5.1 Couplage de sources magnétiques à travers un entrefer
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5.1.2 Couplage tangentiel hétéropolaire
Le couplage en mode tangentiel d’armatures hétéropolaires donne lieu à un grand
nombre de variantes. Celles-ci se définissent tant par la nature des sources en présence
(aimants permanents, milieux polarisables, armatures bobinées) que par la manière
dont ces sources sont agencées. Le tableau 5.1 illustre quelques-unes des configurations les plus usuelles.
S’agissant tout d’abord de la constitution des armatures bobinées, la solution la
plus immédiate consiste à distribuer directement les conducteurs le long de l’entrefer
(cf. tableau 5.1 (a)). Si cette technique fut largement pratiquée par le passé (enroulements bobinés « en anneau » autour d’un tore ferromagnétique), on lui préfère aujourd’hui la configuration encochée (cf. tableau 5.1 (b)). Ainsi, en noyant partiellement
les conducteurs dans un milieu perméable, on améliore considérablement les performances magnétiques de la structure. Cette technique peut-être aussi bien employée
pour l’armature connectée aux circuits de puissance (souvent appelée « induit ») que
pour l’enroulement produisant le champ inducteur. Quant aux zones de forte perméabilité situées du côté opposé à l’entrefer, elles constituent les culasses magnétiques. Celles-ci favorisent l’écoulement du flux magnétique d’un pôle à l’autre. Afin
de limiter les pertes d’origine électromagnétique (pertes par hystérésis ou courants
de Foucault), les pièces ferromagnétiques soumises à un champ variable (armatures
encochées, culasses etc.) seront le plus souvent réalisées par empilement de tôles
magnétiques de faible épaisseur (typiquement de 0, 1 à 1 mm).
Par ailleurs, les conducteurs actifs sont classiquement disposés selon un axe longitudinal (cf. tableau 5.1 (c)). Un agencement transversal est également envisageable,
à condition de satisfaire à l’alternance de polarité requise au moyen d’un circuit magnétique approprié (cf. tableau 5.1 (d)). Dans le cas d’une structure rotative, on peut
de cette manière réaliser une armature multipolaire à l’aide d’une simple bobine solénoïdale équipée d’un circuit magnétique à griffes.
Quant aux armatures aimantées, elles exploitent une grande variété de topologies
que nous ne détaillerons pas ici. Dans le cas d’un inducteur à aimants permanents,
retenons simplement qu’une solution simple et efficace consiste à disposer les aimants directement à la surface de l’armature (cf. tableau 5.1 (a) ou (b)). On peut
également tirer parti de pièces polaires ferromagnétiques dont le rôle est de renforcer, voire de conformer, le champ magnétique au droit du pôle aimanté (structures à
concentration de flux etc.). S’agissant des pôles constitués d’un milieu polarisable,
ils peuvent être exploités seuls, ou bien en association avec un enroulement assurant
leur propre excitation magnétique. Cet agencement donne lieu aux architectures dites
à pôles saillants, par opposition aux pôles lisses engendrés à l’aide d’armatures encochées ou sans encoches. Tel est le cas des deux dernières configurations répertoriées
(cf. tableaux 5.1 (e) et (f)). La première procède d’une « coopération » magnétique
des armatures s’opèrant à l’échelle du pôle (cf. tableau 5.1 (e)). Afin d’augmenter
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5.1.2 Couplage tangentiel hétéropolaire
Le couplage en mode tangentiel d’armatures hétéropolaires donne lieu à un grand
nombre de variantes. Celles-ci se définissent tant par la nature des sources en présence
(aimants permanents, milieux polarisables, armatures bobinées) que par la manière
dont ces sources sont agencées. Le tableau 5.1 illustre quelques-unes des configurations les plus usuelles.
S’agissant tout d’abord de la constitution des armatures bobinées, la solution la
plus immédiate consiste à distribuer directement les conducteurs le long de l’entrefer
(cf. tableau 5.1 (a)). Si cette technique fut largement pratiquée par le passé (enroulements bobinés « en anneau » autour d’un tore ferromagnétique), on lui préfère aujourd’hui la configuration encochée (cf. tableau 5.1 (b)). Ainsi, en noyant partiellement
les conducteurs dans un milieu perméable, on améliore considérablement les performances magnétiques de la structure. Cette technique peut-être aussi bien employée
pour l’armature connectée aux circuits de puissance (souvent appelée « induit ») que
pour l’enroulement produisant le champ inducteur. Quant aux zones de forte perméabilité situées du côté opposé à l’entrefer, elles constituent les culasses magnétiques. Celles-ci favorisent l’écoulement du flux magnétique d’un pôle à l’autre. Afin
de limiter les pertes d’origine électromagnétique (pertes par hystérésis ou courants
de Foucault), les pièces ferromagnétiques soumises à un champ variable (armatures
encochées, culasses etc.) seront le plus souvent réalisées par empilement de tôles
magnétiques de faible épaisseur (typiquement de 0, 1 à 1 mm).
Par ailleurs, les conducteurs actifs sont classiquement disposés selon un axe longitudinal (cf. tableau 5.1 (c)). Un agencement transversal est également envisageable,
à condition de satisfaire à l’alternance de polarité requise au moyen d’un circuit magnétique approprié (cf. tableau 5.1 (d)). Dans le cas d’une structure rotative, on peut
de cette manière réaliser une armature multipolaire à l’aide d’une simple bobine solénoïdale équipée d’un circuit magnétique à griffes.
Quant aux armatures aimantées, elles exploitent une grande variété de topologies
que nous ne détaillerons pas ici. Dans le cas d’un inducteur à aimants permanents,
retenons simplement qu’une solution simple et efficace consiste à disposer les aimants directement à la surface de l’armature (cf. tableau 5.1 (a) ou (b)). On peut
également tirer parti de pièces polaires ferromagnétiques dont le rôle est de renforcer, voire de conformer, le champ magnétique au droit du pôle aimanté (structures à
concentration de flux etc.). S’agissant des pôles constitués d’un milieu polarisable,
ils peuvent être exploités seuls, ou bien en association avec un enroulement assurant
leur propre excitation magnétique. Cet agencement donne lieu aux architectures dites
à pôles saillants, par opposition aux pôles lisses engendrés à l’aide d’armatures encochées ou sans encoches. Tel est le cas des deux dernières configurations répertoriées
(cf. tableaux 5.1 (e) et (f)). La première procède d’une « coopération » magnétique
des armatures s’opèrant à l’échelle du pôle (cf. tableau 5.1 (e)). Afin d’augmenter