ステーターコア製造完全ガイド：最初から最後まで

について ステーターコア はすべての電気モーターの心臓部である。静止し、動きを実現する堅固な部分です。ステーターコアの設計と製造方法を学ぶことは、より良く、より強く、より少ないエネルギーで動くモーターを作るためにとても重要です。この記事では、製造工程全体をご紹介します。ステーターコアとは何か、なぜそれほど重要なのか、そしてステーターコアを製造するための正確な手順がわかります。この情報は、モーターに携わる人、または単に物事がどのように作られるかを知るのが好きな人にとって素晴らしいものです。

ステーターコアとは？簡単な説明

ステーターコアは電気モーターの動かない部分である。モーターについて考えてみよう。回転する部分と動かない部分がある。ステーターコアは、一か所にとどまっている主要部分である。このステーター・コアは1枚の固い金属片ではない。実際には非常に薄い金属板が積み重なっている。これらのプレートはラミネーションと呼ばれる。ステーターコアはモーター内部の磁場の通り道を作ります。この磁場がモーターを動かすのです。

ステーターの語源は "stationary"、つまり動かない。コア」という言葉は、真ん中の部分という意味である。つまり、ステーターコアはモーターの電気部品の動かない中心部ということになる。ステーターコアの品質はモーターにとって非常に重要です。良いステーターコアはモーターがうまく動くのを助けます。悪いステーターコアはモーターを弱くし、多くの電力を浪費します。すべての回転電気機械が正しく動作するためには、良いステータコアが必要です。設計と製造の全プロセスは、ある種のモーターに最適なステーターコアを作ることにあります。

なぜステーターはモーターにとって非常に重要なのか？

ステーターはモーターにとって非常に重要な部品である。ステータ・コアの主な仕事は磁界を導くことである。巻線と呼ばれる銅線がステーターコアの周囲に巻かれている。この巻線に電気が通ると、強い磁界が発生する。ステーターコアはこの磁界をより強くし、モーターの可動部に向けます。ステーターコアの作りが悪いと、磁界が外に出てしまう。これはモーターを弱くし、エネルギーを浪費させる。

よくできたステーターコアはモーター効率の向上に役立つ。効率とは、モーターがいかにうまく電力を運動に変えるかを意味する言葉である。効率の高いモーターは電力を節約し、経費の削減にもつながります。また、ステーターコアはモーターの冷却にも役立ちます。ステーターコアに使われている薄い積層は、磁界の変化によって生じる熱を減少させるのに役立っている。もしステーターコアが1つの固い鉄の塊だったら、あっという間に熱くなってしまうだろう。冷えたままのモーターは長持ちし、よりよく機能する。つまり、優れたステーターコアは、丈夫でエネルギーを節約し、長持ちするモーターを作るために非常に重要なのです。

モーター・ステーターにおけるラミネーションとは？

ラミネーション・スタックの使用は、モーター設計において非常に賢いアイデアだ。私たちが言ったように、ステーターコアは単一ピースではありません。薄い鋼板を積み重ねたものです。これらのプレートの1枚1枚がラミネーションです。ステーターコアの各ラミネーションには、薄い非電気層があります。この層が次の層と分離している。この設計は、モーターがうまく機能するために非常に重要である。これは "渦電流 "と呼ばれるものを止めるのに役立ちます。

渦電流とは、電流の小さな円のことである。固い金属片の内部で形成されることがある。これは、金属が常に変化する磁場の中にある場合に起こります。これらの電流はモーターを動かす助けにはなりません。熱を発生させ、電力を浪費するだけです。ステーターにラミネーションを使用すると、これらの電流が大きくなるのを防ぐことができます。それぞれのラミネーションは非常に薄いため、大きな渦電流は発生しません。このため、無駄なエネルギー量を減らし、ステーターを冷やすことができます。ラミネーションの厚さは非常に重要です。高速モーターの場合、ラミネーションの厚さはわずか0.35mmかもしれません。このわずかな厚みが、モーターの効率に大きな違いをもたらします。ステーター全体がどれだけうまく機能するかは、それぞれのラミネーションがどれだけ優れているかにかかっているのです。

