Moteurs électriques pour la robotique

Auteur(s) :

Mayé, Pierre Découvrir l'auteur

Résumé

Présentation des moteurs à courant continu, à courant continu sans balais et pas à pas. Description des asservissements de vitesse et de position et des circuits électroniques. Etude des phénomènes d'échauffement. Proposition de critères de choix d'un moteur électrique.

Éditeur(s)
- Dunod
- Usine-nouvelle
Date
- 2013
Notes
- Lexique. Bibliogr. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (296 p.) : illustrations en noir et blanc ; 24 x 17 cm
Collections
- Technique et ingénierie
Sujet(s)
- Robotique
- Moteurs électriques
ISBN
- 978-2-10-070036-3
Indice
- 621.33 Transformateurs et machines électriques, traction électrique
Quatrième de couverture
- Grâce aux progrès réalisés dans le domaine des petits moteurs et de leur électronique de commande, les actionneurs électriques ont acquis une place prépondérante en robotique et en automatique.
  Cet ouvrage apporte les connaissances nécessaires dans le domaine des actionneurs électriques :
  
  la description et les caractéristiques des trois principaux types de moteurs employés : à courant continu, à courant continu sans balais et pas-à-pas ;
  
  les mécanismes et leur influence sur le choix du moteur ;
  
  les asservissements de vitesse et de position ;
  
  les phénomènes d'échauffement ;
  
  les circuits électroniques, dont dépendent les performances de l'ensemble.
  
