Brevet FR3042660A1 — publié le 20170421

Actionneur électromécanique pour commandes de vol électriques d'un aéronef La présente invention est du domaine des actionneurs électromécaniques. Elle concerne un actionneur électromécanique destiné plus particulièrement à être utilisé dans le cas des commandes de vol électriques des aéronefs. La présente invention concerne également un dispositif de commandes de vol électriques comprenant un tel actionneur électromécanique pilotant un actionneur hydraulique. Un actionneur électromécanique transforme de l'énergie électrique en énergie mécanique. Les actionneurs électromécaniques sont des systèmes complexes regroupant diverses fonctions pour assurer cette transformation. Un actionneur électromécanique est composé d'un organe de conversion électromécanique, d'un moyen de traitement d'ordres de commande, d'un moyen électronique de puissance, d'un moyen électronique de commande et de surveillance, de capteurs afin d'assurer un pilotage correct de l'organe de conversion électromécanique et d'un étage de conditionnement de l'alimentation électrique. Cette énergie mécanique est généralement fournie par un déplacement angulaire d'un arbre et caractérisée par une vitesse de rotation et un couple. Il s'agit alors plus précisément d'un organe de conversion électromécanique tournant. L'arbre peut avoir un débattement angulaire limité à quelques dizaines de degrés. L'arbre peut également avoir un débattement angulaire illimité et réaliser ainsi plusieurs rotations complètes. L'organe de conversion électromécanique est alors généralement désigné par l'expression « moteur électrique ». Dans ce cas, l'actionneur électromécanique peut comporter un étage de transformation 3042660 2 mécanique afin de transformer le mouvement de rotation de l'organe de conversion électromécanique en mouvement de translation. Cette énergie mécanique peut toutefois être fournie par un 5 déplacement linéaire d'un axe et caractérisée par une vitesse de translation et une force, il s'agit alors plus précisément d'un organe de conversion électromécanique linéaire désigné également par l'expression « glissière électrique ». Le débattement linéaire de cet axe est limité par les dimensions de cet actionneur 10 électromécanique linéaire. L'énergie électrique alimentant un actionneur électromécanique, et plus précisément l'étage de conditionnement de l'alimentation électrique, peut être fournie par un courant électrique continu ou bien un courant électrique alternatif 15 monophasé ou polyphasé, tel un courant électrique triphasé. En outre, un courant électrique alternatif triphasé peut être obtenu à partir d'une source de tension continue qui est découpée ou « hachée » par un moyen électronique de puissance pilotée par un moyen électronique de commande afin de créer une tension 20 alternative et, par suite, un courant alternatif. Les tensions alimentant le moteur électrique sont déphasées l'une par rapport à l'autre de 120° afin de créer une alimentation triphasée. Un organe de conversion électromécanique tournant comporte au moins un stator généralement fixe, au moins un rotor 25 tournant par rapport à ce stator et qui peut être placé à l'intérieur ou à l'extérieur du stator ainsi qu'un entrefer séparant un stator d'un rotor. La rotation de ce rotor est générée par l'interaction entre deux champs magnétiques attachés respectivement à ce stator et à ce rotor, créant un couple magnétique au rotor. On parle 30 alors respectivement d'un « champ magnétique statorique » et d'un « champ magnétique rotorique ». 3042660 3 L'entrefer est formé par un volume d'air dans lequel transitent les flux magnétiques entre le rotor et le stator. La longueur de l'entrefer est une caractéristique ayant une influence sur les performances de l'organe de conversion électromécanique. 5 En effet, il est connu que l'augmentation du couple moteur d'un organe de conversion électromécanique est obtenue par la réduction de la distance entre le rotor et le stator, cette distance correspondant à la longueur de son entrefer. On connait cependant le document FR 1149195 qui décrit des 10 perfectionnements pour des moteurs électriques utilisés principalement dans l'horlogerie. Un des perfectionnements est l'augmentation de l'entrefer entre le rotor et le stator ce qui permet, contrairement aux règles connues à l'époque, l'augmentation de la puissance magnétique lorsque les flux 15 magnétiques sont réduits. Cela permet aussi de réduire les flux antagonistes dus aux variations de la reluctance des circuits magnétiques De plus, l'augmentation de l'entrefer permet une fabrication plus facile. L'actionneur électromécanique selon l'invention est 20 particulièrement destiné à être utilisé dans le cas de commandes de vol électriques d'un aéronef. Dans cette application particulière désignée en langue anglaise par l'expression « Fly-By-Wire », un débattement angulaire de l'arbre d'un actionneur électromécanique est généralement transformé en mouvement de translation par une 25 chaîne de transmission mécanique afin de piloter un actionneur hydraulique. Par suite, l'arbre de l'actionneur électromécanique n'a pas besoin de faire plusieurs tours autour de son axe de rotation, son débattement angulaire peut donc être limité. De fait, dans un souci de simplification, on utilisera plus simplement pour la suite 30 de cette description l'expression « actionneur électromécanique » pour désigner un tel actionneur électromécanique tournant. De 3042660 4 même, l'expression « organe de conversion électromécanique » est utilisée pour désigner un tel organe de conversion électromécanique tournant. Le document EP 2543589 décrit des commandes de vol 5 primaires pour un rotor principal et pour un rotor de queue d'un aéronef à voilure tournante avec une interface électromécanique entre les commandes électriques et les actionneurs d'asservissement hydraulique afin de commander la force d'amplification pilotant le rotor principal et/ou le rotor de queue. 