異なるステータ・コア設計はどのように分類されるか？

ステーターコアは1種類ではありません。ステータコアは、そのデザインによってグループに分類することができます。この分類は、特定の作業に適したステータコアを選ぶのに役立ちます。ステータコアをグループ分けする1つの方法は、モータの種類によるものです。ローター（回転する部分）が内側にあるモーターもあります。ステーターはその周りを囲む中空のリングです。また、ステーターが内側にあり、ローターがその外側を回転するモーターもあります。ステーターコアをどのように設計し製造するかは、それぞれのタイプによって大きく異なります。

モーターをグループ分けするもう一つの方法は、その形状である。ほとんどのモーターは円形なので、円筒形のステーターコアを使用します。しかし、磁気浮上式鉄道や工場の機械のように、リニアモーターを使用する機械もある。リニアモーターは回転するのではなく、直線的に動くことで動作する。リニアモータのステータは、長くて平らな棒である。このリニアステーターコアには特殊な作り方があります。ステーターコアの製造方法は、それがどのような外観を持ち、どのような用途に使用されるかによって大きく異なります。このグループ分けは、エンジニアがステーターを作る最適な方法を選ぶのに役立ちます。

ステーターコアの製造に使用される材料は？

ステーターコアの製造に使われる主な材料は、特殊な鋼鉄である。この鋼は電気鋼と呼ばれる。自動車や橋の建設に使われるような鋼鉄ではない。電気鋼は特殊な磁気能力を持つように作られている。簡単に磁石になり、簡単に磁気を失うことができる。モーター内部の磁場は常に変化しているため、これは非常に重要だ。この鋼鉄は、ステーターコアが磁界を誘導し、エネルギーをほとんど失わないようにします。

各ラミネーションは、鋼板とも呼ばれるこの電気鋼の大きなシートから切り出される。鋼板は通常、使用される前に非常に薄い層で覆われる。この層はワニスであったり酸化物であったりする。この覆いは絶縁体のような働きをするため、電気が通り抜けることはない。積層を積み重ねてステーター・コアを作ると、この被覆が積層間の電気の動きを止める。こうして無駄な渦電流を減らしているのだ。適切な電気鋼とコーティングを選ぶことは、最終的なモーター・ステーターがいかにうまく機能するかという点で、とても重要なことなのです。

ステーター・ラミネーションのスタンプ工程とは？

ラミネーションを作る最も一般的な方法は、スタンピングまたはパンチングと呼ばれる加工を使うことだ。これにはプレス機と呼ばれる非常に大きな機械が使われる。この機械には、ダイと呼ばれる非常に鋭い工具があります。この金型が、ラミネーションの正確な形となる。電気鋼板のロールがプレス機に入れられます。すると、プレス機が勢いよく降りてくる。金型を使って鋼板からラミネートの形状を打ち抜くのです。この工程は非常に速く、毎分数百のラミネーションを作ることができる。

この工程を正確に行うことは非常に重要である。ステーターコアのすべてのラミネーションは、ほぼ正確に同じでなければなりません。サイズが合っていないと、最終的なステーターコアは正しい方法で組み合わされません。スタンプが悪いと、エッジが粗くなります。このような粗いエッジは、モータのステータ磁界の働きに悪影響を及ぼす可能性がある。スタンピングの方法と装置は、より速く、より正確にするために、多くの新しいアイデアで改良されてきた。目標は、毎回ステーターに完璧なラミネーションを施すことです。

ラミネーション・スタックはどのようにしてステーター・コアを作るのか？

何千もの積層がプレスされた後、それらを組み合わせてモーター・コアを作る必要がある。この工程は、積層または組み立てと呼ばれる。主な目的は、一定の高さの積層を組み立てることである。スタック内のラミネーションはすべて完璧に並べなければならない。わずかなねじれでも、ステーター・コアの性能を損なう可能性がある。そのため、各ラミネートの外側に小さな切り込みを入れることが多い。

