142 – 分割コアの圧入解析

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アプリケーションノート・モデルデータ

概要

エアコンの圧縮機などで利用されるモータは、小型化、高出力化が要求されます。これを実現するための生産技術として、分割コアによる高占積率化があります。分割されたステータコアをフレームに圧入する場合、コアに電磁鋼板を使用しているモータは、圧入接合により発生した応力が鉄損を増加させることが知られています。
鉄損は磁束密度および応力の影響を受けます。具体的には、磁束密度が大きく、その周波数が高い箇所、または応力が高い箇所で大きくなります。加えて、圧入接合によって生じる応力は分布を持ち、特にコア接合部分、バックヨーク部分で大きくなります。つまり、鉄損を精度良く評価するためには、磁束密度分布、時刻変化および応力分布を正確に求める必要があります。
ここでは、コアとフレームの締結による応力解析を圧入条件でモデル化し、応力を考慮した場合としない場合のIPMモータの無負荷時の鉄損密度を求めています。

最小主応力分布

最小主応力分布を図1に示します。引張応力がフレームやティースで発生していますが、特に鉄損に影響のある圧縮応力は分割コア同士の接触面で大きくなっています。また、図1の四角で囲った箇所において、特に圧縮応力が大きくなっていますが、これはスロット形状の影響であると考えられます。

鉄損密度分布

図2に鉄損密度分布、図3に鉄損値の比較を示します。応力の考慮の有無によって鉄損密度の分布が変化し、鉄損値が約1割増したことがわかります。これは、圧縮応力により損失が大きくなるためだと考えられ、鉄損をより実測と合わせるためには、圧入接合による圧縮応力を考慮した解析が必要になります。

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