No.51「【最新技術紹介】磁気特性の評価技術（７）」

モータのエアギャップ（回転子と固定子の空隙）における磁束密度はモータ性能と深く関連しています。特に埋込磁石同期モータ（IPM）はロータ外周部が透磁率の高い材料でできているため、磁気吸引力が大きくなり、振動や騒音が発生しやすいことが知られています。また、表面磁石同期モータ（SPM）と比べ、IPMはエアギャップ中の磁束密度分布にひずみ（高調波）を多く含みます。この磁束密度分布のひずみはモータのコギングトルクやトルクリップルを増加させ、振動・騒音の要因にもなります。そこで低振動・低騒音化の手段として、ステータおよびロータ形状を工夫し、磁束密度分布のひずみを抑制する最適設計がなされています。しかし、実用品モータでは設計・解析において再現困難な応力の影響が含まれており、エアギャップ中の磁束密度を実測することが重要となってきます。

モータエアギャップ中の磁束密度評価技術

当社におけるモータエアギャップ中の磁束密度評価は、写真1に示すような磁束検出コイル（薄いフレキシブル基板上に探りコイルを配置）をモータエアギャップに設置して測定します（写真2）。図1、2はロータ外部駆動（SPM）によるエアギャップ中の誘起電圧波形および磁束密度波形です。磁束密度波形は比較的正弦波ですが、わずかに歪みが確認できます。