Actionneurs à collecteur à aimants permanents (partie 1)

Sommaire

1. Présentation générale

1.1 Définition

1.1.1 Systématisation

1.1.2 Principe d’étude

1.2 Fonctionnement et systématisation des machines à aimants

1.3 Rappel des caractéristiques des aimants permanents

2. Machine (actionneur) à collecteur mécanique : fonctionnement

2.1 Principe de construction

2.2 Fonctionnement

2.2.1 Modèle global

2.2.2 Équations du mouvement

2.2.3 Expressions du couple, de la puissance et de la f.e.m.

2.2.4 Fonctionnement dans les quatre quadrants et équations d’équilibre

2.2.5 Schéma électrique équivalent du système électromécanique

2.2.6 Modèle externe et grandeurs internes de la machine

2.3 Régime établi

2.3.1 Caractéristiques

2.3.2 Espace de fonctionnement

2.4 Fonctionnement transitoire

2.4.1 Schéma-bloc et fonctions de transfert

2.4.2 Pilotage en régime dynamique

2.5 Paramètres spécifiques des machines à aimants

Pour en savoir plus

Depuis son industrialisation massive vers 1890, la machine électrique est passée par trois stades de développement. À ses débuts, il s’agissait d’un convertisseur d’énergie électrique en énergie mécanique et inversement, caractérisé par un fonctionnement à une vitesse quasi constante. Très rapidement (vers les années 1920), on a commencé à exploiter la capacité de la machine à faire varier la vitesse et à fonctionner dans les conditions et les atmosphères les plus diverses. Les asservissements industriels, de plus en plus lourds, sont à l’origine d’une troisième classe de machines, que l’on a appelées tout d’abord éléments électromécaniques d’exécution, puis actionneurs.

En principe, chaque machine électrique constitue un actionneur, c’est-à-dire un dispositif qui répond par une action (mécanique ou électrique) à une sollicitation (électrique ou mécanique).

Néanmoins, nous désignerons, par la suite, par le mot actionneur une machine électrique asservie à une consigne ; pour cette machine, la propriété de convertir un signal et de produire une force, exactement à l’endroit où l’on en a besoin et sous la forme que l’on désire, prime celle du rendement énergétique.

La machine électrique à aimants dérive du tout premier convertisseur électromécanique de Gramme où l’excitation fixe a été remplacée, presque sans changement technologique, par un aimant permanent. L’industrialisation des machines à aimants date de 1932, avec la découverte, deux ans auparavant, du premier aimant naturel fiable : l’alnico (Ticonal) ; il s’agissait, pour la plupart, de petites génératrices tachymétriques et de moteurs de très faible puissance (micromoteurs). La mise au point d’aimants de plus en plus performants, à base de...