磁体检测是风力涡轮机设计和运行的关键环节。涡轮机的性能与永磁体中磁场分布的均匀性密切相关。在本案例研究中，一家位于斯堪的纳维亚半岛的领先 在本案例研究中，一家位于斯堪的纳维亚半岛的领先制造商寻求一种解决方案来检测涡轮机中大型曲面磁铁的磁场分布和质量。为此，他们在 Magcam 的 MagScope 软件中采用了 Magcam 最新的曲面磁铁轮廓扫描模块，并使用 Magcam 的 Combi 扫描仪，该扫描仪配备了用于距离测量的附加激光传感器。
简介
挑战
这家风力涡轮机制造商在此过程中遇到的主要挑战之一是涡轮机所用磁铁的尺寸和形状。磁铁体积大，形状各异，因此很难精确测量磁场分布。此外，大型风力发电机的最新发展要求对永磁体的形状进行优化，这使得设计过程更加复杂。涡轮机的功率模块采用了预装的曲面磁铁，尺寸最大可达 140x80x30 毫米。在这一应用的样品层面，磁体的表面是平的。但在组件层面，磁体表面是弯曲的。
解决方案
为了应对这些挑战，Magcam 开发了最新的曲面磁体轮廓扫描解决方案，该方案采用 Magcam 自主开发的软件 MagScope。该解决方案可精确测量曲面磁体表面的磁场分布，测量精度与平面磁体表面相同。由于曲率是设计这些涡轮机时必须考虑的因素，Magcam 的轮廓扫描解决方案有助于在早期阶段验证永磁模块组件。
在测量过程中，这些大型弧形磁铁被放置在安装在扫描仪转子转盘上的专用夹具中。 在测量过程中.客户提供了一个初步的夹具。不过，Magcam 随后在自己的车间里开发了一种 3D 打印的多用途夹具，可以方便地将不同类型的磁铁安装在同一个夹具上。
在这种设置下，首先使用 Magcam 的 Combi 扫描仪在转子模式下对磁体的形状和位置进行激光测量。下一步是确定扫描路径，以便 MiniCube 3D 磁场相机始终垂直于磁体表面。此外，扫描路径必须平滑，以获得高质量的测量结果，并符合扫描仪的规格要求。
Magcam 通过同时移动线性轴和旋转轴实现了这一目标。 在磁体高度上测量连续的波段。使用标准 MagScope 功能将所有波段无缝拼接在一起，形成完整的磁场图像。
磁铁测试结果
块磁体初步测试
比利时 Magcam 实验室对无曲率块状磁铁进行了初步测试。块状磁铁为 60x75x20 毫米的矩形。 初始测试测量了距离磁体表面 0.5 毫米处的磁场分布。测量区域扩大到比物理磁体边缘大 20 毫米，以捕捉整个磁场及其行为。
结果以测试过程视频、各种测试装置照片、MagScope 分析软件截图以及可读 .csv 格式的原始磁场测量数据的形式提供给客户，供进一步分析和验证。
曲面磁铁测试
随后，对曲面磁铁进行了测试，结果与制造商的预期一致.制造商利用这些数据对涡轮机磁铁的设计和性能进行了优化，确保实现最高效率和性能。
该测量过程的一部分是利用磁体表面的前后方向进行测量。在移动速度、表面分辨率和测量距离之间找到了一个平衡点，最终用户可以在 MagScope 中对其进行调整。
作为功能强大的磁场扫描系统的重要组成部分，MagScope 已升级，增加了各种新的测量和分析功能，并改进了用户界面。
测量磁场分布只是收集磁场分布数据的第一步，然后才能对数据进行详细分析。在磁场分布中，隐藏着无数有关被测磁体质量的信息。使用正确的分析算法可以从原始数据中获取和提取最多的信息。
测量扫描期间收集的数据可以各种格式保存。例如，Magcam的二进制.mcb格式可以在 MagScope 中打开、重新分析或后处理。Magcam 还提供.csv格式，可轻松导入其他分析工具，如 Excel、MATLAB 等。
根据 Magcam 检测结果，风力涡轮机永磁体在装配前充磁后的磁特性如下：
-
整个磁体表面三维磁场分布的详细形状、
-
磁场分布的不均匀性、
-
总磁场失准、
-
机械和磁性边缘圆角效应
-
总磁功率测量
-
磁铁尺寸精度检查。
"Magcam 的 Combi 扫描仪可以帮助我们精确测量完整的磁体表面，不受形状限制，包括平面和曲面磁体表面。在与 Magcam 团队讨论了曲面的挑战后，他们毫不犹豫地为其 MagScope 软件开发了曲面轮廓扫描插件，并额外设计了一个多磁体类型的夹持工具"。
现场调试和培训
Magcam 的工程技术人员在现场校准和调试扫描仪后，举办了一次培训课程。目的是 教工程师如何创建不同的测量设置、保存数据，并培训操作员从预先保存的布局开始启动这些测量。质量保证人员也接受了分析、保存和分发分析结果的培训。
案例研究的历史
与客户的第一次接触是在几年前丹麦的一次会议上。随后，在德国的一次展会上举行了会谈，Magcam 的专家在展位上对客户的磁体进行了首次现场演示测量。之后，双方签署了保密协议，并进行了更深入的讨论。在 Magcam 提供测量和分析服务后，客户决定购买 Magcam Combi 扫描仪，其中包括 MagScope 软件。