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Détection des fissures dans les aimants annulaires pour rotors de moteurs par contrôle par courants de Foucault

Rédigé par Michael Pfaller | août 2, 2025

Il existe deux types de moteurs à courant continu : les moteurs à balais et les moteurs sans balais. Les moteurs sans balais ont un aimant permanent du côté du rotor et un électroaimant du côté du stator, ce qui est l'inverse de la structure du moteur sans balais, mais présente de nombreux avantages. Comme le moteur est contrôlé par un capteur de position au lieu d'un balai, il n'y a pas de bruit électrique et moins de vibrations, et le rotor est petit, fin et léger parce qu'il utilise un aimant permanent. L'absence de pertes secondaires permet un rendement élevé tout en économisant de l'énergie, la vitesse peut être facilement contrôlée et un couple stable peut être obtenu de la plage de vitesse la plus basse à la plus élevée. Grâce à ces avantages, ces moteurs sont utilisés dans une large gamme d'applications telles que les robots, les automobiles, les appareils ménagers, les équipements de contrôle et les équipements de climatisation.

L'aimant permanent du côté du rotor est cylindrique et le nombre de pôles magnétiques peut être modifié en changeant le schéma de magnétisation, ce qui offre une grande liberté dans la conception du moteur, mais en même temps, les performances du moteur sont déterminées par la qualité de l'aimant annulaire. Étant donné que les aimants annulaires sont fabriqués en formant et en frittant des poudres magnétiques en forme d'anneau, la densité du flux magnétique est affectée par la composition du matériau de la poudre magnétique, la taille des grains de cristal et la densité après le frittage. Comme il s'agit d'une "poterie", les défauts sont dus à divers facteurs tels que l'état de la poudre magnétique, la température pendant le frittage et le degré de rotation de la chaleur dans le four. Par exemple, dans le cas d'un moteur à quatre pôles, le moteur est magnétisé dans l'ordre suivant : (1) pôle S, (1) pôle N, (2) pôle S et (2) pôle N, mais si une fissure longitudinale se produit au centre du pôle S (1), un nouveau pôle S et un nouveau pôle N sont générés dans le pôle S (1). Un aimant a la caractéristique physique de former de nouveaux pôles magnétiques à l'extrémité fissurée et, par conséquent, un aimant en anneau avec des pôlesmagnétiques complexes est formé au lieu des quatre pôles qu'il devrait avoir, et le rotor ne tourne pas normalement même s'il est assemblé dans cet état dans un moteur. Même si la fissure est petite et que le rotor tourne, le déséquilibre de la densité du flux magnétique rend impossible un contrôle précis. En outre, des fissures si petites qu'elles ne sont pas détectées par l'inspection visuelle peuvent entraîner des défauts difficiles à identifier.

Fig.1 : Structure des moteurs sans balais et des aimants annulaires

Il est donc essentiel d'inspecter les surfaces intérieures et extérieures de l'anneau pour détecter les fissures avant la magnétisation. L'inspection par courants de Foucault est sans contact et ne nécessite pas de milieu de couplage tel qu'un liquide pour effectuer l'inspection. La profondeur et la taille des fissures peuvent être capturées sous forme de signaux électriques, et la traçabilité peut être établie en stockant simultanément les données d'inspection , ce qui en fait la méthode la plus appropriée pour une inspection efficace des matériaux frittés.

Fig. 2 : STATOGRAPH CM / CM+ et différentes sondes

La meilleure performance est obtenue en utilisant le STATOGRAPH de FOERSTER et des sondes spéciales pour ce test.