FR3150365A1 - Système de transmission inductif pour transmettre de l’énergie électrique à un enroulement d’excitation de rotor - Google Patents

Abstract

Titre : Système de transmission inductif pour transmettre de l’énergie électrique à un enroulement d’excitation de rotor Stator (2) pour une machine synchrone (1) à excitation électrique comportant un enroulement de stator à plusieurs phases (7) avec plusieurs branches de phase et une partie primaire (10p) d’un système inductif pour l’enroulement d’excitation du rotor (3); l’enroulement primaire (14) de la partie primaire (10p) est formé par plusieurs forme de branche hybride de l’enroulement ; et les branches générant le champ tournant d’entraînement du rotor (3) le champ du système de transmission. Chaque branche hybride comprend deux branches partielles hybrides qui dans des enroulements partiels de stator différents chaque enroulement partiel (7.1, 7.2) comporte des branches partielles hybrides de phases différentes (U,V,W) reliées à un point étoile (15). Figure 1A

Description

Système de transmission inductif pour transmettre de l’énergie électrique à un enroulement d’excitation de rotor DOMAINE DE L’INVENTION

La présente invention se rapporte à un système de transmission inductif pour transmettre de l’énergie électrique à un enroulement de rotor, partant d’un stator et d’un rotor d’une machine synchrone à excitation électrique. L’invention se rapporte également à la machine synchrone à excitation électrique ainsi réalisée.

ETAT DE LA TECHNIQUE

On connaît déjà une machine synchrone à excitation électrique selon le document JP H04 347566 A, avec un enroulement de stator polyphasé comprenant plusieurs branches de phases et une partie primaire d’un système de transmission inductif pour transmettre de l’énergie électrique à un enroulement d’excitation d’un rotor de la machine synchrone, la partie primaire du système de transmission inductif ayant un enroulement de transmission primaire, formé de plusieurs branches de phases, hybrides de l’enroulement de stator qui servent à la fois de branche hybride respective pour générer un champ tournant d’un système de courant triphasé pour l’entraînement du rotor et aussi pour générer le champ de transmission du système de transmission et qui reçoivent à la fois un courant de phase du système de courant triphasé et aussi un courant de transmission primaire du système de transmission.

Le système de transmission du document JP H04 347566, a des pertes ohmiques relativement élevées car le courant d’excitation est injecté dans un réseau de résistances portant la référence 8. Ainsi, une partie du courant triphasé du système de courant triphasé passe avec des pertes ohmiques importantes dans les résistances du réseau de résistances ; ainsi une partie du courant triphasé ne participe pas à la génération du couple ce qui est un inconvénient.

Le courant d’excitation du système de transmission traverse les résistances du réseau de résistances si bien qu’une grande partie de la puissance apportée se perd dans les résistances du réseau de résistances. Les exigences concernant le système de courant triphasé et le système de transmission sont opposées car une conductibilité élevée des résistances améliore l’efficacité de l’injection du courant d’excitation, mais détériore l’efficacité de l’injection du courant triphasé. Une source du courant d’excitation portant la référence 7 est séparée galvaniquement du système de courant triphasé, ce qui correspond à une mise en œuvre de moyens importants. Dans le document JP H04 347566, le courant d’excitation est injecté dans le point étoile de l’enroulement de stator. Ensuite, le courant d’excitation traverse les branches hybrides puis des nœuds correspondants à travers le réseau de résistances 8 en retour vers la source de courant d’excitation 7. Le nombre de pôles du champ tournant (deux pôles) est inférieur au nombre de pôles du champ de transmission (six pôles). Cela se traduit par une inductance parasite plus élevée dans le système de transmission. Les branches hybrides sont branchées en parallèle à partir du courant de transmission.

On connaît déjà une machine synchrone à excitation électrique selon le document US20050218740 A1 qui a un stator avec un enroulement de stator à plusieurs phases et plusieurs branches de phase ainsi qu’une partie primaire d’un système de transmission inductif pour transmettre l’énergie électrique à l’enroulement d’excitation du rotor de la machine synchrone. La partie primaire du système de transmission inductif comprend un enroulement de transmission primaire. En outre, la machine synchrone à excitation électrique selon le document US20050218740 A1 a un rotor avec un enroulement d’excitation générant le champ de rotor pour exciter la machine synchrone et une partie secondaire d’un système de transmission inductif pour transmettre de l’énergie électrique à l’enroulement d’excitation du rotor, la partie secondaire du système de transmission inductif a un enroulement de transmission secondaire pour fournir une tension alternative de transmission et un circuit redresseur fonctionnant comme redresseur pour redresser le courant alternatif transmis en une tension continue secondaire pour l’enroulement d’excitation. L’inconvénient de cette solution est que la partie primaire et la partie secondaire du système de transmission inductif sont des unités de transmission installées dans la cavité du rotor.

L’unité de transmission demande un volume relativement élevé et ainsi ce composant supplémentaire génère des coûts supplémentaires. L’unité de transmission comprend un stator d’excitation et un rotor d’excitation coopérant par induction comme un transformateur. La transmission de l’énergie avec un transformateur comme composant supplémentaire exige que le transformateur soit aussi petit que possible pour réduire le coût et l’encombrement, ce qui, en général, demande une augmentation de la fréquence électrique, détériore le rendement et augmente la complexité du système.

EXPOSE ET AVANTAGES DE L’INVENTION

La présente invention concerne un stator de machine synchrone du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que chaque branche hybride de l’enroulement de stator comprend deux branches partielles hybrides situées dans deux enroulements partiels de stator, différents et appartenant à la même phase, et

- chaque enroulement partiel de stator comporte plusieurs et notamment trois branches partielles hybrides de phases différentes câblées selon un montage en étoile avec un point étoile.

Le stator selon l’invention d’une machine synchrone à excitation électrique telle que définie ci-dessus présente, vis-à-vis de l’état de la technique, l’avantage de réduire les pertes ohmiques dans le système de transmission car l’enroulement de stator faiblement ohmique est utilisé comme enroulement de transmission. L’enroulement de transmission primaire est formé par la branche hybride de l’enroulement de stator qui sert à la fois pour générer le champ tournant du système de courant triphasé pour l’entraînement du rotor et aussi pour générer le champ de transmission du système de transmission. En d’autres termes, l’enroulement de transmission primaire intègre également une partie de l’enroulement de stator ou est intégré dans l’enroulement de stator. Comme l’enroulement de stator fonctionne comme enroulement de transmission primaire, on n’a pas besoin d’enroulement supplémentaire dans le stator. Par rapport à une unité de transmission réalisée comme composant supplémentaire, on économise ainsi l’encombrement de la partie primaire du système de transmission inductif. En outre, le coût de fabrication du système de transmission, notamment pour la partie primaire ou la partie secondaire est réduit par rapport à un système de transmission distinct non intégré.

Comme le circuit magnétique de la machine en fonctionnement réel n’est utilisé principalement que partiellement dans le temps sur le plan magnétique ou est saturé, et que la puissance d’excitation à transmettre est faible par comparaison avec la puissance du courant triphasé, on peut superposer le champ de transmission au champ tournant.

En particulier, toutes les branches de l’enroulement de stator sont des branches hybrides. Le câblage des branches partielles hybrides de l’enroulement de stator comprend à la fois le montage en série de branches partielles hybrides et le montage en parallèle de branches partielles hybrides.

La réalisation du stator s’applique à côté d’une machine synchrone à huit pôles, également à une machine à six pôles.

De manière avantageuse, les branches partielles hybrides de la branche hybride respective sont décalées d’un premier angle de décalage notamment dans le cas de huit pôles de stator, l’angle mécanique est de 90° et dans le cas de six pôles de stator, le décalage mécanique est de 180° et en particulier par rapport aux autres modèles d’occupation partielle décrits dans le motif d’occupation de groupes polaires. De cette manière, chaque branche hybride génère à partir de la composante continue du courant de branches partielles hybrides de même phase, une composante de champ triphasée avec le nombre de pôles du champ triphasé et à partir de la différence de courant de deux branches partielles hybrides de même phase, un champ de transmission avec le nombre de pôles du champ de transmission.

Selon un premier exemple avantageux, les branches partielles hybrides appartenant à la même phase d’enroulement de stator différentes pour deux des trois phases sont reliées électriquement, respectivement par une liaison d’enroulement partiel.

Chaque liaison d’enroulement partiel comportant un branchement de couplage pour l’alimentation commune en courant et en tension des branches partielles hybrides reliées et pour le branchement à un inverseur, les deux branches partielles hybrides appartenant à la même phase ont respectivement un branchement simple pour la liaison à un inverseur ou les branches partielles hybrides de chaque enroulement partiel de stator ont respectivement un branchement simple pour la liaison à un inverseur. Grâce au branchement de couplage, une composante du courant de transmission peut passer de l’un des enroulements partiels de stator dans l’autre enroulement partiel de stator.

Selon un second exemple de réalisation avantageux, les branches partielles hybrides de chaque enroulement partiel de stator comportent respectivement un branchement simple pour le branchement à un inverseur.

Selon un premier exemple de réalisation, les branches hybrides de différentes phases du point de vue du courant d’excitation, sont branchées en parallèle entre les deux points étoile. Dans ce montage en parallèle, le courant d’excitation passe en grande partie par le chemin de moindre impédance. La branche hybride de moindre impédance porte ainsi plus de courant, ce qui réduit l’effet négatif par l’inductance dispersée dépendant de la position du rotor. Les pôles actifs dans le champ de transmission des branches hybrides forment ensemble des pôles plus larges ayant un nombre de spires plus élevé, ce qui diminue l’inductance dispersée et augmente le champ magnétique. Les branches hybrides avec le branchement couplage sont traversées en moyenne dans le temps par la moitié du courant d’excitation et génèrent ainsi moins de pertes de flux importantes dans l’entrefer, ce qui réduit les vibrations gênantes, les bruits et les ondulations du couple.

Selon un second exemple de réalisation avantageux, les branches partielles hybrides de chaque enroulement partiel de stator ont, respectivement, un branchement simple pour le branchement sur un inverseur. Le courant de chaque branche partielle hybride est injecté, par l’inverseur pour que la somme de toutes les intensités au point étoile soit nulle, notamment à la fois la somme des composantes de courant triphasé sera égale à zéro et aussi la somme des composantes de courant de transmission sera égale à zéro en particulier, de sorte que les amplitudes des composantes de courant de transmission de la première et de la seconde phase correspondent à la moitié de l’amplitude des courants de transmission de la troisième phase.

