MACHINE SYNCHRONE (MS) MACHINE BRUSHLESS …fltsi.fr/tsi/tsi2/Cours et TD par Domaines de...

DC22 Machines électriques alternatives et leur contrôle

J-C ROLIN 01/2019 sur 12 G. EIFFEL DIJON

MACHINE SYNCHRONE (MS)

MACHINE BRUSHLESS (SYNCHRONE AUTOPILOTEE)

Drone 4 moteurs synchrones brushless (MS ~ 15W)

Alternateur auto (1 à 2 kW)

Eolienne (Génératrice synchrone 2,35 MW)

SOMMAIRE

1 GENERALITES ................................................................................................................... 2

1.1 DOMAINES D’EMPLOI ................................................................................................................................................................... 2 1.2 CONSTITUTION SOMMAIRE ET SYMBOLES NORMALISES DES MACHINES SYNCHRONES ................................................................................. 3 1.3 PRINCIPE D’UNE MACHINE SYNCHRONE DE TYPE PAS A PAS A 2 POLES ET 2 ENROULEMENTS ........................................................................ 3 1.4 TYPES DE ROTOR (GEOMETRIE ET MODE D’EXCITATION)....................................................................................................................... 4 1.5 ALIMENTATION DU STATOR (INDUIT), CREATION DU CHAMP TOURNANT ET POSITION DU ROTOR ................................................................. 4

2 RELATIONS DE BASE ET MODELE SIMPLIFIE DE BEHN ESCHENBURG ................................ 5

2.1 VITESSE DE SYNCHRONISME S/0 (OU NS/0) ET DE ROTATION R/0 (OU NR/0) ......................................................................................... 5 2.2 MODELE ELECTRIQUE SIMPLIFIE D’UN ENROULEMENT ET EXPLOITATION (FRESNEL) ................................................................................... 5 2.3 RELATIONS DE PUISSANCE ET TRACES DE FRESNEL............................................................................................................................... 6 2.4 BILAN DE PUISSANCE .................................................................................................................................................................... 6 2.5 COUPLE ELECTROMAGNETIQUE CEM ............................................................................................................................................... 7

3 CARACTERISTIQUE ELECTROMECANIQUE [C = F(Ω)] ......................................................... 8

3.1 POUR UNE MACHINE AUTOPILOTEE ................................................................................................................................................. 8 3.2 POUR UNE MACHINE RACCORDEE AU RESEAU .................................................................................................................................... 8 3.3 LIMITES OU ENVELOPPE DE FONCTIONNEMENT .................................................................................................................................. 8

4 CONTROLE D’UNE MACHINE SYNCHRONE PAR ONDULEUR, AUTOPILOTAGE ................... 8

4.1 SEQUENCES DE L’AUTOPILOTAGE .................................................................................................................................................... 8 4.2 ORGANISATION DES BOUCLES DE CONTROLE DE L’AUTOPILOTAGE .......................................................................................................... 9 4.3 PILOTAGE VECTORIEL.................................................................................................................................................................. 10 4.4 COMPARATIF MS AUTOPILOTEE (BRUSHLESS) ET MCC ..................................................................................................................... 11 4.5 EXEMPLE : MOTORISATION D’UN VEHICULE HYBRIDE (TOYOTA PRIUS) ................................................................................................. 12



MACHINE SYNCHRONE ET MOTEUR BRUSHLESS (SYNCHRONE AUTOPILOTE) Une machine synchrone (MS) est un convertisseur électromécanique réversible, elle peut fonctionner soit en moteur, soit en génératrice. On la nomme alors alternateur ou génératrice synchrone (GS)

1 GENERALITES

1.1 Domaines d’emploi

Petites puissances, (de 1 W à 100 W environ) Entraînement de programmateurs horaires, ventilateurs sur micro-ordinateurs, platine vinyle de qualité, modélisme de

qualité…

Instrumentation médicale, micro mécanismes automobile, mini drone…

Moyennes puissances, (de 100 W à 100 kW environ) Machines d’usinage numérique (UGV), commande de mécanismes (aéronautique et espace…), outillage électroportatif

de qualité…

Alternateur automobile classique (1 à 3 kW), entraînement direct du tambour des lave-linge modernes…

Motorisation de véhicules électriques ou hybrides (vélo à assistance électrique, scooter, Prius Toyota…).

