モーターコアの主要原材料は珪素鋼板です。現在、最も一般的に使用されているのは冷間圧延鋼板の470、600、800で、中でも470と600は高効率モーターに多く使用されています。
1.低損失。
特定の周波数と磁束密度における鉄損は、電磁鋼板の主要な指標です。鉄損は、ヒステリシス損と渦電流損の2つの部分から構成されます。ヒステリシス損は、鉄心の交流磁化によって生じるエネルギー消費であり、材料組成と結晶粒径に関係し、ヒステリシスループの面積で表すことができます。渦電流損は、鉄心の交流磁化中に発生する渦電流によって生じる抵抗損失であり、材料自体の抵抗率と厚さに関係します。したがって、鉄損を低減するために、電磁鋼板は厚さを薄くし、抵抗率を高くします。
2. 高い磁気伝導性。
磁気伝導率が高いほど、磁束が一定の場合に磁気回路の断面積を小さくすることができ、励磁巻線に使用される銅の量を節約し、モーターのサイズを小さくすることができる。
3.優れたラミネート特性。
電磁鋼板は、脆すぎず柔らかすぎず、適切な硬度を持つ必要があります。表面は滑らかで平坦で、厚みが均一である必要があります（板厚差制御の要件あり）。これにより、金型の打ち抜きが容易になり、積層係数が向上します。冷間圧延鋼板には同じ金型を使用でき、熱間圧延鋼板と比較して耐用年数を大幅に延長できます。無機または有機コーティングを施した冷間圧延電磁鋼板の中には、1回の研削で金型の1パスあたりの打ち抜きストローク数を10倍近く増やすことができるものもあります。●低コストで使いやすい。上記の要件に加えて、一部のモーターでは、磁性伝導材料に対してより高い要件が課されることがよくあります。たとえば、磁気故障が小さく、磁気膨張が小さいなどです。これらの要件は多岐にわたるため、総合的に考慮する必要があります。
●ケイ素鋼板
シリコンを含む合金鋼を薄板状に圧延したもので、一般的にシリコン鋼板と呼ばれています。製造工程によって、熱間圧延シリコン鋼板（現在ではほとんど廃止されています）と冷間圧延シリコン鋼板に分類されます。冷間圧延シリコン鋼板は、さらに方向性シリコン鋼板と無方向性シリコン鋼板に分けられます。現在、シリコン鋼板は主にシート状で供給されています。シリコン鋼板の磁気特性を向上させ、せん断強度を低減するために、国内のシリコン鋼板は圧延工場で焼鈍処理が施されています。
●シリコン鋼板不使用
モーターのコアには、低炭素鋼板や純鉄の代わりにケイ素鋼板が使用されるようになりました。これは歴史上、大きな進歩でした。低損失のケイ素鋼板はモーターの性能を向上させ、サイズを小型化しました。現在では、ケイ素鋼板の代わりに低ケイ素鋼板（低炭素電磁鋼板または純鉄電磁鋼板とも呼ばれる）が小型モーターのコアに使用されています。これは、現代の技術で製造された低ケイ素鋼板が従来の低炭素鋼板とは異なり、高い磁束密度を持つだけでなく、ケイ素鋼板と同程度の鉄損を持つためです。低ケイ素鋼板を使用して設計・製造された小型交流モーターは、さらに小型化、軽量化、コスト削減が可能です。さらに、低ケイ素鋼板は柔らかいため、打ち抜き速度を向上させ、金型の寿命を延ばすことができます。現在、低ケイ素鋼板は海外で小型モーターのコア材として広く使用されています。工業化された国々では、電磁鋼板の総生産量の約50～60％が電磁鋼板の用途に使われている。
現在、モーター工場が非シリコン鋼板を使用する状況は2つあります。1つは、冷間圧延後の非シリコン鋼板を直接打ち抜き、モーター工場で焼鈍処理を行う場合、もう1つは、製鉄所から提供された焼鈍済みの鋼板をモーター工場が直接打ち抜き、使用する場合です。非シリコン鋼板は高磁気伝導性材料であり、その磁束密度と磁束損失は機械的応力に非常に敏感です。したがって、打ち抜き後、使用前に応力除去焼鈍を行うことは、磁気特性を向上させるための重要な対策です。非シリコン鋼板の熱処理には専用の熱処理設備が必要ですが、我が国のほとんどのモーター工場はまだそのような設備を備えていません。これは、非シリコン鋼板を使用する際に解決すべき問題です。
●ケイ素含有量と不純物ケイ素は、ケイ素鋼板の性能に決定的な影響を与えます。鉄にケイ素を添加すると、抵抗率が増加し、有害な不純物である炭素の分離にも役立ちます。一般的に、純鉄にケイ素を添加すると、磁束密度はわずかに低下しますが、鉄損は大幅に減少します。ケイ素含有量が増加すると、硬度と脆性が増し、圧延、プレス加工、せん断、機械加工が困難になります。現在、ケイ素鋼板のケイ素含有量は一般的に4.5%以下です。ケイ素含有量がこれより高いと、圧延や加工が困難になります。
●厚さ。鉄心における渦電流損失は鋼板の厚さの二乗に比例することを考慮すると、同じ種類の珪素鋼板の場合、厚さが薄いほど鉄心損失は小さくなりますが、鉄心の製造時間は長くなり、積層係数は低下します。一般的に、モーターには厚さ0.5ミリメートルの珪素鋼板が使用されますが、大型蒸気タービン発電機の鉄心損失要件が非常に厳しい場合は、厚さ0.35ミリメートルの珪素鋼板が使用されます。
●ストレス。鉄芯のせん断、積層、または巻取りの工程中に応力が発生し、磁気特性が劣化し、鉄損が増加します。切断（破断）断面線の両側約1ミリメートルの範囲に、目に見える黒色の残留応力帯が形成されます。一般的に、焼鈍処理によって応力を除去し、元の磁気特性を回復できます。高性能冷間圧延珪素鋼板の磁気特性は、応力に対してより敏感です。
投稿日時：2026年3月4日