De façon particulièrement avantageuse, dans le cas de huit pôles de stator, les branches partielles de la branche hybride respective sont reliées dans le même sens de polarité au point étoile de l’enroulement partiel de stator respectif et dans le cas de six pôles de stator, les branches partielles de la branche hybride respective sont reliées en sens opposé au point étoile de l’enroulement partiel de stator respectif. De cette manière, chaque branche hybride génère, à partir de la composante de courant continu de deux branches partielles hybrides de même phase vers le point étoile, une composante de champ tournant avec le nombre de pôles du champ tournant et à partir de la différence de courant de deux branches partielles hybrides de même phase vers le point étoile, un champ de transmissions avec le nombre de pôles du champ de transmission.

De façon avantageuse, dans le même enroulement partiel de stator, une seconde branche partielle hybride est décalée par rapport à une première branche partielle hybride d’un second angle de décalage et une troisième branche partielle hybride est décalée par rapport à la première branche partielle hybride d’un troisième angle de décalage, de même amplitude que le second angle de décalage mais dans le sens opposé dans le stator, notamment dans le cas de huit pôles de stator, le décalage mécanique est de +/-15° et dans le cas de six pôles de stator, le décalage mécanique est de +/-80°, la première branche partielle hybride de l’enroulement partiel de stator respectif ayant un branchement simple.

De cette manière, le décalage angulaire des champs de transmission générés par les branches hybrides avec le courant d’excitation est faible si bien que ceux-ci se combinent principalement de manière additive et génèrent ensemble un champ de transmission plus fort.

De façon très avantageuse, dans le cas de huit pôles de stator, dans chaque enroulement partiel de stator de la première branche partielle hybride, par rapport à la seconde et à la troisième branche partielle hybride, le branchement est en sens opposé au point étoile et dans le cas de six pôles de stator, dans chaque enroulement partiel de stator, toutes les branches partielles hybrides sont branchées dans le même sens au point étoile. De cette manière, on a un angle de phase électrique de 120° entre les branches hybrides pour les champs magnétiques générés par les composantes de courant triphasé, ce qui génère un champ magnétique tournant. L’angle de phase électrique entre les champs magnétiques générés par les composantes de courant de transmission des branches hybrides est faible, notamment il est de 30° électrique dans un champ à quatre pôles de sorte que les champs magnétiques générés par les branches hybrides se combinent principalement, de manière additive et forment ainsi ensemble un champ de transmission plus fort.

Dans le cas de la réalisation à six pôles de stator, dans chacun des enroulements partiels de stator, toutes les branches partielles hybrides se rejoignent au point étoile en étant polarisées dans le même sens. De cette manière, on a des angles de phase électriques de 120° entre les champs magnétiques générés par les composantes de courant triphasé dans les branches hybrides, ce qui se traduit par un champ tournant magnétique. L’angle de phase électrique entre les champs magnétiques générés par les branches hybrides par les composants de courant de transmission est faible, notamment de 40 degrés électriques dans un champ à quatre pôles de sorte que les champs magnétiques générés par les branches hybrides se combinent principalement, de manière additive et forment ainsi ensemble un champ de transmission plus fort.

Selon une variante de réalisation avantageuse, la branche hybride respective, par pôle occupe respectivement un groupe de rainures du stator, respectives, selon le même motif d’occupation de pôle en formant un groupe de pôles avec des conducteurs de la même phase, le motif d’occupation de pôle d’un groupe de pôles voulu est une occupation complète de toutes les positions de conducteur du groupe de rainures et le motif d’occupation de pôle d’un groupe de pôles voulu comprend une occupation sans laisser d’intervalle, les intervalles étant occupés par les conducteurs d’une autre phase, les groupes de rainure d’un groupe de pôles voulu comprend notamment deux ou trois rainures de stator, voisines et le groupe de rainures d’un groupe de pôles voulu comprend notamment trois ou quatre rainures de stator voisines. De cette manière, pour la conception de machine, on applique le nombre de spires approprié pour répondre aux conditions de puissance et de couple. La limitation de l’entrefer harmonique et une faible ondulation du couple résultent des groupes de pôles recherchés.

Suivant une autre caractéristique avantageuse, dans le motif d’occupation de pôle d’un groupe de pôles voulu, les deux rainures de stator extérieures reçoivent pour moitié, des conducteurs de la branche hybride respective et pour l’autre moitié des intervalles, la rainure de stator extérieure présentant une occupation inverse de celle de l’autre rainure de stator extérieure du même groupe de pôles respectif, pour l’occupation et les intervalles, dans le motif d’occupation de pôle au moins une rainure intérieure de stator du groupe de pôles ne comporte que des conducteurs de la branche hybride respective.

Ainsi, le tracé du champ magnétique au passage de la branche hybride vers une branche hybride est plus constant, ce qui réduit les harmoniques gênantes.

Selon un développement avantageux, seuls les conducteurs des deux branches partielles hybrides ou les conducteurs de seulement l’une des deux branches partielles hybrides, sont prévus dans le motif d’occupation de pôle du groupe de pôles respectifs.

Le motif d’occupation de pôle de plusieurs groupes de pôles, notamment de quatre groupes, qui sont écartés de l’angle d’un pôle de stator, forment un motif d’occupation de groupes de pôles, les deux branches partielles hybrides de la branche hybride respective ont respectivement un motif d’occupation partielle, identique dans le motif d’occupation de groupe de pôles, le motif d’occupation partielle d’une branche partielle hybride présente par rapport au motif d’occupation partielle de l’autre branche partielle hybride dans le stator, un décalage correspondant au premier angle de décalage.

Les branches hybrides permettent ainsi de générer en même temps un champ tournant et un champ de transmission.

Le rotor selon l’invention avec les caractéristiques ci-dessus présente l’avantage vis-à-vis de l’état de la technique, d’intégrer seulement l’enroulement d’excitation secondaire du rotor dans une partie de l’enroulement d’excitation ou est réalisé par celui-ci. La branche partielle de la branche d’excitation respective avec le dispositif de bobine hybride sert à la fois à l’excitation électrique de la machine synchrone et à la transmission secondaire du système de transmission. Les dispositifs de bobine hybride sont également traversés à la fois par le courant continu d’excitation et par le courant alternatif de transmission en utilisant ainsi la section des conducteurs dans la moyenne du temps de sorte que pour la même excitation globale du rotor, on aura une moindre perte de puissance sur le rotor ce qui se traduit par un échauffement plus réduit du rotor et ainsi par un rendement plus élevé du système et par une puissance permanente supérieure. En outre, on économise l’encombrement de l’enroulement de transmission secondaire sur le rotor, ce qui peut, par exemple, permettre d’augmenter le nombre de spires ou la section des conducteurs des autres enroulements.

Cet équipement du rotor, en plus d’une machine synchrone à huit pôles peut également s’applique à une machine à six pôles.

Pour cela,

l’enroulement d’excitation comprend au moins une et notamment une unique branche d’excitation,

- la branche d’excitation respective comporte deux groupes de bobines d’excitation, branchées en série ayant chacun plusieurs bobines d’excitation,

les deux groupes de bobines d’excitation ont respectivement un nombre pair ou un nombre impair de bobines d’excitation qui correspond à la moitié du nombre de dents de rotor, notamment trois ou quatre,

- l’enroulement de transmission secondaire est formé par une branche partielle hybride sur la branche d’excitation respective et qui est branchée entre deux groupes de bobines d’excitation de la branche d’excitation respective et comprend un dispositif de bobine hybride secondaire,

- le dispositif de bobine hybride a plusieurs paires de bobines de transmission branchées en parallèle formées respectivement par deux bobines de transmission en série sont respectivement prévues pour générer une tension alternative de transmission par coopération inductive avec la partie primaire du système de transmission ainsi qu’une entrée de courant continu reliée à l’un des deux groupes de bobine d’excitation et une sortie de courant continu reliée à l’autre groupe de bobines d’excitation.

De façon avantageuse, chaque dent de rotor a respectivement l’une des bobines d’excitation et l’une des bobines de transmission, le nombre de spires de la bobine de transmission respective étant inférieur au nombre de spires de la bobine d’excitation respective, de façon à générer la tension alternative de transmission, nécessaire. Cela permet d’accorder et d’optimiser la résistance ohmique du dispositif d’enroulement et la tension de transfert sur le rotor, en particulier, en tenant compte des semi-conducteurs redresseurs du circuit redresseur ; on a ainsi l’optimum entre l’intensité et la tension.

Les bobines de rotor sont installées sur le rotor de façon à pouvoir bobiner un nombre aussi grand que possible de bobines de rotor avec le même fil et sans interruption de celui-ci, en procédant, de manière successive, ce qui permet de réduire le temps de cadence de fabrication.

Suivant une autre caractéristique avantageuse, les bobines d’excitation d’un groupe de bobines d’excitation de nombre pair sont branchées par paire par rapport aux paires de bobines d’excitation en série et les paires de bobines d’excitation du groupe de bobines d’excitation en nombre pair sont branchées en série ou en parallèle ou les bobines d’excitation d’un groupe de bobines d’excitation de nombre pair sont branchées en série.

Suivant une autre caractéristique avantageuse, le rotor a un nombre pair de dents de rotor, notamment six ou huit dents de rotor, les dents de rotor étant numérotées à partir de l’une des dents de rotor dans le sens périphérique, avec des numéros dans le sens croissant, les bobines d’excitation de l’un des deux groupes de bobines d’excitation ne sont prévues que sur les dents de rotor de numéro pair et les bobines d’excitation de l’autre groupe de bobines d’excitation ne sont prévues que sur les dents de rotor de numéro impair, notamment dans le cas de groupes de bobines d’excitation en nombre impair ou dans le cas de groupes de bobines d’excitation en nombre pair, les bobines d’excitation de la paire respective de bobine d’excitation sont sur des dents de rotor différentes, entre lesquelles on a un nombre partiel déterminé de rainures de rotor inférieur au nombre de rainures du rotor et correspondant au double du nombre entier impair.

Ainsi, la tension électrique entre les branchements du groupe de bobines d’excitation n’est pas influencée par le champ de transmission, ce qui permet une alimentation régulière du courant d’excitation. La tension électrique entre les branchements du groupe de bobines d’excitation est la somme des tensions des bobines d’excitation branchées en série dans le groupe de bobines d’excitation.

