FR3040491A1 - Procede et dispositif de mesure non destructif et local des proprietes electromagnetiques d'un materiau magnetique - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de détermination des propriétés électromagnétiques d'un matériau magnétique, au moyen d'un dispositif comportant deux pointes de mesure et deux pointes excitatrices, et un capteur de champ placé à proximité dudit matériau, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - l'application d'une polarisation magnétique H1 au matériau par un moyen de polarisation, - une imposition d'un signal d'excitation de courant i sur le matériau par l'intermédiaire des deux pointes excitatrices, - une mesure du champ H par le capteur de champ, - une mesure de la différence de potentiel U par les deux pointes de mesure, - une détermination de la perméabilité µ pour une zone de polarisation centrée autour de ladite polarisation magnétique H1 et - une modification de la polarisation H1 appliquée et une répétition des étapes 2 à 5.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE MESURE NON DESTRUCTIF ET LOCAL DES PROPRIETES ELECTROMAGNETIQUES D’UN MATERIAU MAGNETIQUE

DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION

La présente invention vise un procédé de détermination des propriétés électromagnétiques d’un matériau magnétique et plus particulièrement un procédé de détermination des propriétés électromagnétiques d’un matériau ferromagnétique.

Le matériau ferromagnétique analysé par le procédé de l’invention peut par exemple être une tôle de transformateur, une tôle de machine électrique tournante ou encore un matériau de câbles de transport.

La présente invention se rapporte également à un dispositif de détermination des propriétés électromagnétiques d’un matériau magnétique selon le procédé de l’invention.

La présente invention peut enfin concerner une machine électrique tournante portant le dispositif objet de l’invention.

ETAT DE LA TECHNIQUE

Il est connu de l’art antérieur d’utiliser un système quatre pointes pour déterminer la conductivité d’un matériau. Un tel système est notamment utilisé pour la mesure de la conductivité électrique d'échantillon de dimensions standards.

Un système quatre pointes consiste en quatre pointes alignées en contact du matériau à analyser. Un courant continu est imposé par la paire de pointes extérieures et une différence de potentiel est mesurée entre les pointes de la paire intérieure.

Ce même montage est considéré mais en l’alimentant avec un courant alternatif à la place du courant continu, un tel montage est illustré en figure 1. Ce principe a été développé par Bowler et ses collaborateurs sous le nom de ACPD (acronyme anglais de Alternating Current Potential Drop). A la différence du cas continu, une alimentation alternative oblige à prendre en compte les effets inductifs ce qui permet d'accéder à certaines caractéristiques magnétiques du matériau. L’intégrale du champ électrique sur la boucle formée par le circuit de mesure notée ε, nulle dans le cas continu, doit dans ce cas être considérée. Les auteurs se sont intéressés au cas d’une tôle d’épaisseur T.

En regard des notations introduites à la figure 1 la tension v mesurée entre les pointes réceptrices du capteur quatre pointes s’exprime selon l’équation (1) :

(1) avec E le champ électrique et C une boucle fermée. Afin que p’ et q’ coïncident, les fils doivent être torsadés ensemble.

Le système étant supposé linéaire et l’alimentation sinusoïdale, on peut utiliser une approche par phaseur pour modéliser le régime permanent. Ainsi, v, V, ε et E sont des grandeurs complexes. Pour calculer le champ E, les auteurs se placent dans l’approximation du champ lointain. Cette hypothèse est valable si les pointes réceptrices sont suffisamment éloignées des pointes excitatrices, ce qui correspond à une distantes de quelques δ. Rappelons que l’épaisseur de peau δ s’exprime de la manière suivante :

(2) avec μ la perméabilité magnétique et o la conductivité électrique de l’échantillon.

En supposant que les pointes sont perpendiculaires à l’échantillon et infiniment fines par rapport à celui-ci et que le courant s’exprime selon :

on peut montrer que :

(3)

Après un développement limité de la fonction coth, cette équation s’écrit :

(4) avec μΓ la perméabilité relative de l’échantillon, 0{ω3) les termes d’ordres supérieurs ou égal à ω3.

