JP3527020B2 - インバータ制御コンプレッサーモーター用の無方向性電磁鋼板 - Google Patents
インバータ制御コンプレッサーモーター用の無方向性電磁鋼板Info
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Description
または冷蔵庫などインバータ制御コンプレッサーモータ
ーに使用するとモーター効率が従来より大幅に向上する
無方向性電磁鋼板に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】近年、石油価格の高騰によるエネルギー
消費低減要請から、モーターの電気消費量の改善が求め
られている。特に、連続運転されることの多い冷蔵庫や
エアコン用モーターに高効率化要求が強い。このため、
この分野ではモーター効率改善を目的として、従来のＯ
Ｎ−ＯＦＦ制御から、連続でモーターの回転数を周波数
で自動制御するインバータ駆動方式に変更されてきてい
る。しかしながら、更なる効率を求めて競争は激しく、
電気制御機構の改善だけでは限界にきている。冷蔵庫や
エアコン用モーターは、ガスを循環させるコンプレッサ
ーモーターとも称される。周知のごとく、モーター用鋼
板には無方向性電磁鋼板が使用される。 【０００３】無方向性電磁鋼板は、通常Ｓｉ：４％以
下、Ａｌ：２％以下を含有して、厚みが０．２〜０．７
mmの鋼板である。無方向性電磁鋼板の製造方法として
は、幾つか知られているが、主なものとしては最終焼鈍
をするものと最終スキンパス圧延をするものとがある。 【０００４】従来、コンプレッサーモーター用にはセミ
プロセス無方向性電磁鋼板が用いられることが多かっ
た。すなわち、モーターコアへ打抜いた後、打抜きの歪
み除去と結晶粒成長を兼ねて鉄損を改善するための歪取
り焼鈍が必須だからである。このため、歪取り焼鈍を前
提として、スキンパスによる歪み誘起粒成長を利用した
製鉄メーカーでの最終スキンパス圧延を施した所謂、ス
キンパス材が用いられることが多かった。 【０００５】スキンパス材は、歪取り焼鈍によって結晶
粒径がほぼ１５０μｍ程度に粒成長する。また、鉄損対
策としての磁束密度を重視する立場から、磁気スピンを
持たないＳｉ，Ａｌなどの量が比較的少ない無方向性電
磁鋼板が利用されていた。しかしながら、これら従来の
無方向性電磁鋼板では、さらなるモーター効率の改善に
はつながらなかった。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の点に鑑
み、冷暖房用エアコンまたは冷蔵庫などのモーターに使
用される高効率のインバーター制御コンプレッサーモー
ター用の無方向性電磁鋼板を提供する。 【０００７】本発明は、ステーターとローターとに打ち
抜かれ積層固定後，歪取り焼鈍を施され、インバータ制
御コンプレッサーモーターのコアに用いられ、板厚が
０．３〜０．６mmで、表面粗度Ｒａが０．６μｍ以下、
固有抵抗が４０〜７５μΩ・ｃｍ、かつ最終歪取り焼鈍
後の結晶粒径が４０〜１２０μｍであることを特徴とす
るモーター効率に優れたインバータ制御コンプレッサー
モーター用の無方向性電磁鋼板である。 【０００８】本発明のポイントは２点ある。１点目はイ
ンバータ制御をする場合のコンプレッサーモーターの効
率を改善するためには、無方向性電磁鋼板の板厚、表面
粗度、固有抵抗、結晶粒径を制御すればよいこと。２点
目は、板厚、表面粗度、固有抵抗、結晶粒径を特定範囲
に規制することは、工業的に十分可能なことである。 【０００９】 【発明の実施の形態】以下、本発明の限定理由について
説明する。板厚は、０．３mm以上かつ０．６mm以下とす
る。０．３mm未満では板厚が薄すぎて鋼板の剛性が足り
なくモーターコアのティース部での曲がり・折れなどが
生じやすく、０．６mmを超えると鉄損が大きくなるため
である。 【００１０】表面粗度Ｒａは、０．６μｍ以下に制限す
る。表面粗度Ｒａが０．６μｍを超えると打抜き後にコ
アを積層した時の占積率の低下が大きくなり、有効な断
面積当たりの磁束密度が低下し、モーター効率が劣化す
るためである。なお、ここで表面粗度Ｒａとは、中心線
平均粗さをいうものとする。 【００１１】固有抵抗は、４０μΩ・ｃｍ以上かつ７５
μΩ・ｃｍ以下とする。４０μΩ・ｃｍ未満ではインバ
