出産前後の痔にはご注意!

こんにちは、
モータに使用される電磁鋼板について、教えて下さい。
1、埋込永久磁石同期モータの場合、ロータ、ステータも、両方に電磁鋼板が使用されますが、ロータには、方向性電磁鋼板、ステータには、無方向性電磁鋼板が使用されるのでしょうか?
2、アモルファス金属というものが、モータの電磁鋼板として、使用されているそうですが、普通の電磁鋼板と、構造的に、どのような違いがあるのでしょうか?また、アモルファス金属を使用するメリットとデメリットをおしえてください。

A 回答 (3件)

>1、


モータにはほとんどの場合無方向性の電磁鋼板が採用されます。
http://www.nssmc.com/tech/report/nsc/pdf/393-18. …

ロータやステータを作るためによく使われる方法は板状の鋼板をプレスで打ち抜いて作ります。
ステータであればドーナツ状の板の内側にくしの歯が生えたような形状になりますが、方向性の鋼板を使用すると上下方向と左右方向の特性が異なることになります。
くしの歯の部分だけを方向性の材料で作ることも考えられますが、組み立ての手間を考えるとあまりとくとはいえません。
また、ロータの場合は遠心力に耐える必要があるので組み合わせる部分の強度が問題になります。

>2、
アモルファスは大面積のものを作るのが難しいです。
硬くて脆いのでプレス加工が困難です。
損失が少ないので高効率のモータを作ることが出来ます。
http://www.hitachi.co.jp/New/cnews/month/2012/04 …
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この回答へのお礼

ご回答有難う御座います。

>モータにはほとんどの場合無方向性の電磁鋼板が採用されます。
よくわかりました。

http://motormake.web.fc2.com/page023.html

>アモルファスは大面積のものを作るのが難しいです。
>硬くて脆いのでプレス加工が困難です。
>損失が少ないので高効率のモータを作ることが出来ます。
わかりました。
アモルファス金属は,電磁鋼板に比べて,飽和磁束密度は低いが,透磁率が高く,鉄損が極めて小さい特徴があり,電力用高効率変圧器に採用されているが,高硬度で加工性があまり良くないため,モータへの適用は進んでいない。
しかしアモルファス金属を巻いて鉄心を構成することでアキシャルギャップモータの高効率化を実現した事例がある。のですね。

お礼日時:2014/06/22 13:23

>埋込永久磁石同期モータは、リラクタンストルクを利用するため、永久磁石を電磁鋼板の中に埋め込むものと理解しております。

その電磁鋼板について、知りたいです。
●その部分については、前述のステーターにおけるケイ素鋼板と同じことです。

この回答への補足

お返事有難う御座います。

では、ロータには、方向性電磁鋼板、ステータには、無方向性電磁鋼板が使用されるのでしょうか?それとも、どちらも無方向性電磁鋼板が使用されるのでしょうか?

補足日時:2014/06/21 22:59
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全てはヒステリシス特性で説明できます。


ローターは永久磁石、つまり残存磁気の高いものがよいのです。
これとは逆に、ステーターについてはヒステリシス特性のいいもの、つまりは残存磁気が少なく、鉄損が少なく済み、なおかつ比透磁率の高いものがいいのです。

アモルファスはケイ素鋼板などと比較すると、この比透磁率が高く、なおかつヒステリシス特性が良いので鉄損の低減が期待できるものの、重い、高価というデメリットがあります。

この回答への補足

こんにちは、お返事有難う御座います。

>全てはヒステリシス特性で説明できます。
>ローターは永久磁石、つまり残存磁気の高いものがよいのです。

それはそうなんですが、永久磁石は電磁鋼板とは言わないのではないでしょうか?
埋込永久磁石同期モータは、リラクタンストルクを利用するため、永久磁石を電磁鋼板の中に埋め込むものと理解しております。
その電磁鋼板について、知りたいです。

補足日時:2014/06/21 19:45
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Q鉄損の計算