Le développement des équations permet donc de découpler, au premier ordre, l’effet de la conductivité, contenue dans la partie réelle du premier ordre, et de la perméabilité, contenue dans la partie imaginaire. Le terme de second ordre (pulsation et perméabilité au carré) prend en compte le couplage entre la conductivité et la perméabilité. La perméabilité peut ainsi être obtenue à partir de mesures à fréquences non-nulles sous un certains nombres d’hypothèses. Cette méthode de mesure est exposée plus en détail dans le brevet américain US 7443177B1.

La méthode ACPD ne permet pas de connaître la courbe d’hystérésis ni la courbe de première aimantation d’un matériau magnétique. Elle donne uniquement accès à la perméabilité initiale μ, qui n’offre que peu d’intérêt dans le cadre d’applications électrotechniques (machine électrique tournante, transformateur...) où on travaille à des niveaux de champs électromagnétiques dépassant le tesla.

Les procédés d'exploitation de l’art antérieur des mesures sont relativement complexes et surtout ils s'appuient directement sur l'équation analytique de Bowler. Or, dans le cas de tôles épaisses et/ou de perméabilité magnétique importante, la limite d'utilisation de l'équation est vite dépassée. En effet, rappelons que l'équation de Bowler est valable tant que la fréquence du signal est inférieure à fv, où

(5)

Les méthodes de l’art antérieur ne conviennent donc pas pour l’étude de tôles épaisses et/ou de perméabilité magnétique importante.

Aucun des systèmes actuels ne permet de répondre simultanément à tous les besoins requis, à savoir de mesurer l'ensemble des perméabilités magnétiques du matériau afin de connaître la fonction μ(Η) et donc B(H) et en particulier pour l’étude de tôles épaisses et/ou de perméabilité magnétique importante.

OBJET DE L’INVENTION

La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients. A cet effet, selon un premier aspect, l’invention concerne un procédé de détermination des propriétés électromagnétiques d’un matériau magnétique, au moyen d’un dispositif comportant deux pointes de mesure et deux pointes excitatrices, et un capteur de champ placé à proximité dudit matériau, qui comporte les étapes suivantes : - étape 1 : application d’une polarisation magnétique H1 au matériau par un moyen de polarisation, - étape 2 : une imposition d’un signal d’excitation de courant i sur le matériau par l’intermédiaire des deux pointes excitatrices, - étape 3 : une mesure du champ H par le capteur de champ, - étape 4 : une mesure de la différence de potentiel U par les deux pointes de mesure, - étape 5 : une détermination de la perméabilité μ pour une zone de polarisation centrée autour de ladite polarisation magnétique H1, ladite détermination de la perméabilité μ étant réalisée par comparaison de la différence de potentielle U mesurée avec des abaques reliant la différence de potentielle mesurée avec la perméabilité μ et - étape 6 : une modification de la polarisation H1 appliquée et une répétition des étapes 2 à 5 de manière à déterminer ladite perméabilité sur une autre zone de polarisation.

Grâces à ces dispositions, le procédé objet de l’invention permet de connaître la perméabilité incrémentale en fonction du champ H pour différentes valeurs de polarisation. Le procédé objet de l’invention est réalisé de façon non destructive sur une tôle et plus largement sur un échantillon de dimensions non normalisées.

Dans des modes de réalisation, la polarisation du matériau à l’étape 1 est réalisée au moyen d’un élément de fermeture de flux.

Dans des modes de réalisation, le procédé objet de l’invention comporte avant l’étape 1, l’étape suivante : - une étape de désaimantation du matériau à l’aide de l’élément de fermeture de flux, ou des deux pointes excitatrices, en appliquant un champ alternatif de forte amplitude progressivement décroissante jusqu’à zéro.

Dans des modes de réalisation, le signal d’excitation présente une composante alternative qui respecte la formule ci-dessous: i = A.sin(2TT.f.t) où i est exprimé en ampères, A est une constante sans unité, f est la fréquence exprimée en seconde'1 et t est le temps exprimé en secondes.

Grâce à ces dispositions, on peut déterminer la perméabilité incrémentale pinc.

Par ailleurs la méthode proposée permet de caractériser le comportement non linéaire du matériau par opposition aux méthodes de l’art antérieur qui ne permettent que d’obtenir des informations sur la perméabilité initiale μ,.

Dans des modes de réalisation, le signal d’excitation comprend une composante continue, ladite composante continue présentant une courbe constante par morceaux.

Dans des modes de réalisation, le signal d’excitation comprend une composante continue K.

