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技術コラム

鉄損とは?鉄損の定義から発生要因、解決策までご紹介!

鉄損とは、モーター、変圧器などの鉄心で生じる損失のことです。

鉄損には「ヒステリシス損」と「渦電流損」があり、それぞれで発生要因が異なります。

こちらのコラムでは、上記2点の損失の定義を解説した上で、発生を防ぐ解決策までご説明します。

 

鉄損とは

鉄損とは、モーター、変圧器などの鉄心で生じる損失である「ヒステリシス損」と「渦電流損」の和です。単位はワット(W/kg)で表します。

鉄心にかかる電圧の大小に関わらず、鉄心に電圧がかかっている限り発生する損失のため、「無負荷損」とも呼ばれます。

対して、変圧器などのコイルにおいて、電流が流れることで巻線に抵抗が発生した際の損失を「銅損」と言います。

鉄損は、モーターの効率を低下させる原因となります。

 

鉄損が発生する原因

鉄損の発生する原因は、「ヒステリシス損」と「渦電流損」の発生要因から説明できます。

①ヒステリシス損

ヒステリシス損とは、鉄心の磁界方向、磁束の大きさが変化することで生じるエネルギー損失のことです。これらの変化により、鉄心中の磁気分子の方向や配列が変わり、分子相互間の摩擦損が生じます。

また、ヒステリシス損は、板厚に左右されないという特徴があります。

②渦電流損

渦電流損とは、鉄心内に生じる渦電流が原因となって生じる損失のことです。

磁界の方向が変化することで鉄心ないに電流が流れ、電気エネルギーの変化によって生じた熱が外に逃げることで発生します。また、高周波であるほど渦電流損の比率は大きくなります。

上記2つの損失が生じることで、鉄損が発生します。

 

鉄損を防ぐためには?

鉄損を防ぐためには、「ヒステリシス損」と「渦電流損」の発生を抑えることが解決策としてあります。

両者を防ぐための方法は、以下の通りです。

ヒステリシス損

渦電流損

・磁束密度を低くする

・最大磁束密度が小さく、透磁率が低い磁性材を使用する

・固有抵抗を高くする

・板厚を薄くする

・透磁率が高く、導電率の低い材料を使用する

 

上記の対策を行うことで、ヒステリシス損と渦電流損を減少させることができ、結果的に鉄損を防ぐことにつながります。

 

当社の製品事例

製品事例①:モーターコア(φ250×0.2mm)

モーターコア(φ250×0.2mm)

こちらは、モーターコア(φ250×0.2mm)です。材質はSUS304で、主に車両部品として使われる製品です。

こちらのコアでは、当社が得意とするバリレス精密プレス加工を総抜き金型で行っており、バリを極限まで減らしております。さらに平面度も綺麗に仕上がっている、精密プレス加工品です。

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製品事例②:モーターコア試作カット品(SECC製)

モーターコア試作カット品(SECC製) 特注シム製造センター.com

こちらは、車両向けのモーターコアです。材質はSECCで、ワイヤーカットで加工をいたしました。

こちらのモーターコアは、形状を確認するための試作カット品です。通常モーターコアでは、20A1500といった電磁鋼板を材料に加工をしますが、今回はいち早く形状だけでも実際に手に触れて確かめたい、というお客様のご要望がございました。そのため当社では、短納期で製作するために、SECC材を使用したワイヤーカットで製作しております。

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特注モーターコアなら「特注シム製造センター.com」まで!

鉄損について、定義から発生要因、解決策までご説明しましたが、モーターコアに深く関わる損失のため、鉄損についても合わせてご相談したいことが出てきた方もいらっしゃるのではないでしょうか。

特注シム製造センター.comでは、鉄損に関する知識もございますので、鉄損についてお困りのことがあれば、ぜひお気軽にご相談ください。

また、特注シム製造センター.comでは「シム」の製造・加工を行っております。

当社では薄くて、シンプルなシムを得意としており、シムの試作も承っております。

多品種の材質、小ロットでのシム製作でお悩みの方は、ぜひ特注シム製造センター.comまでお問い合わせ下さい。

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