Fortes puissances, (de 100 kW à 1,5 GW environ) Motorisation ferroviaire (TGV atlantique à rotor bobiné 800KW, 1100kg / PSE à rotor aimants : 722kW, 720kg,

4570tr/min maxi), entrainement d’hélices de bateaux de croisières (10MW)

Production d’énergie électrique, alternateur de centrale thermique (nucléaire 900 MW à 1300 MW, 1500 tr/min) ou hydraulique (480 MW, 107 tr/min), éolienne (5 MW).

Industrie : compresseur, centrifugeuse, mélangeuse.

AR.Drone PARROT quadrirotor. Moteur brushless spécialement conçu et sa carte de contrôle. Pu = 15 W, N variable de 10350 à 41400 tr/min N = 28000 tr/min en vol stabilisé, soit 3300 tr/min pour les hélices, contrôle par microcontrôleur basse consommation 8bits.

Usinage à grande vitesse (UGV) vitesse de coupe de 1000 m/min dans l’acier, 10 fois la vitesse d’usinage traditionnelle. Moteur de broche UGV Pu = 2 kW, N = 40000 tr/min

Paquebot de croisière Star Princess : Propulseur «POD» avec moteur intégré dans une nacelle orientable fixée sous la coque, entraîne une hélice à pas fixe et vitesse variable. Pumax = 14 MW à f = 29Hz ; 24 pôles ABB Azipod® propulsion unit assembly Timelapse

https://www.youtube.com/watch?v=lvHb4XTkC0A

https://www.youtube.com/watch?v=lvHb4XTkC0A



1.2 Constitution sommaire et symboles normalisés des machines synchrones

L'induit est porté par le stator

Il est constitué d’un, deux ou trois enroulements (machine monophasée, biphasée ou triphasée) parcourus par des courants alternatifs.

Symboles

Induit

Stator

Inducteur

Rotor

Roue polaire

MS MS

3~

Monophasé Triphasé

L'inducteur est porté par le rotor.

On le désigne aussi « roue polaire ».

Il est constitué soit, d'électroaimants parcourus par un courant continu ou d'aimants permanents.

1.3 Principe d’une machine synchrone de type pas à pas à 2 pôles et 2 enroulements

Commande en pas entier (90°/pas) : Sur la figure a) le premier bobinage est alimenté seul, le sens de I1 = + I est tel qu’il crée un pôle Sud en vis-à-vis du pôle Nord du rotor. Les deux pôles de noms contraires s’attirent, d’où la position du rotor. Pour une rotation dans le sens horaire, compléter les figures b), c) et d), en plaçant les courants dans les bobines et la position du rotor avec le pôle nord.

a) b)

c) d)

COMMANDE EN PAS ENTIER (avance de 90°/pas) : Compléter le tableau suivant pour les 2 sens de rotation.

Sens horaire Sens anti horaire

a) b) c) d) a) b) c) d)

I1

I2

COMMANDE EN DEMI PAS SENS HORAIRE (avance de 45°/pas) : On alimente simultanément 2 bobines, le rotor se place dans une position médiane. Compléter le tableau suivant.

a) b) c) d) e) f) g) h)

I1

I2

I1 = + I

I2 = 0 I2 =

I1 =

I2 =

I1 =

I2 =

I1 =



1.4 Types de rotor (géométrie et mode d’excitation)

Rotor à pôles saillants (p > 2) figures 2 :

Ils peuvent comporter un nombre élevé de pôles pour des vitesses périphériques réduites (Ns = f/p).

