軸方向磁場永久磁石風車における複合材料の応用
低速直接駆動風力エネルギーシステムで使用されるラジアル磁場永久磁石同期発電機は、大きな内径、大きなローターサイズおよび慣性モーメントを有する平らな大型ディスクである。 これは風の変動による起電力の変動を抑制するのに有利であるが、それはまたモータ制御により高い要求を課す。 さらに、直接駆動永久磁石同期発電機は、一般に、従来の発電機よりも高品質で経済的である。 ビジネスで競争力を高めるためには、低速大口径発電機のコスト、電力密度、および効率を最適化する必要があります。
モータの極数が十分であり、外径に対する軸方向長さの比が十分に小さい場合、軸方向界磁モータは、従来のラジアル界磁モータよりもトルクおよび出力密度においてより大きな利点を有することがよく知られている。 軸方向磁場永久磁石モータはまた、小さな慣性モーメントおよびステータ巻線の良好な熱放散状態という利点を有し、また、出力電力を改善するために複数の固定子および複数の回転子を有するマルチエアギャップ構造とすることもできる。 したがって、軸方向永久磁石同期発電機は直接駆動風力エネルギー変換の用途に適している。
軸方向磁束機の主な欠点は、ステータコアの製造に関連している。 ステータコアは、珪素鋼板帯を巻回した後、溝加工または溝付き珪素鋼板帯を巻回することにより形成される。 溝加工中に、積層体間の短絡問題が発生し、積層体の積層を行う際に、予め穿孔された溝を整列させることが困難であるという問題がある。 圧縮軟磁性複合材料（以下、ｓＭｃと称する）材料で作られたコアは、上記の問題に対する解決策を提供する。
最近、ｓＭｃ材料の低周波数特性の改善により、モータ設計用途に広範な関心が寄せられている。 ｓＭｃ材料および粉末冶金押出し法の独特の利点は、それが複雑な構造を容易に形成することを可能にし、従来のスロット付き積層ステータコア製造のいくつかの欠点を克服することである。 珪素鋼板積層コアモータでは、平面磁気回路において良好な磁気特性が得られ、それは二次元磁気回路を生成し、それは設計の可能性を制限する。 ｓＭｃ材料内に絶縁された鉄粒子は等方性磁気特性を生み出すことができる。 したがって、磁極アセンブリの設計において三次元磁気回路を得ることができ、それはモータ設計者に新しい設計方法を提供する。
