WO2005041391A2 - Transmission electrique de puissance mecanique destinee notamment a une transmission de vehicule automobile - Google Patents

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Armando Fonseca
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    • H02K51/00—Dynamo-electric gears, i.e. dynamo-electric means for transmitting mechanical power from a driving shaft to a driven shaft and comprising structurally interrelated motor and generator parts
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Definitions

  • the present invention relates to an electrical transmission of mechanical power intended in particular for a motor vehicle transmission.
  • the transmission of mechanical power between a source of motive movement and the element to be driven very often requires an adaptation of speed according to the operating regimes. This is particularly the case on motor vehicles where the internal combustion engine must be able to drive the wheels from a standstill to their maximum speed: the transmission then usually includes a coupling device allowing an at least temporary slip (clutch at friction, electromagnetic powder clutch, hydraulic torque converter) associated with a mechanical gear ratio with variable ratio (gearbox with discrete ratios, mechanical device with continuously variable ratio). This requirement to adapt speed is also found in the training of certain accessories.
  • the electrical transmission in particular for a motor vehicle, comprising two electrical machines, the shaft of one of the electrical machines being connected to a source of motive energy, this machine converting mechanical energy into electrical energy, the other electrical machine converting electrical energy into mechanical energy, its shaft being connected to the element to be driven, the rotors of the two machines being arranged concentrically or axially with respect to each other, these two rotors cooperating with stators, the windings of which are arranged inside the space defined by the two rotors, is characterized in that the said windings comprise several annular windings juxtaposed in said space, these windings being supplied by alternating currents out of phase with each other.
  • the arrangements according to the invention provide compactness gains linked to the high integration as well as efficiency gains which arise in particular from a reduction in Joule losses linked to the favorable arrangement of windings and, in the case of compound current control, the pooling of these as well as a reduction of losses in power electronics.
  • the present invention provides for the arrangement of several annular windings juxtaposed in the space between two rotors. This arrangement makes it possible to supply the windings with alternating currents out of phase with each other.
  • This transmission can also be used as a double traction motor with two independent drive shafts and electrically ensuring the "differential" function.
  • one of the rotors is mounted in rotation on the shaft of the other rotor and drives in rotation a shaft offset axially from the shaft of the first rotor;
  • the stator windings are arranged in the annular space between the two rotors and comprise a first annular layer of windings cooperating with one of the rotors, surrounding a second annular layer of windings cooperating with the other rotor, the two annular layers of windings being mechanically linked to each other;
  • each winding is disposed in a ferromagnetic material core laterally covered on each side by a ferromagnetic material flange comprising, opposite the rotor, claws engaged between the claws of the flange situated on the other side of the core;
  • each winding is arranged in a core of ferromagnetic material laterally covered on each side by a flange of ferromagnetic material having teeth facing the rotor facing the rotor;
  • each rotor has on its periphery a series of ferromagnetic studs extending opposite the stator windings;
  • the annular space between the two rotors may comprise a single series of juxtaposed windings;
  • the peripheral surfaces of the two rotors are adjacent to each other and the annular windings of the stator are located opposite the internal surface of the rotor which is located inside the other rotor;
  • the transmission can comprise a stator constituted by several juxtaposed wafers each comprising an annular winding and bearing on their periphery ferromagnetic claws engaged between the claws of the periphery of the adjacent wafer, an intermediate rotor forming an asynchronous cage comprising conductive bars parallel to the axis of the rotor and a series of ferromagnetic studs located between the bars, this intermediate rotor being surrounded by an external rotor comprising conductive bars consisting of segments parallel to the axis of the rotor and offset
  • FIG. 1 is a block diagram of an electric transmission, the two machines have annular armatures integrated in adjacent spaces
  • FIG. 1A is a diagram similar to FIG. 1 showing an axial arrangement of the two machines
  • FIG. 2A is an exploded view of an arrangement of magnetic claw circuit around d '' a centralized annular winding
  • FIG. 2B is a sectional view along a plane passing through the longitudinal axis of a magnetic claw circuit with a centralized annular winding
  • a rotor with surface magnets is shown to aid understanding
  • - Figure 2C is a quarter section along the direction AA in Figure 2B.
  • Figure 3 is a view of a magnetic circuit arrangement with centralized annular winding in a variable reluctance configuration with transverse looping of the flux to the rotor
  • Figure 4 is an arrangement according to the invention with pooling of the windings of the two armatures
  • Figure 4a is the electronic diagram of an inverter
  • Figure 5 is an exploded view of a coil according to the arrangement of Figure 4 with its double system of claws
  • Figure 6 is an equivalent diagram of the magnetic circuit an example of an embodiment with compound currents and through flow
  • FIG. 7 is an equivalent globalized diagram of FIG. 6
  • FIG. 8 shows examples of arrangements with compound currents allowing the cancellation of the pulsing couples
  • FIG. 9 shows an example of adaptation to the invention of an " asynchronous cage illustrated in perspective on the internal rotor; a non-magnetic space is provided between the magnetic circuits associated with each wafer
  • FIG. 10 shows another example of adaptation to the invention of an asynchronous cage: the perspective view this time shows only one half of the external rotor; the busbars have segments offset angularly to achieve the desired phase shift
  • FIG. 11 is a block diagram of an arrangement according to the invention with intermediate flow-through rotor and compound current control
  • FIG. 12 is an exploded view according to the principle of Figure 11 of an intermediate rotor arrangement with flow through and compound current control in an asynchronous cage configuration.
  • FIG. 1 represents an electrical transmission, comprising an input shaft 1 connected to the motor, integral with a disc 2 carrying a magnetic element 3 of cylindrical shape centered on the axis XX 'of the shaft 1.
  • a second disc 4 adjacent to the first disc 2.
  • This second disc 4 carries a magnetic element 5 of cylindrical shape, annularly surrounding the first magnetic element 3.
  • a first series of three annular coils 6 adjacent to the first element 3 and surrounded by a second series of three annular coils 7 adjacent to the second element 5.
  • the annular coils 6 and 7 are integral with a fixed part 8.
  • the coils 6 are connected to electronics 9.
  • the coils 7 are connected to electronics 10.
  • the electronics 9 and 10 are powered by a battery 11. P ar moreover, the disc 4 is connected by pinions 12, 13 to an output shaft 14 extending parallel to the input shaft 1.
  • the armatures of the two electric machines have, on the stator, magnetic circuits organized around annular coils and united in adjacent spaces as shown in section in the block diagram of Figure 1.
  • FIG. 1 there is shown in section three annular coils and their magnetic circuits placed side by side and centered on the common axis of revolution X-X '.
  • the air gaps associated respectively with the armatures are cylindrical, that is to say crossed radially by the magnetic fluxes. Transposition with axial flow of the invention is however possible, as shown in the example of FIG.
  • the magnetic coupling to its air gap of one of these windings can be achieved by a double system of claws as shown in exploded view in FIG. 2A.
  • the multipolar flux collected at the air gap is thus globalized in the core (or yoke) on which the third winding is wound.
  • FIG. 2B gives a schematic sectional view along a plane passing through the longitudinal axis; to facilitate understanding, the circulation of the flow in the stator is shown there, and an example of a rotor made up of a yoke taking the form of a ferromagnetic ring carrying radially magnetized surface magnets has been placed opposite this stator. and with alternating polarities.
  • FIG. 2C completes this representation by a quarter-section view AA of FIG. 2B along the longitudinal axis.
  • the reference 7 designates an annular winding.
  • the reference 14a designates the ferromagnetic core or yoke of the winding 7.
  • the reference 5 designates the rotor, shown here with surface magnets with a ferromagnetic flux looping yoke.
  • the references 15 and 16 designate the double system of claws.
  • the reference 17 shows the line of circulation of the magnetic flux between the rotor 5, the first claws 15, the core 14a of the winding- 7 and the second claws 16. It is understood that, by adapting the proportions given in these figures , and in particular by increasing the central bore in the core, one can thus constitute one of the magnetic circuits represented opposite the air gap 2 (external) in FIG. 1.
  • this second assembly can be housed inside the central bore of the first, with an identical longitudinal thickness.
  • “Wafer” will denote the assembly thus formed along an axial section of the machine and comprising for each armature an annular winding and the circuit associated magnetic, as well as the two rotor parts facing each other.
  • Figure 1 therefore represents a machine consisting of three wafers.
  • the active parts of the rotors can be produced in very many ways according to the usual principles of construction of electric machines: arrangements with surface magnets, inserted magnets, buried magnets, asynchronous cage, synchronous reluctant saliency, or combinations of these principles.
  • the magnetic circuits as well to the stators as to the rotors, are traversed by alternating fluxes: to avoid the development of eddy currents within them, it is advisable to choose ferromagnetic materials electrically resistive.
  • the traditional solution of "laminating" by juxtaposition of magnetic sheets isolated between them may be suitable in the portions of the magnetic circuit where the field lines remain substantially in the same plane; on the stator, however, the three-dimensional nature of the flow circulation invites the use of magnetic composite materials ("iron powders", Soft Magnetic Composites ”) such as those offered for example by the companies Hoganas in Sweden or Quebec Metal Powder in Canada.
  • the pieces made of "iron powder” can be divided into smaller elements which are assembled.
  • the good tolerances obtained in the forming of SMC parts generally avoids the need for resumption of machining. In arrangements comprising magnets, these must also be electrically resistive or else fragmented into isolated elements.
  • each machine is based on the polyphase construction of the forces: at a given air gap i, the active parts of the stator and of the opposite rotor are successively offset by an angle of 2 ⁇ / n / pj in value relative, if we denote by i the number of pairs of poles on this air gap, that is to say the number of pairs of claws, and by n the number of phases.
  • i the number of pairs of poles on this air gap
  • n the number of phases.
  • the relative angular offset between wafers can be obtained partially or completely both by playing on the successive angular position of the claw systems and on that of the active parts of the rotor.