Ce sont les alternateurs de vitesse faible utilisés accouplés à une turbine hydraulique pour les barrages.

Turbine à 100 tr/min et f = 50Hz :

p =

Rotor à pôles lisses (p = 1 ou 2) figures 3 :

Cette construction assure une grande robustesse mécanique.

Elle est adoptée pour les alternateurs de fortes puissances dont la fréquence de rotation est élevée (3000 et 1500 tr/min), associé aux turbines à vapeur (centrales thermiques et nucléaires).

p = 1 et f = 60Hz (USA)

NS = b : rotor à pôles lisses

Rotor bobiné (fig. 4.a)

L’enroulement rotorique est bobiné et alimenté au travers de 2 bagues tournantes et de 2 balais.

Rotor à aimants (fig. 4.b)

Plus de bagues et balais, les aimants en terre rare (Samarium Sm60; Néodyme Nd62) sont collés.

Fig.4.a Rotor bobiné + bagues (+ balais)

Fig.4.b Rotor à aimants

permanents

1.5 Alimentation du stator (induit), création du champ tournant et position du rotor

Pour une machine synchrone triphasée bipolaire (figure 5), l’induit est constitué de trois groupes de conducteurs logés dans les encoches du stator, décalés d'un angle de 2π/3 entre eux, et parcourus par trois courants formant un système triphasé équilibré.

La force magnétomotrice totale crée un champ tournant, de la même façon que pour une machine asynchrone (voir intro cours MAS).

Le rotor (ici bobiné) possède également son propre champ magnétique, et comporte donc un pôle nord N et un pôle sud S.

Compléter les tracés des axes magnétiques dans les 2 modes de fonctionnement pour une rotation dans le sens horaire du rotor.

Fig.5a MACHINE TRIPHASEE bipolaire (mode moteur)

En mode moteur, le rotor « s’accroche » au champ magnétique tournant résultant du stator.

En moteur, l’axe magnétique du rotor est en retard d’un angle α sur celui du stator dépendant du couple mécanique résistant.

Fig.5b MACHINE TRIPHASEE bipolaire (mode générateur)

En mode générateur, la rotation du rotor génère des fem alternatives dans les enroulements du stator.

En générateur, le champ résultant du stator est alors en retard d’un angle α sur celui du rotor dépendant de la Pem fournie.



L’origine des tensions d’alimentation va dépendre de l’utilisation de la machine.

Raccordement au réseau triphasé alternatif

Raccordement à un onduleur de tension

Ondes sinusoïdales pour les alternateurs de puissance ou les moteurs reliés au réseau.

Ondes en créneau pour les machines alimentées par onduleur de tension.

2 RELATIONS DE BASE ET MODELE SIMPLIFIE DE BEHN ESCHENBURG

2.1 Vitesse de synchronisme S/0 (ou NS/0) et de rotation R/0 (ou NR/0) Comme la machine asynchrone, la vitesse de synchronisme S/0 ou NS/0 est directement liée à la fréquence f de l’alimentation et au nombre de paires de pôles p. Mais, comme l’indique son nom, la machine synchrone à un rotor (inducteur) dont la rotation est synchronisée sur le champ tournant produit par le stator (induit), elle n’a pas de glissement

0/R0/S Ωp

Ω ==

en rd/s 0/R0/S np

fn == en tr/s 0/R0/S N

p

f.60N == en tr/min

2.2 Modèle électrique simplifié d’un enroulement et exploitation (Fresnel)

Ce modèle est réduit à un circuit R, L, E série

E fem induite lors de la rotation par l’inducteur dans l’induit (𝑒 = − 𝑑𝜓𝑓 /𝑑𝑡 en instantané ou 𝐸 = − 𝑗. 𝜓𝑓 en complexe)

V tension simple aux bornes de l’enroulement

J (ou I) le courant le traversant

R résistance d’un enroulement

L inductance synchrone*, on pose également X = Lw réactance de l’enroulement.

