軸流永久磁石モーターは、自動車、航空、電動バイクなどのハイブリッド車や完全電動パワートレインで人気を博しています。このモーターは、磁束が回転軸に平行に配置された短路軸流ローターを採用しています。この設計により、軽量・コンパクトで高トルク密度のモーターを実現することができます。
はじめに
PROFILE
このケーススタディでは、Magcamとトップクラスの電気自動車用モーター開発・製造企業との最近のコラボレーションを紹介します。この革新的な組織は、高性能な永久磁石式軸流モーターの製作に特化しています。
課題
自動車産業では、信頼性が最も重要視されています。自動車メーカーが大量生産するためには、軸流モータの信頼性と堅牢性を証明する必要があり、これが課題となっていました。そのため、軸流モータメーカーは、従来のラジアルフラックス型モータと同等の信頼性があることを証明するために、大規模な検証プログラムを実施しています。
このプロジェクトでは、直径やレイアウトの異なる様々な軸流ローターの設計を評価しました。磁場分布、ゾーン間の磁場均一性、ゼロクロス解析などの磁気特性に焦点を当てました。さらに、磁石の位置決め精度を、密閉された磁石からの磁場情報を使って検査した。
このほか、新デザイン開発の加速や、最先端の軸流モーター製造技術による生産歩留まりの向上なども、お客様の目標になりました。
解決方法
Magcamの磁場スキャナーは、ラジアル、アキシャルフラックスローターを含む永久磁石やアセンブリの迅速かつ正確な品質検査用に専門的に設計されています。私たちの測定システムは、半自動または全自動生産ラインにシームレスに統合することができます。
高速磁場スキャンカメラとマグカムの測定・解析ソフトウェアMagScopeの高度なデータ解析機能のユニークな組み合わせにより、コギングトルクなどの予期せぬ、そしてシミュレーションが困難な磁石の品質問題を効率的に特定することが可能になります。
軸流ロータースキャン法は、MagcamのCombi ScannerとRotor Scannerの構成で利用でき、Magcamの有名な機能をすべて利用することができます。例えば、高いラジアル・角度分解能、機械的検証や振れ補正測定のための統合レーザー表面測定、高速サイクルタイム、高度なインラインデータ解析などです。
アキシャルマシンでは、ラジアルマシンよりも磁力がかなり高いため、ローターとステーターの間のエアギャップを均一に保つことが重要な課題となっています。最も正確な結果を得るために、Magcamは内蔵のレーザー距離センサーを使用した自動振れ補正手順を開発しました。
測定時間は、選択した角度分解能と半径分解能に依存します。典型的な値は、角度分解能が1.0°から0.1°、半径分解能は内蔵のMagcam MiniCube3D磁場カメラを使って0.1mmまで可能です。
Magcamは、最初のテスト結果を出発点として、良いローターと悪いローターの相関関係を特定し、最終的なエンドオブラインテストのためのガイドラインを確立することを提案しました。このプロセスにより、最終的に合否判定に必要な品質パラメータが定義されます。生産プロセスの早い段階で不良ローターを特定することで、このアプローチは生産歩留まりを向上させ、後に廃棄される部品の数を減らすことができます。
さらに、Magcamシステムを設計や試作の段階で活用することで、開発の初期段階で磁気の問題を検出し、製品化までの時間を短縮することができます。
MagcamのMagScopeソフトウェアが動作する専用のWindowsコンピュータ上で、データは生情報として収集され、CSV形式でエクスポートすることができます。お客様のSQLデータベースへの情報転送はPythonスクリプトで行い、日報を作成します。
一方、Magcamはラジアルフラックスローターのコギングトルク解析と同様に、アキシャルフラックスローターの新しいコギングトルク解析方法を開発しています。この実績ある手法は、すでに複数のユーザーに利用されており、ステーターに挿入する前にローターのコギングトルクを予測する強力な機能で知られています。
試作ラインでの半自動ハンドリングプロセスを容易にするために、ハンドヘルドバーコードスキャナーが選択されました。オペレーターの身元、使用するツール、ローターのシリアル番号などが処理され、あらかじめ定義された正しい測定構成が選択されるようになっています。
テスティモニアル
"現在、大量生産ラインを設計中ですが、ぜひ貴社の技術を取り入れたいと考えています "と、プロジェクトマネージャーはコメントしています。
オンサイトの委託・育成
Magcamのエンジニアによる現場でのインストールと必須の工場受け入れテストに続き、お客様のエンジニアはMagScopeソフトウェア内の測定と分析の構成（「ネットワーク」とも呼ばれる）のプログラミングについて包括的なトレーニングを受けました。さらに、オペレーターは測定プロセスを効果的に管理するための教育が行われました。校正とメンテナンスの手順も徹底的に検討され、議論されました。
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昨年夏にドイツのプレミアムクラス自動車メーカーに買収された英国子会社でのプロトタイプテスト工程が完了すると、革新的なマグカムのエンドオブラインテストセットアップが量産製造ラインに統合される予定です。
ヒストリー
このプロトタイプラインに関する最初の話し合いは、展示会や個人的なミーティングでシニアエンジニアリングスタッフにMagcamの技術を紹介した後、約3年前に始まりました。予備的なフィージビリティテストはMagcamのXYポータルスキャナーで行われましたが、素晴らしい結果が得られたものの、サイクルタイムが不十分でした。その結果、Magcamはポータル・ロータースキャナーソリューションのアドオンとして、アキシャルフラックス・ロータースキャナーを開発しました。
その後、Magcamの軸流ロータースキャナーは標準的な製品に進化し、市場で大きな関心を集めています。
アウトルック
モビリティ産業の電動化が世界的に進む中、Magcamはモーターメーカーの設計の最適化、市場投入までの時間の短縮、優れた製品品質の確保に重要な役割を果たすことができます。
電気モーター開発プロジェクトのご相談は、今すぐMagcamにご連絡ください。私たちの比類なき永久磁石ローター測定システムとユニークな専門知識をご活用ください。私たちの優れたソリューションとサポートで、モーター設計と品質の最適化を始めましょう。