Suivant une autre caractéristique avantageuse, le nombre de paires de bobines de transmission par dispositif de bobine hybride correspond à la moitié du nombre de dents du rotor, notamment au nombre trois ou quatre, les bobines de transmission de la paire de bobines de transmission respective étant sur deux dents de rotor différentes entre lesquelles il y a un nombre partiel déterminé de rainures de rotor qui, dans le cas d’un nombre pair de paires de bobines de transmission par dispositif de bobine hybride est inférieur au nombre de rainures de rotor et correspond au double du nombre entier impair et qui, dans le cas d’un nombre impair de paires de bobines de transmission par dispositif de bobine hybride correspond à la moitié du nombre de rainures du rotor.

Ainsi, la tension entre les branchements des paires de bobines de transmission n’est pas influencée par le champ de transmission, ce qui permet un montage en parallèle des paires de bobines de transmission et une alimentation régulière en courant d’excitation de la paire de bobines de transmission. En outre, de cette manière, on a une tension induite par le champ de transmission sur le nœud intermédiaire de la paire de bobines de transmission pour l’injecter dans un redresseur.

Les bobines de transmission de la paire de bobines de transmission respective sont branchées dans le même sens, en série, dans le cas d’un nombre pair de paires de bobines de transmission par dispositif de bobine hybride de façon que pour l’alimentation de la paire de bobines de transmission orientées de l’entrée de courant continu vers la sortie de courant continu, les dents de rotor correspondantes sont aimantées dans la même direction radiale, et elles sont branchées en opposition, en série dans le cas d’un nombre impair de paires de bobines de transmission par dispositif de bobine hybride de façon que pour l’alimentation de la paire de bobines de transmission qui va de l’entrée de courant continu vers la sortie de courant continu, les dents de rotor correspondantes soient aimantées dans la direction radiale opposée.

Ainsi, les bobines d’excitation génèrent un champ d’excitation côté rotor avec un sens d’aimantation qui alterne d’une dent à l’autre pour générer le couple coopérant avec le champ tournant synchrone du stator.

Les bobines de transmission du dispositif de bobine hybride les bobines de transmission du dispositif de bobine hybride dans le cas d’un nombre pair de paires de bobines de transmission par dispositif de bobine hybride sont branchées sur l’entrée de courant continu ou la sortie de courant continu de façon que pour une alimentation de paires de bobines de transmission, les dents de rotor de numéro impair soient aimantées dans la direction radiale opposée à celle des dents de rotor de numéro pair, et les bobines de transmission installées sur les dents de rotor de numéro pair, dans le cas d’un nombre impair de paires de bobines de transmission par dispositif de bobine hybride, elles sont toutes branchées sur l’entrée de courant continu ou toutes sur la sortie de courant continu.

Ainsi, les bobines de transmission génèrent un champ d’excitation côté rotor pour obtenir un couple coopérant avec le champ tournant synchrone du stator. En outre, les bobines de transmission agissent de cette manière comme l’enroulement secondaire d’un transformateur pour recevoir l’énergie électrique du stator et alimenter ainsi le rotor.

De façon avantageuse, dans le cas d’un nombre pair de paires de bobines de transmission par dispositif de bobine hybride, chaque bobine de transmission branchée sur l’entrée de courant continu forme avec une autre bobine de transmission, branchée sur l’entrée de courant continu, une paire de branchement dont les bobines de transmission sont sur deux dents de rotor différentes, entre lesquelles on a un nombre partiel déterminé de rainures de rotor qui est inférieur au nombre de rainures de rotor et correspond au double du nombre entier impair.

Ainsi, la somme des intensités fournies par les paires de branchements à l’entrée de courant continu et à la sortie de courant continu est égale à zéro car les tensions et les intensités sur les nœuds intermédiaires ont la même amplitude, mais des signes algébriques différents. Ainsi, le courant dans les bobines d’excitation n’est pas influencé par le courant de transmission bien que les bobines de transmission soient branchées en série avec les bobines d’excitation.

Suivant une autre caractéristique avantageuse, le dispositif de bobine hybride comporte plusieurs sorties de tension alternative respectives reliées à une entrée de tension alternative d’un des circuits redresseurs, le nombre des sorties de tension alternative correspond notamment au nombre de paires de bobines de transmission par dispositif de bobine hybride, la sortie de tension alternative respective étant un nœud intermédiaire entre les bobines de transmission de la paire de bobines de transmission respectives, les sorties de tension alternative sont reliées respectivement à une entrée de tension alternative de l’un des circuits redresseurs.

Ainsi, les tensions alternatives et les courants alternatifs aux nœuds intermédiaires des paires de bobines de transmission, fournis par le champ de transmission sont redressés par un redresseur et les bobines d’excitation sont ainsi alimentées pour l’excitation du rotor.

De façon avantageuse, le rotor comporte en plus des bobines d’excitation installées sur le rotor et des bobines de transmission, un enroulement ondulé en court-circuit qui passe avec une branche conductrice court-circuitée suivant un tracé ondulé à travers toutes les rainures de rotor ce qui élimine les pointes de tension dans les bobines d’excitation et de transmission ou les réduit, protégeant ainsi les circuits redresseurs.

La machine synchrone à excitation électrique selon l’invention présente, vis-à-vis de l’état de la technique, l’avantage de réduire le coût et l’encombrement du système de transmission inductif et d’abaisser ainsi le coût de fabrication de la machine synchrone. En outre, une plus grande partie des tensions harmoniques et des ondulations de courant, gênant, engendrées par la modulation à largeur d’impulsion sont utilisées pour l’excitation côté stator de sorte que l’excitation de la machine est possible avec un inverseur triphasé de même surface de puce, sans fonction d’excitation. L’augmentation de la surface de puce de l’inverseur pour intégrer la fonction d’excitation est ainsi réduite ou est complètement supprimée.

Le nombre de pôles du système de transmission correspond à la moitié du nombre de pôles du système de courant triphasé si le nombre de pôles du système de courant triphasé est un multiple de quatre. Le nombre de pôles du système de transmission est de quatre si le système de courant triphasé a six pôles.

L’invention a également pour objet une installation de commande de la machine synchrone selon l’invention. Cette installation de commande comprend un inverseur et un appareil de commande de l’inverseur. L’inverseur a des sorties d’inverseur pour fournir les tensions de phase pour l’alimentation en énergie de l’enroulement de stator et pour chaque branchement de couplage ou branchement simple de l’enroulement de stator on a l’une des sorties de l’inverseur.

L’invention a également pour objet un procédé de gestion d’une machine synchrone équipée d’une installation de commande pour commander l’inverseur pour le fonctionnement de la machine synchrone de façon que les branchements simples des enroulements partiels de stator reçoivent respectivement un courant-somme composé d’une partie du courant de phase du système triphasé, notamment avec une demi-amplitude et d’une partie d’un courant d’excitation du système de transmission, le courant d’excitation étant un courant alternatif ou un courant continu.

Dans la réalisation de l’enroulement de stator avec des branchements de couplage, ces branchements reçoivent respectivement le courant de phase du système du courant triphasé avec l’amplitude totale et sur les deux branchements simples de la même phase la partie du courant d’excitation avec un signe algébrique opposé. Cela permet à la machine de fonctionner avec quatre sorties d’inverseur, les deux sorties d’inverseur pour les branchements simples ayant une capacité de courant inférieure, notamment la moitié de la capacité de courant porteur par comparaison aux deux sorties d’inverseur du branchements de couplage ; cela permet d’exciter la machine avec une surface totale de puce, inchangée pour l’inverseur et ainsi de réduire les coûts de fabrication et de développement.

La présente invention sera décrite ci-après de de manière plus détaillée à l’aide d’exemples de réalisation de machines synchrones selon l’invention représentés dans les dessins annexés dans lesquels :

schéma d’un premier exemple de réalisation d’une machine synchrone à excitation électrique selon l’invention,

schéma d’un second mode de réalisation d’une machine synchrone à excitation électrique,

câblage de l’enroulement de stator selon l’invention du stator de la pour un stator à huit pôles de stator,

câblage d’un enroulement de stator selon l’invention de la pour un stator à six pôles,

câblage d’un enroulement de stator selon l’invention de la pour un stator à six pôles,

câblage d’un enroulement de stator selon l’invention du stator de la pour un stator à six pôles,

dispositif non développé d’une branche hybride selon l’invention pour un système de courant triphasé à huit pôles,

dispositif non développé d’une branche hybride selon l’invention pour un système de courant triphasé à six pôles,

première variante d’un dispositif non développé d’une branche hybride selon l’invention pour un système de courant triphasé à huit pôles,

seconde variante d’un dispositif non développé d’une branche hybride selon l’invention pour un système de courant triphasé à huit pôles,

Première variante d’un dispositif non développé d’une branche hybride selon l’invention pour un système de courant triphasé à six pôles,

seconde variante d’un dispositif non développé d’une branche hybride selon l’invention pour un système de courant triphasé pour six pôles,

montage d’excitation de rotor selon l’invention pour un système de courant triphasé à huit pôles,

rotor selon l’invention avec des bobines du circuit d’excitation de rotor selon la pour un système de courant triphasé à huit pôles,

montage d’excitation du rotor selon l’invention pour un système de courant triphasé à six pôles et,

rotor selon l’invention avec un circuit d’excitation de rotor et bobine selon la pour un système de courant alternatif à six pôles.

DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L’INVENTION

La montre un schéma d’une machine synchrone à excitation électrique selon un premier mode de réalisation.

La machine synchrone à excitation électrique 1 comprend un stator 2 et un rotor 3 selon l’invention.

Le stator 2 a un enroulement de stator 7 polyphasé, notamment triphasé passant dans les rainures 6 d’un corps de stator 5 ; cet enroulement comporte plusieurs branches de phase 8. Le stator 2 comprend en outre une partie primaire 10p d’un système de transmetteur inductif 10 pour transmettre de l’énergie électrique dans un enroulement d’excitation 13 du rotor 3 de la machine synchrone 1.