10 L'interface électromécanique comporte un moteur électrique et un système d'embiellage mécanique permettant au moteur électrique de piloter une servocommande hydraulique et, par suite, les actionneurs d'asservissement hydraulique pour chaque axe de contrôle du rotor principal et du rotor de queue. Ce système est 15 applicable sur les aéronefs existants pour remplacer les dispositifs électromécaniques utilisés. De plus, grâce à un système d'embiellage mécanique sans organe de réduction de vitesse entre le moteur électrique et la servocommande hydraulique, le moteur électrique peut être déplacé et déporté, facilitant ainsi son 20 intégration dans l'aéronef. Des organes de réduction de vitesse utilisés traditionnellement sont par exemple un réducteur à engrenages et un train épicycloïdal. Parmi les organes de conversion électromécanique les plus utilisés, on connait le moteur sans balai, également dénommé 25 « moteur brushless » ou bien désigné par l'acronyme « BLDC ». Le rotor d'un moteur sans balai comporte un ou plusieurs aimants permanents alors que le stator comporte des aimants non permanents, appelés plus communément électro-aimants. Ces électro-aimants sont constitués généralement par un ou plusieurs 30 enroulements de conducteurs électriques autour d'un matériau ferromagnétique alimentés en courant électrique continu. On 3042660 5 utilisera par la suite le terme « bobinage » pour désigner un tel ensemble d'un ou plusieurs enroulements de conducteurs électriques. Un moteur sans balai dispose généralement d'un capteur permettant de connaître la position du rotor ainsi que d'un 5 système électronique de commande assurant la commutation du courant électrique alternatif alimentant les bobinages du stator. Ainsi, le système électronique de commande permet d'assurer l'orientation et le sens du champ magnétique statorique par rapport au champ magnétique rotorique, et par suite la rotation du rotor par 10 rapport au stator. De plus, au sein de chaque bobinage du stator, un ou plusieurs enroulements peuvent être regroupés afin de former différentes phases du stator. Chaque phase du stator est alimentée par une phase d'un courant électrique alternatif polyphasé et 15 génère respectivement un champ magnétique statorique. Les champs magnétiques statoriques, lorsqu'ils sont issus d'un même courant électrique polyphasé, s'additionnent pour former un unique champ magnétique statorique tournant, appelé résultante statorique. Cette résultante statorique entraine alors en rotation le 20 champ rotorique et, par suite, crée une rotation et un couple du rotor par rapport au stator. Parmi les actionneurs électromécaniques à courant électrique alternatif, on peut distinguer les machines synchrones et asynchrones. 25 Les machines synchrones, dont fait partie le moteur sans balai, utilisent un décalage de quatre-vingt-dix degrés (90°) magnétique entre le champ tournant et le champ fixe. De cette manière, la position du rotor est toujours assurée précisément. Par ailleurs, la fréquence de rotation du rotor d'une machine synchrone 30 est proportionnelle à la fréquence du courant électrique alternatif alimentant le stator. 3042660 6 Les machines asynchrones disposent d'un rotor comportant un bobinage dont les enroulements sont en court-circuit et un stator comportant un bobinage constituant des aimants non permanents. De fait, lorsque le bobinage de ce stator est traversé 5 par un courant électrique alternatif, il crée un champ magnétique statoriques tournants dont la résultante statorique entraine l'apparition d'une variation de flux magnétique. Une force électromotrice induite apparaît et crée des courants rotoriques dans le bobinage du rotor. Ces courants sont responsables de 10 l'apparition d'un couple. Un décalage entre le champ statorique qui est tournant par rapport au stator et le champ rotorique qui est fixe par rapport à l'arbre de rotation du rotor apparait. L'inconvénient d'une machine asynchrone est le décalage en position, également appelé glissement, créé entre le champ statorique et le champ 15 rotorique. La précision de positionnement de l'arbre du rotor est donc soumise au couple résistant appliqué sur l'arbre de la machine. De plus, la fréquence de rotation du rotor d'une machine asynchrone n'est pas obligatoirement proportionnelle à la fréquence du courant électrique alternatif, une vitesse de 20 glissement pouvant apparaître entre le rotor et le champ magnétique statorique. Ce type de machine asynchrone est en général utilisé pour des applications à vitesse constante et couple quasi