Contribution aux microsystèmes magnétiques : micromoteur asynchrone à palier magnétique

Contribution to magnetic microsystems : induction micromotor on permanent magnet bearing

• Auteur / Autrice : Victor Manuel Fernández Gómez del Campo
• Direction : Gilbert Reyne, Orphée Cugat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Grenoble INPG
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'électrotechnique (Grenoble1980-2006)
• Jury : Président / Présidente : Gérard Meunier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bernard Multon, Michel de Labachelerie

Mots clés

Mots clés contrôlés

Paliers magnétiques

Moteurs asynchrones

Mots clés libres

Sciences et techniques

Genie mecanique. Construction mecanique

Mecanique precision

Miniaturisation

Micromoteur

Machine asynchrone

Machine electrique

Palier magnetique

Aimant permanent

Dispositif electromagnetique

Résumé

L'évolution des micro systèmes est en plein essor. Le développement de micromoteurs en constitue l'un des principaux axes actuels de recherche. Si les premiers micro moteurs étaient électrostatiques, les micromoteurs électromagnétiques ont récemment attiré l'attention de nombreux chercheurs. Le micromoteur asynchrone a pourtant connu une critique assez défavorable de la part de nombre de chercheurs. Sa fabrication - supposée forcément tridimensionnelle, donc complexe - et sa performance mécanique - estimée simplement insuffisante - sont à l'origine de ce mépris généralisé. Un problème supplémentaire qui défavorise la performance des micromachines est la réduction d'échelle, car elle entraîne une considérable augmentation relative dans leurs frottements, au point même d'empêcher leur fonctionnement. Afin de réduire les pertes dues aux frottements, une étude et une analyse de paliers magnétiques passifs miniatures sont proposées. Plusieurs prototypes illustrent cette approche. Dans le cadre de la validation de prototypes de taille millimétrique, cette thèse s'est orientée sur l'étude du micromoteur asynchrone. Un premier prototype, à géométrie planaire et de dimensionsØ 18 mm x h 2 mm, a été fabriqué. Le micromoteur intègre une suspension magnétique passive à aimants permanents. Ce moteur a atteint 4500 tr/min en développant un couple de 1,2 µNm

Important progress in microelectromechanical systems (MEMS) have recently been reported and a special effort concems micromotors and microactuators. Even if electrostatic micromotors were firstly studied, the scientific community has been recently attracted to magnetic microactuators. However, little attention has been paid to induction micromotors, because its manufacturing is supposed to be tridimensional, and the forces generated are considered to smaU to even reach the movement. Furthermore, scale reduction in microsystems leads to an important increase in relative friction forces, impairing (even preventing) mechanical movement. With the intention to lessen friction losses in micromotors, miniaturised permanent magnet bearings are studied and analysed, and several prototypes are presented. In order to validate new motorisation approaches in millimetre-size devices, a first planar induction micromotor, Ø 18 mm x h 2 mm, was built. It inc1udes a passive, permanent magnet suspension. This micromotor develops a torque of 1. 2 µNm and reaches 4500 rpm