Essai électromagnétique
L’essai électromagnétique est utilisé aussi bien dans la recherche et le développement d'actionneurs électromagnétiques que dans la production ou le contrôle à la réception des marchandises chez le client.
Aucune norme internationale dédiée aux essais électromagnétiques ne définit l'exécution et l'exploitation des essais de caractéristiques sur composants électromagnétiques. La norme allemande DINVDE 0580 décrit les essais habituels réalisés sur ces composants.. Les essais comprennent également le test d'isolation, la mesure de la résistance de la bobine et le test de conductivité.
Qu’est ce que des actuateurs électromagnétiques? Essai Caractéristique force-course: Caractéristique force-courant Caractéristique course-courant Machines d’essais
Qu’est ce que des actuateurs électromagnétiques?
Les actuateurs électromagnétiques sont des appareils qui transforment l'énergie électrique en énergie mécanique. Pour ce faire, un courant électrique circule à travers une bobine d'excitation de l'électroaimant et génère ainsi un champ magnétique. Cette force d'attraction agit sur le noyau mobile et déclenche un mouvement mécanique.
Grâce à leur structure simple et à leur longue durée de vie, les actionneurs électromagnétiques offrent un large éventail de solutions pour de multiples exigences techniques. Leur domaine d'application s'étend de la technique automobile
et de la construction mécanique générale à la technique médicale, en passant par les commandes hydrauliques et pneumatiques, la mécanique de précision et la domotique.
Ils se distinguent par une grande sécurité de fonctionnement, une longue durée de vie, un bon rendement et un bon rapport volume/puissance. Le développement d'actionneurs électromagnétiques est soumis à de nombreuses contraintes: Le comportement de la force et du mouvement en fonction de l'utilisation et des conditions ambiantes (température, climat, protection antidéflagrante), l'alimentation en énergie (tension, courant max.) et l'évacuation de l'énergie (énergie de coupure) ainsi que l'espace de montage disponible.
Essai actuateurs électromagnétiques
Les essais d'actionneurs électromagnétiques msont effectués à différentes fins.
- Essais en Recherche & Développement (R&D)
Dans le laboratoire de développement, les caractéristiques (courbes caractéristiques) de l'actionneur électromagnétique simulées sur ordinateur sont vérifiées à l'aide de prototypes et de séries d'éprouvettes et des optimisations sont effectuées jusqu'à ce que les valeurs caractéristiques de l'aimant répondent aux exigences. C’est également là que sont généralement définis les déroulements d’essais et paramètres pertinents pour l'assurance qualité. - Essai intégré à 100% à la production chez les fabricants d'actionneurs électromagnétiques
En production, la qualité de chaque processus de production, de chaque module monté (par exemple: bobine d'excitation) ainsi que les caractéristiques déterminantes pour la qualité du produit final doivent être documentés par des essais standardisés. - Contrôle de la réception des marchandises chez les clients des fabricants d'aimants
Vérification par échantillonnage des valeurs caractéristiques exigées et acceptation des premiers échantillons.
Essai Caractéristique force-course (F/s)
L’Essai Caractéristique force-course (F/s) permet de s'assurer que la force nominale de l'aimant est atteinte pour une course donnée et un courant d'excitation nominal défini (plus ou moins les tolérances).
La caractéristique de force-course est testée sur les solénoïdes proportionnels et solénoïdes de commutation. Elle est définie par un essai de fonctionnalité sur l'actionneur électromagnétique, et est généralement utilisée comme test final. La courbe caractéristique sert à déterminer les principales caractéristiques fonctionnelles. La courbe caractéristique de force-course spécifie si l’actionneur produit la force requise dans sa plage de fonctionnement pour un courant fixe. L'hystérèse donne des informations sur le frottement, résultant de la qualité des pièces mécaniques.
Déroulement d’essai
- Le composant est placé dans le dispositif de serrage et raccordé électriquement.
- La bobine d'excitation est excitée par son courant nominal. L’armature se déplace vers sa position finale.
- La machine d'essai déplace le poinçon d'essai à la vitesse Vv sur une précharge définie afin de trouver le point zéro de la course. Le canal de mesure Course (s) est mis à zéro et l'enregistrement des valeurs mesurées est activé. Les grandeurs de mesure force, course et temps (courant, optionnel) sont enregistrées.
- Pour terminer, l'armature est poussée hors de sa position finale à une vitesse d'essai définie et ramenée en position finale. Si vous avez sélectionné l’option „Mesure de la course“ dans le déroulement d'essai, l’armature sera approchée à la force de blocage à vitesse lente dans la dernière phase jusqu'à la butée arrière.
- Le nombre de courses d’essais est ajustables. Un courant d'excitation est attribué à chaque course d'essai. Il est réglé automatiquement par le logiciel d'essai testXpert ou manuellement par l'opérateur. Les dialogues du logiciel guident l’utilisateur.
