2019 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanism Elucidation and Development of Control Technique of Vector Magnetic Domain Structure of of Motor Core Material under Arbitrary Stress
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17K06309
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
甲斐 祐一郎 鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (50595436)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 応力 / 磁気特性 / 鉄心材料 / 磁区構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，電気自動車や産業機器用モータには高効率化が要求されており，鉄心材料の低損失化技術が必要不可欠である。本研究課題では，応力とベクトル磁気特性の因果関係を解明へ向けてミクロな観点から詳細な分析を行うため，磁気光学効果を用いた任意応力ベクトル磁区評価システムを開発し，応力及び励磁下におけるモータ鉄心材料のベクトル磁区構造を観察し，応力，磁区構造及び応力とベクトル磁気特性の関係を明らかにする。
初年度は任意応力・励磁下における鉄心材料の磁区構造を観察するために磁気光学効果を用いた任意応力ベクトル磁区評価システムを開発した。本システムの主要部分は，①面内任意応力印加機構，②任意励磁部分，③磁区観察部分であり，任意方向の応力を鉄心材料に印加した状態で磁気特性や磁区構造を評価できる。
次年度は，応力の大きさや応力角度を変化させたときの鉄心材料のベクトル磁気特性及び磁区構造を観察した。その結果，引張や圧縮応力を印加することによって，磁区構造が分割する応力条件が存在し鉄損が減少することを明らかにした。
最終年度は，応力を積極的に利用したモータの高効率・低損失化を目指しており，鉄心材料の誘導加熱処理法について検討した。まず，磁場・熱・応力を考慮した三次元軸対称有限要素誘導加熱解析によって，鉄心材料の局所部において引張及び圧縮応力を発生できることを明らかにした。次に，円筒型磁束収束板やフェライトコアの大きさを最適化し，誘導加熱コイルを作製した。最後に，誘導加熱コイルを用いて鉄心材料に誘導加熱処理を施した結果，鉄心材料の局所部の透磁率が向上し，今回提案した局所加熱法は鉄心材料の磁気特性改善に有効であることを明らかにした。
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