Rilevamento delle cricche di magneti ad anello per rotori di motori mediante test a correnti parassite

Esistono due tipi di motori a corrente continua: quelli a spazzole e quelli senza spazzole. I motori brushless hanno un magnete permanente sul lato del rotore e un elettromagnete sul lato dello statore, il che è l'opposto della struttura del motore brushless, ma presenta molti vantaggi. Poiché il motore è controllato da un sensore di posizione anziché da una spazzola, non vi sono rumori elettrici né vibrazioni, e il rotore è piccolo, sottile e leggero perché utilizza un magnete permanente. Grazie all'assenza di perdite secondarie, è possibile ottenere un rendimento elevato risparmiando energia, mentre la velocità può essere facilmente controllata e si può ottenere una coppia stabile da un range di velocità basso a uno alto. Grazie a questi vantaggi, vengono utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni come robot, automobili, elettrodomestici, apparecchiature di controllo e condizionamento.

Il magnete permanente sul lato del rotore è cilindrico e il numero di poli magnetici può essere cambiato modificando il modello di magnetizzazione, il che offre un elevato grado di libertà nella progettazione del motore, ma allo stesso tempo le prestazioni del motore sono determinate dalla qualità del magnete ad anello. Poiché i magneti ad anello sono prodotti formando e sinterizzando le polveri magnetiche a forma di anello, la densità del flusso magnetico è influenzata dalla composizione del materiale della polvere magnetica, dalla dimensione dei grani di cristallo e dalla densità dopo la sinterizzazione. Trattandosi di una cosiddetta ceramica, i difetti sono causati da vari fattori, come lo stato della polvere magnetica, la temperatura durante la sinterizzazione e il grado di rotazione del calore nel forno. Ad esempio, nel caso di un motore a quattro poli, il motore è magnetizzato nell'ordine di (1) polo S, (1) polo N, (2) polo S e (2) polo N, ma se si verifica una crepa longitudinale nel centro del (1) polo S, si generano un nuovo polo S e un nuovo polo N nel (1) polo S. Un magnete ha la caratteristica fisica di formare nuovi poli magnetici all'estremità incrinata e, di conseguenza, si forma un magnete ad anello con poli magnetici complessi invece dei quattro poli che dovrebbe avere, e il rotore non ruota normalmente anche se è assemblato in questo stato in un motore. Anche se la cricca è piccola e il rotore ruota, lo squilibrio nella densità del flusso magnetico rende impossibile un controllo preciso. Inoltre, cricche così piccole da essere trascurate dall'ispezione visiva possono causare difetti difficili da identificare.

Fig.1: Struttura dei motori brushless e dei magneti ad anello

Pertanto, è essenziale ispezionare le superfici interne ed esterne dell'anello per verificare la presenza di cricche prima della magnetizzazione. L'ispezione a correnti parassite è priva di contatto e non richiede alcun mezzo di accoppiamento come un liquido per eseguire l'ispezione. La profondità e le dimensioni delle cricche possono essere acquisite come segnali elettrici e la tracciabilità può essere stabilita memorizzando i dati di ispezione simultaneamente, rendendolo il metodo più adatto per un'ispezione efficiente dei materiali sinterizzati.

Fig. 2: STATOGRAPH CM / CM+ e diverse sonde

Le migliori prestazioni si ottengono utilizzando lo STATOGRAPH di FOERSTER e sonde speciali per questo test.