Bernard MULTON

Les actionneurs électromagnétiques sont la technologie la plus utilisée dans la conversion réversible électro-mécanique d'énergie. Il en existe de nombreuses types dont certains dits non conventionnels sont réservés à des applications très spécifiques et non standardisées. Cet article propose une classification des actionneurs en fonction de critères simples tels que la source d'excitation,  le type de bobinage de puissance (d’alimentation), le mode d’alimentation ou encore le mouvement généré. La classification fait également appel à des critères composés, construits par combinaison des critères simples. 

Cet article propose des modélisations aux différentes utilisations des machines synchrones en régime permanent, qu’elles soient associées à un réseau électrique ou à un convertisseur statique. Il traite tout d’abord des machines synchrones à champs tournants non saturées, avec les machines à pôles lisses, caractérisées par une distance constante entre les deux parties ferromagnétiques de l’entrefer, puis celles à pôles saillants avec une valeur d’inductance d’induit variable. La méthode de Potier, puis le diagramme de Blondel, permettent d’aborder la saturation magnétique. Pour terminer, la méthode des travaux virtuels offre un modèle rigoureux capable d’envisager l’amélioration des principales non-linéarités.

Embarquées ou stationnaires, les technologies de stockage (systèmes physiques, électrochimiques ou supercondensateurs) sont suffisamment nombreuses pour répondre à un besoin donné. Un diagramme récapitule ces solutions en fonction de leurs performances.

La conception préliminaire des systèmes de transmission s’est dotée d’outils d’estimation et de méthodes de modélisation. En effet, prendre en compte l’ensemble des contraintes de coût, de fiabilité, de conception des différents composants mécatroniques n’est pas tâche facile pour les ingénieurs.

Découvrez les principes de commande des principaux composants à semi-conducteur de puissance bipolaires à commande en courant. Certains de ces composants sont dédiés à des applications très spécifiques, le cas des thyristors et ICGT dans le domaine de la très forte puissance retenus pour leur robustesse et leurs performances à l’état passant.

Les performances en conduction et en commutation des composants à semi-conducteur de puissance sont liées aux grandeurs électriques de leur circuit de commande rapprochée. Apprenez les spécificités des thyristors et des triacs, des transistors bipolaires et des composants à grille en vue de leur commande.

Chaque composant à semi-conducteur de puissance a besoin pour fonctionner d’un circuit dédié de commande rapprochée, qui permet de garantir le fonctionnement fiable et optimal du composant. Les contraintes d’isolement statique et dynamique au niveau de ces circuits ne cessent de croître.

Les modèles d’estimation aidant à la conception des systèmes mécatroniques sont nombreux. Estimez les paramètres spécifiques à chaque famille technologique, ceux utiles aux calculs des limites de fonctionnement mais aussi à l’optimisation de ces transmissions de puissance.

Voilà un constat bien réconfortant, les ressources renouvelables peuvent satisfaire facilement nos besoins futurs en énergie électrique. À condition que les scénarii envisagés, intégrant la dispersion et la fluctuation de ces ressources, repensent les systèmes de conversion et de stockage.

Les machines synchrones sont des machines électriques dont la vitesse de rotation de l’arbre de sortie est égale à la vitesse de rotation du champ tournant. Suivant leur mode de fonctionnement, elles permettent soit de générer un courant électrique (mode "génératrice"), soit de produire un mouvement de rotation du rotor (mode "moteur"). Cet article se concentre sur le mode autopiloté d'une machine synchrone. Ce procédé permet de contrôler le champ d'induit de façon optimisée, afin d'améliorer très sensiblement les performances. Sont détaillés ici les principes de fonctionnement des machines synchrones autopilotées « idéales » (à forces électromotrices et courants sinusoïdaux), qui offrent les meilleures performances globales, ainsi que ceux d'autres solutions que nous qualifions de spéciales.

Des machines synchrones occupent une place croissante tant en génération d’énergie qu’en actionnement. Il existe des structures variées, avec des modes de fonctionnement diversifiés. Cette diversité a conduit à des approches d’analyse de comportement historiquement variées. Mais on peut mettre en parallèle des approches pour comprendre qu’il y a finalement peu de différences entre ces fonctionnements qui ont longtemps semblé si éloignés.

Les développements de l’électronique de puissance et de commande ont largement contribué à la  diffusion des machines synchrones et de leur grande variété : traction électrique, équipement d’usinage à très grande vitesse, mais aussi en robotique et dans l’industrie automobile, sans compter depuis peu en fonctionnement moteur à vitesse variable. Les avantages de ces convertisseurs électromécaniques sont nombreux : rendement naturellement supérieur à celui des autres machines, capacité à régler la puissance réactive et souplesse de conception.

Augmenter la part des énergies renouvelables dans la production mondiale d’électricité est devenue une priorité majeure. Depuis quelques années, la filière éolienne est en évolution constante et prend une place importante sur le devant de la scène énergétique, notons que les ressources du vent sont immenses, et particulièrement en mer. Cet article est consacré aux techniques liées à l’exploitation du vent, ainsi il décrit les différentes architectures des aérogénérateurs électriques, leur fonctionnement ainsi que leur rendement énergétique.

Cet article établit une comparaison des différents types d'actionneurs électromagnétiques, notamment en termes de couple. Les lois de similitude qui permettent d'établir ces comparaisons sont également présentées. Et d'autres paramètres, moins prépondérants, tels que l'inductance, la vitesse maximale, les pertes, ou encore l'encombrement et le coût, viennent compléter ces comparaisons.  Il est important de noter que ces comparaisons restent plus qualitatives que quantitatives, pour pouvoir demeurer assez globales. 

Cet article traite des organes de régulation des machines à courant continu. Tout d'abord il s'intéresse aux différents capteurs chargés de mesurer les grandeurs nécessaires aux commandes, à savoir la vitesse, le courant, la position et le couple de charge. Puis il présente les structures de régulation, et notamment leurs non-linéarités. Enfin, l'article se termine par une présentation de la modélisation des régulateurs à haute performance.

Cet article présente les circuits de commande des transistors à grille isolée MOSFET et IGBT. Il donne des éléments de dimensionnement et de protection contre les court-circuits. Puis il fournit des exemples de circuit de commande pour transistor low side sans isolation et pour transistor high side. Enfin les principes de commande des transistors IGBT de très fortes puissances sont présentés, avec des exemples concrets d'application.

Cet article décrit les principes de commande et des exemples de montage pour quelques composants bipolaires de puissance. Les composants présentés sont les thyristors avec une description de la nécessaire synchronisation  des circuits de déclenchement. Puis, l'article aborde les triacs, qui se commandent sensiblement comme des thyristors. Et enfin, l'article détaille  les transistors bipolaires, et les thyristors GTO et GCT, dont  le principe de commande est assez proche de celui des transistors bipolaires. 

La part  d'électricité produite à partir de combustibles fossiles ou nucléaires, ressources épuisables, représente encore 80 % de la production totale. Et pourtant les ressources renouvelables, telles que  le soleil, le vent, la houle, ou la biomasse, sont considérables et en mesure de subvenir à nos besoins en énergie. Cet article fait le point sur les évolutions de ces « filières nouvelles » et de leur potentiel énergétique et économique. 

Les ressources renouvelables sont disponibles en grande quantité et donc en mesure de nous fournir l'énergie dont nous avons besoin. Cet article fournit des données chiffrées de production, de croissance et de coût afin de donner des éléments de comparaison des différents types de sources d’énergie.