Étude d'un concept innovant d'actionneur électromécanique linéaire à effets magnétique et piézoélectrique en vue d'applications dans le domaine des commandes de vol

par Adão Delehelle

Thèse de doctorat en Génie électrique

Sous la direction de Bertrand Nogarède.

Soutenue en 2008

à Toulouse, INPT .

mots clés

• Pivot
• Amplification mécanique
• Électromécanique
• Piézoélectricité
• Flexion (mécanique)
• Dispositifs électromagnétiques
• Actionneurs

Résumé

La généralisation des actionneurs électromécaniques dans les systèmes embarqués (commandes de vol, freins électriques) requiert le développement de nouvelles technologies dotées de performances et de fonctionnalités étendues. Dans ce contexte, la présente thèse vise à élaborer une solution innovante d'actionneur électromécanique linéaire à densité d'effort élevée. Cette solution combine des effets magnétique et piézoélectrique, permettant un entraînement par contact d'une charge mobile. A partir de considérations théoriques relatives à chacune des fonctions élémentaires mises en jeu dans l'actionneur (blocage et entraînement), une architecture simple est proposée. Une structure d'amplification à pivots flexibles est également étudiée, dimensionnée et intégrée au sein de l’actionneur. Associé à une stratégie d'alimentation spécifique, un démonstrateur d’actionneur linéaire direct magnéto-piézoélectrique travaillant en mode quasi-statique est alors caractérisé expérimentalement.

Titre traduit

A novel concept of an eletromechanical linear actuator combining magnetic and piezelectric effects for aeronautical applications

Résumé

The generalisation of electromechanical actuators in the on-board systems (fly by wire systems, electric brakes) requires the development of new technologies in order to provide better performances or functionalities. In this context, the present thesis aims to study an innovating solution of an electromechanical linear actuator with high density of force. This solution combines magnetic and piezoelectric effects to drive a mobile load by contact. From theoretical considerations of each elementary functions of the actuator (blocking and drive), a simple architecture is proposed. A structure of amplification with flexible hinges is also studied, dimensioned and integrated within the actuator. Thanks to a specific strategy of power supply, a demonstrator of a direct magneto-piezoelectric linear actuator, working in quasi-static mode, is then characterised in experiments.