• Positionnement angulaire: La position angulaire de 0° est définie sur le plan entre deux aimants voisins, comme le montre l'image ci-dessous. En utilisant le laser comme aide visuelle, le rotor a été fixé manuellement à la position de référence. Les données de mesure laser et magnétique peuvent ainsi être liées à la position physique de l'échantillon de rotor.  

• Correction du faux-rond : La fonction de correction de faux-rond du MagScope est utilisée pour corriger activement le faux-rond causé par les tolérances dans la géométrie du rotor et le serrage. Des mesures laser sont effectuées à 1 ou 2 positions axiales en utilisant l'arbre ou le corps du rotor comme référence, comme le montre l'image ci-dessous. À partir des mesures de surface effectuées, le faux-rond est extrait et activement compensé lors des mouvements ultérieurs. Après correction, le faux-rond est généralement inférieur à 1 µm et donc négligeable pour la plupart des applications. 

•  Balayages laser : Le scanner Magcam équipé d'un capteur laser permet d'effectuer des balayages laser, c'est-à-dire de mesurer la distance de la surface du rotor en balayant le long d'une ligne. Plusieurs configurations sont possibles :  

  • ϕ-balayages, en faisant tourner l'axe rotatif tout en mesurant à une ou plusieurs positions axiales,  

  • balayage en Z, balayage le long de la direction axiale à une ou plusieurs positions angulaires, 

  • Balayages X pour le scanner combiné de Magcam, mesurant le long de l'axe X à une ou plusieurs positions axiales. 

En outre, l'exécution de plusieurs balayages dans des étapes ultérieures le long d'une autre direction permet d'obtenir une cartographie complète de la surface en 2D. 

Toute la surface du rotor est mesurée avec la caméra de champ magnétique 3D MiniCube tout en compensant le faux-rond.
Le paramètre d'entrée du diamètre du rotor est fixé à 40,4 mm. Les mesures sont effectuées avec un décalage radial de 0,5 mm par rapport à la surface du rotor. L'image ci-dessous montre un rotor serré pendant la mesure.
Une résolution angulaire élevée de 0,1° est utilisée dans ces mesures pour fournir une cartographie détaillée du champ magnétique. La résolution axiale standard du MiniCube3D est de 0,1 mm.  

Différents tracés peuvent être utilisés pour visualiser le champ magnétique. Le tracé standard est un tracé 2D exprimé en coordonnées cylindriques, comme le montre l'exemple ci-dessous. Le tracé 2D montre le champ magnétique (échelle de couleurs) en fonction de la position angulaire (axe Φ) et de la position axiale (axe Z). Les 4 pôles Nord (rouge) et 4 pôles Sud (bleu) apparaissent clairement. 

• Tracé 2D de la composante Br (radiale) - fenêtre rouge 

• Tracé 2D de la composante Bt (tangentielle) - fenêtre noire

• Tracé 2D de la composante Ba (axiale) - fenêtre bleue

Outre les tracés 2D standard en couleur, les tracés de surface sont également utilisés pour visualiser les données dans un tracé à trois axes. Un exemple est présenté dans la capture d'écran ci-dessous. 

Dans MagScope, les statistiques d'image fournissent la caractérisation générale du champ magnétique mesuré. Parmi les paramètres clés, on peut citer

• Min/Max ; les extrema globaux sur le graphique couleur 2D

• Plage ; la valeur crête à crête ou la différence entre min et max

• Valeur moyenne ; moyenne de tous les points de données, censée être égale à 0 en cas de symétrie nord-sud parfaite.

• Moyenne Valeur abs ; moyenne de la valeur absolue de tous les points de données

• NS-asymmetry ; caractérisation de l'asymétrie entre le champ global du Nord et celui du Sud

• RMS ; la valeur moyenne quadratique du tracé, caractérisant la force d'un signal périodique.

• Facteur de forme, c'est-à-dire facteur de forme, caractérisant la forme d'un signal périodique - indépendant de l'amplitude

Pour l'analyse des pôles, on utilise généralement une découpe 1D du champ magnétique 2D sur l'axe du rotor. Il est également possible d'utiliser le champ intégré ou moyenné sur l'ensemble de la plage axiale, comme indiqué plus loin dans l'article.

