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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Moteurs à trois degrés de liberté mécanique (moteurs sphériques)4. Moteurs à deux degrés de liberté mécanique (rotation-translation)
Les forces d’origine électromagnétique peuvent être utilisées pour créer des mouvements de rotation, de translation, voire les deux mouvements simultanément, donnant alors une machine tournante linéaire (appelée également actionneur à deux degrés de liberté mécanique). L’utilisation de ces machines permet l’élimination des transmissions mécaniques, l’obtention d’une grande précision de positionnement ou encore la diminution du nombre de machines classiques dans les manipulateurs et robots. Toutes ces améliorations conduisent à une plus grande fiabilité des servomécanismes et à la diminution de leur temps de relaxation (constante de temps électromécanique).
Les machines tournantes linéaires découlent le plus souvent de la modification topologique des machines tournantes ; ces machines, étudiées depuis 1973 ont trouvé vers 1980 une application industrielle. Décrivons ici deux réalisations actuellement classiques : l’une purement asynchrone, l’autre mixte asynchrone-réluctante.
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La figure 10 montre la version asynchrone. Il s’agit à l’origine de la combinaison d’une machine à champ tournant avec une machine linéaire de type tubulaire. Son originalité réside dans l’utilisation d’un seul circuit magnétique pour fermer à la fois le champ tournant induit par les enroulements situés dans les encoches longitudinales et le champ glissant engendré par l’enroulement cylindrique.
Le rotor qui repose sur les paliers à recirculation des billes peut effectuer des mouvements linéaire, tournant ou composé (tournant linéaire).
Le rotor peut être massif, évidé ou composite. Dans la version « massif », il est constitué d’un fer extradoux ; la version évidée se compose le plus souvent d’un tube ferromagnétique, tandis que la version composite comporte outre un tube ferromagnétique, un manchon de cuivre ou une couche de cuivre déposée électrolytiquement. Remarquons que, dans sa version « pas à pas »...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - ZEHDEN (A.) - New improuvements in electric traction apparatus - . U.S. Patent no 88145 du 04/06/1902.
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(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).
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(6) - KAMINSKI (G.) - Champs magnétiques et caractéristiques du moteur asynchrone à mouvement composé - ....
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