E fem dans un enroulement proportionnelle à la vitesse ΩR/0 et au flux ψf fournit par l’excitation magnétique de l’inducteur tournant (bobiné ou aimants permanents).

L inductance synchrone*, ou de Behn Eschenbur, tient compte du couplage magnétique entre les trois enroulements et le rotor. Elle est valable seulement en régime établi et pour les machines à pôles lisses, d’où une des principales limite du modèle… * L = Lp + 2.M avec Lp Inductance propre d’un bobinage et M mutuelle avec chacun des 2 autres bobinages.

Convention générateur : I).jXR(VE ++=

Convention moteur : I).jXR(EV ++=

Tracé de Fresnel en GENERATEUR avec V à l’origine

La machine doit fournir une tension V avec un courant I connu et

un déphasage du courant connu. R est négligé et Ef = E .

Tracé de Fresnel en MOTEUR avec V à l’origine

On alimente la machine sous tension V = 230V par exemple, avec un

courant I connu et un déphasage du courant imposé.

Expression de E : E =

Tracé pour = 30°

Angle interne δ : L’angle entre ψt et ψf noté δ est appelé angle interne, il correspond dans le tracé en tension à l’angle entre V et E. Cet angle

est caractéristique de l’état de charge et du mode de fonctionnement de la machine (Moteur ou générateur).

L’angle interne δ est fondamental pour le pilotage de la machine, il illustre l’état de charge de la machine synchrone.



2.3 Relations de puissance et tracés de Fresnel On gardera désormais la notation E pour la fem d’un enroulement

Puissance active (W)

Rappel : En régime sinusoïdal la puissance active d’un

dipôle est le produit scalaire I.VP =

Pour 3 phases identiques (machine équilibrée) et le régime permanent, en sortie aux bornes de l’induit, la Puissance

électrique : φ3.V.I.cos=P

Puissance électromagnétique Pem :

Sur le diagramme de Fresnel avec R présent, la projection

de E sur I donne cos.EI.Rcos.V =+

On obtient : 2..3cos...3 IRPIEPem

R non négligée, axe P (puissance active) et Q (puissance réactive).

Si la résistance R est négligée, cos.Ecos.V =

Si on néglige la résistance R d’un enroulement,

PemP = et ψcos.Eφcos.V =

Puissances réactives (Q en VAR)

On projette sur l’axe en avance de π/2 sur I , cos devient

sin … (CQFD).

Aux bornes de sortie

= φsin.I.V.3Q

Dans l’entrefer

2..3sin...3 IXQIEQem

R négligée, axe P (puissance active) et Q (puissance réactive).

avec angle entre le courant I et la fem E, somme de l’angle interne et du déphasage

2.4 Bilan de puissance Les pertes de la machine synchrone triphasée sont :

Des pertes joules au stator (induit) 𝑷JS = 𝟑. 𝑹S. 𝑰²

(RS résistance d’un enroulement statorique et I courant dans un enroulement)

Des pertes mécaniques Pm = Cp.ΩR

On peut introduire le couple de pertes Cp dû aux frottements mécaniques, soit constant pour les machines usuelles soit proportionnel à la vitesse de rotation ou à son carré à cause des effets aérodynamiques pour les machines ayant une vitesse élevée par exemple broche UGV à NS = 20 000 tr/min.

Des pertes fer ou magnétiques Pfe

On regroupe parfois les pertes mécaniques et fer sous le nom de pertes collectives PC = Pm + Pfe

Les pertes d’excitation si l’inducteur de résistance Rex est bobiné Pex = Rex. Iex2 = Uex.Iex

Il n’y a pas de pertes d’excitation si la machine est à aimants permanents…



Ci-dessous bilan des puissances actives donné en mode générateur (alternateur) extrait des techniques de l’ingénieur.

