産業用電気モーター市場は急速に成長しており、2020 年までにその規模は 1,500 億ドルに達すると予想されています。
この業界で競争力を維持するには、高効率モーターの設計と製造を最適化することが重要です。
このブログ投稿では、産業用電気モーターの最新の生産トレンドと、ビジネスに合わせて高効率モーターを最適化する方法について説明します。
詳細については続報をお待ちください！
東春モーター は中国の電動モーターの専門メーカーです。
次のように単相および三相モーターの両方を供給します。
単相モーター ：YC、YCLは鋳鉄ボディ、ML、MYモータはアルミボディ
三相モーター ：IE1、IE2、IE3モーター（鋳鉄ボディ、アルミボディ兼用）
ブレーキモーター：DCブレーキモーターとACブレーキモーター
オートバイ用VFDr ：周波数可変駆動モーター。
専門的なご注文をご希望の場合は、お気軽にお問い合わせください。
東春モーターは、輸送、インフラ、建設などのさまざまな産業で使用される幅広い電動モーターを取り揃えています。
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導入
近年、パワーエレクトロニクス、コンピュータ技術、制御理論の発展により、産業用電動機の世界市場は大きく成長しています。
希土類永久磁石材料や磁性複合材料の登場により、さまざまな新しい高効率・特殊モータが次々と登場しています。
国際社会が省エネルギー、環境保護、持続可能な開発の重要性をますます高めるにつれ、高効率モーターの生産が世界の産業用モーターの発展方向となっています。
世界的なエネルギー消費削減の観点から、世界の産業用モーター製造産業の発展加速をさらに促進するために、高効率および省エネ政策が導入されています。
インテリジェンスと省エネに向けた自動車産業の変革
現在、一般の低圧電動機の技術は比較的成熟していますが、高出力高圧電動機、特殊環境用電動機、超高効率電動機の分野では技術的な限界はまだあります。
世界のモーター市場の総合的な発展傾向は主に次の点に現れています。
業界はインテリジェンスと統合に向けて発展しています。
伝統的なモーター製造は、高度なエレクトロニクス技術とインテリジェント制御技術の融合を実現しました。
中小型モーターシステムの産業利用の将来は、インテリジェント制御技術の継続的な開発、最適化により、モーターシステムの制御、センシング、駆動などの統合設計と製造の機能を実現し、電気モーターシステムの開発トレンドです。自動車産業。
電動機製造から差別化・専門化・高効率・省エネルギー化へ
電動モーター製品は、エネルギー、輸送、石油、化学工業、冶金、鉱業、建設などのさまざまな分野で広く使用されています。
世界経済の深化と科学技術レベルの継続的な向上に伴い、これまで同じ種類のモーターが異なる性質や異なる場面で同時に使用されていた状況は打破され、電動モーターは製品はプロフェッショナリズム、差別化、専門化の方向に向かって徐々に発展しています。
近年、地球環境保護政策では、電動機とその制御システムの効率を向上させるという明確な政策方向性が示されています。したがって、電動機業界は、既存の生産設備の省エネ変革を加速し、高効率のグリーン生産プロセスを推進し、新世代の省エネ電動機、電動機システムと制御製品、試験装置を開発し、技術的改善を行う必要がある。電動機およびシステムの標準システムを確立し、電動機およびシステム製品のコア競争力の向上に努めます。
エネルギー効率の高い電気モーターの最適化された設計と材料選択
エネルギー効率の高い電気モーターは、高品質の材料と最適化された設計を使用して、より高い効率を実現します。
たとえば、ローターのアルミニウム含有量が高くなると、ステーターのスロット充填率が高くなり、抵抗損失が低くなります。
最適化されたローター構造とローターとステーターのエアギャップにより、漂遊負荷損失が低減されます。
改良された冷却ファン設計により、電気モーター冷却のための風抵抗損失が最小限に抑えられ、ロータコアとステータコアには高品質でより薄いスチールスタックが使用され、磁化損失が大幅に削減されます。
ステーターとローターの積層のサイズと、それらに使用される鋼の品質を最適化します。
ヒステリシス損失と渦電流損失を合わせてコア損失と呼び、全損失の約 20% が渦電流とコアの飽和によって引き起こされます。
積層内で発生する渦電流は磁場の変化に応じて移動し、その結果、重大な電力損失が発生します。
積層ステータコアは渦電流損失を低減し、鉄の質量、抵抗率、密度、厚さ、周波数、磁束密度に基づいて、より多くの積層数で渦電流損失を最小限に抑えることができます。
磁束が常に変化すると、磁気回路にヒステリシス損失が発生します。
電気モーターで使用される負荷材料のほとんどはステーターおよびローターコアに使用される鋼であり、積層の厚さを減らすことで磁束密度と鉄損が最小限に抑えられます。
ヒステリシス損失は、積層用のより良いグレードの鋼を焼きなましして結晶粒構造を変化させて磁化を容易にすることによって低減できます。
