1. Contexte technique
Le processus de production du noyau du moteur comprend principalement l'emboutissage, le tri par emboutissage, l'empilage et d'autres étapes impliquant des processus courants tels que le rivetage, le soudage et le flambage. Lors du traitement de ces processus, la zone de traitement de la tôle d'acier électrique présente souvent des problèmes tels que la déformation, la fragilisation et la formation d'une zone de réaction thermique, entraînant une détérioration des propriétés magnétiques. Par conséquent, il est très important de détecter le niveau de performance magnétique de la zone locale du noyau de fer pour évaluer les performances du noyau de fer et améliorer sa technologie de fabrication.
La méthode de la bobine est actuellement utilisée comme méthode de mesure locale du flux magnétique pour les noyaux de fer, mais cette méthode nécessite de percer des trous dans la plaque d'acier, ce qui peut affecter la répartition de la densité du flux magnétique. Pour éviter ce problème, nous avons récemment développé et appliqué une méthode de mesure non destructive utilisant une sonde à aiguille. Cette méthode utilise une technique de mesure magnétique locale combinant la technologie des sondes (distance entre les sondes : 3.5 mm) et la technologie des micro-bobines H (2 mm × 2 mm), qui permet une mesure non destructive sans endommager le noyau du moteur. Le flux magnétique local et l'intensité du champ magnétique de la tôle d'acier électrique non orientée revêtue, qui sont bénéfiques pour étudier l'influence des contraintes et des déformations générées dans le processus de production du noyau sur les propriétés magnétiques.
2. Méthode d'essai
Sonde et bobine H. Calcul de la densité de flux magnétique local du noyau du stator : c'est-à-dire que la tension induite entre les sondes en forme d'aiguille placées en contact avec la surface de la plaque d'acier est égale à la tension induite par le flux magnétique traversant la moitié du champ fermé. surface de la section transversale sous le point de contact de la sonde. En supposant que la distance entre les deux sondes est de 1 mm, la densité de flux magnétique est calculée par l'équation suivante.
Bi = (2/SBi) ∫ eBi dt (i : x，y) (1)
Parmi eux, SBi est la surface efficace des sondes pour détecter le flux magnétique, et eBi est la différence de potentiel entre les sondes en forme d'aiguille.
En utilisant la tension induite de la bobine H placée sur la surface de la plaque d'acier, l'intensité du champ sur la surface de la plaque d'acier a été calculée par l'équation suivante.
Hi= (1/μ0SHiNHi)∫ eHi dt (i : x，y) (2)
Parmi eux, μ0 est la perméabilité au vide, SHiNHi est la surface effective de la bobine H et eHi est la tension de sortie de la bobine H.
La figure 1 est un diagramme schématique de la méthode de test utilisée pour mesurer la distribution du flux magnétique et l'intensité du champ magnétique autour du cordon de soudure du noyau du stator du moteur.
La figure 2 montre la bobine H de la sonde à aiguille et le système d'entraînement du moteur. Le système d'entraînement moteur utilise un mécanisme dans lequel le moteur testé est couplé à un moteur d'entraînement externe via une poulie, et le moteur testé tourne à une vitesse spécifiée. Le moteur testé est un moteur synchrone à aimants permanents (stator : 18 emplacements, rotor : 12 pôles), avec un diamètre de stator de ϕ 200 mm, un diamètre de rotor de ϕ 114 mm et une hauteur d'empilement de 30 mm. Les joints entre les couches du stator sont fixés par soudage.
3. Analyse des résultats
La figure 3 montre la distribution de densité de flux magnétique mesurée avec la technique de la sonde. La valeur de chaque point de mesure est la valeur absolue maximale du vecteur flux magnétique pendant un tour du rotor. Un point de faible densité de flux magnétique a été détecté à l’arrière du noyau du stator, près de la soudure.
La figure 4 montre l'intensité du champ mesurée par la bobine H. Comme dans le cas de la distribution de la densité de flux magnétique, la valeur de chaque point de mesure est la valeur absolue maximale du vecteur d'intensité du champ magnétique lorsque le rotor tourne d'un tour, et la distribution de l'intensité du champ magnétique à l'arrière du noyau du stator près de la soudure est différent de celui au niveau de la partie non soudée.
La figure 5 montre les résultats de l'analyse numérique de la distribution de la densité du flux magnétique et de la distribution de l'intensité du champ. Dans cette analyse, l'influence du soudage sur les propriétés magnétiques du noyau du stator est étudiée à travers une analyse couplée de la structure thermique et du champ électromagnétique. Lorsque l'influence de la contrainte n'est pas prise en compte, ni la distribution de la densité du flux magnétique ni la distribution de l'intensité du champ magnétique autour de la soudure ne changent. En revanche, lorsque l’on considère la contrainte résiduelle due au soudage, une détérioration autour de la soudure a été constatée et une distribution similaire aux valeurs mesurées de densité de flux magnétique et d’intensité du champ magnétique a été obtenue.
