| Project/Area Number |
21K03999
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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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 | Gifu University |
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Principal Investigator |
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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 |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | リラクタンスモータ / トルク解析モデル / 磁気非線形領域 / モータ制御 / パワーエレクトロニクス / リラクタンストルク |
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| Outline of Research at the Start |
モータの鉄心形状が非対称であるとき，鎖交磁束の磁路における磁気抵抗が小さくなるようにリラクタンストルク（Rel-Tq）が発生する。Rel-Tqは磁路の経路に依存する上，磁束の発生源であるモータ電流に対する鉄心の磁化特性にも依存する。このため，Rel-Tqの把握には電磁界解析を用いるのが主流である。これに対し本研究では，電磁界解析を用いない手法として実電流の検出値および鎖交磁束の算定値を用いて鉄心の磁化特性を把握し，Tq-Relを推定する新しいモデルを構築する。本モデルを可変速モータ駆動システムに適用すれば，Rel-Tqに関する制御システム設計が容易となり，システム開発期間が大幅に短縮される。
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| Outline of Final Research Achievements |
Reluctance motors, such as switching reluctance motors, interior permanent magnet synchronous motors, and so on, has asymmetric motor cores and generate nonlinear reluctance torque (TqR). The magnitude of TqR depends on magnetic flux path length in the cores and magnetic characteristics of the cores, especially the magnetic flux saturation level. Although such TqR is usually analyzed by the finite elements analysis, a lot of processes for the analysis model development and long calculation time for analysis are required. Moreover, the analysis results have errors compared with the measured results. In this study, a novel model to analyze the TqR based on the magnetic circuit have been proposed. The proposed model has developed based on the measured current through the motor windings and calculated flux value in the core. The validity of the model has been confirmed by the characteristics of the rotor position and TqR and the current profiles to realize torque ripple suppression.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
リラクタンストルクを発生するモータは，本研究の対象としたスイッチドリラクタンスモータや埋込磁石型動機モータのほか，最近再注目を浴びるようになってきたシンクロナスリラクタンスモータも該当する。多くは有限要素法による電磁界解析による解析に基づいて制御設計を行うが，電磁界解析による非線形トルク解析はモデル構築に必要なノウハウが多く，また，長い解析時間を必要とする上，実測トルクに対して誤差を生じることが多い。本研究で開発した解析モデルは磁気回路ベースで実測電流および磁束算定結果を踏まえて磁気飽和も考慮できる上，解析時間は格段に短縮されることから学術的意義や社会的意義があるといえる。
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