| Le type d'actionneur étudié fait partie de la classe des machines à induit sans fer (moteurs Axem, moteurs à induit cloche ...), en outre, la structure étudiée est destinée à produire un mouvement linéaire. On l'appelle aussi "Voice-coil actuator", c'est à dire actionneur de haut-parleur. C'est en effet l'un de ses domaines d'application, les autres étant l'entraînement des têtes magnétiques de disques durs et divers entraînements directs où de hautes performances dynamiques sont exigées, par exemple, dans l'industrie des circuits intégrés pour la soudure des connexions (bonding). Une particularité de cet actionneur est l'absence de pôles magnétiques alternés, autrement dit le flux est homopolaire ceci conduit à un circuit magnétique de canalisation du flux relativement surdimensionné et dont les dimensions deviennent prohibitives pour les grandes valeurs d'effort, ceci limite les applications aux faibles dimensions (inférieures à la dizaine de centimètres). Cette étude a été volontairement simplifiée. Le système inducteur à aimant n'a pas été étudié. Pratiquement, il est composé d'une culasse ferromagnétique fixe comprenant une partie extérieure entourant la bobine et d'une partie intérieure. Cette culasse supporte un aimant éventuellement fractionné. La valeur de l'induction, considérée ici constante le long de l'axe z de déplacement, varie, en réalité sensiblement ; ce qui a pour effet de produire, en plus, un effort de réluctance variable non pris en compte. La valeur de 0,8 T peut correspondre à ce que l'on obtiendrait avec un aimant haute énergie (Néodyme-Fer-Bore par exemple, Br = 1,2 T). Enfin, l'alimentation étudiée est en tension (notion de constante de temps électromécanique) alors qu'en pratique une boucle de courant peut être nécessaire. Pratiquement, on utilise un hacheur 4 quadrants en pont. Nous avons choisi une structure électromagnétique cylindrique et se déplaçant en ligne droite par commodité ; dans la réalité, la section peut être aussi bien carrée que rectangulaire et le déplacement peut se faire également selon une courbe. Les objectifs de ce problème sont, d'une part, de montrer que cet actionneur se modélise dynamiquement comme un moteur à courant continu à aimants et, d'autre part, de déterminer l'origine physique des différents paramètres et constantes de temps (électrique, thermique, mécanique et électromagnétique). |
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