constant. Par ailleurs, les moteurs électriques sans balai à aimants 25 permanents synchrones peuvent se classer dans deux grandes catégories, les moteurs à flux trapézoïdal et les moteurs à flux sinusoïdal. Un moteur à flux trapézoïdal possède une force électromotrice de type trapézoïdal lorsqu'il est utilisé comme 30 générateur électrique. Cette forme trapézoïdale de la force électromotrice est obtenue par l'utilisation d'un rotor à pôles lisses, 3042660 7 la longueur de l'entrefer étant constante. Cette longueur de l'entrefer ne variant pas, l'induction d'entrefer reste constante le long d'un pôle et s'inverse lorsque le pôle magnétique change. La pente du trapèze est due à la distance entre deux pôles 5 magnétiques. Un moteur à flux sinusoïdal possède une force électromotrice de type sinusoïdal lorsqu'il est utilisé comme générateur électrique. Cette forme sinusoïdale est obtenue par la mise en place d'un rotor à pôles magnétiques saillants dont la forme se 10 rapproche d'une fonction sinusoïdale. La longueur d'entrefer qui est alors variable est un acteur important de l'induction d'entrefer qui induit la forme de la force électromotrice. Ainsi, afin de créer un couple maximum en fonctionnement moteur, les courants électriques utilisés sont de formes sinusoïdales. De plus, un tel 15 moteur à flux sinusoïdal possède généralement un faible couple d'encoche. On connait notamment le document WO 2014/056773 qui décrit un actionneur électromécanique équipé d'un rotor dont les pôles sont formés par des aimants permanents. Les pôles du rotor 20 comportent au moins quatre zones ayant des propriétés magnétiques différentes disposées symétriquement vis-à-vis d'un centre du pôle. La surface des aimants permanents est configurée afin que le bord d'un pôle soit moins haut que le milieu de ce pôle. Par suite, un flux magnétique de distribution sensiblement 25 sinusoïdale apparaît dans l'actionneur électromécanique. De même, le document EP 2378634 décrit un actionneur électromécanique, tel un générateur d'électricité, comportant des aimants permanents dont la section dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de l'actionneur électromécanique est de forme 30 sinusoïdale. Par suite, cette forme sinusoïdale de l'aimant permanent permet de créer une induction d'entrefer sinusoïdale et 3042660 8 l'apparition d'une distribution du flux magnétique sensiblement sinusoïdale. En outre, plusieurs architectures de bobinages sont possibles pour des moteurs sans balai synchrones. 5 Tout d'abord, le bobinage peut être distribué ou bien concentrique. Avec un bobinage concentrique, chaque dent bobinée du stator est entourée par un conducteur électrique dans lequel circule une seule phase du courant électrique alimentant ce moteur. Avec un bobinage distribué, chaque dent bobinée du stator 10 est entourée par au moins deux conducteurs électriques dans lesquels circulent au moins deux phases de ce courant électrique. Un bobinage concentrique présente des avantages de sécurité évitant qu'une surchauffe d'un conducteur d'une phase ne se répande à d'autres phases. Par contre, un bobinage distribué 15 permet la création d'un champ magnétique statorique spécifique en fonction du nombre de spire par encoche, et, par suite, la création un champ statorique total sinusoïdale. Ensuite, les bobinages concentriques peuvent être à simple couche ou bien à double couche. Un bobinage à simple couche 20 utilise seulement la moitié des dents du stator, un bobinage entourant une dent alors que les dents adjacentes sont laissées libres, c'est-à-dire sans bobinage. A contrario, un bobinage à double couche utilise toutes les dents qui sont bobinées. Un bobinage à simple couche permet d'avoir une section d'encoche 25 faible pour un nombre de conducteurs important. Un bobinage à simple couche permet également d'éloigner les bobinages entre eux, limitant ainsi leurs interactions. Par contre, les bobinages à double couche comportent un nombre de spires deux fois plus faible par dent pour créer le même couple qu'un bobinage simple 30 couche. Chaque dent est ainsi plus facile à bobiner pur un coût plus faible. En revanche, les bobinages à double couche entrainent 3042660 9 un effet d'inductance mutuelle entre les différentes phases de la machine et un risque de propagation d'un défaut d'une dent sur une dent adjacente. Enfin, il est connu que les matériaux ferromagnétiques 5 utilisés dans les organes de conversion électromécanique présentes trois caractéristiques distinctes dans leur utilisation comme porteur de flux magnétique. Ces trois caractéristiques sont définies par une courbe de variation de l'induction magnétique de ce matériau en fonction de son champ magnétique coercitif. Cette 10 courbe se compose d'une première partie linéaire caractérisée par la perméabilité magnétique de ce matériau ferromagnétique, une deuxième partie formée par un coude de saturation et une troisième partie linéaire caractérisée par la perméabilité magnétique de l'air. 15 Dans la grande majorité des cas, le matériau ferromagnétique est utilisé dans la première partie linéaire de cette courbe afin d'éviter toute saturation du matériau. En effet, en cas de saturation magnétique du matériau, le flux magnétique atteint sa valeur maximum et ne peut plus augmenter, le couple fourni par l'organe 20 de conversion électromécanique ne peut plus augmenter non plus. Toutefois, on connait le document US 2015/0054380 qui décrit un actionneur électromécanique destiné en particulier à équiper un véhicule hybride ou un véhicule électrique. Cet actionneur électromécanique comporte des fentes ou bien des 25 trous entre chaque dent de son stator et/ou à proximité de chaque pôle magnétique de son rotor. Une saturation du flux magnétique circulant dans cet actionneur électromécanique apparait alors au niveau de ces fentes permettant de réduire les ondulations du couple fourni par cet actionneur électromécanique. 