  • the number of wafers must be a multiple of the number of phases; in the representation of Figure 1 for example, each wafer corresponds to a phase: the system is three phase.
  • the coupling of a winding to its air gap is obtained by a homopolar arrangement with variable reluctance with transverse looping of the flux to the rotor. This arrangement is illustrated in principle in Figure 3.
  • the winding remains annular, but the coupling to the air gap is no longer by claws but by a double toothing.
  • the teeth of each set of teeth are identical and opposite.
  • the rotor carries a number of ferromagnetic studs corresponding to these pairs of teeth.
  • NB to simplify the illustration, a single stud of this type appears in Figure 3.
  • the studs allow a transverse magnetic connection between them: the maximum permeance associated with the winding is maximum; when, on the contrary, they are opposite the notches, the permeance is minimal.
  • the reference 7 designates an annular winding.
  • the reference 14a designates the ferromagnetic core or yoke of the winding 7.
  • the reference 5 designates the rotor, constituted in this example by rotating ferromagnetic studs.
  • the reference 18 designates two serrated ferromagnetic plates arranged on either side of the coil 7,
  • the reference 19 designates the circulation of the magnetic flux between the rotor 5, the first plate 18, the yoke 14a and the second plate 18.
  • the magnetic studs can be made of sheets or iron powders. Their assembly has not been shown: they can be linked together in an overmolded material that is electrically resistant and which will provide the mechanical connection to the rotor. As indicated above and generally for the arrangements according to the invention, it is necessary to take into account the magnetic couplings parasitized by the leaks between neighboring wafers.
  • a first way of limiting this coupling consists in providing a non-magnetic space between the successive stators of the neighboring wafers. This space can for example be used to introduce a cooling circuit.
  • Another means which may be more suitable for obtaining good axial compactness, consists in introducing this non-magnetic space between the successive magnetic parts of the rotors, at the borders between wafers.
  • Figure 5 provides an exploded view indicative of a coil 7 and the double system of claws 15, 15a; 16, 16a associated therewith; the assembly is positioned opposite the two rotors 3, 5.
  • the rotors 3, 5 have been shown schematically with surface magnets on the two air gaps; each of these groups of magnets is arranged on a ferromagnetic ring (respectively internal and external) which ensures the closure of the flow.
  • the successive arrangement of the pancakes comprises an angular phase shift of 2 ⁇ / (nl.pl); this phase shift can be obtained either by playing on the angular setting of the group of magnets associated with this wafer at the air gap 1, or at the level of the group of corresponding claws of the rotor of the power source.
  • the system is electrically with neither phases.
  • the successive arrangement of the pancakes comprises an angular phase shift of 2 ⁇ / (n2.p2); this phase shift can be obtained either by playing on the angular setting of the group of magnets associated with this wafer at the gap 2, or at the group of corresponding fixed claws.
  • the system is electrically with n2 phases.
  • l is the relative angular position of the rotor associated with the air gap 1.
  • a2 is the angular position of the rotor associated with the air gap 2.
  • a single inverter replaces the two inverters previously required for separate armature arrangements like that in Figure 1. This single inverter has a number of arms corresponding to a common multiple of ni and n2 preferably the smallest common multiple .
  • This number of arms corresponds to the number of wafers, unless each polyphase system has several groups of identical phases: in this case, the windings of the same setting can be connected in parallel or in series.
  • the inverter can thus generate in each of the kl groups of wafers with ni phases a polyphase current system of pulsation ⁇ l; within a group, each current is successively phase-shifted by 2 ⁇ / nl and the sum of the currents is zero.
  • the inverter can also generate in each of the k2 groups of wafers with n2 phases a polyphase current system of pulsation ⁇ 2; within a group, each current is successively phase shifted by 2 ⁇ / n2 and the sum of the currents is zero.
  • the summation of the instructions makes it possible to obtain a superposition of the 2 polyphase systems, and a wafer i will be traversed by currents giving it a magnetic potential:
  • ⁇ bf ⁇ hl .sm (p .a ⁇ + ⁇ l . ⁇ ) + ⁇ b2 .sm (p 2. 2 + ⁇ 2 -0 "1" 2 either again, replacing ni and n2 by their value in function of n: where ⁇ bl and ⁇ b2, ⁇ l and ⁇ 2 are amplitudes and phasagcs adjustable by electronic control.
  • Figure 6 gives an equivalent diagram of the magnetic circuit thus defined on a wafer. Ferromagnetic parts have been idealized as conductors flow perfects (infinite permeances). The magnetic circuit is also considered to be linear.
  • the permeances represented in gray form symbolize the escape routes; (leaks between prongs, leaks distributed over the winding). This diagram is globalized in FIG. 7.
  • the magnetic coupling of the magnets with the claws is described by a set of permeances ⁇ + 1 or 2 and ⁇ -1 or 2 variable with the position and which integrate the air permeance and the permeance. internal magnet. We will admit that we can account for these variations by:
  • ⁇ ala2 A ala2ma ⁇ - ⁇ s (Pl- a l .k 1 .l) .COS (p 2 .a 2. * 2- nn with, when the permeances of leakage can be overlooked:
  • the question of the demagnetization limit does not arise in asynchronous or reluctance realizations; the elongation of the magnetic path resulting from the series of air gaps affects only the magnetizing components provided by the winding. - in return, significant reductions in Joule losses are possible; this is an important point to improve the efficiency and the thermal: in fact: with similar geometry, the magnetic potentials ⁇ bl and ⁇ b2 required to produce the torques are substantially preserved. Or.
  • FIG. 9 gives an example of adaptation of an asynchronous cage on the air gap 1.
  • the reference 21 designates the magnetic yoke of the cage, the reference 22, the surfaces of the ferromagnetic circuit, the reference 23 of the short-circuit rings at the ends of the cage, the reference 24 of the conducting bars and the reference 25 of the non-magnetic spaces. It is assumed here that the required phase shift between successive wafers is obtained by an angular offset at the level of the consecutive claw systems.
  • the conductive bars arranged at regular intervals at the periphery of the rotor are thus substantially rectilinear and parallel to the longitudinal axis.
  • NB depending on the shape of the claws and the space between them, it may or may not be desirable to give these bars an inclination relative to their reference direction, as is often done in the usual asynchronous machines for smoothing the powerful phenomena associated with the notching of the stator).
  • the ends of the bars are electrically connected to each other on each side of the rotor by a conductive ring, according to the usual principle of asynchronous cages.
  • a first feature relating to the electrical insulation of the busbars is however to be noted for this cage.
  • each of the segments of a bar which is in the air gap of a wafer is the seat of two electromotive force components associated respectively with the two systems of compound currents; the assembly operates on the summation of these fm on all of the pancakes; thus for example, the parasitic polyphase component intended for the other rotor leads to zero summation on all the segments of each bar. If intermediate currents in the looping through the end rings can develop, they will cause losses. For this reason, the bars must be isolated from each other along their length here.
  • FIG. 10 gives another alternative embodiment of an asynchronous cage adapted to the invention. It is presented as an example on the external part of the rotor which is shown in section. We find the general principle which has just been described with bars 24a electrically insulated along their length and electrically connected at their ends by short-circuit rings 23. We also find the non-magnetic spaces 25 between wafers intended for decoupling. The peculiarity comes from the fact that the conductive bars 24a appear to consist of a set of segments delimited by the borders between successive wafers; these segments are each essentially straight and parallel to the longitudinal axis, but comprise between them a successive angular offset which can contribute partially or completely to ensuring the required phase shift between wafers at this gap.
  • connection which in principle take the form of arcs of a circle in the plane perpendicular to the longitudinal axis. These connections can be used as wedges in non-magnetic spaces.
  • the bar segments can have an inclination relative to their reference position, and the principle aliasing between the segments can be greatly reduced, or even masked.
  • This embodiment where the phase shift is carried out with the rotor allows free choice of the relative angular positioning between wafers of the claw systems, for example on criteria of minimizing the leakage permeances between wafers. In terms of phase shift, it is also possible to play on the order of the pancakes.
  • Asynchronous cages can be produced by various methods: copper conductive bars can for example be attached and welded in situ to their end rings. It is also possible to immediately make a complete cage, for example made of cast aluminum, to which the elements of sectored magnetic circuits are brought. It is also possible, in the case of using iron powders, to consider pressing the magnetic material on the cage. The mechanical strength of these assemblies can be obtained by bonding, overmolding, shrinking solutions, etc.
  • This arrangement is illustrated in principle in Figure 11. As before, it consists of a polyphase set of n wafers, with annular coils 6 installed in a fixed magnetic circuit and two independent rotors 3, 5.
  • each wafer receives only a single winding supplied according to the principle of compound currents; a double polyphase system with ni and n2 phases is thus obtained on all of the windings.
  • this stator no longer leads directly to a single air gap instead of two: it is now closed by a cylinder head and only a system of claws remains.
  • the active parts of the two rotors are arranged concentrically opposite these claws.
  • the intermediate rotor that is to say the one directly opposite the stator, is through flow: this means that, to a large extent, the magnetic flux for coupling to the stator passes right through it radially, so that it interacts with the second rotor.
  • FIG. 11 represents an intermediate rotor linked to the power source, the other being linked to the movement output; a reverse choice is possible.
  • the rotors are external to the stator, but could be internal to it.
  • the angular phase shifts adapted to compound current control are operated: thus, the relative setting of the active parts of the rotor 3 and of the stator claw system will be 2 ⁇ ( ⁇ .nl), if p is the number pairs of claws and neither the number of phases of the system associated with rotor 3; similarly, the timing relative of the active parts of the rotor 5 and of the stator claw system will be 2 ⁇ / ( ⁇ .n2), n2 now being the number of phases of the system associated with the rotor 5.