Dans des modes de réalisation, ladite composante continue présente une courbe constante par morceaux.

Dans des modes de réalisation, la polarisation du matériau à l’étape 1 est réalisée au moyen des deux pointes excitatrices par imposition d’un courant d’excitation comportant une composante continue K.

Dans des modes de réalisation, la composante alternative d’un morceau est déphasée par rapport à celle du morceau précédent de sorte qu’à chaque début de morceau la composante alternative soit croissante.

Grâces à ces dispositions, on peut déterminer la perméabilité différentielle pdjff qui permet à son tour une détermination de la courbe de première aimantation B(H) à partir d’une pluralité de couples (H,μ).

Dans des modes de réalisation, la composante alternative est répétée sur une durée comprise entre un quart de sa période et 6/16 de sa période. Par exemple entre un quart de sa période et 5/16 de sa période.

Dans des modes de réalisation, le procédé objet de l’invention comporte une étape de détermination de la courbe B(H) à partir de l’intégration de ladite perméabilité.

Grâces à ces dispositions, le procédé objet de l’invention permet de déterminer la courbe de première aimantation B(H) à partir d’une pluralité de couples (H,μ).

Dans des modes de réalisation, l’élément de fermeture de flux est un C ferromagnétique.

Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un dispositif de détermination des propriétés électromagnétiques d'un matériau magnétique selon le procédé objet de l’invention, comportant deux pointes de mesure et deux pointes excitatrices, un élément de fermeture de flux et un capteur de champ.

Dans des modes de réalisation, le capteur de champ comporte une pluralité de sondes à effet hall.

Grâce à ces dispositions, le champ magnétique H peut être mesuré.

Selon un troisième aspect, l’invention concerne une roue polaire d’une machine électrique tournante et comporte en outre un dispositif de détermination des propriétés électromagnétiques d'un matériau magnétique.

Grâces à ces dispositions, le procédé objet de l’invention est adaptable à l'étude locale et non destructive des propriétés magnétiques de la roue polaire.

Dans des modes de réalisation la roue polaire est munie d’une bobine de rotor et est en contact avec l’élément de fermeture du flux, ladite bobine de rotor étant traversée par un courant de polarisation pour que l’élément de fermeture de flux puisse générer la polarisation magnétique H1.

Selon un exemple de réalisation, l’autre roue polaire de la machine électrique tournante constitue l’élément de fermeture de flux.

Selon un exemple de réalisation, la roue polaire est superposée axialement avec l’élément de fermeture de flux. Plus précisément, le moyeu magnétique de la roue polaire est superposé axialement avec l’élément de fermeture de flux.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de la présente invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier des dispositifs et procédés objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 représente, schématiquement, une sonde à quatre pointe telle que connue de l’art antérieur, la figure 2 représente, sous forme de logigramme, un mode de réalisation particulier du procédé objet de l’invention, la figure 3 représente, sous forme de courbe, la courbe de première aimantation d’un matériau magnétique, la figure 4 représente, sous forme de courbe, un exemple particulier de courant i imposé et de tension mesurée sur un matériau lors de la polarisation d’un matériau selon le procédé de l’invention, la figure 5 représente, sous forme de courbe, un exemple particulier de la variation du courant i lors de la polarisation d’un matériau salon le procédé de l’invention, la figure 6 représente, sous forme de courbe, un exemple particulier de tension mesurée aux bornes des pointes de mesures lors de la polarisation d’un matériau, la figure 7 représente, sous forme de schéma, un mode de réalisation particulier du dispositif de détermination de des propriétés électromagnétiques d’un matériau objet de l’invention et la figure 8 représente, en coupe et sous forme de schéma, un mode de réalisation particulier d’une machine électrique tournante portant un dispositif de détermination de la première courbe d’alimentation selon le procédé de l’invention.

DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION DE L’INVENTION

La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d’un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse.

On note, dès à présent, que les figures ne sont pas à l’échelle.

On observe, en figure 1, une sonde à quatre pointes telle que connue de l’art antérieur.