3042660 10 Dans le cadre d'une application pour les commandes de vol, les actionneurs électromécaniques sont soumis à plusieurs contraintes de fonctionnement. Une première contrainte est une sécurisation du fonctionnement des commandes de vol en cas de 5 panne sur un actionneur électromécanique alors qu'une seconde contrainte est un volume et une masse réduite pour permettre son intégration dans un aéronef. Pour répondre à cette première contrainte de sécurisation, la redondance des équipements est une voie mise en oeuvre aujourd'hui. Le coeur d'un actionneur 10 électromécanique, pour la partie puissance, réside dans le couple rotor-stator. Toutefois, la mise en place d'une redondance de ce couple rotor-stator impose un encombrement et une pénalité de masse qui est alors contraire à la seconde contrainte. Une redondance est également possible au niveau des 15 bobinages du stator, comme décrit dans le document FR 2493059. Ce moteur électrique comporte un rotor avec des aimants permanents, un stator avec des bobinages redondants et quatre pôles magnétiques. Les bobinages étant redondants, le moteur peut fonctionner malgré une panne sur un enroulement. Ce moteur 20 peut servir aussi bien à des jouets qu'à déplacer des gouvernes d'un aéronef. La présente invention a alors pour objet de proposer un actionneur électromécanique permettant de s'affranchir des limitations mentionnées ci-dessus afin de garantir une sécurisation 25 de son fonctionnement tout en optimisant sa masse et son encombrement. Selon l'invention, un actionneur électromécanique comporte un arbre de transmission muni d'un axe de rotation, au moins un organe de conversion électromécanique, muni d'un stator et d'un 30 rotor solidaire de l'arbre de transmission et tournant autour de cet axe de rotation, et au moins une chaîne de pilotage. Le stator est 3042660 11 muni de dents et de bobinages, chaque bobinage entourant au moins une dent, alors que le rotor est muni d'aimants permanents ayant respectivement un pôle magnétique nord et un pôle magnétique sud. 5 Le rotor tourne de préférence à l'intérieur du stator afin de limiter l'encombrement de chaque organe de conversion électromécanique et, par suite, de l'actionneur électromécanique. Cependant, le rotor peut être situé à l'extérieur du stator. Chaque chaîne de pilotage comporte tous les éléments 10 permettant l'alimentation, la commande et le pilotage d'un organe de conversion électromécanique. Chaque chaîne de pilotage comporte par exemple un moyen de traitement d'ordres de commande, un moyen électronique de puissance, un moyen électronique de commande et de 15 surveillance, des capteurs et un étage de conditionnement de l'alimentation électrique. L'actionneur électromécanique selon l'invention est notamment destiné aux dispositifs de commandes de vol électriques des aéronefs et notamment des aéronefs à voilures 20 tournantes. L'actionneur électromécanique selon l'invention est remarquable en ce qu'il comporte au moins trois organes de conversion électromécanique et au moins trois chaînes de pilotage, une chaîne de pilotage étant reliée à un seul organe de conversion 25 électromécanique et alimentant l'organe de conversion avec un courant électrique alternatif. Chaque chaîne de pilotage alimente ainsi un seul organe de conversion avec un courant électrique alternatif qui peut être monophasé ou bien polyphasé. 3042660 12 L'actionneur électromécanique selon l'invention assure de cette façon une redondance d'une part au niveau des organes de conversion électromécanique et d'autre part au niveau des chaînes de pilotage, une chaîne de pilotage étant dédiée à un seul organe 5 de conversion électromécanique. L'aspect de redondance est primordial pour assurer une continuité de fonctionnement des organes de conversion électromécanique en cas de pannes d'un ou plusieurs organes de conversion électromécanique. Ainsi, en cas d'une panne affectant 10 un organe de conversion ou bien une chaîne de pilotage, l'actionneur peut toujours fonctionner grâce aux autres organes de conversion électromécanique et aux autres chaînes de pilotage qui sont non impactés par cette panne et restent donc fonctionnels. En outre, afin de réduire l'encombrement et la masse de 15 l'actionneur électromécanique selon l'invention, au moins deux organes de conversion électromécanique peuvent comporter un rotor commun. Le rotor commun coopère ainsi avec les stators de ces au moins deux organes de conversion électromécanique. Par exemple, deux organes de conversion électromécanique, 20 alimentés par un courant électrique alternatif triphasé, comporte un rotor commun et leur stators respectifs, constitués chacun de trois phases, coopèrent avec ce rotor commun. Ainsi, ces deux stators sont assemblés pour former avec ce rotor commun une architecture hexaphasée. 