  • stator-rotor 3 and stator-rotor 5 interaction pairs independently by the compound current control: the first current system with neither phases is set to the angular position electric and therefore the electric pulsation of the rotor 3: its amplitude and its phase allow the adjustment of the associated torque level.
  • the second current system with n2 phases is set to the electrical angular position and therefore the electrical pulsation of the rotor 5; its amplitude and phase allow the adjustment of the associated torque level.
  • ni and n2 for example among those in the figure
  • FIG. 12 provides an illustration with asynchronous cage rotors.
  • the pulsations of each current system correspond to p. ⁇ l. (l-gl) and p, ⁇ 2. (L + g2) respectively, gl and g2 being the slip required to establish the desired couples, as it is known in the control of asynchronous machines.
  • the reference 31 designates an intermediate rotor with flow through and with an asynchronous cage. Its conductive bars 24 extending parallel to the axis of the rotor. The structure of this intermediate rotor is identical to that shown in FIG. 9.
  • the reference 32 designates the external rotor with an asynchronous cage.
  • the structure of the rotor 32 is identical to that shown in FIG. 10.
  • NB depending on the shape of the claws and the space between them, it may or may not be desirable to give these bars an inclination relative to their reference direction, as is often done in the usual asynchronous machines for smoothing the powerful phenomena associated with the notching of the stator.
  • the ends of the bars are electrically connected to each other on each side of the rotor by a conductive ring, according to the usual principle of asynchronous cages.
  • Electrical continuity between the segments of a bar is ensured at the borders between wafers by connections which in principle take the form of arcs of a circle in the plane perpendicular to the longitudinal axis.
  • the bar segments may have an inclination relative to their reference position, and the aliasing in principle between the segments may be greatly reduced, or even masked.
  • the ends of the bars are electrically connected to each other on each side of the rotor by a conductive ring, according to the usual principle of asynchronous cages.
  • the polyphase stators of the two electric machines comprise annular windings and are integrated in adjacent spaces; the distribution of the alternating flow in the air gap takes place by claw systems or zero sequence teeth.
  • the rotors can be of different types (with magnets, asynchronous, etc.), and in particular with variable reluctance with double salience with transverse looping of the flux to the rotor.
  • the annular windings of the two stators are pooled and supplied by a compound current control with a single inverter. The arrangement can then be with an intermediate stator with "traversing flux” or else with an intermediate rotor with "traversing flux”.

Abstract

Transmission électrique, notamment pour véhicule automobile, comprenant deux machines électriques, l'arbre (1) de l'une des machines électriques étant relié à une source d'énergie motrice, cette machine convertissant l'énergie mécanique en énergie électrique, l'autre machine électrique convertissant l'énergie électrique en<,> énergie mécanique, son arbre (14) étant relié à l'élément à entraîner, les rotors (3, 5) des deux machines étant disposés concentriquement ou axialement l'un par rapport à l'autre, ces deux rotors (3, 5) coopérant avec des stators dont les bobinages (6, 7) sont disposés à l'intérieur de l'espace défini par les deux rotors (3, 5), caractérisé en cc que lesdits bobinages comprennent plusieurs bobinages annulaires (6, 7) juxtaposés dans ledit espace, ces bobinages étant alimentés par des courants alternatifs déphasés les uns par rapport aux autres.

Description

TRANSMISSION ÉLECTRIQUE DE PUISSANCE MÉCANIQUE DESTINÉE NOTAMMENT Λ UN TRANSMISSION DE VEH 'UI E AUTOMOBILE
La présente invention concerne une transmission électrique de puissance mécanique destinée notamment à une transmission de véhicule automobile. La transmission de puissance mécanique entre une source de mouvement motrice et l'élément à entraîner nécessite très souvent une adaptation de vitesse en fonction des régimes de fonctionnement. C'est notamment le cas sur les véhicules automobiles où la motorisation à combustion interne doit pouvoir entraîner les roues depuis l'arrêt jusqu'à leur vitesse maximale : la transmission comporte alors usuellement un dispositif de couplage autorisant un glissement au moins temporaire (embrayage à friction, embrayage électromagnétique à poudre, convertisseur de couple hydraulique) associé à une démultiplication mécanique de mouvement à rapport variable (boîte de vitesse à rapports discrets, dispositif mécanique à rapport continûment variable). Cette exigence d'adaptation de vitesse se retrouve également dans l'entraînement de certains accessoires. Pour assurer cette adaptation, en alternative aux dispositions mécaniques, on peut exploiter des solutions à transmission électrique de puissance : dans un premier temps, la puissance mécanique motrice est transformée en puissance électrique par une machine électrique génératrice, puis elle est à nouveau convertie sous forme mécanique par un moteur électrique. Les commandes électroniques de la génératrice et du moteur permettent alors un découplage total en vitesse. Il est à noter qu'un tel variateur électrique continu ne transmet pas obligatoirement toute la puissance mécanique à transmettre : il peut être utilisé pour apporter la souplesse nécessaire à des dispositifs mécaniques de transmission comme c'est par exemple le cas dans le système de transmission multimode décrit dans la demande de brevet FR-2 823 281. On notera également qu'il est possible d'adjoindre à cette transmission électrique un dispositif de stockage électrique (accumulateur, etc.) qui ouvre des opportunités additionnelles de gestion des flux d'énergie. Dans le cas d'une transmission de véhicule automobile par exemple, cette gestion permet notamment des économies de consommation de carburant ou des gains de performances , par exemple : récupération au freinage, plus grande latitude de choix des points de fonctionnement de la source motrice selon des critères de rendement, apports transitoires de puissances d'appoint, démarrage du moteur thermique. La machine électrique motrice permet aussi dans ce cas de maintenir un entraînement dans les phases où la source motrice mécanique n'est pas disponible. La transmission électrique comporte cependant en contre partie quelques inconvénients qui en limitent les applications pratiques, et notamment : - l'encombrement et la masse des machines électriques et de la mécanique d'intégration associée, le rendement, qui résulte du produit des rendements dans la double conversion d'énergie en cascade. Le document US-6373160 décrit une machine électrique pouvant servir à transmettre une puissance mécanique entre deux arbres. Le stator présente dans l'entrefer compris entre les deux rotors un seul bobinage extérieur et un seul bobinage intérieur.
Le but de la présente invention est d'apporter des progrès sensibles sur les points ci-dessus, grâce à des dispositions qui permettent une forte intégration des machines ainsi qu'une réduction importante à la fois des pertes Joule et des pertes dans l'électronique. Suivant l'invention, la transmission électrique, notamment pour véhicule automobile, comprenant deux machines électriques, l'arbre de l'une des machines électriques étant relié à une source d'énergie motrice, cette machine convertissant l'énergie mécanique en énergie électrique, l'autre machine électrique convertissant l'énergie électrique en énergie mécanique, son arbre étant relié à l'élément à entraîner, les rotors des deux machines étant disposés concentriquement ou axialement l'un par rapport à l'autre, ces deux rotors coopérant avec des stators dont les bobinages sont disposés à l'intérieur de l'espace défini par les deux rotors , est caractérisé en ce que lesdits bobinages comprennent plusieurs bobinages annulaires juxtaposés dans ledit espace, ces bobinages étant alimentés par des courants alternatifs déphasés les uns par rapport aux autres. Par rapport à une transmission électrique à deux machines séparées, les dispositions selon l'invention apportent des gains de compacité liés à la forte intégration ainsi que des gains de rendement qui proviennent notamment d'une diminution des pertes Joule liée à l'agencement favorable des bobinages et, dans le cas de la commande à courants composés, à la mise en commun de ces derniers ainsi qu'à une réduction des pertes dans l'électronique de puissance. La présente invention prévoit la disposition de plusieurs bobinages annulaires juxtaposés dans l'espace compris entre deux rotors. Cette disposition permet d'alimenter les bobinages par des courants alternatifs déphasés les uns par rapport aux autres. Cette transmission peut aussi être utilisée comme moteur de traction double à deux arbres d'entraînement indépendants et assurant de manière électrique la fonction « différentiel ». Selon d'autres particularités de la transmission électrique selon l'invention : l'un des rotors est monté en rotation sur l'arbre de l'autre rotor et entraîne en rotation un arbre décalé axialement de l'arbre du premier rotor; les bobinages statoriques sont disposés dans l'espace annulaire compris entre les deux rotors et comprennent une première couche annulaire de bobinages coopérant avec l'un des rotors, entourant une seconde couche annulaire de bobinages coopérant avec l'autre rotor, les deux couches annulaires de bobinages étant liées mécaniquement l'une à l'autre; chaque bobinage est disposé dans un noyau en matière ferromagnétique recouvert latéralement de chaque côté par un fiasque en matière ferromagnétique comportant en regard du rotor des griffes engagées entre les griffes du flasque situé sur l'autre côté du noyau; en variante, chaque bobinage est disposé dans un noyau en matière ferromagnétique recouvert latéralement de chaque côté par un flasque en matière ferromagnétique comportant en regard du rotor des dents dirigées vers le rotor; chaque rotor peut comporter à sa périphérie une culasse cylindrique en matière ferromagnétique portant sur sa face interne dirigée vers les bobinages statoriques, une série d'aimants. en variante, chaque rotor comporte sur sa périphérie une série de plots ferromagnétiques s'étendant en regard des bobinages statoriques; l'espace annulaire compris entre les deux rotors peut comporter une seule série de bobinages juxtaposés; selon une variante, les surfaces périphériques des deux rotors sont adjacentes l'une à l'autre et les bobinages annulaires du stator sont situés en regard de la surface interne du rotor qui est situé à l'intérieur de l'autre rotor; la transmission peut comprendre un stator constitué par plusieurs galettes juxtaposées comportant chacune un bobinage annulaire et portant sur leur périphérie des griffes ferromagnétiques engagées entre les griffes de la périphérie de la galette voisine, un rotor intermédiaire formant une cage asynchrone comportant des barres conductrices parallèles à l'axe du rotor et une série de plots ferromagnétiques située entre les barres, ce rotor intermédiaire étant entouré par un rotor extérieur comportant des barres conductrices constituées de segments parallèles à l'axe du rotor et décalés angulairement les uns par rapport aux autres et une série de plots ferromagnétiques située entre les barres.