Actionneurs et moteurs magnétiques
Les actionneurs magnétiques utilisent des effets magnétiques pour générer des forces qui ont une incidence sur le mouvement d’une pièce de l’actionneur.
La première grande famille d’actionneurs magnétiques est basée sur les forces magnétiques agissant à distance, les forces de Laplace-Lorentz et les forces de réticence. Les types linéaires offrent des courses de 1 à 20mm, et sont complémentaires aux actionneurs piézoélectriques. Ils peuvent être classés en 3 catégories :
- Actionneur à bobine mobile : Placé dans un champ magnétique statique, une bobine mobile entraînée par un courant est soumise à la force Laplace-Lorentz. Cette force est proportionnelle au courant appliqué. Ces actionneurs sont donc contrôlables. Depuis les premières applications haut-parleurs, également appelés bobines vocales. CEDRAT TECHNOLOGIES a développé des Voice Coils hautes performances (également appelées bobines mobiles) et des actionneurs à couple d’angle limité LAT pour diverses applications automobiles, industrielles ou spatiales.
- Actionneur à aimant mobile : Placé entre deux pôles magnétiques, un aimant permanent mobile peut être commuté d’un pôle à l’autre à l’aide de bobines. Ces actionneurs magnétiques mobiles sont bi-stables. Ils présentent des forces élevées mais ne sont pas contrôlables. Des dispositifs miniatures ont été développés par CEDRAT TECHNOLOGIES pour des applications de verrouillage et haptiques.
- Actionneur à fer mobile : Une partie magnétique douce placée dans un système de bobines se déplace naturellement de manière à minimiser l’énergie magnétique du système. Dans les électro-aimants standard, cette force de réticence est plus grande que la force de Laplace mais elle est seulement attrayante et non contrôlable. Le nouvel actionneur magnétique contrôlable MICA™ développé par CEDRAT TECHNOLOGIES grâce à Oseo est un actionneur électromagnétique innovant biaisé (polarisé) dans lequel la force peut être inversée tout au long de la course. Il est utilisé pour la génération de vibrations ou pour l’amortissement actif dans les applications embarquées. Il offre des courses plus grandes que les actionneurs piézoélectriques. Il offre des forces plus élevées et beaucoup moins de chauffage que tout actionneur de bobine mobile.
La deuxième famille d’actionneurs magnétiques est basée sur des matériaux actifs contrôlés magnétiquement. Deux types sont utilisés par CEDRAT TECHNOLOGIES pour les dispositifs innovants :
- Actionneur magnétostrictif : Ces actionneurs utilisent l’effet magnétostrictif, qui consiste à déformer un matériau magnétostrictif lorsqu’il est soumis à un effet magnétique. Par exemple, la déformation magnétostrictive de Terfenol-D atteint 1600ppm, faisant de ce matériau actif un concurrent intéressant de la céramique piézoélectrique PZT pour les transducteurs de haute puissance ou les actionneurs à basse tension.
- Actionneur de fluide rhéologique de magnéto : Un fluide rhéologique de magnéto (MRF) peut se solidifier lorsqu’il est soumis à un champ magnétique. Cet effet peut être utilisé pour concevoir divers actionneurs à base d’IRM : soupapes, freins, embrayages, amortisseurs semi-actifs, roulements hydrostatiques/hydrodynamiques intelligents…
La troisième grande famille d’actionneurs magnétiques est les moteurs électriques également appelés machines rotatives électriques. CEDRAT TECHNOLOGIES calcule toutes les tailles en tant que services mais ne développe que de petits moteurs électriques, tels que les moteurs DC Brushless (BLDC) et les moteurs pas à pas.
Ces technologies sont présentées dans les exemples ci-après. Vous pouvez également télécharger notre catalogue de produits piézoélectriques et magnétiques. De plus, des publications sont disponibles sur les actionneurs magnétiques et les moteurs électriques.
