'interaction de force mécanique. Des 15 dispositifs de transmission de puissance convenant pour la construction d'une forme de réalisation mécanique de l'appareil de l'invention peuvent comprendre des machines électriques, qu'on fait fonctionner en simples dispositifs de transmission de puissance mécanique, ayant une fonction similaire au cas dans lequel un convertisseur de couple électrique est 20 utilisé pour le dispositif de transmission de puissance. La forme de réalisation mécanique de l'appareil de transmission de puissance de l'invention convient pour la transmission de puissance mécanique en puissance mécanique. Divers types de l'appareil de trans- mission de puissance de la forme de réalisation électromagnétique peu- 25 vent respectivement être utilisés dans les modes de transmission de puissance mécanique-mécanique, électrique-mecanique, mécanique- électrique et électrique-électrique. Des dispositifs de transmission de puissance mécanique conve- nant pour la construction de l'appareil de transmission de puissance de 30 l'invention peuvent faire l'objet de changements. Un grand nombre de dispositifs de transmission de puissance mécanique qui ont fait leurs preuves dans l'industrie, ou leurs variantes modifiées, peuvent être ap- plicables. Ils comprennent par exemple des dispositifs hydrauliques, comme un coupleur et un convertisseur de couple a fluide, des dispositifs 35 électromagnétiques tels qu'un embrayage à courants de Foucault, un
groupe moteur-générateur et une machine a induction avec un élément inducteur à aimants permanents, etc. On peut utiliser des versions modifiées de ces dispositifs de transmission de transmission de puissance mécanique classiques. Par exemple, un convertisseur de couple classi- 5 que peut être modifié de façon que ses caractéristiques de fonctionnement optimisées, c'est-à-dire son rendement, soient renforcées à son extrémité de vitesse élevée de façon qu'il convienne particulièrement pour l'application dans l'appareil de transmission de puissance de l'invention.
Ses performances à faible vitesse deviendraient encore plus mauvaises 10 du fait du renforcement des performances à vitesse élevée, mais un appareil de transmission de puissance de l'invention construit en utilisant un tel convertisseur de couple modifié n'exige pas que le convertisseur de couple fonctionne dans cette plage de faible vitesse à mauvaises performances. D'autre part, des dispositifs de transmission de puissance 15 électromagnétique convenant pour la construction de l'appareil de trans- mission de puissance de l'invention, sont fondamentalement des machi- nes électriques qui remplissent des fonctions d'entraînement et de géné- ration électromagnétiques, basées sur le principe de l'électromagnétisme. Un grand nombre de versions existantes de machine électrique, comme 20 une machine à induction à courant alternatif, un moteur/générateur à courant continu, ou leurs versions modifiées respectives, sont applica- bles. Avant de passer à l'approfondissement du concept fondamental de la redistribution d'interaction de l'invention, on va se référer à la fi- 25 gure 2 du dessin. La figure 2 est un diagramme montrant la relation entre la vitesse angulaire normalisée et le rapport de transmission d'un dispo- sitif de transmission de puissance. Dans le système de coordonnées, l'axe des abscisses, c'est-à-dire l'axe x, représente le rapport de trans-
mission effectif du dispositif de transmission de puissance, et l'axe des 30 ordonnées, c'est-à-dire l'axe y, représente la vitesse angulaire normali- sée des éléments constitutifs du dispositif qui sont tournants, dans le sens mécanique ou le sens électrique. Le rapport de transmission effectif d'un dispositif de transmission de puissance est défini comme étant le rapport obtenu en divisant la vitesse angulaire de la sortie par celle de 35 I'entrée du dispositif. D'autre part, la vitesse angulaire normalisée de l'un
quelconque des éléments fonctionnels du dispositif de transmission de puissance est définie comme étant le rapport des vitesses angulaires qui est obtenu en divisant la vitesse angulaire de l'élément spécifique par une vitesse angulaire de référence prédéterminée. 5 Ainsi, pour la roue d'entraînement d'un convertisseur de couple, cette vitesse angulaire normalisée peut être le rapport obtenu en divisant la vitesse angulaire de la roue d'entraînement par une vitesse angulaire de référence sélectionnée du moteur à combustion interne qui entraîne le convertisseur de couple. La vitesse angulaire de référence du moteur à 10 combustion interne qui est sélectionnée peut être par exemple celle à sa puissance de sortie nominale. Si le moteur entraîne directement la roue d'entraînement du convertisseur de couple, cette vitesse angulaire nor- malisée pour la roue d'entrainement devient égale à un, ce qui est un cas de vitesse angulaire normalisée égale à l'unité. D'autre part, la vitesse 15 angulaire normalisée de la turbine de ce convertisseur de couple, mesu-
rée à la même vitesse angulaire de référence, est toujours inférieure à l'unité. Dans le cas du rotor d'une machine électrique alternative, cette vitesse angulaire normalisée est le rapport obtenu en divisant la vitesse angulaire de l'arbre de rotor par celle qui résulte de la conversion à partir 20 de la fréquence de la source de puissance alternative d'alimentation. La fréquence du secteur est normalement de 60 ou 50 hertz (Hz) dans la plupart des réseaux de distribution d'énergie électrique. On notera que l'appareil de transmission de puissance de l'in- vention est lui-même un dispositif de transmission de puissance dont les 25 caractéristiques peuvent également être décrites dans le diagramme de la figure 2. Ainsi, si l'on suppose qu'une source de puissance externe fournit de la puissance à l'entrée du dispositif de transmission de puissance à une vitesse angulaire nominale fixée, de 100%, ou égale à l'unité, comme représenté par une ligne de vitesse d'entrée horizontale 101, 30 alors on peut représenter la sortie du dispositif dans le système de coordonnées, en fonction du rapport de transmission, sur l'axe des abscisses, pris comme variable. La vitesse angulaire de la sortie peut être représentée par une ligne de vitesse de sortie 102, en fonction du rapport de transmission du dispositif. Ainsi, par exemple, à un rapport de transmis35 sion de 0,5, la sortie fonctionne à 50% de la vitesse d'entrée, comme re-
présenté par le point 105 sur la ligne de vitesse de sortie 102. On notera que le rapport de transmission peut être supérieur à l'unité lorsque la sortie fonctionne à des vitesses angulaires supérieures à l'entrée, ou bien peut être un nombre négatif lorsque la sortie tourne en sens inverse 5 par rapport à l'entrée. Dans les dispositifs de transmission de puissance classiques qui sont utilisés à titre de système de transmission de puissance mécani- que, il est fréquemment exigé que l'élément entraîné qui remplit la fonc- tion de la sortie du système puisse fonctionner dans une plage de vitesse 10 complète. Pour être utilisable en pratique pour des applications telles que la propulsion de véhicules, la plage de vitesse complète doit habi- tuellement comprendre la vitesse correspondant à un état calé, c'est-à- dire une vitesse de rapport de transmission égal à zéro dans le dia- gramme vitesse / rapport de transmission de la figure 2. Par conséquent, 15 dans le cas d'une transmission d'automobile basée sur le convertisseur de couple hydraulique, la plage de vitesse de la turbine du convertisseur doit être étendue vers le bas jusqu'au point calé pour que le véhicule démarre à partir d'une condition d'arrêt. Malheureusement, pour un con- vertisseur de couple, de faibles vitesses de turbine représentent de fai- 20 bles rendements énergétiques, comme il est bien connu dans ce do- maine.
Chacun des dispositifs de transmission de puissance qui peut être utilisé pour construire l'appareil de transmission de puissance de l'invention comporte un élément d'entraînement et un élément entraîné. 25 Pendant le fonctionnement, I'élément d'entraînement propulse l'élément entraîné au moyen de l'interaction de transmission entre les deux. Dans la forme de réalisation mécanique de l'invention, le dispositif de trans- mission de puissance peut être un dispositif dont le fonctionnement fait appel à une friction mécanique, comme c'est le cas d'un convertisseur de 30 couple hydraulique, ou bien il peut également être un dispositif qui fonc- tionne selon le principe du couplage électromagnétique, comme dans le cas d'une machine à induction. Dans la forme de réalisation électroma- gnétique de l'invention, le dispositif de transmission de puissance peut être un certain type de machine électrique fonctionnant selon le principe 35 de fonctionnement en moteur et en générateur électriques. Quel que soit
le cas, le dispositif de transmission de puissance est intégre avec un mé-
canisme de redistribution d'interaction de transmission, de façon que la redistribution de l'interaction de transmission de puissance procure de meilleures caractéristiques de transmission de puissance, propres à l'ap5 pareil de l'invention. Lorsqu'un dispositif de transmission de puissance est incorporé dans un appareil de l'invention, on peut le faire fonctionner seulement dans une petite section sélectionnée de sa propre plage de vitesse de fonctionnement complète, tout en permettant a la sortie de l'appareil de 10 couvrir une plage de vitesse de fonctionnement complète, comprenant la vitesse correspondant à l'état calé. Cette petite section de vitesse peut être sélectionnée de façon a éviter la plage de vitesse basse qui com- prend la vitesse correspondant à l'état calé, o les performances, en termes de rendement, du dispositif de transmission de puissance lui- 15 même, sont mauvaises. L'appareil de transmission de puissance de l'in- vention utilise un mécanisme de redistribution d'interaction de transmis- sion de puissance pour réaliser ceci d'une manière qu'on décrira ci- dessous. La figure 3 est un diagramme montrant la relation entre la vi- 20 tesse angulaire normalisée et le rapport de transmission effectif de l'ap- pareil de transmission de puissance généralisé de la figure 1. Comme sur la figure 2, I'axe des abscisses représente le rapport de transmission ef-
fectif, et l'axe des ordonnées représente la vitesse angulaire des éléments fonctionnels de l'appareil. Une ligne de vitesse d'entrée 101 repré-
25 sente la vitesse d'entrée de l'appareil de transmission de puissance, en supposant que la source de puissance externe 181 fournit de la puissance à l'entrée 131 de l'appareil à une vitesse angulaire nominale fixe de 100%. La sortie 132 de l'appareil doit couvrir la plage de vitesse de fonctionnement complète, comprenant la vitesse correspondant à l'état 30 calé, comme représenté par une ligne de vitesse de sortie 102. Une plage de vitesse complète, raisonnable et pratique, peut comprendre le segment de ligne allant du point A au point B le long de la ligne de vi- tesse de sortie 102, correspondant à une plage de rapport de transmis- sion allant de zéro à l'unité sur l'axe x. 35 Dans l'appareil de transmission de puissance généralisé de la
figure 1, en fonction de la configuration d'entrée pour l'appareil, l'entrée 131 de l'appareil peut être connectée soit à l'élément d'entraînement 111,
soit à l'élément entraîné 112 du dispositif de transmission de puissance 110. Dans une forme de réalisation mécanique de l'appareil de transmis- 5 sion de puissance de la figure 1, on considère que l'élément d'entraîne-
ment 111 d'un dispositif de transmission de puissance 110 est connecté à l'entrée 131 de l'appareil. L'élément d'entraînement reçoit la puissance d'entrée à la vitesse fixée, le long de la ligne de vitesse horizontale 101 de la figure 3, et son élément entraîné 112 est entraîné pour fonctionner 10 à des vitesse qui sont identifiées par une ligne de vitesse d'élément en- traîné 103. La ligne de vitesse de sortie 102 sur la figure 3 représente la vitesse angulaire de l'arbre de sortie 132 de l'appareil. Ainsi, en se référant simultanément aux figures 1 et 3, on note que pour que la sortie 132 de la forme de réalisation mécanique de l'ap- 15 pareil fonctionne dans une plage de vitesse complète, avec un rapport de transmission allant de zéro à l'unité, comme représenté par le segment de ligne correspondant aux points A et B sur la ligne de vitesse de sortie 102, l'élément entraîné 112 du dispositif de transmission de puissance 110 doit fonctionner de façon correspondante dans sa plage de vitesse 20 de fonctionnement du segment de ligne allant du point C au point D sur la ligne de vitesse d'élément entraîné 103. La plage de vitesse de sortie de l'appareil, du point A au point B sur la ligne de vitesse de sortie 102, est une plage de vitesse de sortie complète, de zéro à 100% de la vitesse d'entrée qui est appliquée à l'entrée 131. En correspondance avec 25 cette plage de sortie de vitesse complète, I'élément entraîné 112 du dispositif de transmission de puissance 110 doit seulement fonctionner dans une petite plage de vitesse, allant par exemple d'environ 75% à 100% de la vitesse de l'élément d'entraînement 111. Pour réaliser ceci, le mécanisme de redistribution d'interaction de transmission de puissance 120 30 est intégré au dispositif de transmission de puissance 110 pour mettre en oeuvre dans ce but cette redistribution, ou réapplication, de plage de vi-
tesse. La figure 4 illustre le diagramme vitesse angulaire / rapport de transmission de la forme de réalisation mécanique de l'appareil de trans35 mission de puissance généralisé de la figure 1, employant une configura-
tion différente pour l'entrée de l'appareil. Contrairement au cas de la fi- gure 3 dans lequel l'élément d'entraînement 111 du dispositif de trans- mission de puissance 110 est accouplé à l'entrée 131 de l'appareil, dans la configuration de la figure 4 I'élément d'entraînement 111 du dispositif 5 110 n'est pas directement accouplé à l'entrée 131 de l'appareil. A la place, dans la configuration de la figure 4, I'entrée 131 de l'appareil est accouplée à l'élément entraîné 112. Dans ce cas, la ligne de vitesse 103 de l'élément entraîné 112 représente maintenant la ligne de vitesse d'en- trée de l'appareil. Le concept de redistribution d'une petite section de la 10 plage de vitesse de fonctionnement du dispositif de transmission de puis- sance 110 sur la plage de vitesse complète de l'appareil 100, est le même que celui décrit pour la configuration de la figure 3, à l'exception du fait que l'élément entraîné 112 est maintenu à une vitesse de fonc- tionnement fixée, tandis que l'élément d'entraînement 111 change de vi- 15 tesse lorsque le rapport de transmission effectif de l'appareil change.
Au contraire, dans le cas de la forme de réalisation électroma- gnétique, l'entrée 131 de l'appareil est toujours l'élément d'entraînement du dispositif de transmission de puissance électromagnétique 110 qui est incorporé dans l'appareil. Dans une forme de réalisation électromagnéti20 que de l'appareil de transmission de puissance généralisé de la figure 1, les éléments d'entraînement et entraîné, 111 et 112, d'un dispositif de transmission de puissance électromagnétique 110 du type machine électrique, fonctionnent à la même vitesse angulaire indépendamment du rapport de transmission effectif de la sortie de l'appareil. Par consé- 25 quent, dans le cas de la forme de réalisation électromagnétique de l'ap- pareil, le concept de redistribution de l'interaction de transmission de- vient une redistribution non plus d'une petite plage, mais d'une vitesse de fonctionnement fixée du dispositif de transmission de puissance 110, sur la plage de vitesse complète de l'appareil 100. De façon similaire à la 30 forme de réalisation mécanique, cette vitesse de fonctionnement fixée pour le dispositif de transmission de puissance 110 de la forme de réalisation électromagnétique peut être sélectionnée de façon optimale. Par exemple, I'élément d'entraînement d'un dispositif de trans- mission de puissance électromagnétique peut être l'élément inducteur 35 d'une machine électrique qui génère un champ magnétique tournant.
D'autre part, I'élément entraîné peut être un induit qui est un assemblage d'enroulement électromagnétique de redistribution de magnétisation générant un autre champ magnétique tournant à la même vitesse angulaire que celui de l'élément d'entraînement. Dans ce cas, dans le diagramme 5 de la figure 3, la ligne de vitesse d'élément entraîné 103 devient super- posée sur la ligne de vitesse d'entrée 101. En d'autres termes, la ligne de vitesse 101 représente maintenant la vitesse angulaire à la fois de l'élément entraîné 111 et de l'élément d'entraînement 112 du dispositif de transmission de puissance électromagnétique 110 qui est employé pour 10 réaliser l'appareil de l'invention. La ligne de vitesse de sortie 102 repré- sente toujours la vitesse angulaire de la sortie 132 de l'appareil, et la li- gne 103 n'existe pas dans le cas de la forme de réalisation électroma- gnétique. Dans ce cas, le diagramme de la figure 3 se réduit effective- ment à celui de la figure 2, qui est plus approprié pour décrire la forme 15 de réalisation électromagnétique de l'appareil de l'invention. Pour la forme de réalisation électromagnétique de l'appareil de l'invention, les champs magnétiques respectifs des éléments d'entraînement et entraîné doivent être synchronisés, exactement comme dans le cas d'un moteur synchrone à courant alternatif classique. Dans le cas 20 d'un moteur synchrone à courant alternatif, le rotor à aimants permanents ou son équivalent a électro-aimants doit tourner en synchronisme avec le champ magnétique tournant qui est généré par l'enroulement inducteur. Une perte de synchronisation entre les deux conduit au blocage du mo- teur. Au contraire, dans la forme de réalisation mécanique de l'appareil 25 de transmission de puissance de l'invention, il doit y avoir un glissement entre les éléments d'entraînement et entraîne du dispositif de transmission de puissance, comme dans un convertisseur de couple hydraulique. L'élément entraîné n'atteint pas 100% de la vitesse de l'élément d'entraî-
nement. 30 On notera que dans le cas d'un appareil de l'invention qui fait intervenir la transmission de puissance électrique, I'axe des ordonnées sur les figures 2 et 3 représente le rapport des fréquences de la puis- sance électrique alternative, pour l'entrée ou la sortie. Le rapport de transmission effectif, c'est-à-dire le rapport entre les fréquences de la 35 puissance alternative de sortie et d'entrée, est représenté par l'axe des
abscisses. La Forme De Réalisation Mécanique De l'Appareil Ainsi, I'appareil de transmission de puissance généralisé de l'invention qui est représenté sur la figure 1 est capable de procurer de 5 bonnes performances à l'extrémité de faible vitesse de sa plage de vi- tesse de fonctionnement de sortie complète. Par exemple, dans le cas d'une forme de réalisation mécanique qui accomplit une transmission de puissance mécanique-mécanique, ou d'une forme de réalisation électro- magnétique qui accomplit une transmission de puissance électrique- 10 mécanique, toutes deux pouvant être appliquées dans des chaînes ciné- matiques de véhicules, de bonnes performances à faible vitesse signi- fient qu'il est possible de réduire la complexité de la chaîne cinématique tout en bénéficiant de meilleurs rendements à faible vitesse. Les para- graphes qui suivent décrivent les modes de réalisation de ces formes de 15 réalisation mécanique et électromagnétique de l'appareil de transmission de puissance de l'invention. Une forme de réalisation mécanique de l'appareil de transmis- sion de puissance de l'invention est définie comme une forme qui com- prend un dispositif de transmission de puissance et un mécanisme de re- 20 distribution d'interaction de transmission, de nature mécanique. Les deux parties constitutives sont intégrées ensemble de la manière conforme à l'invention, de façon à former un appareil qu'on fait fonctionner en sys- tème de transmission de puissance mécanique-mécanique. Le mécanisme de redistribution d'interaction de transmission mécanique peut être un 25 simple train d'engrenages épicycloidal. Le train d'engrenages épicycloï- dal peut être soit le train d'engrenages planétaire standard ayant une couronne, soit le train d'engrenages planétaire ne comportant que des en- grenages droits, sans une couronne, soit le train d'engrenages différen- tiel. Pour faciliter la redistribution mécanique de l'interaction de trans- 30 mission de puissance, on considère ici ces trains d'engrenages comme des trains d'engrenages épicycloïdaux et on les appelle de cette manière. En tant que mécanisme de redistribution d'interaction de trans- mission de puissance, le train d'engrenages planétaire standard est un train qui comprend un jeu de satellites maintenus par une cage d'un 35 porte-satellites, qui permet à la couronne ainsi qu'au planétaire de tour-
ner par rapport à la roue dentée porte-satellites. Dans le même sens, le train d'engrenages planétaire ne comportant que des engrenages droits est un train qui comprend un jeu de satellites doubles maintenus par un porte-satellites qui permet au petit planétaire ainsi qu'au grand planétaire 5 de tourner par rapport a la roue dentée porte-satellites. De façon simi-
laire, le train d'engrenages différentiel est un train qui comprend un jeu de satellites maintenus par un porte-satellites qui permet à ses deux roues dentées coniques de tourner par rapport à la roue dentée portesatellites. Dans les descriptions qui suivent, le porte-satellites est appelé 10 la roue dentée porte-satellites. Une caractéristique distinctive et essentielle de la forme de réalisation mécanique de l'appareil de transmission de puissance de l'in- vention consiste en ce que toutes les roues dentées et le porte- satellites du train d'engrenages épicycloïdal qui est utilisé pour le moyen de redis-
15 tribution d'interaction, tournent pendant que l'appareil fonctionne de fa- çon à transmettre de la puissance. Bien que le train d'engrenages planétaire standard, le train d'engrenages planétaire ne comportant que des engrenages droits et le train d'engrenages différentiel apparaissent avoir une structure différentes, ils sont topologiquement équivalents. Pour 20 remplir la fonction des moyens de redistribution dans l'appareil de l'invention, avec ses satellites, la roue dentée porte-satellites du train d'en- grenages permet aux deux autres roues dentées, qu'il s'agisse de la cou- ronne ou du planétaire dans le train planétaire standard, du petit plané- taire et du grand planétaire dans le train planétaire ne comportant que 25 des engrenages droits, ou des roues dentées coniques latérales dans le train différentiel, d'engrener avec les satellites de façon à tourner à des vitesses et dans des directions qui sont déterminées par la configuration géométrique du train d'engrenages. Les figures 5, 6 et 7 illustrent respectivement les relations de 30 vitesse angulaire des éléments consistant en roues dentées dans le train d'engrenages planétaire standard, le train d'engrenages planétaire ne comportant que des engrenages droits et le train d'engrenages différen- tiel, lorsque chacun des trains d'engrenages est utilisé pour le meca- nisme de redistribution d'interaction de transmission, pour construire une 35 forme de réalisation mécanique de l'appareil de transmission de puis-
sance de l'invention. Sur les figures 5, 6 et 7, I'axe des abscisses repré- sente le rapport de transmission de la sortie à l'entrée de l'appareil de transmission de puissance, et l'axe des ordonnées représente la vitesse angulaire normalisée des roues dentées dans les trains d'engrenages. 5 Les relations de vitesses des éléments consistant en roues dentées dans les trains d'engrenages des figures 5, 6 et 7 peuvent être exprimées par les équations de mouvement des trains d'engrenages épi-cycloïdaux, qui peuvent être établies à partir des tailles de roue dentée et des configurations topologiques des trains d'engrenages respectifs. 10 Par exemple, dans le cas d'un train d'engrenages planétaire standard de la figure 5, on suppose que la couronne a un rayon R et que le planétaire a un rayon S. Si la vitesse angulaire de la couronne est maintenue à la vitesse unité normalisée, comme illustré par la ligne de vitesse d'entrée 101 sur la figure 5, et si on permet au planétaire de changer sa vitesse 15 de façon linéaire sur l'axe x, en suivant la ligne de vitesse de sortie 102, à partir d'un rapport de transmission zéro au point A jusqu'à un rapport de transmission égal à l'unité au point B, alors la vitesse angulaire du planétaire sur l'axe y est simplement cs = x, la variable x représentant le rapport de transmission. Dans ce cas, la vitesse angulaire de la roue 20 dentée porte-satellites aoc, représentée par la ligne de vitesse 103, peut être déterminée par l'équation coc = (Sx+R)/(R+S). Lorsque le planétaire est à la vitesse zéro au point A, la vitesse de la roue dentée porte- satellites au point C est R/(R+S). A l'extrémité opposée, lorsque le pla- nétaire est amené jusqu'à la vitesse de la couronne au point B, la roue 25 dentée porte-satellites tourne à la même vitesse que la couronne et le planétaire. En fait, les trois roues dentées tournent à la même vitesse angulaire au rapport de transmission unité du point B. Des relations de vitesse similaires existent pour les deux autres types de trains d'engrenages épicycloïdaux. Par exemple, pour le train 30 d'engrenages planétaire ne comportant que des engrenages droits de la figure 6, on suppose que le grand planétaire a un rayon SL et que le petit planétaire a un rayon Ss. Si la vitesse angulaire de la roue dentée porte-
satellites est maintenue à la vitesse unité normalisée sur la ligne de vi-
tesse d'entrée 101, tandis que la vitesse du petit planétaire varie de fa-
35 çon linéaire sur l'axe x le long de la ligne de vitesse de sortie 102, à par-
tir du rapport de transmission zéro du point A jusqu'au rapport de transmission unité du point B, alors la vitesse angulaire du petit planétaire sur l'axe y est simplement os, = x. La vitesse angulaire du grand planétaire peut être déterminée par l'équation oSL = Ss2x + SL2 - Ss2)/SL2 qui est 5 représentée par la ligne de vitesse 103. Lorsque le planétaire est à la vitesse zéro au point A, la vitesse du grand planétaire au point C est (SL2 - Ss2)/SL2. Pour le train d'engrenages différentiel avec les deux roues dentées coniques disposées symétriquement et avec la même taille, 10 comme caractérisé sur la figure 7, si la vitesse angulaire de l'une des roues dentées coniques est maintenue à la vitesse unité normalisée sur la ligne de vitesse d'entrée 101, tandis que la vitesse de l'autre roue dentée conique peut varier depuis le rapport de transmission de zéro au point A jusqu'à l'unité au point B, le long de la ligne de vitesse de sortie 15 102, alors la vitesse angulaire de ce pignon conique de sortie sur l'axe y est simplement (0B, = x. La vitesse angulaire de la roue dentée porte- satellites coc peut être déterminée par l'équation cc = (x+1)/2 le long de la ligne de vitesse 103. Lorsque le pignon conique de sortie est à la vi- tesse zéro au point A, la vitesse de la roue dentée porte-satellites est 20 égale à la moitié de celle du premier pignon conique au point C.