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à titre exemplaire à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est un schéma de principe d'une transmission électrique dont les deux machines ont des induits annulaires intégrés dans des espaces adjacents, la figure 1A est un schéma analogue à la figure 1 montrant une disposition axiale des deux machines, la figure 2A est une vue éclatée d'une disposition de circuit magnétique à griffes autour d'un bobinage annulaire centralisé, la figure 2B est une vue en coupe selon un plan passant par Taxe longitudinal d'un circuit magnétique à griffes avec bobinage annulaire centralisé ; un rotor à aimants de surface est représenté pour aider à la compréhension, - la figure 2C est un quart de coupe selon la direction AA de la figure 2B. la figure 3 est une vue d'une disposition de circuit magnétique avec bobinage annulaire centralisé dans une configuration à réluctance variable avec bouclage transverse du flux au rotor, la figure 4 est une disposition selon l'invention avec mise en commun des bobinages des deux induits, la figure 4a est le schéma électronique d'un onduleur, la figure 5 est une vue éclatée d'un bobinage selon la disposition de la figure 4 avec son double système de griffes, la figure 6 est un schéma équivalent du circuit magnétique d'un exemple de réalisation à courants composés et flux traversant, la figure 7 est un schéma équivalent globalisé de la figure 6, la figure 8 montre des exemples de dispositions à courants composés permettant l'annulation des couples puisants, la figure 9 montre un exemple d'adaptation à l'invention d'une" cage asynchrone illustrée en perspective sur le rotor interne ; un espace non magnétique est ménagé entre les circuits magnétiques associés à chaque galette, la figure 10 montre un autre exemple d'adaptation à l'invention d'une cage asynchrone : la vue en perspective ne montre cette fois qu'une moitié de rotor externe ; les barres conductrices comportent des segments décalés angulairement pour réaliser le déphasage souhaité, la figure 11 est un schéma de principe d'une disposition selon l'invention avec rotor intermédiaire à flux traversant et commande à courants composés, - la figure 12 est une vue éclatée selon le principe de la figure 11 d'une disposition à rotor intermédiaire à flux traversant et commande à courants composés dans une configuration à cages asynchrones. La figure 1 représente une transmission électrique, comportant un arbre d'entrée 1 relié au moteur, solidaire d'un disque 2 portant un élément magnétique 3 de forme cylindrique centré sur l'axe X-X' de l'arbre 1. Autour de l'arbre 1 est monté en rotation libre par rapport à cet arbre, un second disque 4 adjacent au premier disque 2. Ce second disque 4 porte un élément magnétique 5 de forme cylindrique, entourant annulairement le premier élément magnétique 3. Dans l'espace annulaire compris entre les deux éléments magnétiques 3 et 5 sont disposés une première série de trois bobinages annulaires 6 adjacents au premier élément 3 et entourés par une seconde série de trois bobinages annulaires 7 adjacents au second élément 5. Les bobinages annulaires 6 et 7 sont solidaires d'une partie fixe 8. Les bobinages 6 sont reliés à une électronique 9. Les bobinages 7 sont reliés à une électronique 10. Les électroniques 9 et 10 sont alimentées par une batterie 11. Par ailleurs, le disque 4 est relié par des pignons 12, 13 à un arbre de sortie 14 s'étendant parallèlement à l'arbre d'entrée 1. Selon l'invention, les induits des deux machines électriques ont, au stator, des circuits magnétiques organisés autour de bobinages annulaires et réunis dans des espaces adjacents comme l'indique en coupe le schéma de principe de la figure 1. Sur cette figure 1, on représente en coupe trois bobinages annulaires et leurs circuits magnétiques placés côte à côte et centrés sur l'axe de révolution commun X-X'. Comme cela apparaît sur la figure 1, les entrefers associés respectivement aux induits sont cylindriques, c'est-à-dire traversés de manière radiale par les flux magnétiques. Une transposition avec flux axial de l'invention est cependant possible, comme le montre l'exemple de la figure 1A : on y retrouve les deux machines avec leurs stators adjacents à bobinages annulaires 6, 7, mais leurs circuits magnétiques s'ouvrent sur des entrefers plans ; les rotors, positionnés de part et d'autre de l'ensemble statorique, prennent des formes de disques 2, 4 ; les paliers permettent les mouvements de rotation déjà décrits, et maintiennent de plus axialement les pièces tournantes contre les efforts d'attraction électromagnétiques générés dans les entrefers. Selon un premier mode de réalisation, le couplage magnétique à son entrefer d'un de ces bobinages peut être réalisé par un double système de griffes comme cela est représenté en vue éclatée sur la figure 2A. Le flux multipolaire collecté au niveau de l'entrefer est ainsi globalisé dans le noyau (ou culasse) sur lequel est enroulé 3e bobinage. La figure 2B donne une vue schématique en coupe selon un plan passant par l'axe longitudinal ; pour faciliter la compréhension on y a représenté la circulation du flux dans le stator et on a disposé en regard de ce stator un exemple de rotor constitué d'une culasse prenant la forme d'un anneau ferromagnétique portant des aimants de surface magnétisés de manière radiale et avec des polarités alternées. La figure 2C complète cette représentation par une vue en quart de coupe AA de la figure 2B selon l'axe longitudinal. Sur ces figures 2A, 2B, 2C, la référence 7 désigne un bobinage annulaire. La référence 14a désigne le noyau ou culasse ferromagnétique du bobinage 7. La référence 5 désigne le rotor, représenté ici avec des aimants de surface avec une culasse ferromagnétique de bouclage de flux. Les références 15 et 16 désignent le double système de griffes. Sur la figure 2B la référence 17 montre la ligne de circulation du flux magnétique entre le rotor 5, les premières griffes 15, le noyau 14a du bobinage- 7 et les secondes griffes 16. On comprend que, en adaptant les proportions données sur ces figures, et notamment en augmentant l'alésage central dans te noyau, on peut ainsi constituer de la sorte un des circuits magnétiques représenté en regard de l'entrefer 2 (externe) sur la figure 1. De la même façon, en inversant la disposition radiale relative du rotor et du stator, on peut réaliser un des circuits magnétiques représenté en regard de l'entrefer 1 (entre le rotor 3 et les bobinages ) sur la figure 1 : les systèmes de griffes assurent alors un couplage avec un entrefer intérieur. Les proportions ayant été adaptées, ce deuxième ensemble peut être logé à l'intérieur de l'alésage central du premier, avec une épaisseur longitudinale identique. On désignera par « galette » l'ensemble ainsi formé selon une tranche axiale de la machine et comportant pour chaque induit un bobinage annulaire et le circuit magnétique associé, ainsi que les deux parties de rotor en vis à vis. La figure 1 représente donc une machine constituée de trois galettes. Les parties actives des rotors peuvent être réalisées de très nombreuses façons selon les principes usuels de construction des machines électriques : dispositions à aimants de surface, aimants insérés, aimants enterrés, cage asynchrone, saillance réluctantc synchrone, ou encore combinaisons de ces principes. Deux particularités seront cependant à noter : l'une est relative à un espacement non magnétique qu'il peut être utile de ménager entre les parties de circuits magnétiques rotor de chaque galettes successives pour éviter un couplage indésirable entre galettes voisines ; l'autre concerne les précautions à prendre dans les dispositions asynchrones pour éviter les cheminements de courants intermédiaires entre les anneaux de court- circuit. Ces deux points seront explicités plus loin dans le texte. Il est à remarquer que les circuits magnétiques, aussi bien aux stators qu'aux rotors, sont parcourus par des flux alternatifs : pour éviter le développement de courants de Foucault en leur sein, il convient de choisir des matériaux ferromagnétiques électriquement résistifs. La solution traditionnelle de « feuilletage » par juxtaposition de tôles magnétiques isolées entre elles peut convenir dans les portions de circuit magnétique où les lignes de champ demeurent sensiblement dans un même plan ; au stator toutefois, le caractère tri-dimentionnel de la circulation du flux invite à recourir à des matériaux magnétiques composites (« poudres de fer », Soft Magnetic Composites ») comme ceux que proposent par exemple les sociétés Hoganas en Suède ou Québec Métal Powder au Canada. Pour faciliter la fabrication notamment dans le cas des réalisations de grandes dimensions, les pièces réalisées en « poudre de fer » (Soft Magnetic Composite : SMC) peuvent être sectorisées en cléments plus petits que l'on assemble. Les bonnes tolérances obtenues dans le formage des pièces SMC évite généralement la nécessité de reprise d'usinage. Dans les dispositions comportant des aimants, ceux-ci doivent également être électriquement résistifs ou bien encore fragmentés en éléments isolés. Le fonctionnement général de chaque machine repose sur la construction polyphasée des efforts : au niveau d'un entrefer i donné, les parties actives du stator et du rotor en vis à vis sont décalées successivement d'un angle de 2π/n/pj en valeur relative, si on désigne par i le nombre de paires de pôles sur cet entrefer, c'est-à-dire le nombre de paires de griffes, et par n le nombre de phases. Ainsi, l'alimentation des bobinages d'un induit par un onduleur électronique avec un système n-phasé de courants permet d'obtenir un couple résultant global sensiblement constant au niveau de cet entrefer. Naturellement, le calage temporel de ces courants doit être piloté à partir des informations de position (cas des machines synchrones) ou éventuellement de vitesse (cas asynchrone) selon les techniques connues. Le décalage angulaire relatif entre galettes peut être obtenu partiellement ou totalement tant en jouant sur la position angulaire successive des systèmes de griffes que sur celle des parties actives du rotor. Le nombre de galettes doit être un multiple du nombre de phases ; sur la représentation de la figure 1 par exemple, chaque galette correspond à une phase : le système est triphasé. Selon un deuxième mode de réalisation, le couplage d'un bobinage à son entrefer est obtenu par une disposition homopolairc à réluctance variable avec bouclage transverse du flux au rotor. Cette disposition est illustrée dans son principe sur la figure 3. Le bobinage reste annulaire, mais le couplage à l'entrefer s'opère non plus par des griffes mais par une double