どなたか教えて下さい。お願いします。
ヒステリシス損と渦電流損の計算式(スタインメッツの実験式)を見つけたのですが、ヒステリシス係数khと渦電流損係数keが見つからない為、損失が計算できません。この係数は材料によって値が違うとあるのですが、空芯コイル(銅)の場合はどうなるのでしょうか。
間に磁性体がなく、空気や銅の比透磁率がほぼ0に近いので、損失はほとんどないと考えているのですが(磁界は10A/mとする)。

・ヒステリシス損: Ph=kh・f・Bm^1.6   
・渦電流損: Pe=ke(d・f・Bm)^2
Bm:最大磁束密度(T)
kh:ヒステリシス係数(材料による係数)
ke:渦電流係数(材料による係数)
f:周波数(Hz)=30MHz
d:磁性体の厚さ →コイルの表皮厚さ(仮定)=約12um (ちなみに線径は2mm)

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空芯の場合は、ヒステレシスは発生しないので0で、渦電流も起きないので、渦電流損は0です。
その代わり、30MHzでは銅損が大きくなります。

Qモーターの定格電流の出し方

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勝手な考えなんですが力率を70%って考えればよいのでしょうか?
調べていくうちにだんだん分からなくなってきちゃいました
もし宜しければ教えていただきたいのですが

Aベストアンサー

・全負荷運転で22Aの電流が流れる
で、OKです。

・定格電流が分からないモーターの電流値
5.5kWは軸出力なので、電気入力(有効電力)に換算するために、効率で割る必要があります。
次に、皮相電力に換算するために力率で割る必要があります。
結果、
{出力/(力率*効率)}/(√3*電圧)
ということになります。

モータの力率や効率が不明の場合には、
JISC4203 一般用単相誘導電動機
JISC4210 一般用低圧三相かご形誘導電動機
JISC4212 高効率低圧三相かご形誘導電動機
で規定されている効率や力率を使うことになるかと。
(これらの規格には、各容量について電流が参考値として記載されていますが)

Q電源 200V単相と3相の違い

電源 200V単相と3相の違いについて教えてください。
どう違うのでしょうか?
電気のことはぜんぜん分からないので詳しくお願いします。

あと、200V30A(単相)と書いてるサーバを、200V30A(3相)から電源をとるとどうなりますか?(家庭用電源ではなく、会社の電源です)

200V30A(単相)と書いてるサーバを、200V50A(3相)から電源をとるとどうなりますか?

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> 電源200V単相と3相の違い…

すでに三人の方から回答があるとおりですが、まだ出ていないことを補足します。
(なお、既出の一部に明らかな誤解もあるようですが、それを指摘することは、規約違反となり、削除対象とされるので控えます。)
電気の理論には、「対地電圧」という考え方があります。大地に対する電圧です。単相200Vの対地電圧は、100Vしかありません。それに対し、三相200Vの対地電圧は、173Vまたは200Vあります。この違いは、万が一感電した場合の人体に及ぼす危険性に影響します。このため、住宅の屋内では原則として、三相200Vを使用することができません。ご質問は、会社ということですから、この点はクリヤされますが、そのサーバーが、対地電圧150V以上に耐える設計がなされているかどうかを、確認する必要があります。

> あと、200V30A(単相)と書いてるサーバを、200V30A(3相)から電源をとると…

前項の問題がクリヤしたとして、次に、質問者さんの会社が、低圧受電か高圧受電かによって、この答えは変わってきます。
電力会社から200Vの低圧で受電し、単相と三相の二つのメーターが付いている場合、原則として単相負荷は単相契約で使用します。何らかの事情で単相負荷を三相契約で使用したい場合は、事前に電力会社と協議し、それなりに基本料金を支払うことが必要です。
6,000Vあるいはそれ以上の高圧で受電し、自社内で200Vに落として使っている場合のうち、電力会社との契約が「負荷契約」であったら、前述の低圧の場合と同じです。
高圧受電で、電力会社との契約が「変圧器契約」であれば、単相負荷を三相配線で使用しても、道義的には問題ありません、ただし、三相変圧器に単相負荷をかけると不平衡が生じ、電圧降下や変圧器の温度上昇を招く場合もあります。事前に十分な技術的検討が必要です。