2.5 Couple électromagnétique Cem

On retrouve la relation classique à partir de la puissance électromagnétique soit : ss

emem

IEPC

cos...3

Paramètres de pilotages : Dans le cas le plus général, le contrôle de la machine synchrone peut se faire en agissant sur 3 paramètres:

La fem E par le courant d’excitation Iex si la machine est à inducteur bobiné, en agissant sur la valeur du flux 𝜓𝑓 sous un pôle. Ceci est impossible si la machine est à aimants permanents.

L’angle (entre le courant I et la fem E) peut être connu par la position du rotor et la phase du courant. Il est contrôlé

par un capteur angulaire (fourche optique, codeur incrémental, synchro résolver). L’alimentation des 3 phases est alors coordonnée à l’information de ce capteur (pilotage des interrupteurs d’un onduleur). Il s’agit alors d’un autopilotage.

Le courant I dans les phases lorsque la machine est associée à un convertisseur de puissance avec contrôle de courant (capteur à effet Hall nécessaire).

Moteur BRUSHLESS : Un pilotage complet donne lieu à un ensemble dit BRUSLESS (traduction mot à mot « sans balais »), par

comparaison à la fonction réalisée par l’ensemble collecteur + balais d’une MCC. On lit souvent dans la littérature scientifique vulgarisée « machine DC sans balais » ce qui est faux.

Le développement très rapide de solutions de petites dimensions peu coûteuses (moteur + capteurs + contrôle complet) donne un servomoteur appelé SERVO par les habitués, qui est par exemple utilisé pour les drones grand public.

DEMARRAGE : Une machine synchrone ne peut être raccordée directement sur le réseau 50 Hz sans dispositif de démarrage.

Soit il est nécessaire de mettre une machine entraînant son rotor pour la synchroniser en augmentant la vitesse mécanique ΩR/0 ;

Soit un onduleur avec autopilotage permet la montée progressive de f donc de p/p/f2Ω 0/R == .

L’usage d’une électronique complète (MS autopilotée) permet le démarrage et le fonctionnement dans un large domaine de couple et vitesse en mode moteur ou générateur.

Un exemple d’emploi qui s’est développé très rapidement dans l’automobile est celui de l’alterno-démarreur (système STOP-START) conçu au départ par BOSH.



3 CARACTERISTIQUE ELECTROMECANIQUE [C = F(Ω)]

On donne ci-contre la représentation des modes de fonctionnement de la machine synchrone dans le plan couple = f(vitesse)

Fonctionnement à couple constant de 0 à ΩS.

Fonctionnement à puissance constante au-delà de ΩS.

3.1 Pour une machine autopilotée De 0 à ΩS/0, la vitesse est ajustée par la fréquence, le couple par l’angle interne δ .

Au-delà de ΩS/0, la vitesse peut augmenter, mais la puissance demeure constante à Pnominale.

3.2 Pour une machine raccordée au réseau

La vitesse est fixée par la fréquence du réseau « infiniment puissant » à p

Ω 0/S

= .

Le couple varie soit par la variation de charge mécanique en moteur, soit par le couple mécanique transmis par la source puissance mécanique (turbine hydraulique, à vapeur, hélice d’éolienne).

3.3 Limites ou enveloppe de fonctionnement Les limites de la machine sont dans 3 domaines :

Domaine électrique (Imax et Vmax)

Domaine mécanique (Ωmax et Cmax)

Domaine thermique (Tmax = 50°C pour des aimants Samarium Cobalt actuellement… !).

Lorsque le couple résistant augmente (plus de puissance mécanique demandée en moteur, ou plus de puissance électrique débitée en générateur), l’angle interne augmente également.

est limité à une valeur de décrochage à ne jamais atteindre au risque de désynchroniser la machine est de la bloquer mécaniquement.

La limite thermique impose souvent les limites électriques et mécaniques sur des temps longs selon la constante de temps thermique de la machine, et les matériaux utilisés.