Premièrement, l'amplitude et la position angulaire des extrema sont automatiquement extraites. Ensuite, la largeur des pôles est déterminée avec précision par les deltas entre les passages à zéro détectés automatiquement sur le graphique. Les variations de la largeur des pôles autour du delta de 45° attendu peuvent être identifiées à partir de ces résultats, souvent utilisés dans le cadre du contrôle de la qualité (QC).

Cette analyse contient les éléments suivants, comme indiqué dans la figure ci-dessous :

• Tracé 2D de la composante Br - fenêtre rouge

• Tracé 1D de la composante Br à la position du centre axial du rotor - noir fenêtre

• Détection automatique du minimum, du maximum, du passage à zéro et de l'angle du pôle - bleu fenêtre

• Statistiques de l'image du tracé 1D, y compris le RMS et le facteur de forme - fenêtre verte

Un traitement supplémentaire est effectué pour fournir des résultats plus moyens qui sont moins sensibles aux variations locales. Par conséquent, la partie magnétique réelle est supprimée du tracé en 2D. Ensuite, les données sont moyennées sur l'axe Z. On obtient ainsi un tracé 1D (comme l'analyse du tracé) du champ moyen sur l'ensemble de la surface. On obtient ainsi un tracé 1D (comme l'analyse du tracé) du champ moyen sur la surface de l'aimant en fonction de la position angulaire sur le rotor. Ceci peut être identifié dans les captures d'écran des éléments suivants, comme indiqué dans la figure ci-dessous :

• Tracé 2D de la composante Br sur la surface de l'aimant - fenêtre rouge

• Tracé 1D de la composante moyenne de Br sur la surface de l'aimant - noir fenêtre

• Détection automatique des minimums, maximums et passages à zéro - bleu fenêtre

• Statistiques de l'image du tracé 1D, y compris le RMS et le facteur de forme - vert fenêtre
  
  La même analyse des pôles que celle décrite ci-dessus (analyse des pôles) peut maintenant être effectuée sur les valeurs moyennes.

La figure ci-dessous montre la valeur absolue du même tracé 1D moyen. Ensuite, l'échelle est agrandie uniquement pour montrer le pic moyen de chacun des pôles. C'est ce que montre l'image ci-dessous, qui contient les éléments suivants :

• Tracé 2D de la composante Br sur la surface de l'aimant - rouge fenêtre

• Tracé 1D de la valeur absolue de la composante moyenne de Br sur la surface de l'aimant - noir fenêtre

• Paramètres de mise à l'échelle, zoomés sur les valeurs maximales du graphique - bleu fenêtre

Une analyse de Fourier est également effectuée sur les tracés 1D moyennés. Le spectre d'amplitude de la sortie de la FFT est illustré dans la figure ci-dessous. Il contient les éléments suivants :

• Tracé 2D de la composante Br sur la surface de l'aimant - rouge fenêtre

• Tracé 1D de la composante moyenne de Br sur la surface de l'aimant - noir fenêtre

• Tracé 1D des amplitudes FFT (Br) du tracé 1D moyen - bleu fenêtre

• Paramètre THD du tracé 1D moyen - vert fenêtre

L'analyse du couple de cogging de MagScope utilise les données de mesure et un modèle de stator de base pour simuler le couple de cogging produit par le rotor. Par exemple, le signal de sortie de l'analyse est proportionnel au couple de cogging que le rotor mesuré produirait dans un stator parfait simplifié avec les mêmes paramètres que le stator réel. Ce modèle de stator est basé sur les paramètres suivants :

Cela correspond à un facteur de marche de 64,332 %, le facteur de marche étant défini comme suit
Coefficient d'utilisation =(largeur de la dent) / (largeur de la fente+largeur de la dent)

La figure ci-dessous montre l'analyse du couple cogging dans MagScope, construite à partir des éléments suivants :

• Tracé 1D de la composante moyenne de Br sur la surface de l'aimant - rouge fenêtre

• Tracé 1D du signal de couple cogging calculé, proportionnel au couple cogging réel - noir fenêtre

• Tracé 1D des amplitudes FFT du signal du couple de cogging, avec les extrema max. bleu fenêtre

• Réglages du couple de cogging - vert fenêtre