국제 고효율 표준 IE5 레벨을 달성하는 비정질 모터

96%의 운동 효율을 달성하기위한 재료 평가 및 설계 기술 개발

 손오공 토토사이트, Ltd. (Executive and COO : Higashihara Toshiaki / Healinafter, 손오공 토토사이트) 및 손오공 토토사이트 Industrial Systems Inc. (대통령 및 COO : Aoki Yukazu / Highinafter, 손오공 토토사이트 Industrial)는 최근 산업 모터에 대한 최고 수준의 국제 고효율 표준을 공동으로 설립했습니다.*1달성하는 무정형 모터*2개발되었습니다. 이것은 비정질 모터의 코어에 사용되는 비정질 금속입니다.*3의 고정밀 평가 기술 및 최적의 설계 기술의 개발을 통해 달성되었습니다. 이 기술을 사용하여 프로토 타입으로 만든 11kW 비정질 모터는 기존의 체격보다 낮으며 이전 IE4*4우리는 클래스 모터의 손실을 30% 감소시켜 96% 고효율을 달성 할 수 있음을 확인했습니다. 앞으로 우리는 2015 년에 IT를 상용화하기 위해 기술을 개발하고 산업 펌프 및 팬 응용 프로그램을 위해 판매 할 계획입니다.
    이 기술의 일부는 새로운 에너지 및 산업 기술 개발 조직 (NEDO)의 "희귀 금속의 대체 및 감소를위한 실질적인 개발 프로젝트"에 의해 지원되었으며 실제 개발 프로세스 중에 추가 전력 감소 요청의 요구에 따라 개발되었습니다.

  최근에는 지구 온난화와 같은 환경 문제에 대한 사회적 관심이 높아짐에 따라 전기 장비의 효율성을 높이고 에너지 소비를 억제하는 기술이 주목을 끌고 있습니다. 모터와 관련하여 미국은 2010 년 이후 IE3 이상의 모터에 대한 의무를 시작했으며 2015 년 일본에서도 유사한 규정이 시작되었으므로 에너지 절약 측면에서 산업 장비 및 기타 영역의 고효율 모터 교체가 증가하고 있습니다. 이러한 맥락에서, 손오공 토토사이트와 손오공 토토사이트 Industrial Motors는 2008 년 Axial Gap Motors의 기본 기술을 개발하여 철제 코어에서 비정질 금속을 사용하여 모터의 효율을 높이고 대용량의 생산을 촉진하고, 효율성을 높이고, 시리즈 기반 모델을 촉진하고 있습니다. 2012 년에는 11kW 비정질 모터의 프로토 타입을 성공적으로 생산하여 IE4와 호환되는 약 93%의 에너지 효율을 달성합니다.

  이번에는 손오공 토토사이트와 손오공 토토사이트 Industrial Motors가 개발 한 중간 용량 클래스 11kW 비정질 모터는 이전 체격보다 낮으며, 그 구조에 큰 변화가 없어 최고 수준의 효율성 지침 인 IE5를 달성하지 못했습니다.
  손오공 토토사이트와 손오공 토토사이트 Industrial Motors는 변압기를 통해 재배 한 비정질 금속과 관련된 가공 노하우를 가지고 있습니다. 비정질 금속은 처리하기가 어렵고 모터의 철 코어로 가공 될 때 재료의 자기 특성을 크게 변화시키는 특성을 갖기 때문에 모터의 효율을 높이려면 사용 방식에 독창성이 필요했습니다. 따라서, 비정질 금속 재료의 특성을 완전히 제공하는 적절한 설계를 만들어 모터의 효율을 크게 향상시킬 수있게되었습니다.

  이번에 개발 된 기술의 특징은 다음과 같습니다.