On observe en figure 2, sous forme de logigramme, un mode de réalisation particulier du procédé 10 de détermination des propriétés électromagnétiques d’un matériau magnétique 100, au moyen d’un dispositif comportant deux pointes 205, 210 de mesure et deux pointes 215, 220 excitatrices, et un capteur de champ 230 placé à proximité dudit matériau, qui comporte les étapes suivantes : - étape 1 : application 105 d’une polarisation magnétique H1 au matériau 100 par un moyen de polarisation, - étape 2 : une imposition 108 d’un signal d’excitation 235 de courant i sur le matériau par l’intermédiaire des deux pointes excitatrices 215, 220, - étape 3 : une mesure 110 du champ H par le capteur de champ 230, - étape 4 : une mesure de la différence de potentiel U par les deux pointes de mesure 205, 210, - étape 5: une détermination 120 de la perméabilité μ pour une zone de polarisation centrée autour de ladite polarisation magnétique H1, ladite détermination de la perméabilité μ étant réalisée par comparaison de la différence de potentielle U mesurée avec des abaques reliant la différence de potentielle mesurée avec la perméabilité μ et - étape 6 : une modification de la polarisation H1 appliquée et une répétition des étapes 2 à 5 de manière à déterminer ladite perméabilité sur une autre zone de polarisation.

Les abaques évoquées en étape 5 sont obtenues préalablement au procédé objet de l’invention par une série de simulations d’injection d’une polarisation magnétique H1 dans un matériau dont on connaît toutes les caractéristiques de perméabilité et pour lesquelles on calcule les différences de potentiel résultantes. Ces simulations peuvent être réalisées par la méthode des éléments finis. On obtient alors des abaques qui permettent de remonter à la perméabilité μ expérimentale pour n’importe quelle géométrie de l’échantillon, pourvue qu’elle soit connue.

Dans des modes de réalisation, la polarisation du matériau 100 à l’étape 1 est réalisée au moyen d’un élément de fermeture de flux 225.

Dans des modes de réalisation, le procédé objet de l’invention comporte avant l’étape 1, l’étape suivante : - une étape de désaimantation du matériau 100 à l’aide de l’élément de fermeture de flux 225, ou des deux pointes excitatrices 215,220, en appliquant un champ alternatif de forte amplitude progressivement décroissante jusqu’à zéro.

Dans des modes de réalisation, le signal d’excitation 235 présente une composante alternative qui respecte la formule ci-dessous: i = A.sin(2TT.f.t) où i est exprimé en ampères, A est une constante sans unité, f est la fréquence exprimée en seconde'1 et t est le temps exprimé en secondes.

Dans des modes de réalisation, le signal d’excitation 235 comprend une composante continue K.

Dans des modes de réalisation, ladite composante continue présente une courbe constante par morceaux.

Dans des modes de réalisation, la polarisation du matériau 100 à l’étape 1 est réalisé au moyen des deux pointes 215, 220 excitatrices par imposition d’un courant d’excitation 235 comportant une composante continue K.

Dans des modes de réalisation, à chaque début de morceau, la composante alternative est répétée sur une durée inférieure à la durée dudit morceau.

Dans des modes de réalisation, composante alternative d’un morceau est déphasée par rapport à celle du morceau précédent de sorte qu’à chaque début de morceau la composante alternative soit croissante.

Dans des modes de réalisation, la composante alternative est répétée sur une durée comprise entre un quart de sa période et 5/16 de sa période.

Dans des modes de réalisation, le procédé objet de l’invention comporte une étape de détermination 120 de la courbe B(H) à partir de l’intégration de ladite perméabilité.

On observe en figure 3, la courbe de première aimantation B(H) d’un matériau magnétique figurant en abscisse 410 le champ H, exprimé en ampère par mètre, et en ordonnée 405 l’induction magnétique B. B désigne le champ magnétique, appelé aussi induction magnétique ou densité de flux magnétique.

Les perméabilités μ sont obtenues par détermination de la pente de la courbe B(H) pour des valeurs de polarisations magnétiques H données. Dans cet exemple, μ, est la perméabilité 425 obtenu par détermination de la pente au point H0 de la courbe. Le point H0est situé à l’origine de la courbe.

La valeur H désigne le champ, également appelée excitation magnétique ou polarisation magnétique.

Les perméabilités pi est p2, respectivement 430 et 435, sont obtenues par détermination de la pente pour des valeurs de champs Hi et H2, respectivement 415 et 420.

Afin d’obtenir différentes valeurs de perméabilités μ un courant d’excitation i est imposé au matériau étudié. Le courant alternatif imposé au matériau 100 est pourvu d’une composante continue K.

