水冷モーターの裏側

著者について：PeterSvartsjöは、ABB LV IEC Motorsのアカウントマネージャーであり、海上顧客をサポートしています。彼はABBで26年近くの販売およびマーケティングの経験があります。ピーターは、ヴァーサのスウェーデン工科大学で産業管理の学士号を取得しています。

水冷モーターが設置されているさまざまな場所は、船上にあります。画像：ABB

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ABBのPeterSvartsjö氏は、省スペース、エネルギー効率の向上、メンテナンスの必要性の削減など、メガワットレベルの電力を必要とする海洋用途向けの水冷モーターの利点について説明しています。

電気モーターは、推進力やスラスタから、ウインチ、アンカー、ポンプなどの甲板操作機器まで、船舶でいくつかの主要な機能を実行します。これにより、信頼性と性能が船舶全体の円滑な運行に直接影響を与える可能性があるため、船舶の所有者と運営者にとってミッションクリティカルになります。

水冷と未来への道
空冷モーターは従来の選択肢です。つまり、モーターフレームの冷却リブの周りに冷却空気を循環させる必要があります。ただし、船舶用モーターは汚れた埃の多い環境に設置されることが多いため、リブ間のスペースがゴミで詰まり、冷却効率が低下する可能性があります。

定期的なクリーニング操作がないと、モーターはますます高い温度で作動し始めます。これにより、ベアリングや巻線などの重要なコンポーネントの摩耗率が高くなります。これには追加のメンテナンスが必要であり、最悪の場合、モーターの寿命が短くなり、計画外の早期故障が発生します。

対照的に、外部換気システムを必要としない水冷モーターへの切り替えは、資本コストを削減するだけでなく、他の機器またはより多くの貨物のために有用なスペースを解放できる船の設置面積を小さくすることもできます。また、水冷モーターはほこりや他の汚染物質の侵入に対してしっかりと密閉できるため、厳しい過酷な条件での設置に最適です。水冷モーターに関するいくつかの追加の考慮事項：

ABBが提供する水冷モーターの例。画像：ABB きれいな水必須：水冷モータの冷却方法のモータを冷却するために、閉じた水冷回路を動作させるためにチラー、ポンプとパイプシステムと一緒に、きれいな「水道」の水のちょうど安定供給を必要としフレームとアクティブパーツ。モーターは周囲の空気の質とは無関係であるため、一定の予測可能な問題のない動作を長期間にわたって提供できます。フレーム冷却リブがないため、比較的滑らかな外部構造が得られるため、モーター塗装の品質が向上し、空冷設計と比較してほこりの蓄積が大幅に減少します。また、ほこりがたまると、モーターの冷却性能を損なったり、内部部品に取り込まれたりすることはありません。

lifeライフサイクルコストの最適化：同じ海洋用途では、水冷モーターは一般に空冷モーターに比べてライフサイクルコストが向上します。これは主に、塵埃が蓄積する場合など、空冷システムの性能が損なわれた場合に発生する可能性のある過熱からベアリングと巻線が保護されるため、サービスとサービス寿命の長い間隔に主に起因します。

静かな操作：一部の海洋用途、特に船舶がドッキングされている場合、特に複数のモーターが同じ場所で動作している場合、騒音レベルが問題になることがあります。空冷モーターでは、ほとんどの騒音はファンによって発生します。これは、ファンのない水冷モーターが大幅に静かになることを意味します。

スペースセーバー：特にエンジンルームやその他のデッキ下のアプリケーションで、スペースが非常に重要になる場合があります。水冷モーターの出力密度は高い（単位重量または体積あたりのキロワット出力）。したがって、水冷モーターは、同等の空冷モーターと同じ出力を非常に小さな設置面積で実現する可能性を提供できます。場合によっては、水冷却システムを可変速ドライブ（VSD）のような他の水冷装置でも利用できるため、それ以外の場合は独自の冷却水の供給が必要になるため、さらなる効率とスペース節約の可能性があります。

新しいアプリケーションがより高い電力設計を推進
水冷電気モーターの使用自体は新しいものではありません。それらは、スペースが不足し、ほこり、汚れ、湿気の点で敵対的な環境である特別な用途で、50年以上にわたって海洋産業に展開されてきました。

しかし、新しい大型船の出現により、より高いモーター出力が必要になりました。それでも、スペースおよび安全で信頼できる操作の要件に対する同じ制約が残っています。これが、海洋産業が高エネルギー密度のメガワット級モーターの開発を推進するのに貢献した理由です。

ABBの新しいメガワットモーター
この開発の道をリードするのは、ABBのこれまでで最大の低電圧（LV）水冷ジャケットモーターである新しい水冷M3LP 500です。 500フレームサイズで最大2メガワット（MW）の出力で利用可能であり、最適化された電力密度により設置面積を最小限に抑えながら、ますます高い電力を求める世界的な需要に対応しています。

M3LP 500は、同等の空冷モーターよりもキログラムあたりの出力が大きいだけでなく、約20％小型です。
M3LP 500の媒体温度は38°C / 100°Fで、冷却媒体の流量は15 gpmです。その内部冷却システムは、ほとんどの海洋冷却回路と互換性があります。したがって、モーターを展開する前に特別な適合やその他の時間のかかる構成作業は必要ありません。
新しいモーターは、主要なアクティブ部品のメンテナンスの必要性を減らすために特別に設計されているため、メンテナンス間隔を延長できます。特に、摩耗に敏感なベアリングは常に低温に保たれます。これにより、信頼性が向上し、サービス間隔が延長され、ベアリングの寿命が延びます。ベアリングを含む標準化されたコンポーネントを使用すると、交換が迅速かつ簡単になります。

モーターのエンドシールドは、簡単に分解および再組み立てできるため、メンテナンスが簡素化され、ダウンタイムが短縮されます。ラビリンスシールは、湿気、ほこり、または粒子の侵入を防ぎ、モーターのアクティブコンポーネントの摩耗を減らします。

M3LPモーターは、製品の旅の始まりです。ただし、多くの興味深い新しいアプリケーションが開かれていることを示しています。これらには、ハイブリッド船や、edge船のウォータージェットポンプの駆動などの特殊な機能が含まれます。