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フラットな未来: アキシャルモーターは航空分野や自動車分野でどのようにして超高出力密度を実証できるでしょうか?
技術の継続的な進歩により、電気自動車や電気航空機の需要が高まっています。重要な技術進歩の 1 つは、アキシャルフラックスモーター (AFM) の使用です。このモーター構造では、ローターとステーターの間の隙間が回転軸と平行になっており、一般的なラジアルモーターとは対照的に、アキシャルモーターの設計により、トルクはローター直径の3乗で増加し、電力密度の点で優れています。素晴らしい。このような設計は、パフォーマンスを向上させるだけでなく、電気自動車から電気航空機まで、さまざまな用途で大きな可能性を示しています。
アキシャル モーターは磁気表面と全体の表面積が大きいため、ラジアル モーターに比べて一定の容積に対して大幅に優れた冷却効果が得られます。
アキシャルモータの特性
アキシャルモーターの設計にはいくつかの利点があります。まず、コイルとベアリングを追加することで、プリント回路基板 (PCB) などの任意の平面構造上にモーターを構築できます。この設計により、コイルの巻き付け工程が簡素化され、より複雑な巻き付け方法の代わりに平らな長方形の銅ストリップを使用できるようになり、高電流の巻き付けが容易になります。
第二に、軸流モータのロータは通常、より軽量に設計することができ、磁路が短いため、配向粒子電気鋼板を使用することが可能であり、透磁率が向上するだけでなく、コア損失も低減される。 。ただし、この設計にも、磁束分布が不均一でパフォーマンスが不安定になる可能性があるなどの制限があります。
設計とアプリケーション
設計上、軸モーターにはシングルまたはデュアルのローターと、シングルまたはデュアルのステーターのいずれかを使用できます。通常、高出力アプリケーションでは、デュアル ステータ シングル ローター設計が一般的ですが、これには鉄損を収容するハウジングが必要です。対照的に、シングルステーターデュアルローター設計では、ケーシングの重量を節約し、効率を向上させることができます。
YASA の 37kg スタッキング可能な 750 R モーターは、5kw/kg を超える電力密度を提供し、市場で際立っています。
アキシャル モーターの使用は電磁モーターの開発初期から始まっていましたが、強力な永久磁石材料が広く利用され、ブラシレス DC モーター技術が開発される前は、その応用範囲は比較的限られていました。近年の需要増加に伴い、電気自動車分野でのアキシャルモーターの応用が加速しています。
自動車・航空業界の変革
自動車分野では、YASAの製品はさまざまなコンセプトカーやプロトタイプ車両に採用されているほか、ケーニグセグ・レゲーラやフェラーリSF90ストラダーレなどの高性能スポーツカーにも搭載されています。 YASA の目標は、電気自動車の性能向上に不可欠な、1 キログラムあたり 220 キロワットを出力できるモーターを設計することです。
航空分野では、ロールス・ロイス社のACCEL電気航空機が3軸モーターを採用し、電気航空機の現在の世界速度記録を樹立しました。 YASA はロールスロイス社のスピリット オブ イノベーション航空機に軸流電動モーターを供給しており、電子飛行に必要な大幅な軽量化に対応するために 50 kW/kg の電力密度の達成に取り組んでいます。
軸モーターの設計は、電気自動車や航空機がより高い電力密度を実現できるようにするだけでなく、電気モビリティに対する私たちの想像力を絶えず変えています。
今後の展望
将来を見据えると、アキシャルモーターの開発可能性は依然として大きいです。 Emrax や Siemens などのさまざまな企業が、さまざまな種類のアプリケーションで優れたパフォーマンスを発揮する、より効率的な軸モーターの研究を開始しています。世界中で電気輸送が急速に発展する中、この技術の継続的な革新と応用は、将来の輸送設計における重要なトレンドになる可能性があります。
最終的に、技術が進歩するにつれて、このモーターの応用によって私たちのライフスタイルや交通システムはどのようにさらに変化するでしょうか?
