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5 • Convertisseurs à effets électromagnétiques
Enfin, d’un point de vue électromagnétique, une distinction fondamentale porte
sur la topologie du champ inducteur à partir duquel s’opère le couplage électrodynamique. Une première classe de convertisseurs est ainsi fondée sur l’induction homopolaire que subit un conducteur en mouvement dans un champ de polarité invariable.
Ce procédé découle directement du principe de la machine discoïdale de Faraday.
On a pu concrètement en vérifier l’origine relativiste au travers de l’exemple discuté
au paragraphe 4.3.6. Au delà de la simplicité structurelle qui le caractérise, le couplage homopolaire souffre cependant de plusieurs inconvénients au plan fonctionnel.
Comme en témoigne la figure 5.3 (a), une première difficulté tient au système de
contacts glissants nécessairement mis en jeu entre les circuits fixes et mobiles de la
machine. Sans ce dernier, le flux magnétique à travers un contour quelconque du circuit conducteur ne peut varier. D’autre part, si les conducteurs élémentaires de la machine se prêtent naturellement à une connexion en parallèle, ils ne sauraient être associés en série, au sein d’un même module, sans annuler la force électromotrice résultante disponible aux bornes du circuit. Aussi, les caractéristiques basse tension - fort
courant inhérentes à ce type de convertisseur limitent considérablement leur intérêt
pratique. On préfèrera de ce fait adopter la configuration hétéropolaire schématisée
sur la figure 5.3 (b). La connexion des enroulements élémentaires en série et/ou en
parallèle offre ici toute la souplesse requise pour adapter les tensions développées
aux caractéristiques des sources connectées à la machine. En outre, la circulation du
flux magnétique est grandement favorisée par l’alternance des pôles inducteurs.
B
(a) : couplage homopolaire
O
(b) : couplage hétépolaire
O
B
: pôle « Nord »
: pôle « Sud »
: sens du courant
: direction du déplacement relatif
Figure 5.3 Couplage d’un circuit conducteur avec un champ inducteur (B) en modes
homopolaire ou hétéropolaire
5 • Convertisseurs à effets électromagnétiques
Enfin, d’un point de vue électromagnétique, une distinction fondamentale porte
sur la topologie du champ inducteur à partir duquel s’opère le couplage électrodynamique. Une première classe de convertisseurs est ainsi fondée sur l’induction homopolaire que subit un conducteur en mouvement dans un champ de polarité invariable.
Ce procédé découle directement du principe de la machine discoïdale de Faraday.
On a pu concrètement en vérifier l’origine relativiste au travers de l’exemple discuté
au paragraphe 4.3.6. Au delà de la simplicité structurelle qui le caractérise, le couplage homopolaire souffre cependant de plusieurs inconvénients au plan fonctionnel.
Comme en témoigne la figure 5.3 (a), une première difficulté tient au système de
contacts glissants nécessairement mis en jeu entre les circuits fixes et mobiles de la
machine. Sans ce dernier, le flux magnétique à travers un contour quelconque du circuit conducteur ne peut varier. D’autre part, si les conducteurs élémentaires de la machine se prêtent naturellement à une connexion en parallèle, ils ne sauraient être associés en série, au sein d’un même module, sans annuler la force électromotrice résultante disponible aux bornes du circuit. Aussi, les caractéristiques basse tension - fort
courant inhérentes à ce type de convertisseur limitent considérablement leur intérêt
pratique. On préfèrera de ce fait adopter la configuration hétéropolaire schématisée
sur la figure 5.3 (b). La connexion des enroulements élémentaires en série et/ou en
parallèle offre ici toute la souplesse requise pour adapter les tensions développées
aux caractéristiques des sources connectées à la machine. En outre, la circulation du
flux magnétique est grandement favorisée par l’alternance des pôles inducteurs.
B
(a) : couplage homopolaire
O
(b) : couplage hétépolaire
O
B
: pôle « Nord »
: pôle « Sud »
: sens du courant
: direction du déplacement relatif
Figure 5.3 Couplage d’un circuit conducteur avec un champ inducteur (B) en modes
homopolaire ou hétéropolaire