La partie primaire 10p du système de transmetteur inductif 10 comporte un enroulement de transmetteur primaire 14 formé par plusieurs branches de phase hybrides 8 de l’enroulement de stator 7. Les branches de phase hybrides 8 servent de branches hybrides 9 à la fois pour générer le champ tournant d’un système de courant triphasé pour l’entraînement du rotor 3 et aussi pour générer un champ de transfert du système de transmetteur 10. Les branches hybrides 9 associées respectivement à l’une des phases VW peuvent recevoir respectivement à la fois un courant de phase du système de courant triphasé et aussi un courant de transmetteur du système de transmetteur 10. Par exemple, chacune des branches de phase 8 de l’enroulement de stator 7 est une branche hybride 9.

Selon l’invention, chaque branche hybride 9 de l’enroulement de stator 7 comprend deux branches partielles hybrides 9.1, 9.2 qui sont situées dans les deux enroulements partiels de stator 7.1, 7.2, différents et qui appartiennent à la même phase U,V,W. Chaque enroulement partiel de stator 7.1, 7.2 a, selon l’invention, plusieurs, notamment trois branches partielles hybrides 9.1, 9.2 de phases différentes U, V, W qui sont branchées en étoile avec un point étoile 15.

Selon un premier mode de réalisation à la , les mêmes branches partielles hybrides 9.1, 9.2 appartenant à la même phase V, W sont reliées électriquement pour deux des trois phases V, W respectivement par un branchement d’enroulement partiel 16 ; chacun des branchements d’enroulement partiel 16 a un branchement de couplage 17 pour l’alimentation en courant et en tension, commune, des branches partielles 9.1, 9.2 reliées ainsi que pour le branchement à une sortie d’inverseur 51 d’un inverseur 50. Les deux branches partielles hybrides 9.1, 9.2 appartenant à la même phase U ont respectivement un branchement simple 18 pour le branchement à l’une des sorties de l’inverseur 50.

Le système de courant triphasé de la machine synchrone 1 a un premier nombre de pôles et le système de transmetteur inductif a un second nombre de pôles. Le (second) nombre de pôles du système de transmetteur correspond, par exemple, à la moitié du (premier) nombre de pôles du système de courant triphasé si le nombre de pôles du système de courant triphasé est un multiple de quatre. Le nombre de pôles du système de transmetteur est, par exemple, égal à quatre si le système de courant triphasé a six pôles.

Le système d’ensemble comprend également une installation de commande 60 pour commander la machine synchrone 1 à excitation électrique. L’installation de commande 60 comporte l’inverseur 50 avec des sorties d’inverseur 51 et un appareil de commande 61 pour commander l’inverseur 50. Les sorties d’inverseur 51 fournissent les tensions de phase pour l’alimentation en énergie de l’enroulement de stator 7. Pour chaque branchement des deux branches partielles de stator 7.1, 7.2, il est prévu l’une des sorties d’inverseur 51.

L’appareil de commande 61 commande l’inverseur 50 pour activer la machine synchrone 1 de façon à injecter un courant somme dans les branchements simples 18 des enroulements partiels de stator 7.1, 7.2 ; le système de courant triphasé avec une partie d’un courant de phase notamment à demi-amplitude et une partie d’un courant d’excitation du système de transmetteur 10 dont le courant d’excitation est une variante ou est le courant continu.

Dans les branchements de couplage 17 selon le premier mode de réalisation, on injecte respectivement un courant de phase du système de courant triphasé à pleine amplitude sur les branchements simples 18 appartenant à cette même phase, la partie du courant d’excitation ayant différents signes algébriques.

La est un schéma d’une machine synchrone à excitation électrique selon l’invention correspondant à un second mode de réalisation.

Le second mode de réalisation selon la diffère de celui de la en ce que les branches partielles hybrides 9.1, 9.2 de chaque enroulement partiel de stator 7.1, 7.2 ont respectivement un branchement simple 18 pour le branchement à l’une des sorties 51 de l’inverseur 50.

Les branches partielles hybrides 9.1, 9.2 de la branche hybride 9 respective sont décalées pour les deux modes de réalisation selon les figures 1A et 1B dans le corps de stator 5, d’un premier angle de décalage ; en particulier, dans le cas de huit pôles de stator, le décalage est un décalage mécanique de 90° ; dans le cas de six pôles de stator le décalage mécanique est de 180° (tableau 1 pour le premier mode de réalisation et tableau 2 pour le second mode de réalisation, respectivement la seconde colonne « position mécanique »).

Le tableau 1 montre, pour le système de courant triphasé à huit pôles selon la ou la , les positions angulaires dans le stator pour les branches partielles hybrides simples. La colonne 2 du tableau 1 donne la position angulaire mécanique des branches partielles hybrides ; la colonne 3 donne les positions angulaires de phase magnétique des branches partielles hybrides pour le champ tournant (huit pôles) ; dans la colonne 4, les positions angulaires des phases magnétiques des branches partielles hybrides concernent le champ de transmission (à huit pôles) ; la colonne 5 indique la position angulaire de phase magnétique résultante des parties de champ tournant générées des branches partielles hybrides pour le champ tournant (huit pôles) en tenant compte du sens du courant des composantes de courant triphasé ; la colonne 6 indique les positions angulaires de phase magnétique résultantes des composants générés de champ de transmission des branches partielles hybrides des composants de champ de transmission générés des branches partielles hybrides pour le champ de transfert (4 pôles) tenant compte du sens du courant dans les composantes de courant de transmission.

Le tableau 2 indique les positions angulaires dans le stator pour les branches partielles hybrides simples du système de courant triphasé à six pôles selon les figures 3A ou 3B. La colonne 2 du tableau 2 donne les positions angulaires mécaniques des branches partielles hybrides ; la colonne 3 donne les positions angulaires de phase magnétique des branches partielles hybrides pour le champ tournant (6 pôles) ; la colonne 4 donne les positions angulaires de phase magnétique des branches partielles hybrides pour le champ de transmission (4 pôles) ; la colonne 5 donne les positions angulaires de phase magnétique résultante des composantes de champ tournant généré, des branches partielles hybrides pour le champ tournant (6 pôles) en tenant compte du sens du courant des composantes de courant triphasé ; la colonne 6 donne les positions angulaires des phases magnétiques résultantes des composantes de champ de transmission générées des branches partielles hybrides pour le champ de transmission (4 pôles) en tenant compte du sens du courant des composantes de courant de transmission.

Dans le même enroulement partiel de stator 7.1, 7.2, pour les deux exemples de réalisation selon la et la , on a une seconde branche partielle hybride 9.1, 9.2 (par exemple, la phase V) décalée par rapport à la première branche partielle hybride 9.1, 9.2 (par exemple, de la phase U) d’un second angle de décalage et une troisième branche partielle hybride 9.1, 9.2 (par exemple de la phase W) décalée par rapport à la première branche partielle hybride 9.1, 9.2 (par exemple de la phase U) d’un troisième angle de décalage, opposé, dans le corps de stator 5 et, de même amplitude que le second angle de décalage ; en particulier, dans le cas de huit pôles de stator on a +/-15° de décalage mécanique ; dans le cas de six pôles de stator on a +/-80° de décalage mécanique. En particulier, la première branche partielle hybride 9.1, 9.2 de l’enroulement de stator 7.1, 7.2 respectif a un branchement simple 18 (tableau 1 pour le système de courant triphasé à huit pôles et tableau 2 pour le système de courant triphasé à 6 pôles, respectivement la seconde colonne « position mécanique »).

Branche partielle hybride	Position mécanique	Position 8 pôles magnétiques	Position 4 pôles magnétiques	Position résultante 8 Pôles	Courant triphasé position résultante 4 pôles courant d’excitation
U1	0°	0°	0°	0°	0°
U2	90°	360°=0°	180°	0°	180°+180°=0°
V1	-15°	-60°	-30°	-60°+180°=120°	-30°
V2	75°	300°=-60°	150°	-60°+180°=120°	150°+180°=-30°
W1	15°	60°	30°	60°+180°=240°	30°
W2	105°	420°=60°	210°	60°+180°=240°	210°+180°=30°

Branche partielle hybride	Position mécanique	Position 8 pôles magnétiques	Position 4 pôles magnétiques	Position résultante 8 Pôles	Courant triphasé position résultante 4 pôles courant d’excitation
U1	0°	0°	0°	0°	0°
U2	180°	180°	360°=0°	0°+180°=180°	180°+180°=0°
V1	-80°	-240°	-160°	-240°=120°	-160°+180°=20°
V2	100°	300°=-60°	200°	-60°+180°=120°	200°+180°=20°
W1	80°	240°	160°	240°	160°+180°=20°
W2	260°	780°=60°	520°=160°	60°+180°=240°	160°+180°=20°

La montre le câblage d’un enroulement du stator de la selon l’invention pour un stator à huit pôles de stator. Les figures 2A-3B montrent les extrémités des branches partielles hybrides 9.1, 9.2 avec un point et les débuts des branches partielles hybrides 9.1, 9.2 sans point.

Dans le cas de huit pôles de stator, les branches partielles hybrides 9.1, 9.2 de la branche hybride 9 respective sont branchées dans le même sens polaire au point étoile 15 de l’enroulement partiel de stator 7.1, 7.2. Pour la branche hybride 9 de la phase U, on a ainsi les branches partielles hybrides 9.1 (U1) et 9.2 (U2) avec le même sens polaire relevées au point étoile 15 de l’enroulement partiel de stator 7.1, 7.2 respectif. La même remarque s’applique aux branches partielles hybrides 9.1 (V1) et 9.2 (V2) ainsi qu’aux branches partielles hybrides 9.1 (W1) et 9.2 (W2).

Dans le cas de huit pôles de stator selon la , dans chaque enroulement partiel de stator 7.1, 7.2 de la première branche partielle hybride 9.1, 9.2 (par exemple de la phase U) par rapport à la seconde et à la troisième branche partielle hybride (9.1, 9.2) (par exemple, des phases V et W) sont branchées avec des pôles opposés au point étoile 15. Les premières branches partielles hybrides 9.1, 9.2 forment une première branche hybride ; les secondes branches partielles hybrides 9.1, 9.2 forment une seconde branche hybride et les troisièmes branches partielles hybrides 9.1, 9.2 forment une troisième banche hybride.

