Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Première déclinaison du moteur électrique, le moteur linéaire n'a pas été utilisé pendant des années. Depuis les années 1980, le moteur linéaire connaît un second souffle grâce à la généralisation des systèmes industriels automatisés et, dans une moindre mesure, des transports terrestres. L’avènement de la robotique et le remplacement des entraînements mécaniques complexes par des « axes électroniques » ont poussé au développement des moteurs tournants linéaires et, plus généralement, des moteurs à mouvement composé.
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Michel KANT : Ingénieur de l’École polytechnique de Zürich - Membre de l’Académie européenne des sciences
INTRODUCTION
Le moteur électrique, dont la conception initiale date de la deuxième moitié du xixe siècle, a été envisagé initialement sous la forme linéaire puis, presque aussitôt, sous la forme tournante. Pour des raisons technologiques évidentes le moteur tournant a connu le développement que l’on sait.
La généralisation des systèmes industriels automatisés et, dans une moindre mesure des transports terrestres, a entraîné la résurrection du moteur linéaire qui est passé du stade de recherches, entre 1965 et 1975, à la fabrication de série à partir de 1980. Les premières applications des moteurs linéaires sont dues incontestablement aux ingénieurs russes (soviétiques) qui ont publié des travaux remarquables (en particulier G.I. Shturman en 1946 et A.I. Voldeck en 1968).
L’avènement de la robotique et le remplacement des entraînements mécaniques complexes par des « axes électroniques » conduisent actuellement aux moteurs combinant des mouvements de rotation et de translation (moteurs tournants linéaires) et plus généralement aux moteurs capables d’effectuer des mouvements multidirectionnels (moteurs à mouvement composé).
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2. Moteur linéaire
2.1 Configuration
Le lecteur étant familiarisé avec la constitution de la machine tournante, nous allons montrer schématiquement comment on peut en déduire celle du moteur linéaire. Considérons le cas d’un dispositif asynchrone à cage (figure 3 a) et remplaçons tout d’abord l’échelle rotorique par une enveloppe cylindrique conductrice ; nous obtenons ainsi l’équivalent d’une cage dont le nombre de barreaux est arbitrairement grand. À l’intérieur de ce rotor massif, disposons une armature magnétique immobile coaxiale qui peut porter des enroulements de même type que ceux de l’armature extérieure, contribuant ainsi à la création du champ tournant inducteur (dans le cas où l’armature intérieure n’est pas bobinée, elle joue simplement le rôle de circuit de fermeture du flux principal). Le convertisseur électromécanique asynchrone ainsi obtenu (figures 3 b et c) est bien connu des automaticiens sous le nom de moteur cloche. Coupons maintenant, par la pensée, le dispositif de la figure 3 c, le long du méridien
, et développons-le sur un plan ; nous obtenons ainsi la configuration classique du moteur linéaire à induction (ou à champ glissant), capable de produire une poussée (équivalente au couple du moteur tournant) lors d’un mouvement rectiligne (figure 3 d).
2.2 Principe élémentaire de fonctionnement
Le schéma de la figure 4 représente un moteur linéaire, rapporté à un trièdre trirectangle Oxyz, le déplacement de l’induit s’effectuant selon l’axe longitudinal
à la vitesse mécanique
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Moteur linéaire
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ZEHDEN (A.) - New improuvements in electric traction apparatus - . U.S. Patent no 88145 du 04/06/1902.
-
(2) - KANT (M.) - Équations générales du champ magnétique glissant - . C.R. Acad. Sci. Série 266 (15 janv. 1968).
-
(3) - KANT (M.) - Contribution à l’étude du champ magnétique dans un convertisseur à veine liquide - . Thèse d’État ès Sciences Physiques no CNRS : A.O.30.32 (1969).
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(4) - KIRKO (I.M.) - Magnetohydrodynamics of liquid metals - . Consultants Bureau (1965).
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(5) - VIROLLEAU (A.) - Étude théorique et expérimentale d’un moteur sphérique - . Notes Techniques UTC (1979).
-
(6) - KAMINSKI (G.) - Champs magnétiques et caractéristiques du moteur asynchrone à mouvement composé - ....
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