La figure 11 illustre une forme de réalisation mécanique géné- ralisée de l'appareil de transmission de puissance de l'invention en une vue en élévation. L'appareil 200 comprend un moyen de transmission de puissance mécanique 210 et un train d'engrenages épicycloïdal 220 qui 25 est utilisé pour le moyen de redistribution d'interaction de transmission mécanique. On notera que la figure 11 ne montre pas les détails de structure de l'intégration entre les éléments du moyen de transmission de puissance 210 et les éléments consistant en roues dentées du train d'en- grenages épicycloïdal 220. A la place, I'intégration est illustrée seule- 30 ment schématiquement pour montrer la relation mutuelle entre des élé- ments des deux moyens constitutifs 210 et 220. Les détails de l'intégra- tion de structure dépendent des dimensions des configurations des élé- ments des deux moyens 210 et 220, et ils sont aisément compréhensibles lorsque des exigences d'intégration spécifiques entre les deux sont mises 35 en évidence.
De façon générale, le moyen de transmission de puissance mé- canique 210 est constitué par au moins deux éléments d'interaction de transmission 211 et 212. L'un des deux éléments est l'élément d'entraî- nement qui fonctionne à une vitesse angulaire d'entraînement et qui 5 transmet la puissance mécanique à l'autre, qui est l'élément entraîné qui fonctionne à une vitesse angulaire entraînée. L'interaction entre les élé-
ments d'entraînement et entraîné 211 et 212 facilite la transmission de puissance du moyen de transmission de puissance mécanique 210. La puissance mécanique qui est transmise à l'intérieur du 10 moyen de transmission de puissance mécanique 210 est reçue à partir d'une source de puissance mécanique externe, par l'intermédiaire d'un arbre tournant d'entrée 231 de l'appareil. Le moyen de transmission de puissance mécanique 210 est intégré avec le moyen de redistribution d'interaction de transmission mécanique 220 pour constituer l'appareil de 15 transmission de puissance mécanique. La puissance mécanique qui est reçue par le moyen de transmission de puissance mécanique 210 à partir de la source de puissance mécanique externe est ensuite redistribuée par le moyen de redistribution d'interaction de transmission mécanique 220 sur un arbre tournant de sortie 232 de l'appareil, et elle est fournie à 20 une charge mécanique externe. Le moyen de redistribution d'interaction de transmission méca- nique 220 est un train d'engrenages épicycloïdal comprenant une pre- mière roue dentée 221, une seconde roue dentée 222 et une troisième roue dentée 223. La seconde roue dentée 222 du trains d'engrenages 25 épicycloïdal tourne dans le même sens de rotation que la troisième roue dentée 223, et à une vitesse angulaire inférieure a celle de la troisième roue dentée lorsque la troisième roue dentée est entraînée avec la pre- mière roue dentée 221 maintenue fixe. Cette relation de vitesse angulaire entre les éléments consistant en roues dentées du train d'engrenages 30 épicycloidal 220 est illustrée dans l'ensemble des diagrammes vitesse angulaire / rapport de transmission des figures 5-7 et 8-10, qui font appa- raître la relation pour différents trains d'engrenages avec différentes configurations d'entrée. La plage de rapport de transmission entre les points A et B dans chacun des dessins des figures 5-7 et 8-10 satisfait à 35 cette exigence si les vitesses angulaires des première, seconde et troi-
sième roues dentées suivent respectivement les lignes de vitesse 102, 103 et 101. Pour intégrer ensemble le moyen de transmission de puissance mécanique 210 et le train d'engrenages épicycloïdal 220, de façon à 5 construire une forme de réalisation mécanique de l'appareil de transmis-
sion de puissance de l'invention, la troisième roue dentée 223 du train d'engrenages épicycloïdal est accouplée à l'élément d'entraînement 211 du moyen de transmission de puissance mécanique, la seconde roue dentée 222 est accouplée a l'élément entraîné 212 du moyen de trans- 10 mission de puissance mécanique, et la première roue dentée 221 est ac- couplée à l'arbre tournant de sortie 232 de l'appareil. Dans le dessin de la figure 11, l'élément entraîné 212 du moyen de transmission de puissance 210 est accouplé a la seconde roue den- tée, c'est-à-dire la roue dentée porte-satellites 222, du train d'engrena-
15 ges épicycloïdal 220 par un moyen de couplage 242. D'autre part, I'élé-
ment d'entraînement 211 est accouplé à la troisième roue dentée, c'est-àdire la couronne 223, du train d'engrenages 220 par un moyen de cou- plage 241. Du fait que les structures du moyen de transmission de puis- sance 210 ainsi que du train d'engrenages épicycloïdal 220 sont symétri- 20 ques par rapport à l'axe longitudinal de l'appareil, le long de l'axe des arbres tournants d'entrée et de sortie 231 et 232, ces deux moyens de couplage 241 et 242 peuvent de façon similaire être réalisés avec une symétrie axiale. Cependant, à la place du couplage direct qui est illustré dans le dessin, il est également possible d'employer d'autres moyens de 25 couplage, comme un engrenage ou une traction par courroie, comme on le décrira en détail dans les paragraphes qui suivent. L'interaction de transmission de puissance de l'élément d'en- traînement 211 et de l'élément entraîné 212 du moyen de transmission de puissance mécanique 210 fonctionnant respectivement à la vitesse d'en- 30 traînement et la vitesse entraînée, est redistribuée sur l'arbre tournant de sortie 232 par le train d'engrenages épicycloïdal 220, et l'arbre tournant de sortie 232 fournit la puissance mécanique a la charge externe à une vitesse angulaire de sortie. Comme décrit ci-dessus, le train d'engrenages planétaire stan35 dard, le train d'engrenages planétaire ne comportant que des engrenages
droits et le train d'engrenages différentiel sont considérés comme des trains d'engrenages épicycloïdaux lorsqu'ils sont utilisés pour le moyen de redistribution d'interaction de transmission de puissance. Par conséquent, le train d'engrenages épicycloïdal 220 dans le mode de réalisation 5 de la forme de réalisation mécanique de l'appareil de la figure 11 peut être le train d'engrenages planétaire standard, le train d'engrenages pla-
nétaire ne comportant que des engrenages droits, ou le train d'engrenages différentiel. Du fait des caractéristiques topologiques des divers types de 10 trains d'engrenages épicycloïdaux applicables pour construire la forme de réalisation mécanique de l'appareil de l'invention, I'intégration des élé-
ments du moyen de redistribution avec ceux du moyen de transmission de puissance peut être accomplie selon différentes configurations. Cependant, toutes ces diverses configurations d'intégration des deux doivent 15 obéir au principe de l'invention, bien que les caractéristiques de performances de l'appareil soient légèrement modifiées. On notera cependant que toutes les configurations d'intégration applicables doivent remplir la condition décrite ci-dessus pour la relation de vitesse entre les éléments consistant en roues dentées du train d'engrenages. Plus précisément, 20 dans le train d'engrenages qui est utilisé pour le moyen de redistribution d'interaction pour l'appareil, la seconde roue dentée tourne dans le même sens de rotation que la troisième roue dentée et à une vitesse angulaire inférieure à celle de la troisième roue dentée, lorsque la troisième roue dentée est entraînée avec la première roue dentée maintenue fixe. 25 Ainsi, un train d'engrenages planétaire standard qui est utilisé pour le moyen de redistribution d'interaction de transmission comprend un planétaire, une roue dentée porte-satellites portant un nombre appro- prié de satellites et une couronne. Dans une configuration de la forme de réalisation mécanique de l'appareil de transmission de puissance de l'in30 vention qui est illustrée sur la figure 11, la première roue dentée 221 du train d'engrenages planétaire standard qui remplit la fonction de l'arbre de sortie 232 de l'appareil de transmission de puissance est le plané- taire. La seconde roue dentée 222 qui est accouplée à l'élément entraîné 212 du moyen de transmission de puissance 210 est la roue dentée 35 porte-satellites, et la troisième roue dentée 223 qui est accouplée à
l'élément entraîné 211 est la couronne. Dans une autre configuration, la première roue dentée 221 qui remplit la fonction de la sortie 232 de l'ap-
pareil de l'invention est la couronne. La seconde roue dentée 222 qui est accouplée à l'élément entraîné 212 du moyen de transmission de puis- 5 sance 210 est la roue dentée porte-satellites, et la troisième roue dentée 223 qui est accouplée à l'élément entraîné 211 est le planétaire. De façon similaire, dans le cas d'un train d'engrenages plané- taire ne comportant que des engrenages droits, dans une configuration, la première roue dentée 221 du train d'engrenages 220 qui remplit la 10 fonction de l'arbre de sortie 232 de l'appareil de l'invention est le petit planétaire. La seconde roue dentée 222 qui est accouplée à l'élément entraîné 212 du moyen de transmission de puissance 210 est le grand planétaire, et la troisième roue dentée 223 qui est accouplée à l'élément d'entraînement 211 est la roue dentée porte-satellites. Dans une autre 15 configuration, la première roue dentée 221 qui remplit la fonction de la sortie 232 de l'appareil de l'invention est la roue dentée portesatellites. La seconde roue dentée 222 qui est accouplée à l'élément entraîné 212 du moyen de transmission de puissance 210 est le grand planétaire, et la troisième roue dentée 223 qui est accouplée à l'élément d'entraînement 20 211 est le petit planétaire. Lorsqu'un train d'engrenages différentiel est utilisé pour le moyen de redistribution d'interaction 220 sur la figure 11, il est constitué par une paire de roues dentées coniques et par une roue dentée porte- satellites qui porte un nombre approprié de satellites. Dans le cas d'un 25 train d'engrenages différentiel symétrique, c'est-à-dire lorsque les tailles des deux roues dentées coniques sont les mêmes, il n'y a qu'une seule configuration d'intégration effective. La première roue dentée 221 du train d'engrenages différentiel 220 qui remplit la fonction de la sortie 232 de l'appareil de l'invention est l'une des deux roues dentées coniques. La 30 seconde roue dentée 222 qui est accouplée à l'élément entraîné 212 du moyen de transmission de puissance 210 est la roue dentée porte- satellites, et la troisième roue dentée 223 qui est accouplée à l'élément d'entraînement 211 est l'autre des deux roues dentées coniques. En ce qui concerne les caractéristiques de performances de 35 l'appareil, la différence importante entre les deux configurations d'inté-
gration pour chaque des trois types de trains d'engrenages épicycloïdaux décrits ci-dessus repose sur la configuration dimensionnelle des roues dentées dans le train d'engrenages respectif. En d'autres termes, les tailles relatives de la couronne et du planétaire du train d'engrenages 5 planétaire standard, et du petit planétaire et du grand planétaire du train d'engrenages planétaire ne comportant que des engrenages droits, déterminent respectivement les caractéristiques de performances de l'appareil de transmission de puissance qui est construit. Lorsqu'on construit une forme de réalisation mécanique de l'ap- 10 pareil de transmission de puissance de l'invention, de la manière repré- sentée de façon générale sur la figure 11, I'intégration structurale des moyens de transmission de puissance 210 et des moyens de redistribu- tion d'interaction de transmission 220 peut être soit directement coaxiale, soit décalée avec des axes parallèles. Pour la configuration coaxiale, les 15 arbres d'entrée et de sortie 231 et 232 de l'appareil peuvent être alignés sur le même axe, et l'appareil entier peut être construit en un ensemble relativement compact. D'autre part, la configuration à axes parallèles convient pour les dispositifs de transmission de puissance tels que des transmissions à poulies coniques à diamètre variable, ayant des arbres 20 d'entrée et de sortie non coaxiaux. La configuration à axes parallèles convient également pour les appareils de l'invention qui exigent des réglages spéciaux du rapport de transmission final, comme on le décrira dans les paragraphes qui suivent. Les figures 12 et 13 représentent respectivement les configurations structurales coaxiale et à axes parallèles.
25 La figure 12 illustre un mode de réalisation d'une forme de réalisation mécanique de l'appareil de transmission de puissance de la figure 11 qui adopte la configuration coaxiale. Dans la vue en perspective de l'appareil qui est représenté, un dispositif de transmission de puissance 210, tel qu'un coupleur à fluide, et un train d'engrenages planétaire standard 220 sont utilisés respectivement pour le moyen de trans-
mission de puissance et pour le moyen de redistribution d'interaction de transmission. On notera que le dessin ne montre pas des détails de la denture des éléments consistant en roues dentées, et ne montre égale- ment pas les divers paliers qui sont utilisés pour supporter les éléments 35 en place et pour permettre la rotation avec une lubrification appropriée.
Le dessin montre la relation spatiale entre les éléments du dispositif 210 et du train d'engrenages 220. Dans cette configuration coaxiale, les axes de symétrie cen- traux des deux moyens 210 et 220 coïncident mutuellement, et ils sont en 5 outre alignés avec l'arbre d'entrée 231 et l'arbre de sortie 232 de l'appa- reil. L'élément d'entraînement, c'est-à-dire la roue d'entraînement 211, du coupleur à fluide 210 est directement fixé à la couronne 223 du train d'engrenages 220 par l'intermédiaire d'une cage de couplage 241. L'élé- ment entraîné, c'est-à-dire la turbine 212, est directement fixé au porte-
10 satellites 222 du train d'engrenages 220 qui maintient en position des satellites 224. Le porte-satellites 222 est fixé à l'élément entraîné 212 par l'intermédiaire d'un arbre de couplage 242. Le porte-satellites 222 n'est pas réalisé sous la forme d'une roue dentée, du fait qu'il n'est pas nécessaire qu'il engrène avec une autre roue dentée quelconque, dans 15 I'exemple décrit ici. Par conséquent, dans cette configuration coaxiale, la roue d'entraînement 211 du coupleur à fluide 210 tourne en synchronisme avec la couronne 223 du train d'engrenages planétaire 220, et la turbine 212 tourne en synchronisme avec le porte-satellites 222. La figure 13 illustre un autre mode de réalisation de la forme de 20 réalisation mécanique généralisée de la transmission de puissance de la figure 1, adoptant la configuration à axes parallèles. La forme de réalisa- tion mécanique de la figure 13 utilise le même moyen de transmission de puissance et le même moyen de redistribution d'interaction de transmis- sion que l'appareil de la figure 12. Ici encore, dans la vue en perspective, 25 la denture des roues dentées et les paliers de support ne sont pas repré- sentés en détail. Dans cette configuration à axes parallèles, la roue d'entraînement 211 et la turbine 212 du coupleur à fluide 210 peuvent être accouplées respectivement à la couronne 223 et à la roue dentée porte-satellites 222 du train d'engrenages planétaire 220, par l'intermé- 30 diaire d'accouplements mécaniques appropriés. Bien qu'ils ne soient pas représentés sur le dessin, les accouplements mécaniques peuvent par exemple être réalisés au moyen d'une denture formée sur la surface de la circonférence des éléments respectifs, de façon à pouvoir établir un en- grènement approprié entre les deux paires accouplées. Si les conditions 35 spatiales l'exigent, une roue dentée parasite de taille de appropriée peut
être incorporée entre chacune des paires accouplées. Selon une va- riante, on peut utiliser des transmissions par courroies pour établir l'accouplement mécanique nécessaire pour les deux paires. La figure 14 est une vue en perspective d'un autre mode de 5 réalisation de la forme de réalisation mécanique de l'appareil de trans-
mission de puissance de la figure 11, dans lequel une transmission par poulies coniques à diamètre variable 210 fonctionnant avec une courroie de traction 213, est utilisée pour le moyen de transmission de puissance. Du fait de la configuration spatiale d'une telle transmission par courroie, 10 I'élément entraîné du moyen de transmission de puissance, c'est-à-dire la poulie entraînée 212, doit être installé sur un arbre 242 parallèle et dé-
calé par rapport à l'arbre 241 de l'élément d'entraînement, c'est-à-dire la poulie d'entraînement 211. La poulie d'entraînement 211 est directement accouplée à la couronne 223 du train d'engrenages planétaire 220, par 15 l'intermédiaire de l'arbre 241. La poulie entraînée 212 est accouplée à la roue dentée porte-satellites 222 du train planétaire 220 par l'intermédiaire d'une autre transmission par courroie 240 utilisant une courroie 243. Pour la simplicité, cette seconde transmission par courroie 240 peut être une transmission à diamètre fixe employant des poulies 245 et 246. 20 La poulie 246 est directement accouplée à la roue dentée portesatellites 222 du train d'engrenages 220. A la place de cette seconde transmission par courroie 240, on peut utiliser une roue dentée parasite pour produire un couplage mécanique équivalent avec une autre configuration. On no- tera que le mécanisme qui a pour fonction de faire varier le diamètre de 25 la poulie d'entraînement 211 et/ou de la poulie entraînée 212 n'est pas représenté dans les dessins. Dans le mode de réalisation de la figure 12, 13 ou 14, un carter approprié pour l'appareil, en fonction de l'application particulière, peut être incorporé pour protéger l'ensemble du système de transmission de 30 puissance. En outre, le train d'engrenages épicycloïidal qui est utilisé pour le mécanisme de redistribution d'interaction peut devoir être enfer- mé dans un carter pour maintenir une lubrification appropriée pour ses roues dentées. Dans la configuration non coaxiale, c'est-à-dire à axes parallè35 les, de la figure 13, lorsqu'on utilise des engrenages pour réaliser les
deux accouplements mécaniques nécessaires entre les éléments du dispositif de transmission de puissance 210 et ceux du mécanisme de redistribution d'interaction de transmission 220, chacun des rapports de transmission pour les deux paires couplées ne doit pas nécessairement 5 être égal à l'unité, et les deux rapports de transmission ne doivent pas nécessairement être les mêmes. Ceci s'applique également à la configuration à axes parallèles, comme dans le cas de la figure 14 dans lequel on utilise un accouplement par courroie. Dans des accouplements par courroie, les rapports des diamètres des deux poulies sont traités ici 10 comme des rapports de transmission. La différence entre les rapports de transmission pour les deux accouplements peut être employée comme un facteur pour régler le rapport de transmission final de l'appareil de transmission de puissance de l'invention. La figure 15 illustre le dia- gramme vitesse angulaire / rapport de transmission pour une telle confi- 15 guration. Par exemple, dans la configuration à axes parallèles de la fi- gure 13, dans laquelle un coupleur à fluide ou un convertisseur de couple est utilisé pour le moyen de transmission de puissance 210, I'élément entraîné 212 du moyen de transmission de puissance 210 est accouplé à la seconde roue dentée 222 du train d'engrenages épicycloïdal 220 avec 20 un rapport de transmission inférieur à celui de l'accouplement entre l'élément entraîné 211 et la troisième roue dentée 223. Dans le cas de l'appareil à axes parallèles de la figure 13, re- présentant la configuration de la figure 15, on suppose que la roue d'en- traînement 211 du coupleur à fluide est accouplée à la couronne 223 du 25 train d'engrenages planétaire 220 avec un rapport de transmission égal à l'unité, le long de la ligne de vitesse d'entrée 101, de façon que les deux tournent à la même vitesse angulaire. D'autre part, la turbine 212 est ac-
couplée à la roue dentée porte-satellites 222 avec un rapport de transmission de 3/2, de façon que la vitesse angulaire de la turbine soit égale 30 aux deux-tiers de celle de la roue dentée porte-satellites 222. On sup-
pose en outre que le train d'engrenages planétaire 220 a un rapport de transmission couronne à planétaire de 3/2. Cette configuration permet à l'arbre de sortie 232 de l'appareil de transmission de puissance au planétaire 221 du train d'engrenages planétaire 220 d'atteindre une vitesse 35 angulaire qui équivaut à un rapport de transmission final presque égal à
trois, le long de la ligne de vitesse de sortie 102. Ceci signifie que lors- que le coupleur à fluide de transmission de puissance 210 fonctionne dans un processus d'accélération, en passant d'un rapport de transmission équivalent de 50% au point C, à presque 100% au point D, le long 5 de la ligne de vitesse 103A, qui présente une réduction par engrenage de 2/3 par rapport à la ligne de vitesse 103, I'arbre de sortie 232 de l'appareil fonctionne dans une plage de vitesse correspondante, de zéro au point A jusqu'à trois fois la vitesse de l'arbre d'entrée 231 au point B, le long de la ligne de vitesse de sortie 102. Ceci équivaut à un rapport de 10 transmission final de trois pour l'appareil de transmission de puissance. Par opposition à la configuration de la figure 15, on va considé- rer la situation de l'appareil de la figure 13, qui est représentée sur la figure 16. On considère que la turbine 212 du coupleur à fluide est ac- couplee à la roue dentée porte-satellites 222 du train planétaire 220 avec 15 un rapport de transmission égal à l'unité, de façon que les deux tournent à la même vitesse angulaire. D'autre part, la roue d'entraînement 211 est accouplée à la couronne 223 avec un rapport de transmission de 8/7, de façon que la vitesse angulaire de la roue d'entraînement soit les sept- huitièmes (0,875) de celle de la couronne 223, le long de la ligne de vi- 20 tesse 101A, qui présente une réduction par engrenage de 7/8 par rapport à la ligne de vitesse d'entrée 101. On suppose ici encore que le train d'engrenages planétaire 220 a un rapport de transmission couronne à planétaire de 3/1. Ce système peut permettre à l'arbre de sortie 232 de l'appareil au planétaire 221 d'atteindre une vitesse angulaire qui équivaut 25 à un rapport de transmission final d'environ 0,5 seulement. Par consé- quent, lorsque le coupleur à fluide 210 accélère à partir du rapport de transmission équivalent de 85,7% (0,75/0,875) au point C, jusqu'à pres- que 100% au point D, le long de la ligne de vitesse 103, I'arbre de sortie 232 de l'appareil fonctionne dans une plage de vitesse correspondante 30 allant de zéro au point A jusqu'à la moitié de la vitesse de l'arbre d'en- trée 231 au point B, le long de la ligne de vitesse de sortie 102, ce qui équivaut à un rapport de transmission final de 0,5 pour l'appareil de transmission de puissance. Ainsi, les configurations dans lesquelles on utilise différents 35 rapports de transmission d'accouplement pour les éléments du moyen de
