Development of a Magnetic Circuit Model-Based Integrated Design Methodology for Next-Generation High-Performance Multiple Integrated Motors
| Project/Area Number |
21K20427
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0302:Electrical and electronic engineering and related fields
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
Hidaka Yuki 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (30908398)
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| Project Period (FY) |
2021-08-30 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 磁気回路 / 組合せ最適化 / 巻線界磁モータ / 永久磁石モータ / 複数統合型モータ / 統合設計法 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、例えば巻線界磁モータと永久磁石モータのように、性能・構造が異なる2つ以上のモータを、長所を生かしたまま1つのモータに統合する、磁気回路モデルベース統合設計手法を開発する。本研究により、例えば電気自動車用モータにおいて、市街地走行時の高い電費と、高速走行時の加速性能の両立など、これまでにない性能が実現できる。また、1つのモータで2つ以上のモータ特性を持つ、複数統合型モータの構造概念を確立することで、従来の範疇にない新たな設計知見獲得と、モータ性能の飛躍的向上を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we proposed an optimal design method to realize a multi-integrated motor with the characteristics of two completely different motors, such as a wire-wound field motor and a permanent magnet motor, with the aim of dramatically improving the performance of motors for electric vehicles. In the conventional optimal design method, the obtained solution strongly depends on the initial structure. For example, when a permanent magnet motor is used as a base and the function of a wire-wound field motor is added, the characteristics of the wire-wound field motor are weak. Therefore, we proposed a magnetic circuit modeling method that describes magnetic characteristics based on mathematical equations, and showed its effectiveness. We also proposed a combinational optimization method for integrated design based on the modeling method. The performance improvement of the proposed optimal design method over the conventional design method was confirmed by numerical verification.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究成果により、初期構造に強く依存する従来の最適設計法では得られなかった、複数のモータ長所を備えたモータ構造を獲得できる。例えば、電気自動車では、巻線界磁モータの高い電費と、永久磁石モータの加速性能を両立でき、電気自動車用モータの世界標準化に貢献する。また、電気自動車に限らず、トレードオフ関係にある磁気特性を要求する、様々な電気機器器で、提案設計法を用いることで大幅な機器性能の改善が実電できる。
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Report
(3 results)
Research Products
(10 results)
