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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 :
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le moteur est un organe générant un mouvement au sens étymologique du terme ;
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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 :
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en limite inférieure, les microactionneurs électrostatiques, magnétiques et piézoélectriques, qui ne seront qu’évoqués ;
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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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Conclusion
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6. Vers des actionneurs compacts et intelligents
L’évolution observée dans les besoins actuels en matière d’actionneurs indique au moins deux grandes tendances :
-
un besoin en composants actionneurs autonomes capables, à partir d’une source d’énergie électrique disponible, de produire des actions en réponse à des commandes ; ces actionneurs doivent donc intégrer les fonctions de mise en forme et de conversion d’énergie et les fonctions d’autopilotage et de commande rapprochée ;
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un besoin en actionneurs directement incorporés dans une application ; ils doivent donc être spécifiques pour cette application.
6.1 Intégration du convertisseur d’alimentation
Deux stades d’intégration du convertisseur d’alimentation peuvent être envisagés.
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Le premier stade a pour objet la localisation du convertisseur au sein de l’actionneur, à proximité immédiate des zones actives de génération d’effort. On peut déjà disposer de petits moteurs équipés d’onduleurs et de commandes intégrées.
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Le second stade a trait à l’intégration du convertisseur, notamment d’un onduleur, et de sa commande au sein d’un circuit intégré de puissance. On peut déjà citer des circuits intégrés de type Smartpower, conçus par exemple pour l’alimentation d’un petit moteur à commutation électronique, et incluant, dans un même boîtier, une logique de commutation, des amplificateurs, une détection de tension, un contrôle de freinage et une consigne de courant (figure 38).
6.2 Intégration de la commande
Il est actuellement possible d’intégrer toutes les fonctions requises pour l’autopilotage d’un moteur synchrone, notamment le type DC Brushless 2.3.1...
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