ローターのスキュー角がラミネーションスタックの効率、コギングトルク、NVHに与える影響

ローターのスキューは自由ではない。それは鋼鉄に切り込まれた取引である。.

で ローターラミネーションスタック, スキュー角は基本的に内蔵の高調波フィルターである。小さなスキューは、スロット駆動の力波を打ち消し、コギングを滑らかにし、ハウジングを落ち着かせることができます。角度を大きくし過ぎると、同じ動きで有用な電磁出力が損なわれ、軸力が変化し、スタックを繰り返し作るのが難しくなる。これが本当の設計上の問題だ。“歪ませるべきか ”ではない。どのハーモニクスを殺すためにお金を払うのか、そして何を還元するつもりなのか」ということだ。“

スキュー角は一度に3つのことを変える

1つ目の変化は明らかで、ローターが同じ瞬間に軸方向全長にわたって同じ歯とスロットのアライメントを示さなくなるため、コギングトルクが低下します。スキューが大きくなると有用な基本波も減衰するため、平均トルクと逆起電力線マージンが低下します。3つ目の変化は、多くのチームが驚くところです。NVHはコギングを1対1で追跡するわけではありません。無負荷波形がきれいになっても、負荷高調波が発生したり、予算外の軸力が発生したりすることがあります。.

そのため、私たちはロータースキューをラミネーションスタック設計のチェックボックスとして扱っていません。電磁波のクリーン度、音響特性、スタックの製造可能性のバランスを取るパラメータとして扱います。適度なスキューを許容するマシンもあります。そうでないものもある。また、スロットの組み合わせによっては、わずかな効率改善を示すものもありますが、角度が大きくなるにつれてマイナスに転じるものもあります。同じモーターファミリー。異なるスロットの組み合わせ。その部分は悩ましいが、普通のことだ。.

効率：通常、最初は安定しているが、次第に漏れ始める

効率については、“スキューはトルクをスムーズにすることでロスを減らす ”というのがいい加減な答えだ。十分ではない。.

通常起こることは、もっと不均一である。適度なスキューは寄生高調波成分を低減し、リップル関連の損失を和らげることができるため、正味の効率変化は小さく、狭い設計ウィンドウ内では中立の場合もあれば、わずかにプラスの場合もある。しかし、ひとたびスキュー角度が上昇し続けると、有用起電力またはトルク定数の低下が、高調波のクリーンアップよりも重要になり始める。公表されている機械研究では、スキューのあるものは効率がほぼ横ばいであり、あるものは特定のスロットの組み合わせでわずかに改善し、多くのものは角度が大きくなるにつれて、利得がないか、または徐々に低下した。.

ですから、私たちはスキューを効率的な機能として社内で販売しているわけではありません。私たちは、効率監査に耐えなければならない高調波管理ツールとしてスキューを販売しています。ビジネスケースがエネルギー第一であるならば、スキューは静かな無負荷プロット上ではなく、実際の運転ポイントでそれを証明する必要があります。負荷、飽和、およびスロットの組み合わせは、無負荷での勝者が定格負荷での妥協になる程に最適を動かすことができる。.

コギングトルク：スキューが依然として稼動している。

コギングとは、ローターのスキューが家賃を払い続けることだ。.

軸方向オフセットは、スタック全体が同じロータ位置で同じリラクタン ス現象を強化するのを防ぐからです。解析や試験において、適度なスキューや多段階スキューは、支配的なコギングオーダーを定期的に大きく削減します。離散スキュー法では、最大70%のトルクリプル低減が報告されており、スキューノッチまたはPMスキューの研究では、対象とする高調波次数がうまくマッチングした場合、非常に大きなコギング低減が示されている。.

1つだけ問題がある。紙の上でのフル・キャンセルは、スチールでのフル・キャンセルよりも簡単なのだ。エンドリーク、セグメントエッジ効果、飽和、軸方向のフィールド歪みなどが次々と現れ、完璧な結果を台無しにしてしまう。そのため、「理想的なスキュー角度は1つ」という話は、生産用のラミネーション・スタックでは、あまりにきれいすぎるのです。目標とするハーモニックが崩れることもある。機械が魔法のようにリップルのない状態になることはめったにない。.

NVH：コギングが小さいからといって、自動的にモーターが静かになるわけではない

これは、多くのモーター議論で見逃されている部分だ。.

スキューは、コギング成分、トルクリップル成分、逆起電力高調波、ラジアル力波といった、構造を媒介するノイズを供給する電磁ソースを弱めるため、NVHを改善することができます。しかし、負荷されるNVHの結果は、どの力次数が残るのか、ハウジングとステーターのモードがどのように並ぶのか、スキューパターンが軸方向力や方向性の不均衡をもたらすかどうかによって決まります。そのため、本格的なスキュー研究では、トルクFFTだけでなく、軸力、放射ノイズ、正転/逆転の挙動も一緒に調べるようになっています。.