渦電流損失はシリコン含有鋼の抵抗率を高めることで減少しますが、シリコン含有量は鋼の硬度を高めるため、スタンピング中の金型の摩耗を増加させます。
スタンピング中に損傷した鋼の結晶は、影響を受けたボリュームの磁気品質を大幅に低下させます。
アニーリングによりスタックが平坦になり、スタンピングプロセス中に損傷した結晶が再結晶化するため、スタック内に薄いシートの厚さが広がります。
浸漬浴プロセスを使用したステータの積層
固定子に含浸させることにより、化学物質や過酷な環境の影響に対する固定子巻線の電気絶縁が強化され、熱放散が強化されます。
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステルなどの熱硬化性プラスチックがステーターの含浸に使用されます。
浸漬とは、最適な浸透と保護を確保するために、ステーターを樹脂に長時間浸漬することです。
別の含浸方法は真空圧として知られており、最初に真空にしたタンクを使用し、次に加圧してステーターを貫通させます。
電気巻線からエアポケットを除去することで、巻線の熱伝導率が向上します。
ステータータンクの設計を最適化し、挿入可能な銅の量を最大化します。
スロット充填率は、固定子巻線の質量にある程度影響します。
スロット充填率が低いと総損失の 60% が発生するため、総損失を減らすには、固定子巻線の質量を大きくして抵抗を減らす必要があります。
標準効率モーターと比較して、高効率電気モーターには 20% 以上の余分な銅が含まれており、ステーターの絶縁巻線は鋼板のスロットに配置されています。
断面積は、電気モーターの定格出力を満たすのに十分な大きさでなければなりません。一般に、誘導モーターは開放型または半密閉型の固定子スロットを使用します。
半密閉型スロットでは、スロット開口部がスロット幅よりもはるかに小さいため、オープン スロットに比べて巻線が難しくなり、製造に時間がかかります。
固定子スロットの数は重量、コスト、動作特性に影響するため、設計段階で選択する必要があります。
電動モアスロットの利点は、漏れ抵抗の低減、歯の脈動損失の低減、および過負荷容量の向上です。固定子スロットを電気的に増やすことの欠点は、コストの増加、重量の増加、磁化電流の増加、鉄損の増加、冷却不良、温度上昇の増加、効率の低下です。
高品質純アルミニウムを使用したローターダイカスト
カスタム設計のローターにより、始動トルクが最大化され、導体抵抗が低減され、効率が向上します。
ほとんどの誘導電動機の回転子はかご型設計です。堅牢でシンプルで安価ですが、始動トルクが低くなります。
銅ローターは効率を向上させますが、製造が難しく高価です。
ローターとステーター間の最適なエアギャップ
エアギャップは、標準的なラジアル電気モーターのモーターのローターとステーターの間の半径方向の距離です。
設計の効率を向上させるには、最適なエアギャップを維持する必要があります。
エアギャップの寸法は、ステーター、ローター、電気モーターのハウジング、ベアリングの設計に関係します。
これらはすべて、ステーター シャフトとローター シャフトの正確な位置合わせに影響します。
高性能電磁エナメル線を使用
磁石またはエナメル線は、完全に焼きなましされ、1 つまたは複数の絶縁層でコーティングされた、電解精製された銅またはアルミニウム線です。
例えば、合計12層の絶縁層を有する電線が使用されます。一般的な絶縁フィルムは、温度範囲が上がるにつれて増加しますが、最大 250°C までのポリエチレン、ポリウレタン、ポリエステル、およびポリイミドです。
より太い長方形または正方形のマグネット ワイヤは、より多くの銅を使用して高温ポリイミドまたはグラスファイバー テープで包まれ、より大きな導体バーと導体により固定子と回転子の巻線の断面積が増加するため、巻線抵抗が減少し、電流による損失が減少します。また、高効率の電気モーターの固定子巻線には通常 20% 多い銅が含まれています。
電気モーターは多くの部品で構成されており、各部品は異なる構造的および機能的特性を備えており、その結果モーター システム内で異なる機能が得られ、各部品は機能的な利点と欠点を備えており、最終的にモーターの入力性能に影響を与えます。
電動モーターの各コンポーネントの性能を最適化することで、最終的に電動モーターの性能が最適化されます。
結論
At present, the electric motor manufacturing industry is gradually changing from "big and complete" to "specialization and intensification" to cope with the globalized market competition.
将来的には、低炭素環境保護政策により、産業用モーターはグリーンエネルギー節約に向けて本格的に開発されるでしょう。
東春モーターは高効率モーターに注力する中国の電動モーターメーカーです。
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