Éléments de conception
Actionneurs électromécaniques pour la robotique et le positionnement - Conception, alimentation et commande

1.1 Principes du dimensionnement électromécanique

De manière générale, le déroulement du processus de conception d'un actionneur électromécanique s'articule autour des trois préoccupations incontournables que constituent :

• la formulation du cahier des charges traduisant le besoin sur le plan électromécanique ;

• la définition d'un concept répondant à ce besoin ;

• enfin, la détermination des caractéristiques physiques de l'objet recherché.

Quoique bien souvent négligée, l'étape de définition du cahier des charges constitue une clé décisive dans la recherche d'une solution optimisée vis-à-vis d'un besoin fonctionnel donné. Cette tâche est d'autant plus délicate que les conditions de service des dispositifs considérés sont de plus en plus complexes (fonctionnement en régime fortement variable, prise en compte de contraintes sécuritaires…). Il s'agit à ce stade de définir précisément un ensemble de contraintes et de critères dimensionnants tels que la caractéristique effort-vitesse, les conditions d'environnement thermiques…

Une fois le besoin formulé, il s'agit de définir le concept d'actionneur servant de base à la synthèse de la solution soit par sélection au sein d'un panel de solutions traditionnelles, soit au travers d'une démarche innovante. Compte tenu de l'éventail des concepts potentiellement pertinents, une phase comparative, généralement fondée sur un prédimensionnement par voie analytique des structures préselectionnées, est souvent nécessaire.

À l'aide des modèles disponibles pour caractériser finement la structure retenue, il s'agit enfin de procéder à la détermination précise des caractéristiques physiques définissant la solution au problème posé (dimensions, choix des matériaux, forme d'onde d'alimentation…) et les spécifications visées (efforts nominaux, contraintes géométriques).

À l'issue de l'étape de dimensionnement, la solution obtenue doit enfin être validée et affinée en prenant en compte des aspects avancés négligés lors des étapes précédentes (phénomènes vibratoires, etc.). Faisant généralement appel à la réalisation d'un prototype, cette étape s'appuie de plus en plus sur les ressources qu'offrent la...