日立等試製出不使用稀土族磁鐵的馬達，效率提高5個百分點

　　日立製作所和日立產機系統試製出了鐵芯使用非晶金屬的馬達。其特點是不使用含有釹（Nd）和鏑（Dy）等稀有金屬的磁鐵（稀土族磁鐵），能夠提高馬達效率。在對試製的用於空調等的輸出功率為150W的馬達進行評測後顯示，與該公司使用稀土族磁鐵的原產品相比，效率從約81％提高到約 86％，大約提高了5個百分點。使用非晶金屬的馬達設想用於像產業設備、家電和汽車等眾多領域。

　　目前，馬達的耗電量約佔全部耗電量的一半，要實現節能就必須提高馬達的效率。因此，馬達使用具有高特性的稀土族磁鐵。而稀土族磁鐵通常使用Nd-Fe-B（釹-鐵-硼）類磁鐵（所謂的Nd類磁鐵）。為保持高溫狀態下的特性，在Nd類磁鐵中添加了Dy。

　　雖然使用稀土族磁鐵提高了馬達的效率，但存在作為原料的稀有金屬漲價的問題。“與以前價格暴漲時期相比，目前的價格還算穩定，不過仍然較高”（日立製作所）。例如，比較2004年和2008年9月每千克的價格，Nd上漲約3倍、為30美元，Dy上漲近5倍、為155美元（日立製作所）。價格居高不下的一個原因是擁有稀有金屬90％左右的中國從生產國向消費國轉變，這樣稀有金屬價格不斷上漲。因此日立公司等此間推進了研發不使用稀有金屬的馬達。

損耗較少

　　此次，不使用Nd類磁鐵而提高馬達效率的原因是非晶金屬本身的損耗較少，且開發出了新的馬達結構。

　　馬達結構方面，在鐵芯上纏繞線圈通電製成電磁鐵，並通過轉動作為轉子的永久磁鐵而產生馬達的旋轉力。以前是使用電磁鋼板作鐵芯，Nd類磁鐵作轉子。此次試製的馬達由於使用非晶金屬作鐵芯，因此可以使用鐵氧體磁鐵作轉子。非晶金屬比電磁鋼板的透磁率高出約10倍，而且基於磁性材料的能源損失（鐵損）僅為1/10左右。鐵芯透磁率越大，其結果是即使弱磁鐵也可產生較高的磁通密度。

改變鐵芯結構

　　與電磁鋼板相比，非晶金屬的最大問題是薄且硬，很難進行切割或切削等加工。採用電磁鋼板時，為了防止導致產生損耗的過電流，採用了層疊0.35～0.5mm薄的電磁鋼板製成鐵芯。而非晶金屬的厚度僅為25μm。硬度達到稱為維氏硬度（HV）的硬度指標的4倍以上。

　　因此，日立此次改變了鐵芯結構及其作制方法。運用在非晶變壓器開發中累積的技術，將多層薄非晶金屬捲起製成鐵芯。在使用非晶金屬的同時，還利用3D磁場分析優化了馬達結構。原來採用的是2D磁場分析。

　　今後，日立將首先面向產業設備，力爭3年內實現實用化。並考慮進一步提高可靠性並降低製造成本。為了擴大用途，還將提高馬達的輸出功率。“到那時也可以製造10kW級的馬達”（日立製作所）。



技術在線 2008/11/13 根津 禎