I motori a magneti permanenti a flusso assiale stanno guadagnando popolarità nei gruppi propulsori ibridi e completamente elettrici dei settori automobilistico, aeronautico e delle biciclette elettriche. Questi motori sono caratterizzati da rotori a flusso assiale a percorso breve, in cui il flusso magnetico è allineato parallelamente all'asse di rotazione. Questo design consente di creare motori più leggeri e compatti che vantano un'elevata densità di coppia.
Introduzione
PROFILO
In questo caso di studio, mettiamo in evidenza una recente collaborazione tra Magcam e un'azienda leader nello sviluppo e nella produzione di motori per veicoli elettrici. Questa organizzazione innovativa è specializzata nella creazione di motori a magnete permanente a flusso assiale ad alte prestazioni.
SFIDE
L'affidabilità è di estrema importanza nell'industria automobilistica. Gli OEM del settore automobilistico richiedono prove dell'affidabilità e della robustezza dei motori a flusso assiale per la produzione di massa, il che ha posto delle sfide. Di conseguenza, i fornitori di motori a flusso assiale hanno intrapreso ampi programmi di validazione per dimostrare che l'affidabilità dei loro motori è pari a quella dei tradizionali motori a flusso radiale.
In questo progetto sono stati valutati vari progetti di rotori a flusso assiale con diametri e layout diversi. Le principali aree di interesse comprendevano le proprietà magnetiche, come la distribuzione del campo magnetico, l'omogeneità del campo in diverse zone e l'analisi degli attraversamenti dello zero. Inoltre, è stata verificata la precisione del posizionamento dei magneti utilizzando le informazioni sul campo magnetico dei magneti incapsulati a scomparsa.
Altri obiettivi del cliente erano l'accelerazione dello sviluppo di nuovi progetti e il miglioramento dei rendimenti di produzione nella tecnologia di produzione dei motori a flusso assiale all'avanguardia.
SOLUZIONE
Gli scanner per campi magnetici di Magcam sono progettati per un'ispezione rapida e precisa della qualità dei magneti permanenti e dei gruppi, compresi i rotori a flusso radiale e assiale. I nostri sistemi di misura possono essere perfettamente integrati in linee di produzione semi-automatizzate o completamente automatizzate.
L'identificazione efficiente di problemi di qualità del magnete inaspettati e difficili da simulare, come la coppia di cogging, è resa possibile dalla combinazione unica di una telecamera per la scansione del campo magnetico ad alta velocità e delle sofisticate funzioni di analisi dei dati di MagScope, il software di misura e analisi di Magcam.
Il metodo di scansione del rotore a flusso assiale, disponibile per le configurazioni Combi Scanner e Rotor Scanner di Magcam, beneficia di tutte le rinomate caratteristiche di Magcam. Tra queste, le elevate risoluzioni radiali e angolari, le misure laser integrate della superficie per la verifica meccanica o la correzione del runout, i tempi di ciclo rapidi e l'analisi avanzata dei dati in linea.
Una sfida importante per le macchine assiali è il mantenimento di un traferro uniforme tra il rotore e lo statore, poiché le forze magnetiche sono notevolmente più elevate rispetto alle macchine radiali. Per ottenere risultati più precisi, Magcam ha sviluppato una procedura di correzione automatica del runout utilizzando il sensore di distanza laser integrato.
Il tempo di misura dipende dalla risoluzione angolare e radiale scelta. I valori tipici vanno da 1,0° a 0,1° per la risoluzione angolare, mentre risoluzioni radiali fino a 0,1 mm sono possibili utilizzando la telecamera per campi magnetici integrata Magcam MiniCube3D.
Magcam ha suggerito di utilizzare i risultati dei test iniziali come punto di partenza per identificare le correlazioni tra rotori buoni e cattivi e stabilire le linee guida per i test finali di fine linea. Questo processo definirebbe in ultima analisi i parametri di qualità rilevanti per una finestra Passa/Scarta. Identificando i rotori difettosi nelle prime fasi del processo di produzione, questo approccio migliora la resa produttiva e riduce il numero di componenti da rottamare in seguito.
Inoltre, il sistema Magcam può essere utilizzato durante le fasi di progettazione e prototipazione per individuare i problemi magnetici nelle prime fasi di sviluppo, accelerando così il time-to-market.
Sul computer Windows dedicato che esegue il software MagScope di Magcam, i dati vengono raccolti come informazioni grezze e possono essere esportati in formato CSV. Il trasferimento delle informazioni al database SQL del cliente avviene tramite script Python e vengono generati rapporti giornalieri.
Nel frattempo, Magcam ha sviluppato un nuovo metodo di analisi della coppia di cogging per i rotori a flusso assiale, simile all'analisi della coppia di cogging dei rotori a flusso radiale. Questo metodo collaudato è già stato utilizzato da diversi utenti ed è noto per la sua potente capacità di prevedere la coppia di cogging di un rotore prima che venga inserito in uno statore.
È stato scelto un lettore di codici a barre portatile per facilitare un processo di manipolazione semiautomatico in una linea di prototipi. L'identità dell'operatore, gli strumenti utilizzati, il numero di serie del rotore e altri fattori vengono elaborati per garantire la selezione della corretta configurazione di misura predefinita.
TESTIMONIANZA
"Stiamo progettando una linea di produzione ad alto volume e siamo ansiosi di integrare la vostra tecnologia", ha commentato il project manager.
COMMITTENZA E FORMAZIONE IN LOCO
Dopo l'installazione in loco da parte dei tecnici Magcam e i test di accettazione obbligatori in fabbrica, i tecnici del cliente hanno ricevuto una formazione completa sulla programmazione delle configurazioni di misura e di analisi (note anche come "reti") all'interno del software MagScope. Inoltre, gli operatori sono stati istruiti sulla gestione efficace del processo di misura. Anche le procedure di calibrazione e manutenzione sono state esaminate e discusse in modo approfondito.
COSA C'È DOPO
Al termine del processo di collaudo dei prototipi presso la filiale britannica, acquisita l'estate scorsa da un costruttore tedesco di auto di classe superiore, un innovativo impianto di collaudo Magcam di fine linea sarà integrato in una linea di produzione di massa.
STORIA
Le discussioni iniziali su questa linea di prototipi sono iniziate quasi tre anni fa, in seguito a una precedente presentazione della tecnologia Magcam al personale tecnico senior in occasione di fiere e incontri personali. I test di fattibilità preliminari sono stati condotti su uno scanner a portale XY Magcam, che ha prodotto risultati eccellenti ma con tempi di ciclo inadeguati. Di conseguenza, Magcam ha sviluppato l'Axial-Flux Rotor Scanner come componente aggiuntivo delle sue soluzioni di scanner a portale e a rotore.
Da allora, l'Axial-Flux Rotor Scanner di Magcam si è evoluto in un prodotto standard, riscuotendo un notevole interesse sul mercato.
OUTLOOK
Mentre la spinta globale verso l'elettrificazione dell'industria della mobilità guadagna slancio, Magcam può giocare un ruolo vitale nell'aiutare i produttori di motori a ottimizzare i loro progetti, ad accelerare il time-to-market e a garantire un'eccezionale qualità del prodotto.
Contattate Magcam oggi stesso per discutere il vostro progetto di sviluppo di un motore elettrico e approfittate dei nostri impareggiabili sistemi di misura del rotore a magneti permanenti e della nostra esperienza unica. Iniziate a ottimizzare la progettazione e la qualità del vostro motore con le nostre soluzioni e il nostro supporto eccezionali.
