2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Claw Pole Motor for ISG based on Deterioration Prediction of Iron Core due to Machining Process by using Crystal Grain
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19J20572
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
羽根 吉紀 東北大学, 工学研究科, 助教
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Keywords | クローポールモータ / 磁気回路網解析（RNA） / 鉄損 / 磁歪力 / 磁気ヒステリシス / 表皮効果 / プレイモデル / Cauer回路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，前年度に引き続き，ISGシステム用クローポールモータの最適設計を目的として，磁気回路網解析（RNA）に基づく，磁気ヒステリシスや表皮効果を含む鉄損や，モータの振動の原因となる磁歪力を高精度に算定可能な手法の確立に関する検討を行った。
まず，鉄損の算定については，前年度には磁気ヒステリシスを表現可能なプレイモデルと表皮効果の影響を考慮可能なCauer回路を取り入れた磁気回路モデルを提案したが，本年度は本モデルを改良し，表皮効果の影響を磁気回路素子のみで表現可能な磁気回路モデルを導出した。さらに，モータなどより複雑な形状を有する機器への適用を目指して，本手法をRNAに発展させ，スイッチトリラクタンスモータや永久磁石モータの解析を行った。その結果，提案RNAモデルによる鉄損など基礎特性の計算値は実測値と良好するとともに，計算時間も比較的短時間であることから，本提案手法の妥当性と有用性を明らかにした。
次いで，磁歪力の算定については，前年度に提案した鉄心のRNAモデルより求めた各部の磁束密度分布より磁歪力を近似計算する手法を用いて，本年度はステップラップ接合構造を有する積層鉄心の解析を行った。その結果，鉄心全体のRNAモデルは，有限要素法（FEM）と同等の精度で，なおかつ非常に短時間で計算可能であることを明らかにした。さらに，全体RNAモデルより得られた結果をステップラップ接合部の部分RNAモデルに入力して解析を行うことで，接合部の局所的な磁束密度および磁歪力の分布をより詳細に模擬可能であることを明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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