Conception Electromagnétique d'une gamme d'actionneurs Linéaires Tubulaires à Réluctance Variable

Lilia El Amraoui (1)

1 L2EP - Laboratoire d’Électrotechnique et d’Électronique de Puissance - ULR 2697

This work presents an optimized design methodology for linear tubular switched reluctance actuators as well as a control strategy ensuring positioning for full step and micro step operation of this find of actuators. The optimized design methodology allows, first, to dimension structures answering to the need analysis specifications and second, to find optimal and robust solutions to linear positioning problems. The robustness of these structures is studied with respect to modeling uncertainties and building dispersions. These studies are achieved using the experimental design method. The developed control strategy ensures a coupling between mechanical and magnetic equations by use of response surfaces of the electromagnetic force developed by the actuator versus plunger position and phase supply currents. The force is computed from an axi-symmetric finite element model. Practical tests are achieved on a prototype specially built in order to validate the elaborated models.

Ce travail présente une méthodologie de conception optimisée développée pour les actionneurs pas à pas linéaires tubulaires à réluctance variable, ainsi qu'une stratégie de commande assurant un positionnement précis en pas entier et en micro-pas. La démarche de conception optimisée permet de dimensionner des structures répondant à des cahiers de charges diversifiés et de trouver des solutions optimales et robustes pour des problèmes de positionnement linéaire. La robustesse de ces structures est étudiée par rapport aux incertitudes de modélisation et aux dispersions de fabrication. Ces études sont conduites en s'appuyant sur la méthode des plans d'expériences. La stratégie de commande développée assure un couplage entre les équations mécaniques et magnétiques grâce à l'utilisation de surfaces de réponses donnant la force électromagnétique développée par l'actionneur en fonction de la position du mobile et des courants d'alimentation des phases. La force est calculée à partir d'un modèle éléments finis axisymétrique. Une comparaison est faite sur un prototype construit dans ce but.

Mots clés: Linear motor Switched reluctance Tubular structure Optimal design Control strategy Finite element method Experimental design Experimental model Electromagnetic force Response surfaces

Mots clés: Moteur linéaire Réluctance variable Structure tubulaire Conception optimale Stratégie de commande Méthode des éléments finis Plans d'expériences Simulations Maquette expérimentale Force électromagnétique

Domaines: Automatique / Robotique; Energie électrique

Lilia El Amraoui. Conception Electromagnétique d'une gamme d'actionneurs Linéaires Tubulaires à Réluctance Variable. Automatique / Robotique. Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2002. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00006007⟩