2021 Fiscal Year Final 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 Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 21010:Power engineering-related
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | モータ / インバータ駆動 / 可変界磁 / 自励式巻線界磁 / 空間高調波 / キャリア高調波 / 同期 / ベクトル制御 |
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| Outline of Final Research Achievements |
For the purpose of high performance motors, development was carried out in which the harmonic fluxes consumed as losses are utilized to improve the motor torque and efficiency. Focusing on the use of two types of harmonic flux, the space harmonics that are inevitably generated in the motor structure, and carrier harmonics that are inevitably generated in motor control, the construction of magnetic circuit topology by simulation and the experimental verification with prototype were performed.
In the experimental tests, torque and efficiency improvement were demonstrated by utilizing two types of harmonic flux. The result of this research provided a technological foundation for next-generation motors.
Furthermore, by utilizing carrier harmonics for torque, it has been proved that there is the possibility of further performance improvement by expanding to its suitable drive system.
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| Free Research Field |
電気機器，パワーエレクトロニクス
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
産業界や我々の生活を支える動力源として，家電民生から電力発電，輸送機器におけるまでモータは広く世の中に使われている。今日，高効率化を達成しているモータは高性能なネオジム磁石が採用されて成立している。一方，ネオジム磁石は耐熱減磁のため，DyやTbなどのレアアースが添加されるが，それらは産出地が偏在しており社会情勢によって価格高騰のリスクを潜在している。さらに酸を用いて鉱山から採掘されるため，環境負荷が著しく大きい。これらの課題に鑑みて，従来のモータから磁石量を半減しながら性能を飛躍できる可変界磁モータが産業界から強く望まれている。その実現は資源が乏しい我が国において国際競争力の強化にもなる。
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