> 200V30A(単相)と書いてるサーバを、200V50A(3相)から電源をとると…

200Vで30Aということは、6kVAの容量といいます。200V50A(三相)は、17.3kVAですが、そこに6kVAの余裕があるかどうかを検討しなければなりません。単相の電源盤からとるとしても、同じです。余裕がなければ、電線を太くして、ブレーカも大きなものに取り替えることなどが必要になります。
どのような業種の会社か存じませんが、「エアコンのスイッチを入れたら、サーバーまで落ちてしまった」ではしゃれにもなりません。
経験的に、単相にしろ三相にしろ、6kVAもの余裕がある電源盤は、比較的少ないように思います。事前に電気工事業者と十分な打ち合わせをされることをお薦めします。

> 電源200V単相と3相の違い…

すでに三人の方から回答があるとおりですが、まだ出ていないことを補足します。
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Q鉄損と銅損の違い

私はいまモータについて勉強しています。
そこで、思ったのですが鉄損と銅損の違いは何なのでしょうか?

鉄損はコイルの導線の抵抗によって失われる電気エネルギー
銅損は巻線の導線にある電気抵抗によって失われる電気エネルギー

とのことですが、どちらのほうがシステム的に厄介、優先的に抑えるべきなか、
鉄損や銅損が大きいとどういった問題が起きるのか

どなたか詳しい方お願いします。

Aベストアンサー

>鉄損はコイルの導線の抵抗によって失われる電気エネルギー

これは間違いです。鉄損は磁気回路の磁場の変化に伴って発生する損失でヒステリシス損と渦電流損があります。

>どちらのほうがシステム的に厄介、優先的に抑えるべきなか、

設計上はどちらを優先するというより、目的とする主な動作状態において銅損と鉄損の合計が最も小さくなるように最適設計します。この条件が他の第3の条件との兼ね合いで満たされない場合にはその第3の条件とのトレードオフにより最適化します。

>鉄損や銅損が大きいとどういった問題が起きるのか

発熱、効率低下(消費電力増加)などの問題が生じます。

Qヒステリシス損の求め方

ヒステリシスPhは周波数f[Hz],最大磁束密度Bm[T],起動有電力E[V]とし、Khを比例定数とすると、

Ph=KhfBm^2

と表せるらしいのですが、なぜこのような式で表せるのでしょうか?
最大磁束密度の2乗とfを掛け合わせると言われてもなかなかイメージしがたいので、
この式になる以前の段階というはあるのでしょうか?

Aベストアンサー

最大磁束密度が大きい程ヒステリシスループの面積が大きくなる。面積だから2乗に近い。磁束密度が飽和してしまったら磁界を大きくしてもループの面積はこれ以上増えない。単位時間にこのヒステリシスループを何回回るかと言う頻度がfだから、fには比例する、というイメージでは如何でしょうか。

Qコイルの中の鉄心て.....

昨日、中学生の教科書を読んでいて疑問に思ったことがありました。
何で、コイルの中に鉄心を入れると磁界が強くなるのですか。
教えてください。

Aベストアンサー

その辺を勉強してる学生です。

コイルをぐるぐる巻いた中心に鉄心を入れたものと入れてないものを比べてみましょう。

まず、鉄心無しのものは、コイルの中心は空気ですね。
対して、鉄心が有るときは鉄心がコイルの中心にあります。

違いはここです。
磁界を考えるとき、透磁率という値が影響してきます。
空気と鉄心では透磁率がちがってきて、その違いが磁力に差を生じさせます。

磁界の強さは、磁力線の数で考えられます。
鉄心はコイルに流れる電流により発生した磁力線を集めるように働きます。
そのため磁力線の密度が増し、磁力が強くなるわけです。