25 En outre, les stators coopérant avec un rotor commun peuvent être isolés magnétiquement par une séparation radiale amagnétique. La mise en place de cette zone fortement amagnétique au sein de la culasse statorique des stators permet un découplage magnétique important entre ces stators évitant ainsi 30 toute perturbation entre eux. Cette séparation radiale amagnétique 3042660 13 peut se trouver entre deux dents des stators sous la forme d'un morceau de la culasse statorique, cette culasse statorique supportant notamment les dents des deux stators. Une telle séparation radiale amagnétique entraine une baisse non 5 significative des performances des organes de conversion électromécanique. De plus, afin d'optimiser l'encombrement et la masse de l'actionneur électromécanique selon l'invention, chaque organe de conversion électromécanique comporte de préférence un rotor avec 10 des aimants permanents à concentration de flux. Les aimants permanents sont disposés de telle sorte qu'ils fournissent une concentration de flux dans l'entrefer, permettant ainsi de maximiser le couple de cet organe de conversion électromécanique. En conséquence, pour un couple prédéterminée à fournir par l'organe 15 de conversion électromécanique, l'utilisation d'aimants permanents à concentration de flux permet d'optimiser les dimensions de l'organe de conversion électromécanique et, par suite, son encombrement et sa masse. L'utilisation d'aimants permanents à concentration de flux peut également permettre d'utiliser des 20 aimants permanents moins performants et, par suite, moins coûteux. Par ailleurs, afin de limiter les risques de pannes de l'actionneur électromécanique selon l'invention, chaque organe de conversion électromécanique utilise de préférence des bobinages 25 concentriques simple couche. De la sorte, les interactions entre les bobinages sont limitées. En conséquence, un incident sur un de ces bobinages, telle une surchauffe d'un conducteur, ne se propagera pas aux autres bobinages limitant ainsi l'effet de cet incident. 30 Une autre cause de pannes est le grippage d'un organe de conversion électromécanique par l'apparition par exemple d'un 3042660 14 corps étranger entre le rotor et le stator. L'utilisation d'un entrefer important, par rapport à l'entrefer généralement utilisé sur des machines électriques équivalentes, permet d'inhiber ce risque de grippage et de garantir ainsi une continuité de fonctionnement de 5 l'organe de conversion électromécanique. Par exemple, l'entrefer est compris entre 1 et 2 millimètres (mm). Avantageusement, l'utilisation d'un entrefer important permet également de diminuer les couples parasites, tels qu'un couple d'encoche et un couple réluctant, qui peuvent créer des 10 perturbations sur le couple développé par l'organe de conversion électromécanique. De plus, l'utilisation d'un entrefer important permet de réduire les tolérances de fabrication des composants du rotor et du stator, entrainant une baisse du coût de fabrication de ces composants. 15 En outre, les pôles magnétiques de chaque organe de conversion électromécanique peuvent être fractionnés ou bien intégraux. L'utilisation de pôles magnétiques fractionnés permet de diminuer le couple d'encoche présent dans l'organe de conversion électromécanique, mais en contre partie, crée des perturbations, 20 notamment sur le courant électrique. L'utilisation de pôles magnétiques intégraux permet au contraire de réduire l'apparition de telles perturbations. Un organe de conversion électromécanique est à pôles N d.N ph magnétiques fractionnés lorsque le rapport est différent d'un Np 25 nombre entier, Np étant le premier nombre total de paires de pôles magnétiques, Nd étant le second nombre total des dents et Nph étant le nombre de phases du courant électrique alternatif alimentant l'organe de conversion électromécanique. 3042660 15 A contrario, un organe de conversion électromécanique est à pôles magnétiques intégraux lorsque ce rapport N d«NPh est égal à un NP nombre entier. On parle alors de machines à bobinage fractionnaire pour les 5 organes de conversion électromécanique à pôles magnétiques fractionnés et machines à bobinage intégral pour les organes de conversion électromécanique à pôles magnétiques intégraux. Par ailleurs, les pôles magnétiques du rotor peuvent être saillants et avoir une forme sinusoïdale afin qu'un flux magnétique 10 sinusoïdal circule dans chaque organe de conversion électromécanique. Dans le cas particulier d'une panne de type court-circuit sur un bobinage, un couple résistant important, appelé « couple de court-circuit » apparaît dans l'organe de conversion 15 électromécanique subissant cette panne jusqu'à ce que l'alimentation de cette organe de conversion électromécanique soit coupée. Ce couple de court-circuit bloque ainsi la rotation du rotor de cet organe de conversion électromécanique. Des dispositifs de débrayage peuvent être utilisés afin désolidariser cet organe de 20 conversion électromécanique en panne des autres organes de conversion électromécanique de l'actionneur électromécanique et d'éviter ainsi