Il est possible de polariser le matériau 100 étudié à l’aide d’un élément de fermeture de flux 225 et/ou d’imposer une polarisation au moyen des pointes excitatrices 215 et 220.

Dans des modes de réalisation, le courant i d’excitation est imposé par les pointes excitatrices 215, 220.

Dans des modes de réalisation, l’élément de fermeture de flux 225 est un C ferromagnétique.

Notons que la perméabilité de la tôle n’est pas constante car la loi de comportement est non linéaire. Il faudra donc veiller au fait que l’amplitude du signal fréquentiel, notée A, soit suffisamment faible afin de permettre, pour chaque polarisation, de linéariser le modèle. Ainsi, l’hypothèse de linéarité de la perméabilité magnétique reste localement valable. Finalement, l’obtention de suffisamment de couple (H,μ) permet ensuite de reconstruire pas à pas la courbe de première aimantation B(H).

Afin de construire la courbe B(H), on détermine la perméabilité différentielle Pdiff défini comme la pente ΔΒ/ΔΗ le long de la courbe de première aimantation, ou le long de la courbe d’hystérésis. Cependant, ce n’est pas cette perméabilité qui est mesurée lorsque les pointes excitatrices sont parcourues par un courant du type : i = K+Asin(2TTft) mais la perméabilité incrémentale.

La perméabilité incrémentale est définie comme la pente des cycles mineurs asymétriques. En effet, lorsqu’un matériau ferromagnétique est excité autour d’un point de polarisation, il quitte la courbe de première aimantation et parcourt un cycle mineur asymétrique.

Ainsi, si les pointes externes sont alimentées par un signal du type : i = Asin(2TTft), alors, en effectuant une pluralité de mesure en faisant varier la fréquence f, l’homme du métier sera capable de déterminer la perméabilité initiale μ,.

Si les pointes externes sont alimentées par un signal du type : i = K+ Asin(2TTft), alors, en faisant varier la fréquence f et la composante continue K, l’homme du métier sera capable de déterminer des couples associant une perméabilité incrémentale à un champ de polarisation H.

On observe en figure 4, un exemple particulier de courant i imposé et de tension mesurée sur un matériau lors de la polarisation du matériau selon le procédé de l’invention. En d’autres termes les courbes présentées en figure 4 illustrent un signal d’excitation imposé au matériau pour une polarisation H donnée.

On observe sur la figure 4 la courbe 520 de courant i imposé, avec en ordonnée 505 l’intensité, exprimée en ampère, en fonction du temps t exprimé en secondes et figurée sur l’axe des abscisses 515.

Et on observe la courbe 525 de tension mesurée, avec en ordonnée 510 la tension, exprimée en volt, en fonction du temps t exprimé en seconde et figuré sur l’axe des abscisses 515.

Le signal d’excitation comporte une pluralité de morceaux, ou cycles d’excitation, qui comportent chacun une excitation sinusoïdal 235 et un plateau 240.

Dans cet exemple particulier la durée de chaque morceaux est de 0.0048 secondes environ. Le signal d’excitation 235 présente une composante alternative qui respecte la formule ci-dessous: i = A.sin(2TT.f.t) à chaque début de morceau, la composante alternative est répétée sur une durée inférieure à la durée dudit morceau. Ici la composante alternative est répétée sur une durée correspondant 5/16 de sa période. La période est celle du signal i = A.sin(2TT.f.t) mentionné ci-avant.

Le signal d’excitation est apériodique ce qui génère, au niveau des pointes de mesure, 205 et 210, un signal transitoire.

Le signal transitoire permet de donner accès aux couples perméabilité différentielle et polarisation ou couples (H,μ).

Observons maintenant le signal d’excitation du type de celui présenté en figure 5. La figure 5 représente la courbe 620 de courant i imposé par les pointes d’excitation, 205 et 210, avec en ordonnée 605 l’intensité, exprimée en ampère, en fonction du temps t exprimé en secondes et figurée sur l’axe des abscisses 615. La figure 5 présente une pluralité de morceaux, ou cycles d’excitation, qui comportent chacun une excitation sinusoïdale 235 et un plateau 240.

