技術情報

高性能ブラシレスモータ

Technical

2003年6月に山形県より経営革新計画として認定されました、当社の高性能ブラシレスモータの開発事業において、 解析技術やマグネット技術を用いることにより現在下記のような成果が出ています。

DCモータの特性

Advantage

トルクカーブについて

DCモータは、左図のようにトルクと回転数が直線的な関係です。
負荷トルクが大きくなった場合、回転数は下がりますが起動トルク付近まで回転する特徴があります。
DCモータは、効率の良いところで使用すれば長時間性能を満足できます。しかし、過負荷状態が連続で続くような場合は故障の原因になりますので、あらかじめ保護対策を施す必要があります。

特性と選定方法|DCモータの特性|トルクカーブについて

電圧の変動について

DCモータは、左図のようにトルクと回転数が直線的な関係です。
負荷トルクが大きくなった場合、回転数は下がりますが起動トルク付近まで回転する特徴があります。
DCモータは、効率の良いところで使用すれば長時間性能を満足できます。しかし、過負荷状態が連続で続くような場合は故障の原因になりますので、あらかじめ保護対策を施す必要があります。

特性と選定方法|DCモータの特性|電圧の変動について

電気ノイズ対策

ブラシ付きのモータは電気ノイズを発生します。
ノイズは、モータから放射状に発生するものやリード線を伝わるものなどがあります。
モータの周辺回路に影響を及ぼさないように対策を施すことが大切です。
当社では最適なノイズ対策をご提案いたします。

寿命対策

ブラシ付きのモータは、ブラシの寿命がモータの寿命となります。
ブラシ材質変更やその他の対策により、モータの寿命をある程度延ばすことが可能です。
詳しくは、お問合せください。

ACモータの特性

Advantage

トルクカーブについて

①同期回転数
モータの極数と電源周波数で決まる固有のものです。

②無負荷回転数
インダクションモータの場合、負荷がかかっていない時の回転数は、同期回転数よりも必ず少し低い値となります。

③起動トルク(始動トルク)
モータが起動する瞬間に出すトルクで、負荷トルクがこのトルクより大きい場合はモータは回りません。

④停止トルク(最大トルク)
モーターが出しうる最大のトルクで、このトルク以上の負荷がかかればモータは停止します。

⑤定格回転数、⑥定格トルク
モータを使用する上で、最も望ましい回転数とトルクです。左図のようにモータのトルクカーブと負荷のトルクカーブの交点をこのポイントに一致させる事が最も望ましい設計になります。

特性と選定方法|ACモータの特性|トルクカーブについて

温度上昇について

モータの使用限度は温度によって制限されます。一般にモータで最も温度上昇するのは巻線部です。
当社製モータの標準絶縁階級はE種(許容最高温度:120℃)で、115℃以下になるように設計しています。

モータの温度上昇(deg) = 115℃ - 使用周囲温度(℃)

過熱保護装置について

モータに過負荷がかかったり、周囲温度が設計値以上に上昇したり、または何らかの原因で入力が増加すると、モータの温度は急激に上昇します。 このまま放置しておくとモータ内部の絶縁が劣化し、はなはだしい場合は巻線を焼損させ、火災の原因にもなりかねません。 このような異常現象からモータを保護する為に、次のような過熱保護装置を備えます。

(1)温度ヒューズ
巻線の温度が設定値以上になったら、温度ヒューズ内部の感温素子が作動し、回路を遮断するもので、復帰はしません。 通常、許容最高温度より少し高い温度に設定します。

(2)サーマルプロテクタ
巻線の温度が設定値異常になったら、プロテクタ内部のバイメタル方式の接点が作動し、回路を遮断します。 その後、モータの温度が下がると自動的に再スタートします。通常、許容最高温度以内に設定します。

(3)インピーダンスプロテクタ
モータの巻線部分のインピーダンスを大きくし、モータが拘束されても、温度上昇が許容最高温度異常にならないように設計されたモータを言います。

JMAGによる電磁界解析

Technical

当社では、モータの開発設計に、モータ解析では業界標準のシミュレーションソフトウェア JMAG-Designerを使用しております。コンピュータ上でモータの各種特性をシミュレーションする事で、最適な部品材質や形状、レイアウトを効率的に決定する事ができます。これにより、短時間でのモータ試作開発を実施する事が可能です。

特性シミュレーション

モータ形状、材質データ、駆動条件、巻線仕様などを入力するだけで、瞬時にモータ特性を算出する事ができます。

JMAGによる電磁界解析|特性シミュレーション

熱解析シミュレーション

モータから発生する損失熱は勿論、放熱板などの各部品の温度変化が解析できますので、最適な熱設計を効率よく行う事ができます。

熱解析シミュレーション
熱解析シミュレーション

コイルからの熱伝導が確認できます。

各部品の温度がどのように変化するのかがわかります。

鉄損解析

モータの高効率を追求するのには欠かせない鉄損解析を行う事ができます。材料の非線形磁化特性や微細な形状を考慮し、モータ各部における磁束密度の分布と時間変化を精密に知ることにより、モータの軽量化・小型化を実現します。

技術情報|JMAGによる電磁界解析|鉄損解析
技術情報|JMAGによる電磁界解析|鉄損解析

ステータコアの磁束密度分布です。

測定点ごとに磁束密度波形を知る事ができます。

マグネット技術

Technical

モータの高性能化を目指す上で、重要な部品の一つであるマグネットローターを、試作段階において自社で着磁を行うことにより、 モータに適する着磁パターンを求めコギングや脈動トルクを低減させることにより高性能化を目指しています。

着磁

マグネットローターの着磁を自社で行うことにより、試作時間の大幅な短縮を可能としました。 また、自社で行うことで様々な着磁パターンを短期間で試すことが可能となり、モータの性能向上に活用できます。

技術情報|マグネット技術|着磁

表面磁束密度計測システム

着磁したマグネットローターの磁束密度・着磁パターンを計測するのに本システムを使用し計測・評価します。

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評価結果例

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Inqury

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ご要望の仕様・特性で小ロットから設計製作しておりますので、お気軽にお問い合わせください。


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