  Destiné aux ingénieurs, aux techniciens et aux étudiants, cet ouvrage, mis à jour et enrichi, leur permettra de choisir le moteur adéquat et les dispositifs associés, et d'utiliser au mieux ses capacités.
Tables des matières
- - Moteurs électriques pour la robotique
  - Pierre Mayé
  - Dunod
  - Introduction1
  - Chapitre 1 - Généralités3
  - 1.1 Actionneurs de la robotique3
  - 1.1.1 Particularités des moteurs utilisés en robotique3
  - 1.1.2 Avantages des actionneurs électriques4
  - 1.1.3 Types de moteurs utilisés4
  - 1.2 Lois de base de l'électromagnétisme4
  - 1.2.1 Champ magnétique4
  - 1.2.2 Forces magnétiques6
  - 1.2.3 Induction électromagnétique9
  - 1.3 Circuits magnétiques et aimants10
  - 1.3.1 Milieux ferromagnétiques10
  - 1.3.2 Circuits magnétiques16
  - 1.3.3 Aimants permanents19
  - 1.4 Conversion électromécanique26
  - 1.4.1 Étude générale26
  - 1.4.2 Cas particulier des circuits magnétiques linéaires29
  - Chapitre 2 - Principe et technologie des moteurs à courant continu36
  - 2.1 Description36
  - 2.1.1 Constitution36
  - 2.1.2 Topographie du champ magnétique37
  - 2.1.3 Rôle du collecteur39
  - 2.1.4 Conception de l'enroulement42
  - 2.1.5 Machines multipolaires42
  - 2.1.6 Réaction d'induit44
  - 2.2 Étude mécanique50
  - 2.2.1 Couple électromagnétique50
  - 2.2.2 Principe fondamental de la dynamique50
  - 2.2.3 Moment d'inertie51
  - 2.2.4 Couple de pertes52
  - 2.3 Étude électrique53
  - 2.3.1 Force contre-électromotrice53
  - 2.3.2 Loi des mailles54
  - 2.3.3 Résistance55
  - 2.3.4 Inductance57
  - 2.4 Étude énergétique58
  - 2.4.1 Puissance électromagnétique58
  - 2.4.2 Bilan des puissances en régime permanent58
  - 2.4.3 Bilan des énergies en régime variable59
  - 2.5 Technologie60
  - 2.5.1 Moteurs de structure classique60
  - 2.5.2 Moteurs à rotor plat62
  - 2.5.3 Moteurs à rotor en cloche64
  - Chapitre 3 - Régimes de fonctionnement d'un moteur à courant continu65
  - 3.1 Régime permanent65
  - 3.1.1 Équations de base65
  - 3.1.2 Bilan des puissances65
  - 3.1.3 Caractéristiques66
  - 3.1.4 Influence de la température70
  - 3.2 Régimes transitoires pour un moteur pouvant être considéré comme un système du premier ordre71
  - 3.2.1 Démarrage sous tension constante71
  - 3.2.2 Démarrage à courant constant76
  - 3.2.3 Ralentissement78
  - 3.2.4 Changement de charge79
  - 3.2.5 Transmittances81
  - 3.3 Régimes transitoires pour un moteur pouvant être considéré comme un système du deuxième ordre83
  - 3.3.1 Mise sous tension à rotor bloqué83
  - 3.3.2 Démarrage sous tension constante84
  - 3.3.3 Transmittances89
  - 3.3.4 Justification de l'étude approchée90
  - Chapitre 4 - Alimentation électronique des moteurs à courant continu92
  - 4.1 Alimentation utilisant des composants actifs en régime linéaire92
  - 4.1.1 Principe92
  - 4.1.2 Améliorations95
  - 4.1.3 Insuffisance des circuits linéaires101
  - 4.2 Alimentation utilisant des composants actifs en commutation102
  - 4.2.1 Principe du hacheur102
  - 4.2.2 Choix de la fréquence de découpage106
  - 4.2.3 Réalisation du commutateur108
  - 4.2.4 Commande en modulation de largeur d'impulsion110
  - 4.2.5 Inversion du sens de rotation112
  - 4.2.6 Asservissement du courant114
  - 4.3 Exemples de réalisation115
  - 4.3.1 Alimentation en courant utilisant un seul circuit intégré115
  - 4.3.2 Alimentation en courant utilisant deux circuits intégrés123
  - Chapitre 5 - Moteurs à courant continu sans balais125
  - 5.1 Généralités125
  - 5.1.1 Description125
  - 5.1.2 Principe126
  - 5.1.3 Avantages128
  - 5.2 Différents types de moteurs129
  - 5.2.1 Moteur à trois phases en étoile à alimentation bidirectionnelle129
  - 5.2.2 Moteur à trois phases en étoile à alimentation unidirectionnelle130
  - 5.2.3 Moteur à trois phases en triangle133
  - 5.2.4 Moteur à quatre phases en étoile à alimentation bidirectionnelle135
  - 5.2.5 Moteur à quatre phases en étoile à alimentation unidirectionnelle137
  - 5.2.6 Moteur à quatre phases en carré138
  - 5.3 Modélisation139
  - 5.3.1 Schéma électrique d'une phase139
  - 5.3.2 Modélisation de la machine139
  - 5.4 Technologie140
  - 5.4.1 Stator140
  - 5.4.2 Rotor142
  - 5.4.3 Moteurs à structure inversée143
  - 5.4.4 Moteurs à électronique intégrée143