言い換えれば、低いコギングトレースはゴールではありません。私たちは、無負荷波形をよりきれいに見せ、平均トルクを犠牲にし、力の内容を構造が好む領域にシフトさせるスキュー角度を見てきました。異なる問題、同じ顧客の不満。トラクションスタイルのマシンでは、分割スキューや非対称2ステップスキューが大きな振動低減効果を示していますが、これは角度とスタックパターンを電磁気的応答と構造的応答の両方に対してチューニングした後に限られます。.

実際のラミネーション・スタック作業におけるスキューの決定とはどのようなものか

下の表は、プロダクション・スタックの議論におけるローター・スキューの枠組みである。理論表としてではない。決定チャートとして。.

このパターンは、現在のFEAや実験的研究と一致している。適度なスキューは、全体的に最高のトレードを提供する傾向がある一方、積極的なスキューは、より小さな余分なリップルウィンを与え、トルク、軸力、または構築の複雑さで充電を開始する。また、セグメントを追加することは永遠の動きではない。いくつかの研究では、スキューのパターンによって、ある点まで改善され、その後プラトーになるか、あるいはわずかに逆転することが示されている。.

ラミネーション・スタックのサプライヤーが、モーター・マーケティング担当者以上に気を使うべき理由

なぜなら、図面上のスキュー角はテストスタンドに届くスキュー角ではないからだ。.

ステップスキュー・ローター・ラミネーション・スタックは、スタック・レジストレーション、セグメント・インデキシング、ウェルドまたはボンド歪み、バリ・コントロール、軸方向位置の一貫性によって生きるか死ぬかが決まる。紙面上では、スキュー・パターンは目標とするハーモニクスをうまく打ち消すかもしれない。加工現場では、小さなセグメントの不 一致が、その利点を急速に鈍らせる。スタックが分割されればされるほど、この問題は大きくなります。ですから、私たちが斜めのラミネーション・スタックを見積もるとき、角度だけを見積もるのではありません。その角度が組み立てにどれだけ耐えられるかを見積もるのです。.

連続スキューが、シミュレーションではエレガントに見えても、必ずしも商業的な答えにならない理由もここにある。ステップスキュー・ラミネーション・スタックは、工具、積層、検査に適しているため、実用的な近似です。また、ハーモニックセットが十分に理解されていれば、2段スキューや多段スキューでも、ローターを製造上の議論にすることなく、意図した電磁気の結果に非常に近づけることができます。.

鋼材を切断する前の角度の選び方

我々は、丸数字の次数値からではなく、悪いハーモニックから始める。.

便利な精神的近道はこうである：スキューは、あなたが実際に嫌いな力秩序を壊すのに十分大きくあるべきであり、一方で、あなたが維持するために支払われている有用な波を維持するのに十分小さくあるべきである。誘導機に関するスキュー係数の分析的な研究は、なぜ中程度のスキューがしばしば見直しに耐えるかを示している。1～2歯クラスのスキュー距離では、基本波が非常に高いままである一方で、特定の高スロット高調波が急激に崩壊することがあります。これこそ、あなたが望む取引です。それ自体のための劇的な角度ではありません。.

その後、5つのことをチェックする。定格負荷トルクリップル。無負荷コギングラジアルフォーススペクトル軸力スタックビルドの許容範囲。これはエレガントではありません。機能する。そして、無負荷トレースでスキューを最適化した後、定格電流で実際の動作最適値が別の場所に移動したことを発見するという典型的な間違いを防ぐことができる。.

現実的なボトムライン

ロータースキュー角は、ラミネーションスタックのスタイリングパラメータとして選択されるべきではない。管理された妥協点として選択されるべきである。.

マシンがコギングや音色NVHで失敗している場合、スキューは多くの場合、最もクリーンなジオメトリ側修正のひとつです。もしマシンがすでに逆起電力マージン、トルク密度、軸力許容値で厳しい場合、スキューはより多くの規律を必要とします。また、すべてのスロットとポールの組み合わせ、すべての負荷ポイント、すべてのラミネーションスタック構造に対して、1つの固定スキュールールを主張する人がいるとすれば、それは難しい部分を飛ばしていることになります。.

ほとんどのB2Bラミネーション・スタック・プログラムにおいて、勝利の答えは最大スキュー角度ではない。高価なハーモニクスを殺す最小のスキューである。通常はそれで十分だ。通常は。.

よくあるご質問