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Auteur(s)
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Sylvain ALLANO : Docteur ès Sciences - Diplômé du Centre d’Études Internationales de la Propriété Industrielle CEIPI (Brevets, marques et modèles) - Professeur des Universités à l’École Normale Supérieure de Cachan
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les petits moteurs électriques sont présents partout et sont devenus des composants tellement courants que leur existence est bien souvent ignorée. On ne pourrait plus concevoir une société industrielle sans l’utilisation massive de petits moteurs et actionneurs électriques. Ces moteurs sont généralement fabriqués en très grandes séries, à l’exception de certaines gammes de servomoteurs et d’actionneurs. Les impératifs industriels (coût, automatisation) conditionnent la conception de ces moteurs qui doivent, en outre, généralement se fondre au sein de l’application.
Un mode de définition d’un petit moteur électrique peut s’appuyer soit sur des critères quantitatifs de puissance ou de couple, soit sur des considérations applicatives dans lesquelles les fonctions de positionnement et de mouvement l’emportent sur la fonction de conversion d’énergie. Mais il faut noter le caractère parfois arbitraire de la définition d’un petit moteur électrique, puisqu’il répond à toutes les règles et principes de l’électrotechnique. Nous considérerons, dans la suite, les moteurs de puissance nominale inférieure à 600 W, en référence aux règlements officiels de la Construction Électrique (NF C 51 –200). Il est à noter que cette limite de puissance correspond, dans la terminologie anglo‐saxonne, à des fractional horse power motors, donc de puissance inférieure à environ 735 W.
Il est utile de préciser les notions terminologiques de moteur et d’actionneur :
-
le moteur est un organe générant un mouvement au sens étymologique du terme ;
-
l’actionneur est un organe produisant une action.
La désignation de moteur est plus large que celle d’actionneur, puisqu’elle inclut, outre la production d’actions, la génération de mouvements de nature quelconque. Enfin, les petits actionneurs et moteurs peuvent produire des actions ou mouvements rotatifs, linéaires ou plus complexes.
Le présent article vise les moteurs et actionneurs de gamme centimétrique, en excluant, outre la limite de puissance précitée :
-
en limite inférieure, les microactionneurs électrostatiques, magnétiques et piézoélectriques, qui ne seront qu’évoqués ;
-
en limite supérieure, les moteurs à excitation séparée externe, tant à courant continu que synchrones, et, d’une manière générale, les moteurs mettant en œuvre des bagues.
Il sera constamment fait référence aux articles de la collection des Techniques de l’Ingénieur relatifs aux différents types de moteurs électriques et à leur commande.
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Concepts et techniques de conversion électromécanique
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1. Besoins en petits moteurs et actionneurs électriques
1.1 Contexte industriel
On peut distinguer les besoins en petits moteurs et actionneurs selon :
-
les besoins en déplacement de pièces ou d’objets ;
-
les besoins en positionnement ;
-
les besoins en actions mécaniques, tels que l’usinage et le perçage.
Certains de ces besoins sont naturellement remplis systématiquement par des moteurs électriques, tandis que d’autres correspondent à une substitution progressive de solutions électriques à des solutions antérieures, notamment hydrauliques ou pneumatiques.
HAUT DE PAGE1.2 Considérations technico‐économiques
Une grande partie des besoins en motorisation peut être satisfaite avec un compromis performance‐coût favorable aux solutions électriques tant la palette de possibilités conceptuelles de motorisation électrique est large et diversifiée. Cependant, certains champs d’application peuvent nécessiter l’emploi :
-
soit de matériaux à haute performance, donc généralement coûteux, pour satisfaire notamment des contraintes de compacité ;
-
soit de dispositifs mécaniques de conversion, tels que des réducteurs, qui peuvent induire des limitations de performances.
1.3 Conditions et domaines d’utilisation
On appellera moteurs d’entraînement les moteurs dont la mission principale est d’assurer un entraînement rotatif ou bien linéaire, soit de façon directe, soit indirectement à travers un dispositif mécanique de conversion. Ces moteurs sont bien souvent associés à un réducteur.
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