ーター制御用のモーターとしては効率不足なためであ
る。固有抵抗を上げるためには、例えばBozorth “ FER
ROMAGNETISM ”，40P ，1951に記載のようにＳｉ，Ａ
ｌ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｗ，Ｃｏなどを添加すれ
ばよいが、７５μΩ・ｃｍを超える固有抵抗を得るため
にはＳｉ＋Ａｌ％で５％以上必要なため、脆性の問題か
ら工業的な生産が難しく磁束密度が劣化してモーター効
率が低下するため避ける。 【００１２】歪取り焼鈍後の結晶粒径は、４０μｍ以上
かつ１２０μｍ以下とする。４０μｍ未満の細粒では磁
束密度が悪く目的の磁気特性が得られない。また、１２
０μｍを超えると高周波の鉄損が劣化してインバータ駆
動のモーター効率が確保できない。なお、ここで結晶粒
径とは、板厚断面方向の平均結晶粒径をいうものとす
る。 【００１３】以上のように板厚、表面粗度、固有抵抗、
結晶粒径を制御することが、インバータ制御コンプレッ
サーモーター用の素材には必要である。モーター効率と
磁気特性の関係については従来より不明確な部分が多
く、エプスタインでの鉄損測定値の１０〜４０倍ものエ
ネルギー損失が実際のモーターで発生しており、鉄損と
磁束密度だけでは整理できなかった。モーター効率に影
響を与える要因として、無方向性電磁鋼板の素材の特性
である鉄損と磁束密度以外に、モーター設計に関わるエ
アーギャップや機械損失などが知られており、項目が多
くて複雑である。更に、磁気特性について述べれば、実
機のモーターコアでは磁束の回転あるいはコアの部位に
よって磁束密度が異なることを考慮しなければならな
い。周波数に関しても、インバータ制御の入力電流波形
は歪が大きく、また基本周波数に高周波を重畳したもの
が多くて非常に複雑である。つまり、従来の周波数が５
０または６０Hzに固定された波形に比べて、高周波成分
が多くなっているのが特徴である。このため、従来のモ
ーターコアと比較して特に、高周波によるうず電流が増
加し、うず電流を減少させるための固有抵抗、板厚や結
晶粒径の効果が大きく出たものと考えられる。 【００１４】本発明鋼の具体的な製造方法の一例を示す
と以下の通りである。重量％でＣ：０．００２％、Ｓ
ｉ：２．５％、Ａｌ：０．２％、Ｍｎ：０．３５％、
Ｐ：０．０２％、Ｓ：０．００１％、Ｎ：０．００１％
を含む連続鋳造スラブを１０００℃に加熱して、仕上温
度９００℃、巻取り温度６００℃で２mmの熱延コイルを
製造した。これを１０００℃で連続焼鈍後、酸洗、表面
粗度Ｒａが０．２５μｍのロールを用いて冷延して０．
５mm厚とした。次いで、脱脂後、９００℃で連続焼鈍
し、絶縁被膜を塗布焼き付けした。得られた鋼板の特性
値は、板厚が０．５mm、表面粗度が０．１８μｍＲａ、
固有抵抗が４３μΩ・ｃｍ、結晶粒径が６０μｍであ
り、本発明鋼の条件を満たすものであった。 【００１５】なお、結晶粒径については、最終焼鈍での
温度×時間で制御するのが簡便である。顧客での歪取り
焼鈍を実施することも可能であるが、歪取り焼鈍温度は
７５０℃程度なので、この鋼板では殆ど結晶粒径は変化
しなかった。また、最終スキンパス圧延を実施する場合
には、特に結晶粒径に注意しなければならない。歪取り
焼鈍で爆発的に粒成長するためである。このときは、ス
キンパス圧延での冷延率を従来の２〜７％程度より８〜
３０％程度の強めの圧下にしたほうが本発明の結晶粒径
に制御しやすい。 【００１６】 【実施例】成分Ｓｉ，Ａｌと伸びとが表１である無方向
性電磁鋼板を準備した。実験Ｎｏ．１９と２０は最終ス
キンパス圧延し、その他の実験Ｎｏ．１〜１８のものは
最終連続焼鈍処理をした。鋼板表面には公知の半有機・
半無機系電気絶縁皮膜がある。固有抵抗は、ダブルブリ
ッジ法で表面被膜を除去して測定した。外径８０mmのロ
ーター、外径１２０mmのステーターに打抜いてから１０
０枚積みのコアにカシメた。このコアに７５０℃で２時
間歪取り焼鈍を実施し、結晶粒径を測定した。表１の磁
気特性は、エプスタイン試料での圧延方向とそれに垂直
な方向試料の平均であり、歪取り焼鈍７５０℃×２時間
後の値である。これをインバーター制御コンプレッサー
モーターに試作して、６０回転／分でモーター効率をチ
ェックした。モーター効率は、入力電気エネルギーに対
する出力エネルギーの比をとった。入力は電圧と電流