denture. Les dents de chaque denture sont en nombre identique et en regard. En vis à' vis, le rotor porte un nombre de plots ferromagnétiques correspondant à ces paires de dents. (NB: pour simplifier l'illustration, un seul plot de ce type apparaît sur la figure 3). Lorsqu'ils sont en regard des dents, les plots permettent entre elles une liaison magnétique transverse: la perméance maximale associée au bobinage est maximale; lorsqu'ils sont au contraire en regard des encoches, la perméance est minimale. On comprend que cette disposition permet de créer un couple réluctant. Sur la figure 3, la référence 7 désigne un bobinage annulaire. La référence 14a désigne le noyau ou culasse ferromagnétique du bobinage 7. La référence 5 désigne le rotor, constitué dans cet exemple par des plots ferromagnétiques tournants. La référence 18 désigne deux plateaux ferromagnétiques dentelés disposés de part et d'autre du bobinage 7, La référence 19 désigne la circulation du flux magnétique entre le rotor 5, le premier plateau 18, la culasse 14a et le second plateau 18. Comme précédemment avec les systèmes de griffes, on peut construire ainsi une double machine composée de galettes successives. Avec les décalages angulaires déjà mentionnés entre galettes et l'alimentation par onduleur n-phasé de chaque induit, on obtient à volonté des couples résultants utiles sur chaque entrefer. Les observations relatives aux choix de matériaux des circuits magnétiques demeurent valables ici; la figure 3 suggère une réalisation avec un noyau en "poudre de fer" et des dentures constituées d'assemblages de tôles. On peut également utiliser une disposition où des paquets de tôles forment des arceaux successifs disposés en éventails. Les plots magnétiques peuvent être constitués de tôles ou de poudres de fer. Leur assemblage n'a pas été représenté: ils peuvent être liés entre eux dans un matériau surmoulé résistif au plan électrique et qui va assurer la liaison mécanique au rotor. Comme indiqué plus haut et d'une manière générale pour les dispositions selon l'invention, il convient de tenir compte des couplages magnétiques parasites par les fuites entre galettes voisines. Un premier moyen de limiter ce couplage consiste à ménager un espace non magnétique entre les stators successifs des galettes voisines. Cet espace peut par exemple être mis à profit pour introduire un circuit de refroidissement. Un autre moyen, qui peut être plus adapte pour obtenir une bonne compacité axiale, consiste à introduire cet espace non magnétique entre les parties magnétiques successives des rotors, au niveau des frontières entre galettes. Les pertes Joule de ces structures sont particulièrement réduites en raison de plusieurs facteurs bénéfiques, notamment: une géométrie circulaire des bobinages qui réduit considérablement la longueur de cuivre - c'est le circuit magnétique qui est déformé - ; un compromis "section d'encoche" / "section de passage du flux dans le fer" moins contraint que dans les structures usuelles à 2 dimensions de circulation du flux; des coefficients de remplissage d'encoche en cuivre plus élevés avec de plus une simplicité de fabrication des bobinages. Ce faible niveau des pertes Joule est un atout au plan du rendement et de la thermique, Une autre disposition selon l'invention est illustrée dans son principe sur la figure 4. Les deux induits sont inspirés de la disposition à bobinages circulaires déjà représentée sur la figure 1. A la différence de la configuration 1 cependant, il n'y a plus qu'un bobinage 7 par galette au lieu de 2: ce bobinage 7 est commun aux deux π
induits; les culasses magnétiques qui séparaient auparavant les bobinages de la figure 1 ont disparus; les circuits magnétiques fixes des deux induits sont mis en commun; le flux principal collecté au niveau de l'entrefer 1 (entre le rotor 3 et les bobinages) se compose ainsi avec celui issu de l'entrefer 2 (entre le rotor 5 et les bobinages). On dira que le circuit magnétique des parties fixes des induits est à "flux traversant". Là où, dans les dispositions précédemment décrites, il y avait deux onduleurs alimentant chacun les bobinages polyphasés propres à chaque induit, on n'utilise plus maintenant qu'un unique onduleur commun 9 : il va alimenter les bobinages par des courants polyphasés comportant deux composantes superposées. La figure 4A montre le schéma d'un onduleur 9. Sur cette figure, la référence
20 désigne un bras de pont. On désignera par la suite ce principe de superposition de courants par l'expression "commande à courants composés". Des commandes de ce type ont déjà été décrites dans d'autres conditions dans des brevets comme ceux des références US6373160, US6049152, EP1089425. Elles seront présentées plus loin de manière plus explicite dans le cadre de l'invention. Comme on le verra plus loin, le choix d'une disposition à 6 galettes sur la figure 4 correspond à l'une des possibilités d'exploitation de la commande à courants composés qui-permet de s'affranchir des ondulations de couple parasites. Les hauteurs de stator de la figure 1 ont été globalement conservées pour mettre en évidence l'accroissement de section possible du bobinage unique par rapport à chacun des bobinages antérieurs. Le stockage d'énergie électrique est toujours facultatif. Pour faciliter la compréhension, la figure 5 propose une vue éclatée indicative d'une bobine 7 et du double système de griffes 15, 15a ; 16, 16a qui lui est associé; l'ensemble est positionné en regard des deux rotors 3, 5. Les rotors 3, 5 ont été représentés de manière schématique avec des aimants de surface sur les deux entrefers; chacun de ces groupes d'aimants est disposé sur un anneau ferromagnétique (respectivement interne et externe) qui assure le bouclage du flux. Cette hypothèse, commode pour la visualisation et le raisonnement, servira de base au développement de la présentation de la commande à courants composés qui suit, mais, comme cela a déjà été observé précédemment, de nombreux autres modes de réalisation sont possibles, voire préférables si l'on considère la contrainte de tenue à la démagnétisation des aimants (aimants insérés, aimants enterrés, asynchrone, réluctance par exemple avec bouclage transvεrse des flux comme sur la figure 3, et combinaisons). On va maintenant décrire le fonctionnement d'une disposition de ce type alimentée par courants composés. Les nombres de griffes de chaque entrefer correspondent aux nombres d'aimants qui sont en vis à vis; il y a ainsi i et p2 paires de pôles respectivement sur chaque entrefer. Le nombre n de galettes est choisi pour être un multiple commun de ni et de n2: n=kl.nî {: n=k2.n2 avec kl et k2 entiers. Au niveau de l'entrefer 1, la disposition successive des galettes comporte un déphasage angulaire de 2π/(nl.pl); ce déphasage peut être obtenu soit en jouant sur le calage angulaire du groupe d'aimants associé à cette galette au niveau de l'entrefer 1, soit au niveau du groupe de griffes correspondant du rotor de la source motrice. A si, par rapport à l'entrefer I, le système est électriquement à ni phases. De même, au niveau de l'entrefer 2, la disposition successive des galettes comporte un déphasage angulaire de 2π/(n2.p2); ce déphasage peut être obtenu soit en jouant sur le calage angulaire du groupe d'aimants associé à cette galette au niveau de l'entrefer 2, soit au niveau du groupe de griffes fixes correspondant. Ainsi, par rapport à l'entrefer 2, le système est électriquement à n2 phases. l est la position angulaire relative du rotor associé à l'entrefer 1. a2 est la position angulaire du rotor associé à l'entrefer 2. Ainsi, en notant Ωl et Ω2 les vitesses respectives des rotors:
Figure imgf000014_0001
t e &t
On notera *°1 = l ^l et ω2 = Pl ^2 \cs pulsations électriques associées respectivement aux 2 entrefers. Θal, Θa2 et Θb seront respectivement les potentiels magnétiques des aimants de l'entrefer 1 , de l'entrefer 2 et celui de la bobine (c'est à dire, ses ampères-tours). Un seul onduleur (voir figure 4) remplace les deux onduleurs précédemment nécessaires aux dispositions à induits séparés comme celle de la figure 1. Cet onduleur unique comporte un nombre de bras correspondant à un multiple commun de ni et n2 de préférence le plus petit multiple commun. Ce nombre de bras correspond au nombre de galettes, à moins que chaque système polyphasé ne comporte plusieurs groupes de phases identiques: dans ce cas, les bobinages de même calage peuvent être raccordés en parallèle ou en série. Selon le principe connu de découpage par commutation des composants électroniques, et en exploitant l'information angulaire αl, l'onduleur peut ainsi générer dans chacun des kl groupes de galettes à ni phases un système de courants polyphasé de pulsation ωl ; au sein d'un groupe, chaque courant est successivement déphasé de 2π/nl et la somme des courants est nulle. De la même façon, l'onduleur peut aussi générer dans chacun des k2 groupes de galettes à n2 phases un système de courants polyphasé de pulsation ω2; au sein d'un groupe, chaque courant est successivement déphasé de 2π/n2 et la somme des courants est nulle. La sommation des consignes permet d'obtenir une superposition des 2 systèmes polyphasés, et une galette i sera parcourue par des courants lui conférant un potentiel magnétique:
Θb f = Θhl.sm(p .a} + φl .ι) + Θb2.sm(p2. 2 + φ2 -0 "1 "2 soit encore, en remplaçant ni et n2 par leur valeur en fonction de n:
Figure imgf000015_0001
où βbl et Θb2, φl et φ2 sont des amplitudes et des phasagcs réglables par la commande électronique. On s'intéresse maintenant au fonctionnement du circuit magnétique. La figure 6 donne un schéma équivalent du circuit magnétique ainsi défini sur une galette. Les pièces ferromagnétiques ont été idéalisées comme conducteurs parfaits de flux (perméances infinies). On considère par ailleurs le circuit magnétique comme linéaire. Les perméances représentées sous forme grisée symbolisent les chemins de fuite; (fuites entre griffes, fuites réparties sur le bobinage). Ce schéma est globalisé sur la figure 7. On décrit le couplage magnétique des aimants avec les griffes par un ensemble de perméances Λδ+1 ou 2 et Λδ-1 ou 2 variables avec la position et qui intègrent la perméance d'entrefer et la perméance interne d'aimant. On admettra que l'on peut rendre compte de ces variations par:
Figure imgf000016_0001
Dans ces conditions, le couple électromagnétique d'une galette au niveau de l'entrefer 1 s'écrit:
C ^ = L A^rt ~ dA^'rt ^.^^.e l + ^^.2Θ al .2Θart 2 da] 2 da 2 dax t< dax d d
et au niveau de l'entrefer 2:
2 d 2 2 da2 2 d 2 d 2 d a\b T R © , dA«2b 2β Θ άa2 -2U^O b + da2 - U-2 'υ*
avec Λalb: perméance mutuelle entre aimants al et bobine b, etc. Les termes affectés du coefficient Vz correspondent aux composantes réluctantes. On va maintenant évaluer chacun des termes de ces expressions des couples. Remarque préliminaire: les aimants étant "éteints" (court-circuit), les groupes de perméances entrefer-aimants repérés par un cerclage sur la figure 7 ont respectivement une valeur équivalente de:
Λ« r≈ι+_ι- = (P δt+ + Plλδl _en_série_avec_(plAδ]_ + px δi+) =
Figure imgf000017_0001
A -r 2. £2ma Griffes 2+_ 2— c'est-à-dire une valeur constante.
