Les moteurs à aimants permanents à flux axial gagnent en popularité dans les groupes motopropulseurs hybrides et entièrement électriques des secteurs de l'automobile, de l'aviation et des vélos électriques. Ces moteurs sont dotés de rotors à flux axial à court trajet, dans lesquels le flux magnétique est aligné parallèlement à l'axe de rotation. Cette conception permet de créer des moteurs plus légers et plus compacts qui présentent une densité de couple élevée.
Introduction
PROFIL
Dans cette étude de cas, nous mettons en lumière une collaboration récente entre Magcam et une entreprise de premier plan spécialisée dans le développement et la fabrication de moteurs pour véhicules électriques. Cette organisation innovante est spécialisée dans la création de moteurs à flux axial à aimant permanent de haute performance.
DÉFIS
La fiabilité est de la plus haute importance dans l'industrie automobile. Les équipementiers automobiles exigent des preuves de la fiabilité et de la robustesse des moteurs à flux axial pour la fabrication en série, ce qui a posé des problèmes. En conséquence, les fournisseurs de moteurs à flux axial ont entrepris des programmes de validation approfondis pour démontrer que la fiabilité de leurs moteurs est comparable à celle des moteurs à flux radial traditionnels.
Dans le cadre de ce projet, plusieurs conceptions de rotors à flux axial de différents diamètres et configurations ont été évaluées. L'accent a été mis sur les propriétés magnétiques telles que la distribution du champ magnétique, l'homogénéité du champ dans différentes zones et l'analyse des passages à zéro. En outre, la précision du positionnement des aimants a été inspectée à l'aide des informations sur le champ magnétique fournies par les aimants encapsulés.
Parmi les autres objectifs du client figuraient l'accélération du développement de nouvelles conceptions et l'amélioration des rendements de production dans la technologie de pointe de fabrication de moteurs à flux axial.
SOLUTION
Les scanners de champ magnétique de Magcam sont conçus pour une inspection rapide et précise de la qualité des aimants permanents et des assemblages, y compris les rotors à flux radial et axial. Nos systèmes de mesure peuvent être intégrés de manière transparente dans des lignes de production semi ou entièrement automatisées.
L'identification efficace de problèmes de qualité d'aimant inattendus et difficiles à simuler, tels que le couple de cogging, est rendue possible grâce à la combinaison unique d'une caméra de balayage du champ magnétique à grande vitesse et des fonctions d'analyse de données sophistiquées de MagScope, le logiciel de mesure et d'analyse de Magcam.
La méthode de balayage du rotor à flux axial, disponible pour les configurations Combi Scanner et Rotor Scanner de Magcam, bénéficie de toutes les caractéristiques renommées de Magcam. Celles-ci comprennent des résolutions radiales et angulaires élevées, des mesures de surface laser intégrées pour la vérification mécanique ou les mesures de correction de faux-rond, des temps de cycle rapides et une analyse avancée des données en ligne.
Un défi important pour les machines axiales est de maintenir un entrefer uniforme entre le rotor et le stator, car les forces magnétiques sont considérablement plus élevées que dans les machines radiales. Pour obtenir les résultats les plus précis, Magcam a développé une procédure de correction automatique du faux-rond en utilisant le capteur de distance laser intégré.
Le temps de mesure dépend des résolutions angulaire et radiale choisies. Les valeurs typiques vont de 1,0° à 0,1° pour la résolution angulaire, et des résolutions radiales jusqu'à 0,1 mm sont possibles grâce à la caméra de champ magnétique intégrée Magcam MiniCube3D.
Magcam a suggéré d'utiliser les résultats des tests initiaux comme point de départ pour identifier les corrélations entre les bons et les mauvais rotors et établir des lignes directrices pour les tests finaux de fin de ligne. Ce processus permettrait en fin de compte de définir les paramètres de qualité pertinents pour une fenêtre "Pass/Fail". En identifiant les rotors défectueux dès le début du processus de production, cette approche améliore le rendement de la production et réduit le nombre de composants mis au rebut par la suite.
En outre, le système Magcam peut être utilisé pendant les phases de conception et de prototypage pour détecter les problèmes magnétiques dès le début du développement, ce qui permet d'accélérer la mise sur le marché.
Sur l'ordinateur Windows dédié qui exécute le logiciel MagScope de Magcam, les données sont collectées sous forme d'informations brutes et peuvent être exportées au format CSV. Le transfert des informations vers la base de données SQL du client est réalisé à l'aide de scripts Python, et des rapports quotidiens sont générés.
Entre-temps, Magcam a développé une nouvelle méthode d'analyse du couple de cogging pour les rotors à flux axial, similaire à l'analyse du couple de cogging pour les rotors à flux radial. Cette méthode éprouvée a déjà été utilisée par plusieurs utilisateurs et est connue pour sa capacité à prédire le couple de cogging d'un rotor avant qu'il ne soit inséré dans un stator.
Un lecteur de codes-barres portatif a été choisi pour faciliter un processus de manipulation semi-automatique dans une ligne prototype. L'identité de l'opérateur, les outils utilisés, le numéro de série du rotor et d'autres facteurs sont traités pour garantir la sélection de la bonne configuration de mesure prédéfinie.
TESTIMONIAL
"Nous sommes en train de concevoir une ligne de production à haut volume et nous sommes impatients d'intégrer votre technologie", a déclaré le chef de projet.
MISE EN SERVICE ET FORMATION SUR PLACE
Après l'installation sur site par les ingénieurs de Magcam et les tests d'acceptation obligatoires en usine, les ingénieurs du client ont reçu une formation complète sur la programmation des configurations de mesure et d'analyse (également connues sous le nom de "réseaux") dans le logiciel MagScope. En outre, les opérateurs ont été formés à la gestion efficace du processus de mesure. Les procédures d'étalonnage et de maintenance ont également été examinées et discutées en profondeur
QU'EST-CE QUI SUIT ?
À l'issue du processus d'essai des prototypes dans la filiale britannique, qui a été rachetée l'été dernier par un constructeur automobile allemand de classe supérieure, un dispositif innovant d'essai en fin de ligne Magcam sera intégré dans une ligne de fabrication en série.
HISTOIRE
Les premières discussions sur cette ligne prototype ont commencé il y a près de trois ans, suite à une présentation antérieure de la technologie Magcam au personnel d'ingénierie senior lors de foires commerciales et de rencontres personnelles. Des tests de faisabilité préliminaires ont été menés sur un scanner portail XY de Magcam, qui a donné d'excellents résultats, mais avec des temps de cycle inadéquats. En conséquence, Magcam a développé le scanner rotatif à flux axial comme complément à ses solutions de scanners à portique et à rotor.
Depuis lors, le scanner de rotor à flux axial de Magcam est devenu un produit standard, suscitant un intérêt considérable sur le marché.
PERSPECTIVES
Alors que la tendance mondiale à l'électrification de l'industrie de la mobilité prend de l'ampleur, Magcam peut jouer un rôle essentiel en aidant les fabricants de moteurs à optimiser leurs conceptions, à accélérer leur temps de mise sur le marché et à garantir une qualité de produit exceptionnelle.
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