un blocage de l'actionneur électromécanique et, par suite, une perte de fonction. Cependant, l'utilisation de tels dispositifs de débrayage au 25 sein d'un actionneur électromécanique augmente alors l'encombrement et la masse de l'actionneur électromécanique. Afin d'éviter l'utilisation de dispositifs de débrayage au sein d'un actionneur électromécanique selon l'invention, les dents de chaque stator sont dimensionnées afin que chaque organe de 3042660 16 conversion électromécanique fonctionne proche de sa zone de saturation. En particulier, chaque organe de conversion électromécanique fonctionne de préférence au niveau du coude de saturation de la courbe de variation de l'induction magnétique du 5 matériau ferromagnétique constituant ces dents. En effet, un organe de conversion électromécanique fonctionne généralement loin de sa zone de saturation. Ainsi, le flux magnétique circulant dans chaque dent du stator et dans les pôles magnétiques du rotor peut augmenter permettant également 10 une augmentation du couple fourni par cet organe de conversion électromécanique. Par contre, en cas de court-circuit sur un bobinage de cet organe de conversion électromécanique, le couple de court-circuit consécutif à ce court-circuit est beaucoup plus important que le couple nominal de cet organe de conversion 15 électromécanique. Par contre, pour chaque organe de conversion électromécanique de l'actionneur électromécanique selon l'invention fonctionnant proche de sa zone de saturation, le couple nominal fourni ne peut pas beaucoup augmenter, le flux 20 magnétique atteignant rapidement sa circulation maximum dès qu'il y a saturation au niveau du rotor et/ou du Stator. En conséquence, le couple de court-circuit d'un organe de conversion électromécanique subissant une panne de type court-circuit est alors faiblement supérieur au couple nominal de cet organe de 25 conversion électromécanique. Ce couple de court-circuit d'un organe de conversion électromécanique représente par exemple 125% de son couple nominal. Avantageusement, deux organes de conversion électromécanique permettent alors de pallier une panne de type 30 court-circuit d'un organe de conversion électromécanique, un des deux organes de conversion électromécanique compensant la 3042660 17 majorité, voire la totalité, du couple de court-circuit de l'organe de conversion électromécanique en panne alors que l'autre fournit le couple nominal nécessaire au fonctionnement de l'actionneur électromécanique. 5 Un tel fonctionnement de chaque organe de conversion électromécanique permet ainsi d'exploiter au maximum l'induction du matériau ferromagnétique constituant les dents et la culasse statorique et/ou du matériau ferromagnétique constituant les pôles magnétiques du rotor. Ces matériaux ferromagnétiques sont alors 10 utilisés dans l'ensemble de la première partie linéaire ainsi que dans le coude de saturation de leur courbe de variation de l'induction magnétique. Une valeur maximum de cette induction, située dans ce coude de saturation, est fixée afin d'éviter d'atteindre une saturation totale de ce matériau ferromagnétique. 15 Le dimensionnement de chaque organe de conversion électromécanique est déduit des valeurs d'induction souhaitées dans les lieux clés du stator, au niveau des dents et de la culasse statorique, ou bien du rotor, ces valeurs d'induction souhaitées étant les plus proches possibles du coude de saturation de la 20 courbe de variation de l'induction magnétique. Ainsi, les dimensions du stator peuvent être définies afin que la saturation apparaisse au niveau du stator. Dans ce but, les dimensions du stator sont réduites vis-à-vis d'un organe de conversion électromécanique fonctionnant traditionnellement, 25 réduisant avantageusement l'encombrement et la masse de chaque organe de conversion électromécanique. De même, les dimensions du rotor peuvent également être définies afin que la saturation apparaisse au niveau du rotor, principalement pour un rotor à concentration de flux ou bien un 30 rotor à aimants enterrés. 3042660 18 En conséquence, les dimensions importantes au niveau du stator sont les dimensions des dents ou bien celles de la culasse statorique afin que la saturation apparaisse respectivement au niveau de ces dents ou bien au niveau de la culasse statorique. 5 Les dimensions importantes au niveau du rotor à optimiser sont les dimensions des pôles magnétiques ou bien celles de l'armature du rotor afin que la saturation apparaisse respectivement au niveau de ces pôles magnétiques ou bien au niveau de l'armature du rotor. Par exemple, dans le cas où la culasse statorique est 10 réalisée à partir de tôles laminées et empilées, la largeur Id des dents et la hauteur h' de la culasse statorique sont définies par les formules suivantes : /d = Bg.T d et h' = cl)g ' BniaxX fe Binax.Lst.Kst T d étant la longueur axiale d'une dent exprimée en mètre (m), Bg étant l'induction d'entrefer en fonctionnement nominal exprimée en 15 Tesla (T), Kfe étant un coefficient de foisonnement, Bmax étant la valeur maximum de cette induction d'entrefer exprimée en Tesla, (Dg étant le flux d'entrefer sur un pôle rotorique en fonctionnement nominal exprimée en Weber (Wb), Lst étant la longueur axiale de l'organe de conversion électromécanique exprimée en mètre et Kst 20 étant un coefficient de tôles laminées. Le coefficient de foisonnement est un coefficient qui tient compte de l'espace entre les tôles laminées avec lesquelles est fabriqué le stator et de prendre en compte une incertitude sur la longueur complète de l'organe de conversion électromagnétique 25 due à la précision de fabrication. Le coefficient de tôles laminées, désigné en langue anglaise par l'expression « stacking factor », permet de prendre en compte la variation de l'aire de l'ensemble des tôles pour le calcul des flux magnétiques. 