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European Journal of Electrical Engineering
2103-3641
Revue des Systèmes
Revue Internationale de Génie électrique (1295-490X)
 

 ARTICLE VOL 7/1-2 - 2004  - pp.223-251  - doi:10.3166/rige.7.223-251
TITRE
Modélisation par méthode variationnelle d'un actionneur piézoélectrique à rotation de mode Approche analytique et numérique

RÉSUMÉ
L'article a pour objectif de calculer les caractéristiques électromécaniques globales d'un actionneur piézoélectrique à rotation de mode (moteur à onde progressive). L'utilisation d'une méthode énergétique par Lagrangien permet de déterminer les paramètres caractéristiques de la conversion électromécanique de l'énergie. Cette étape est réalisée par des calculs purement analytiques à l'aide d'une fonction d'approximation de la déformée au sein du transducteur ou à l'aide d'un logiciel par éléments finis (ANSYS). Un exemple simple de transducteur Langevin illustre dans un premier temps cette approche. Le stator du moteur à rotation de mode est ensuite traité. La prise en compte de la conversion mécano-mécanique de l'énergie entre le stator et le rotor du moteur est quant à elle abordée de manière purement analytique. L'ensemble permet d'accéder à la caractéristique couple/vitesse, la fréquence de résonance, la tension d'alimentation du moteur. Notons par ailleurs que les méthodes utilisées peuvent s'adapter à d'autres types d'actionneurs piézoélectriques.


ABSTRACT
This paper aims to calculate the global electromechanical characteristics of a rotating mode piezoelectric actuator (driving with traveling waves). Lagrangien functions are used in order to determine the electromechanical parameters. This stage is carried out by purely analytical calculations with an approximation function of the deformation or numerically with a FEM software (ANSYS). Friction between the stator and the rotor is treated in a purely analytical way. The global modeling gives characteristics such as torque/speed curve, the resonance frequency, the supply voltage. The methods can be used with other piezoelectric actuators.


AUTEUR(S)
Marc BUDINGER, Jean-François ROUCHON, Bertrand NOGARÈDE

MOTS-CLÉS
actionneurs piézoélectriques, modélisation, Lagrangien, calcul analytique, calcul numérique (FEM).

KEYWORDS
piezoelectric actuators, modeling, Lagrangien, analytical calcul, numerical calcul (FEM).

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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