transmission de puissance et du moyen de redistribution d'interaction, comme décrit respectivement sur les figures 15 et 16, sont fonctionnellement équivalentes à l'utilisation d'un étage de réglage final de rapport de transmission pour l'appareil de l'invention qui utilise la configuration 5 coaxiale. Bien que la configuration à axes parallèles ait une structure relativement plus complexe que la configuration coaxiale, elle bénéficie de l'avantage d'un réglage final aisé du rapport de transmission, sans la nécessité d'un étage d'engrenages supplémentaire si la plage de vitesse de sortie de l'application de l'appareil n'est pas compatible avec celle de 10 I'entrée. Pour une forme de réalisation mécanique de l'appareil de transmission de puissance de l'invention qui est construite par l'intégra-
tion d'un dispositif de transmission de puissance et d'un train d'engrena-
ges épicycloïdal, on notera que l'élément d'entraînement ou l'élément 15entraîné du dispositif de transmission de puissance peut remplir la fonction de l'entrée de l'appareil pour recevoir de la puissance motrice méca-
nique provenant de la source de puissance externe. La différence entre l'utilisation, pour l'entrée de l'appareil, de l'élément d'entraînement ou de l'élément entraîné du dispositif de transmission de puissance mécanique, 20 est le faible écart mutuel entre les caractéristiques de performances dans les deux cas. Ceci devient évident si on compare les relations de vitesse angulaire d'éléments consistant en roues dentées des trains d'engrena- ges épicycloldaux qui sont représentées sur les figures 5, 6 et 7, avec celles qui sont représentées respectivement sur les figures 8, 9 et 10. La 25 faible différence est un résultat du maintien de la base de comparaison selon laquelle l'arbre d'entrée est maintenu à une vitesse angulaire constante. Dans les cas des figures 5, 6 et 7 représentant respectivement l'utilisation du train d'engrenages planétaire standard, du train d'engre-
30 nages planétaire ne comportant que des engrenages droits et du train d'engrenages différentiel, pour le mécanisme de redistribution d'interaction de transmission de puissance, la troisième roue dentée de chacun des trains d'engrenages épicycloïdaux est accouplée à l'élément d'entraînement du dispositif de transmission de puissance. Par conséquent, 35 la troisième roue dentée de chacun des trains d'engrenages épicycloï-
daux remplit la fonction de l'entrée de l'appareil, pour recevoir la puis-
sance motrice mécanique externe, comme représenté par la ligne de vitesse d'entrée 101 sur les figures 5, 6 et 7. Au contraire, dans les cas respectifs des figures 8, 9 et 10, c'est la seconde roue dentée de chacun 5 des trains d'engrenages épicycloïdaux, qui est accouplée à l'élément en-
traîné du dispositif de transmission de puissance, qui remplit la fonction de l'entrée de l'appareil, comme représenté par la ligne de vitesse d'entrée 103. Une comparaison de chacun des trois types de trains d'engrenages épicycloiïdaux révèle le fait que le dispositif de transmission de 10 puissance fonctionne avec des vitesses angulaires différentes pour l'élé- ment d'entraînement et l'élément entraîné, dans chacune de ses deux configurations, ce qui fait que les caractéristiques de performances de l'appareil sont changées. On notera que lorsqu'on se réfère aux première, seconde et 15 troisièmes roues dentées de trains d'engrenages épicycloïdaux, il est né- cessaire de respecter la condition selon laquelle la seconde roue dentée du train d'engrenages épicycloïdal tourne dans le même sens de rotation que la troisième roue dentée, et avec une vitesse angulaire inférieure à celle de la troisième roue dentée, lorsque la troisième dentée est entrai-
20 née avec la première roue dentée maintenue fixe. Les six configurations pour la forme de réalisation mécanique généralisée de l'appareil de la figure 1, qui sont représentées sur les figures 5-7 et les figures 8-10, constituent deux groupes de configurations pour les trois types de trains d'engrenages épicycloïdaux qui satisfont à cette exigence de relation de 25 vitesse. Il y a deux autres groupes de configurations pour les trois types de trains d'engrenages épicycloïdaux qui satisfont également à l'exigence de relation de vitesse précise. Le premier groupe correspond à la configuration des figures 5- 7, et on peut l'obtenir en permutant les éléments consistant en roues 30 dentées qui sont représentés par des lignes de vitesse 101 et 102 dans chacune des trois configurations. Le second groupe correspond à la con- figuration des figures 8-10, et on peut également l'obtenir en permutant les éléments consistant en roues dentées qui sont représentés par des lignes de vitesse 101 et 102 dans chacune des trois configurations. Par 35 exemple, la couronne qui est représentée par la ligne de vitesse 101 et le
planétaire qui est représenté par la ligne de vitesse 102 sur les figures 5 et 8 peuvent être permutés de façon que la ligne de vitesse 101 représente le planétaire et la ligne de vitesse 102 représente la couronne. Dans chacune des configurations permutées, I'équation de vitesse pour 5 la roue dentée qui est représentée par la ligne de vitesse 103 est également modifiée de façon correspondante par déplacement de son point C sur l'axe des ordonnées. On va considérer à nouveau la forme de réalisation mécanique de l'appareil de transmission de puissance qui est représentée sur la fi- 10 gure 12. On suppose ici encore que le dispositif de transmission de puis- sance 210 est un coupleur à fluide et que le mécanisme de redistribution d'interaction de transmission 220 est un train d'engrenages planétaire. Les relations de vitesse angulaire parmi les divers éléments tournants de cet appareil peuvent être décrites par le diagramme de la figure 5. Dans 15 sa configuration d'intégration de structure, l'élément d'entraînement, c'est-a-dire la roue d'entraînement 211, du coupleur à fluide 210 est ac- couplé à la couronne 223, et l'élément entraîné, c'est-à-dire la turbine 212, est accouplé à la roue dentée porte-satellites 222. Le planétaire 221 du train d'engrenages 220 remplit la fonction de l'arbre de sortie 232 de 20 I'appareil de transmission de puissance. La puissance mécanique qui provient de la source de puissance externe peut être appliquée soit à l'élément d'entraînement 211, soit a l'élément entraîné 212, ou bien respectivement à la couronne 223 ou à la roue dentée porte-satellites 222. En d'autres termes, I'élément d'entraînement ou l'élément entraîné du 25 dispositif de transmission de puissance peut remplir la fonction de l'entrée de l'appareil de transmission de puissance. D'après la relation vitesse angulaire / rapport de transmission de la figure 5, il est clair que lorsque la couronne 223 est maintenue à une vitesse angulaire limitée, pour que le planétaire 221 (c'est-à-dire la 30 sortie 232 de l'appareil de transmission de puissance) fonctionne dans une plage de vitesse allant de zéro à l'unité pour le rapport de transmis-
sion, la vitesse angulaire de la roue dentée porte-satellites 222 doit seu- lement varier de R/(R+S) jusqu'à l'unité, pour le rapport de transmission.
Dans un train d'engrenages planétaire caractéristique, dans lequel le 35 planétaire a un rayon qui est égal au tiers de celui de la couronne, ceci correspond à une plage allant de 75% (c'est-a-dire 3(3+1)) à 100% de la vitesse de la couronne. En d'autres termes, lorsque l'élément 211 du dispositif de transmission de puissance 210 entraîne à la vitesse angulaire unité, I'élément entraîné 212 doit seulement fonctionner de 75% à 100% 5 de la vitesse de l'élément d'entraînement 211, pour que la sortie 232 de l'appareil puisse fournir une plage de vitesse complète de 0 à 100% de la vitesse angulaire d'entrée qui est reçue sur l'entrée 231 de l'appareil. En un sens, la plage de vitesse de 75-100% - ne comprenant pas la vitesse zéro - du dispositif de transmission de puissance 210, qui est un coupleur 10 à fluide, est redistribuée, ou réappliquée dans ce cas, sur la plage de vitesse complète de l'appareil, comprenant la vitesse zéro. Pour des appareils de l'invention qui utilisent des dispositifs de transmission de puissance dont l'élément entraîné ne peut pas avoir une vitesse qui dépasse celle de l'élément d'entraînement pendant la trans- 15 mission de puissance, normalement l'appareil peut fonctionner seulement avec la plage de rapport de transmission entre zéro et l'unité, pour transmettre de la puissance mécanique de son entrée vers son arbre de sortie. Ceci suppose que les accouplements entre l'élément d'entraîne- ment et l'élément entraîné du dispositif de transmission de puissance et 20 leurs éléments correspondants, consistant en roues dentées, dans le train d'engrenages épicycloïdal, sont dans le même rapport de transmis- sion. Ceci vient du fait que dans ces dispositifs de transmission de puis-
sance, la puissance motrice mécanique est transmise seulement de l'élément qui fonctionne à une vitesse supérieure vers l'autre qui fonc- 25 tionne à une vitesse inférieure. Dans cette plage de rapport de transmission, la configuration de l'appareil est capable de recevoir de la puissance mécanique sur son arbre d'entrée, qui est soit l'élément d'entraînement du dispositif de transmission de puissance, soit l'élément entraîné, et de fournir de la 30 puissance mécanique sur son arbre de sortie, ce qui facilite la transmis- sion de puissance mécanique. Dans la plage de rapport de transmission allant de zéro à l'unité, I'appareil de transmission de puissance complet a une tendance naturelle à accélérer son arbre de sortie, chargé mécani- quement, depuis la condition d'arrêt jusqu'à la vitesse correspondant au 35 rapport de transmission unité. Ceci se produit lorsque l'arbre d'entrée
reçoit de la puissance mécanique a partir de la source de puissance externe et permet a l'élément d'entraînement du dispositif de transmission de puissance, par exemple la roue d'entraînement d'un coupleur à fluide, d'augmenter la vitesse de l'élément entraîné, c'est-à-dire la turbine, en 5 même temps que sa charge. La tendance est dans la direction du diagramme de la figure 5 correspondant à un moindre glissement entre les éléments d'entraînement et entraîné du dispositif de transmission de puissance. Plus précisément. c'est la direction allant du point A vers le point B le long de la ligne de vitesse de sortie 102 sur la figure 5. 10 Dans les appareils l'invention employant d'autres dispositifs de transmission de puissance, comme la transmission par poulie conique à diamètre variable, le rapport de transmission équivalent de l'appareil n'est pas limité à la plage allant de zéro à l'unité pour le rapport de transmission. Le rapport de transmission du dispositif de transmission de 15 puissance lui-même, entre autres, constitue l'un des paramètres pour déterminer le rapport de transmission effectif de l'appareil de transmission de puissance. Si le dispositif de transmission de puissance procure effectivement un rapport de transmission dans lequel son élément d'entraînement fonctionne à une vitesse angulaire inférieure à celle de l'élé-
20 ment entraîné, alors le rapport de transmission équivalent de l'appareil peut dépasser l'unité, comme le montrent clairement les diagrammes qui sont représentés sur les figures 5-7 et 8-10. En fait, dans le dispositif de transmission de puissance tel qu'un coupleur à fluide dont deux éléments d'interaction sont pratique- 25 ment symétriques, celui qui entraîne à une vitesse angulaire plus élevée est appelé la roue d'entraînement, et l'autre qui est entraîné à la vitesse inférieure est appelé la turbine. Il y a des occasions dans lesquelles la situation est inversée, c'est-à-dire dans lesquelles la roue d'entraînement devient la turbine et la turbine devient la roue d'entraînement, par defini- 30 tion, simplement du fait que la relation de vitesse est inversée. Ceci per- met d'avoir un sens de circulation de puissance inversé, en comparaison avec celui qui existe lorsque l'appareil fonctionne dans le sens de circu-
lation de puissance normal. A titre d'exemple, on considère à nouveau l'appareil de la figure 35 12 avec un coupleur à fluide utilisé pour le dispositif de transmission de
puissance 210 et un train d'engrenages planétaire pour le mécanisme de redistribution d'interaction de transmission 220. De plus, ici encore, un élément à aubes hydrauliques 211 du coupleur à fluide 210 est accouplé à la couronne 223, et l'autre, 212, est accouplé à la roue dentée porte- 5 satellites 222. Lorsque la source de puissance mécanique externe est appliquée à l'appareil, par exemple à l'élément 211 du coupleur à fluide qui est accouplé à la couronne 223, I'appareil transmet la puissance mécanique à l'arbre de sortie 232, au planétaire 221. On suppose que la source de puissance, par exemple un mo- 10 teur à combustion interne, qui entraîne l'entrée 231 de l'appareil le long de la ligne de vitesse d'entrée 101, a amené la vitesse angulaire de l'ar-
bre de sortie 232 jusqu'à un point E le long de la ligne de vitesse de sor- tie 102, à l'extrémité de vitesse élevée de la figure 5, dans la plage de rapport de transmission allant de zéro à l'unité. On suppose en outre que 15 la source de puissance réduit ensuite sa vitesse angulaire jusqu'à un ni- veau d'une ligne de vitesse de moteur réduite, 101R, sur l'axe y, au- dessous du niveau de vitesse angulaire de la vitesse courante du plané- taire 221, au point E. Dans ce cas, le point de vitesse de sortie E dans le système de coordonnées d'origine de la figure 5, représentant l'état 20 d'origine de l'appareil, devient un point au-delà du rapport de transmis- sion unité, dans un système de coordonnées à échelle réduite, dont le rapport de transmission unité est identifié par le point BR le long de la ligne de vitesse de sortie commune 102. Dans une telle situation, la vitesse angulaire de la couronne 25 223 qui est accouplée à l'élément à aubes 211 qui était à l'origine l'élé- ment ou la roue d'entraînement, est descendue jusqu'au point F sur la ligne de vitesse de moteur réduite 111R La vitesse angulaire de l'élé- ment à aubes 211 à ce point F est inférieure à la vitesse angulaire cor- respondante au point G le long de la ligne de vitesse de porte-satellites 30 réduite 103R de la roue dentée porte-satellites 222 qui est accouplée à l'élément à aubes 212 qui était à l'origine l'élément de turbine entraîné.
Dans ce cas, les rôles des deux éléments à aubes hydrauliques 211 et 212 dans le coupleur à fluide 210 sont échangés. L'élément à aubes 211 qui était à l'origine la roue d'entraînement est maintenant la turbine, du fait 35 qu'il est maintenant entraîné à la vitesse inférieure par l'autre élément à aubes 212 qui était a l'origine la turbine, qui devient maintenant la roue d'entraînement, du fait qu'elle entraîne l'autre à une vitesse angulaire plus élevée. Par conséquent, la puissance mécanique circule en sens in- verse, dans une condition dans laquelle le planétaire 221 du train d'en- 5 grenages planétaire 220 est l'entrée, et la couronne 223 devient la sortie. Pour des applications telles qu'une chaîne cinématique de véhicule, ceci est une situation qu'on appelle le freinage moteur. Avec des configura- tions d'utilisation d'énergie telles que celles qu'on trouve dans des véhi- cules hybrides et électriques, ceci peut donner au véhicule la possibilité 10 de freinage par récupération. Avec le train d'engrenages planétaire utilisé pour le mécanisme de redistribution d'interaction de transmission, chacun des satellites avec son axe central pivotant sur la structure de palier appropriée de la roue dentée de porte-satellites doit établir un système à levier en équilibre 15 avec le planétaire et la couronne engrenés aux extrémités opposées du point central de pivot. La figure 17 illustre schématiquement un tel système de levier en équilibre dans un train d'engrenages planétaire dans lequel le dispositif de transmission de puissance, tel qu'un coupleur à fluide, reçoit de la puissance motrice mécanique devant être fournie en 20 sortie par le planétaire de l'appareil.
Comme représenté sur le dessin, un levier imaginaire 225 iden- tifié par une ligne en pointillés et formé par l'un des satellites 224 est engrené avec la couronne 223 et le planétaire 221 aux extrémités oppo- sées du levier 225. On suppose que la source de puissance externe four- 25 nit la puissance motrice mécanique à l'appareil par l'intermédiaire de l'élément d'entraînement 211 qui est fixé a la couronne 223 du train d'engrenages planétaire 220, en sens d'horloge lorsqu'on observe le des- sin. L'élément entraîné 212 du dispositif de transmission de puissance qui est fixé à la roue dentée porte-satellites 222 est entraîné pour tourner 30 également en sens d'horloge. La roue dentée porte-satellites 222 en- traîne ainsi le levier imaginaire 225, c'est-à-dire le satellite 224 entier, pour qu'il se déplace en sens d'horloge. Du fait que le satellite 224 tourne également par rapport à la cage de la roue dentée porte-satellites 222 lorsque l'ensemble du système fonctionne, un palier identifié sché- 35 matiquement par la référence numérique 226 assure le support tournant
lubrifié approprié. Le levier 225, avec son extrémité extérieure engrenée avec la couronne 223 pour fournir la contre-force, permet de transmettre au pla- nétaire 221, par l'intermédiaire de l'engrènement à son extrémité inté- 5 rieure, la puissance motrice mécanique que le dispositif de transmission de puissance reçoit à partir de la source de puissance externe. Par con- séquent, le planétaire 221 est entraîné pour tourner en sens d'horloge et il fournit la puissance reçue à la charge externe de l'appareil. En se référant au diagramme vitesse angulaire / rapport de 10 transmission de la figure 5, on peut observer que dans ce système de levier en équilibre de la figure 17, I'appareil est ainsi capable de redistri- buer sur l'arbre de sortie, à la vitesse angulaire du planétaire, la puis-
sance mécanique qui est reçue à la vitesse angulaire de l'élément d'entraînement ou de l'élément entraîne du dispositif de transmission de 15 puissance. Au point de vue du phénomène, le point d'engrènement entre le satellite 224 et le planétaire 221 se déplace sur la surface de la cir-
conférence du planétaire 221 à la vitesse angulaire de la roue dentée porte-satellites 222 du train d'engrenages, tandis que le planétaire 221 tourne lui-même à sa propre vitesse angulaire, différente de celle de la 20 roue dentée porte-satellites 222. La figure 18 illustre schématiquement le système à levier en équilibre dans un train d'engrenages planétaire, dans le cas o on fait fonctionner le dispositif de transmission de puissance dans le sens in- verse par rapport à la situation de la figure 17. Pour des trains d'engre-
25 nages planétaires ne comportant que des engrenages droits et des trains d'engrenages planétaires différentiels, il existe des situations similaires, du fait que tous ces trains d'engrenages épicycloïdaux sont topologique- ment équivalents en ce qui concerne leurs configurations de structure. Bien qu'on utilise un train d'engrenages planétaire pour expliquer l'équili- 30 brage de levier, le raisonnement ci-dessus est applicable à tous les types de trains d'engrenages épicycloïdaux, comprenant le train d'engrenages planétaire, le train d'engrenages planétaire ne comportant que des en- grenages droits et le train d'engrenages différentiel. En ce qui concerne un moyen de transmission de puissance de- 35 vant être incorporé dans la structure de la forme de réalisation mécani-
que de l'appareil de transmission de puissance de l'invention, divers dis-
positifs existants sont applicables. Par exemple, en plus des dispositifs de transmission de puissance hydrauliques, tels qu'un convertisseur de couple et un coupleur à fluide, déjà exemplifiés dans les paragraphes de 5 description précédents, on peut incorporer d'autres dispositifs, non hy-
drauliques, avec le train d'engrenages épicycloïdal, pour construire une forme de réalisation mécanique de l'appareil de transmission de puissance de l'invention. Des dispositifs de transmission de puissance électromagnétiques, tels qu'un groupe générateur-moteur, font partie des 10 dispositifs qui conviennent, du fait qu'il s'agit également d'un système de transmission de puissance avec un arbre d'entraînement et un arbre entraînée. La figure 19 illustre schématiquement une coupe d'une forme de réalisation mécanique de l'appareil de transmission de puissance de 15 I'invention, dans laquelle on utilise une machine à induction pour le dispositif de transmission de puissance. Sur la figure 19, un type particulier de machine à induction 210 est préférable. Cette machine à induction 210 comporte un élément inducteur 211 qui est construit à partir d'un système à aimants permanents qui peut interagir avec un élément à cage 20 d'écureuil 212, ayant une structure similaire à celle d'un moteur à induc- tion, ou asynchrone, classique. Le système à aimants permanents com- prenant au moins une paire d'aimants permanents 216, peut être disposé de façon à constituer soit l'élément de stator, soit l'élément de rotor, et de façon correspondante, l'élément à cage d'écureuil 212 peut être l'élé- 25 ment de rotor ou l'élément de stator.
