Résumé : Développer un moteur non-magnétiques rivalisant avec la puissance des moteurs électromagnétiques
Cet article présente un développement révolutionnaire conduit par Tekceleo dans la technologie des moteurs à ultrasons : la conception et l’analyse des performances d’un nouveau moteur à ultrasons à ondes progressives non magnétiques de 75 mm de diamètre capable de fournir jusqu’à 25 W de puissance mécanique et d’atteindre un couple d’entraînement direct de 2,5 N.m, avec une vitesse maximale de 500 tr/min. Cette conception innovante répond aux limites des moteurs à ultrasons existants, notamment l’absence de moteur dans une gamme de puissance supérieure à 10 W, et offre des applications prometteuses en robotique, en imagerie médicale et en automatisation. Des études expérimentales détaillées valident les performances supérieures et les propriétés non magnétiques du moteur développé, marquant une étape importante dans les progrès des moteurs à ultrasons. Ce développement ouvre un nouveau champ pour les moteurs piézoélectriques, où ils peuvent rivaliser dans des applications où les moteurs électromagnétiques sont traditionnellement en tête, tout en apportant les avantages de la piézoélectricité : faible latence, grande précision, densité de couple élevée et fonctionnement silencieux.
1. Introduction :
Les moteurs à ultrasons, en particulier les moteurs à ondes progressives, sont apparus dans les années 1980 comme des alternatives prometteuses aux moteurs électromagnétiques conventionnels, offrant des avantages tels qu’une taille compacte, une densité de couple élevée et un contrôle précis. Cependant, les moteurs à ultrasons existants rencontrent des difficultés pour fournir un couple supérieur à 1,2 N.m et une puissance mécanique supérieure à 10W. Cet article introduit une nouvelle approche pour répondre à ces limitations en présentant la conception et l’évaluation des performances d’un nouveau prototype de moteur à ultrasons non magnétique de 75 mm.
2. Hypothèse :
Nous émettons l’hypothèse qu’en optimisant les paramètres de conception, les matériaux utilisés et les caractéristiques opérationnelles d’un moteur à ultrasons à ondes progressives, il est possible d’atteindre des niveaux de couple et de puissance mécanique sans précédent, tout en conservant des propriétés non magnétiques et une grande précision.
3. Dispositif expérimental :
Le dispositif expérimental a été méticuleusement conçu pour évaluer de manière exhaustive les performances et la durabilité du moteur à ultrasons non magnétique de 75 mm mis au point. Un banc d’essai sur mesure équipé d’un frein commandé, d’un couplemètre et d’un contrôleur électronique spécialement conçu a été utilisé pour faciliter la mesure et le contrôle précis des paramètres du moteur.
Le moteur a été soumis à des essais rigoureux sur une longue durée de fonctionnement afin d’évaluer ses capacités de performance durable. Les principaux paramètres de performance, notamment les caractéristiques couple-vitesse, la puissance mécanique et l’efficacité, ont été systématiquement évalués dans diverses conditions de charge. L’accent a été mis sur la capacité du moteur à maintenir ces niveaux de performance pendant des périodes prolongées, au-delà de 30 minutes de fonctionnement continu.
En outre, le dispositif expérimental comprenait des mesures visant à valider les propriétés non magnétiques du moteur. Les interférences magnétiques ont été méticuleusement contrôlées et minimisées tout au long du processus d’essai afin de garantir la compatibilité avec des environnements sensibles tels que les systèmes d’IRM.
4. Résultats : un moteur piézoélectrique à ultrasons non-magnétique à +25W de puissance mécanique
Les résultats expérimentaux démontrent des réalisations remarquables dans le moteur à ultrasons non magnétique développé. Le moteur présente un couple de pointe de 2,5 N.m et peut fournir jusqu’à 25 W de puissance mécanique, ce qui dépasse les capacités des conceptions existantes. En outre, il atteint une vitesse maximale de 500 tours/minute, ce qui élargit les possibilités d’application du moteur dans les applications à couple élevé. La propriété non magnétique du moteur est confirmée par des essais rigoureux, ce qui garantit sa compatibilité avec des environnements sensibles tels que les systèmes d’IRM.
5. Discussion : mener la voie vers l’industrialisation de ces performances
Les performances accrues et les caractéristiques non magnétiques du moteur à ultrasons développé offrent des possibilités d’application sans précédent dans divers domaines, notamment la robotique, l’imagerie médicale et l’automatisation. Une optimisation plus poussée de la conception du moteur et l’exploration de stratégies de contrôle avancées promettent d’améliorer les performances et la polyvalence. En outre, la nature non magnétique inhérente du moteur souligne son adéquation aux environnements critiques où les interférences magnétiques doivent être atténuées.
6. Conclusion :
En conclusion, cet article présente une avancée significative dans la technologie des moteurs à ultrasons grâce au développement d’un moteur non magnétique de 75 mm capable de fournir un couple et une puissance mécanique élevés. Les résultats expérimentaux valident l’efficacité de la conception proposée, marquant une avancée substantielle dans les capacités des moteurs à ultrasons. La propriété non magnétique inhérente au moteur étend son utilité aux applications nécessitant un fonctionnement précis et fiable dans des environnements magnétiquement sensibles.