Figure imgf000017_0002
Il en résulte de la remarque préliminaire que 0
Figure imgf000017_0003
=> ces couples réluctants sont nuls sur chaque galette
Figure imgf000017_0004
Le calcul de Λalal conduit aune formulation du type: ai l = -Λα]Λιmax .cos 2 (pï. l) + este avec: v«lal max donc aιaι max < ACriβ,sl+ j_
Figure imgf000017_0005
Sur une galette, il existe donc un couple réluctant associé aux aimants dans l'entrefer 1 : — J -(2Θa)2 = px.Aa almx, .$m( Pxa ).cos( P] x).(2Ba)2 = 2. dax i7|'Λalal" .sin( 2p x 2Θa)2 Ce couple sur une galette est puisant à 2 fois la fréquence synchrone de l'entrefer 1; il est proportionnel au nombre de pôles pi ; les fuites tendent à l'atténuer. Sa composition polyphasée sur l'ensemble des galettes donne cependant une résultante nulle; (sauf pour le cas particulier où n=2 qui s'apparente en fait au monophasé, avec deux bobinages en opposition de phase). De même, il existe dans l'entrefer 2 au niveau de chaque galette un couple réluctant puisant associé aux aimants 2; il est proportionnel au nombre de pôles p2 et les fuites tendent à l'atténuer. A nouveau, la résultante polyphasée en est nulle sauf pour le cas n=2.
Figure imgf000018_0001
Le calcul de Λala2 sur la galette i conduit à: a\a2 = Aala2maχ-∞s(Pl-al .k1.l).COS(p2.a2 .*2- n n avec, lorsque les perméances de fuite peuvent être négligées:
Λ al 2 max i + Λ Griffes l+_l- Λ Griffes 2 + _2-
Les perméances de fuite conduisent en pratique à une réduction de ce terme, la formulation complète étant: Λ AGriffes2+_2 «lα2max -AOriβèS2+_2- + jg2 + A/p
Λ J Mkl + 1) + -^-C> csl+_1- AGrijfes2+_2- + ^- g2 + Λ #, J^'OV <?i-2+_2- "*" ^J&2 "^ ^ *
Ainsi, le couple lié à l'interaction entre groupes d'aimants 1 et 2 est sur l'entrefer 1 de la galette i de:
Figure imgf000019_0001
soit encore:
^^-.2θ βI.2θ ,._ = - j?'-Λ "«»™» .2Θ gi.2θ „,.(.sin( Λ r, + p- zr. - — .(*, + Λj ).i) + 2π sin( p1.al - p2.ff, .(A-, - k, ).i)) n La galette en question est par conséquent soumise sur l'entrefer 1 à un couple puisant qui comporte 2 composantes: une à la pulsation ωl+ω2 et l'autre à | ωl -ω 1. i ' Cependant, à l'exception de certains cas particuliers comme par exemple celui où les 2 entrefers ont le même nombre de phases: nl=n2 (voir annexe à titre indicatif), les résultantes polyphasées en ωl +ω2 et en | ωl -α>2 1 sont nulles. C'est le cas notamment pour les exemples du tableau de la figure 8. De manière symétrique, au niveau de l'entrefer 2 d'une galette, il existe un couple puisant avec une composante à ωl+α>2 et une autre à | ωl-ω2 | . Sous les mêmes conditions de nombre de phases que ci-dessus, les résultantes polyphasées s'annulent également sur cet entrefer 2.
Evaluation .de l.'interaçiign.^ d a\b ct d a2b . d \b cf d a2b ) dot\ d 2 ' da2 dax 2TT Le calcul deΛalb conduit à: Λ Λβliπ .∞s(p1.or1 .k i) n avec, pour mémoire:
Figure imgf000020_0001
ou encore si les termes de fuite pouvaient être négligés: 1
Λ alb max + A Griffes _1+_1- A Griffes _2+_2-
De même, le calcul de Λa2b conduit à: = Λα2fcmaχ.cos(ρ2-« 2π Λ, )) n avec d'ailleurs, ' si les termes de fuite p rouvaient être nég βlig °es: " Aa -i,e . max = Λ αlΛi ιo «.ιnax
Ce sont donc les termes en d a\b ^ "Λ«2fr qui traduisent le couplage de la bobine d, da2 avec les aimants; les termes en ∑A t. c+ dA«2b ne produisent pas d'effort da d Pour construire un couple moyen utile dans l'entrefer 2 suppose une composante de courant à la pulsation (2 synchrone de p2α2. Si l'on suppose ainsi que, par une commande électronique appropriée, on génère sur chaque galette i: Θb Â-, .i)
Figure imgf000020_0002
alors, il apparaît dans l'entrefer 1 de la galette i un couple:
TA n FT
— ^-.2Θβl.Θ4 ≈-PιA,Xbm.άK.2.Θa sm(pl. l A1.i).(Θw.sin(plΛi +q 1,./) + dccx n n
Θb2.s (p2.2 +φ, .^.i)) n que l'on peut mettre sous la forme:
^.2ΘΛl.Θ6 ≈~ ^ -.ZΘ.,.(θM.(∞Sfl -cos Zp, + Ψi ~— V)) aex, 2 n +Qb?.(cos(pl.a[ -p2 χ2 ~φ1 ,(λ, -fc,)i)-cos(p,.αj +p2 a2 + φ, .(£, +A,)i)) M " « ' Donc, au niveau de l'entrefer 1 sur une galette: l'interaction bobine-groupe 1 d'aimants se traduit par une composante utile continue, et 3 composantes puisantes respectivement à ωl, ωl+ω2, et | ωl -ω2 1 . La résultante en ωl est nulle pour nl>2. Les deux autres composantes puisantes ont également des résultantes nulles sauf cas particuliers déjà évoqués; elles sont nulles en particulier pour les exemples de la figure 8. Symétriquement, on obtient un résultat similaire dans l'entrefer 2.