Les branchements simples 18 des premières branches hybrides 9.1, 9.2 (par exemple de la phase U) du circuit selon la et la , reçoivent des courants-sommes qui se composent d’un demi-courant de phase du courant triphasé et d’une composante de courant d’excitation I_errde la composante d’excitation I_erraux deux branchements simples 18 du circuit de la et de la avec la même amplitude, mais un signe algébrique différent. Dans les branchements de couplage 17 de la seconde et de la troisième branches partielles hybrides 9.1, 9.2 (par exemple des phases V et W) on injecte ainsi respectivement une composante complète du courant triphasé. La composante de courant d’excitation I_errde la première branche partielle hybride 9.1, 9.2, ce courant passe au point étoile 15 en continu dans la seconde et la troisième branche partielle hybride 9.1, 9.2, ce qui représente la partie de courant d’excitation d’un montage en parallèle. La composante de courant d’excitation au point étoile 15 se divise en fonction de l’impédance instantanée de la seconde et de la troisième branches partielles hybrides 9.1, 9.2 en deux composantes partielles de courant d’excitation dont la somme correspond à la partie de courant d’excitation indiquée à la par la composante de courant d’excitation I_err*K et la partie de courant d’excitation I_err*(1-K), K étant supérieur ou égal à zéro été inférieur ou égal à un. Les branchements de couplage 17 permettent le passage du courant des composantes partielles de courant d’excitation d’un enroulement partiel de stator 7.1, 7.2 dans l’autre enroulement partiel de stator 7.1, 7.2.

La montre le câblage de l’enroulement de stator selon l’invention correspondant au stator de la qui est un stator à huit pôles.

Dans le cas d’un enroulement à six branchements simples 18 selon la et la , on injecte un courant somme dans chaque branchement simple 18 ; ce courant se compose d’un demi-courant de phase du courant triphasé et d’une composante de courant d’excitation I_err. La composante de courant d’excitation I_erra sur les deux branchements simples 18 du montage de la , la même amplitude, mais un signe algébrique différent. Par la régulation d’intensité, on règle les courants de phase et les composantes de courant d’excitation pour avoir au point étoile 15 à la fois la somme des courants de phase du courant triphasé et aussi la somme des composantes du courant d’excitation I_errégale à zéro. Les valeurs des composantes de courant d’excitation de la seconde et de la troisième branche partielle hybride 9.1, 9.2 sont réglées sur les valeurs de composante de courant d’excitation I_err*K et la composante de courant d’excitation I_err*(1-K) par la régulation ; K est supérieur ou égal à zéro et K est inférieur ou égale à un) pour le paramètre K on peut choisir la valeur ½, ce qui correspond à une répartition égale du courant de transmission vers la seconde et la troisième branche hybride respective. Le paramètre K peut également être variable dans le temps de sorte qu’il sera choisi en fonction des courants de phase instantanés dans les seconde et troisième branches hybrides. Le paramètre K peut être réglé sur une valeur différente de 0,5 pour avoir une répartition irrégulière du courant d’excitation entre la seconde et la troisième branche hybride pour qu’ainsi celle des deux branches hybrides qui porte le courant de phase respectivement le plus petit du système de courant triphasé, reçoive un courant d’excitation plus important du système de transmission, pour générer une densité de courant plus régulière dans les conducteurs et réduire les pertes ohmiques. L’amplitude de la composante de courant d’excitation respective dans la seconde ou la troisième branche hybride et qui sont instantanément portées par les deux courants de phase les plus faibles, sera ainsi augmentée.

La montre le câblage de l’enroulement de stator selon l’invention de la pour un stator à six pôles de stator.

Dans le cas de six pôles de stator, les branches partielles hybrides 9.1, 9.2 de la branche hybride respective 9 sont raccordées au point étoile 15 des enroulements partiels de stator 7.1, 7.2 avec une polarisation respectivement opposée. Ainsi, les branches partielles hybrides 9.1, 9.2 d’un enroulement partiel de stator 7.1 sont polarisées en sens opposé par rapport aux branches partielles hybrides 9.1, 9.2 de l’autre enroulement partiel de stator 7.2 reliées au point étoile 15 respectif.

Dans le cas de six pôles de démarreur, selon la , dans chaque enroulement partiel de stator 7.1,7.2 sont polarisés dans le même sens que toutes les branches partielles hybrides 9.1, 9.2 en étant branchés sur le point étoile 15.

La montre un câblage de l’enroulement de stator selon l’invention du stator de la dans le cas d’un stator à six pôles.

La montre la disposition non développée d’une branche hybride selon l’invention pour un système de courant triphasé à huit pôles. La branche hybride présentée est, une branche hybride de la phase U et comprend ainsi des branches partielles hybrides U1 et U2, mais il pourrait également s’agir d’une branche hybride de la phase V comprenant les branches partielles hybrides V1 et V2 ou encore une branche hybride de la phase W comprenant les branches partielles hybrides W1 et W2.

La montre la disposition non développée d’une branche hybride selon l’invention pour un système de courant triphasé à six pôles. La branche hybride présentée est une branche hybride de la phase U et comprend ainsi les branches partielles hybrides U1 et U2 ; mais il pourrait également s’agir d’un brin hybride de la phase V comprenant les branches partielles hybrides V1 et V2 ou encore une branche hybride de la phase W comprenant les branches partielles hybrides W1 et W2.

La branche hybride 9 respective occupe ainsi par pôle de stator respectivement un groupe de rainures 20 de rainures voisines de stator 6 respectivement selon un même motif d’occupation de pôles en formant un groupe polaire 21 de conducteurs électriques 22 de la même phase U, V, W.

Le motif d’occupation de pôle d’un groupe de pôles 21 recherché comprend une occupation complète de toutes les positions de conducteurs du groupe de rainures 20 avec des conducteurs de la branche hybride 9 respective. Le groupe de rainures 20 comprend un groupe 21 non développé, par exemple, de deux ( ) ou trois ( ) rainures de stator 6, voisines.

Dans le motif d’occupation PP du groupe de pôles 21 recherché respectif, on peut prévoir des conducteurs 22 des deux branches partielles hybrides 9.1, 9.2 ou du conducteur 22 d’une seule des branches partielles des deux branches hybrides 9.1, 9.2.

La montre une première variante d’une disposition recherchée d’une branche hybride selon l’invention pour un système de courant triphasé à 8 pôles. La branche hybride présentée est, par exemple, une branche hybride de la phase U et comprend ainsi des branches partielles hybrides U1 et U2, mais il pourrait également s’agir d’une branche hybride de la phase V comprenant les branches partielles hybrides V1 et V2 ou encore une branche hybride de la phase W comprenant les branches partielles hybrides W1 et W2.

La montre une seconde variante d’une disposition recherchée de la branche hybride selon l’invention pour un système de courant triphasé à 8 pôles. La branche hybride présentée est composée, par exemple, d’une branche hybride de la phase U et comprend ainsi les branches partielles hybrides U1 et U2, mais elle pourrait également être une branche hybride de la phase V comprenant les branches partielles V1 et V2 ou encore une branche hybride de la phase W comprenant les branches partielles hybrides W1 et W2.

La montre une première variante d’une disposition recherchée d’une branche hybride selon l’invention pour un système de courant triphasé à 6 pôles. La branche hybride présentée est, par exemple, une branche hybride de la phase U et comprend ainsi des branches partielles hybrides U1 et U2 ; mais il pourrait également s’agir d’une branche hybride de la phase V comprenant les branches partielles hybrides V1 et V2 ou une branche hybride de la phase W comprenant les branches partielles hybrides W1 et W2.

La montre une seconde variante d’une disposition recherchée d’une branche hybride selon l’invention pour un système de courant triphasé à 6 pôles. La branche hybride présentée est, par exemple, une branche hybride de la phase U et comprend ainsi les branches partielles hybrides U1 et U2 ; mais il pourrait également s’agir d’une branche hybride de phase V comprenant les branches partielles hybrides V1 et V2 ou encore d’une branche hybride de la phase W comprenant les branches partielles hybrides W1 et W2.

Le motif d’occupation de pôles PP du groupe de pôles 21 recherché selon l’un des modes de réalisation des à 9 comprend une occupation sans laisser d’intervalle, pour l’occupation avec les conducteurs 22 de la même branche hybride 9 ; les intervalles 23 de l’occupation avec les conducteurs 22 d’une autre phase sont occupés. Le groupe de rainures 20 d’un groupe de pôles 21 recherché comprend notamment trois ( , ) ou quatre ( , ) rainure de stator 6, voisines.

Dans le motif d’occupation de pôles PP du groupe de pôles 21 respectivement recherché, on peut avoir les conducteurs 22 des mêmes branches partielles hybrides 9.1, 9.2 ou le conducteur 22 de seulement l’une des branches partielles hybrides 9.1, 9.2 de la branche hybride 9.

Dans un motif d’occupation de pôles PP d’un groupe de pôles 21 recherché selon les figures 6 et 9, les deux rainures de stator 6a extérieures ont pour une moitié, des conducteurs 22 de la branche hybride 9 respective et pour l’autre moitié des intervalles 23, les conducteurs d’une autre phase ; la rainure de stator extérieure 6a présente, par rapport à l’autre rainure de stator extérieure 6a, le même groupe de pôles 21 respectif, recherché pour l’occupation avec les conducteurs 22 de la même branche hybride 9 et les intervalles 23 sont occupés de façon inversée. Dans le motif d’occupation de pôles PP du groupe de pôles 21 respectif recherché selon les figures 6 à 9, au moins une rainure de stator 6 dans le groupe de pôles 21 recherché ne comporte que des conducteurs 22 de la branche hybride 9 respective ; dans le motif d’occupation de pôles PP on a au moins une rainure de stator 6i intérieure du groupe de pôles 21 recherché selon les figures 6 à 9, à la fois une composante de conducteur 22 de la branche partielle hybride 9.1, 9.2 également aussi une partie de conducteur 22 de l’autre branche partielle hybride 9.1, 9.2 de la branche hybride respective 9 ou en variante seulement des conducteurs 22 de l’une des deux branches partielles hybrides 9.1, 9.2.

