Le bon choix des équipements d'essai conditionne une meilleure efficacité de fabrication des moteurs électriques

Dans cette optique, de nombreux pays ont mis en place des normes sur la consommation d’énergie minimum et entame un mouvement important pour l’utilisation de moteurs à fort rendement. Un rapide coup d’œil sur certains chiffres permet de se faire une idée sur la nécessité de ce changement.

Un moteur à fort rendement a un rendement de 2 à 8% meilleur qu'un moteur classique. Cela signifie que les économies d'énergie électriques en Chine seraient de 76.5 milliards de KWH pour toute une année si le rendement de tous les moteurs électriques du étaient amélioré de 5% ; c'est similaire au rendement d'énergie produit en 2008 de la plus grande station de hydro-électrique du monde, à savoir la station hydro-électricité de Three Gorges.

Les moteurs électriques doivent être conformes à certain nombre de normes internationales   selon les pays où ils sont utilisés. La norme GB18613, relative à la Chine, a été fréquemment mise à jour, la version GB18613-2006 datait de juillet 2011. Une norme plus récente, GB18613-2012, est entrée en vigueur en septembre 2012 et la dernière norme, GB2, sera mise en application dans trois ans.

Beaucoup d’entreprises intensifient leur recherche et développement ainsi que la fabrication des moteurs à haut rendement pour se conformer à ces nouvelles normes et répondre à ses espérances nécessaires. Ces programmes de développement exigent des essais rigoureux en mesurant de multiples paramètres afin d’établir que toutes les nouvelles conceptions de moteurs répondent aux exigences des normes concernées et les dépassent même.

Un des domaines le plus important en termes d’essais est incontestablement la mesure de couple et dans de nombreux cas, il y a plusieurs approches. HBM propose un certain nombre de solutions différentes selon le besoin réel qui peuvent s’adapter aux demandes du client.

Capteur de couple T20WN 

Par exemple, le capteur de couple T20WN de HBM assure à la fois la mesure du couple et de la vitesse ou de l'angle de rotation en statique et dynamique de pièces de machines en rotation ou fixes. Il est conçu pour mesurer des couples de petites à moyennes capacités, comme ceux que l’on peut rencontrer sur des bancs d'essai de performance ou de fonctionnalité de machines domestiques ou industrielles. Le T20WN dispose d’un palier intégré qui lui permet d'être monté simplement et délivre un signal de sortie de ±10 V.

Capteur de couple numérique T40B

En comparaison, le capteur de couple numérique T40B mesure le couple statique et dynamique dans des lignes d’arbre tournant. Le capteur de couple est équipé d'un système de mesure de vitesse de type magnétique. Les dimensions des bancs d'essai peuvent être extrêmement réduites du fait de la forme du capteur très compacte du capteur lui permettant d’être utilisé dans une très large gamme d’applications.

Les règlements chinois exigent que l'instrumentation employée pour mesurer le couple soit précise à ±0.2% de la pleine échelle, tandis que l'instrumentation utilisant une mesure de fréquence ait une exactitude de ±0.1% par rapport à la pleine échelle. Les mesures de vitesse doivent être précises au moins à 0.1% ou 1tr/mn.

Avec la série T40B de HBM, les variations de température sont assez faibles dans la plupart des applications d'essai moteurs et ont donc peu d’influence de l’ordre de 0.05%/10°C sur la caractéristique TCo concernant le zéro et TCs la sensibilité (50Nm = 0.1%/10°C). C’est pourquoi les plus gros points sont la linéarité et la répétabilité. Cela signifie que le capteur de couple T40B de HBM garantit une exactitude meilleure que de 0.2% de la pleine échelle tout en tenant compte de ces paramètres les plus importants.

De plus, les capteurs de couple T40B sont disponibles dans une plage nominale de 5kNm, 1kNm, 200Nm, 50Nm, de manière à répondre à l'exigence des 0.2% d’exactitude exigé dans les essais moteurs. Tout en offrant une installation facile et aucun entretien, le capteur permet de réaliser des économies substantielles.

Le T40B dispose d’une sortie de comptage de 1024 impulsions/tour de 50 Nm à 10kNm. Le système de mesure de rotation de vitesse (magnétique) permet de mesurer avec précision la vitesse de rotation, avec des résultats de mesure fiables même à faibles vitesses.

Les essais sur bancs exigent de fréquents montages et démontages de l’élément mécanique à tester (par ex moteurs électriques). Parfois, les opérateurs doivent même échanger les capteurs de couples et dynamomètres. Par conséquent, il est essentiel que les bancs d'essai puissent permettent une facilité de montage, démontage et d’alignement.

La photo ci-dessous montre un exemple de banc d'essais moteurs électriques :

En plus de la mesure du couple et de manière à donner une information la plus exacte de tous les essais, il est important de porter une attention toute particulière aux systèmes de conditionnement de signal et d’acquisition de données. HBM propose un certain nombre de solutions comprenant la gamme des produits PME qui offre différents types de conditionneurs de signaux destinés à l'enregistrement de toutes les grandeurs à mesurer dans un process, comme la force, le déplacement, la pression, la température, la vitesse, la fréquence et le couple.

Avec une conception modulaire, le système PME permettant de mesurer le signal provenant de différents types de capteur. Tous les modules disposent d’un afficheur à cristaux liquides, d’un clavier numérique, d’une interface CAN et divers dispositifs additionnels afin d’optimiser le signal de mesure.

Il existe une autre alternative avec le produit PMX, le dernier né des systèmes d’acquisition de données et traitement de signal HBM pour un usage en contrôle de production et sur bancs de tests industriels. Le PMX donne des résultats précis et fiables dans le domaine de la mesure de force, du couple, de la vibration, de la pression, de la contrainte, de la température, de la tension, du courant et beaucoup d'autres grandeurs. Le PMX dispose de 16 voies de mesure et 32 voies de calcul avec pour chaque voie un taux d’échantillonnage de 19 200 éch/s. Cela  signifie que le PMX peut contrôler jusqu'à 400 000 valeurs par seconde. Le PMX permet également une communication temps réel via Ethernet Industriel, grâce à son navigateur utilisateur-logiciel très moderne et ses cartes enfichables flexibles.