Actionneurs et Transducteurs

Généralités -durée 4h -G. Clerc
Actionneurs et Transducteurs
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Plan
•Généralités : besoins et leur évolution historique
•Rappel sur les circuits magnétiques, Energie électromagnétique et couples
•Définition et comparaison des performances des actionneurs électrostatiques, électromagnétiques et
hydropneumatiques
•Classification des actionneurs électriques -Evolution fonctionnelle et structurelle

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Généralités : besoins et leur évolution historique
Les machines ont été d'abord purement mécaniques, à base de leviers et de roues, puis
hydrauliques et thermiques et enfin électriques.
Deux directions privilégiées : la coopération et la substitution.
•La coopération réclame de la versatilité, c'est à dire la possibilité d'adaptation à des tâches très
différentes, mais n'exigeant aucune autonomie.
•Par contre la substitution demande au contraire de l'autonomie puisqu'il s'agit de remplacer
l'homme lui-même. On passe du simple niveau de l'énergie, à la mémoire, puis à la décision. mais
pour l'outil, ou la machine, la versatilité est réduite.

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Le plan ergonomique suivant représente l'évolution simultanée dans ces deux directions. En fait ces
évolutions tendent de nos jours l'une vers l'autre dans les systèmes asservis et auto-adaptatifs tels que robots,
centres d'usinage et tous les systèmes pilotés par ordinateurs. L'informatique apporte la mémoire,
l'apprentissage, et la décision qui manquait au système fournissant l'énergie.
Plan de l'évolution ergonomique des actionneurs.
Autonomie
décision
mémoire
énergie
Tâches de substitution
système auto-adaptifs
ateliers flexibles
machines à commande
numériques
machines
outils manipulateur
télémanipulateur
outils
Versalité
robot
Tâches de coopération

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Amélioration des actionneurs
• des constantes de temps électriques et mécaniques beaucoup plus petites que celles des
machines classiques par utilisation de structures nouvelles (entrefer axiaux, conducteurs libres,
rotors cloches, etc.);
• des puissances massiques accrues d'un facteur 10 à 100;
• une utilisation croissante d'aimants permanents puissants, comme source d'excitation sans
pertes (ferrites puis terres rares);
• des alimentations statiques à tension et fréquence variables avec des temps de réponse
extrêmement brefs;
•
des méthodes de commande nouvelles et numériques grâce aux microprocesseurs et qui
apportent la versatilité voulue.

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Définitions
On appelle transducteur un dispositif qui assure un transfert ou une conversion d'énergie et une conversion
ou l'élaboration d'une information. L'information, le signal, prime sur l'énergie. Il y a donc complexification
par rapport aux systèmes purement énergétiques.
Un actionneur électromécaniqueest un transducteur qui assure une conversion d'énergie et d'information de
la forme électrique à la forme mécanique.
Il se présente sous la forme d'un moteur électrique généralement. Mais selon l'application, l'aspect
déterminant pourra être l'énergie ou la qualité du signal.
Un capteur électromécanique est un transducteur qui transforme un mouvement quelconque en information
électrique. Il opère une conversion d'énergie mais celle-ci est très faible pour ne pas perturber le phénomène
mesuré : exemple génératrice tachymétrique (à vide)
En fait un actionneur n'opère pas seul, il entraîne une charge, souvent à travers un réducteur, et est alimenté
par une source, en général commandée, avec une ou plusieurs chaînes de retour pour la régulation ou
l'asservissement des grandeurs principales.