Le signal d’excitation 235 présente une composante alternative qui respecte la formule ci-dessous: i = A.sin(2TT.f.t)

Dans ce mode de réalisation, la composante alternative d’un morceau est déphasée par rapport à celle du morceau précédent de sorte qu’à chaque début de morceau la composante alternative soit croissante.

La différence de potentiel mesurée aux bornes des pointes de mesure 205, 210 est illustrée en figure 6. On observe la courbe 725 de tension mesurée, avec en ordonnée 710 la tension, exprimée en volt, en fonction du temps t exprimé en seconde et figuré sur l’axe des abscisses 715. L’exploitation de la tension mesurée lors d’un plateau 240 d’intensité, illustré par le pointillé 730 sur la courbe de tension 725, permet de déterminer la perméabilité incrémentale.

De plus, lors du passage d’un palier à l’autre le signal transitoire génère une élévation de la différence de potentiel, illustrée par le pointillé 735 sur la courbe de tension 725. C’est dans ce signal transitoire qu’est contenue l’information qui permettra de déterminer la perméabilité différentielle. L’exploitation du passage d’un palier à l’autre pour déterminer la perméabilité différentielle diffère de l’art antérieur.

Notons que ce signal d’excitation permet de connaître à la fois la perméabilité incrémentale et la perméabilité différentielle pour différents niveaux de polarisation.

Ainsi, dans des modes de réalisation, le procédé 10 permet une détermination de la perméabilité incrémentale pinc à partir de la dérivée de la courbe décrite par un cycle mineur asymétrique généré par le signal d’excitation sinusoïdal durant le plateau 240 de chaque cycle d’excitation.

Dans des modes de réalisation, le procédé 10 permet une détermination de la perméabilité différentielle pdjff, lorsque le signal excitateur permet un régime transitoire et est strictement croissant. Par exemple, le régime transitoire est obtenu entre deux plateaux 240 successifs. Par exemple, les deux plateaux successifs sont tels que lorsque l’on suit l’axe des temps, un premier plateau est suivi d’un deuxième plateau qui présente un niveau supérieur audit premier plateau.

On observe, en figure 7, un dispositif 20 de détermination des propriétés électromagnétiques d'un matériau magnétique 100 selon le procédé 10, comportant deux pointes 205, 210 de mesure et deux pointes 215, 220 excitatrices, un élément de fermeture de flux 225 et un capteur de champ 230.

Dans des modes de réalisation particuliers, le matériau magnétique analysé est une tôle de transformateur, une tôle de machine électrique tournante ou un matériau de câbles de transport.

Dans des modes de réalisation préférentiels le courant de polarisation est imposé dans les pointes excitatrice 215, 200 externes et la différence de potentiel est mesurée aux bornes des pointes internes de mesures 205 et 210.

Les pointes excitatrices 215, 200 sont reliées à une alimentation (non représentée) qui délivre un courant d’intensité prédéterminée.

Les pointes de mesures 205, 210 sont reliées à un moyen de mesure de la tension comme un oscilloscope par exemple. Dans des modes de réalisation un amplificateur est utilisé pour amplifier le signal de tension mesuré aux bornes des pointes de mesure.

Une bobine de polarisation 260 est disposée sur le C ferromagnétique 225 et permet d’imposer un champ de polarisation au matériau 100.

Dans des modes de réalisation, le capteur de champ comporte une pluralité de sondes à effet hall.

On observe, en figure 8, une roue polaire 305 d’une machine électrique tournante 30 ainsi qu’un système de fermeture de flux accompagné d’un dispositif 20 de détermination des propriétés électromagnétiques d'un matériau magnétique.

Une bobine de polarisation 320 est disposée sur une des roues polaires d’une machine électrique, 305 et permet d’imposer un champ de polarisation. Par exemple, la bobine est disposée sur le noyau magnétique de la roue polaire étudiée et sur l’élément de fermeture de flux 310. Par exemple l’élément de fermeture de flux est réalisé par l’autre roue polaire.

Dans des modes de réalisation la roue polaire est munie d’une bobine de rotor et d’un élément de fermeture du flux, ladite bobine de rotor étant traversée par un courant de polarisation pour que l’élément de fermeture de flux puisse générer la polarisation magnétique H1.

