| Project/Area Number |
21H01315
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21010:Power engineering-related
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
Abe Takashi 長崎大学, 工学研究科, 教授 (30222649)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浜崎 真一 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (80363472)
横井 裕一 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (80610469)
大道 哲二 長崎大学, 工学研究科, 助教 (50739175)
大友 佳嗣 長崎大学, 工学研究科, 助教 (60964442)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2021: ¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000)
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| Keywords | 可変界磁モータ / 電池推進船 / 同期モータ / ダイオード整流 / ブラシ無し自己励磁 / ブラシなし自己励磁 |
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| Outline of Research at the Start |
自動車業界における環境対応車だけでなく，航空機や建機，船舶の電動化が進んでいる。それらには，97%を超える最高効率を理由に永久磁石モータが利用されているが，最高効率点を外れた運転が継続すると，平均効率の低下につながる。
本申請では，研究代表者が提案する半波整流可変界磁モータを小型電池推進船へ適用する。本モータは，永久磁石が不要で，固定子電流により自己励磁される界磁磁束を変更し，様々な運転場面にて最高効率点を移動可能となるため，平均効率が向上し，燃料費とCO2排出量の削減を可能とする，モータドライブの設計と制御法を確立する。また，シミュレーションを用いて電池推進船に適用した特性検証を実施する。
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| Outline of Final Research Achievements |
The objective of this research is to incorporate a half-wave rectified variable field flux motor into the power source of a small battery-powered electric boat. The practicality of the variable field flux motor was confirmed by a principal investigator. By controlling the field flux under various operating conditions, this motor is expected to reduce fuel costs and CO2 emissions by shifting the maximum efficiency point.
During this period, the research team focused on creating a motor design that would enhance efficiency and minimize torque ripple across both low-speed, low-torque, and high-speed, high-torque drive ranges. To verify the results, a prototype was constructed and validated. A variable field flux control method that can maintain high efficiency depending on boat speed and load was established, and this control method was demonstrated on the prototype. Furthermore, the energy consumption of a small battery-powered electric boat was verified using simulations.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
SDGsに係る取り組みとして，モータを利用した電動力応用駆動システムの高性能化がある。養殖場や離島沖の浮体式発電システムへの人と物の往来に必要となる小型船舶には，排ガスを海水中に排出する従来のエンジン船舶に変わり，モータで駆動する環境に配慮した電池推進船の利用が必要となる。本研究は研究代表者が提案し実用性を検証してきた可変界磁モータを小型電池推進船の駆動源に適用することを目的としており，その成果は，再生可能エネルギーの導入の更なる加速，地産地消型のシステムの確立，地域に適したエネルギーの有効利用による特産種の養殖，沿岸環境の保全に寄与することで，持続可能な社会の実現に貢献できる。
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