非同期モーターの進歩

電力消費とそれに伴う CO2 排出量を削減するには、既知の確立された概念を最適化し続ける必要があります。 Gerhard Thumm 氏は、非同期モーターがどのようにしてより効率的かつ高度になることができるかを共有します。

政府の規制により、さまざまな分野で CO2 排出量の削減が求められています。 これらの要件を満たすには、全体のエネルギー消費量を継続的に改善する必要があります。 これには電気モーターも含まれます。 世界の電力の約 38% は、建物や産業用途の電気モーターによって消費されます。 一般的なタイプの電気モーターは三相誘導モーターです。 このタイプを改善すると、効率と持続可能性の利点が得られます。

非同期機 (ASM) は、外側の固定ステーターと内側の回転ローターの 2 つのコンポーネントで構成されています。 永久磁石同期モーターとは異なり、これらの機械には高価なレアアース材料が必要ありません。 その結果、近年、自動車用途での使用が増加しています。 ASM のコンパクトなサイズは、同期モーターに比べてもう 1 つの利点です。 そのため、大型のコンポーネントを設置するスペースがほとんどない小型軽量のマシンに最適です。 ここで単純な計算が重要になります。より少ない重量からより多くのパワーを得ることができ、全体的な効率が高くなります。

このマシンのさらなる発展の可能性は特に注目に値します。 周速度を向上させ、さらに重要なことに効率を向上させる 1 つの方法は、銅材料を使用することです。 研究によると、ASM システムのパフォーマンスを 2 ～ 3 倍に向上させることが可能であることがわかっています。

この知識を使用して、セグメント化されたエンドリングで構成される再設計された短絡リングが Wieland Group によって開発されました。

シェーディング リングが複数のディスクで構成されているという事実が、このデザインの重要な特徴です。 これらのディスクには、ケージ アセンブリをビーム溶接できる新しい構成の成形ロッドが穴を開けられています。 溶接バーとディスクは閉じたケージを形成し、コスト効率を維持しながらアプリケーションの特定の要件を満たすように調整できる柔軟なローター設計を可能にします。

この高度な幾何学的自由度にはある程度の複雑さが伴いますが、これを習得するには、以前のプロジェクトで得た経験を活用する必要があります。 可能な限り最善の方法で新しい要件を満たすために、Wieland のプロジェクト マネージャーとエンジニアは、実装に成功したジオメトリの大規模なプールにアクセスできます。

エンドリングに異なる材料を使用できるため、この新しい設計は、高出力密度、高効率クラス、および高い周速度を必要とする用途に最適です。 主な用途には、自動車や鉄道の牽引機械、工作機械のスピンドル ドライブなどがあります。

適切な材料を選択するだけで熱的およびエネルギー的性能に大きな違いが生じるため、堅牢な設計により開発と改善の幅広い可能性が可能になります。

Wieland は、ローター部品だけでなく、銅製のローター全体も提供しています。 銅はアルミニウムに比べて約 50% 高い導電性と優れた機械的特性を備えており、ASM の効率も向上します。 したがって、銅製のローターは、温度、出力、エネルギー密度が重要となる高速機械の重要なコンポーネントです。

他のほとんどの製造プロセスでは、ローター製造プロセス中の高レベルの熱衝撃と温度が、使用されるツールやケージのコンポーネントにとって非常に重要です。 コンポーネントや工具の熱疲労は、通常、高温のため避けられません。 通常、コンポーネントの微細構造は製造後は非常に柔らかくなりますが、新しい設計ではショート リングはいくつかの個別のディスクで構成されています。 フォーミングバーがシートのスタックに挿入された後、エンドリングはフォーミングバーの輪郭を覆ってシートのスタックの上部に取り付けられます。 この設計により、「ハイブリッド」エンドリング形状が可能になります。 つまり、異なる銅材料または鋼製エンドリングを組み合わせることができます。