Le motif d’occupation de pôles PP de plusieurs groupes de pôles 21 voulu, notamment 4 selon les figures 6 à 9, (ils sont écartés seulement de l’angle d’un pôle de stator) forment ensemble un motif d’occupation de groupe de pôles PG. Les deux branches partielles hybrides 9.1, 9.2 de la branche hybride 9 respective ont un motif d’occupation partielle identique PG1, PG2 dans le motif d’occupation de groupe de pôles PG ; dans le motif d’occupation partielle PG1,2, la branche partielle hybride 9.1 est décalée d’un premier angle de décalage ϕ1 par rapport au motif d’occupation partielle identique PG2 de l’autre branche partielle hybride 9.2 dans le corps de stator 5 ; en particulier, dans le cas de huit pôles de stator (figures 6 et 7) on a un décalage mécanique de 90° ; dans le cas de six pôles de stator (figures 8 et 9) on a un décalage mécanique de 180°. Le décalage mécanique est indiqué par la référence "mech".

La montre un montage d’excitation de rotor selon l’invention pour un système de courant triphasé à 8 pôles.

La montre un rotor selon l’invention avec les bobines du circuit d’excitation de rotor selon la pour un système de courant triphasé à 8 pôles.

En plus des bobines d’excitation 34 et des bobines de transmission 37 installées sur le rotor 3, on peut égalent prévoir un enroulement 45 en court-circuit sur le rotor 3 et qui passe avec une branche en court-circuit 46, selon un tracé ondulé à travers toutes les rainures de rotor 31 et sert à supprimer les pointes de tension des bobines d’excitation 34 et des bobines de transmission 37. L’enroulement ondulé 45 est indiqué par la lettre « C » à la . En outre, la montre le sens axial du courant dans les côtés respectifs des bobines 34, 37.

La montre un circuit d’excitation de rotor selon l’invention pour un système de courant triphasé à 6 pôles.

La montre un rotor selon l’invention avec les bobines du circuit d’excitation de rotor de la pour un système de courant triphasé à 6 pôles.

En plus des bobines d’excitation 34 installées sur le rotor 3 et des bobines de transmission 37, le rotor 3 peut avoir un enroulement ondulé 45 court-circuité qui passe avec la branche conductrice court-circuitée 46 selon un tracé ondulé par toutes les rainures de rotor 31 et supprime les pointes de tension dans les bobines d’excitation 34 et dans les bobines de transmission 37. L’enroulement ondulé 45 est caractérisé à la par la lettre « C ». Le début et la fin de la branche conductrice 46 sont reliés directement l’un à l’autre et sont ainsi court-circuités. Le brin conducteur 46 est formé par le branchement en série de conducteurs électriques, avec par rainure de rotor 31, au moins un conducteur du brin conducteur 46 ; le sens de passage du courant dans la rainure de rotor 31 est opposé à celui dans la rainure de rotor 31 voisine.

La montre le sens de passage du courant dans les côtés respectifs des bobines 34, 37 de façon habituelle.

Le rotor 3 de la machine synchrone à excitation électrique 1 a un enroulement d’excitation 13 pour générer un champ de rotor d’excitation de la machine synchrone 1 et une partie secondaire 10s du système de transmission inductif 10 pour transmettre l’énergie électrique à l’enroulement d’excitation 13 du rotor 3. La partie secondaire 10s du système de transmission inductif 10 comprend au moins un enroulement de transmission secondaire 28 pour fournir une tension alternative de transmission et au moins un circuit redresseur 29 fonctionnant comme redresseur, notamment un montage en pont pour redresser la tension alternative de transmission en une tension continue secondaire pour l’enroulement d’excitation 13.

Le rotor 3 a des dents de rotor 30 ; les rainures de rotor 31 entre les dents de rotor 30 reçoivent l’enroulement d’excitation 13 et aussi l’enroulement de transmission secondaire 28. Les dents 30 du rotor 3 sont numérotées dans le sens croissant des numéros à partir de l’une des dents de rotor 30 dans la direction périphérique selon l’axe de rotation 32 du rotor 3. Le rotor 3 a, par exemple, un nombre pair de dents 30, notamment six dents de rotor selon la ou huit dents 30 selon la .

Selon l’invention, l’enroulement d’excitation 13 comporte au moins une, notamment une unique branche d’excitation 13s ; la branche d’excitation 13s respective a deux groupes de bobines d’excitation 33 branchés en série et composés chacun de plusieurs bobines d’excitation 34, par exemple, des bobines à une seule dent. Les deux groupes de bobines d’excitation 33 ont respectivement un nombre, notamment un nombre pair ou un nombre impair de bobines d’excitation 34 qui correspond à la moitié du nombre de dents de rotor 30, notamment du nombre 3 ou 4. Les bobines d’excitation 34 sont caractérisées aux figures 10A, 10B, 11A et 11B par la lettre B suivie du numéro de la dent de rotor 30 respective qui porte une bobine d’excitation 34.

En outre, selon l’invention l’enroulement de transmission secondaire 28 selon les figures 10A et 11A est formé par une branche partielle hybride 13H dans la branche d’excitation 13s respective et qui relie entre les deux groupes de bobines d’excitation 33 de la branche d’excitation 13s respective et comprend un dispositif de bobine hybride 35 secondaire.

Le dispositif de bobines hybrides 35 comprend plusieurs paires de bobines de transmission 36 branchées en parallèle et composées respectivement de deux bobines de transmission 37b rangées en série pour générer une tension alternative de transmission par la coopération inductive avec la partie primaire 10p du système de transmission 10. Les bobines de transmission 37 sont réalisées comme des bobines sur une dent simple et aux figures 10A, 10B, 11A et 11B elles sont référencées par la lettre « A » suivie par le numéro de dent de la dent de rotor 30 respective portant cette bobine de transmission 37.

Le dispositif de bobines hybrides 35 comprend en outre une entrée de courant continu 38 reliée à l’un des deux groupes de bobines d’excitation 33 de la branche d’excitation 13s et une sortie de courant continu 39 reliée aux autres groupes de bobines d’excitation 33 de la branche d’excitation 13s.

Selon les figures 10B et 11B, chaque dent de rotor 30 porte l’une des bobines d’excitation 34 et l’une des bobines de transmission 37 ; le nombre de spires de chaque bobine de transmission 37 est notamment inférieur au nombre de spires de la bobine d’excitation 34 respective, de façon à générer la tension alternative de transmission, nécessaire.

Les groupes de bobines d’excitation 33 respectifs peuvent avoir selon la un nombre pair de groupes de bobines d’excitation 33 avec un nombre pair de bobines d’excitation 34. En variante, le groupe de bobines d’excitation respectif 33 selon la a un groupe de bobines d’excitation 33 impair avec un nombre impair de bobines d’excitation.

Les bobines d’excitation 33 d’un groupe de bobines d’excitation 33 de nombre pair sont branchées en série par rapport aux paires de bobines d’excitation 34p. Les paires de bobines d’excitation 34p du groupe de bobines d’excitation 33 de nombre pair sont branchées en série ou en parallèle. Les bobines d’excitation 34 d’un groupe de bobines d’excitation 33 de nombre impair sont branchées en série.

Selon les figures 10A et 11A, les bobines d’excitation 34 de l’un des deux groupes de bobines d’excitation 33 peut être prévu, par exemple, seulement sur les dents de rotor 33 de numéro pair et les bobines d’excitation 34 de l’autre groupe de bobines d’excitation 33 être seulement sur les dents de rotor 30 de numéro impair, en particulier, dans le cas de groupes de bobines d’excitation 33 en nombre impair de la .

Dans le cas de groupes de bobines d’excitation en nombre pair ( ), les bobines d’excitation 34 de la paire de bobines d’excitation 34p respective sont installées sur des dents de rotor différentes séparées un nombre déterminé de rainures de rotor 31 qui est inférieur au nombre de rainures 30 du rotor 3 et correspond au double du nombre naturel impair selon les figures 10A et 11A, par exemple, le nombre 2.

Le nombre de bobines de transmission 36 par dispositif de bobine hybride 35 correspond à la moitié du nombre de dents 30 du rotor 3, par exemple le nombre 3 selon la et le nombre 4 selon la ; les bobines de transmission 37 de la paire de bobines de transmission 36 respective sont installées sur deux telles dents de rotor 30, différentes, entre lesquelles il y a un nombre partiel déterminé de rainures de rotor 31 ; dans le cas d’un nombre pair de paires de bobines de transmission 36 ( ), par dispositif de bobine hybride 35 ce nombre partiel est inférieur au nombre de rainures de rotor 31 et correspond au double d’un nombre naturel impair, par exemple, selon la , il s’agit du nombre 2.

Le nombre partiel déterminé de rainures de rotor 31 correspond dans le cas d’un nombre impair de paires de bobines de transmission 36 par dispositif de bobines hybrides 35, à la moitié du nombre de rainures 31 du rotor 3, c’est-à-dire à la moitié du nombre de dents de rotor 30 ; selon la il s’agit du nombre 3.

Les bobines de transmission 37 de la paire de bobines de transmission 36 respectives sont, selon la dans le cas d’un nombre pair de paires de bobines de transmission 36 par dispositif de bobine hybride 35, branchées en série dans le même sens de sorte que pour une entrée de courant continu 38 vers la sortie de courant continu 39, l’alimentation de la paire de bobines de transmission 36 alimente les dents de rotor 30 correspondantes dans la même direction radiale par rapport à l’axe de rotor 32.

Les bobines de transmission 37 de la paire de bobines de transmission 36 respectives sont, selon la pour un nombre impair de paires de bobines de transmission 36 par dispositif de bobine hybride 35, branchées en sens opposé, l’une à l’autre en série de sorte que pour une alimentation allant de l’entrée de courant continu 38 vers la sortie de courant continu 39 vers la paire de bobines de transmission 36, les dents de rotor correspondantes seront aimantées dans la direction radiale opposée selon l’axe de rotor 32.

Les bobines de transmission 37 du dispositif de bobine hybride 35 sont dans le cas d’un nombre pair de paires de bobines de transmission 36 par dispositif de bobine hybride 35 ( ) reliées à l’entrée de courant continu 38 ou à la sortie de courant continu 39 pour que par l’alimentation de la paire de bobines de transmission 36, les dents de rotor 30 de numéro impair seront aimantées dans la direction radiale opposée selon l’axe de rotation 32 par rapport aux dents de rotor 30 de numéro pair.

Toutes les bobines de transmission 37 du dispositif de bobine hybride 35 qui ont des dents de rotor 30 de numéro pair, sont, dans le cas d’un nombre impair de paires de bobines de transmission 36 par dispositif de bobine hybride 35 ( ) reliées à l’entrée de courant continu 38 ou à la sortie de courant continu 39.