Actionneurs électromagnétiques
CEDRAT TECHNOLOGIES développe des actionneurs électromagnétiques personnalisés qui sont dédiés a des applications spécifiques du client lorsque les produits standard ne sont pas adaptés. Ils couvrent un large éventail d’applications et de marchés tels que l’industrie, l’automobile (par exemple, le projet e-Ft 3 avec PSA), l’air et l’espace, medtec, etc.
Applications
Actionnement de soupape, verrouillage et déverrouillage, contacteur…
STATUT
Produit
MICA500L
L’actionneur MICA™ répond à toutes les exigences en matière d’actionneurs compacts, très dynamiques, précis, fiables et robustes. Cette technologie a été conçue pour combler l’écart entre la bobine vocale bien connue et les technologies solénoïdes.
Applications
Commande de soupape, actionnement de pompe et de compresseur, bancs d’essai, génération de vibrations, contrôle actif des vibrations, prise rapide, positionnement rapide…
STATUT
Produit
MICA™ Compresseur 300W
Cet actionneur linéaire de type MICA a été développé pour fournir une puissance de 300 W avec un rendement élevé (~80 %) et une durée de vie pratiquement infinie. Il a été utilisé dans un projet de faisabilité pour la liquéfaction continue de l’hydrogène pour les missions spatiales de longue durée.
Applications
Applications nécessitant une puissance mécanique, telles que les compresseurs
STATUS
Prototype
MICA™ Compresseur 100W
Cet actionneur linéaire de type MICA a été optimisé pour fournir une puissance de 100 W avec un rendement élevé (~80 %) et une durée de vie pratiquement infinie. Il a été développé pour une application de génération de froid pour les instruments optiques spatiaux.
Applications
Applications nécessitant une puissance mécanique, telles que les compresseurs, les refroidisseurs, etc.
STATUS
Prototype
Amplificateur de puissance à commutation pour actionneur magnétique CSA96-ES
Le Compact Switching Amplifier CSA96 est un boîtier amplificateur de taille compacte et de grande puissance de sortie pour piloter des actionneurs magnétiques linéaires tels que le Moving Iron Controllable Actuator (MICA™). Ce boîtier CSA96 est alimenté par une alimentation externe en courant continu jusqu’à 96 VDC.
Applications
Amplificateur de courant pour actionneurs magnétiques
STATUT
Obsolète
Battery-based power supplies for embedded actuators, sensors & mechatronic systems
Power supplies for piezo or magnetic actuators, sensors & mechatronic systems based on 3.7V (typical) lithium polymer cells voltage.
Applications
Embedded piezo & magnetic actuators, motors, sensors, mechanisms, valves
STATUT
Proof of concept
Voice-Coil 15N
Cet actionneur Vocie Coil est basé sur la force de Lorentz-Laplace. Cet actionneur a une force nominale de 15N et une course d’environ 30mm.
Applications
Actionneurs à haute linéarité, Aérospatial…
STATUS
Prototype
Voice-Coil 60N
L’actionneur Voice Coil est basé sur la force Lorentz-Laplace, qui est strictement proportionnelle au courant appliqué. Il s’agit de l’actionneur à commande magnétique linéaire le plus courant. Plusieurs antennes vocales CEDRAT TECHNOLOGIES ont été développées pour des applications spatiales (ex MTG, IASI).
Applications
Actionneurs haute linéarité, Aérospatiale…
STATUT
Evalué pour l’espace
BRUCE - Extracteur de broches à commande électromagnétique
A la demande du CNES, l’Agence Spatiale Nationale, CEDRAT TECHNOLOGIES a conçu un extracteur de broches à commande électromagnétique refermable, appelé BRUCE (Broche Rétractable Utilisant une Commande Electromagnétique)
Applications
Spatial, électromagnétique, tireuse de broches…
STATUT
Prototype
Aimant à déplacement linéaire bi-stable : BLMM
L’actionneur à aimant en mouvement est basé sur un aimant permanent se déplaçant entre deux électro-aimants opposés. C’est un actionneur magnétique bistable avec une force élevée au repos. Les BLMM de CEDRAT TECHNOLOGIES sont des actionneurs linéaires miniatures.
