有限要素法による表面PM形同期モータの最適設計法の研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650284
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 袈裟丸 勝巳 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助教授 (60112299)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高見 弘 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助手 (30179551) ; 吉田 欣二郎 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 教授 (80037986)
• Keywords: 有限要素法 / 表面形PMモータ / 磁界解析 / PMコーティング / 逆突極性 / うず電流解析 / うず電流損失

Research Abstract

1.PM形モータの最適設計法の確立
有限要素法を用いて、表面PM形同期モータのPM部分及びそのコーティングに発生するうず電流を解析し、Ni, Alコーティング、PM内のメッシュ分割の精度の違い、Niコーティングの磁気飽和がPM及びコーティングのうず電流に与える影響を詳細に解明した。その結果、Niコーティングを使用したPMモータの設計では、磁気飽和の考慮が不可欠であり、また、そのメッシュ分割を細かくすることにより、うず電流損は若干大きくなることが明らかになり、その設計シミュレーションに対する方針を基に、表面PM形モータの最適設計指針を得られた。さらにセンサなしで回転子位置が検出できる弱逆突極性を有する表面PM形モータを考案し、その出力トルクが突極性に起因して増大、小形軽量化が可能であるなど、突極PM形モータの構造に対する指針も得られた。
2.表面PM形モータの試作
項目1で得られた知見をもとに、1.3kWの表面PM形同期モータ(ACサーボモーター)を平成13年度設備備品費で購入し、さらに、消耗品により、PMを購入して、2種類(半径方向磁化とセグメント磁化)のPM回転子が比較のため製作された。現在、試作機の特性試験を行い、設計の妥当性を検証している。

Research Products

• [Publications] 吉田 欣二郎: "PMのコーテイングを含む表面PMSMのPM部うず電流解析"電気学会産業応用部門全国大会講演論文集. 211-214 (2001)
• [Publications] Kinjiro Yoshida: "FEM Analysis of Eddy Currents in Coated PM of Surface-Mounted-PM SM"Research Reports on Information Science and Electrical Engineering of Kyushu University. 6(2). 191-196 (2001)