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機能部材事業本部 パワーエレクトロニクス統括部https://www.hitachi-metals.co.jp/©Hitachi Metals, Ltd. 2020. All rights reserved.

(Printed in Sep 2020)

Functional Materials Business Headquarters Power Electronics Unit

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性能比較

モーター用アモルファス軟磁性合金Amorphous Soft Magnetic Alloy for Motors

次世代高効率モーター用ステーターコア材として好適なアモルファス軟磁性合金Amorphous soft magnetic alloy suitable for stator cores of next generation energy efficient motors.

駆動用モーターTraction Motor

コアCore

Fe-based amorphous soft magnetic alloy has extremely low core loss compared to conventional soft magneticmaterials such as electrical steel. Therefore it makes a great contribution to energy conservation of motors.

鉄(Fe)を主成分とするアモルファス軟磁性合金は、電磁鋼板などの従来の軟磁性材料に比べ鉄損(コアロス)が非常に小さく、モーターの省エネルギー化に大きく貢献。

概要

超低鉄損 平均負荷率の低いモーターあるいは高回転モーターに特に好適Extremely low core loss Much suitable for low average load factor motors or high rotation speed motors

Properties comparison between amorphous alloy and electrical steel

引っ張り強さ(MN/㎡） ビッカース硬度 磁歪定数 (ppm)磁束密度 Induction材料名

アモルファス合金2605SA1

電磁鋼板35A300

公称厚み(mm) 占積率 (%)Material name Thickness Stacking factor Tensile Strength Vickers hardness B50(T) BS(T) Magnetostriction

Amorphous alloy 2605SA1

Electrical steel 35A300

0.025

0.35

86 min.

95 min.

2,000

530

900

187

1.56 typ.

1.64 typ.

1.56

2.03

27

8

アモルファス合金と電磁銅板の主な特性比較

1,00090080070060050040030020010000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100Bm=1.0T

アモルファス合金、電磁鋼板および圧粉磁心の鉄損Core loss of amorphous alloy, electrical steels and powder core

周波数 Frequency (Hz)

未熱処理アモルファス合金単板Non-annealed amorphous alloy 2605SA1 strip

圧粉磁心Powder core電磁鋼板単板 Electrical steel strip,t=0.50 mm電磁鋼板単板 Electrical steel strip,t=0.35 mm電磁鋼板単板 Electrical steel strip,t=0.20 mm

鉄損Core loss(W/kg)

1.61.41.21.00.80.60.475%

77%

79%

81%

83%

85%

87%

89%

91%

93%

95%

5,5005,0004,5004,0003,5003,0002,5002,0001,5000

5

10

15

20

25

30

35

モーター構造：ラジアルギャップ 定格出力：400 WMotor structure : Radial gap Motor

Motor drive / Control : Synchronous / PWM

*Y. Enomoto et al.: IEEE Trans. Mag. Vol. 41 No. 11, pp 4304 ‒4308, Nov. 2005

Rated power : 400 W

駆動／制御形式：シンクロナス／PWM制御 回転子構造：SPM 10極Rotor structure : SPM 10 poles

鉄損Core loss（W)

回転数 Rotation speed （r/min) トルク Torque（N･m)

Motor effeciency(%)

モーター効率

各種磁性材料を固定子に用いた場合のモーター特性の比較*Motor performance comparison using stators made with various soft magnetic materials*

未熱処理アモルファス合金単板Non-annealed amorphous alloy 2605SA1 strip

未熱処理アモルファス合金単板Non-annealed amorphous alloy 2605SA1 strip

圧粉磁心 Powder core

電磁鋼板単板Electrical steel strip,t=0.50 mm

電磁鋼板単板Electrical steel strip,t=0.35 mm

圧粉磁心 Powder core

電磁鋼板単板Electrical steel strip,t=0.50 mm

電磁鋼板単板Electrical steel strip,t=0.35 mm

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開発事例

ティース Teeth ティース Teeth

Teethティース

ヨーク YokeYoke ヨーク

バックヨークコアBack yoke core(35A300)

Teeth core(2605SA1)

Teeth core(Inserted in bobbin)

Teeth core(Inserted in back yoke)

ローターRotor（磁石 ）Magnet : HIDENSE®

モーターMotorTerminal connecting plate

固定子コアがすべて電磁鋼板 ティース部がアモルファス合金

ティースコア ティースコア ティースコア

アモルファス合金を用いたモーターの高効率化技術を開発*Technology development to improve energy efficiency of motors using amorphous alloy*

(35A300)110 W

(35A300)27 W

(2605SA1)26 W

(35A300)26 W

Amorphous alloy teeth & electrical steel yokeElectrical steel teeth & yoke

端末結線板

Development part case開発パーツ事例

ステーターコアにアモルファス合金を部分採用することで、高効率モーターを実現（11kW産業用モーターで定格出力時の効率97.2%）。通常の電磁鋼板ステーターコアを使用した場合と比較して大幅な鉄損低減による効率向上を実現しました。By partially adopting amorphous alloy in the stator core, the energy efficient motor (Energy efficiency at rated power of the 11 kW industrial motor: 97.2%) has been realized. Compared with conventional motors using electrical steel stator cores, its energy efficiency has been improved due to significant iron loss reduction.

Image of new core structure developed

Core鉄心（コア）ラジアルギャップモーター

開発した新鉄心構造のイメージ

Radial gap motor

アキシャルギャップアモルファスモーター**Axial gap amorphous motor**

アモルファスティース・ラジアルギャップモーターAmorphous teeth radial gap motor

外観Appearance

定格Rated power 3,000 r/min, 11 kW 3,000 r/min, 11kW

仕様Specification

体積Volume

重量Weight 36 kg 18 kg（約1/2）

効率Efficiency （実測 Actual measurement）96.2% （実測 Actual measurement）97.2%

* Y. Enomoto, IEEJ Study Group report RM-18-137, Nov. 2018** Y. Enomoto, et al. : Journal of the Japan Society of Applied Electromagnetics and Mechanics, Vol.24, No.3, pp258-263, 2016

6.9 L, Φ260 mm×130mm 3.6 L (1/2), Φ215 mm×100 mm

磁石 Magnet : HIDENSE® (Br=0.8 T)16P-24S(SPM)

磁石Magnet : NMF-12G (Br=0.48 T)10P-12S(SPM)