-âiî-an.des..couples
Finalement, en prenant en compte la résultante des couples sous les conditions d'annulation des composantes puisantes: sur l'entrefer 1 : l 1 = - "-Pl'Λ 2°""na!t -2.ealθH.cosyι sur l'entrefer 2:
Cg2 ≈ _ *J.-Λ«2-m-. .2.Θa2θh2.COsy2 L'accroissement des couples avec le nombre de pôles, dans la limite des effets parasites croissants liés aux fuites, est un effet naturel des structures à induit globalisé: la multiplication des pôles ne génère pas de contrainte sur la section du bobinage. En régime établi, on ajuste le couple du premier entrefer pour équilibrer celui de la source motrice en jouant sur Θbl.cosφl . Le couple sur te rotor de sortie est ensuite réglé en jouant sur le couple du 2e entrefer par Θb2.cosφ2. La disposition selon l'invention qui vient d'être décrite avec commande à courants composés permet bien d'obtenir la fonction recherchée de transmission électrique. Sa comparaison aux dispositions à bobinages séparés dépasse le cadre de cette présentation, mais on peut toutefois noter qualitativement les points suivants: - les aimants et les culasses de bouclage de flux associées sont traversés par des composantes de flux puisantes: pour se prémunir contre le développement de courants de Foucault en leur sein, il est souhaitable que ces aimants soient à résisttvité électrique interne élevée ou fractionnés en éléments de faible longueur isolés les uns et des autres; la constitution des culasses doit de même être adaptée aux flux variables (feuilletage, "poudres de fer"...) - comme dans les dispositions à induits séparés, la question des couplages parasites entre galettes voisines négligée en première approche ci-dessus doit être prise en considération: comme cela a déjà été observé, en alternative à l'espacement des galettes, il peut être préférable de pratiquer des coupures magnétiques annulaires dans les espaces médians entre galettes au niveau des culasses externes et internes du rotor de sortie. - un surdimensionnement des aimants est nécessaire: nΛ&™* .2.6 -.- en effet, le facteur 2 • de proportionnalité du couple utile à θbj correspond à un flux magnétisant; on retrouverait un coefficient de même nature dans le cas de bobinages séparés. Par rapport à ce dernier, avec des dimensions géométriques comparables, ce facteur se dégrade en raison de l'allongement du chemin magnétique dû à la structure à flux traversant, ce qui implique une augmentation du courant ou des dimensions. Des précautions relatives an risque de démagnétisation des aimants qui fonctionnent régulièrement en opposition vont aussi dans ce sens; les perméances de fuite correspondent à un paramètre d'optimisation du di ensionnement. Naturellement, la question de la limite de démagnétisation ne se pose pas dans les réalisations asynchrones ou à réluctance; l'allongement du chemin magnétique résultant de la mise en série d'entrefers n'y affecte que les composantes magnétisantes apportées par le bobinage. - en contrepartie, des réductions sensibles des pertes Joule sont possibles; c'est un point important pour améliorer le rendement et la thermique: en effet: à géométrie similaire, on conserve sensiblement les potentiels magnétiques θbl et Θb2 requis pour produire les couples. Or. on dispose pour loger le bobinage unique d'une section correspondant à la somme des sections des bobinages séparés de référence à laquelle s'ajoute potentiellement l'espace libéré par la suppression des culasses; on peut ainsi grossièrement considérer que la section et le volume de cuivre du bobinage unique rapporté à l'un des précédents ont été multipliés par k>2. Si la densité de courant de référence était de j dans chacun des bobinages séparés, les densités jl et j2 des courants composés sont maintenant chacune de l'ordre de j/k; sauf cas particulier où les pulsations col et ω2 sont liées, les pertes Joule associées à jl et j2 sont simplement additives: PJoυlc=pNCu.( jl2 + j22); (p étant la résistivité du conducteur et NCu son volume global); cela signifie que les pertes Joule globales sont alors divisées par k>2. - les pertes peuvent être réduites dans les composants électroniques, d'où un autre progrès sur le rendement et le coût associé au dimensionnement: en effet: si on considère que les pertes dans les composants électroniques sont en bonne partie liées au passage du courant au travers d'une tension de déchet (transistors IGBT, diodes de roue libre des bras de pont) et qu'on exprime grossièrement cette fraction des pertes sous la forme: Pertes=Vd*moyenne(l il ), il vient dans le cas des bobinages séparés: Pertes globales= Vd*moyenne(| Il.sinωltl )+ Vd*moyenne(| I2.sinω2t| ); dans les fonctionnements typiques de la transmission électrique sans alimentation électrique, la puissance de la machine 1 est similaire à celle de la machine 2 et cela sous des tensions identiques aux chutes parasites près; on écrira: Iι=l2=I; d'où: Pertes globales=Vd*I*(moyenne(| sin(ùιt| )+ moyenne(| sin ebtl )). Dans le cas de la commande en courants composés, le même raisonnement conduit à: Pertes globalcs≈ Vd*I*(moyenne(| sinωit+sinύ tl )). Les estimations numériques sur un horizon de temps de quelques périodes montrent un avantage de la commande en courants composés sur ces pertes de l'ordre de 35%, (hors cas très particuliers du type
Figure imgf000023_0001
On va maintenant décrire une variante de réalisation en asynchrone: Pour préciser ce qui a été dit sur la possibilité de réalisations selon l'invention utilisant des parties actives asynchrones au rotor, la figure 9 donne un exemple d'adaptation d'une cage asynchrone sur l'entrefer 1. Sur cette figure, la référence 21 désigne la culasse magnétique de la cage, la référence 22, les surfaces du circuit ferromagnétique, la référence 23 des anneaux de court-circuit aux extrémités de la cage, la référence 24 des barres conductrices et la référence 25 des espaces non magnétiques. On suppose ici que le déphasage requis entre galettes successives est obtenu par un décalage angulaire au niveau des systèmes de griffes consécutifs. Les barres conductrices disposées à intervalles réguliers à la périphérie du rotor sont ainsi sensiblement rectilignes et parallèles à l'axe longitudinal. (NB: selon la forme des griffes et de l'espace qui les sépare, il peut être souhaitable ou non de donner à ces barres une inclinaison par rapport à leur direction de référence, comme on le fait souvent dans les machines asynchrones usuelles pour lisser les phénomènes puisants associés à l'encochage du stator). Les extrémités des barres sont liées électriquement entre elles de chaque côté du rotor par un anneau conducteur, selon le principe usuel des cages asynchrones. Une première particularité relative à l'isolation électrique des barres conductrices est cependant à noter pour cette cage. On doit en effet éviter les chemins électriques parasites entre barres conductrices: chacun des segments d'une barre qui se trouve dans l'entrefer d'une galette est le siège de deux composantes de force électromotrice associées respectivement aux deux systèmes de courants composés; l'ensemble fonctionne sur la sommation de ces f m sur l'ensemble des galettes; ainsi par exemple, la composante polyphasée parasite destinée à l'autre rotor conduit à une sommation nulle sur l'ensemble des segments de chaque barre. Si des courants intermédiaires aux bouclages par les anneaux d'extrémités peuvent se développer, ils vont être à l'origine de pertes. Pour cette raison, les barres doivent ici être isolées les unes des autres sur leur longueur. Cette isolation peut être obtenue naturellement si le matériau ferromagnétique utilisé n'est pas un bon conducteur électrique (cas des poudres de fer); dans le cas d'une réalisation avec des tôles ferromagnétiques, il faut prévoir l'interposition d'un isolant. Pour la même raison, le matériau ferromagnétique ne peut être massif s'il est électriquement conducteur; on utilisera donc par exemple des poudres de fer ou bien des empilements de tôles magnétiques. Une seconde particularité concerne les espaces non magnétiques qui sont ménagés entre les circuits magnétiques associés aux différentes galettes: ces espaces sont visibles sur la figure 9. Comme cela a déjà été vu, ils constituent une alternative à l'espacement des systèmes de griffes pour limiter les couplages magnétiques par les fuites entre galettes. Des protubérances prévues sur les barres peuvent jouer le rôle de cales entre les éléments ferromagnétiques ainsi fractionnés. La figure 10 donne une autre variante de réalisation de cage asynchrone adaptée à l'invention. Elle est présentée en exemple sur la partie externe du rotor que l'on montre en coupe. On retrouve le principe général qui vient d'être décrit avec des barres 24a isolées électriquement sur leur longueur et connectées électriquement à leurs extrémités par des anneaux de court-circuit 23. On retrouve également les espaces non magnétiques 25 entre galettes destinés au découplage. La particularité vient de ce que les barres conductrices 24a apparaissent comme constituées d'un ensemble de segments délimités par les frontières entre galettes successives; ces segments sont chacun essentiellement rcctilignes et parallèles à l'axe longitudinal, mais comportent entre eux un décalage angulaire successif pouvant contribuer partiellement ou totalement à assurer le déphasage requis entre galettes au niveau de cet entrefer. La continuité électrique entre les segments d'une barre est assurée au niveau des frontières entre galettes par des liaisons qui prennent dans le principe la forme d'arcs de cercle dans le plan perpendiculaire à l'axe longitudinal. Ces liaisons peuvent servir de cales dans les espaces non magnétiques. Comme déjà remarqué ci- dessus pour le rotor intermédiaire, les segments de barre peuvent comporter une inclinaison par rapport à leur position de référence, et le crénelage de principe entre les segments peut s'en trouver fortement atténué, voire masqué. Ce mode de réalisation où le déphasage est réalisé au rotor permet de choisir librement le positionnement angulaire relatif entre galettes des systèmes de griffes, par exemple sur des critères de minimisation des perméances de fuite entre galettes. En matière de déphasage, il est aussi possible de jouer sur l'ordre des galettes. Les cages asynchrones peuvent être réalisées par des procédés variés: des barres conductrices en cuivre peuvent par exemple être rapportées et soudées in situ à leurs anneaux d'extrémité. On peut aussi réaliser d'emblée une cage complète, par exemple en aluminium coulé, sur laquelle on vient rapporter les éléments de circuits magnétiques sectorisés. On peut encore, dans le cas d'utilisation de poudres de fer, envisager un pressage du matériau magnétique sur la cage. La tenue mécanique de ces ensembles peut être obtenue par des solutions de collage, surmoulage, frettage... Les descriptions qui précèdent permettent maintenant d'introduire plus aisément une autre disposition selon l'invention que l'on va présenter ci-dessous. Cette disposition est illustrée dans son principe sur la figure 11. Comme précédemment, elle est constituée d'un ensemble polyphasé de n galettes, avec des bobinages annulaires 6 installés dans un circuit magnétique fixe et deux rotors indépendants 3, 5. Comme dans la disposition à stator à flux traversant qui vient d'être décrite, chaque galette ne reçoit qu'un bobinage unique alimenté selon le principe des courants composés; on obtient ainsi sur l'ensemble des bobinages un double système polyphasé avec ni et n2 phases. Cependant, ce stator ne débouche plus directement que sur un seul entrefer au lieu de deux: il est maintenant fermé par une