3042660 19 Par exemple, dans le cas où le matériau ferromagnétique utilisé pour fabriquer la culasse statorique et les dents est un alliage Fer-Silicium, la valeur maximum Bmax de cette induction est égale à 2.1 T. Ainsi, dans un mode de réalisation préféré de 5 l'invention, la largeur /d des dents est égale à 4.4 mm et leur hauteur lits est égale à 4 mm pour une longueur axiale Td d'une dent de 8.8mm, une induction d'entrefer B9 de 1.09 T, un coefficient de foisonnement Kfe de 1.04, un flux d'entrefer 09 de 0.000248 Wb et une longueur axiale Lst de l'organe de conversion 10 électromécanique de 33 mm et étant un coefficient de tôles laminées Kst de 0.9. Par ailleurs, il est possible de déterminer le premier nombre total Np de paires de pôles magnétiques du rotor et le second nombre total Nd des dents du stator qui permettent d'une part de 15 répondre aux contraintes de fabrication d'un tel organe de conversion électromécanique et d'autre part d'optimiser le fonctionnement de cet organe de conversion électromécanique. Ce calcul est effectué pour un mode de réalisation préféré d'un actionneur électromécanique selon l'invention dont chaque 20 organe de conversion électromécanique est un moteur « brushless » synchrone triphasé à rotor à aimants permanents et à concentration de flux, à pôle fractionnaire, à bobinages concentriques simple couche et de périodicité de rang deux. Ce mode de réalisation préféré impose les hypothèses 25 suivantes. Tout d'abord, chaque bobinage est à simple couche. De fait, une dent sur deux étant non bobinée, chaque organe de conversion électromécanique comporte au moins deux dents par phase du courant électrique d'alimentation ou bien est proportionnel à deux 3042660 20 fois le nombre de phases, tel que Nd = 2.q.Nph, q étant un nombre entier positif. Le courant électrique d'alimentation étant triphasé, Nph = 3, et par suite, le second nombre total Nd des dents est tel que 5 Nd = 2.3. q = 6. q. De plus, chaque bobinage est concentrique à simple couche qui se traduit par le fait que l'entier le plus proche du résultat du rapport 1-2-g-, désigné par exemple round(12-1L1), est un nombre impair. 2.N 2.N En effet, chaque bobinage entoure une dent située entre une 10 encoche paire et une encoche impaire, une encoche étant l'espace situé entre deux dents adjacentes. Chaque organe de conversion électromécanique est à pôles fractionnés, ce qui correspond à un rapport Nd.NPh différent d'un Np nombre entier, donc Nd«NPII « N. 15 Chaque organe de conversion électromécanique a une périodicité de rang deux. La périodicité d'une machine permet de décomposer la machine en une machine élémentaire et à son concepteur d'étudier simplement la machine élémentaire, puis d'appliquer la périodicité. 20 Dans le cas d'une machine électrique, le schéma magnétique et électrique de la machine se répète selon cette périodicité, le premier nombre total Np de paires de pôles magnétiques du rotor et le second nombre total Nd des dents du stator étant liés par le rang de cette périodicité. 25 De fait, pour un rang deux, on peut étudier une moitié de chaque organe de conversion électromécanique suivant un axe de symétrie. On en déduit que le plus grand diviseur commun aux 3042660 21 premier nombre de pôles et au second nombre de dents est ce rang de périodicité tel que PGCD,Np) = 2 On en déduit Nd = 4.x et Np = 2.y, x et y étant des entiers positifs. Ces équations signifient que l'on peut trouver deux axes 5 de symétrie pour chaque organe de conversion électromécanique qui peut donc être séparé en quatre machines élémentaires. On prend également comme hypothèses que le premier nombre total Np de paires de pôles magnétiques du rotor est inférieur au second nombre total Nd des dents du stator et que le 10 premier nombre total Np de paires de pôles magnétiques du rotor est inférieur ou égal à 20. Ces hypothèses s'expriment alors telles que Np REVENDICATIONS1. Actionneur électromécanique (1) pour commandes de vol électriques d'un aéronef comportant : un arbre de transmission (3) muni d'un axe de rotation (2), au moins un organe de conversion électromécanique (5) muni d'un stator (10) et d'un rotor (20) solidaire dudit arbre de transmission (3) et tournant autour dudit axe de rotation (2), ledit stator (10) étant muni de dents (14) et de bobinages (12), chaque bobinage (12) entourant au moins une dent (14), ledit rotor (20) étant muni d'aimants permanents (23) ayant respectivement un pôle magnétique nord (24) et un pôle magnétique sud (25), et au moins une chaîne de pilotage (6), chaque chaîne de pilotage (6) assurant l'alimentation et la commande d'un organe de conversion électromécanique (5), caractérisé en ce que ledit actionneur électromécanique (1) comporte au moins trois organes de conversion électromécanique (5) et au moins trois chaînes de pilotage (6), une chaîne de pilotage (6) étant reliée à un seul organe de conversion électromécanique (5) et alimentant ledit organe de conversion (5) avec un courant électrique alternatif. 