高温用途向けブラシ付きDCモータ

マクソンは、高い周囲温度で動作可能なモータを長年にわたって既に提供しています。最高温度200⁰Cの周囲温度で動作するように開発された HD (ヘビー デューティー) ブラシレスDCモータシリーズは、既に10年以上前から市場に導入されています。これまで、これらの温度範囲に用いられるモータは、もっぱらブラシレスモータでした。 maxonは、新型HT (High Temperature) ブラシ付きDCモータの導入を通じて、変革をもたらします。

maxonは、最大180⁰Cの周囲温度で動作可能なブラシ付きDCモータを求めていたある大手石油・ガス企業から問い合わせを受けました。 同社では、配管ケーシング検査に使用される確立されたマルチイメージングツールに、高温ブラシ付きDCモータを使用していました。しかし、より高い地震衝撃耐性レベルの新型ツールが追加された際に、既存の駆動システムは十分な堅牢性が確保されなくなりました。同社は、膨大な費用と時間を費やすことになるシステム全体の再設計は望んでいませんでした。このため、同社はマクソンに代替ソリューションを求めました。 マクソンのエンジニアは、ダウンホール用途向けの標準 DCX 22mm ブラシ付き DCモータシリーズをベースに、カスタマイズした駆動システムの開発に着手しました。

磁石の交換

モータの主要な基本構成部品、すなわち巻線と磁石が最初に精査されました。高温用途向けにサマリウムコバルト（SmCo）磁石を使用するHD ブラシレス DC モータ とは異なり、エンジニアは新しい高温グレードのネオジム（NdFeB）磁石を使用することを決定しました。その理由は強度にあります。高温に耐えられるサマリウムコバルト磁石は数年前から販売されていますが、ネオジム磁石ほど強力ではありません。サマリウムコバルト磁石を使用すると、わずかに磁力が弱いだけでなく、トルク要件を満たすためにモータのサイズを大きくする必要がありました。

巻線の変更

マクソンは、既に高温に対応する巻線を採用してきました。標準巻線を使用するmaxon構成可能DCXモータシリーズは、推奨最大温度125度で動作します。温度がこのレベルを超えて上昇すると、巻線の絶縁が柔らかく不安定になり、磁石に崩壊するおそれがあります。そこでマクソンのエンジニアたちは、カスタマイズした巻線を作成し、いくつかのサンプルを作成しました。このサンプルの機能検証が行われた後、電磁回路が完成しました。

カバーの変更

モータは、磁石と巻線以外のコンポーネントでも構成されており、これらの実行可能な設計が完了した後、エンジニアたちはモータの残りの部分を調査し、他のすべてのコンポーネントが温度に耐性を示すことを確認しました。標準ポリマーブラシカバーには、高温対応材料を使用した新しい設計が必要でした。

maxonは最初のサンプルを作成し、次に検証テストを行いました。 maxonのテストラボでは、広範な環境テストを容易に実施することができます。モータは、テストチャンバー内で180⁰Cまで加熱されてから検証されました。また、ロータの安定性は180⁰Cと200⁰Cでテストされました。 maxonのエンジニアは、彼らが構築したソリューションが用途に適していることを確認すると、お客様にテストサンプルを提供しました。これらのサンプルは、正常に機能し、同モータは生産基準を満たすことができました。

今では、これらのDCX22S HTモータは、より幅広い市場で提供されるようになりました。

TDCX22S HTは、高効率の GPX22UP を含むGPX22 および GPX26ギアボックスの範囲で動作します。これらは、モータの周囲温度能力に合わせて拡張温度潤滑を行うことができます。最寄りのマクソンのセールス エンジニアは、お客様の用途に適合したモータとギアボックスの組み合わせを見つけるためのサポートを提供いたしております。

詳細については、maxonのSubsea担当セールス エンジニア、アンドリュー・ギブソン (Andrew.gibson@maxongroup.com) までお問い合わせください