2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of Passive Variable Magnetic Flux Motor Compatible with High Torque and High Power
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19K14960
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
青山 真大 静岡大学, 工学部, 助教 (00824517)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 可変界磁 / 空間高調波 / ダイオード整流 / 電磁誘導 / ＬＣ共振 / 集中巻ステータ / コンシクエントポール / 電磁界解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は2019年度の研究成果で得られた研究成果を基盤として，モータ構造の簡素化と駆動特性の両立を行った。昨年度の成果では2つのロータ間を結線するロータ巻線回路構成が必要であり，構造上の課題があった。そこでコンシクエントポール構造の磁気回路を磁石極と鉄極を交互に配置する構造から磁石極と鉄極が1極対毎に交互配置される構造へと変更した。その結果，2つのロータ間の結線が不要となり，モータ構造の簡素化を実現できた。その簡素化された構造による可変界磁原理の実証と駆動特性を明らかにするためにラジアルギャップ構造の試作機にて実機検証まで行った。本年度の具体的な研究実績は下記の通りである。
① 新規磁気回路トポロジーを考案し，可変界磁モータの簡素化を考案して電磁界シミュレーションにて磁気回路の構築。
② 新規磁気回路トポロジーの有用性を実機検証するために試作機の構造設計。
③ 試作機を駆動させて原理実証および駆動評価し，トルク特性や効率マップを評価。可変界磁機能を有さない一般的な構造のモータとの駆動特性比較。
④ ＬＣ共振を利用したロータ巻線回路力率調整技術を考案し，試作機による実機検証。並列ＬＣ共振させた場合と直列ＬＣ共振させた場合の2通りの方法でそれぞれ試作機による駆動特性を明らかにした。
現在，モータ制御上不可避に発生するキャリア高調波をトルク特性向上に利用する技術について実機検証準備を進めている段階である。研究実施計画に対して当初の計画以上に進展させることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初予定していたモータ構造に対して簡素化した構造でも可変界磁を実現できる磁気回路トポロジーを考案できた。さらに，ＬＣ共振を利用したロータ巻線力率調整による界磁起磁力の受動調整技術を考案し，実機検証まで行うことができた。したがって，研究計画に対して研究は当初の計画以上に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在，更なるモータ性能向上を実現するためにモータ制御上不可避に発生するキャリア高調波をトルク特性向上に利用することを考案し，その実機検証を進めている段階である。本研究で実証できたモータ構造上不可避に発生する空間高調波を可変界磁に利用することに加え，モータ制御上不可避に発生するキャリア高調波も可変界磁に利用することでモータ性能が飛躍的に向上することが期待される。さらに，モータハードポテンシャルを十分に引き出すことができるモータ制御モデルの構築を行い，モータドライブシステムとして基盤技術を発展させるため，制御モデルの改良検討も実施する。
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