鉄心に限らず、透磁率が空気より高いものであれば磁力を強めることができます。
ただ、コイルの中の磁界はどこでも同じなので、中心の方が磁力が強いということはありません。

Q比透磁率

鉄の比透磁率はいくらなのでしょう。教えてください。お願いします

Aベストアンサー

鉄のような強磁性体では、BとHの間に比例性はなく複雑な曲線になります。
たぶんnikkuさんは、一覧表をご覧になり沢山の物質が載っているのに、一番磁性体として実用にしたい鉄が載っていないための、ご質問だと思います。
定数でないので表には載っていませんが、重要ですので近い将来鉄の透磁率を勉強することになると思います。
簡単に説明しますとBとHの関係は、曲線で表すことが出来て、例えば横軸H、縦軸Bのグラフで右上がりの次第に増加率が減じ、ついに飽和するような曲線になります。磁化曲線あるいはB-Hカーブと言います。
ただしこれは、戻りは、違った軌跡となり、どこで戻るかでも違ってきます。
これの性質ををヒステリシスと言います。
それで実用上、色々な目的別ポイントで実用的に透磁率を定義します。
比透磁率は、あるところに最大値を持ちますが、鉄の一例では、2400くらいでしょうか。
もし出来れば、磁気鋼板(変圧器やモーター用の鉄心材料)などの資料が入手できれば、よく分るのですが。
上記のB-H曲線の説明が言葉では、うまくできませんので、普通の鉄ではないのですが、グラフを見ていただく為に、永久磁石材料なのですが、参考URLにグラフが載っていますから見てください。

参考URL:http://web.kyoto-inet.or.jp/people/macchann/hiroshi/jikiyougo.html

鉄のような強磁性体では、BとHの間に比例性はなく複雑な曲線になります。
たぶんnikkuさんは、一覧表をご覧になり沢山の物質が載っているのに、一番磁性体として実用にしたい鉄が載っていないための、ご質問だと思います。
定数でないので表には載っていませんが、重要ですので近い将来鉄の透磁率を勉強することになると思います。
簡単に説明しますとBとHの関係は、曲線で表すことが出来て、例えば横軸H、縦軸Bのグラフで右上がりの次第に増加率が減じ、ついに飽和するような曲線になります。磁化...続きを読む

Q磁気飽和のときの透磁率と,これらの定義について

磁束密度B
磁界の強さH
透磁率μ
としたときに,
B=μH
となり,
μは,B-H曲線の傾きであると教科書で勉強しました。
とすると,磁気飽和して,Hを強くしてもBが増えないとすると,飽和状態ではB-H曲線が水平になるため,
μ=0
となる考えたのですが,これは間違いなのでしょうか?

たとえば,鉄の磁気飽和は,H=1000[A/m]付近で,
そのとき,B=1.5[T],μ=5000と書いてあるものを
見たのですが,μが5000あるならば,Hを増やせば
Bが増えそうな気がするのですが・・・。

飽和という現象の捉え方が間違っているのか,
それともμの定義の捉え方が間違っているのか,
教えていただけませんでしょうか。

Aベストアンサー

回答3の者です。
まず、飽和の確認にはB-H曲線より、M-H曲線の方が容易だと思います。
私たちのよく使う測定装置は、このM-H曲線の形でデータ出力するのが普通なのですが、もし質問者がB-Hでしかデータを得られないのでしたら、Bの値からμ0Hの値を引いてM-H形式に変換出来ます。
次に、高磁場でμ0より少し大きい値でBが増加するのは、磁化mが飽和後の高磁場でも少し増加を続けるからです。
この高磁場磁化率の原因は、熱揺らぎの抑制、結晶異方性の抑制、磁気モーメントそのものの磁場増強などいくつかの可能性が有ります。
我々の場合には、このM-H曲線からこのような磁場効果を取り除いた、磁性物質がゼロ磁場状態で本来持っている磁化の値(自発磁化)を求めるために、「飽和漸近則」という磁場による多項式フィットや、あるいはもっと簡便に高磁場でM-H曲線が直線的になった部分に直線フィットして、ゼロ磁場へ外挿した値を自発磁化としています。
質問者は飽和磁場を求めたいようなので、このM-H曲線で高磁場側から引いた直線から、M-H曲線がはずれていく磁場の値を、飽和磁場とすれば良いと思います。