2. Actionneur électromécanique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque bobinage (12) est simple couche, lesdites dents (14) adjacentes à une dent (14) entourée par un bobinage (12) n'étant pas entourées par un bobinage (12). 3. Actionneur électromécanique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, 3042660 35 caractérisé en ce que chaque organe de conversion électromécanique (5) est à concentration de flux magnétique. 4. Actionneur électromécanique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, 5 caractérisé en ce que chaque chaîne de pilotage (6) alimentant un organe de conversion avec un courant électrique polyphasé, chaque bobinage (12) est concentrique, chaque dent (14) étant entourée par un bobinage (12) dans lequel circule une seule phase dudit courant électrique polyphasé. 10 5. Actionneur électromécanique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, chaque chaîne de pilotage (6) alimentant un organe de conversion électromécanique (5) avec un courant électrique alternatif triphasé, deux organes de conversion 15 électromécanique (5a,5b) comporte un rotor (20) commun, ledit rotor (20) commun coopérant avec les stators (10a,10b) desdits deux organes de conversion électromécanique (5a,5b), lesdits stators (10a,10b) desdits deux organes de conversion électromécanique (5a,5b) étant assemblés pour constituer avec 20 ledit rotor (20) commun une architecture hexaphasée. 6. Actionneur électromécanique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au moins deux organes de conversion électromécanique (5) comportent un rotor (20) commun, ledit rotor 25 (20) commun coopérant avec lesdits stators (10) desdits au moins deux organes de conversion électromécanique (5). 7. Actionneur électromécanique (1) selon l'une quelconque des revendications 5 à 6, 3042660 36 caractérisé en ce que lesdits stators (10) coopérant avec ledit rotor (20) commun sont isolés magnétiquement l'un de l'autre par une séparation radiale amagnétique (11). 8. Actionneur électromécanique (1) selon l'une quelconque 5 des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque stator (10) est séparé d'un rotor (20) par un entrefer compris entre 1 mm et 2 mm. 9. Actionneur électromécanique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, 10 caractérisé en ce que lesdits pôles magnétiques (24,25) ont une forme sinusoïdale afin qu'un flux magnétique sinusoïdal circule dans chaque organe de conversion électromécanique (5). 10.Actionneur électromécanique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, 15 caractérisé en ce que le premier nombre total Np de paires de pôles magnétiques (24,25) et le second nombre total Nd desdites dents (14) sont tels que (4n -3).Np 11.Actionneur électromécanique (1) selon l'une quelconque 20 des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que lesdites dents (14) sont dimensionnées afin que chaque organe de conversion électromécanique (5) fonctionne proche de sa zone de saturation. 12.Actionneur électromécanique (1) selon la revendication 25 11, 3042660 37 caractérisé en ce que chaque organe de conversion électromécanique (5) fonctionne au niveau d'un coude de saturation d'une courbe de variation de l'induction magnétique du matériau ferromagnétique constituant lesdites dents (14). 5 13.Actionneur électromécanique (1) selon l'une quelconque des revendications 11 à 12, caractérisé en ce que, dans le cas où chaque culasse statorique est réalisée à partir de tôles laminées empilées, la largeur /d desdites dents et la hauteur h' de ladite culasse statorique sont T d 10 définies par les formules suivantes /d = B g. et h = (Dg BmaxX fe Bmax.LstXst' Ta étant une longueur axiale d'une dent (14), B9 étant l'induction d'entrefer en fonctionnement nominal exprimée, Kfe étant un coefficient de foisonnement, Bmax étant une valeur maximum de ladite induction, 09 étant un flux d'entrefer sur un pôle (24,25) en 15 fonctionnement nominal, Lst étant une longueur axiale dudit organe de conversion électromécanique et Kst étant un coefficient de tôles laminées. 14. Dispositif de commandes de vol électriques (50) comportant : 20 - au moins un actionneur électromécanique (1), - au moins un actionneur hydraulique (4), - au moins une chaîne de transmission mécanique (30), chaque chaîne de transmission mécanique (30) permettant à un actionneur électromécanique (1) de piloter un actionneur 25 hydraulique (4), caractérisée en ce que chaque actionneur électromécanique (1) est selon l'une quelconque des revendications 1 à 13. 3042660 38 15. Dispositif de commandes de vol électriques (50) selon la revendication 14, caractérisé en ce que chaque chaîne de transmission mécanique (30) ne comporte aucun organe de réduction de vitesse. 5 16. Dispositif de commandes de vol électriques (50) selon l'une quelconque des revendications 14 à 15, caractérisé en ce que chaque chaîne de transmission mécanique (30) est un système bielle-manivelle comportant une bielle (31) et une manivelle (32). 10