2021 Fiscal Year Annual Research 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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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 可変界磁 / 空間高調波 / キャリア高調波 / ダイオード整流 / 電磁誘導 / LC共振 / 電磁界解析 / 自己励磁 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は去年度の研究成果で得られた研究成果を基盤として，モータ制御上不可避に生じるキャリア高調波のトルクへの利用による更なる高性能化に取り組んだ。本年度の具体的な研究実績は下記の通りである。
① キャリア高調波をトルク向上に利用する原理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 キャリア高調波のトルク利用原理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実機検証および駆動評価し，トルク特性や効率マップを評価。キャリア高調波のトルク利用に適したドライブシステム基盤構築に向け，キャリア周波数を変更して駆動したときの駆動特性を実機評価。
以下は研究目的に照らし，研究期間全体を通じて実施した研究成果である。
本研究はこれまでに導入されたことがない「界磁磁束の受動的な可変」という新しい技術概念を確立し，これによる高出力化や可変速特性拡大，高効率化などを通じて電動回転機の更なる性能向上を企図するものである。この一連の研究を通じて「界磁磁束の受動的な可変」の技術的枠組みを構築するとともに，次世代モータへの応用に対する技術的基盤を提供することを研究の目的としていた。2019年度の研究成果では「界磁磁束の受動的な可変」を実現する原理考案および実現可能な試作機の構造設計を行い，試作機を製作した。2020年度の研究成果では，2019年度の試作機の駆動特性評価を行い原理を実証した。一方，構造が複雑という課題を有していたため，簡素化できる新たな磁気回路トポロジーを考案し，電磁界シミュレーションにて磁気回路を構築した。試作機を製作し，簡素化できる新規磁気回路による原理の実証試験および性能向上を定量的に評価した。2021年度の研究成果では，キャリア高調波もトルクに利用できる原理を考案し，試作機による実機検証まで実施した。以上の研究成果により，上記の研究目的を上回る成果を達成できた。
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