モーター製造業：モーターのコア材は薄ければ薄いほど良い？
最初に明確にしておくべきことは、すべてのアプリケーションに最適な (または使用可能な) 単一の材料はなく、コスト、重量、サイズ、およびその他の要因の間でトレードオフを行う必要があるということです。 また、製作後の積層工程も設計コアの性能に大きな影響を与えます。 材料選択の基準には、コスト、透磁率、電磁損失、および飽和磁束密度が含まれます。 透磁率とコア損失は磁束反転周波数 (ヘルツ単位) と磁束密度によって変化し、一部のアプリケーションではヒステリシス曲線の形状が重要になります。 利用可能なすべての材料は、これらの特性の 1 つまたは複数に対して最適化されており、その他の特性は完全ではありません。
モーターに適切な鋼を選択する際には、いくつかの要因を考慮する必要があります。
現在、モーター コアに最も一般的に使用されている材料は冷間圧延された積層鋼であり、量産用途向けの最も低コストの材料であり、プレス加工が容易で工具の摩耗が少ないため、完成した積層のコストを削減できます。 より高いコア損失 (DC ポール ピース、低デューティ サイクルなど) と低コストの最終機器が許容されるアプリケーションでは、炭素鋼を検討する必要がありますが、もちろん、この材料の磁気的および機械的特性がより決定的な要因の 1 つです。 材料が薄いほど、高周波渦電流損失が低くなり、モーターの効率が高くなります。 これは、消費電力が低いことを意味し、同じ電力容量レベルでより広い伝送距離範囲を実現します。 以下の電力式によると、最適な材料の厚さはできるだけ薄いことです。
シートの薄さ、生産時間の延長、スループットの低下
固定子の外径が 250 mm、スタックの高さが 120 mm のモーターを例にとると、シートの厚さが薄くなるほど、必要な全高を達成するために必要な積層数が増えます。 プレス速度は、シートの厚さに応じて、220 ストローク/分 (0.25 mm 厚のシートの場合) から 250 ストローク/分 (0.35 mm の場合) の間で変化します。 スクラップ、ダウンタイム、システムの可用性を考慮すると、スループットは 1 時間あたり 32 スタック (0.35 mm) から 19 スタック (0.25 mm) の間であり、これはパンチ時間の 1.7- 倍の増加を意味します。
効率の最大化を検討するが、アプリケーションに依存しない
強力な電気モーターは、多数の等級の鋼で製造できます。純粋な電気操作用の駆動モーターを選択する場合、主な問題は、高品質でより薄く、したがってより高価な電気鋼を使用することで、どれだけ節約できるかということです。 効率の比較的小さな違いでさえ、バッテリーの航続距離に影響を与え、必要な (非常に高価な) バッテリー容量に影響を与える可能性があります。
電気機械がマイルド ハイブリッド車の内燃エンジンをサポートするためにのみ使用される場合、または車両が短距離または中距離で純粋に電気的に動作することを意図している場合 (ハイブリッドまたはプラグイン ハイブリッドのように)、パフォーマンス曲線はそれほど厳しくありません。車両）。 エンジンを節約する材料に加えて、必要なバッテリー容量も大幅に削減されます。そのため、0.3 ～ 0.35 mm の厚さの範囲でモーターの効率を下げることが理にかなっています。
さらに、非常に薄いコア鋼は、高速モーター、特に固定子の効率を向上させることができますが、回転子では、より薄い厚さではなく、非常に高い強度、全面接着などの特殊な接合プロセスを達成する必要があることがよくあります。同時に、ローターの設計も効率にプラスの効果をもたらします。
結論は
薄いことが常に良いとは限りません。コア鋼の使用は、機械加工性、コスト、適用分野、効率、およびモーター設計のその他の技術的要因の全体的な観点から非常に異なった見方をする必要があります。鋼のさまざまな厚さ。
ローターまたはステーターのラミネーションに使用される材料の選択方法は、モーターの設計に根本的かつ広範な影響を与えます。コアの材料は、出力、熱増加、重量、およびコストなどの特性に影響を与えます (ここでは「モーター」という用語は大まかに使用されています)。ジェネレーター、タコメーター、リゾルバー、オルタネーターなどを含む)。 この材料の選択を掘り下げるのに時間がかかる工学学校はほとんどなく、さまざまな材料が複数のサプライヤーから提供されているため、それらすべての概要を 1 か所で見つけるのは困難な場合があります。