Dans l'appareil 200 de la figure 19, la machine à induction 212 est intégrée avec le train d'engrenages épicycloïdal 220, de la manière décrite ci-dessus, pour constituer une forme de réalisation mécanique de l'appareil de transmission de puissance de l'invention. Plus précisément, 30 I'élément inducteur à aimants permanents d'entraînement, 211, est accouplé à la couronne 223 du train d'engrenages planétaire 220 par la cage d'accouplement 241, et l'élément à cage d'écureuil entraîné 212 est accouplé à la roue dentée porte-satellites 222 par l'arbre d'accouplement 242. Un tel appareil de transmission de puissance peut être utilisé pour 35 la boîte de transmission de petits véhicules propulsés par un moteur à combustion interne, s'il est possible d'obtenir un niveau de puissance ap-
proprié en utilisant des aimants permanents avec une valeur de flux magnétique suffisante. D'autres dispositifs de transmission de puissance, tels qu'un 5 coupleur a courant de Foucault et autres, basés sur le principe de l'élec- tromagnétisme, sont également applicables. On considère que tous ces dispositifs de transmission de puissance sont similaires, aussi bien en ce qui concerne leur structure générale que leur fonction, lorsqu'ils sont in- corporés dans l'appareil de transmission de puissance de l'invention, re- 10 présenté sur la figure 11. Ils possèdent tous un élément d'entraînement et un élément entraîné pour faciliter la transmission de puissance méca- nique.
La Forme De Réalisation Electromagnétique De l'Appareil A titre d'appareil de transmission de puissance généralisé ca- 15 pable de procurer de bonnes performances à l'extrémité de faible vitesse de la plage de vitesse de fonctionnement de sortie complète, une forme de réalisation électromagnétique de l'invention est également possible, en plus de la forme de réalisation mécanique décrite ci-dessus. Comme décrit ci-dessus, l'appareil généralisé pour la transmission de puissance 20 conforme à l'invention, illustré sur la figure 1. est capable de recevoir une puissance externe à son extrémité d'entrée par l'intermédiaire de l'entrée 131, et de fournir de la puissance à une charge externe à son extrémité de sortie par l'intermédiaire de la sortie 132. Une forme de réa- lisation électromagnétique de l'appareil de transmission de puissance de 25 I'invention est définie comme une forme qui comprend un dispositif de transmission de puissance électromagnétique et un mécanisme de redistribution d'interaction électrique qui accomplit la redistribution d'interac- tion de façon électromagnétique. Le mécanisme de redistribution d'inter- action électrique commande la fourniture de puissance électrique à des 30 éléments fonctionnels du dispositif de transmission de puissance élec- tromagnétique, pour réaliser la redistribution d'interaction de transmis- sion de puissance électromagnétique qui est effectuée. Les deux élé- ments constitutifs sont intégrés ensemble de façon structurale d'une ma- nière conforme à l'invention, pour former un appareil qu'on fait fonction-
35 ner en système de transmission de puissance.
Bien que le dispositif de transmission de puissance soit limité au type électromagnétique, I'utilité de cette forme de réalisation électromagnétique de l'appareil de l'invention est plus étendue que celle de la forme de réalisation mécanique décrite ci-dessus. Du fait de la nature du 5 dispositif de transmission de puissance électromagnétique qui est incor-
poré, diverses formes de réalisation électromagnétiques de l'appareil sont capables de manipuler la transmission de puissance dans le mode mécanique a mécanique, électrique à mécanique, mécanique à électrique ou électrique à électrique. De plus, comme mentionné ci-dessus, la forme 10 de réalisation électromagnétique est également capable de manipuler dans de nombreuses occasions la transmission de puissance dans le sens de circulation de puissance inverse, et elle est donc capable de mettre en oeuvre la récupération de puissance. Dans la forme de réalisation électromagnétique de l'appareil de 15 I'invention, la transmission de puissance, électrique ou mécanique, re-
pose également sur l'interaction électromagnétique entre les éléments fonctionnels du dispositif de transmission de puissance électromagnétique. Des dispositifs de transmission de puissance électromagnétiques caractéristiques, qu'on appelle de façon générale des machines ou des 20 coupleurs électriques, ont deux éléments fonctionnels en interaction qui sont habituellement réalisés sous la forme d'un stator inducteur et d'un rotor. Dans le dispositif de transmission de puissance électromagnétique qui est utilisé pour construire une forme de réalisation électromagnétique de l'appareil, la redistribution sur la sortie de l'appareil de l'interaction 25 électromagnétique entre les deux éléments du dispositif, est obtenue en faisant en sorte que les champs magnétiques établis respectifs des deux éléments puissent tourner par rapport aux éléments eux-mêmes. Cette rotation relative entraîne une différence entre les vitesses angulaires des corps physiques des deux éléments, qui permet d'aligner pour l'interac- 30 tion les deux champs magnétiques des deux éléments électromagnéti- ques, tout en permettant à la sortie de l'appareil de fonctionner à sa vi-
tesse angulaire de sortie. La valeur de la vitesse angulaire de la rotation relative est réglable, et elle correspond à la vitesse angulaire de la sortie de l'appareil de transmission de puissance. La possibilité de cette rota- 35 tion relative réglable est offerte par le mécanisme de redistribution d'in-
teraction pour l'appareil qu'on décrira dans les paragraphes qui suivent. L'autre élément du dispositif de transmission de puissance est simplement excité pour établir son propre champ magnétique de façon à interagir avec celui qui est établi par l'élément qui est commuté. 5 Le mécanisme de redistribution d'interaction électromagnétique pour la forme de réalisation électromagnétique de l'appareil de transmis- sion de puissance de l'invention est un commutateur tournant. On utilise le commutateur tournant pour fournir une excitation électrique aux enroulements de l'un des éléments en interaction, c'est-à-dire l'élément 10 commuté, du dispositif de transmission de puissance électromagnétique. L'application de l'excitation électrique à l'élément commuté est effectuée d'une manière commutée, de façon à effectuer la redistribution de l'inter-
action électromagnétique. L'élément commuté, avec son champ magnéti- que établi par l'excitation commandée par le commutateur tournant, est 15 donc capable d'interagir avec le champ magnétique de l'autre des deux éléments, c'est-à-dire l'élément non commuté, qui est également excité de façon appropriée, afin d'effectuer la transmission de puissance dans le dispositif de transmission de puissance électromagnétique. La caractéristique distinctive et essentielle de la forme de réali- 20 sation électromagnétique de l'appareil de transmission de puissance del'invention consiste en ce que le commutateur tournant qui est chargé de l'excitation des enroulements des éléments commutés du dispositif de transmission de puissance, est tournant pendant que l'appareil fonctionne. L'excitation des enroulements dans l'élément commuté, conformément à la commutation qui est effectuée par le commutateur tournant, établit un vecteur imaginaire d'orientation de commutation qui est représentatif de la position angulaire du champ magnétique produit par l'élément électromagnétique commuté. Le vecteur d'orientation est tournant pendant que l'appareil fonctionne de façon à transmettre de la puissance, 30 du fait que l'ensemble du système de commutateur est lui-même tournant. On notera que lorsqu'une excitation à courant continu est appliquée à l'élément commuté par l'intermédiaire du commutateur tournant, le champ magnétique établi apparaît effectivement tournant par rapport au 35 corps physique de l'élément commuté, du fait que l'ensemble du commu-
tateur tournant tourne lorsque l'appareil fonctionne. Cependant, lorsqu'on utilise une excitation à courant alternatif, le champ magnétique qui est établi par l'élément commuté est lui-même tournant par rapport au vecteur imaginaire d'orientation de commutation, c'est-à-dire par rapport au 5 commutateur tournant. La vitesse angulaire de rotation du champ magnétique est donc le résultat additif de la rotation du commutateur et de la fréquence de l'excitation à courant alternatif. Comme mentionné, le courant continu est en fait un cas spécial du courant alternatif qui alterne avec une fréquence nulle. 10 En ce qui concerne les composants fondamentaux utilisés, deux types de commutateurs tournants, c'est-à-dire un type mécanique et un type utilisant des circuits électronique de puissance, sont possibles pour l'incorporation dans la forme de réalisation électromagnétique de l'appa- reil de transmission de puissance de l'invention. Dans un commutateur 15 tournant mécanique, une ou plusieurs paires de balais conducteurs de l'électricité sont portées par une cage de balais, et le commutateur entier peut tourner lorsque la cage de balais tourne pendant que l'appareil fonctionne. La rotation du commutateur tournant produit la commutation de la puissance d'excitation vers l'élément commuté du dispositif de 20 transmission de puissance électromagnétique qui est utilisé pour cons- truire l'appareil de l'invention. Dans un commutateur tournant utilisant des circuits électroniques de puissance, un certain nombre d'éléments de commutation utilisant des circuits électroniques de puissance à semicon- ducteur sont commandés selon une séquence de façon à effectuer la 25 commutation de la puissance d'excitation vers l'élément d'interaction commuté du dispositif de transmission de puissance électromagnétique. La commutation électronique est pratiquement effectuée de la même ma- nière qu'avec le commutateur tournant de type mécanique. En effet, le commutateur tournant du type utilisant des circuits électroniques de puis-
30 sance réalise la même configuration de commutation que son homologue mécanique, pour les enroulements de l'élément électromagnétique commuté. La figure 20 illustre le diagramme vitesse angulaire équivalente / rapport de transmission pour les éléments du dispositif de transmission de puissance et du mécanisme de redistribution d'interaction d'une forme 35 de réalisation électromagnétique de l'appareil de transmission de puis-
sance de l'invention. L'axe des abscisses représente le rapport de transmission effectif de la sortie à l'entrée de l'appareil, tandis que l'axe des ordonnées représente la vitesse angulaire normalisée des éléments fonc- tionnels du dispositif de transmission de puissance et du commutateur 5 tournant. De façon similaire à l'excitation pour la forme de réalisation mécanique, on suppose que la puissance d'entrée attaque l'entrée de la forme de réalisation électromagnétique de l'appareil avec une vitesse an- gulaire fixe, le long de la ligne de vitesse d'entrée 101, à la vitesse an- gulaire normalisée unité. La sortie de l'appareil peut se déplacer le long 10 de la ligne de vitesse de sortie 102, représentant le fait que l'appareil entraîne sa charge à différents rapports de transmission. Ici encore, il y a des occasions dans lesquelles le rapport de transmission passe au-delà de l'unité lorsque la vitesse de la sortie devient supérieure à celle de l'entrée, ou devient négatif lorsque le sens de rotation de la sortie de- 15 vient l'inverse de celui de l'entrée. Du fait que la forme de réalisation électromagnétique de l'appa- reil de transmission de puissance de l'invention peut intervenir dans la transmission de puissance mécanique comme de puissance électrique, on utilise l'unité de fréquence, Hz, pour la mesure sur l'axe y avant normali- 20 sation. On peut commodément convertir cette unité en vitesse de rotation de l'arbre tournant, comme en tours par minute (t/min), lorsqu'il s'agit de puissance mécanique en relation avec la rotation des corps physiques. D'autre part, I'unité Hz elle-même est l'unité normale pour représenter une caractéristique importante d'une puissance électrique alternative. 25 La figure 21 illustre une forme de réalisation électromagnétique généralisée de l'appareil de transmission de puissance de l'invention qui est représenté sur la figure 1. L'appareil 300 comprend un moyen de transmission de puissance électromagnétique 310 et un commutateur tournant 320, qui est utilisé pour le moyen de redistribution d'interaction 30 électromagnétique. Le moyen de transmission de puissance électrique 310 est constitué par deux éléments d'interaction électromagnétique. L'un des deux éléments, c'est-à-dire l'élément 312, est l'élément d'en- traînement qui fonctionne à une vitesse angulaire d'entraînement et transmet la puissance à l'autre élément, 311, qui est l'élément entraîné 35 qui fonctionne à une vitesse angulaire entraînée, de façon à réaliser
l'interaction de transmission de puissance électromagnétique entre les deux, selon des conditions qui sont commandées par le commutateur tournant 320. On notera que le schéma en perspective de la figure 21 montre que l'élément entraîne 311 qui est identifié par les lignes en 5 pointillés est enfermé à l'intérieur de l'élément d'entraînement 312. La puissance transmise à l'intérieur du moyen de transmission de puissance électromagnétique 310 est reçue à partir d'une source de puissance externe 381, par l'intermédiaire d'une entrée 331M ou 331E de l'appareil. Le moyen de transmission de puissance électromagnétique 10 310 est intégré avec le moyen de redistribution d'interaction électroma- gnétique 320 pour constituer l'appareil de transmission de puissance électromagnétique. La puissance qui est reçue par le moyen de transmis- sion de puissance électromagnétique 310, à partir de la source de puis- sance externe 381, est redistribuée par le moyen de redistribution d'in- 15 teraction électromagnétique 320 sur une sortie 332M ou 332E de l'appa- reil, et elle est fournie à une charge externe 382. Le moyen de redistribution d'interaction électromagnétique 320 est un commutateur tournant qui est destiné à magnétiser l'un des deux éléments électromagnétiques, 311, qui est l'élément commuté. Le com- 20 mutateur tournant 320 est intégré avec les deux éléments électromagné- tiques 311 et 312 du moyen de transmission de puissance électromagné- tique 310, dans lequel le commutateur tournant 320 fonctionne à une vi- tesse angulaire de commutation pour magnétiser l'élément électromagné- tique commuté 311, et pour établir un premier champ magnétique tour- 25 nant qui tourne à une vitesse angulaire qui est synchronisée avec la vi- tesse angulaire d'un second champ magnétique tournant établi par l'élé- ment électromagnétique 312 qui n'est pas commuté. L'interaction élec- tromagnétique de transmission de puissance du moyen de transmission de puissance 310 fonctionnant à la vitesse angulaire synchronisée des 30 deux champs magnétiques tournants, est redistribuée sur la sortie 332M ou 332E par le commutateur tournant 320, et la sortie fournit à la charge externe 382, à une vitesse angulaire de sortie, la puissance provenant du moyen de transmission de puissance électromagnétique 310. On notera sur la figure 21 que deux entrées 331M et 331E et 35 deux sorties 332M et 332E sont présentes sur l'appareil respectivement
aux extrémités d'entrée et de sortie, comme représenté. Ceci est destiné à tenir compte schématiquement du fait que l'entrée comme la sortie de l'appareil de transmission de puissance de l'invention est capable de manipuler de la puissance mécanique ou électrique. Dans le cas ou de la 5 puissance mécanique est reçue ou fournie par l'appareil, on utilise un arbre tournant d'entrée ou de sortie correspondant. Dans le cas o de la puissance électrique est reçue ou fournie, on utilise un conducteur électrique d'entrée ou de sortie correspondant. Dans certains modes de réalisation de l'appareil de l'invention capables de fonctionner selon de multi- 10 pies modes de transmission de puissance, on peut utiliser à la fois l'arbre tournant et le conducteur électrique pour l'entrée ou pour la sortie. Dans la forme de réalisation électromagnétique de la figure 21, le premier, 311, des deux éléments électromagnétiques du dispositif de transmission de puissance 310 qui est commuté par le commutateur tournant 320, est un assemblage d'enroulement électromagnétique de redistribution de magnétisation, et le second élément 312, sans commutation, est un assemblage électromagnétique qui est constitué par des enroulements. Comme on l'expliquera dans les paragraphes qui suivent en se référant aux dessins correspondants, I'assemblage d'enroulement commuté du premier élément électromagnétique 311 peut prendre l'une de deux structures possibles, et l'assemblage électromagnétique pour le se- cond élément 312 peut prendre la forme de l'une de trois structures possibles. Diverses combinaisons de ces deux éléments électromagnétiques, lorsqu'elles sont intégrées avec le mécanisme de redistribution d'interac-
25 tion électromagnétique et sont excitées de façon appropriée conformément à des techniques de commande de l'invention, peuvent être utili- sées dans chacun des quatre modes de transmission de puissance possi- bles faisant intervenir à la fois de la puissance mécanique et de la puis-
sance électrique. 30 L'assemblage d'enroulement électromagnétique de redistribu- tion de magnétisation pour le premier élément électromagnétique 311 peut être un induit à courant continu d'une structure similaire à l'induit excité en courant continu d'une machine à courant continu classique, si on désire effectuer une excitation en courant continu. D'autre part, I'élé- 35 ment 311 peut également être un induit à courant alternatif avec com-
mutation multiple qui peut être excité par l'intermédiaire de plus d'une paire de balais de commutateur, ou de l'équivalent sous forme de circuits électroniques de puissance du commutateur tournant, si on utilise de la puissance alternative polyphasée pour son excitation. Dans un cas 5 comme dans l'autre, l'assemblage d'enroulement peut être excité par le commutateur tournant 320 pour établir le premier champ magnétique tournant. L'assemblage électromagnétique qui est utilisé pour le second élément électromagnétique 312 peut être un assemblage d'enroulement 10 d'électro-aimant qui est excité par une puissance continue et qui fonc-
tionne comme un électro-aimant. Il peut également être un enroulement polyphasé excité par une puissance alternative polyphasée. Ou bien, il peut être simplement un assemblage à aimants permanents constitué par un ou plusieurs aimants magnétisés de façon appropriée, qui crée un 15 champ magnétique. Les figures 22-27 illustrent respectivement les modes de réali- sation de la forme de réalisation électromagnétique de l'appareil de transmission de puissance de l'invention, basée sur le dispositif de transmission de puissance électromagnétique employant les trois types 20 d'assemblage électromagnétique et les deux types d'assemblage d'enroulement de redistribution de magnétisation qui sont décrits ci-dessus. Chacune des configurations de structure de base de l'appareil de transmission de puissance des figures 22-27 peut convenir pour l'utilisation dans la totalité ou certains des quatre modes de transmission de puissance faisant intervenir à la fois de la puissance mécanique et électrique. Dans des situations d'applications pratiques, certains des modes de réa- lisation peuvent être plus préférables que d'autres. On notera que la présence à la fois de l'arbre tournant mécani- que et des conducteurs électriques à la fois aux extrémités d'entrée et de 30 sortie de l'appareil peut ne pas être nécessaire pour certains des quatre modes de transmission de puissance. Bien que dans certains modes de transmission, les conducteurs électriques puissent être exigés pour fournir de la puissance d'excitation à l'assemblage d'enroulement spécifique de l'élément électromagnétique, pour effectuer l'opération d'entrée ou de 35 sortie de la puissance mécanique, on ne les considère cependant pas
comme la principale entrée ou sortie de puissance. Ces puissances d'excitation ne consomment normalement qu'un faible pourcentage de la puissance électrique totale qui est appliquée à l'entrée du système, et on les considère comme une consommation de puissance auxiliaire qui est 5 inévitable pour la réalisation d'une machine théorique sous la forme d'un appareil réel. De façon similaire, dans certains modes de transmission, l'arbre tournant peut figurer dans le dessin dans lequel l'appareil reçoit en entrée ou fournit en sortie de la puissance électrique. Dans tous les cas, bien que ceci ne soit pas envisagé en détail, et comme l'homme de 10 I'art pourra l'apprécier, il est toujours possible de faire fonctionner la forme de réalisation électromagnétique de l'appareil de transmission de puissance de l'invention de façon à assurer simultanément l'entrée et/ou la sortie à la fois de puissance mécanique et de puissance électrique, si une seule exigence existe. 15 La figure 22 illustre un mode de réalisation de la forme de réa- lisation électromagnétique généralisée de l'appareil de transmission de puissance de l'invention qui est représentée sur la figure 21. La configu-
ration de structure de base de l'appareil de transmission de puissance de la figure 22 convient pour l'utilisation dans l'ensemble des quatre modes 20 de transmission de puissance qui font intervenir à la fois de la puissance mécanique et électrique. Dans ce mode de réalisation, I'assemblage d'en- roulement électromagnétique de redistribution de magnétisation 311, qui est utilisé pour le premier élément électromagnétique commuté du dispo- sitif de transmission de puissance électromagnétique, est un induit à cou-
25 rant alternatif. Cet induit à courant alternatif 311 est constitué par un certain nombre d'enroulements a courant alternatif 312, pouvant être commutés électriquement. Chacun des enroulements à courant alternatif 318 peut être excité par un courant alternatif polyphasé qui est fourni de façon commutée par le commutateur tournant 320, d'une manière ordonnée de façon à établir le premier champ magnétique tournant. Pour commuter la puissance alternative polyphasée dans l'assemblage d'enroulement 311, il y a plus d'une paire de balais conducteurs 321, ou de leur équivalent sous la forme de circuits électroniques de puissance, dans le commutateur tournant 320. 35 L'assemblage électromagnétique 312 qui est utilisé pour le se-
cond élément électromagnétique non commute est un enroulement poly- phasé ayant un enroulement 317 qui peut être excité par un courant al- ternatif polyphasé, de façon à établir le second champ magnétique tour- nant. Une vitesse angulaire du vecteur imaginaire d'orientation de com- 5 mutation du commutateur tournant 320, non représenté dans le dessin, peut être asynchrone par rapport à la vitesse angulaire du second champ magnétique tournant qui est établi par l'assemblage électromagnétique 312 du second élément électromagnétique. Plus précisément, la vitesse angulaire du vecteur d'orientation est égale à la différence entre la vi- 10 tesse angulaire du second champ magnétique tournant et la vitesse an- gulaire du courant alternatif polyphasé qui est fourni par le commutateur tournant 320 au premier élément électromagnétique 311. Lorsque la forme de réalisation électromagnétique de l'appareil qui est représentée sur la figure 22 est utilisée pour réaliser une trans-
15 mission de puissance mécanique à mécanique, le corps physique de l'assemblage électromagnétique 312 peut être entraîné par une source de puissance mécanique externe, par l'intermédiaire de son arbre tournant 331M. Dans ce cas, le conducteur électrique 331E est utilisé pour fournir la puissance d'excitation pour l'assemblage électromagnétique 312, pour 20 établir son champ magnétique. Lorsque le corps physique de ce second élément électromagnétique 312 est entraîne en rotation, son excitation peut être fournie par de la puissance électrique alternative ou continue. Cette excitation est fournie à partir de la source de puissance d'excitation externe, en utilisant la structure de balais en carbone / bagues du 25 moyen d'excitation d'élément non commuté, qui est identifiée de façon générale par la référence 350. Chacun des balais en carbone fixes 351 vient en contact avec sa bague 352 correspondante qui tourne conjointement au corps physique de l'assemblage électromagnétique 312, Un réseau d'alimentation électrique 353, fixe sur le corps physique de l'élé-
30 ment 312, ou noyé dans celui-ci, distribue la puissance d'excitation aux enroulements 317 de l'élément non commuté 312. Dans le cas o une excitation à courant continu est adoptée pour le second élément électromagnétique 312, la vitesse angulaire du champ magnétique établi par ce second élément est simplement la vi- 35 tesse de rotation d'entrée de la source de puissance externe, telle qu'elle
est fournie par la source de puissance mécanique externe par l'intermédiaire de l'arbre tournant d'entrée 331M. Dans le cas de l'excitation à courant alternatif, la vitesse angulaire de ce champ magnétique est le résultat de l'addition de la vitesse angulaire de la source de puissance 5 mécanique externe et de celle de l'excitation à courant alternatif. D'autre part, le corps physique de l'élément commuté 311 peut être accouplé à l'arbre de sortie 332M de l'appareil, et être utilisé pour entraîner une charge mécanique externe. L'élément commuté 311 reçoit son excitation par l'intermédiaire du conducteur électrique 332E connecté 10 par l'intermédiaire du commutateur tournant 320. Cette excitation est fournie à partir de la source de puissance d'excitation externe, en utili-
sant un autre mécanisme balais en carbone / bagues 360. De façon similaire au mécanisme 350, le mécanisme d'excitation balais en carbone I bagues 360 utilise des balais en carbone fixes 361 et des bagues 362 15 pour faciliter l'application de la puissance d'excitation à l'élément commuté 311. Du fait que le vecteur imaginaire d'orientation de commutation est tournant, les bagues 362 du mécanisme d'excitation 360 sont fixées à la cage de balais 322 du commutateur tournant 320. Cette configuration permet aux balais 321 du commutateur tournant 320 qui sont fixés à la 20 cage de balais 322, de tourner dans les conditions commandées, pour recevoir la puissance électrique d'excitation à partir de l'extérieur, bien que son mécanisme détaillé ne soit pas représenté sur le dessin. Un ré- seau d'alimentation électrique 363 fixé au corps physique de l'élément 311, ou noyé dans celui-ci, distribue la puissance d'excitation aux enroulements 318 de l'élément commuté 311. Du fait que le corps physique de l'élément commuté 311 tourne également lorsque l'appareil fonctionne de façon à transmettre de la puissance mécanique, la vitesse angulaire du vecteur imaginaire d'orientation de commutation qui est exigée pour faire fonctionner l'appa-
30 reil, peut être déterminée à partir de la vitesse angulaire de l'arbre de sortie 332M et de celle de son excitation. Dans le cas o une excitation à courant continu est appliquée à l'élément commuté 311, la vitesse angu- laire exigée pour le vecteur d'orientation de commutation devient égale à celle du champ magnétique qui est établi par le second élément électro- 35 magnétique 312.