完成した積層ステーターコアを作るために、スタックをつなぎ合わせる方法はいくつかある。

• 溶接： 一般的な方法は、スタックの外側を溶接することです。ステーターコアの側面を通る細い溶接は、積層を非常に強固に固定します。
• ボンディング： ステーターコアには特殊な接着剤を使うものがある。接着剤はラミネーションごとに塗られ、スタック全体がオーブンで調理される。これにより、非常に強度の高いステーターコアができる。
• インターロッキング： スタンプを押す際に、ラミネートに小さな段差ができることがある。積み重ねると、この段差が次のラミネーションにロックされる。これにより、溶接することなくスタックをつなぎ合わせることができる。

ステーターコアの組み方は、モーターの設計や製造コストによって異なります。出来上がった部品は頑丈に見えるが、それぞれの積層が分離しているので、その間に電気が流れることはない。これで次のステップに進む準備が整った。

リニア・ステーターとラウンド・ステーターの大きな違いとは？

ほとんどの人は、モーターは回転する丸いものだと思っている。このモーターは丸い、つまり円筒形のステーターコアを使用している。このタイプのステーターの製造工程は、多くの人に理解されている。積層を積み重ねて中空の円を作る。このステーターコアの直径と長さは、非常に重要な寸法である。

しかし、直線的な動きを必要とするモーターもある。これらはリニアモーターとして知られている。リニアモーターはリニアステーターを使用します。丸いステーターを切り開いて、平らな棒状になるように広げると想像できます。リニアステーターのコアはそのような形をしています。製造工程は同じではない。丸いラミネートを積み重ねる代わりに、リニア・ステーターは多くの場合、長方形状のラミネートから作られる。ステーターコアは長くまっすぐな積層です。この種のステーターは、電車やエレベーターなど、正確な直進運動が必要な機械に使用されます。リニアステーターコアの設計と製造には、解決しなければならない特別な問題があります。

ステーターコア製造工程の主なステップは？

鋼鉄のロールから完成したステーターコアまでの全行程は、いくつかの主な製造ステップに分けることができる。モーターのステーターが高品質であることを確認するために、各工程は細心の注意を払って行われなければなりません。ステーターコアの製造工程は、非常に厳密です。

主な手順を簡単な表にまとめてみた：

この工程により、どのステーター・コアも最新の電気モーターに十分な性能を発揮する。本設計のステーターコアは、この慎重な工程を経て作られている。

モーター用ステーターコアの製造工程を改善するには？

エンジニアは常に、ステータ・コアの製造工程を改善する方法を見つけようとしている。より良い工程はより良いモーターを作り、大きな節約につながる。彼らが重視していることのひとつは、無駄を少なくすることだ。鋼板から積層をスタンプすると、必ず鋼材が残ります。スタンプパターンを配置する新しい方法は、鋼材をより多く使用し、スクラップをより少なく処分することができる。これは私たちの世界にとってより良いことであり、お金の節約にもなる。モーター効率の向上は、より良いステーターコアから始まります。

改良のもう一つの方法は、新しい技術を使うことだ。Google Patentsで検索すれば、ステーターコアの製造に関する多くの新しいアイデアが見つかるだろう。より正確な結果を得るために、レーザーでスタンプを押したりラミネートをカットしたりする新しい方法を研究している人もいる。また、ステーターコアをより強く、より熱に強くする新しい接着剤を作っている人もいる。ステーターコアの製造におけるあらゆる改良は、よりパワーがあり、エネルギーの無駄が少なく、静かなモーターを作るのに役立ちます。これは、動電機を修理したり手入れしたりする際にも重要なことです。より良いステーターコアは、より長く使用することができます。より良いプロセスの利点は、誰にとってもより良いモーターになるということです。

覚えておくべきこと

• ステーターコアは電気モーターの動かない心臓部である。 ラミネートと呼ばれる薄い板を積み重ねて作られる。
• ラミネーションは、モーターがうまく機能するために非常に重要である。 電気スチール製で、無駄なエネルギーと熱を下げるのに役立つ。
• 製造工程は正確なステップの集合である。 これにはスタンプ、積層、ラミネートの接合も含まれる。
• 良いステーターコアは非常に重要だ。 ステーターコアの品質は、モーターのパワー、走行性、寿命に直接影響する。
• 物事をより良くする方法は常にある。 ステーターコアの製造工程をより良く、より安くするために、常に新しい方法が生み出されている。