図1　日立��作所が開発した効率96%のモータ(��)

図2　効率96%でIE 5をクリアした11kWの高効率モータ

日立は2�Q�iにIE 4という�kつ低いレベルをクリアしたモータを発表している。この時の効率は、負荷トルク100%という条�Pで93%であった。それを96%に�屬欧燭海箸�どれほどすごいか。日本国内の�噞�靆腓両嫡J電��は����で�Q間4,850億kWh。この内、モータが��める割合は約75%にあたる�Q間3,600億kWhと最も�jきい。もし�噞��モータの効率を1%�屬欧襪箸修両淵┘邑�果は36億kWh/�Qとなり、この数�Cは原子��発電所1基分に相当するという。今�v3%�屬欧織癲璽燭鮃馥眈噞����で使うと仮定すると、原発3基分の省エネになる。

アモルファスの鉄��は通常の鉄�^��に比べて透磁率が1桁高く、鉄��は1/10と低い。このため効率は高くなるはず。しかし、�cき所は、薄いアモーファス鉄��をモータのステータの形�Xに合わせて切��加工すると、磁性��性(磁�J密度)が劣化したことだ。例えば、磁�J密度が1.6T (テスラ) で鉄��がわずか1W/kgしかない�擇���性が劣化し、鉄��を加工すると1.4Tで、16W/kgという鉄��が�擇犬討い拭�

日立のエンジニアは、厚さ0.5mmの鉄心にコイルを巻いたHコイルと�}ぶ磁気センサを試作、実機に�Dり��け、アモルファス鉄心の磁気��性を調べた。��失を�擇濬个靴討い人廾�は、加工する時の応��だという。アモルファス鉄は��冷して作るため、���з�しく鉄原子が並んでいない材料である。応��が加わると磁性��性が�jきく劣化していた。このため応��をできるだけ��らすように、アモルファス鉄��の�jきさや加工の仕�気虜播�値や最適�桔，魑瓩瓩拭�実際のデータと2次元・3次元の�Xシミュレーションを�W��して、��失すなわち�Xの発�旃X況を可��化した。これによってアモルファス鉄心の��失を��らすことができたという。アモルファス鉄��1��の厚さは25µmで、それを2000���_ねて鉄心とする(図3)。その鉄心の周りにコイルを巻きつけて電磁石を作る。そのコイルの巻きつけ�気亡悗靴討皹���が入るため、最適な巻き�気鮓�い出したとしている。

図3　日立はアモルファス鉄心の磁気��性、�X��性を実�Rし最適形�Xを求めた

モータはアキシャルギャップ構�]を採��しており、ステータの電磁石を��盤�Xの2��のロータで挟み込む�擬亜�コイルを巻きつけた電磁石を�v転軸の周りに�pって�何�個設ける(図4)。アキシャルギャップ�擬阿任蓮�2��の�P久磁石��盤ロータが�v転する。今�v、アモルファス鉄心の��失を少なくし、電磁石の磁��を�啣修靴燭燭瓠▲蹇璽燭旅P久磁石にレアメタルを入れなくても�科�な効率が�uられた。

図4　アキシャルギャップ�擬阿離癲璽燭鯑�立が開発

この高効率モータは、ポンプやブロアー、空気圧縮機(コンプレッサ)など���]����に使う�噞機械����から実��化し、�\術がこなれてくると�O動�Zや小型モータなど広い����に�t開していく、と実��化を担当している日立�咁システムのCTOで研�|開発センタ長の相�[憲�k��は期待している。