モータ冷却設計の基礎と応用への対策事例

モータは、洗濯機やエアコンといった家電製品をはじめ、産業機械、工作機械、医療機器、そして最近では電気自動車 (EV) に至るまで、あらゆる場面で活用されている。これまでモータには小型・軽量化、高速化、高効率といった多くの技術改良が施されてきました。その中でモータ特性の向上を実現するためには、温度低減への課題を解決することが重要となります。モータ開発において温度管理は非常に重要な課題のひとつです。高温は部品の劣化や性能低下を引き起こし、最終的には寿命の短縮や故障の原因となります。モータ効率を最大化するためには、熱の発生を抑えることも求められています。 　解決法は、「発熱量P×熱抵抗θ=温度T」を理解し、設計対策をすることです。「発熱量」である発生損失を低減させることが重要である。「熱抵抗」である熱伝導、熱伝達を向上させる冷却性を改善させることが重要となる。モータ温度を低減するには、 (1) 発熱の原理、 (2) 発熱のメカニズムを理解して、そのうえで適切な (3) 対策を施すことにある。 　48年間にわたりモータの設計・開発・品質に携わってきた講師が、自身の豊富な実務経験と知見をもとに、モータ冷却をわかりやすく解説します。さらに、実際の業務で活用できるよう、事例を取り上げながら、「すぐに現場で使える実践的な内容」に重きを置いた講義を展開します。 　本セミナーでは、モータ冷却に関する基礎的な知識を深めたい初心者の方から、課題解決のヒントを探しているベテラン技術者の方まで、幅広い層の皆様にとって有益な学びとなる内容です。モータシステムに関わるすべての技術者の方に、ぜひご参加いただきたいセミナーです。

1. モータ基礎原理
   1. モータの動作原理と温度特性、トルクと出力
   2. モータ温度特性と小型軽量化、高効率への条件
   3. モータ温度低減の重要性と影響、モータの高効率への概要
2. モータの発熱量
   1. モータ発熱メカニズム
   2. モータ発熱源の鉄損、銅損、機械損および計算法
      • ヒステリス損
      • 渦電流損
   3. ビルディングファクター (製造工程における鉄損) 、磁石の渦電流損失
3. モータ耐熱材料・構成
   1. モータ構成、冷却構成、モータコイル耐熱材料
   2. EVモータの高耐電圧化および平角線
   3. 産業用モータの丸線、絶縁紙
   4. ワニス処理、コーディング、樹脂モールド
4. モータ冷却 (熱抵抗) 改善の設計技術
   1. モータ通風・冷却方式の種類
      • 開放形
      • 密閉型
      • 全閉外扇形
      • 水冷
      • 油滴下
   2. モータの熱抵抗の計算事例
      • スロット内コイルと鉄心
      • 鉄心
      • ヨーク
      • フレームを経て外気
   3. フレームおよび冷却フィンの熱伝達率と風量の関係、流れの可視化
   4. 冷却に必要な通風量・静圧特性冷却ファンの設計法
   5. 冷却ファンの騒音発生メカニズム、騒音の大きさ、発生周波数
5. モータ製品開発への熱-流体-温度シミュレーション適用とその対策事例
   1. IPMモータ、アウターロータモータの冷却改善の事例
   2. 新方式の回転放熱円盤をもつモータの開発と熱流体シミュレーション解析事例
   3. 回転バランスと風量を損なわない不等配ピッチ配列によるファン騒音低減の事例
   4. 外扇ファンをなくした新冷却方式の密閉モータの開発事例
• 質疑応答