On notera sur le dessin de la figure 22 que des structures de paliers 333 appropriées sont placées aux emplacements nécessaires dans l'appareil. Ceci permet des mouvements de rotation relatifs doux et lubrifiés entre les divers éléments du moyen de transmission de puis- 5 sance 310 et du moyen de redistribution d'interaction 320. L'appareil de transmission de puissance de la figure 22 con- vient également pour l'utilisation dans une transmission de puissance électrique a mécanique. Dans ce cas, le corps physique de l'assemblage électromagnétique 312 est fixé de façon à être immobile, et son conduc- 10 teur électrique 331E est connecté électriquement à la source de puis- sance électrique externe pour fournir la puissance électrique primaire à l'assemblage électromagnétique 312 lui-même, afin d'établir son champ magnétique d'entraînement. La puissance d'excitation est fournie en utili-
sant le mécanisme à bagues 350, ou un système de distribution électrique simplifié du fait que le corps physique de l'assemblage électromagnétique 312 est immobile. Du fait que le corps physique de ce second élément électromagnétique 312 est maintenu immobile, la vitesse angulaire du champ magnétique qui est généré dans cet élément lui-même par la puissance d'excitation, est directement déterminée par la fréquence de 20 I'excitation par la puissance électrique. D'autre part, le corps physique de l'élément commuté 311 peut être accouplé à l'arbre de sortie 332M de l'appareil et utilisé pour entrai- ner la charge mécanique externe. L'élément commuté 311 reçoit son ex- citation par l'intermédiaire du conducteur électrique 332E qui est con- 25 necté au moyen du commutateur tournant 320. La puissance d'excitation est fournie en utilisant le mécanisme à bagues 360. Comme dans le cas de la transmission mécanique a mécanique, du fait que le corps physique de l'élément commuté 311 tourne lorsque l'appareil fonctionne de façon à transmettre de la puissance, la vitesse angulaire du vecteur imaginaire 30 d'orientation de commutation peut être déterminee à partir de la vitesse angulaire de l'arbre de sortie 332M et de celle de son excitation. Dans le cas o une excitation à courant continu est fournie à l'élément commuté 311, la vitesse angulaire du vecteur d'orientation de commutation devient égale à celle du champ magnétique qui est établi par le second élément 35 électromagnétique 312.
L'appareil de transmission de puissance de la figure 22 con- vient en outre pour l'utilisation dans une transmission de puissance mé- canique a électrique. Dans ce cas, le corps physique de l'assemblage électromagnétique 312 peut être entraîné par la source de puissance mé- 5 canique externe par l'intermédiaire de son arbre tournant 331M. Le conducteur électrique 331E est utilisé pour fournir la puissance d'excitation pour l'assemblage électromagnétique 312, de façon à établir son champ magnétique. Lorsque le corps physique de ce second élément électromagnétique 312 est entraîné en rotation, son excitation peut être fournie par 10 de la puissance électrique alternative ou continue. Le mécanisme à ba- gues 350 fournit de la puissance d'excitation aux enroulements 317 de l'assemblage 312. Dans le cas d'une excitation a courant continu, la vitesse angulaire du champ magnétique qui est établi par ce second élé- ment est simplement la vitesse de rotation d'entrée de la source de puissance externe. Dans le cas d'une excitation à courant alternatif, la vitesse angulaire du champ magnétique est le résultat de l'addition de la vitesse angulaire de la source de puissance mécanique externe et de celle de l'excitation à courant alternatif.
D'autre part, le corps physique de l'élément commuté 311 est 20 fixé de façon à être immobile, et le conducteur électrique 332E qui est connecté par l'intermédiaire du commutateur tournant 320 devient la sor- tie de l'appareil de transmission de puissance qui peut attaquer une charge électrique externe. Des moyens de collecte de puissance électri- que ayant une structure plus simple que le mécanisme à bagues 360, 25 peuvent être utilisés pour collecter la puissance électrique qui est pro- duite. Le courant qui circule dans les enroulements 318 du premier élé- ment 311, en étant commuté par le commutateur tournant 320, établit un champ magnétique qui interagit avec celui qui est produit par le second élément 312, pour mettre en oeuvre le mode de transmission de puis- 30 sance mécanique à électrique. L'appareil de transmission de puissance de la figure 22 peut également être utilisé pour la transmission de puissance électrique à électrique. Dans ce cas, le corps physique de l'assemblage électromagnétique 312 est fixe de façon à être immobile, et son conducteur électri-
35 que 331E est connecté électriquement à la source de puissance électri-
* que externe pour fournir la puissance électrique primaire à l'assemblage électromagnétique 312, afin d'établir son champ magnétique d'attaque. Du fait que le corps physique de ce second élément électromagnétique est maintenu immobile, la vitesse angulaire du champ magnétique qui est 5 produit par l'excitation de puissance dans l'assemblage électromagnétique 312, est directement déterminée par la fréquence de la puissance électrique. D'autre part, le corps physique de l'élément commuté 311 est également fixé de façon à être immobile, et le conducteur électrique 332E 10 qui est connecté par l'intermédiaire du commutateur tournant 320 devient la sortie de l'appareil qui peut attaquer une charge électrique externe. Le courant qui circule dans les enroulements du premier élément 311, en étant commuté par le commutateur tournant 320, établit un champ ma- gnétique qui interagit avec celui qui est produit par le second élément 15 312, pour mettre en oeuvre le mode de transmission de puissance élec- trique à électrique. Les mécanismes a bagues 350 et 360 dans cette transmission de puissance électrique peuvent être simplifiés, du fait que les corps physiques de l'assemblage électromagnétique 312 ainsi que de l'élément commuté 311 sont fixés de façon à être immobiles. 20 La figure 23 illustre un autre mode de réalisation de la forme de réalisation électromagnétique de l'appareil de transmission de puissance de l'invention de la figure 21. Cet appareil n'est que légèrement différent de celui de la figure 22. Plus précisément, à la place de l'induit à courant alternatif, I'assemblage d'enroulement électromagnétique de redistribu- 25 tion de magnétisation 311 qui est utilisé pour le premier élément électro- magnétique commuté du dispositif de transmission de puissance électro- magnétique est un induit à courant alternatif, qui est constitué par un certain nombre d'enroulements à courant alternatif 319 pouvant être commutés électriquement. L'assemblage électromagnétique 312 qui est 30 utilisé pour le second élément électromagnétique est un enroulement po-
lyphasé similaire à celui de la figure 22. Du fait que, comme mentionné ci-dessus, on considère qu'un courant continu est un cas spécial de cou-rant alternatif, on peut prévoir que ce mode de réalisation sera un cas spécial, et en fait une version simplifiée, de l'appareil de la figure 22.
35 Pour commuter la puissance continue vers l'assemblage d'en-
roulement 311, une seule paire de balais conducteurs 321 ou de leur équivalent sous la forme des circuits électroniques de puissance, est exi-
gée dans le commutateur tournant 320. Pour faire fonctionner cet appareil, la vitesse angulaire du vecteur imaginaire d'orientation de commuta-
5 tion du commutateur tournant 320 doit être synchronisée avec la vitesse angulaire du second champ magnétique tournant qui est établi par l'assemblage électromagnétique 312 du dispositif de transmission de puissance électromagnétique 310. Plus précisément, la vitesse angulaire du vecteur d'orientation est égale à la vitesse angulaire du second champ 10 magnétique. On peut réaliser ceci en commandant la vitesse angulaire de la cage de balais 322 qui maintient et entraîne les balais 321, dans la technique de commutation manipulée. Ainsi, dans le fonctionnement dans le mode de transmission mécanique à mécanique, électrique à mécanique ou mécanique à électri- 15 que, I'excitation dans l'élément commuté 311 peut être simplement de la puissance continue, et la commande du vecteur imaginaire d'orientation de commutation doit simplement être en synchronisme avec la rotation du champ magnétique qui est établi par l'assemblage électromagnétique 312. 20 Pendant le fonctionnement dans le mode de transmission de puissance électrique à électrique, la sortie de l'appareil, c'est-a-dire les conducteurs électriques 332E qui sont connectés par l'intermédiaire du commutateur tournant 320, produit seulement de la puissance continue si le vecteur imaginaire d'orientation de commutation du commutateur tour- 25 nant 320 est maintenu en synchronisme avec la rotation du champ ma- gnétique qui est produit par l'assemblage électromagnétique de généra- tion de puissance 312. Cependant, si le vecteur d'orientation est com- mandé de façon à être asynchrone par rapport au champ magnétique de génération de puissance, la puissance électrique générée devient une 30 puissance électrique alternative. La fréquence de cette puissance alter- native est déterminée par le résultat de la soustraction des vitesses an- gulaires de la puissance électrique d'entrée et du vecteur d'orientation. La figure 24 illustre encore un autre mode de réalisation de la forme de réalisation électromagnétique de l'appareil de transmission de 35 puissance de l'invention qui est représentée fondamentalement de façon générale sur la figure 21. Il s'agit d'un appareil qui est également légè-
rement différent de celui de la figure 22. La différence consiste dans le remplacement de l'enroulement polyphasé pour l'assemblage électromagnétique 312 par un assemblage d'enroulement d'électro-aimant. Un tel 5 assemblage d'enroulement d'électro-aimant est similaire à l'enroulement de stator d'une machine à courant continu et, comme un électro-aimant, il produit un champ magnétique non tournant par rapport à son corps physique lorsqu'il est mis sous tension. Un tel appareil convient pour les modes de transmission de 10 puissance mécanique à mécanique et mécanique à électrique. Dans ces deux modes, l'appareil se comporte de façon similaire à celui de la figure 22, à l'exception du fait que l'excitation de l'assemblage électromagnéti-
que 312 est effectuée en courant continu. Cet appareil n'est pas préféré pour le fonctionnement dans le mode de transmission électrique à mécanique, lorsqu'on considère que le corps physique de l'assemblage électromagnétique 312 est fixé de façon à être immobile. Lorsqu'on le fait fonctionner ainsi, l'appareil de la figure 24 devient pratiquement le même qu'un moteur à courant continu classique. Si les deux corps physiques de l'assemblage d'enroulement d'électro-aimant 312 et de l'induit à courant 20 alternatif 311 de ce mode de réalisation sont fixes, alors le mode de transmission électrique à électrique n'est pas réalisable, du fait qu'aucun fonctionnement en transformateur n'existe dans le système. Ceci vient du fait que le champ magnétique qui est établi par l'assemblage d'enroule- ment électromagnétique 312 ne tourne absolument pas par rapport aux 25 conducteurs de l'induit à courant alternatif 311. La figure 25 illustre un autre mode de réalisation de la forme de réalisation électromagnétique de l'appareil de transmission de puissance de l'invention qui est représentée de façon générale sur la figure 21. Cet appareil ne diffère de l'appareil de la figure 24 que par le fait que l'as- 30 semblage d'enroulement électromagnétique de redistribution de magnéti- sation 311 est un induit à courant continu au lieu d'être à courant alter-
natif. De ce fait, les caractéristiques de cet appareil sont fondamentale-
ment les mêmes que celles du mode de réalisation de la figure 24. Il est clair que l'excitation de l'induit à courant alternatif 311 dans le mode de 35 réalisation de la figure 24 est de préférence réalisée avec de la puis-
sance électrique alternative polyphasée, tandis que l'induit a courant continu 311 de ce mode de réalisation exige une excitation en courant continu. La figure 26 illustre encore un autre mode de réalisation de la 5 forme de réalisation électromagnétique de l'appareil de l'invention. Cet appareil est effectivement le même que celui de la figure 24, à l'excep- tion du fait qu'un assemblage d'aimants permanents comprenant au moins une paire d'aimants permanents 316 pour l'assemblage électromagnétique de la figure 21, remplace l'assemblage d'enroulement d'électro10 aimant de la figure 24. L'excitation électrique de l'assemblage électroma- gnétique 312 n'est donc pas exigée, et la configuration électrique du système est simplifiée. Cependant, I'assemblage d'enroulement d'électro- aimant du mode de réalisation de la figure 24 est capable de produire un champ magnétique avec une intensité de champ plus élevée en compa- 15 raison avec des aimants permanents, lorsque sa puissance d'excitation est augmentée proportionnellement. Par conséquent, la puissance à laquelle peut fonctionner l'appareil de la figure 26 est limitée à un niveau que permet la technologie des matériaux pour des aimants permanents. La forme de réalisation électromagnétique de l'appareil de 20 transmission de puissance de l'invention, telle qu'elle est exemplifiée sur la figure 27, est une version de celle de la figure 26, simplifiée encore davantage. Un induit à courant continu 311 pour l'assemblage d'enroule- ment électromagnétique de redistribution de magnétisation de la figure 21 remplace l'induit à courant alternatif 311 de la figure 26. Par consé- 25 quent, les caractéristiques de fonctionnement de ce mode de réalisation de la figure 24 sont pratiquement les mêmes que celles de l'appareil de la figure 27, à l'exception du fait qu'une excitation à courant continue est utilisée pour l'induit a courant continu 311. Lorsqu'on le fait fonctionner dans le mode de transmission de 30 puissance mécanique à mécanique, chacun des modes de réalisation qui sont représentés de façon générale sur les figures 22-27 peut être utilisé en dispositif de transmission de puissance mécanique pour convertir une puissance mécanique d'entrée à une combinaison de vitesse/couple, en une puissance de sortie à une autre combinaison, Ceci est en effet 35 I'équivalent fonctionnel des dispositifs de transmission de puissance mé-
canique habituels, tels que des convertisseurs de couple hydrauliques ou des groupes générateur-moteur qui sont employés dans des automobiles et des locomotives du type Diesel-électrique. Cependant, les performan- ces à faible vitesse de l'appareil de l'invention, tel qu'il est exemplifié 5 dans ces modes de réalisation. peuvent bénéficier d'un rendement élevé du fait que les dispositifs électromagnétiques de transmission de puis- sance incorporés sont restreints par le commutateur tournant à fonction- ner à l'intérieur de leur plage de vitesse optimisée. Lorsqu'on le fait fonctionner dans le mode de transmission de 10 puissance électrique à mécanique, chacun des modes de réalisation est en fait une nouvelle version de moteur électrique fonctionnant conformé- ment aux principes de l'électromagnétisme. Ces modes de réalisation sont donc des machines électriques directement utilisables pour des ap- plicables de traction électrique, sans circuits électroniques de puissance 15 perfectionnés, comme des circuits a modulation d'impulsions en largeur.
Cependant, chacun de ces appareils de l'invention est capable de procurer de bonnes performances a faible vitesse, du fait que le commutateur tournant permet au dispositif de transmission de puissance électromagnétique incorporé, qui est effectivement une version modifiée de la ma20 chine électrique classique, de fonctionner dans la plage de vitesse opti- misee d'un moteur classique. Lorsqu'on le fait fonctionner dans le mode de transmission de puissance mécanique à électrique, chacun de ces modes de réalisation est en fait une nouvelle version de générateur électrique fonctionnant 25 conformément aux principes de l'electromagnétisme. Chacun de ces ap- pareils de l'invention est capable de procurer de bonnes performances de génération électrique à faible vitesse, du fait que le commutateur tour- nant permet au dispositif de transmission de puissance électromagnéti- que, qui est effectivement une version modifiée de la machine électrique 30 classique, de fonctionner dans la plage de vitesse optimisée d'un géné-
rateur classique. Dans les modes de transmission de puissance mécanique à électrique et électrique à mécanique qui sont mis en oeuvre par les modes de réalisation des figures 22-27, I'angle de phase entre les deux 35 champs magnétiques qui sont établis par les deux éléments en interac-
tion du dispositif de transmission de puissance électromagnétique, peut être utilisé à titre de paramètre pour commander le niveau de transmission de puissance auquel fonctionne l'appareil. De façon générale, le champ magnétique d'entraînement de l'assemblage électromagnétique 5 312 présente une avance par rapport au champ magnétique entraîné de l'élément commuté 311, d'un angle qui est proportionnel à la puissance transmise. En d'autres termes, plus l'angle d'avance de phase est grand, plus la puissance transmise est grande. Si l'élément électromagnétique qui était à l'origine dans une condition d'avance prend une condition de 10 retard, alors le sens de transmission de puissance est inversé, et l'appa- reil fonctionne en récupération. Dans le mode de transmission mécanique à mécanique des mo- des de réalisation, I'angle de phase entre les champs magnétiques est stabilisé à un angle qui est déterminé par les conditions d'entrée et de 15 charge. Dans le mode de transmission électrique à électrique dans lequel l'élément commuté est un induit à courant continu, on peut utiliser l'angle de phase pour commander la tension de sortie de la puissance continue qui est générée, si le vecteur imaginaire d'orientation de commutation est commandé de façon à tourner en synchronisme avec le champ magnéti- 20 que de puissance de l'assemblage électromagnétique. Si au contraire on fait tourner le vecteur d'orientation de manière asynchrone par rapport au champ magnétique de puissance, alors l'appareil produit simplement une puissance électrique alternative monophasée. Ceci suppose que l'induit à courant continu comporte une seule paire de balais de commutateur, ou 25 leur équivalent sous la forme de circuits électroniques de puissance, pour capter la puissance électrique qui est générée. Pour faciliter une telle commande d'angle de phase, un mécanisme de commande approprié peut être incorporé et intégré au système de commutateur tournant.