culasse et seul subsiste un système de griffes. Les parties actives des deux rotors sont disposées de manière concentrique en vis à vis de ces griffes. Le rotor intermédiaire, c'est à dire celui qui est en regard immédiat du stator, est à flux traversant: cela signifie que, en bonne partie, le flux magnétique de couplage au stator le traverse de part en part de manière radiale, de sorte qu'il interagit avec le second rotor. Ce deuxième rotor est quant à lui équipé de manière usuelle d'une culasse qui assure le bouclage du flux. NB: la figure 11 représente un rotor intermédiaire lié à la source motrice, l'autre étant lié à la sortie de mouvement; un choix inverse est possible. De même, les rotors sont extérieurs au stator, mais pourraient lui être intérieurs. Entre deux galettes successives, on opère les déphasages angulaires adaptés à la commande à courants composés: ainsi, le calage relatif des parties actives du rotor 3 et du système de griffes du stator sera de 2π (ρ.nl), si p est le nombre de paires de griffes et ni le nombre de phases du système associé au rotor 3; de même, le calage relatif des parties actives du rotor 5 et du système de griffes du stator sera de 2π/(ρ.n2), n2 étant maintenant le nombre de phases du système associé au rotor 5. De cette manière, selon un raisonnement du type de celui développé précédemment, on peut montrer qu'il est possible de produire des couples d'interaction stator-rotor 3 et stator-rotor 5 de manière indépendante par la commande à courants composés: le premier système de courants à ni phases est calé sur la position angulaire électrique et donc la pulsation électrique du rotor 3: son amplitude et sa phase permettent le réglage du niveau de couple associé. Le second système de courants à n2 phases est calé sur la position angulaire électrique et donc la pulsation électrique du rotor 5; son amplitude et sa phase permettent le réglage du niveau de couple associé. Avec un choix convenable de ni et de n2 (par exemple parmi ceux de la figure
8), le couple d'interaction du premier système de courants est globalement nul sur le rotor 5; il en va de même pour l'interaction entre le second système de courants et le rotor 3. De même, la composition des interactions entre les deux rotors a une résultante nulle. De nombreux choix sont possibles pour les parties actives des deux rotors. La figure 12 propose une illustration avec des rotors asynchrones à cages. Les pulsations de chaque système de courants correspondent à p.Ωl.(l-gl) et p,Ω2.(l+g2) respectivement, gl et g2 étant les glissements nécessaires à l'établissement des couples souhaités, ainsi qu'il est connu dans les commandes de machines asynchrones. Sur cet exemple de la figure 12, la réalisation est à six galettes (n=6) de huit paires de griffes (p=8). Sur cette figure, la référence 30 désigne l'ensemble du stator comprenant six galettes équipées chacune d'un bobinage toroïdal dont le flux est distribué à l'entrefer par un système à huit paires de griffes 15, 16. Les galettes sont décalées successivement de 360°/6/8 = 7,5° dans le sens anti-trigonométrique. La référence 31 désigne un rotor intermédiaire à flux traversant et avec cage asynchrone. Ses barres conductrices 24 s'étendant parallèlement à l'axe du rotor. La structure de ce rotor intermédiaire est identique à celui représenté sur la figure 9. La référence 32 désigne le rotor externe avec une cage asynchrone. Ses barres conductrices 24a sont constituées de segments parallèles à l'axe longitudinal et décalés successivement de 360°/3/8/2 = 7,5° dans le sens trigonométrique. 11 forme avec le stator une double machine à trois phases. La structure du rotor 32 est identique à celui représenté sur la figure 10. Le rotor intermédiaire est associé à une composante polyphasée du courant à n2=6=n/l ; le déphasage correspondant de 2π/(n2.p) est obtenu ici entièrement par le décalage angulaire de 7,5° des systèmes de griffes successifs et les barres conductrices de la cage asynchrone de ce rotor intermédiaire sont essentiellement rectilignes et parallèles à l'axe longitudinal. NB: selon la forme des griffes et de l'espace qui les sépare, il peut être souhaitable ou non de donner à ces barres une inclinaison par rapport à leur direction de référence, comme on le fait souvent dans les machines asynchrones usuelles pour lisser les phénomènes puisants associés à l'encochage du stator. Les extrémités des barres sont liées électriquement entre elles de chaque côté du rotor par un anneau conducteur, selon le principe usuel des cages asynchrones. * '' L'autre rotor est associé à une composante polyphasée du courant à nl=3=n/2; le déphasage correspondant de 2π/(n1.p) est réalisé pour moitié par le décalage angulaire de 7,5° des systèmes de griffes successifs qui a déjà été mentionné; le complément de déphasage est opéré dans le sens opposé sur les barres conductrices elles-mêmes de la cage asynchrone de ce rotor: une barre conductrice apparaît ainsi comme constituée d'un ensemble de segments délimités par les frontières entre galettes successives; ces segments sont essentiellement rectilignes et parallèles à l'axe longitudinal, mais ils sont décalés entre eux successivement de 7,5°. De cette façon, le déphasage sur des galettes successives entre la barre et le système de griffes est de 7,50+7,5°=15°. La continuité électrique entre les segments d'une barre est assurée au niveau des frontières entre galettes par des liaisons qui prennent dans le principe la forme d'arcs de cercle dans le plan perpendiculaire à l'axe longitudinal. Comme déjà remarqué ci-dessus pour le rotor intermédiaire, les segments de barre peuvent comporter une inclinaison par rapport à leur position de référence, et le crénelage de principe entre les segments peut s'en trouver fortement atténué, voire masqué. Les extrémités des barres sont liées électriquement entre elles de chaque côté du rotor par un anneau conducteur, selon le principe usuel des cages asynchrones. Le choix retenu sur cet exemple pour réaliser le déphasage peut naturellement comporter de nombreuses variantes: on aurait pu choisir par exemple de répartir le déphasage sur les barres des deux rotors: les systèmes de griffes auraient alors été décalés de 1 l,250=7,5°+l/2*7,5°; les barres du rotor intermédiaires auraient été constituées en segments décalés de 3,75° =1/2*7,5° pour conserver le déphasage relatif de 7,5°; les barres du rotor externe auraient été calées à l'inverse de -3,75°. On comprend qu'il est aussi possible déjouer sur l'ordre des galettes. Les observations précédentes sur l'isolation électrique des barres, le choix de matériaux magnétiques résistifs et la limitation des couplages magnétiques par les fuites entre les galettes demeurent valables. En résumé, selon l'invention qui s'applique à une transmission électrique, les stators polyphasés des deux machines électriques comportent des bobinages annulaires et sont intégrés dans des espaces adjacents; la distribution du flux alternatif dans l'entrefer s'opère par des systèmes de griffes ou des dentures homopolaires. Les rotors peuvent être de différents types (à aimants, asynchrones, ...), et notamment à réluctance variable à double saillance avec bouclage transverse du flux au rotor. En variante selon l'invention, les bobinages annulaires des deux stators sont mis en commun et alimentés par une commande à courants composés avec un unique onduleur. La disposition peut alors être à stator intermédiaire à "flux traversant" ou bien à rotor intermédiaire à "flux traversant".

Claims

REVENDICATIONS
1. Transmission électrique, notamment pour véhicule automobile, comprenant deux machines électriques, l'arbre (1) de l'une des machines électriques étant relié à une source d'énergie motrice, cette machine convertissant l'énergie mécanique en énergie électrique, l'autre machine électrique convertissant l'énergie électrique en énergie mécanique, son arbre (14) étant relié à l'élément à entraîner, les rotors (3, 5) des deux machines étant disposés concentriquement ou axialement l'un par rapport à l'autre, ces deux rotors (3, 5) coopérant avec des stators dont les bobinages (6. 7) sont disposés à l'intérieur de l'espace défini par les deux rotors (3, 5), caractérisé en ce que lesdits bobinages comprennent plusieurs bobinages annulaires (6, 7) juxtaposés dans ledit espace, ces bobinages étant alimentés par des courants alternatifs déphasés les uns par rapport aux autres.
2. Transmission électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'un (5) des rotors est monté en rotation sur l'arbre (1) de l'autre rotor (3) et entraîne en rotation un arbre (14) décalé axialement de l'arbre (1 ) du premier rotor (5).
3. Transmission électrique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les bobinages statoriques (6, 7) sont disposés dans l'espace annulaire compris entre - les deux rotors (3, 5) et comprennent une première couche annulaire de bobinages (6) coopérant avec l'un des rotors, entourant une seconde couche annulaire de bobinages (7) coopérant avec l'autre rotor, les deux couches annulaires de bobinages (6, 7) étant liées mécaniquement l'une à l'autre.
4. Transmission électrique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chaque bobinage (7) est disposé dans un noyau (14a) en matière ferromagnétique recouvert latéralement de chaque côté par un flasque (15, 16) en matière ferromagnétique comportant en regard du rotor des griffes engagées entre les griffes du flasque situé sur l'autre côté du noyau (14a).
5. Transmission électrique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chaque bobinage (7) est disposé dans un noyau (14a) en matière ferromagnétique recouvert latéralement de chaque côté par un flasque (15, 16) en matière ferromagnétique comportant en regard du rotor des dents (18) dirigées vers le rotor.
6. Transmission électrique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que chaque rotor (5) comporte à sa périphérie une culasse cylindrique en matière ferromagnétique portant sur sa face interne dirigée vers les bobinages statoriques (7), une série d'aimants.
7. Transmission électrique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que chaque rotor (5) comporte sur sa périphérie une série de plots ferromagnétiques s'étendant en regard des bobinages statoriques (7).
8. Transmission électrique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'espace annulaire compris entre les deux rotors (3, 5) comporte une seule série de bobinages (7) juxtaposés.
9. Transmission électrique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les surfaces périphériques de deux rotors (3, 5) sont adjacents l'une à l'autre et les bobinages annulaires (6) du stator sont situés en regard de la surface interne du rotor qui est situé à l'intérieur de l'autre rotor.
10. Transmission électrique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un stator (30) constitué par plusieurs galettes juxtaposées comportant chacune un bobinage annulaire et portant sur leur périphérie des griffes ferromagnétiques (15, 16) engagées entre les griffes de la périphérie de la galette voisine, un rotor intermédiaire (31) formant une cage asynchrone comportant des barres conductrices (24) parallèles à l'axe du rotor (3 i ) et une série de plots ferromagnétiques (22) située entre les barres (24), ce rotor intermédiaire (31) étant entouré par un rotor extérieur (32) comportant des barres conductrices (24a) constituées de segments parallèles à l'axe du rotor et décalés angulairement les uns par rapport aux autres et une série de plots ferromagnétiques située entre les barres (24a).
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