  - Chapitre 6 - Alimentation électronique des moteurs à courant continu sans balais145
  - 6.1 Généralités145
  - 6.1.1 Structure globale145
  - 6.1.2 Alimentation en tension ou en courant146
  - 6.1.3 Alimentation unidirectionnelle ou bidirectionnelle146
  - 6.2 Éléments de l'alimentation146
  - 6.2.1 Commutateur de puissance146
  - 6.2.2 Capteurs148
  - 6.2.3 Logique de commande150
  - 6.2.4 Commande de la tension ou du courant151
  - 6.3 Exemples de réalisations152
  - 6.3.1 Alimentation en courant utilisant un seul circuit intégré152
  - 6.3.2 Alimentation en courant utilisant plusieurs circuits intégrés153
  - Chapitre 7 - Moteurs pas-à-pas157
  - 7.1 Généralités157
  - 7.1.1 Définition157
  - 7.1.2 Historique158
  - 7.1.3 Avantages158
  - 7.1.4 Inconvénients158
  - 7.1.5 Applications158
  - 7.2 Différents types159
  - 7.2.1 Moteur à aimant159
  - 7.2.2 Moteurs à réluctance variable172
  - 7.2.3 Moteur hybride176
  - 7.3 Modélisation178
  - 7.3.1 Moteur à réluctance variable178
  - 7.3.2 Moteur à aimant181
  - 7.3.3 Moteur hybride184
  - 7.4 Comportement mécanique184
  - 7.4.1 Positions d'équilibre184
  - 7.4.2 Déplacement d'un pas185
  - 7.4.3 Enchaînement des commutations189
  - 7.5 Exemple192
  - Chapitre 8 - Alimentation électronique des moteurs pas-à-pas194
  - 8.1 Généralités194
  - 8.1.1 Structure globale194
  - 8.1.2 Alimentation en tension ou en courant195
  - 8.1.3 Alimentation unidirectionnelle ou bidirectionnelle196
  - 8.2 Alimentation en tension196
  - 8.2.1 Circuit de base196
  - 8.2.2 Amélioration de la décroissance du courant200
  - 8.2.3 Amélioration de la montée du courant205
  - 8.3 Alimentation en courant211
  - 8.3.1 Structure de base211
  - 8.3.2 Fonctionnement avec mesure du maximum et du minimum du courant213
  - 8.3.3 Fonctionnement avec mesure du maximum du courant et temps de coupure constant217
  - 8.3.4 Fonctionnement en modulation de largeur d'impulsions219
  - 8.4 Exemples de réalisations220
  - 8.4.1 Alimentation unidirectionnelle en tension pour moteur à quatre phases220
  - 8.4.2 Alimentation bidirectionnelle en courant pour moteur à deux phases222
  - 8.4.3 Alimentation pour fonctionnement à pas réduit222
  - 8.4.4 Alimentation pour fonctionnement en micro-pas225
  - Chapitre 9 - Mécanismes associés aux moteurs229
  - 9.1 Réducteur de vitesse229
  - 9.1.1 Principe229
  - 9.1.2 Modèle du réducteur idéal231
  - 9.1.3 Optimisation d'un réducteur232
  - 9.1.4 Réalisations industrielles232
  - 9.1.5 Autres système de conversion entre mouvements de rotation232
  - 9.2 Mécanismes assurant la conversion d'un mouvement d'une rotation en translation233
  - 9.2.1 Système poulies et courroies crantées233
  - 9.2.2 Système vis et écrou235
  - Chapitre 10 - Échauffement des moteurs237
  - 10.1 Généralités237
  - 10.1.1 Causes237
  - 10.1.2 Conséquences238
  - 10.2 Étude générale des échanges thermiques238
  - 10.2.1 Lois de base238
  - 10.2.2 Analogie électrique240
  - 10.3 Modélisation thermique des moteurs241
  - 10.3.1 Machine pouvant être considérée comme un système à un corps241
  - 10.3.2 Machine pouvant être considérée comme un système à deux corps241
  - 10.4 Régimes de fonctionnement thermique242
  - 10.4.1 Régime continu242
  - 10.4.2 Régime temporaire246
  - 10.4.3 Régime intermittent247
  - Chapitre 11 - Mesure des paramètres d'un moteur250
  - 11.1 Matériel de mesure250
  - 11.1.1 Banc de test250
  - 11.1.2 Mesures électriques251
  - 11.1.3 Mesures mécaniques252
  - 11.2 Mesure de la constante du moteur252
  - 11.2.1 Cas du moteur à courant continu252
  - 11.2.2 Cas du moteur à courant continu sans balais254
  - 11.3 Mesure des paramètres électriques255
  - 11.3.1 Résistance255
  - 11.3.2 Inductance256
  - 11.4 Mesure des paramètres mécaniques258
  - 11.4.1 Couple de pertes258
  - 11.4.2 Moment d'inertie259
  - Chapitre 12 - Asservissement de la vitesse et de la position265
  - 12.1 Asservissement de vitesse265
  - 12.1.1 Nécessité265
  - 12.1.2 Description du système266
  - 12.1.3 Principe de fonctionnement267
  - 12.1.4 Exemples de réalisations268
  - 12.2 Asservissement de position268
  - 12.2.1 Nécessité268
  - 12.2.2 Description du système270
  - 12.2.3 Principe de fonctionnement271
  - Annexe272
  - Lexique279
  - Bibliographie281
  - Index282
Origine de la notice:
- Electre