Valeurs caractéristiques dans le diagramme de force-course
Pour les valeurs de référence Course S1 jusqu’à Sn, les forces F1 jusqu’à Fn sont déterminées dans les deux directions de déplacement de l’armature. Pour obtenir l'hystérésis aux valeurs de référence de la course, la différence est déterminée entre les deux forces situées sur la même référence de course. En option, vous pourrez également déterminer l'hystérésis maximale Hmax à l'intérieur d'une plage prédéfinie ainsi que la longueur de course.
En définissant jusqu'à quatre bandes de tolérance, cela permet de définir des limites supérieures et inférieures pour la courbe caractéristique de la force magnétique. Cela peut être utilisé par exemple comme détection bon/mauvais dans le contrôle de la production.
Essai Caractéristique force-courant (F/I)
L’essai Caractéristique force-courant permet de s’assurer que la force requise est atteinte pour une course définie et un courant donné.
La caractéristique de force-courant est principalement testée avec des solénoïdes proportionnels, et permet de spécifier si l'actionneur crée la force nécessaire dans une plage de courant lorsque celui-ci se trouve dans une position définie. La courbe caractéristique idéale est une relation linéaire entre la force et le courant autour du point de fonctionnement.
Déroulement d’essai
- Le composant est placé dans le dispositif de serrage et raccordé électriquement.
- La bobine d'excitation est excitée par un petit courant, de sorte que l'armature se déplace vers sa position finale.
- La machine d'essai approche une force préliminaire définie avec le poinçon d'essai à la vitesse Vv afin de trouver le point zéro de la course. Le canal de mesure Course (s) est mis à zéro. Le courant est coupé.
- La machine d’essai déplace l'armature de l'aimant non excité dans une position de levage définie. L’enregistrement des valeurs de mesure est activé. Les grandeurs de mesure force, courant, course et temps sont enregistrées.
- Le courant est augmenté sous forme de rampe jusqu'au courant nominal avec une vitesse d'augmentation du courant définie et est ramené à la même vitesse jusqu'au point zéro du courant.
Valeurs caractéristiques dans le diagramme de force-courant
Pour les valeurs de référence Courant I1 jusqu’à ln, les forces F1 jusqu’à Fn sont déterminées dans les deux directions de déplacement du courant Pour les valeurs de référence F1 jusqu’à Fn, les courants I1 à In sont déterminés Pour obtenir l'hystérésis aux valeurs de référence de la courant, la différence est déterminée entre les deux forces situées sur la même référence de courant.
En définissant jusqu'à quatre bandes de tolérance, cela permet de définir des limites supérieures et inférieures pour la courbe caractéristique de la force magnétique. Cela peut être utilisé par exemple comme détection bon/mauvais dans le contrôle de la production.
Essai Caractéristique courant-course
La caractéristique de courant-course est testée sur les solénoïdes proportionnels et solénoïdes de commutation. L’aimant, alimenté par un courant prédéfini, appuie contre un ressort de précision à caractéristique linéaire ou contre un poids et doit effectuer une course définie.
Machines d’essais adaptées à l’essai électromagnétique
- Le servo-vérin électromécanique est idéalement adapté à l’intégration du essai électromagnétique dans les lignes d'assemblage entièrement automatiques, hybrides et manuelles en tant que modules d’essai In-Line ou End-of-Line.
- La zwickiLine est utilisée comme banc d'essai Stand-Alone en développement, ainsi que dans les lignes de montage manuelles ou hybrides.
- La AllroundLine est un bâti de charge bi-colonne; elle est utilisée en développement mais aussi en production pour l’essai électromagnétique avec forces élevées.
Régulateurs de courant
Pour piloter l'aimant avec un courant d'excitation, ZwickRoell utilise en standard des régulateurs de courant PWM ou DC. Des régulateurs de courant personnalisés ou des cartes de commande avec entrée de tension de commande pourront également être intégrés au système d'essai et pilotés depuis le PC de la machine d'essais des matériaux.
La commande s’effectue en principe via un signal analogique (0-10 V) qui est émis par un module E/S. Ce module I/O peut également générer des rampes de courant. Le paramétrage s’effectue dans le logiciel d'essai testXpert.
Logiciel d'essai testXpert pour essai électromagnétique
testXpert est un logiciel d'essai éprouvé qui permet de réaliser aisément des essais complexes sur la courbe caractéristique force-course et la courbe caractéristique force-courant. Le client peut paramétrer librement le nombre de cycles, la course de travail, la vitesse, le temps de maintien, la force du bloc, le courant magnétique ainsi que les bandes de tolérance comme limites supérieures et inférieures dans le déroulement d'essai.
L’option supplémentaire „Définition libre des séquences“ permet d'effectuer des séquences de contrôle librement paramétrées.