Patrick BRUTSAERT

Les avancées importantes accomplies dans le domaine des matériaux électrotechniques tels que les aimants permanents, et dans celui de l’électronique de puissance aboutissent à des améliorations sensibles et à l’émergence de nouvelles technologies de machines électriques tournantes. Ces progrès permettent notamment de réaliser des entraînements de fort couple de grande compacité à l’aide de machines à aimants permanents. Ces technologies trouvent un secteur d’application privilégié dans la propulsion électrique navale et les actionneurs embarqués.

Cet article présente les éléments constitutifs des principales machines électriques industrielles. Pour chacun d’eux, il détaille le rôle, la constitution, les matériaux et le dimensionnement. Toute machine électrique est composée d’un stator, d’un rotor et de paliers, qui soutiennent le rotor et assurent sa libre rotation. L’arbre est un organe de transmission du mouvement de rotation. La partie active d’une machine est formée d’un ensemble de conducteurs chargé de véhiculer les courants, et d’un circuit magnétique dont les fonctions principales sont la canalisation des lignes d’induction magnétiques, le maintien des conducteurs et la conduction thermique des conducteurs vers les zones de refroidissement (canaux de ventilation, entrefer).

Cet article est consacré aux principales machines électriques industrielles à courant alternatif, que sont la machine asynchrone (avec moteur à cage ou à bagues) et la machine synchrone. Ces deux machines possèdent des stators, ensemble fixe constitué d’une carcasse et d’un circuit magnétique bobiné, de même type. Pour la machine asynchrone, le couple électromagnétique est transmis à l’arbre par l’intermédiaire de la tôlerie du rotor, qui se présente en une seule pièce. Pour la machine synchrone, on distingue les rotors à pôles saillants et les rotors à pôles lisses.

Cet article traite des caractéristiques générales des principales machines électriques tournantes. Ce dispositif électromagnétique transforme de l’énergie mécanique en énergie électrique, ou inversement, selon qu’il est générateur ou moteur. Ses atouts sont nombreux ; simple d’installation et de liaison, il présente une souplesse de fonctionnement et un excellent rendement, pour un entretien réduit. Son dimensionnement électrique et mécanique impose la détermination des forces développées à l’intérieur de la machine. Les influences qu’elle subit de l’environnement ainsi que celles qu’elle y exerce doivent être prises en compte lors de sa conception.