回答3の者です。
まず、飽和の確認にはB-H曲線より、M-H曲線の方が容易だと思います。
私たちのよく使う測定装置は、このM-H曲線の形でデータ出力するのが普通なのですが、もし質問者がB-Hでしかデータを得られないのでしたら、Bの値からμ0Hの値を引いてM-H形式に変換出来ます。
次に、高磁場でμ0より少し大きい値でBが増加するのは、磁化mが飽和後の高磁場でも少し増加を続けるからです。
この高磁場磁化率の原因は、熱揺らぎの抑制、結晶異方性の抑制、磁気モーメントそのものの磁場増強などいくつかの可能...続きを読む

QフェライトコアのAL-valueとは?

私は現在フェライトの勉強をしています。
特性のグラフを見るときに「AL-value」単位:[nH/N2]
という値が出てきたのですが,これが何を表しているのかが
よく分からなくて困っています。調べてもよく分からなかったので,
ここで質問させていただきました。

詳しい方がおられたらお願いいたします。

Aベストアンサー

フェライトとは直接関係有りませんが
スイッチング電源のトランスを設計するときに重要なパラメータの一つです。
トランスのコア材の AL値×巻数^2 が巻線のインダクタンスとなります。
スイッチング電源トランスを設計する場合,コアボリューム(コアの実効体積:実際の体積ではない)に対し損失が少なく,巻線の抵抗損失が少なく,トータルの損失ができるだけ少なくなるように設計します。
同じコアサイズでギャップゼロ(磁路に隙間がない状態)のAL値がカタログ等に記載されていますが,スイッチング電源(特にフライバック式)を設計する場合磁路にギャップ(隙間)を設け,AL値を調整します。
尚,同じコアでもギャップゼロの場合は許容できる(コアが磁気飽和しない)NI値(巻数×電流)は小さくてもギャップを大きくす事でNI値も大きくとれます。
これら事を考慮してスイッチング電源のトランスを設計します。
詳しい説明は専門書を参照してください。又,コアメーカーに問い合わせると良いと思います。
もしスイッチング電源のトランスに関することで有れば,電源ICメーカーPower Integrationsのサイトに役立つ情報が有ると思います。

フェライトとは直接関係有りませんが
スイッチング電源のトランスを設計するときに重要なパラメータの一つです。
トランスのコア材の AL値×巻数^2 が巻線のインダクタンスとなります。
スイッチング電源トランスを設計する場合,コアボリューム(コアの実効体積:実際の体積ではない)に対し損失が少なく,巻線の抵抗損失が少なく,トータルの損失ができるだけ少なくなるように設計します。
同じコアサイズでギャップゼロ(磁路に隙間がない状態)のAL値がカタログ等に記載されていますが,スイッチング電源...続きを読む

QNをkgに換算するには?

ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?一応断面積は40mm^2です。
1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?
ただ、式の意味がイマイチ理解できないので解説付きでご回答頂けると幸いです。
どなたか、わかる方よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。

重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。
しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。

試験片にかかる引っ張り力は、

40kgf = 40kg×重力加速度
 = 40kg×9.8m/s^2
 = だいたい400N

あるいは、
102グラム(0.102kg)の物体にかかる重力が1Nなので、
40kg ÷ 0.102kg/N = だいたい400N


>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?

いえ。
1kgf = 9.8N
ですね。


>>>一応断面積は40mm^2です。

力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。
そうであれば、400Nを断面積で割るだけです。
400N/40mm^2 = 10N/mm^2 = 10^7 N/m^2
1N/m^2 の応力、圧力を1Pa(パスカル)と言いますから、
10^7 Pa (1千万パスカル) ですね。

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kg...続きを読む


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