4 CONTROLE D’UNE MACHINE SYNCHRONE PAR ONDULEUR, AUTOPILOTAGE

4.1 Séquences de l’autopilotage Associé à son électronique de commande, cette machine est équivalente à un MCC car l'ensemble capteurs + onduleur joue le rôle d'un collecteur électronique, sans les inconvénients (usure, étincelle, vitesse limite) du collecteur mécanique

Le découplage des grandeurs mécaniques couple et vitesse, permet l’emploi de la machine synchrone dans une gamme de puissance très étendue. Du rotor d’hélice de l’AR DRONE PARROTS à l’entraînement des TGV.

Fonctionnement à puissance constante

C = Pnom / s

Evolution de l’angle interne en fonction du couple



Le dispositif ci-contre, très rudimentaire et peu coûteux, permet de délivrer les impulsions de commande aux interrupteurs aux bons instants. Il y a autopilotage

Le principe d’alimentation des enroulements par onduleur est illustré ci-contre, la commutation des interrupteurs est pilotée par la position du rotor. Les 6 interrupteurs agissent alors tel que l’ensemble balais + collecteur d’une MCC

4.2 Organisation des boucles de contrôle de l’autopilotage Un même ensemble (commande + machine synchrone) peut désormais assurer :

Un pilotage en vitesse, position, accélération,

Un comportement pas à pas (positionnement boucle ouverte)

Un comportement boite de vitesse électrique

L’ajout d’une régulation de vitesse, donne une précision améliorée vis-à-vis d’une MCC, grâce aux propriétés du MS. Vu côté électronique, il possède les mêmes équations électromécaniques :

Fem : E = Kv.Ω Couple : Cm = Kc.I (avec E et I : intensité pour une phase)

Pour cette machine qui est triphasée, Kv est différent de Kc. Si on raisonne aux bornes d’un enroulement on a Kc = 3.Kv



4.3 Pilotage vectoriel REMARQUE N°1 : Obtention d’un champ tournant

Nous avons vu lors de la présentation de la machine asynchrone, que pour obtenir un champ tournant à partir d’une alimentation en alternatif, deux bobines perpendiculaires sont suffisantes (figure ci-contre).

Il n’est à priori pas nécessaire d'avoir un système triphasé de bobines, mais néanmoins pour des raisons d’optimisation de construction (facteur de puissance électrique et de dimensionnement) il est préférable d’utiliser 3 enroulements.

REMARQUE N°2 : Optimisation du couple

Dans une machine à courant continu, le couple électromagnétique est proportionnel à deux grandeurs indépendantes, le flux inducteur φ du stator obtenu par aimant permanent ou enroulement d’excitation et le courant d'induit Ia au rotor.

Le couple électromagnétique Cem rotor /stator est alors égal au

produit vectoriel des vecteurs associés au flux φ et au courant Ia ,

sous une forme simplifiée Cem rotor /stator = KT. φ ʌ Ia .

Ce couple est maximal si et perpendiculaire à 𝐈𝐚 .

Dans une MCC le collecteur et les balais vont toujours alimenter les conducteurs de l’induit en respectant cette condition. La MCC est par construction une machine à contrôle vectoriel de flux.

SOLUTION : Pilotage vectoriel (MAS ou MS) Le pilotage vectoriel transforme une machine triphasée alternative réelle (3 enroulements à 120°) en machine virtuelle (2 enroulements perpendiculaires), par une électronique de contrôle et commande comprenant :

une partie mesure par capteur de position rotor (MS et MAS) ou reconstructeur de flux (MAS),

une partie traitement numérique (passage d’une matrice symétrique à une matrice diagonale),

Une partie contrôle de puissance par un onduleur triphasé à pilotage de phase du courant.

Repère des axes et matrice inductance d’une machine synchrone :

L, inductance principale

M inductance mutuelle.

