Moteurs piézo
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Actionneurs piezo pas à pas de force : une solution motorisée pour le positionnement haute résolution et la résistance aux forces externes
19 juin 2023
La force de maintien typique des moteurs piézoélectriques est définie par la force de frottement, nécessaire pour faire bouger le moteur. Cependant, l’augmentation de la force de frottement n’est pas sans conséquence sur les performances du moteur en termes de vitesse, de force de mouvement maximale et de durée de vie (tribologie). Cet article présente un nouveau moteur offrant un positionnement à haute résolution et un maintien de la position en l’absence d’alimentation. Basé sur un actionneur piezo pas à pas [1], cette nouvelle conception permet de découpler les forces extérieures des parties les plus sensibles du moteur. Cela permet au moteur de proposer un rapport force/masse élevé et de supporter des forces encore plus élevées sans alimentation. Les résultats obtenus sur le prototype sont présentés, donnant au lecteur les avantages de la technologie proposée.
FSPA et BSMA Actionneurs de positionnement nanométrique pour les applications terrestres et spatiales
19 juin 2023
De nombreuses applications, et plus particulièrement les projets spatiaux, ont besoin d’un actionneur de positionnement stable et sub-micrométrique. Pour répondre à ce besoin, Cedrat Technologies a conçu la nouvelle marque FSPA. Cet actionneur linéaire pas à pas offre une résolution de positionnement sub-micrométrique sur une course de 5 mm, combinée à une force d’actionnement élevée (>100N) et à la capacité de maintenir sa position sans alimentation électrique.
L’instrument IASI-NG est l’une des principales charges utiles à bord de METOP-SG, un nouveau satellite météorologique pour l’Europe. L’instrument est basé sur un interféromètre de Mertz et nécessite un positionnement très précis d’une lame optique utilisée pour séparer les branches de l’interféromètre. Une version dédiée du FSPA, le Beam Splitter Mechanisms Actuator (BSMA), est alors développée pour réaliser ce positionnement nanométrique qui est un paramètre clé pour la performance globale de l’instrument.
Cet article présente tout d’abord les composants internes des actionneurs FSPA et BSMA. Les principales différences de conception et leur impact respectif sur les performances résultantes sont détaillés. Les résultats des campagnes d’essais d’acceptation et de qualification sont également présentés.
Conception d’un tribomètre dynamique appliqué aux moteurs piézoélectriques à inertie
7 novembre 2019
Dans les moteurs à inertie, le mouvement généré est basé sur le principe de l’adhérence et du glissement. Les modèles analytiques actuels sont suffisamment prédictifs pour calculer qualitativement leurs performances optimales, telles que la taille de pas et la vitesse maximales, avec relativement peu de paramètres d’entrée. Mais ils ne prennent pas en compte la durée de vie du contact et l’évolution temporelle des paramètres comme le facteur de frottement tout au long de la durée de vie de l’IDM. Les modèles analytiques atteignent donc leurs limites lorsque des prévisions précises sont nécessaires.
Conception d’un tribomètre dynamique appliqué aux moteurs à inertie piézoélectriques – Exploration in situ du principe du stick-slip
19 juin 2023
Dans les moteurs à inertie, le mouvement généré est basé sur le principe de l’adhérence et du glissement. Les modèles analytiques actuels sont suffisamment prédictifs pour calculer qualitativement leurs performances optimales, telles que la taille et la vitesse maximales des pas, avec relativement peu de paramètres d’entrée. Mais ils ne prennent pas en compte la durée de vie du contact et l’évolution temporelle des paramètres comme le facteur de frottement tout au long de la durée de vie de l’IDM. Les modèles analytiques atteignent donc leurs limites lorsque des prévisions précises sont nécessaires. Cette étude vise à comprendre les mécanismes d’usure pour modéliser l’évolution temporelle du frottement. Une telle compréhension nécessite la reconstitution de la durée de vie du contact par l’évaluation des flux des 1er et 3ème corps. Pour ce faire, un nouveau tribomètre représentatif de l’IDM est conçu. Les premiers corps – TA6V revêtu et polymère – ne sont pas transparents. Ils sont remplacés alternativement par un premier corps intermédiaire transparent afin d’observer le contact de manière dynamique et in situ. Le facteur de friction, la taille du pas et la vitesse moyenne sont également mesurés. Les résultats préliminaires montrent que les profils d’usure de l’IDM réel et du tribomètre sont similaires. Les observations directes montrent que les particules du revêtement TA6V sont d’abord arrachées, puis se déplacent dans le contact et enfin déclenchent d’autres détachements de particules.
Comportement sous vide thermique d’un actionneurs piezo à gradins
19 juin 2023
Le travail présenté illustre la conception d’un nouvel actionneur piézoélectrique pas à pas (SPA) à force élevée et décrit ses essais thermiques sous vide réalisés par l’ESTL, afin d’étudier la compatibilité du SPA avec l’environnement sous vide dans une large gamme de températures ; de +60°C à -180°C. Un banc d’essai dédié a été conçu afin de vérifier la force et la vitesse du moteur pour tous les essais réalisés. L’instrumentation, les essais et les observations sur le comportement tribologique de l’interface de frottement ont été réalisés par l’ESTL, ce qui ouvre des perspectives intéressantes.
Moteurs piézoélectriques à haute densité de puissance pour les environnements critiques
8 septembre 2022
Les moteurs piézoélectriques offrent de nombreux avantages pour des applications dans de nombreux secteurs industriels. Les exigences pour lesquelles ces solutions sont développées sont axées sur leurs principaux avantages, tels que la compatibilité avec les rayonnements et l’amagnétisme, un rapport force/volume élevé, une bonne force de décrochage non alimentée et une faible consommation d’énergie. Ces applications sont généralement concernées par des conditions de travail exotiques pour lesquelles les moteurs piézoélectriques doivent encore améliorer leur niveau de maturité technologique.
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