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5 • Convertisseurs à effets électromagnétiques
les concepts fondamentaux introduits au chapitre 4 pour caractériser les différentes
formes du couplage électromagnétique.
Convenons pour fixer les idées que le convertisseur générique qui sert de base
à notre raisonnement soit une machine tournante munie, au stator, d’une armature
polyphasée symétrique. Le champ tournant produit par l’armature fixe est à même
d’interagir avec différents types de moments magnétiques solidaires de la partie mobile. Le mode d’obtention de ce moment constitue donc un critère tout indiqué pour
distinguer les différents principes de conversion exploitables [66]. Soulignons que la
configuration particulière choisie en guise de référence n’entame en rien la généralité
de l’étude. Les principaux résultats obtenus pourront sans difficulté être transposés
au cas d’une machine linéaire à champ glissant. D’autre part, les rôles du stator et du
rotor pourront être éventuellement interchangés. Ceci suppose simplement la mise en
jeu d’un système de couplage galvanique (jeu de contact glissants) reliant les circuits
fixes et mobiles de la machine. Nous verrons que ce système peut en outre assurer
la fonction de commutation nécessaire à la mise en rotation du champ par rapport à
l’armature (cf. section 5.4).
Conformément à la classification des effets élémentaires proposée au paragraphe
4.2.5, le moment supporté par l’armature mobile peut a priori procéder d’une source
de type courant ou aimantation, à caractère produit ou induit. Dès lors, quatre grands
principes de conversion doivent être distingués. Le moment magnétique rotorique
peut en effet résulter de l’action exclusive de corps aimantés ou de courants circulant
au sein de parties conductrices
(1) . Dans les deux cas, il peut être soit directement produit (à partir de courants extérieurement contrôlés ou de corps aimantés de manière
permanente), soit résulter d’un phénomène dont la cause tient au champ statorique
lui-même (courants induits sous l’effet de la variation du champ, aimantation induite
au sein d’une armature polarisable).
Le tableau 5.4 décline selon ce point de vue les types de convertisseurs les plus
courants. Les désignations utilisées s’appuient sur la terminologie classiquement employée. Soulignons que ces dénominations usuelles mélangent des critères de nature
souvent très diverse. Ceux-ci sont liés tour à tour aux fonctionnalités obtenues (machines « synchrones », « asynchrones », « à courant continu »), aux matériaux utilisés
(machines « à aimants permanents »), ou encore à la façon dont on conçoit classiquement leur fonctionnement (machines « à réluctance variable »). La présentation
adoptée ici s’appuie sur une classification résolument centrée sur la nature des phénomènes physiques mis en jeu. Ce choix tient essentiellement à la variété et la diversité
croissantes des structures de machines et d’actionneurs électromagnétiques. Écartant
l’idée d’un catalogue exhaustif élaboré sur la base de considérations exclusivement
structurelles ou fonctionnelles, l’approche retenue met plutôt l’accent sur les concepts
(1) La notion de source de type « courant » est ici à considérer au sens large. Cette catégorie englobera dans
le cas général les armatures bobinées sur des éléments ferromagnétiques (culasses, stators encochés) en vue
d’en améliorer l’efficacité magnétique.
5 • Convertisseurs à effets électromagnétiques
les concepts fondamentaux introduits au chapitre 4 pour caractériser les différentes
formes du couplage électromagnétique.
Convenons pour fixer les idées que le convertisseur générique qui sert de base
à notre raisonnement soit une machine tournante munie, au stator, d’une armature
polyphasée symétrique. Le champ tournant produit par l’armature fixe est à même
d’interagir avec différents types de moments magnétiques solidaires de la partie mobile. Le mode d’obtention de ce moment constitue donc un critère tout indiqué pour
distinguer les différents principes de conversion exploitables [66]. Soulignons que la
configuration particulière choisie en guise de référence n’entame en rien la généralité
de l’étude. Les principaux résultats obtenus pourront sans difficulté être transposés
au cas d’une machine linéaire à champ glissant. D’autre part, les rôles du stator et du
rotor pourront être éventuellement interchangés. Ceci suppose simplement la mise en
jeu d’un système de couplage galvanique (jeu de contact glissants) reliant les circuits
fixes et mobiles de la machine. Nous verrons que ce système peut en outre assurer
la fonction de commutation nécessaire à la mise en rotation du champ par rapport à
l’armature (cf. section 5.4).
Conformément à la classification des effets élémentaires proposée au paragraphe
4.2.5, le moment supporté par l’armature mobile peut a priori procéder d’une source
de type courant ou aimantation, à caractère produit ou induit. Dès lors, quatre grands
principes de conversion doivent être distingués. Le moment magnétique rotorique
peut en effet résulter de l’action exclusive de corps aimantés ou de courants circulant
au sein de parties conductrices
(1) . Dans les deux cas, il peut être soit directement produit (à partir de courants extérieurement contrôlés ou de corps aimantés de manière
permanente), soit résulter d’un phénomène dont la cause tient au champ statorique
lui-même (courants induits sous l’effet de la variation du champ, aimantation induite
au sein d’une armature polarisable).
Le tableau 5.4 décline selon ce point de vue les types de convertisseurs les plus
courants. Les désignations utilisées s’appuient sur la terminologie classiquement employée. Soulignons que ces dénominations usuelles mélangent des critères de nature
souvent très diverse. Ceux-ci sont liés tour à tour aux fonctionnalités obtenues (machines « synchrones », « asynchrones », « à courant continu »), aux matériaux utilisés
(machines « à aimants permanents »), ou encore à la façon dont on conçoit classiquement leur fonctionnement (machines « à réluctance variable »). La présentation
adoptée ici s’appuie sur une classification résolument centrée sur la nature des phénomènes physiques mis en jeu. Ce choix tient essentiellement à la variété et la diversité
croissantes des structures de machines et d’actionneurs électromagnétiques. Écartant
l’idée d’un catalogue exhaustif élaboré sur la base de considérations exclusivement
structurelles ou fonctionnelles, l’approche retenue met plutôt l’accent sur les concepts
(1) La notion de source de type « courant » est ici à considérer au sens large. Cette catégorie englobera dans
le cas général les armatures bobinées sur des éléments ferromagnétiques (culasses, stators encochés) en vue
d’en améliorer l’efficacité magnétique.