La transformation d’un système 3 axes en un système 2 axes se fait usuellement par 2 matrices de passage : La matrice de Concordia qui conserve les puissances mais pas les amplitudes, La matrice de Clarke qui conserve l’amplitude des grandeurs mais pas celles des puissances et couples, il faut alors

multiplier par un coefficient 3/2.



4.4 Comparatif MS autopilotée (Brushless) et MCC

Moteur BRUSHLESS MCC à aimants

Ava

nta

ges

Caractéristiques générales

Pas d’entretien (pas de collecteur) Utilisable en atmosphère explosive, corrosive.

Excellente dissipation thermique. (Pj au stator seulement).

Caractéristiques dynamiques et statiques

Puissance massique >> (P/m : kW/kg).

Vitesse max >>. (pas de collecteur).

Faible inertie (forte accélération) d’où une bande passante mécanique >> (rotor saucisson).


Simplicité du variateur (hacheur).

Prix réduit car très grande diffusion (qq 106 /jour…)

Pas d’électronique interne. Caractéristiques dynamiques et statiques

Bien adaptée aux basses vitesses où elles ont une régularité de marche excellente.

Inco

nvé

nie

nts


Electronique interne.

Prix en forte baisse car la production devient importante.

Alimentation et de régulation complexe mais maîtrisée.

Caractéristiques dynamiques et statiques

A basse vitesse les harmoniques peuvent créer des ondulations de couple.


Entretien (balais, collecteur).

Se dégrade en atmosphère corrosive, explosive. Caractéristiques dynamiques et statiques

Vitesse max limitée par le collecteur.

Puissance massique <<MS

Inertie >>MS d’où une BP mécanique <<MS

Alternateur de centrale électrique Descente du rotor

(18,8 m, 80 pôles, 75 tr/min) d’un alternateur 700MW au barrage des trois gorges Chine Entraînement par des turbines Francis de

25m

Eolienne Stator d’une éolienne ENERCON E112 4,5 MW nominal Multipolaire à entraînement direct (8 à 13 rpm) Rotor de 21 tonnes, diamètre =114m

Alternateur démarreur automobile Valéo

Système STOP and START • Génération d’énergie à vitesse variable • Triphasés 2,5 kW à 5 kW (24 V) en automobile • Rotor à griffes : grand nombre de pôles, enroulements globalisés, faibles pertes Joules.



4.5 Exemple : Motorisation d’un véhicule hybride (Toyota Prius) On améliore les performances ‘un véhicule thermique classique en récupérant l’énergie cinétique ou potentiel mécanique grâce à une MS en mode générateur. L’énergie récupérée est stockée dans des batteries, puis réutilisée en phase d’accélération (en ville) la MS fonctionnant alors en moteur, en parallèle ou non avec le moteur thermique

.

La structure de la chaîne d’énergie associe le moteur thermique, la machine électrique et les différentes structures de conversion de la forme de l’énergie électrique. - Redresseur à découpage pour

recharger la batterie à partir de l’alternateur

- Onduleur pour alimenter la machine Synchrone triphasée à partir de la batterie

Il n’y a pas de boite de vitesses, c’est le train épicycloïdal et le pilotage de la MS qui assure l’adaptation de vitesse jusqu’aux roues.

Le répartiteur de puissance mécanique est réalisé par un train épicycloïdal.

Le pilotage se fait par la Machine Synchrone en couple et vitesse sur la couronne extérieure.

Le moteur thermique est alors utilisé dans sa zone de plus faible consommation d’essence.

L’association d’un moteur électrique et d’un moteur thermique, permet d’avoir une large plage de vitesse à couple élevé.

Au démarrage le moteur électrique fournit un couple constant est important (de 0 à 1200 tr.min

-1).

Au-delà, pour les vitesses supérieures, le moteur thermique intervient alors que la machine électrique travaille à puissance constante et que son couple utile est décroissant.

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