개발 기술의 세부 사항

(1) 비정질 금속 철 코어 평가를위한 자기 특성화 기술

비정질 금속은 기존 모터에 사용되는 전자기 강판보다 약 1/10의 손실 손실이 상당히 낮은 재료이지만, 모터의 고정자 코어로 사용될 때는 분해 저항성을 가공하고 있습니다.*5문제입니다. 처리 분해는 코어가 처리 될 때 잔류 응력으로 인해 자화 및 철 손실 특성이 크게 악화되거나 고정 될 때 응력 상태가 있지만, 비정질 금속이 실제 고정기 코어에 적용될 때 기존 방법에 사용 된 방법이 정확하게 파악되지 않았 음을 의미합니다. 이번에는 철 코어 표면에 매우 소형 자기 센서가 있습니다.*6를 정렬함으로써, 우리는 내부 자기 플럭스 흐름을 측정하기위한 실제적인 사용 방법을 성공적으로 입력했으며, 지금까지 측정 할 수 없었습니다. 기존의 방법에서, 비정질 금속의 손실 측정 오차는 손실의 2-5 배였으며 실제 조건을 정확하게 파악할 수 없었습니다. 그러나이 방법은 측정 오차가 ± 5%이내에 정확도가 크게 향상되어 측정 오차가 크게 개선 될 수 있음을 확인했습니다.

(2) IE5 효율 클래스 모터의 프로토 타입 및 평가

  지금까지 배양 된 다양한 3D 유한 요소 분석 기술*7투과성 방법 외에*8를 사용하여 고속 고정밀 모터 설계 방법을 개발함으로써, 우리는 이제 전기 특성에서 이전 고속의 1/10 이상에서 열 계산에 이르기까지 특성을 예측할 수 있었고 이전과 같이 두 배 이상의 정확한 것으로 예측할 수있었습니다. 또한, 재료 특성에서 비정질 금속의 자기 특성을 반영하고 대규모 매개 변수 조사를 사용하여 철 코어 형상을 최적화하여 이전보다 더 높은 효율로 설계함으로써. 이번에는 냉각 팬이없는 팬이없는 플랫 구조를 설계하고 11kW 용량으로 모터의 축 길이를 단축 시켰으며, 그 결과 IEC 고효율 지침 인 IE5 레벨임을 확인했습니다.

*1

IE5 : 현재 국제 전기 기술위원회 (IEC)의 IEC60034-30-2에서 논의중인 최고 수준의 운동 에너지 효율 지침

*2

2012 년 4 월에 출시되었습니다.이 축 방향 갭 모터는 비정질을 모터의 핵심으로 사용하여 희토류를 사용하지 않고 IE4 클래스 운동 효율 (11kW에서 93%)을 달성합니다.

*3

비정질 금속 : 켄칭 응고 공정으로 만든 금속은 기존의 결정질 물질에 비해 고유 한 특성을 가진 금속입니다.

*4

IE4 : IEC60034-30/31

*5

가공 분해 : 철분 코어 재료에 대한 프레스, 굽힘 등의 영향으로 인해 재료 내에서 잔류 응력이 발생하여 손실이 증가합니다. 일반적으로 손실이 낮을수록 악화가 커집니다.

*6

초소형 자기 센서 : 간격에서 자기 플럭스의 양을 측정하기위한 코일 형 센서. 약한 자기 플럭스를 정확하게 측정하기 위해 코일 도체 위치의 정확도가 향상됩니다.

*7

실제 모양이 3 차원 모양으로 모델링되고, 메시 및 물리적 수량이 각 요소에 대해 계산되는 방법.

*8

Permeance Method : 자기 플럭스 흐름이 자기 플럭스의 흐름을 계산하는 데 사용되는 모터와 같은 장치에서 자기 플럭스가 유출되는 공간을 표현하여 자기 플럭스 흐름을 계산하는 방법입니다.

"Techno-Frontier 2014"에서 소개

  Hitachi와 Hitachi Industrial Motors Industry는 2014 년 7 월 23 일 수요일부터 7 월 25 일 수요일부터 도쿄 빅 광경에서 개최 될 32 번째 모터 기술 전시회 (Inside "Techno-Frontier 2014")에서 제품을 전시 할 예정이며, 첨부 된 모터 기술 심포지엄에서 자세한 기술 프레젠테이션을 개최 할 예정입니다.

• "32nd 모터 기술 전시회 (Inside"Techno-Frontier 2014 ")에서 전시

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