2017 Fiscal Year Research-status Report
異常渦電流損とマイナーヒステリシス特性を考慮した積層鉄芯の鉄損解析法の開発
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17K06304
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
高 炎輝 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40586286)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村松 和弘 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30263627)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 電気機器 / 鉄損 / 異常渦電流損 / ピンニング / 電磁鋼板 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度は，磁区幅が小さい無方向性電磁鋼板の異常渦電流損を説明するため，無方向性電磁鋼板の異常渦電流損の発生要因が，電磁鋼板の鋼中析出物及び表面の粗さ（凹凸）のピンニング効果による磁壁のボウイング（歪む）によるものと仮定して，ピンニング効果による磁壁のボウイングを考慮した非線形渦電流解析法を提案した．提案した解析手法を各種無方向性電磁鋼板に適用し，鉄損の周波数特性のカタログ値を再現することを試みた．その結果，電磁鋼板の鋼中析出物により磁壁が歪むとき，鋼板中心に鎖交する磁束が小さくなるため，鋼中全体の渦電流が小さくなり，渦電流損の減少により計算した鉄損値が小さくなり, 鉄損の周波数特性のカタログ値を再現出来なかった．それに対して，表面の粗さ（凹凸）により磁壁が歪むとき，鋼板中心に鎖交する磁束が大きくなるため，鋼中全体の渦電流が大きくなり，渦電流損の増加により計算した鉄損値が大きくなり，磁束密度が飽和する高磁束密度以外に，鉄損の周波数特性のカタログ値を全部再現できた．無方向性電磁鋼板の異常渦電流損の発生要因は表面の粗さ（凹凸）による磁壁の歪むである可能性が示された．また，最大磁束密度と周波数に対して必要なボウイングの湾曲度を表すパラメータの変更無しに鉄損の周波数特性のカタログ値を再現でき，インバーター電源に接続される電気機器にも適用できる可能性を示した．それらは，平成29年度（第70回）電気・情報関係学会九州支部連合大会及び日本鉄鋼協会第175回春季講演大会に発表した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年度は，磁区幅が小さい無方向性電磁鋼板の異常渦電流損を説明するため，電磁鋼板の鋼中析出物及び表面の粗さ（凹凸）のピンニング効果による磁壁のボウイング（歪む）を考慮した非線形渦電流解析法を提案したとともに，磁束密度が飽和する高磁束密度以外に各種無方向性電磁鋼板の鉄損の周波数特性のカタログ値を再現できたが，磁束密度が飽和する高磁束密度の時の異常渦電流損モデリング手法をさらに検討する必要がある．また，予定した高周波領域で使用可能の単板磁気試験器の試作、高周波領域での鉄損測定と極低周波数領域でのマイナヒステリシス曲線の測定がまだできていない．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度は，磁束密度が飽和する高磁束密度の時，異常渦電流損の発生要因を鋼中析出物及び表面の粗さ（凹凸）以外のアンピンニング、面内渦電流などに想定し，異常渦電流損モデリング手法を提案するとともに無方向性電磁鋼板の鉄損の周波数特性のカタログ値を再現する．また，高周波領域で使用可能の単板磁気試験器の試作、高周波領域での鉄損測定、極低周波数領域でのマイナヒステリシス曲線の測定とマイナヒステリシス曲線のモデリング手法を開発する．
平成31年度は，提案と開発した異常渦電流損モデリング手法とマイナヒステリシス曲線のモデリング手法を実際の電気機器に適用し，鉄損評価を行い，提案手法の妥当性を示す．また，提案と開発した異常渦電流損モデリング手法とマイナヒステリシス曲線のモデリング手法を方向性電磁鋼板に適用し，鉄損の周波数特性のカタログ値を再現する．
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| Causes of Carryover |
H29年度に高周波領域で使用可能の単板磁気試験器の試作、高周波領域での鉄損測定、極低周波数領域でのマイナヒステリシス曲線の測定を予定しましたが，測定装置の購入の延滞で試験器の試作できず，測定もできず，次年度使用額が生じた．
今後は予定した実測装置の購入、測定のための人件費、解析用のパソコンの購入と外国旅費での使用を計画している．
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Research Products
(2 results)
