Actionneurs électromagnétiques - Classification topologique

Bien que de nouvelles solutions émergent (piézo-électriques, magnétostrictives, voire électrostatiques dans les très faibles dimensions), les actionneurs électromagnétiques occupent toujours, et probablement encore pour longtemps, une place prépondérante dans la conversion – réversible – électromécanique d’énergie.

Au-delà des actionneurs dits conventionnels, bénéficiant d’une maturité technologique et d’une diffusion scientifique importantes (machines à courant continu à collecteur, synchrones à rotor bobiné, asynchrones à cage d’écureuil...), une très grande diversité d’actionneurs, dits non conventionnels, coexistent et se développent toujours. Ils répondent généralement à des exigences particulières et ne sont pas standardisés. Leur fonctionnement est également souvent méconnu et leur potentiel encore plus mystérieux. On les trouve notamment dans les applications de très grande diffusion (souvent de faible puissance : inférieure au kilowatt) telles que l’électroménager grand public, la domotique, l’automobile ou les jouets et dans celles exigeant de hautes performances. Leur évolution a été accélérée grâce aux formidables développements de l’électronique de puissance (notamment ses possibilités de « haute fréquence ») et de l’électronique microprogrammable.

Une classification de ces différents actionneurs paraît, au premier abord, risquée, sinon impossible, d’autant que leurs topologies sont très nombreuses et très variées. Néanmoins, après une analyse approfondie de différents actionneurs existants ou faisant l’objet de travaux de recherche, la mise en avant de critères fondamentaux topologiques, liés notamment au type de bobinage de puissance (d’alimentation), au mode d’alimentation, au mouvement généré, s’est révélée possible.

L’article s’inscrit dans la continuité des articles Machines tournantes : conversion électromécanique de l’énergie et Machines tournantes : principes et constitution traitant, d’une part, des principes de conversion électromécanique d’énergie et, d’autre part, de la constitution des machines tournantes, sous-entendues conventionnelles. Bien sûr, tous les mouvements, linéaires ou autres, seront considérés ici.

Suite à la classification des actionneurs présentée ici, un autre article Actionneurs électromagnétiques- Performances comparées compare leurs performances respectives.