Claims (16)

1. REVENDICATIONS

   1. Procédé (10) de détermination des propriétés électromagnétiques d’un matériau magnétique (100), au moyen d’un dispositif comportant deux pointes (205, 210) de mesure et deux pointes (215, 220) excitatrices, et un capteur de champ (230) placé à proximité dudit matériau, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes : - étape 1 : application d’une polarisation magnétique H1 au matériau (100) par un moyen de polarisation, - étape 2 : une imposition (108) d’un signal d’excitation (235) de courant i sur le matériau par l’intermédiaire des deux pointes excitatrices (215, 220), - étape 3 : une mesure (110) du champ H par le capteur de champ (230), - étape 4 : une mesure de la différence de potentiel U par les deux pointes de mesure (205, 210), - étape 5 : une détermination (120) de la perméabilité μ pour une zone de polarisation centrée autour de ladite polarisation magnétique H1, ladite détermination de la perméabilité μ étant réalisée par comparaison de la différence de potentielle U mesurée avec des abaques reliant la différence de potentielle mesurée avec la perméabilité μ et - étape 6 : une modification de la polarisation H1 appliquée et une répétition des étapes 2 à 5 de manière à déterminer ladite perméabilité sur une autre zone de polarisation.
2. 2. Procédé (10) selon la revendication 1, dans lequel la polarisation du matériau (100) à l’étape 1 est réalisée au moyen d’un élément de fermeture de flux (225).
3. 3. Procédé (10) selon l’une des revendications 1 ou 2, qui comporte avant l’étape 1, l’étape suivante : - une étape de désaimantation du matériau (100) à l’aide de l’élément de fermeture de flux (225), ou des deux pointes excitatrices (215,220), en appliquant un champ alternatif de forte amplitude progressivement décroissante jusqu’à zéro.
4. 4. Procédé (10) de détermination selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le signal d’excitation (235) comprend une composante continue K.
5. 5. Procédé (10) de détermination selon la revendication 4, dans lequel ladite composante continue présente une courbe constante par morceaux.
6. 6. Procédé (10) selon l’une des revendications 4 ou 5, dans lequel la polarisation du matériau (100) à l’étape 1 est réalisé au moyen des deux pointes (215, 220) excitatrices par imposition d’un courant d’excitation (235) comportant la composante continue K.
7. 7. Procédé (10) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel le signal d’excitation (235) présente une composante alternative qui respecte la formule ci-dessous: i = A.sin(2TT.f.t) où i est exprimé en ampères, A est une constante sans unité, f est la fréquence exprimée en seconde'1 et t est le temps exprimé en secondes
8. 8. Procédé (10) selon la revendication 7 quand dépendante de la revendication 5, dans lequel à chaque début de morceau, la composante alternative est répétée sur une durée inférieure à la durée dudit morceau.
9. 9. Procédé (10) selon la revendication 8, dans lequel la composante alternative d’un morceau est déphasée par rapport à celle du morceau précédent de sorte qu’à chaque début de morceau la composante alternative soit croissante.
10. 10. Procédé (10) selon l’une des revendications 8 ou 9, dans lequel la composante alternative est répétée sur une durée comprise entre un quart de sa période et 6/16 de sa période.
11. 11. Procédé (10) selon l’une des revendications précédentes, qui comporte une étape de détermination (120) de la courbe B(H) à partir de l’intégration de ladite perméabilité.
12. 12. Procédé (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel l’élément de fermeture de flux (225) est un C ferromagnétique.
13. 13. Dispositif (20) de détermination des propriétés électromagnétiques d'un matériau magnétique (100) selon le procédé (10) décrit dans l’une quelconque des revendications précédentes, comportant deux pointes (205, 210) de mesure et deux pointes (215, 220) excitatrices, un élément de fermeture de flux (225) et un capteur de champ (230).
14. 14. Dispositif (20) de détermination des propriétés électromagnétiques d'un matériau magnétique (100), selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le capteur de champ comporte une pluralité de sondes à effet hall.
15. 15. Roue polaire d’une machine électrique tournante (30) qui comporte en outre un dispositif (20) de détermination des propriétés électromagnétiques d'un matériau magnétique, selon la revendication 13 ou 14.
16. 16. Roue polaire selon la revendication précédente, dans lequel la roue polaire est munie d’une bobine de rotor et est au contact de l’élément de fermeture du flux, ladite bobine de rotor étant traversée par un courant de polarisation pour que l’élément de fermeture de flux puisse générer la polarisation magnétique H1.