Systèmes de tests électriques et fonctionnels pour moteurs électriques et leurs composants

Le moteur électrique enregistre actuellement une demande générale croissante sans précédents. Cette diffusion rapide à grande échelle dans l’industrie automobile génère de fortes attentes en termes de fiabilité des composants de la part des constructeurs et des utilisateurs, impliquant des conditions de qualité et de contrôle de processus tout le long de la chaîne de production.

L'intérêt grandissant porté à la haute fiabilité des moteurs électriques incite et entraîne un changement de la production en vue d’obtenir des normes de qualité supérieures .

Une nouvelle ère et de nouvelles technologies

Pendant près de soixante-dix ans la, mission de Marposs à été de travailler aux côtés de ses clients pour garantir le contrôle de qualité en production. Grâce à sa gamme étendue de produits et de technologies et à une présence mondiale, Marposs est le partenaire idéal pour les constructeurs automobiles, les fournisseurs de rangs 1 et 2 ainsi que les fabricants de machines-outils opérant dans l’industrie automobile.

Aujourd'hui - époque de grands changement comme le passage à l'électromobilité - Marposs tient à rester une forte référence pour le marché de l’automobile afin de relever les nouveaux défis de l’ère de l’e-mobilité.

E.D.C. Marposs : Mesures de Décharge Partielle

Avec le rachat d’E.D.C., en juillet 2020, Marposs propose une gamme étendue de solutions de test personnalisées pour les moteurs électriques et leurs composants, aussi bien en production qu’en laboratoires.

La force d’E.D.C. réside dans sa haute spécialisation en Mesures de Décharge Partielle : plus de 20 ans d’expérience et plus de 8000 systèmes installés dans le monde ont permis à E.D.C. de développer une technologie qui, à la différence des essais standard tels que Hi-Pot et Surtensions, identifie la totalité des défauts, même les plus latents.

Les Mesures de Décharge Partielle permettent dedétecter tous les défauts latents susceptibles de générer des pannes dans les moteurs électriques à court terme. Ceci est encore plus vrai pour les moteurs électriques à variateur - comme sur les véhicules électriques - qui, en raison d’un inévitable dépassement de tension, génère davantage de stress au niveau des enroulements du moteur.

Les tests électriques standard ne suffisent pas pour identifier tous les types de problème. De nombreux défauts ne produisent que des décharges partielles qui ne peuvent être identifiées qu’avec une méthode de tests adaptée. Cette méthode ne remplace pas les tests standard, mais doit être complémentaire.

L’anomalie typique est par exemple un fil qui touche une pile de stator. Si le fil est écaillé sur le point de contact avec la pile, le test standard CA Hi-Pot peut identifier le problème. Mais, comme dans la plupart des cas, si le fil est bien isolé, la tension appliquée pendant le test CA Hi-Pot, même plutôt élevée, ne suffit pas à briser le matériau isolant restant, et cette anomalie peut ne pas être détectée. Avec la mesure des décharges partielles effectuée en même temps que le test de force diélectrique CA, la totalité de ces défauts est toujours détectée et filtrée.

Les décharges partielles permanentes ont pour effet un affaiblissement progressif mais continu des composants fonctionnels du système d’isolation, menant à une panne totale et une défaillance du moteur éclectique. Il ne devrait donc pas exister de décharge partielle sur le moteur électrique en cours de fonctionnement, c’est pour cette raison que la méthode de test de décharge partielle E.D.C est si précieuse pour les constructeurs automobiles, même pour les fournisseurs de rang 1.

Solutions Marposs pour essais de moteurs

Les tests de moteurs ont pour but de vérifier l’intégrité d’un moteur électrique au moyen d’un équipement qui en identifie les risques potentiels à l’intérieur.

Le principal objectif des tests de moteurs est de  détecter des problèmes latents et de prévenir les défaillances pouvant être évitées en évaluant les paramètres statiques comme l’isolation, les détériorations de fils et les fuites de courant électrique, ainsi que des paramètres plus dynamiques comme la force contre-électromotrice (Back EMF), les caractéristiques de bruit et de vibration NVH (Noise Vibration Harshness), les diagrammes de vitesse et de couple, les courts-circuits en triphasé, le crantage, les ondulations de couple.

Avec les produits E.D.C., Marposs propose une gamme complète de solutions pour le test fonctionnel et le test en fin de chaîne de moteurs électriques en tout genre, pour les applications en ligne et hors ligne ou pour les analyses et la caractérisation en laboratoire.

Marposs fournit des solutions personnalisées en ligne et hors ligne pour tous les tests électriques et la détection de problèmes d’isolation à tous les stades de développement et de production du moteur électrique et de ses composants, comme :

• Testeur de stator pour chaînes de fabrication (bobiné et en épingle à cheveux) comprenant les mesures de décharges partielles.
• Testeur de rotor pour tous les types de rotors (à aimants permanents, cage d’écureuil, bobiné),
• Testeur automatique de moteur en fin de ligne (tests avec/sans charge) pour production, Dynamomètre pour test de charge de moteur et Cycles de simulation de durée de vie pour laboratoire,
• Analyseurs de qualité d’isolation et des enroulements avancés pour laboratoire

Contrôle de qualité de stators

Le contrôle de qualité de stators implique le contrôle de diverses caractéristiques électriques tout le long de la chaîne de fabrication. En particulier les tests d’isolation avec mesures de décharge partielle réalisés à différents stades du processus représentent une opération déterminante pour évaluer la qualité et la fiabilité du composant.

Contrôle fonctionnel de rotors

Le contrôle fonctionnel de rotors dépend du type de moteur électrique adopté et donc de la configuration du rotor : sur les rotors à cage d’écureuil, le contrôle de qualité est effectué soit manuellement soit avec des stations de test entièrement automatiques (pour intégration en ligne), dont le but est de détecter des défauts à l’intérieur des barres moulées sous pression de la cage, comme les lacunes de matériaux, porosités, défauts de raccordement à la bague d’extrémité, erreurs de géométrie et de forme.

Le  Sur des rotors à aimant permanent des bancs manuels ou des stations automatiques sont utilisé(e)s pour effectuer des  tests de force contre-électromotrice avec analyse FFT.

Test fonctionnel en fin de ligne

Le test fonctionnel en fin de ligne (end-of-line/EoL) est déterminant pour le contrôle de qualité des moteurs électriques entièrement assemblés, qui garantit la fonctionnalité générale du produit en fin de processus de fabrication.

Les méthodes de réalisation du contrôle fonctionnel peuvent être différentes selon l’usage prévu de la station de test, pour activités d’analyse en laboratoire pendant le développement du produit et la phase de configuration du procédé, ou pour un contrôle de qualité complet en fin de ligne d’assemblage.

En production, le contrôle de qualité complet du moteur électrique comprend les tests d’isolation, qui vérifient que les opérations d’assemblage n’ont pas altéré le parfait état d’isolation, et une série de tests fonctionnels qui évaluent des paramètres dynamiques comme les vibrations (test NVH test), la force rétro-électromotrice dynamique ou passive avec analyse FFT, les pertes en frottement et en fer, la position résolveur à zéro et autres.