Dans le cas d’un nombre pair de paires de bobine de transmission 36 par dispositif de bobine hybride 35 ( ) chaque bobine de transmission 37 reliée à l’entrée de courant continu 38 forme avec une autre bobine de transmission 37 reliée à l’entrée de courant continu 38, une paire de branchement 40 dont les bobines de transmission 37 sont installées sur deux dents de rotor 30, différentes entre lesquelles il y a au moins un nombre partiel de rainures de rotor 31 inférieur au nombre de rainures de rotor 31 et qui correspond au double d’un nombre naturel impair, par exemple, au nombre 6 selon la .

Le dispositif de bobine hybride 35 comporte plusieurs sorties de tension alternative 41 reliées chacune à une entrée de tension alternative 42 de l’un des circuits redresseurs 29. Le nombre de sorties de tension alternative 41 correspond, par exemple, au nombre de paires de bobines de transmission 36 par dispositif de bobine hybride 35. La sortie de tension alternative 41 est formée par un nœud intermédiaire entre les bobines de transmission 37 de la paire de bobines de transmission 36 respective. Les sorties de tension alternative 41 sont reliées chaque fois à une entrée de tension alternative 42 de l’un des circuits redresseurs 29. Le nombre de circuits redresseurs 29 correspond, par exemple, au nombre de sorties de tension alternative 41 du dispositif de bobine hybride 35.

Le circuit redresseur 29 respectif comporte deux sorties de tension continue 43 pour générer une différence de potentiel entre les extrémités de la branche d’excitation 13s.

NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX

1 Machine synchrone

2 Stator

3 Rotor

5 Corps de stator

6 Rainure de stator

7 Enroulement de stator

7.1, 7.2 Enroulement partiel de stator

8 Branche de phase/fil de stator

9 Branche hybride

9.1, 9.2 Branche partielle hybride

10 Système de transmission inductif

10p Partie primaire

13 Enroulement d’excitation

14 Enroulement de transmission

15 Point étoile

16 Branche d’enroulement partiel

17 Branchement de couplage

18 Branche simple

20 Groupe de rainures

21 Groupe de pôles

22 Conducteur

23 Intervalle

29 Circuit redresseur

30 Dent de rotor

31 Rainure

32 Axe de rotor

33 Groupe de bobines d’excitation

34 Bobine d’excitation

35 Dispositif de bobine hybride

36 Paire de bobines de transmission

37 Bobine de transmission

38 Entrée de courant redressé

39 Sortie de courant redressé

40 Paire de branchement

41 Sortie de tension alternative

42 Entrée de tension alternative

43 Sortie de tension continue

45 Enroulement ondulé

46 Conducteur court-circuité

50 Inverseur

51 Sortie d’inverseur

60 Installation de commande

61 Appareil de commande

Claims (24)