で、出力は発電機をつなぐ方式で測定した。 【００１７】 【表１】 【００１８】実施例に示すように、板厚、表面粗度、固
有抵抗、結晶粒径を本発明の範囲に制御したものでは、
優れたモーター効率が得られた。また、他の回転数でも
効率のチェックをしたが、同様の結果であった。 【００１９】 【発明の効果】本発明によれば、高効率なインバータ制
御コンプレッサーモーター用の無方向性電磁鋼板が得ら
れた。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ステーターとローターとに打ち抜かれ積
層固定後，歪取り焼鈍を施され、インバータ制御コンプ
レッサーモーターのコアに用いられ、板厚が０．３〜
０．６mmで、表面粗度Ｒａが０．６μｍ以下、固有抵抗
が４０〜７５μΩ・ｃｍ、かつ最終歪取り焼鈍後の結晶
粒径が４０〜１２０μｍであることを特徴とするモータ
ー効率に優れたインバータ制御コンプレッサーモーター
用の無方向性電磁鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18100796A JP3527020B2 (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | インバータ制御コンプレッサーモーター用の無方向性電磁鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18100796A JP3527020B2 (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | インバータ制御コンプレッサーモーター用の無方向性電磁鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1025554A JPH1025554A (ja) | 1998-01-27 |
| JP3527020B2 true JP3527020B2 (ja) | 2004-05-17 |
Family
ID=16093120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18100796A Expired - Lifetime JP3527020B2 (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | インバータ制御コンプレッサーモーター用の無方向性電磁鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3527020B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
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| CN109852878B (zh) | 2017-11-30 | 2021-05-14 | 宝山钢铁股份有限公司 | 磁性优良的无取向电工钢板及其制造方法 |
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-
1996
- 1996-07-10 JP JP18100796A patent/JP3527020B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| 「Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ」Ｖｏｌ．３３ Ｎｏ．５ Ｏｃｔ．１９８７，ｐ．７９〜８７ |
| ＪＩＳ Ｃ ２５５２無方向性電磁鋼帯（１９８６）、表２ |
| 平成５年電気学会全国大会講演論文集、Ｓ２１−２−１「６．５％けい素鋼板」 |
| 新日本製鐡株式会社「無方向性電磁鋼帯」カタログ，１９８８，３版、第５頁 |
| 日本鉄鋼協会第１５５回、第１５６回西山記念技術講座「無方向性珪素鋼板の高機能化の開発動向」ｐ．１６０〜１６３、平成７年２月２日、９日 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1025554A (ja) | 1998-01-27 |
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