効率95％以上の 『MagNach®（マグナック）』 モータの開発に成功
工学院大学
工学院大学（学長：今村保忠、所在地：東京都新宿区／八王子市) と株式会社マグネイチャー（代表取締役社長：森下明平（工学院大学名誉教授）、本社：東京都八王子市、以下：マグネイチャー）は、2050年カーボンニュートラルの実現に向け、ハルバッハ配列の応用研究はじめとする電磁力応用システム制御の分野で、エネルギー変換機器や電気機器の高効率・高品質化のための共同研究を実施しています。
森下明平名誉教授は工学院大学在職時にハルバッハの最適配列を完成し、この度、製造工程を工学院大学発ベンチャーであるマグネイチャーが確立したことで量産化が可能となりました。電気自動車にも搭載可能な出力64kW級の『MagNach®』 モータを開発し、1,000回転〜15,000回転の全領域において、効率95％（※図1効率マップ測定結果）、超静音性（※図2モータ振動加速度マップ）を確認しました。
【ポイント】
・MagNach®モータ 『世界初』のコアレス方式ハルバッハ配列モータ （出力64kW級） を開発。
・従来モータのコア （コイルが巻かれる鉄心） をなくす、"コアレス"を採用することで、『軽量化』を実現。
・コアレス化で鉄心の鉄損と"磁気飽和"による出力の限界がなくなり、『高効率』モータが実現。
・コアレス化のトルクが小さくなるデメリットを、ハルバッハ配列を応用研究し、最適配列を開発。（特許取得）
・結果、"コギング""トルクリップル"の発生を抑え、振動騒音ロスもなく、『超静音性』を実現。
・全回転領域において、効率95％以上を実現し、小型化と制御レスポンスの高い次世代モータを開発。
・日本の2030年モータシステム効率目標値85％達成を大きく前進させる、『夢の次世代モータ』です。
今回、「一分一秒でも早く大気温度を1℃下げる」 を目指して次世代モータ 『MagNach®』 を開発。新たな構造設計により、全回転域において効率95％以上の性能を確認しました。
世界全体の消費電力量の40〜50％をモータが占めるとされており（JEMA：一般社団法人日本電気工業会トップランナー資料による)、今後、クルマの進化や新たなモビリティの電動化が進む中で、今回開発に成功した全回転域95％の高効率モータはSDGsに貢献します。小型・軽量化も実現されており、今までのモータ構造では高回転化において影響因子とされていた 摩擦・鉄損・銅損・振動・発熱 が大幅に低減します。
これを実現したのが、「コイルのコアレス化」と「ハルバッハ配列の新たな最適化」を組み合わせた、世界初となるイノベーション『MagNach®』モータです。
モータの「コイルのコアレス化」 は鉄損がなくなる一方でトルクが小さくなるため、従来は電子デバイスや模型等の小容量の製品にコアレスモータが使われていました。また、磁極を交互に配列する従来のNS配列では磁界が両側に広がるのに対して、磁極を90度ずつ回転させて配列するハルバッハ配列が磁界を片側に集中する特性は従来から知られていました。
この結果を受け、電動バイク等のミニカーEV用5kW級と、大型ドローン等の新たなモビリティ用1kW級の開発を進めます。モビリティ以外にも、"小型軽量"、"高速回転"、"超低振動"の特性を生かし、工作機械用スピンドルモータでの高精度化や家電製品用コンプレッサーによる静音化をはじめとし、高性能発電機や高性能医療機器用への応用開発を予定しています。
また、『MagNach®』は、リニアモータや真空軸受といった磁気浮上や、非接触給電のイノベーションへの適用も期待できます。
【 『MagNach®』 モータ仕様】
＜定格出力＞
64kW
＜サイズ＞
外径 250ｍｍ×長さ 230ｍｍ
＜重量＞
60㎏ （水冷ジャケットを含む）（界磁・電機子 16kg）
＜定格線間電圧＞
420Vrms
＜定格回転数＞
15,000rpm
＜定格電流＞
95Arms
▼本件に関する問い合わせ先
総合企画部 広報課
廣田・塩原
住所：東京都新宿区西新宿1-24-2
TEL：0333401498
メール：gakuen_koho@sc.kogakuin.ac.jp
【リリース発信元】 大学プレスセンター
https://www.u-presscenter.jp/
記事提供：Digital PR Platform