1. Stator (1) de machine synchrone (1) à excitation électrique comportant un enroulement de stator (7) à plusieurs phases, notamment trois phases, avec plusieurs branches de phase (8) et une partie primaire (10p) d’un système de transmission inductive (10) pour transmettre de l’énergie électrique à un enroulement d’excitation (13) d’un rotor (3) de la machine synchrone (1),
   - la partie primaire (10p) du système de transmission inductif (10) a un enroulement de transmission primaire (14),
   - l’enroulement de transmission primaire (14) est formé par plusieurs branches de phase, hybrides (8) de l’enroulement de stator (7) qui servent à la fois de branche hybride (9) respective pour générer un champ tournant d’un système de courant triphasé pour l’entraînement du rotor (3) et aussi pour générer le champ de transmission du système de transmission (10) et qui reçoivent à la fois un courant de phase du système de courant triphasé et aussi un courant de transmission primaire du système de transmission (10),
   stator caractérisé en ce que
   chaque branche hybride (9) de l’enroulement de stator (7) comprend deux branches partielles hybrides (9.1, 9.2) situées dans deux enroulements partiels de stator (7.1, 7.2), différents et appartenant à la même phase (U,V,W), et
   - chaque enroulement partiel de stator (7.1, 7.2) comporte plusieurs et notamment trois branches partielles hybrides (9.1, 9.2) de phases différentes (U,V,W) câblées selon un montage en étoile avec un point étoile (15).
2. Stator selon la revendication 1,
   caractérisé en ce que
   les branches partielles hybrides (9.1, 9.2) de la branche hybride (9) respective sont décalées les unes par rapport aux autres dans le stator (2) d’un premier angle de décalage (φ1), notamment dans le cas de huit pôles de stator, décalés mécaniquement de 90° et dans le cas de six pôles de stator, décalés mécaniquement de 180°.
3. Stator selon l’une des revendications précédentes,
   caractérisé en ce que
   a) les branches partielles hybrides (9.1, 9.2) appartenant à la même phase des enroulements partiels de stator (7.1, 7.2) différents pour deux des trois phases sont reliées électriquement, respectivement par une liaison d’enroulement partiel (16),
   - chaque liaison d’enroulement partiel (16) comporte un branchement de couplage (147) pour l’alimentation commune en courant et en tension des branches partielles hybrides (9.1, 392) reliées et pour la liaison à un inverseur (50), et
   - les deux branches partielles hybrides (9.1, 9.2), appartenant à la même phase ont respectivement un branchement simple (18) pour la liaison à un inverseur (50), ou
   b) les branches partielles hybrides (9.1, 9.2) de chaque enroulement partiel de stator (7.1, 7.2) ont respectivement un branchement simple (18) pour la liaison à un inverseur (50).
4. Stator selon l’une des revendications précédentes,
   caractérisé en ce que
   a) dans le cas de huit pôles de stator, les branches partielles hybrides (9.1, 9.2) de la branche hybride (9) respective sont reliées dans le même sens de polarité au point étoile (15) de l’enroulement partiel de stator (7.1, 7.2) respectif,
   b) dans le cas de six pôles de stator, les branches partielles hybrides (9.1, 9.2) de la branche hybride (9) respective sont reliées en sens opposé au point étoile (15) de l’enroulement partiel de stator (7.1, 7.2) respectif.
5. Stator selon l’une des revendications précédentes,
   caractérisé en ce que
   dans le même enroulement partiel de stator (7.1, 7.2), on a une seconde branche partielle hybride (9.1, 9.2) est décalée par rapport à une première branche partielle hybride (9.1, 9.2), d’un second angle de décalage (φ2) et une troisième branche partielle hybride (9.1, 9.2) est décalée par rapport à la première branche partielle hybride (9.1, 9.2) d’un troisième angle de décalage (φ3), de même amplitude que le second angle de décalage (φ2) mais de sens opposé dans le stator, notamment dans le cas de huit pôles de stator, le décalage mécanique est de +/-15° et dans le cas de six pôles de stator le décalage mécanique est de +/-80°,
   - la première branche partielle hybride (9.1, 9.2) de l’enroulement partiel de stator (7.1, 7.2) respectif a notamment un branchement simple (18).
6. Stator selon la revendication 5,
   caractérisé en ce que
   a) dans le cas de huit pôles de stator, dans chaque enroulement partiel de stator (7.1, 7.2) de la première branche partielle hybride (9.1, 9.2) par rapport à la seconde et à la troisième branche partielle hybride (9.1, 9.2) le branchement est en sens opposé au point étoile (15),
   b) dans le cas de six pôles de stator, dans chaque enroulement partiel de stator (7.1, 7.2), toutes les branches partielles hybrides (9.1, 9.2) sont branchées dans le même sens au point étoile (15).
7. Stator selon l’une des revendications précédentes,
   caractérisé en ce que
   - la branche hybride respective (9), par pôle, occupe respectivement un groupe de rainures (20) du stator (6), respectives selon un même motif d’occupation de pôle (PP) en formant un groupe de pôles (21) avec des conducteurs (22) de la même phase (U,V,W),
   - le motif d’occupation de pôle (PP) d’un groupe de pôles (21) voulu, est une occupation complète de toutes les positions de conducteur du groupe de rainures (20) et le motif d’occupation de pôle (PP) d’un groupe de pôles (21) voulu comprend une occupation sans laisser d’intervalle,
   les intervalles (23) étant occupés par les conducteurs d’une autre phase,
   - les groupes de rainures (20) d’un groupe de pôles (21) voulu comprend notamment deux ou trois rainures de stator (6), voisines et le groupe de rainures (20) d’un groupe de pôles (21) voulu comprend notamment trois ou quatre rainures de stator (6) voisines.
8. Stator selon la revendication 7,
   caractérisé en ce que
   dans le motif d’occupation de pôle (PP) d’un groupe de pôles (21) voulu, les deux rainures de stator (6a) extérieures ont pour moitié, des conducteurs (22) de la branche hybride (9) respective et pour l’autre moitié, des intervalles (23),
   - la rainure de stator extérieure (6a) présentant une occupation inverse de celle de l’autre rainure de stator extérieure (6a) du même groupe de pôles respectif, voulu, (21) pour l’occupation et les intervalles (23),
   - dans le motif d’occupation de pôle (PP), au moins une rainure intérieure de stator (6i) du groupe de pôles voulu (21) ne comporte que des conducteurs (22) de la branche hybride (9) respective.
9. Stator selon l’une des revendications précédentes,
   caractérisé en ce que
   seuls les conducteurs (22) des deux branches partielles hybrides (9.1, 9.2) ou les conducteurs (22) de seulement l’une des deux branches partielles hybrides (9.1, 9.2) sont prévue dans le motif d’occupation de pôle (PP) du groupe de pôles (21) respectif.
10. Stator selon l’une des revendications 2 à 9,
    caractérisé en ce que
    le motif d’occupation de pôle (PP) de plusieurs groupes de pôles (21), notamment de quatre groupes, qui sont écartés de l’angle d’un pôle de stator, forment un motif d’occupation de groupes de pôles (PG),
    - les deux branches partielles hybrides (9.1, 9.2) de la branche hybride respective (9) ont respectivement un motif d’occupation partielle (PG1), identique dans le motif d’occupation de groupe de pôles (PG),
    - le motif d’occupation partielle (PG1) d’une branche partielle hybride (9.1, 9.2) présente par rapport au motif d’occupation partielle (PG2) de l’autre branche partielle hybride (9.1, 9.2) dans le stator (2), un décalage correspondant au premier angle de décalage (φ1).
11. Rotor (3) d’une machine synchrone (1) à excitation électrique comprenant un enroulement d’excitation (13) pour générer un champ de rotor pour la machine synchrone (1) et une partie secondaire (10s) d’un système de transmission inductif (10) pour transmettre l’énergie électrique à l’enroulement d’excitation (13) du rotor (3),
    - la partie secondaire (10s) du système de transmission inductif (10) comprenant au moins un enroulement de transmission secondaire (28) pour fournir une tension alternative de transmission et au moins un circuit redresseur (20) fonctionnant comme redresseur, notamment un montage en pont pour redresser la tension alternative de transmission en une tension continue secondaire pour l’enroulement d’excitation (13),
    - le rotor (3) ayant des dents de rotor (30), et
    - entre les dents de rotor (30) on a des rainures de rotor (31) pour recevoir l’enroulement d’excitation (13) et l’enroulement de transmission secondaire (28),
    rotor caractérisé en ce que
    - l’enroulement d’excitation (13) comprend au moins une et notamment une unique branche d’excitation (13s),
    - la branche d’excitation (13s) respective comporte deux groupes de bobines d’excitation (33) branchées en série, ayant chacun plusieurs bobines d’excitation (34),
    - les deux groupes de bobines d’excitation (33) ayant respectivement un nombre pair ou un nombre impair de bobines d’excitation (34) qui correspond à la moitié du nombre de dents de rotor (30), trois ou quatre,
    - l’enroulement de transmission secondaire (28) est formé par une branche partielle hybride (9.1, 9.2) dans la branche d’excitation (13s) respective, et qui est branchée entre deux groupes de bobines d’excitation (33) de la branche d’excitation (13s) respective et comprend un dispositif de bobine hybride secondaire (35),
    - le dispositif de bobine hybride (35) a plusieurs paires de bobines de transmission (36) branchées en parallèle, formées respectivement par deux bobines de transmission (37) en série sont respectivement prévues pour générer une tension alternative de transmission par coopération inductive avec la partie primaire (100p) du système de transmission (10) ainsi qu’une entrée de courant continu (38) reliée à l’un des deux groupes de bobines d’excitation (33) et une sortie de courant continu (39) reliée à l’autre groupe de bobines d’excitation (33).
12. Rotor selon la revendication 11,
    caractérisé en ce que
    chaque dent de rotor (30) a respectivement l’une des bobines d’excitation (34) et l’une des bobines de transmission (37),
    - le nombre de spires de la bobine de transmission (37) respective est inférieur au nombre de spires de la bobine d’excitation (34) respective, de façon à générer la tension alternative de transmission, nécessaire.
13. Rotor selon l’une des revendications 11 ou 12,
    caractérisé en ce que
    a) les bobines d’excitation (34) d’un groupe de bobines d’excitation (33) de nombre pair sont branchées par paires par rapport aux paires de bobines d’excitation (34p) en série,
    les paires de bobines d’excitation (34p) du groupe de bobines d’excitation en nombre pair (33) sont branchées en série et/ou en parallèle, ou
    b) les bobines d’excitation (34) d’un groupe de bobines d’excitation (33) de nombre impair sont branchées en série.
14. Rotor selon l’une des revendications 11 à 13,
    caractérisé en ce que
    le rotor (3) a un nombre pair de dents de rotor (30), notamment six ou huit dents de rotor,
    - les dents de rotor (30) étant numérotées à partir de l’une des dents de rotor (30) dans le sens périphérique, avec des numéros dans le sens croissant,
    - les bobines d’excitation (34) de l’un des deux groupes de bobines d’excitation (33) ne sont prévues que sur les dents de rotor (30) ayant un numéro pair et les bobines d’excitation (34) de l’autre groupe de bobines d’excitation (33) ne sont prévues que sur les dents de rotor (30) de numéro impair, notamment dans le cas de groupes de bobines d’excitation (33) en nombre impair, ou
    - dans le cas de groupes de bobines d’excitation (33) en nombre pair, les bobines d’excitation (34) de la paire respective de bobine d’excitation (34p) sont prévues sur des dents de rotor (30) différentes, entre lesquelles on a un nombre partiel déterminé de rainures de rotor (31) inférieur au nombre de rainures (31) du rotor (3) et correspond au double du nombre entier impair.
15. Rotor selon l’une des revendications 11 à 14,
    caractérisé en ce que
    le nombre de paires de bobines de transmission (36) par dispositif de bobine hybride (35) correspond à la moitié du nombre de dents (30) du rotor (3), notamment au nombre trois ou quatre,
    - les bobines de transmission (37) de la paire de bobines de transmission (36) respective étant sur deux dents de rotor (30) différentes entre lesquelles il y a un nombre partiel déterminé de rainures de rotor (31) qui,
    a) dans le cas d’un nombre pair de paires de bobines de transmission (36) par dispositif de bobine hybride (35) est inférieur au nombre de rainures de rotor (31) et correspond au double du nombre entier impair et qui,
    b) dans le cas d’un nombre impair de paires de bobines de transmission (36) par dispositif de bobine hybride (35) correspond à la moitié du nombre de rainures (31) du rotor (3).
16. Rotor selon les revendications 11 à 15,
    caractérisé en ce que
    les bobines de transmission (37) de la paire de bobines de transmission (36) respective :
    - sont branchées dans le même sens, en série, dans le cas d’un nombre pair de paires de bobines de transmission (36) par dispositif de bobine hybride (35) de façon que pour l’alimentation de la paire de bobines de transmission (36) orientées de l’entrée de courant continu (36) vers la sortie de courant continu (39), les dents de rotor (30) correspondantes sont aimantées dans la même direction radiale, et
    - sont branchées en opposition, en série dans le cas d’un nombre impair de paires de bobines de transmission (36) par dispositif de bobine hybride (35) de façon que pour une alimentation de la paire de bobines de transmission (36) qui va de l’entrée de courant continu (38) vers la sortie de courant continu (39), les dents de rotor (30) correspondantes soient aimantées dans la direction radiale opposée.
17. Rotor selon l’une des revendications 11 à 16,
    caractérisé en ce que
    - les bobines de transmission (37) du dispositif de bobine hybride (35) dans le cas d’un nombre pair de paires de bobines de transmission (36) par dispositif de bobine hybride (35) sont branchées sur l’entrée de courant continu (38) ou la sortie de courant continu (39) de façon que pour une alimentation de paires de bobines de transmission (36), les dents de rotor (30) ayant un numéro impair soient aimantées dans la direction radiale opposée à celle des dents de rotor (30) de numéro pair,
    - les bobines de transmission (37) qui sont installées sur les dents de rotor (30) de numéro pair, dans le cas d’un nombre impair de paires de bobines de transmission (36) par dispositif de bobine hybride (35), sont toutes branchées sur l’entrée de courant continu (38) ou toutes sur la sortie de courant continu (39).
18. Rotor selon l’une des revendications 11 à 17,
    caractérisé en ce que
    dans le cas d’un nombre pair de paires de bobines de transmission (36) par dispositif de bobine hybride (35), chaque bobine de transmission (37) branchée sur l’entrée de courant continu (38) forme avec une autre de transmission (37) branchée sur l’entrée de courant continu (38), une paire de branchement (40) dont les bobines de transmission (37) sont sur deux dents de rotor (30) différentes, entre lesquelles on a un nombre partiel déterminé de rainures de rotor (31) qui est inférieur au nombre de rainures de rotor (31) et correspond au double du nombre entier impair.
19. Rotor selon l’une des revendications 11 à 18,
    caractérisé en ce que
    le dispositif de bobine hybride (37) comporte plusieurs sorties de tension alternative (41) respectives pour être reliées à une entrée de tension alternative (42) d’un des circuits redresseurs (29),
    - le nombre des sorties de tension alternative (41) correspond notamment au nombre de paires de bobines de transmission (36) par dispositif de bobine hybride (35),
    - la sortie de tension alternative (41) respective étant un nœud intermédiaire entre les bobines de transmission (37) de la paire de bobines de transmission (36) respectives,
    - les sorties de tension alternative (41) sont reliées respectivement à une entrée de tension alternative (42) de l’un des circuits redresseurs (29).
20. Rotor selon l’une des revendications 11 à 19,
    caractérisé en ce que
    le rotor (3) comporte en plus des bobines d’excitation (34) installées sur le rotor (3) et des bobines de transmission (37), un enroulement ondulé en court-circuit (45) qui passe avec une branche conductrice court-circuitée (46) suivant un tracé ondulé à travers toutes les rainures de rotor (31).
21. Machine synchrone (1) à excitation électrique comprenant un stator (2) selon l’une ou plusieurs des revendications 1 à 10 et un rotor (3) selon l’une ou plusieurs des revendications 11 à 20,
    caractérisée en ce que
    a) le nombre de pôles du système de transmission (10) correspond à la moitié du nombre de pôles du système de courant triphasé si le nombre de pôles du système de courant triphasé est un multiple de quatre,
    b) le nombre de pôles du système de transmission (10) correspond au nombre quatre si le système de courant triphasé a un nombre de pôles égal à six.
22. Installation de commande (60) pour commander la machine synchrone d’excitation électrique (1) selon la revendication 21,
    comprenant :
    a) un inverseur (50) avec des sorties d’inverseur (51) pour fournir des tensions de phase pour l’alimentation en énergie de l’enroulement (7) du stator (2),
    chaque branchement (17, 18) des deux enroulements partiels de stator (7.1, 7.2), a une sortie d’inverseur (51), et
    b) un appareil de commande (61) pour commander l’inverseur (5).
23. Procédé de gestion d’une machine synchrone (1) à excitation électrique selon la revendication 21 comportant une installation de commande (60) selon la revendication 22,
    caractérisé en ce que
    - l’appareil de commande (61) commande l’inverseur (5) pour le fonctionnement de la machine synchrone (1) de façon à fournir aux branchements simples (18) des enroulements partiels de stator (7.1, 7.2), respectivement un courant-somme composé d’une partie du courant de phase du système de courant triphasé, notamment avec une demi-amplitude et d’une partie du courant d’excitation du système de transmission (10), le courant d’excitation étant un courant alternatif ou un courant continu.
24. Procédé selon la revendication 23,
    caractérisé en ce que
    dans le cas de branchements de couplage (17) dans lesquels on injecte respectivement un courant de phase du système de courant triphasé avec l’amplitude totale, aux autres branchements simples (18) faisant partie de la même phase, la composante du courant d’excitation a un signe algébrique différent.