No.57「モータ適用「鉄心」の加工の影響等の評価・最適化技術」

No.57 小特集:モータ特集 材料の評価・解析
モータ適用「鉄心」の加工の影響等の評価・最適化技術 ~モータ加工プロセスの磁気特性への影響~
Influence of Motor Processing on Magnetic Properties

なぜいまこれが?

電気自動車(EV)開発の加速化にともない、モータに対する高性能化・高効率化への要求がますます強くなっています。特にモータコアに使用されている電磁鋼板はモータ製造過程(打ち抜き、カシメ、溶接、接着、巻線、圧入、焼嵌め等)において磁気特性が劣化することが知られています。従来、製造工程ごとのモータコアへの磁気特性への影響を把握することは技術的に困難でした。当社では「高応力下磁気測定技術」、「磁気特性可視化技術」等の開発により、材料およびモータコアにおける各加工プロセスの磁気特性への影響を実測することを可能にしました。

これがポイント!

マルチスリット型の座屈防止面圧機構を備えた応力磁気測定枠を新たに開発することで、最大300MPaまでの高応力下磁気測定ができます(図1)。従来技術では評価が難しい、高応力下における磁気劣化挙動が分かります(図2)。

図1 高応力磁気測定枠
図1 高応力磁気測定枠
図2 磁束密度の応力変化
図2 磁束密度の応力変化

小型磁気センサを用いることにより、モータコアにおける磁気特性の可視化が可能です。図3に示すモデルモータに対して、鋼板内部の磁束密度を探針で、鋼板表面の磁界強度をHコイルで測定することにより磁気特性分布を得ることが可能です。図4にロータ回転時のステータコア磁束密度分布例を示します。溶接部付近において磁束密度の低下が実測されています。これは溶接による圧縮応力場を考慮した電磁界解析結果でも同様の傾向が確認されていることから、溶接部付近では圧縮応力場による透磁率の劣化が生じていることが実測により確認されました。

図3 磁気特性可視化装置
図3 磁気特性可視化装置
図4 ステータコア磁束密度分布
図4 ステータコア磁束密度分布

当社では、モータ加工プロセスの磁気特性への影響を実測により評価することが可能です。ご興味のある方は、お気軽にご相談ください。

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JFEテクノリサーチ株式会社 営業本部