Pour que le moteur à flux axial atteigne une vitesse élevée, la résistance structurelle est un obstacle, mais une fois celle-ci franchie, il en reste un autre, plus caché : l'équilibrage dynamique. Le rotor à disque a un diamètre important et tourne à grande vitesse ; la moindre excentricité de masse se transforme, lors de la rotation rapide, en une fluctuation sensible de la force centrifuge, qui se traduit finalement par des vibrations et du bruit.
Schéma de la structure du moteur à flux axial Axial Flux Motor Structure Schematic
L'équilibrage dynamique regarde la quantité de déséquilibre résiduel : l'excentricité de masse qui subsiste sur le rotor une fois celui-ci en rotation. Dans le secteur, on l'encadre généralement par le degré d'équilibrage : plus le degré est strict, plus la valeur résiduelle admise est faible et plus les exigences de procédé et de contrôle sont élevées. Avec sa structure plate et sa répartition d'inertie particulière, l'équilibrage du disque doit souvent choisir entre le mode à un plan et le mode à deux plans.
Diagramme comparatif des modes d'équilibrage à un plan et à deux plans Single-side vs Double-side Balancing Comparison Diagram
En pratique, la correction se réduit à deux voies : ajouter une masselotte ou enlever de la matière. Ajouter une masselotte signifie ajouter de la masse du côté léger ; enlever de la matière signifie retirer de la matière du côté lourd. Le rotor à disque combine généralement des aimants et un fer arrière, et il est souvent enveloppé de fibre de carbone ou d'une chemise : où ajouter et où retirer doit éviter les zones critiques du circuit magnétique et de la résistance, sinon, en équilibrant d'un côté, on crée un problème de l'autre. Cette opération est directement liée au comportement de la machine. Si l'équilibrage est insuffisant, la vibration se transmet par l'arbre et le carter : non seulement elle est bruyante, mais elle accélère aussi l'usure des roulements ; et pour un entrefer déjà sensible, une augmentation du faux-rond radial du rotor peut encore entraîner un déséquilibre de la force magnétique, créant un cercle vicieux.
Schéma de la réaction en chaîne due à une défaillance d'équilibrage Balance Failure Chain Reaction Schematic
Lors de l'assemblage des rotors à haute vitesse, Jiuju intègre l'équilibrage dynamique dans l'opération plutôt que d'y remédier après coup. On maîtrise d'abord la concentricité et le faux-rond frontal de chaque pièce, puis on équilibre au niveau du rotor complet, ce qui épargne beaucoup par rapport à attendre la fin de l'assemblage pour découvrir les vibrations et devoir reprendre. L'équilibrage dynamique et la résistance structurelle sont deux lignes distinctes : l'une gère le risque de désagrégation, l'autre la stabilité de rotation. Ce n'est que lorsque les deux sont franchies que le moteur à disque à haute vitesse tient véritablement debout.
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