Applications
Mécanismes de verrouillage, Générateurs de vibrations, Micro-valves…
STATUT
Produit
Moteur Voice Coil rotatif à effort constant
Cet actionneur rotatif fournit un couple constant sur une course angulaire de 10° pour un contrôle de précision. Il combine deux bobines vocales assemblées autour d’un axe pour équilibrer l’inertie.
Applications
Mouvement rotatif à haute résolution, Micro nano Positionnement, pointage, acquisition
STATUS
Prototype
Actionneurs de couple à angle limité : LAT
L’actionneur à couple d’angle limité (LAT) offre un mouvement de rotation sur un angle de +/- 15°. Grâce à son principe et son guidage élastique, il offre un mouvement rotatif lisse et haute résolution et des assemblages de pointage précis pour les applications air, espace & optique.
Applications
Mouvement de rotation à haute résolution, positionnement micro nano, pointage, acquisition
STATUT
Prototype
Moteur rotatif à très grande course
Cet actionneur rotatif fournit un couple constant sur une large plage angulaire (±90°) pour un contrôle de précision sur un banc d’essai. Il s’agit d’un actionneur de type Voice-Coil.
Applications
Mouvement rotatif de haute précision sur une large plage angulaire
STATUS
Prototype
Mise à niveau des moteurs DC sans brosse
CEDRAT TECHNOLOGIES met à jour les moteurs DC sans brosses BLDC pour améliorer le couple et la vitesse et réduire la puissance électrique, grâce à la re-conception FLUX FEM, aux changements de pièces et aux tests sur les bancs des micro-moteurs rotatifs.
Applications
Micro-moteurs BLDC pour des applications exigeantes : air et espace, UAV…
STATUT
Prototype
MICA™ Extra Plat
Cet actionneur de masse de preuve MICA a été développé pour générer une force de 600N en crête sur ±3mm et pour s’intégrer facilement dans des systèmes étroits perpendiculaires à l’axe d’actionnement.
Applications
Actionneur linéaire mince et compact, masse de preuve
STATUS
Prototype, faisabilité
Platine XY MICA™ Extra Plate
Cette platine a été développée pour le positionnement à 2 axes sur plusieurs millimètres autour d’un dispositif optique tel qu’une lentille ou un miroir. Elle utilise un ensemble de MICA extra-plats générant des forces linéaires par rapport au courant pour faciliter l’asservissement. L’actionnement parallèle compact assure une dynamique élevée et l’homogénéité des commandes d’axe.
Applications
Positionnement à 2 axes avec une dynamique élevée et une longue course
STATUS
Prototype
Électro-aimant à fer mobile 80N
Des actionneurs spécifiques à fer mobile sont nécessaires pour les opérations dynamiques contrôlables. Ce modèle spécial illustre un actionneur à fer mobile équipé de paliers flexibles pour une longue durée de vie. Par ailleurs, cet actionneur fonctionne par paires, en mode push-pull, afin de fournir un niveau de force élevé à la fréquence de résonance. La conception comprend une électronique de commande intégrée, un capteur de déplacement et une commande en boucle fermée.
Applications
Actionneur à haut rendement, longue durée de vie et longue course pour les mouvements alternatifs.
STATUS
Prototype
Mini-moteur pas à pas monophasé : SPSM-1
Un micro-moteur pas à pas rotatif monophasé doté d’une ouverture d’air réglable axiale et d’un aimant plat permanent a été développé dans le cadre du projet FP6 M2EMS EC, en collaboration avec le CEA et l’ETA. Ce moteur pas à pas est compatible avec les technologies Si.
Applications
Micro-moteurs, Micro-technologies…
STATUT
Proof of concept
Actionneurs magnétostrictifs
Les actionneurs magnétostrictifs de CEDRAT TECHNOLOGIES sont des actionneurs magnétiques à semi-conducteurs basés sur les matériaux magnétiques géants Terfenol-D. Ils peuvent être conçus pour produire des forces élevées (>20kN) pendant beaucoup de temps (>200µm) à basse tension (12V) en statique ou dynamique.
Applications
Générateur haute force, actionneurs basse tension, transducteurs sonores (sonar) …
STATUT
Prototype
