風力発電機の設計・運転において、磁石の検査は非常に重要な要素である。タービンの性能は、永久磁石の磁場分布の均質性と密接に関係しています。この事例では、大手 スカンジナビアに拠点を置くメーカーは、タービンの大型曲面磁石の磁場分布と品質を検査するためのソリューションを求めていました。これを達成するために、彼らはMagcamのMagScopeソフトウェアの最新の曲面磁石輪郭スキャンモジュールを採用し、距離測定用のアドオンレーザーセンサーを搭載したMagcamのCombi Scannerを使用しました。

この風力発電機メーカーがこの工程で直面した大きな課題のひとつが、タービンに使用されている磁石の大きさと形状でした。磁石は大きく、形状もさまざまであるため、磁場分布を正確に測定することが困難でした。さらに、近年の大型風力発電機の開発により、永久磁石の形状を最適化する必要があり、設計工程をさらに複雑にしていました。風力発電機のパワーモジュールには、最大140×80×30mmの曲面磁石があらかじめ組み込まれています。このアプリケーションのサンプルレベルでは、磁石の表面は平らです。しかし、部品レベルでは、磁石の表面は曲面になっています。

このセットアップでは、まずローターモードでMagcamのCombi Scannerを使ってマグネットの形状と位置のレーザー計測が行われます。次に、MiniCube 3D磁場カメラが常に磁石の表面に対して垂直になるようにスキャン経路を決定しました。また、高品質な測定を行うためには、経路が滑らかで、スキャナーの仕様の範囲内である必要があります。

マグカムは、直線軸と回転軸を同時に動かすことで、これに成功しました。 連続したバンドが磁石の高さにわたって測定されます。すべてのバンドはシームレスにつなぎ合わされ、マグスコープの標準機能を使って磁場のフル画像を形成します。

曲率のないブロック磁石の初期テストは、ベルギーにあるマグカムの研究所で行われました。ブロック磁石は60x75x20mmの長方形の形状をしています。 初期試験では、磁石の表面から0.5mmの距離で磁場分布を測定しました。磁場全体とその挙動を捉えるために、測定領域は物理的な磁石の縁より最大20mmまで拡大されました。

この結果は、テストプロセスのビデオ、テストセットアップの様々な写真、MagScope分析ソフトウェアのスクリーンショット、そしてさらなる分析と検証のための読みやすい.csvフォーマットの生の測定磁場データという形でお客様に提供されました。

磁界分布の測定は、データを詳細に分析する前に、磁界分布のデータを収集する最初のステップに過ぎません。磁場分布には、測定した磁石の品質に関する無数の情報が隠されています。適切な解析アルゴリズムを使用することで、生データから最大限の情報を引き出すことができ、アクセスしやすくなります。 

測定スキャン中に収集されたデータは、様々なフォーマットで保存することができます。例えば、Magcamのバイナリ.mcbフォーマットは、MagScope内で開いたり、再分析したり、後処理をすることができます。Magcamはまた、ExcelやMATLABなどの他の解析ツールに簡単にインポートできる.csvフォーマットも提供しています。

Magcamの検査の結果、風力発電機の永久磁石の組み立て前の着磁後の磁石特性は以下の通りです。

• 磁石表面全体の3次元磁場分布の詳細形状。

• 磁場分布の不均一性。

• 全磁界のズレ。

• 機械的および磁気的なエッジラウンドの効果。

• 総磁力測定。

• マグネットの寸法精度検査。

Magcamのエンジニアリングスタッフが現地でスキャナーの校正と試運転を行った後、トレーニングセッションが開催されました。その目的は エンジニアには、さまざまな測定セットアップの作成方法、データの保存方法、あらかじめ保存されたレイアウトから測定を開始するオペレーターのトレーニングを実施しました。また、品質保証担当者は、分析、保存、分析結果の配布に関するトレーニングを受けました。

お客様との最初のコンタクトは、数年前にデンマークで開催された会議でした。その後、ドイツの展示会でミーティングが行われ、ブースにいたマグカムのエキスパートがお客様のマグネットで最初のライブデモ測定を行いました。その後、NDA（秘密保持契約）が締結され、より深い話し合いが行われました。お客様は、マグカムが測定・分析サービスを行った後、MagScopeソフトウェアが含まれたMagcam Combi Scannerの購入を決定されました。