近年、地球環境はますます厳しくなり、モータの高効率化とモータ損失の低減が求められています。 さらに、新しいモバイル技術の台頭により、モーターの使用環境や仕様要件も変化し、モーターの小型化、高出力化が求められています。 これらの要求を満たすためにはモーターの回転数を高めることが解決策となり、小型モーターでも回転数を高めることで出力を高めることができます。 しかし、回転数が高くなるとモータコアの鉄損が急激に増加し、効率が低下します。
モータコアは無方向性電磁鋼板が一般的で、板厚は｛{1}｝.5mm、｛{3}｝.35mmが標準です。 モーターの高速回転には鉄心の磁界の高周波が関係しており、周波数が高くなると電磁鋼板の鉄損が増加するため、この材料が選択されました。 これは主に渦電流損失によるものです。 エディの最近の損失は、周波数、磁束密度、板厚の二乗で表すことができます。
周波数による鉄損の増加を抑えるために、非磁性体の高い飽和磁束密度などの特性を維持しながら、周波数に対する渦電流損の増加を大幅に低減できる極薄の電磁鋼板が開発されてきました。方向性電磁鋼板。 極薄電磁鋼板は、既存の無方向性電磁鋼板を再圧延して製造されると報告されている。 この極薄電磁鋼板の開発は、小型高速電動機などの分野での活躍が期待されています。
しかし、幅広の極薄電磁鋼板の製造には依然として困難があり、大型モーターコアの製造に極薄電磁鋼板をいかに有効活用するかが課題となっている。 このため、幅が狭くても大型モーターコアの目標を達成できる、「巻回積層コア」と呼ばれる極薄の電磁鋼板コイルコアが開発されました。 このタイプの鉄心は板厚が0.08mmと非常に薄く、コイル状に加工することができます。 巻数を増やすことでラジアル方向の大型化が可能です。
一般に「巻鉄心」とは既存の電磁鋼板を巻回して作製した鉄心を指し、「巻回積層鉄心」とは板厚の薄い極薄電磁鋼帯を巻回して作製した鉄心を指します。 極薄の電磁鋼帯を絶縁被覆して巻くことにより層間絶縁を保つタイプのコアです。
現在、より薄いアモルファス材料で鉄心を巻く方法が開発されているが、アモルファス材料自体に絶縁被膜がないため、鉄心の層間絶縁性能を維持することができない。 これに対し、巻回積層鉄心は極薄の電磁鋼帯を絶縁被覆して巻回するため、層間絶縁が保たれます。
日本の芸術科学大学の若林大介氏らの研究者は、巻線積層コアと従来の積層コアの構造を比較することで、コア構造によって引き起こされる変化を研究した。 同時に、厚さの異なる極薄電磁鋼帯を巻回した積層鉄心を評価し、鉄損をさらに低減するための最適な板厚や製造条件を検討しました。
新開発の極薄電磁鋼帯からなる巻積層鉄心は、従来の積層鉄心と同等の磁気特性を有すると考えられる。 巻線数を増やすことで径方向の大型化が可能となり、高速回転電機の損失低減と小型化に貢献します。
GO 電磁鋼板
そのため、異なるサイズの鉄心を用意することができ、極薄電磁鋼板の有効活用の範囲がさらに広がります。 特に板厚0.08mmの積層コアは、50Hz～1kHzの周波数範囲において低鉄損、高透磁率の特性を維持することができ、ヒステリシス損の低減や低鉄損化に最適なコア材です。渦電流損失。
1kHzを超える周波数領域では、渦電流損失が増加するため、0.05mmの材料選択が検討されます。 研究者らは、極薄の電磁鋼帯からなる積層鉄心をモーターの固定子の形状に加工し、固定子の特性やモーター用途への影響をさらに明らかにする予定だとしている。