Lorsqu'on le fait fonctionner dans le mode de transmission de 30 puissance électrique à électrique, chacun des modes de réalisation appli- cables des figures 22-27 est en fait un convertisseur de fréquence qui fonctionne pratiquement comme un transformateur. On peut utiliser la vitesse angulaire du vecteur imaginaire d'orientation de commutation du commutateur tournant 320 à titre de paramètre de commande pour déterminer la fréquence de la puissance alternative de sortie. Si on com-
mande le vecteur d'orientation de façon qu'il soit en synchronisme avec la rotation du champ magnétique d'entraînement du second élément électromagnétique 312, alors la puissance électrique de sortie qui est fournie par le conducteur électrique 332E, connecté par l'intermédiaire du 5 commutateur tournant 320, est une puissance alternative d'une fréquence d'alternance nulle. Plus précisément, c'est une puissance électrique continue. Cependant, lorsque le vecteur imaginaire d'orientation de commutation est commandé de façon à tourner à une vitesse angulaire qui 10 est plus rapide ou plus lente que le champ magnétique tournant de l'as-
semblage électromagnétique 312, alors la fréquence de la puissance alternative qui est captée par le commutateur tournant 320, a partir de l'élément commuté 311, est la différence entre les deux. Dans ce cas, l'appareil devient un convertisseur de fréquence polyphasé capable de 15 convertir une puissance électrique alternative polyphasée d'une fréquence d'entrée en une autre avec une fréquence de sortie différente de l'entrée. Lorsque l'appareil qui est exemplifié sur la figure 21 ou, en d'autres termes, chacun des modes de réalisation spécifiques des figures 20 22-27, est exploité dans les modes de transmission de puissance mecanique à mécanique et électrique à mécanique, I'appareil présente une tendance naturelle à l'accélération automatique lorsqu'il reçoit la puissance mécanique ou électrique d'entrée. La puissance qui est reçue par l'appareil est transmise et fournie à la charge mécanique externe, qui ac-
25 célère sur le diagramme de rapport de transformation de la figure 20, en supposant que la source de puissance externe entraîne l'appareil a une vitesse angulaire constante. Dans le cas de la transmission de puissance électrique à mécanique, ceci est une caractéristique avantageuse qui convient pour des applications de traction électrique industrielle et pour 30 des véhicules. Dans le cas de la transmission de puissance mécanique à mécanique, cette tendance est un avantage similaire à ce qu'il était dans le cas de la forme de réalisation mécanique de l'appareil de transmission de puissance de l'invention, décrite ci-dessus. Dans les modes de réalisation qui sont représentés de façon 35 générale sur les figures 22-27 et décrits ci-dessus, le commutateur tour-
nant intégré au dispositif de transmission de puissance électromagnétique peut être un commutateur tournant mécanique ou utilisant des circuits électroniques de puissance. Un commutateur tournant mécanique a une structure relativement simple qui peut être intégrée au dispositif de 5 transmission de puissance, et on peut également le faire fonctionner ai-
sément. Cependant, des commutateurs tournants mécaniques fonction- nant par contact à friction entre les balais de carbone et la bague de commutateur exigent une maintenance régulière pour éviter et atténuer des problèmes occasionnés par la mise en court-circuit. D'autre part, un 10 commutateur tournant utilisant des circuits électroniques de puissance basé sur des circuits électroniques de commutation de puissance à semiconducteurs, est relativement plus complexe à la fois à construire et à intégrer dans le système. Cependant, un commutateur tournant utilisant des circuits électroniques de puissance peut être incorporé plus aisément 15 dans un système de commande numérique, de façon à pouvoir effectuer une commande numérique de l'appareil de transmission de puissance. De plus, aucun problème d'usure des balais en carbone n'est associé aux commutateurs tournants utilisant des circuits électroniques de puissance. Les figures 28 et 29 exemplifient respectivement un commutateur tournant mécanique et à circuits électroniques de puissance pour la forme de réalisation électromagnétique de l'appareil de transmission de puissance de l'invention. La figure 28 illustre un commutateur tournant de type mécani- que qui peut être intégré aux dispositifs de transmission de puissance 25 électromagnétiques tels que ceux qui sont exemplifiés dans les modes de réalisation d'appareils des figures 22-27. La vue en perspective de la fi-
gure 28 montre seulement les principaux composants du commutateur tournant mécanique. Le commutateur tournant mécanique 320M est cons- titué par un certain nombre de paires de balais en carbone, par exemple 30 trois paires, et par une cage de balais. Dans le dessin, une seule paire de balais 321 est représentée dans une condition dans laquelle elle est fixée à la surface de la circonférence intérieure de la cage de balais 322. Le nombre de paires de balais en carbone dépend de la configuration de l'induit qui est utilisé pour l'assemblage d'enroulement électromagnétique 35 de redistribution de magnétisation 311 des modes de réalisation des figu-
res 22-27. Si l'induit commuté 311 est excité en courant continu, une seule paire de balais en carbone est suffisante. Si l'induit commuté 311 exige une excitation alternative polyphasée, plusieurs paires de balais sont nécessaires. 5 La cage de balais 322 est une monture qui est utilisée pour supporter les balais en carbone. La cage de balais 322 a par exemple pratiquement une configuration cylindrique creuse, et chacun des balais en carbone 321 est installé sur la surface de la circonférence intérieure de la cage, à l'emplacement désigné respectif. Chacun des balais en car- 10 bone 321 est installé dans la cage 322 par exemple par insertion dans un réceptacle 323. Chacun de ces réceptacles 323 procure un moyen de maintien pour son balai en carbone 321 correspondant sur la surface in- térieure de la cage 322, et un moyen de pression tel qu'un ressort ins- tallé entre le balai en carbone 321 et le fond du réceptacle 323 presse la 15 surface de contact du balais en carbone 321 conte le collecteur 315 de l'induit 311 lorsque la cage 322 est montée dans sa position appropriée dans le système. Le moyen de pression permet également à un balai en carbone 321 de se déplacer vers l'intérieur le long de l'axe radial de la cage 322, au fur et à mesure qu'il s'use à cause d'un fonctionnement 20 prolongé dans une condition de friction. L'espace creux central à l'intérieur de la cage de balais 322 du commutateur tournant 320M permet l'introduction de l'arbre 332M et du collecteur 315 de l'induit 311. Lorsque le montage correct est réalisé, chacun des balais 321 supporté par la cage 322 peut être aligné avec la 25 surface de commutation du collecteur 315, et permettre un contact avec pression des balais 321 contre le collecteur 315, à leurs emplacements respectivement désignés et espacés de façon angulaire. Lorsqu'une source de puissance électrique externe est exigée pour exciter l'induit 311 de l'appareil, chacun des réceptacles de balai en 30 carbone 323 peut être connecté électriquement à une bague 362 corres- pondante fixée sur la surface de la circonférence extérieure de la cage de balais 322, comme représenté schématiquement par la connexion électrique 364 traversant la paroi du corps cylindrique de la cage 322. La raison pour laquelle on utilise des bagues 362 repose sur le fait que le 35 commutateur tournant 320M pour l'appareil de l'invention est lui-même
tournant. En d'autres termes, la cage de balais 322 du commutateur tournant 320M tourne par rapport à la carcasse de l'appareil lorsque l'appareil fonctionne. Des chemins conducteurs de l'électricité qui sont établis par les groupes correspondants de balais en carbone 321, le réceptacle 5 de balai 323 et la bague 362 peuvent être utilisés pour fournir aux enroulements 318 de l'induit 311, par l'intermédiaire du collecteur 315, la puissance d'excitation provenant de la source de puissance d'excitation externe.
La vitesse de rotation de la cage de balais 322 du commutateur 10 tournant 320M est commandée selon des principes qui dépendent de la configuration de structure de l'appareil de l'invention. La vitesse dépend également du mode de transmission de puissance et de la nature de la puissance qui intervient, comme la fréquence de la puissance alternative. Lorsque le commutateur tournant 320M doit tourner, de façon que son 15 vecteur imaginaire d'orientation de commutation déterminé par l'une des paires de balais tourne de manière asynchrone par rapport au champ magnétique qui est produit par l'assemblage électromagnétique, non re- présenté sur la figure 28, un entraînement en rotation commandé est en général nécessaire pour entraîner la cage de balais 322 de façon à la 20 faire tourner conformément au principe de commande de vitesse. Dans un cas spécial dans lequel le commutateur tournant 320M doit tourner en synchronisme avec le corps physique de l'assemblage électromagnétique 312 de l'élément non commuté, la cage de balais 322 peut simplement être fixée au corps physique de l'assemblage 312, de 25 façon que les deux tournent ensemble en synchronisme. Par exemple, dans le mode de réalisation de la figure 27 dans lequel des aimants per- manents 316 de l'élément non commuté 312 sont utilisés pour produire le premier champ magnétique, sa cage de balais 322 peut être directement fixée à la structure de l'élément 312. 30 La figure 29 illustre le schéma d'un commutateur tournant du type utilisant des circuits électroniques de puissance, qui peut être inté- gré dans les formes de réalisation électromagnétiques de l'appareil, comme celles qui sont exemplifiées dans les modes de réalisation des figures 22-27. Le commutateur tournant 320E, employant des circuits 35 électroniques de puissance, est constitué par un réseau d'éléments de
commutation à semiconducteurs 325 et par un circuit logique de com- mande 328. Le commutateur à semiconducteurs 320E peut être monté sur le corps physique de l'élément commuté 311 des figures 22-27, de façon que ses éléments de commutation a semiconducteurs 3251A - 3251D, 5 3252A - 3252D, .... et 325NA - 325ND puissent être connectés aux enrou- lements 3191, 3192, ... et 319N de l'élément 311 qui, sur le schéma, est représenté sous la forme du réseau d'enroulements 319, pour mettre en oeuvre la technique de commutation d'excitation nécessaire. Ceci sup- pose qu'un total de N enroulements sont bobinés dans l'élément commuté 10 311. Le réseau d'éléments de commutation 325 est chargé de fournir la puissance électrique d'excitation aux enroulements 3191, 3192, ... et 319N de l'élément commuté 311. Dans le cas o la source de puissance d'excitation est établie à l'extérieur de l'appareil, on peut utiliser une paire de bagues 362 pour recevoir l'excitation à partir de la source de 15 puissance externe 381, par l'intermédiaire de leurs balais en carbone 361 correspondants.
La technique de commutation qui est mise en oeuvre par le ré- seau d'éléments de commutation 325 est sous la commande du circuit logique de commande 328. Le circuit logique de commande 328 met en 20 oeuvre sa technique de commande sur la base de la vitesse et de la po- sition angulaires du champ magnétique qui est généré par l'assemblage électromagnétique non commuté 312. La position et la vitesse angulaires du champ magnétique qui est établi par l'assemblage 312 peuvent être détectées en utilisant une structure de capteur 327, qui peut être couplée 25 au circuit logique de commande 328, par exemple par couplage photoélectrique, pour relayer ses signaux détectés. Dans l'exemple de circuit qui est représenté sur la figure 29, le commutateur tournant utilisant des circuits électroniques de puissance, 320E, est fonctionnellement équivalent à un homologue mécanique ayant 30 une seule paire de balais et recevant une excitation à courant continu,
tel que celui de la figure 28. Une source de puissance continue externe 381 fournit la puissance électrique d'excitation par l'intermédiaire du contact à friction tournant des bagues 362 et de leurs balais en carbone 361 cor- respondants. Les éléments de commutation à semiconducteurs dans le 35 réseau d'éléments de commutation 325 sont organisés en deux groupes,
c'est-a-dire le groupe positif 325p et le groupe négatif 325N, chaque groupe comprenant la moitié du nombre total d'éléments de commutation. Chacun des éléments de commutation 3191, 3192 ... et 319N de l'élé- ment commuté 311 a deux bornes qui exigent une connexion commutée à 5 la source de puissance d'excitation 381. Chacune de ses deux bornes doit être commutée sur les deux bornes positive et négative de la source de puissance d'excitation 381, dans le mode de fonctionnement qui est piloté par le circuit logique de commande 328. Si l'on suppose qu'on uti- lise un thyristor pour l'élément de commutation à semiconducteurs, cha- 10 que borne d'un enroulement de l'élément commuté 311 exige donc deux thyristors pour être connectée aux bornes positive et négative de la source de puissance 381, pour former une boucle de circuit complète de façon que l'excitation puisse avoir lieu. Ainsi, pour un total de N enrou-
lements dans le réseau 319, un total de 4N éléments de commutation à 15 thyristors est nécessaire dans le réseau d'éléments de commutation 325 dans cet exemple décrit. A titre d'exemple, on considère l'enroulement 3191 dans le ré- seau d'enroulements 319. L'une de ses deux bornes 3101A peut être con- nectée aux bornes positive et négative de la source de puissance d'ex- 20 citation 381 respectivement par les thyristors 3251A et 3251c. L'autre borne 3191E peut également être connectée aux bornes positive et néga- tive respectivement par l'intermédiaire des thyristors 3251B et 3251D. Lorsque l'exigence d'excitation consiste en ce que la borne 3191A de l'enroulement 3191 doit être connectée à la borne positive et la borne 25 3191B doit être connectée à la borne négative, le circuit logique de com- mande 328 amorce simultanément les thyristors 3251A et 3251D, en émettant les signaux de gâchette correspondants vers ces deux thyristors par l'intermédiaire du bus de signal de déclenchement 326. Lorsque la borne 3191A doit être connectée à la borne négative et la borne 3191B 30 doit être connectée a la borne positive, les thyristors 3251c et 3251B sont amorcés simultanément. Tous les autres enroulements 3192 - 319N dans le réseau 319 sont connectés à leurs thyristors respectifs et sont com- mandés selon des principes similaires. En fonction de la conception, il peut y avoir plus d'un enroulement excité simultanément dans le réseau 35 319. Quelle que soit la configuration de commutation exigée, et son prin-
cipe de commande correspondant, le circuit logique de commande 328 peut être programmé de façon appropriée pour commander l'état amorcé et bloqué approprié de tous les thyristors dans le réseau d'éléments de commutation 325. 5 De façon similaire au cas de la forme de réalisation mécanique de l'appareil de l'invention, il y a une occasion dans laquelle les rôles d'entraînement et entraîné des deux éléments électromagnétiques du dispositif de transmission de puissance électromagnétique sont inversés, dans la même configuration, pour un appareil particulier conforme à l'in10 vention. Ceci permet d'avoir un sens inverse de circulation de puissance, en comparaison avec celui qui existe lorsque l'appareil fonctionne dans le sens normal de circulation de puissance de l'entrée vers la sortie. Ceci est possible sur la base du même principe que pour les machines électri- ques classiques, pour lesquelles un moteur estaisément transformé en 15 un générateur lorsque la charge vient à entraîner l'arbre du rotor qui fournissait à l'origine de la puissance mécanique.
A titre d'exemple, on considère la situation dans laquelle la forme de réalisation électromagnétique de l'appareil de l'invention, repré- sentée sur la figure 23, est exploitée dans le mode de transmission de 20 puissance électrique à mécanique. Dans l'appareil de la figure 23, l'assemblage électromagnétique 312 est un enroulement polyphasé qui est bobiné sur son corps physique qui est fixé de façon à être immobile. L'assemblage d'enroulement électromagnétique de redistribution de magnétisation 311 est un induit a courant continu, qui reçoit son excitation 25 par l'intermédiaire du commutateur tournant 320. On suppose que le commutateur tournant 320 est un commutateur tournant mécanique ayant une seule paire de balais en carbone. Lorsque la source de puissance électrique externe fournit une excitation de puissance a l'enroulement polyphasé de l'assemblage 312, 30 elle établit un champ magnétique avec une vitesse angulaire qui est dé-
terminée par la fréquence de la source de puissance électrique externe. Ce champ magnétique entraîne l'élément commuté 311, par interaction avec l'autre champ magnétique établi par l'élément 311, fournissant son excitation par l'intermédiaire du commutateur tournant 320. Le vecteur 35 imaginaire d'orientation de commutation du commutateur tournant 320,
qui est dans ce cas l'axe diamétral de la paire de balais, tourne en synchronisme avec le champ magnétique de l'assemblage électromagnétique ou, en d'autres termes, il tourne à la vitesse angulaire qui résulte de la conversion à partir de la fréquence de la source de puissance électrique 5 externe. Comme décrit ci-dessus, ceci permet à l'arbre de sortie 332M de l'appareil, c'est-à-dire l'arbre de l'élément commuté 311, d'entraîner la charge mécanique externe à une vitesse quelconque sur l'axe de rapport de transmission de la figure 20. Lorsque la charge mécanique devient une source de puissance 10 mécanique et entraîne l'arbre tournant 332M de l'élément commuté 311, l'enroulement polyphasé de l'assemblage électromagnétique 312 peut maintenant générer une puissance alternative polyphasée pour attaquer une charge électrique qui lui est couplée. La puissance électrique alter- native récupérée peut être commandée de façon à être à la même fré- 15 quence que la source de puissance électrique d'origine, indépendamment de la vitesse angulaire de la source de puissance mécanique qui est maintenant présente sur l'arbre tournant de l'élément commuté 311. Ceci peut être réalisé simplement en commandant la vitesse angulaire du vecteur imaginaire d'orientation de commutation à la vitesse angulaire 20 particulière de la source de puissance électrique d'origine. La puissance alternative récupérée peut même être commandée de façon à être en phase avec la source de puissance électrique externe d'origine, simple- ment en commandant le vecteur d'orientation de commutation de façon qu'il ait l'angle de phase exige par rapport au champ magnétique tournant 25 de la source de puissance d'origine. Cette aptitude à récupérer une puissance électrique alternative est utile dans de nombreuses applications industrielles et de transport. On peut considérer par exemple la situation dans laquelle la forme de réalisation électromagnétique de la figure 23, décrite ci-dessus, est utili- 30 sée pour le moteur de traction d'une locomotive, lorsqu'il fonctionne dans le mode normal de transmission de puissance électrique à mécanique. La figure 30 illustre un système électrique d'une telle installation de traction avec récupération. On suppose que l'enroulement polyphasé pour l'assemblage 35 électromagnétique 312 est un système diphasé bobiné sur la carcasse de
stator fixe de l'appareil, et qu'un induit a courant continu 311 pour l'as- semblage d'enroulement électromagnétique de redistribution de magnéti- sation est établi sur le rotor. Le dessin montre schématiquement que le rotor de l'induit à courant continu 311 est couplé par un système d'en- 5 grenages aux roues motrices du véhicule ferroviaire qui représente la charge mécanique 382 du système. Bien que la source de puissance électrique 381 pour une voie ferrée électrifiée, qui est fournie par la ca- ténaire 385 en utilisant un pantographe 386, soit une source alternative monophasée, la seconde phase avec un retard de phase de 90 degrés 10 peut commodément être disponible. Cette seconde phase de puissance peut être obtenue en utilisant un transformateur de rapport unité, 387, alimenté par la source de puissance alternative monophasée 381. Ce système de traction de chemin de fer fonctionne dans le mode de trans- mission de puissance électrique à mécanique, de la manière décrite aux 15 paragraphes précédents, en prélevant la puissance de la ligne alternative monophasée à partir de la société distributrice d'électricité, pour entraî- ner le train de façon à l'accélérer ou à gravir des pentes. On va considérer la situation dans laquelle le train ralentit ou descend des pentes. Le rotor commuté 311 est maintenant entraîné par 20 I'énergie cinétique ou potentielle du train. En mettant en oeuvre le prin- cipe de commande décrit ci-dessus, sous la commande du circuit logique de commande de système 380, le système de la figure 30, qui est basé sur la forme de réalisation électromagnétique de l'appareil de l'invention, peut maintenant être exploité dans le sens de circulation de puissance 25 inversé. La puissance mécanique est maintenant récupérée et peut être renvoyée directement dans la ligne de distribution 385 du réseau électrique, par l'intermédiaire du pantographe aérien 386 du train. Ce freinage par récupération est possible du fait que tous les paramètres de la puissance alternative récupérée, comprenant la fréquence, la phase et la 30 tension, peuvent être commandés de façon à être compatibles avec la puissance que génère la société distributrice de l'électricité qui est pré- sente dans le réseau de distribution.
En plus de la traction avec récupération pour une voie ferrée électrifiée, une forme de réalisation électromagnétique de l'appareil de 35 I'invention, similaire à celle de la figure 30, peut convenir tout aussi bien
pour des applications telles que la cogéneration et la génération de puis-
sance par éolienne. La puissance mécanique produite par la turbine à vapeur dans l'installation de cogénération et par l'hélice de l'éolienne ont toutes deux de façon caractéristique la même nature de caractéristiques 5 changeantes que la puissance qui est produite par les trains pendant la décélération et la descente d'une pente. Une exigence commune pour ces applications consiste en ce que la puissance électrique alternative qui est généree doit être compatible avec celle dans le réseau de distri- bution d'électricité. Le non respect de cette exigence introduirait dans le 10 réseau de distribution d'électricité des harmoniques de fréquence élevée qui pourraient endommager des équipements et des appareils connectés au voisinage. Cependant, des formes de réalisations électromagnétiques de l'appareil de l'invention pour la cogénération et la génération de puis- 15 sance par le vent fonctionnent de façon caractéristique dans une seule direction de circulation de puissance, c'est-à-dire dans le mode de transmission mécanique à électrique. Le système électrique d'une forme de réalisation électromagnétique de l'appareil de transmission de puis- sance de l'invention, convenant à l'utilisation pour le générateur électri- 20 que pour une installation de cogénération ou un système d'aérogénéra- teur, serait très similaire à celui exemplifié sur la figure 30. Bien que ceci ne soit pas décrit ici, il y a de nombreuses autres applications qui peuvent bénéficier de la nature, correspondant à une commande de régénération simple, de la forme de réalisation électromagnétique de l'appareil 25 de transmission de puissance de l'invention. Pour des considérations pratiques, la source de puissance d'excitation qui est exigée pour l'un ou l'autre des éléments d'interaction électromagnétique ou les deux, du dispositif de transmission de puis- sance électromagnétique dans divers modes de réalisation de l'invention, 30 peut être incorporée directement dans l'appareil lui-même. Par exemple,
la source de puissance d'excitation continue, avec sa puissance nominale relativement très inférieure à celle de la source de puissance principale,
peut être constituée par un générateur à courant continu directement intégré dans l'appareil lui-même. 35 De façon similaire au cas de machines électriques classiques,
la forme de réalisation électromagnétique de l'appareil de transmission de puissance de l'invention est de préférence construite sous la forme d'un dispositif ayant un élément de carcasse cylindrique creux et un élé- ment de rotor cylindrique. A l'état assemblé, I'élément de rotor cylindri-
5 que peut être introduit dans l'espace creux de l'élément de carcasse. Par conséquent, la forme de réalisation électromagnétique de l'appareil, telle que celle qui est représentée sur la figure 21, peut avoir l'assemblage électromagnétique 312 réalisé sous la forme de l'élément de carcasse cylindrique creux, et l'assemblage d'enroulement électromagnétique de 10 redistribution de magnétisation 311 réalisé sous la forme de l'élément de rotor cylindrique. Les deux éléments peuvent être supportés avec leurs axes de symétrie longitudinaux respectifs coïncidant mutuellement, et l'élément de rotor est positionné à l'intérieur de l'espace creux de l'élé- ment de carcasse de façon que le rotor et la carcasse puissent tourner 15 par rapport aux axes en coïncidence et l'un par rapport à l'autre. Cette configuration est préférée pour des appareils de l'invention employant un commutateur tournant mécanique. D'autre part, il est également possible de construire un appareil avec une configuration de structure qui est inversée par rapport à celle 20 de la figure 21. Dans une telle configuration, l'assemblage d'enroulement électromagnétique de redistribution de magnétisation 311 est construit sous la forme de l'élément de carcasse cylindrique creux, et l'assemblage électromagnétique 312 est construit sous la forme de l'élément de rotor cylindrique. En d'autres termes, I'élément de carcasse devient celui qui 25 est commuté par le commutateur tournant. Ceci peut être une configuration appropriée pour les formes de réalisation électromagnétiques de l'in-
vention employant les commutateurs tournants basés sur des circuits électroniques de puissance. Bien que l'invention ait été décrite de façon très détaillée en se 30 référant à certaines de ses versions préférées, d'autres versions sont possibles. Par exemple, dans la forme de réalisation électromagnétique de l'appareil de l'invention, la machine électrique qui est utilisée pour le dispositif de transmission de puissance électromagnétique peut adopter la configuration structurale de type disque, dans laquelle l'interaction 35 entre les deux éléments électromagnétiques a lieu dans les surfaces de
disques, au lieu d'avoir lieu à la périphérie cylindrique, comme dans la configuration cylindrique creuse. En outre, pour la forme de réalisation mécanique de l'appareil de transmission de puissance qui adopte la configuration à axes parallèles, on peut utiliser un couplage à rapport fixe 5 pour remplacer les moyens de transmission à vitesse variable qui sont intégrés avec le train d'engrenages épicycloïdal. Lorsque le rapport de transmission de ce couplage à rapport fixe est sélectionné de façon à être proche du point C sur la ligne de vitesse d'élément entraîné 103 des figures 5-7 et 8-10, I'appareil de transmission de puissance résultant de-
10 vient un train d'engrenages ayant un rapport de réduction élevé. Une telle transmission à engrenages à rapport fixe et à réduction élevée est simple à construire et est capable de transmettre une puissance élevée. L'esprit et le cadre des revendications annexées ne doivent donc pas être limités à la description des versions préférées contenues ici.
13. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- 5 tion 8, caractérisé en ce que le train d'engrenages épicycloïdal (220) est un train d'engrenages planétaire comprenant un planétaire, une roue dentée porte-satellites portant un ensemble de satellites et une cou- ronne, et les première, seconde et troisième roues dentées (221, 222, 223) du train d'engrenages épicycloïdal sont respectivement la couronne, 10 la roue dentée porte-satellites et le planétaire du train d'engrenages planétaire.

Claims (56)

REVENDICATIONS
1. Appareil de transmission de puissance pour transmettre de la puissance, cet appareil ayant une entrée (131) pour recevoir de la puis- sance provenant d'une source de puissance externe (181) et une sortie 5 (132) pour fournir de la puissance à une charge externe (182), caractéri- se en ce qu'il comprend: un moyen de transmission de puissance (110) comprenant un premier élément d'interaction de transmission (111) et un second élément d'interaction de transmission (112), le moyen de trans- mission de puissance (110) étant connecté à l'entrée (131) et recevant la 10 puissance externe à une vitesse angulaire d'entrée, et les premier et second éléments d'interaction de transmission (111, 112) fonctionnant respectivement à une première vitesse angulaire et une seconde vitesse angulaire pour transmettre la puissance par l'intermédiaire de l'interaction entre les premier et second éléments d'interaction (111, 112) de transmission de puissance; et un moyen de redistribution d'interaction de transmission (120) intégré avec le moyen de transmission de puissance (110) et la sortie (132), I'interaction de transmission de puissance du moyen de transmission de puissance fonctionnant aux première et se- conde vitesses angulaires étant redistribuée sur la sortie (132) par le 20 moyen de redistribution d'interaction de puissance (120), et la sortie (132) fournissant la puissance à la charge externe (182) à une vitesse angulaire de sortie .
2. Appareil de transmission de puissance selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entrée est un arbre tournant (231, 331M) qui 25 est destiné à recevoir de la puissance mécanique provenant de la source de puissance externe (181), et la sortie est un arbre tournant (232, 332M)
qui est destiné à fournir de la puissance mécanique à la charge externe (182),
3. Appareil de transmission de puissance selon la revendication 30 1, caractérisé en ce que l'entrée est un conducteur électrique (331E) qui est destiné à recevoir de la puissance électrique provenant de la source de puissance externe (181), et la sortie est un arbre tournant (332M) qui est destiné à fournir de la puissance mécanique à la charge externe (182).
4. Appareil de transmission de puissance selon la revendication 2777622 76 1, caractérisé en ce que l'entrée est un arbre tournant (331M) qui est destiné à recevoir de la puissance mécanique provenant de la source de puissance externe (181), et la sortie est un conducteur électrique (332E) qui est destiné à fournir de la puissance électrique a la charge externe 5 (182).
5. Appareil de transmission de puissance selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entrée est un conducteur électrique (331E) qui est destiné à recevoir de la puissance électrique provenant de la source de puissance externe (181), et la sortie est un conducteur électrique 10 (332E) qui est destiné à fournir de la puissance électrique à la charge externe (182).
6. Appareil de transmission de puissance selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de redistribution d'interaction de transmission est un moyen mécanique (220) pour redistribuer mécaniquement sur la sortie (232) I'interaction de transmission de puissance du moyen de transmission de puissance (210), pour réappliquer ainsi une partie sélectionnée de la plage de vitesse de fonctionnement du moyen de transmission de puissance (210) sur la plage de vitesse complète de l'appareil, comprenant la vitesse zéro.
7. Appareil de transmission de puissance selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de redistribution d'interaction de transmission est un moyen électrique (320) qui est destiné à redistribuer électriquement sur la sortie l'interaction de transmission de puissance du moyen de transmission de puissance (310), pour réappliquer ainsi une 25 partie sélectionnée de la plage de vitesse de fonctionnement du moyen de transmission de puissance (310) sur la plage de vitesse complète de l'appareil, comprenant la vitesse zéro.
8. Appareil de transmission de puissance pour transmettre de la puissance, cet appareil ayant un arbre d'entrée (231) pour recevoir de la 30 puissance mécanique à partir d'une source de puissance externe et un arbre de sortie (232) pour fournir de la puissance mécanique à une charge externe, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen de trans- mission de puissance (210) comprenant un élément d'entrainement (211) et un élément entraîné (212), le moyen de transmission de puissance 35 (210) étant connecté à l'arbre d'entrée (231) et recevant la puissance mécanique externe à une vitesse angulaire d'entrée, et les éléments d'entraînement et entraîné (211, 212) fonctionnant respectivement à une vitesse angulaire d'entraînement et une vitesse angulaire entraînée, pour transmettre la puissance mécanique par l'intermédiaire de l'interaction 5 entre les éléments d'entraînement et entraîné (211, 212); et un train d'engrenages épicycloidal (220) comprenant une première roue dentée (221), une seconde roue dentée (222) et une troisième roue dentée (223), dans lequel la seconde roue dentée tourne dans le même sens que la troisième roue dentée et à une vitesse angulaire inférieure à celle de 10 la troisième roue dentée, lorsque la troisième roue dentée est entraînée avec la première roue dentée maintenue immobile; la troisième roue dentée est accouplée à l'élément d'entraînement du moyen de transmis- sion de puissance (210), la seconde roue dentée est accouplée à l'élé- ment entraîné du moyen de transmission de puissance (210), et la pre- 15 mière roue dentée est accouplée à l'arbre de sortie (232); grâce à quoi l'interaction de transmission de puissance du moyen de transmission de puissance (210) fonctionnant aux vitesses angulaires d'entraînement et entraînée est redistribuée sur l'arbre de sortie (232) par le train d'engre- nages épicycloïdal (220), et l'arbre de sortie (232) fournit la puissance 20 mécanique à la charge externe à une vitesse angulaire de sortie.
9. Appareil de transmission de puissance selon la revendication 8, caractérisé en ce que le train d'engrenages épicycloïdal (220) est un train d'engrenages planétaire.
10. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- 25 tion 8, caractérisé en ce que le train d'engrenages épicycloïdal (220) est un train d'engrenages planétaire ne comportant que des engrenages droits.
11. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 8, caractérisé en ce que le train d'engrenages épicycloïdal (220) est 30 un train d'engrenages différentiel.
12. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 8, caractérisé en ce que le train d'engrenages épicycloïdal (220) est un train d'engrenages planétaire comprenant un planétaire (221), une roue dentée porte-satellites (222) portant un ensemble de satellites (224)
35 et une couronne (223), et les première, seconde et troisième roues den-
tees du train d'engrenages épicycloïdal (220) sont respectivement le planétaire, la roue dentée porte-satellites et la couronne du train d'engrena- ges planétaire.
14. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 8, caractérisé en ce que le train d'engrenages épicycloïdal (220) est un train d'engrenages planétaire ne comportant que des engrenages 15 droits qui comprend un premier planétaire, une roue dentée porte- satellites portant un ensemble de satellites et un second planétaire, le premier planétaire étant plus petit que le second planétaire, et les pre- mière, seconde et troisième roues dentées (221, 222, 223) du train d'en- grenages épicycloïdal (220) sont respectivement le premier planétaire, le 20 second planétaire et la roue dentée porte-satellites du train d'engrenages planétaire ne comportant que des engrenages droits.
15. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 8, caractérisé en ce que le train d'engrenages épicycloidal (220) est un train d'engrenages ne comportant que des engrenages droits, comprenant un premier planétaire, une roue dentée porte-satellites portant un ensemble de satellites et un second planétaire, dans lequel le premier planétaire est plus petit que le second planétaire, et les première, seconde et troisième roues dentées (221, 222, 223) du train d'engrenages épicycloïdal sont respectivement la couronne, le second planétaire et le 30 premier planétaire du train d'engrenages planétaire ne comportant que des engrenages droits.
16. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 8, caractérisé en ce que le train d'engrenages épicycloïdal (220) est un train d'engrenages différentiel comprenant une première roue dentée 35 conique, une seconde dentée conique et une roue dentée porte- satellites portant un ensemble de satellites coniques, et les première, seconde et troisième roues dentées (221, 222, 223) du train d'engrenages épicycloïdal sont respectivement la première roue dentée conique, la roue dentée porte-satellites et la seconde roue dentée conique du train d'engrenages 5 différentiel.
17. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 8, caractérisé en ce que la troisième roue dentée (223) du train d'engrenages épicycloïdal (220) est accouplée a l'élément d'entraînement du moyen de transmission de puissance (210) pour tourner en synchro- 10 nisme, et la seconde roue dentée (222) du train d'engrenages épicycloï-
dal (220) est accouplée à l'élément entraîné du moyen de transmission de puissance (210) pour tourner en synchronisme.
18. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 8, caractérisé en ce que la troisième roue dentée (223) du train 15 d'engrenages épicyclo'dal (220) est accouplée directement et de manière coaxiale à l'élément d'entraînement du moyen de transmission de puissance (210) pour tourner en synchronisme, et la seconde roue dentée (222) du train d'engrenages épicycloïdal (220) est accouplée directement et de façon coaxiale à l'élément entraîné du moyen de transmission de 20 puissance (210) pour tourner en synchronisme.
19. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 8, caractérisé en ce que la troisième roue dentée (223) et la seconde roue dentée (222) du train d'engrenages épicycloïdal (220) sont accou- plées à l'élément d'entraînement et à l'élément entraîné du moyen de 25 transmission de puissance (210) respectivement par l'intermédiaire d'un premier engrenage et d'un second engrenage.
20. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 18, caractérisé en ce que les premier et second engrenages ont le même rapport de vitesse d'engrenage et le même sens de rotation d'en- 30 grenage.
21. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 8, caractérisé en ce que la troisième roue dentée (223) et la seconde roue dentée (222) du train d'engrenages épicycloïdal (220) sont accou- plées à l'élément d'entraînement (211) et à l'élément entraîné (212) du 35 moyen de transmission de puissance (210) par l'intermédiaire respecti- vement d'une première et d'une seconde transmissions par courroie.
22. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 21, caractérisé en ce que les première et seconde transmissions par courroie ont le même rapport de vitesse et le même sens de rotation.
23. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 8, caractérisé en ce que, pour une vitesse angulaire de l'arbre d'en-
trée et une vitesse angulaire correspondante de l'arbre de sortie qui sont déterminées par la puissance fournie a l'arbre d'entrée (231) et par la condition de la charge dans une plage partant de l'état arrêté et allant 10 jusqu'à un pourcentage spécifique de la vitesse angulaire de l'arbre d'entrée, avec le même sens de rotation, l'élément d'entraînement (211) et l'élément entraîné (212) du moyen de transmission de puissance (210) fonctionnent à des vitesses angulaires différentes de zéro.
24. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- 15 tion 8, caractérisé en ce que l'arbre d'entrée (231) est accouplé à l'élé- ment d'entraînement (211) du moyen de transmission de puissance (210).
25. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 8, caractérisé en ce que l'arbre d'entrée (231) est accouplé à l'élé-
ment entraîné (212) du moyen de transmission de puissance (210).
26. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 8, caractérisé en ce que le moyen de transmission de puissance (210) est un coupleur à fluide.
27. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 8, caractérisé en ce que le moyen de transmission de puissance 25 (210) est un convertisseur de couple.
28. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 8, caractérisé en ce que le moyen de transmission de puissance (210) est un groupe générateur-moteur ayant un générateur électrique et un moteur électrique, dans lequel l'élément d'entraînement est le géné- 30 rateur et l'élément entrainé est le moteur.
29. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 8, caractérisé en ce que le moyen de transmission de puissance (210) est une machine à induction ayant un assemblage inducteur à ai- mants permanents (216) et un rotor à cage d'écureuil (212).
30. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 8, caractérisé en ce que le moyen de transmission de puissance (210) est une machine à induction ayant un assemblage inducteur à cage d'écureuil (216) et un rotor à aimants permanents (212).
31. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- 5 tion 8, caractérisé en ce que le moyen de transmission de puissance (210) est coupleur à courants de Foucault.
32. Appareil de transmission de puissance pour transmettre de la puissance, cet appareil ayant un arbre d'entrée (231) pour recevoir de la puissance mécanique à partir d'une source de puissance externe et un 10 arbre de sortie (232) pour fournir de la puissance mécanique à une charge externe, et pour une vitesse angulaire de l'arbre d'entrée (231), l'arbre de sortie (232) fonctionne à une vitesse angulaire correspondante dans une plage partant de l'arrêt et allant jusqu'à un pourcentage spéci- fique de la vitesse angulaire de l'arbre d'entrée, dans le même sens de 15 rotation, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen de transmission de puissance (210) comprenant un élément d'entraînement (211) et un élé- ment entraîné (212), le moyen de transmission de puissance (210) étant accouplé à l'arbre d'entrée (231) pour tourner en synchronisme et rece- vant la puissance mécanique externe à une vitesse angulaire de l'arbre 20 d'entrée, et les éléments d'entraînement et entraîné (211, 212) fonctionnant respectivement à une vitesse angulaire d'entraînement et une vitesse angulaire entraînée, pour transmettre la puissance mécanique par l'intermédiaire de l'interaction entre les éléments d'entraînement et entrainé (211, 212); et un train d'engrenages planétaire (220) comprenant 25 une couronne (223), un planétaire (221) et une roue dentée portesatellites (222), portant un ensemble de satellites (224); dans lequel la couronne est accouplée à l'élément d'entraînement du moyen de transmission de puissance (210) pour tourner en synchronisme, la roue dentée porte-satellites est accouplée à l'élément entraîné du moyen de transmis30 sion de puissance (210) pour tourner en synchronisme, et le planétaire est accouplé à l'arbre de sortie (232); grâce à quoi l'interaction de trans- mission de puissance du moyen de transmission de puissance (210) fonctionnant aux vitesses angulaires d'entraînement et entraînée est redistribuée sur l'arbre de sortie par le train d'engrenages planétaire (220), 35 et l'arbre de sortie fournit la puissance mécanique à la charge externe à une vitesse angulaire de l'arbre de sortie; et pour la vitesse angulaire de l'arbre d'entrée et la vitesse angulaire correspondante de l'arbre de sortie qui sont déterminées par la puissance sur l'arbre d'entrée (231) et la condition de la charge dans la plage de vitesse, I'élément d'entraînement 5 et l'élément entraîné du moyen de transmission de puissance (210) fonc- tionnent tous deux à des vitesses angulaires différentes de zéro.
33. Appareil de transmission de puissance pour transmettre de la puissance, cet appareil ayant un arbre d'entrée (231) pour recevoir de la puissance mécanique provenant d'une source de puissance externe, et 10 un arbre de sortie (232) pour fournir de la puissance mécanique à une charge externe, et pour une vitesse angulaire de l'arbre d'entrée, I'arbre de sortie (232) fonctionne à une vitesse angulaire correspondante dans une plage partant de l'arrêt et allant jusqu'à un pourcentage spécifique de la vitesse angulaire de l'arbre d'entrée, dans le même sens de rota- 15 tion, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen de transmission de puissance (210) comprenant un élément d'entraînement (211) et un élé- ment entraîné (212), le moyen de transmission de puissance (210) étant accouplé a l'arbre d'entrée (231) pour tourner en synchronisme et rece- vant la puissance mécanique externe à une vitesse angulaire de l'arbre 20 d'entrée, et les éléments d'entraînement et entraîné (211, 212) fonctionnant respectivement à une vitesse angulaire d'entraînement et une vitesse angulaire entraînée, pour transmettre la puissance mécanique par l'intermédiaire de l'interaction entre les éléments d'entraînement et entraîné; et un train d'engrenages planétaire ne comportant que des engre25 nages droits, comprenant un premier planétaire, une roue dentée portesatellites portant un ensemble de satellites et un second planétaire,dans lequel le premier planétaire est plus petit que le second planétaire, la roue dentée porte-satellites est accouplée à l'élément d'entraînement du moyen de transmission de puissance (210) pour tourner en synchronisme, 30 le second planétaire est accouple à l'élément entraîné du moyen de transmission de puissance (210) pour tourner en synchronisme, et le premier planétaire est accouplé à l'arbre de sortie (232); grâce à quoi l'interaction de transmission de puissance du moyen de transmission de puissance (210) fonctionnant aux vitesses angulaires d'entraînement et 35 entraînée est redistribuée sur l'arbre de sortie (232) par le train d'engre- nages planétaire ne comportant que des engrenages droits, et l'arbre de sortie (232) fournit la puissance mécanique à la charge externe à une vitesse angulaire de l'arbre de sortie; et pour la vitesse angulaire de l'ar- bre d'entrée et la vitesse angulaire correspondante de l'arbre de sortie, 5 qui sont déterminées par la puissance sur l'arbre d'entrée (231) et la condition de la charge dans la plage de vitesse, I'élément d'entraînement et l'élément entraîné du moyen de transmission de puissance (210) fonc- tionnent tous deux à des vitesses angulaires différentes de zéro.
34. Appareil de transmission de puissance pour transmettre de 10 la puissance, cet appareil ayant un arbre d'entrée (231) pour recevoir de la puissance mécanique à partir d'une source de puissance externe, et un arbre de sortie (232) pour fournir de la puissance mécanique à une charge externe, et pour une vitesse angulaire de l'arbre d'entrée, I'arbre de sortie fonctionne à une vitesse angulaire correspondante dans une 15 plage partant de l'arrêt et allant jusqu'à un pourcentage spécifique de la vitesse angulaire de l'arbre d'entrée, dans le même sens de rotation, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen de transmission de puissance (210) comprenant un élément d'entraînement et un élément entraîné, le moyen de transmission de puissance étant accouplé à l'arbre d'entrée 20 (231) pour tourner en synchronisme et recevant la puissance mécanique externe à une vitesse angulaire de l'arbre d'entrée, et les éléments d'en-
traînement et entraîné fonctionnant respectivement à une vitesse angulaire d'entraînement et une vitesse angulaire entraînée, pour transmettre la puissance mécanique par l'intermédiaire de l'interaction entre les élé-
25 ments d'entraînement et entraîné; et un train d'engrenages différentiel comprenant une première roue dentée conique, une seconde roue dentée conique et une roue dentée porte-satellites portant un ensemble de satellites coniques, dans lequel la seconde roue dentée conique est accouplée à l'élément d'entraînement du moyen de transmission de puissance 30 (210) pour tourner en synchronisme, la roue dentée porte-satellites est accouplée à l'élément entraîné du moyen de transmission de puissance (210) pour tourner en synchronisme, et la première roue dentée conique est accouplée à l'arbre de sortie (232); grâce à quoi l'interaction de transmission de puissance du moyen de transmission de puissance (210) 35 fonctionnant aux vitesses angulaires d'entraînement et entraînée est redistribuée sur l'arbre de sortie par le train d'engrenages différentiel, et l'arbre de sortie fournit la puissance mécanique à la charge externe à une vitesse angulaire de l'arbre de sortie; et pour la vitesse angulaire de l'arbre d'entrée et la vitesse angulaire correspondante de l'arbre de sortie 5 qui sont déterminées par la puissance sur l'arbre d'entrée (231) et par la condition de la charge dans la plage de vitesse, l'élément d'entraînement et l'élément entraîne du moyen de transmission de puissance (210) fonc- tionnent tous deux à des vitesses angulaires différentes de zéro.
35. Appareil de transmission de puissance pour transmettre de 10 la puissance, cet appareil ayant une entrée pour recevoir de la puissance à partir d'une source de puissance externe (381) et une sortie pour fournir de la puissance à une charge externe (382), caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen de transmission de puissance électromagnétique (310) comprenant un premier élément électromagnétique (311) et un se- 15 cond élément électromagnétique (312); le moyen de transmission de puissance électromagnétique (310) recevant la puissance externe à une vitesse angulaire d'entrée, et les premier et second éléments électroma- gnétiques (311, 312) fonctionnant respectivement à une première vitesse angulaire et une seconde vitesse angulaire pour transmettre de la puis- 20 sance par l'intermédiaire d'une interaction électromagnétique entre les champs magnétiques qui sont respectivement établis par les premier et second éléments électromagnétiques (311, 312); et un commutateur tour- nant (320) pour magnétiser le premier élément électromagnétique (311), le commutateur tournant étant intégré avec les premier et second élé- 25 ments électromagnétiques (311, 312) du moyen de transmission de puis- sance électromagnétique (310); et en ce que le commutateur tournant (320) fonctionne a une vitesse angulaire de commutation pour aimanter le premier élément électromagnétique (311) et il établit dans le premier élément électromagnétique (311) un premier champ magnétique tournant 30 qui tourne à une vitesse angulaire qui est en synchronisme avec la vi- tesse angulaire d'un second champ magnétique tournant qui est établi par le second élément électromagnétique (312); grâce à quoi l'interaction de transmission de puissance du moyen de transmission de puissance électromagnétique (310) fonctionnant à la vitesse angulaire synchronisée 35 des premier et second champs magnétiques tournants, est redistribuée sur la sortie par le commutateur tournant (320), et la sortie fournit à la charge externe, à une vitesse angulaire de sortie, la puissance qui provient du moyen de transmission de puissance électromagnétique (310).
36. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- 5 tion 35, caractérisé en ce que le premier élément électromagnétique (311) du moyen de transmission de puissance électromagnétique (310) est un assemblage d'enroulement électromagnétique de redistribution de puissance qui peut être excité par le commutateur tournant (320) pour établir un premier champ magnétique tournant; et le second élément 10 électromagnétique (312) du moyen de transmission de puissance élec- tromagnétique (310) est un assemblage électromagnétique qui peut être excité pour établir le second champ magnétique tournant.
37. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 36, caractérisé en ce que l'assemblage d'enroulement électromagné- 15 tique de redistribution de magnétisation est un induit à courant alternatif comprenant un ensemble d'enroulements à courant alternatif pouvant être commutés électriquement, et chacun des enroulements à courant alternatif pouvant être commutés électriquement peut être excité par un courant alternatif polyphasé qui est fourni par le commutateur tournant 20 (320), d'une manière ordonnée, pour établir le premier champ magnétique tournant; I'assemblage électromagnétique est un enroulement polyphasé qui peut être excité par un courant alternatif polyphasé pour établir le second champ magnétique tournant; et la vitesse angulaire de commuta- tion du commutateur tournant (320) est asynchrone par rapport à la vi- 25 tesse angulaire du second champ magnétique tournant établi par le se- cond élément électromagnétique (312), la vitesse angulaire de commuta- tion étant égale à la différence entre la vitesse angulaire du second champ magnétique tournant et la vitesse angulaire du courant alternatif polyphasé que le commutateur tournant (320) fournit au premier élément 30 électromagnétique (311).
38. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 36, caractérisé en ce que l'assemblage d'enroulement électromagné- tique de redistribution de magnétisation est un induit à courant continu comprenant un ensemble d'enroulements à courant continu pouvant être 35 commutés électriquement, et chacun des enroulements à courant continu pouvant être commutés électriquement peut être excité par un courant continu qui est fourni par le commutateur tournant (320), d'une manière ordonnée, pour établir le premier champ magnétique tournant; I'assem- blage électromagnétique est un enroulement polyphasé qui peut être ex- 5 cité par un courant alternatif polyphasé pour établir le second champ magnétique tournant; et la vitesse angulaire de commutation du commuta- teur tournant (320) est synchronisée avec la vitesse angulaire du second champ magnétique tournant établi par le second élément électromagnéti- que (312).
39. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 36, caractérisé en ce que l'assemblage d'enroulement électromagné- tique de redistribution de magnétisation est un induit à courant alternatif comprenant un ensemble d'enroulements à courant alternatif pouvant être commutés électriquement, et chacun des enroulements à courant 15 alternatif pouvant être commutés électriquement peut être excité par un courant alternatif polyphasé qui est fourni par le commutateur tournant (320), d'une manière ordonnée, pour établir le premier champ magnétique tournant; I'assemblage électromagnétique est un enroulement d'électroaimant qui peut être excité par un courant continu pour établir le second 20 champ magnétique tournant; et la vitesse angulaire de commutation du commutateur tournant (320) est asynchrone par rapport à la vitesse angulaire du second champ magnétique tournant établi par le second élé- ment électromagnétique, avec la vitesse angulaire de commutation égale à la différence entre la vitesse angulaire du second champ magnétique 25 tournant et la vitesse angulaire du courant alternatif polyphasé que le commutateur tournant (320) fournit au premier élément électromagnéti- que(311).
40. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 36, caractérisé en ce que l'assemblage d'enroulement électromagné- 30 tique de redistribution de magnétisation est un induit à courant continu comprenant un ensemble d'enroulements à courant continu pouvant être commutés électriquement, et chacun des enroulements a courant continu pouvant être commutés électriquement peut être excité par un courant continu qui est fourni par le commutateur tournant (320), d'une manière 35 ordonnée, pour établir le premier champ magnétique tournant; I'assem- blage électromagnétique est un enroulement d'électro-aimant qui peut être excité par un courant continu pour établir le second champ magnéti- que tournant; et la vitesse angulaire de commutation du commutateur tournant (320) est en synchronisme avec la vitesse angulaire du second 5 champ magnétique tournant qui est établi par le second élément électro- magnétique.
41. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 36, caractérisé en ce que l'assemblage d'enroulement électromagné- tique de redistribution de magnétisation est un induit à courant alternatif 10 comprenant un ensemble d'enroulements à courant alternatif pouvant être commutés électriquement, et chacun des enroulements à courant alternatif pouvant être commutés électriquement peut être excité par un courant alternatif polyphasé qui est fourni par le commutateur tournant (320), d'une manière ordonnée, pour établir le premier champ magnétique 15 tournant; I'assemblage électromagnétique est un assemblage d'aimant permanent qui établit le second champ magnétique tournant lorsqu'il est entraîné en rotation; et la vitesse angulaire de commutation du commutateur tournant (320) est asynchrone par rapport à la vitesse angulaire du second champ magnétique tournant établi par le second élément électromagnétique, avec la vitesse angulaire de commutation égale à la différence entre la vitesse angulaire du second champ magnétique tournant et la vitesse angulaire du courant alternatif polyphasé que le commutateur tournant (320) fournit au premier élément électromagnétique (311).
42. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- 25 tion 36, caractérisé en ce que l'assemblage d'enroulement électromagné-
tique de redistribution de magnétisation est un induit à courant continu comprenant un ensemble d'enroulements à courant continu pouvant être commutés électriquement, et chacun des enroulements à courant continu pouvant être commutés électriquement peut être excité par un courant 30 continu qui est fourni par le commutateur tournant (320), d'une manière ordonnée, pour établir le premier champ magnétique tournant; I'assemblage électromagnétique est un assemblage à aimants qui établit le second champ magnétique tournant lorsqu'il est entraîné en rotation; et la vitesse angulaire de commutation du commutateur tournant (320) est 35 synchronisée avec la vitesse angulaire du second champ magnétique tournant qui est établi par le second élément électromagnétique.
43. Appareil de transmission de puissance selon l'une quelcon- que des revendications 37 à 42, caractérisé en ce que le commutateur tournant (320) est un commutateur tournant mécanique comprenant une 5 cage de balais de commutateur (322) et un ensemble de paires de balais de commutateur (321) qui sont portées par la cage de balais de commu- tateur; et en ce que la cage de balais de commutateur (322) est accou- plée au second élément électromagnétique (312) du moyen de transmis- sion de puissance électromagnétique (310), et l'ensemble de paires de 10 balais (321) sont entraînées en rotation à la vitesse angulaire de com-
mutation, grâce à quoi le premier champ magnétique tournant dans l'assemblage d'enroulement électromagnétique de redistribution de magnétisation du premier élément électromagnétique (301), tel qu'il est établi par l'excitation commutée électriquement, tourne en synchronisme avec la 15 rotation du second champ magnétique tournant qui est établi par le second élément électromagnétique (312).
44. Appareil de transmission de puissance selon l'une quelcon- que des revendications 37 à 42, caractérisé en ce que le commutateur tournant est un commutateur tournant utilisant des circuits électroniques 20 de puissance à semiconducteurs, comprenant un capteur de position an- gulaire (327) de champ magnétique, et un réseau (325) d'éléments de commutation électroniques de puissance, ayant un ensemble d'éléments de commutation à semiconducteurs (3251A ... 3251D; 3252A 3252D ...), et chacun des éléments de commutation à semiconducteurs est connecté 25 à un enroulement correspondant (3191, 3192, ... 319N) de l'assemblage d'enroulement électromagnétique de redistribution de magnétisation du premier élément électromagnétique (311); et en ce que le capteur de po- sition angulaire (327) de champ magnétique est accouplé au second élé- ment électromagnétique (312) du moyen de transmission de puissance 30 électromagnétique (310), pour détecter la position angulaire du second champ magnétique tournant qui est établi, et chacun des éléments de commutation à semiconducteurs du réseau (325) d'éléments de commu- tation électroniques de puissance est connecté électriquement aux en- roulements correspondants de l'assemblage d'enroulement électroma- 35 gnétique de redistribution de magnétisation, grâce à quoi le signal dé-
tecté représentant la position angulaire détectée du second champ magnétique tournant déclenche le déblocage et le blocage des éléments de commutation à semiconducteurs dans le réseau (325) et établit le premier champ magnétique tournant en synchronisme avec la rotation du second 5 champ magnétique tournant qui est établi par le second élément électromagnétique (312).
45. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 35, caractérisé en ce que le premier élément électromagnétique du moyen de transmission de puissance électromagnétique (310) est con- 10 necté à l'entrée de l'appareil; et le second élément électromagnétique du moyen de transmission de puissance électromagnétique (310) est con- necté à la sortie de l'appareil.
46. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 45, caractérisé en ce quede la puissance circulant en sens inverse 15 est transmise à travers l'appareil lorsque la charge externe (382) devient une source de puissance et entraîne un moyen de récupération d'énergie connecté à l'entrée de l'appareil, pour récupérer de l'énergie à partir de la charge externe (382).
47. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- 20 tion 35, caractérisé en ce que le second élément électromagnétique du moyen de transmission de puissance électromagnétique (310) est con- necté à l'entrée de l'appareil; et le premier élément électromagnétique du moyen de transmission de puissance électromagnétique (310) est con- necté à la sortie de l'appareil.
48. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 47, caractérisé en ce quede la puissance circulant en sens inverse est transmise à travers l'appareil lorsque la charge externe (382) devient une source de puissance et entraîne un moyen de récupération d'énergie connecté à l'entrée de l'appareil, pour récupérer de l'énergie à partir de 30 la charge externe (382).
49. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 35, caractérisé en ce que le premier élément électromagnétique (311) du moyen de transmission de puissance électromagnétique (310) se présente pratiquement sous la forme d'un rotor cylindrique; et le second 35 élément électromagnétique (312) du moyen de transmission de puissance électromagnétique (310) se présente pratiquement sous la forme d'une carcasse cylindrique creuse; et en ce que les premier et second éléments électromagnétiques (311, 312) sont supportés avec les axes de symétrie longitudinaux des deux éléments en coïncidence mutuelle, et avec le ro- 5 tor positionné à l'intérieur de l'espace creux de la carcasse, de façon que le rotor et la carcasse puissent tourner par rapport aux axes en coïnci- dence et l'un par rapport à l'autre.
50. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 35, caractérisé en ce que le second élément électromagnétique (312) 10 du moyen de transmission de puissance électromagnétique (310) se pré- sente pratiquement sous la forme d'un rotor cylindrique; et le premier élément électromagnétique (311) du moyen de transmission de puissance électromagnétique (310) se présente pratiquement sous la forme d'une carcasse cylindrique creuse; et en ce que les premier et second éléments 15 électromagnétiques (311, 312) sont supportés avec les axes de symétrie longitudinaux des deux éléments en coïncidence mutuelle, et avec le rotor positionné à l'intérieur de l'espace creux de la carcasse, de façon que le rotor et la carcasse puissent tourner par rapport aux axes en coïnci- dence et l'un par rapport a l'autre.
51. Appareil de transmission de puissance selon l'une quelcon- que des revendications 37 a 42, caractérisé en ce que l'entrée est un ar- bre tournant (331M) qui est accouplé au premier élément électromagnéti- que pour recevoir de la puissance mécanique provenant de la source de puissance externe (381); et la sortie est un arbre tournant (332M) qui est 25 accouplé au second élément électromagnétique pour fournir de la puissance mécanique à la charge externe (382). 52. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 37 ou 38, caractérisé en ce que l'entrée est un conducteur électrique (331E) qui est connecté au premier élément électromagnétique pour re- 30 cevoir de la puissance électrique provenant de la source de puissance externe (381); et la sortie est un arbre tournant (332M) qui est accouplé au second élément électromagnétique pour fournir de la puissance méca- nique à la charge externe (382).
53. Appareil de transmission de puissance selon l'une quelcon- 35 que des revendications 37 à 42, caractérisé en ce que l'entrée est un ar- bre tournant (331M) qui est accouplé au premier élément électromagnéti- que pour recevoir de la puissance mécanique provenant de la source de puissance externe (381); et la sortie est un conducteur électrique (332E) qui est connecté au second élément électromagnétique pour fournir de la 5 puissance électrique à la charge externe (382).
54. Appareil de transmission de puissance selon la revendica- tion 37 ou 38, caractérisé en ce que l'entrée est un conducteur électrique (331E) qui est connecté au premier élément électromagnétique pour re- cevoir de la puissance électrique provenant de la source de puissance 10 externe (381); et la sortie est un conducteur électrique (332E) qui est connecté au second élément électromagnétique pour fournir de la puis- sance électrique à la charge externe (382).
55. Appareil de transmission de puissance mécanique pour transmettre de la puissance mécanique, cet appareil ayant un arbre 15 d'entrée (331M) pour recevoir de la puissance mécanique à partir d'une source de puissance externe (381), et un arbre de sortie (332M) pour fournir de la puissance mécanique à une charge externe (382), caractéri- sé en ce qu'il comprend: un moyen de transmission de puissance élec- tromagnétique (310) comprenant un induit (311) d'une machine électrique 20 à courant continu et une carcasse d'inducteur à aimants permanents (312); I'induit comprenant un ensemble d'enroulements (319) et un col- lecteur (315), et la carcasse d'inducteur à aimants permanents (312) comprenant un ensemble d'aimants permanents (316) fixés à l'intérieur de la périphérie intérieure de la carcasse, pour établir un champ magné- 25 tique, le moyen de transmission de puissance électromagnétique (310) recevant la puissance externe à une vitesse angulaire d'entrée, et l'induit et la carcasse d'inducteur à aimants permanents fonctionnant respecti- vement à une première vitesse angulaire et une seconde vitesse angu- laire, pour transmettre de la puissance par l'intermédiaire d'une interac-
30 tion électromagnétique entre les champs magnétiques qui sont respectivement établis par l'induit et par la carcasse d'inducteur à aimants permanents; et un commutateur tournant (320) comprenant une cage de ba- lais de commutateur (322) et une paire de balais de commutateur (321) supportés par la cage de balais de commutateur (322), pour magnétiser 35 I'induit; et dans lequel la cage de balais de commutateur (322) est ac-
couplée à la carcasse d'inducteur à aimants permanents (312), et les balais de la paire de balais (321) viennent en contact avec le collecteur (315) et sont entraînés pour tourner de façon à établir un premier champ magnétique tournant dans l'ensemble d'enroulements de l'induit, le pre- 5 mier champ magnétique tournant étant un champ qui tourne à une pre- mière vitesse angulaire qui est en synchronisme avec la seconde vitesse angulaire d'un second champ magnétique tournant établi par la carcasse d'inducteur à aimants permanents (312); grâce à quoi les balais de la paire de balais (321) sont entraînes pour tourner en synchronisme avec 10 la rotation du second champ magnétique, et l'interaction électromagnétique de transmission de puissance du moyen de transmission de puis- sance électromagnétique (310) fonctionnant à la vitesse angulaire syn- chronisée des premier et second champs magnétiques tournants est re- distribuée sur la sortie par le commutateur tournant (320), et la sortie 15 fournit a la charge externe (382), à une vitesse angulaire de sortie, la puissance qui provient du moyen de transmission de puissance électro- magnétique (310).
56. Appareil de transmission de puissance mécanique pour transmettre de la puissance mécanique, cet appareil ayant un arbre 20 d'entrée (331M) pour recevoir de la puissance mécanique à partir d'une source de puissance externe (381), et un arbre de sortie (332M) pour fournir de la puissance mécanique à une charge externe (382), caractéri- sé en ce qu'il comprend: un moyen de transmission de puissance élec- tromagnétique (310) comprenant un rotor (311) pouvant être magnétisé et 25 une carcasse d'inducteur à aimants permanents (312); le rotor pouvant être magnétisé comprenant l'assemblage d'enroulement d'un induit d'une machine électrique à courant continu ayant un ensemble d'enrou- lements, et la carcasse d'inducteur a aimants permanents (312) compre- nant un ensemble d'aimants permanents fixés à l'intérieur de la périphé- 30 rie intérieure de la carcasse (312) pour établir un champ magnétique; le moyen de transmission de puissance électromagnétique (310) recevant la puissance externe à une vitesse angulaire d'entrée, et le rotor pouvant être magnétisé et la carcasse d'inducteur à aimants permanents fonc- tionnant respectivement à une première vitesse angulaire et une seconde 35 vitesse angulaire, pour transmettre de la puissance par l'intermédiaire de l'interaction électromagnétique entre les champs magnétiques qui sont respectivement établis par le rotor pouvant être magnétisé et par la car- casse d'inducteur à aimants permanents; et un commutateur (320E) utili- sant des circuits électroniques de puissance à semiconducteurs, compre- 5 nant un capteur de position angulaire (327) de champ magnétique et un réseau (325) d'éléments de commutation électroniques de puissance ayant un ensemble d'éléments de commutation à semiconducteurs (3251A, ... 3251D; 3252A, ... 3252D, ...) pour magnétiser le rotor pouvant être magnétisé; dans lequel le capteur de position angulaire (327) de 10 champ magnétique est accouplé à la carcasse d'inducteur à aimants per- manents pour détecter la position angulaire du champ magnétique qui est établi, chacun des éléments de commutation à semiconducteurs du re- seau (325) d'éléments de commutation électroniques de puissance est connecté électriquement à des enroulements correspondants du rotor 15 pouvant être magnétisé, et le signal détecté représentant la position an- gulaire détectée du champ magnétique déclenche le déblocage et le blo- cage des éléments à commutation à semiconducteurs dans le réseau (325), pour établir un premier champ magnétique tournant dans l'enrou- lement du rotor pouvant être magnétisé, le premier champ magnétique 20 tournant étant un champ qui tourne à la première vitesse angulaire qui est en synchronisme avec la seconde vitesse angulaire d'un second champ magnétique tournant établi par la carcasse d'inducteur à aimants permanents; grâce à quoi l'interaction électromagnétique de transmission de puissance du moyen de transmission de puissance électromagnétique 25 (310) fonctionnant à la vitesse angulaire synchronisée des premier et se- cond champs magnétiques tournants est redistribuée sur la sortie par le commutateur électronique (320E) utilisant des circuits électroniques de puissance à semiconducteurs, et la sortie fournit à la charge externe (382), à une vitesse angulaire de sortie, la puissance provenant du 30 moyen de transmission de puissance électromagnétique (310).
57. Appareil de transmission de puissance mécanique pour transmettre de la puissance mécanique, cet appareil ayant un arbre d'entrée (331M) pour recevoir de la puissance mécanique provenant d'une source de puissance externe (381), et un arbre de sortie (332M) 35 pour fournir de la puissance mécanique à une charge externe (382), ca- ractérise en ce qu'il comprend: un moyen de transmission de puissance électromagnétique (310) comprenant un induit (311) d'une machine élec- trique à courant continu et une carcasse d'inducteur électromagnétique (312); I'induit (311) comprenant un ensemble d'enroulements (318) et un 5 collecteur (315), et la carcasse d'inducteur électromagnétique (312) com- prenant un enroulement à courant alternatif polyphasé (317) et une ma- chine électrique à courant alternatif ayant un rotor et un enroulement in-
ducteur, et un courant alternatif polyphasé qui apparaît dans l'assemblage d'enroulement connecté de l'enroulement inducteur et dans l'enroulement à courant alternatif polyphasé établissant un champ magnétique; le moyen de transmission de puissance électromagnétique (310) recevant la puissance externe à une vitesse angulaire d'entrée, et l'induit (311) et la carcasse d'inducteur électromagnétique (312) fonctionnant respectivement à une première vitesse angulaire et une seconde vitesse 15 angulaire pour transmettre de la puissance, par l'intermédiaire de l'inter- action électromagnétique entre les champs magnétiques qui sont respec- tivement établis par l'induit et par la carcasse d'inducteur électromagné-
tique; et un commutateur tournant (320) comprenant une cage de balais de commutateur (322) et une paire de balais de commutateur (321) supportés par la cage de balais de commutateur (322) pour magnétiser l'in-
duit (311); dans lequel la cage de balais de commutateur (322) est accouplée à la carcasse d'inducteur électromagnétique (312), et les balais de la paire de balais (321) viennent en contact avec le collecteur (315) et sont entraînés pour tourner de façon à établir un premier champ magné25 tique tournant dans l'ensemble d'enroulements de l'induit (311), le pre- mier champ magnétique tournant étant un champ qui tourne à une première vitesse angulaire qui est synchronisée avec la seconde vitesse angulaire d'un second champ magnétique tournant qui est établi par la carcasse d'inducteur électromagnétique; grâce à quoi les balais de la paire 30 de balais (321) sont entraînés de façon à tourner en synchronisme avec la rotation du second champ magnétique, et l'interaction électromagnétique de transmission de puissance du moyen de transmission de puis- sance électromagnétique (310) fonctionnant à la vitesse angulaire syn- chronisée des premier et second champs magnétiques tournants est re- 35 distribuée sur la sortie par le commutateur tournant (320), et la sortie fournit a la charge externe (382), à une vitesse angulaire de sortie, la puissance qui provient du moyen de transmission de puissance électro- magnétique (310).
58. Appareil de transmission de puissance mécanique pour 5 transmettre de la puissance mécanique, cet appareil ayant un arbre d'entrée (331M) pour recevoir de la puissance mécanique provenant d'une source externe (381), et un arbre de sortie (332M) pour fournir de la puissance mécanique a une charge externe (382), caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen de transmission de puissance électromagnéti- 10 que (310) comprenant un rotor pouvant être magnétisé (311) et une car- casse d'inducteur électromagnétique (312); le rotor pouvant être magné- tisé comprenant l'assemblage d'enroulement d'un induit d'une machine électrique à courant continu ayant un ensemble d'enroulements, et la carcasse d'inducteur électromagnétique comprenant un enroulement à 15 courant alternatif polyphasé et une machine électrique à courant alterna- tif ayant un rotor et un enroulement inducteur, et un courant alternatif polyphasé qui apparaît dans l'assemblage d'enroulement connecté de l'enroulement inducteur et dans l'enroulement à courant alternatif poly- phasé établissant un champ magnétique; le moyen de transmission de 20 puissance électromagnétique (310) recevant la puissance externe à une vitesse angulaire d'entrée, et le rotor pouvant être magnétisé et la car- casse d'inducteur électromagnétique fonctionnant respectivement a une première vitesse angulaire et une seconde vitesse angulaire pour trans- mettre de la puissance par l'intermédiaire de l'interaction électromagnéti- 25 que entre les champs magnétiques qui sont respectivement établis par le rotor pouvant être magnétisé et par la carcasse d'inducteur électroma- gnétique; et un commutateur (320E) utilisant des circuits électroniques de puissance a semiconducteurs, comprenant un capteur de position angu- laire (327) de champ magnétique et un réseau (325) d'éléments de com- 30 mutation électroniques de puissance ayant un ensemble d'éléments de commutation à semiconducteurs (3251A ... 3251D; 3252A, ... 3252D, ...) pour magnétiser le rotor pouvant être magnétisé; dans lequel le capteur de position angulaire (327) de champ magnétique est accouplé à la car- casse d'inducteur électromagnétique pour détecter la position angulaire 35 du champ magnétique qui est établi, chacun des éléments de commuta- tion a semiconducteurs du réseau (325) d'éléments de commutation élec- troniques de puissance est connecté électriquement à des enroulements correspondants du rotor pouvant être magnétisé, et le signal détecté re- présentant la position angulaire détectée du champ magnétique déclen- 5 che le déblocage et le blocage des éléments de commutation à semicon- ducteurs dans le réseau (325), pour établir un premier champ magnétique tournant dans l'enroulement du rotor pouvant être magnétisé, le premier champ magnétique tournant étant un champ qui tourne à la première vi- tesse angulaire qui est synchronisée avec la seconde vitesse angulaire 10 d'un second champ magnétique tournant établi par la carcasse d'induc- teur électromagnétique; grâce à quoi l'interaction électromagnétique de transmission de puissance du moyen de transmission de puissance électromagnétique (310) fonctionnant à la vitesse angulaire synchronisée des premier et second champs magnétiques tournants est redistribuée sur la 15 sortie par le commutateur (320E) utilisant des circuits électroniques de puissance à semiconducteurs, et la sortie fournit à la charge externe (382), à une vitesse angulaire de sortie, la puissance qui provient du moyen de transmission de puissance électromagnétique (310).
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