124 – ステータ内径のバラつきを考慮したSPMモータのコギングトルク解析

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アプリケーションノート・モデルデータ

概要

モータ組立時、加工誤差や焼き嵌め、圧入によりステータの内径にバラつきが発生します。このバラつきによりコギングトルクが大きくなり、振動・騒音の要因になります。
フレームをステータコアに圧入する場合、フレームの厚みが周方向に一定でない場合、圧入面圧も周方向に分布をもつことになり、ステータ内径にバラつきが発生します。振動・騒音の対策をするためには、バラつき量を正確に把握し、バラつき量に対応する、コギングトルクの大きさを評価する必要があります。圧入によるステータ内径のバラつきはフレームの形状によるため、有限要素法により正確に把握します。
ここでは、圧入接合による応力解析により求めた変位をもとに、ティースの変位にバラつきがある場合とない場合のコギングトルクを求めています。

ティースの変位

図1にティースの変位のコンター図を示します。フレームの厚みが均等の場合は全てのティースが均等に変位しているのに対し、フレームの厚みにバラつきがある場合には変位にバラつきがあることがわかります。フレームの厚い箇所ほど大きく変位しています。
以後、フレームの厚みが均等な場合をバラつきなし、フレームの厚みにバラつきがある場合をバラつきありとします。

コギングトルク

図2にコギングトルク波形を、図3、図4、図5にコギングトルクの周波数成分を示します。図2より、バラつきがない場合と比べてバラつきのある場合のコギングトルクの振幅が大きくなっていることがわかります。また、図3、図4、図5よりコギングトルクの周波数成分である720(Hz)でバラつきありの振幅が大きく、さらにティースが90(deg)ごとにへこんでいることによる120(Hz)の周波数もバラつきありの方が大きくなっています。

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