2020 Fiscal Year Research-status Report
多結晶と磁区構造を考慮した電磁鋼板の異常渦電流損のモデリング手法の開発
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20K04419
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| Research Institution | Oita University |
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Principal Investigator |
高 炎輝 大分大学, 理工学部, 准教授 (40586286)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村松 和弘 佐賀大学, 理工学部, 教授 (30263627)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 異常渦電流損 / 電磁鋼板 / 有限要素法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，電磁鋼板を用いたモータや変圧器、リアクトルの小型・低損失化設計を可能にするため，結晶粒方位のばらつきと磁区構造、磁気特性の非線形性および渦電流を考慮した均質化手法による電磁鋼板の磁界解析法を開発し，高精度な鉄損計算法を確立するとともに測定値と比較することにより，本提案法の妥当性と有用性を示すことである．2020年度では，下記の研究成果を得られた．
１．180°磁壁移動によって磁壁の周りに生じる異常渦電流損は，通常，一次元Pry and Bean磁区モデルを用いて評価されている．このモデルでは，磁化Mを持つ磁区が一方向に周期的に交互に配置されると仮定され，磁区に真空の透磁率を与えるため，鋼板の非線形磁気特性を考慮できない．磁気特性の非線形性によって結晶内の磁束や渦電流分布も変化するため，精度良い解析を行うため，「鋼板の磁気特性の非線形性を考慮した磁区モデリング方法」を開発した．開発した方法を方向性電磁鋼板の渦電流解析に適用し，磁壁移動による異常渦電流損の増加率を確認できた．
２．結晶粒方位のばらつきによる磁束不均一を数値計算で考慮するため，「結晶粒方位による磁気異方性を考慮した磁界解析方法」を開発し，無方向性電磁鋼板に適用した結果，結晶粒方位のばらつきによる磁束分布の偏り，また，それによる異常渦電流損の増加を確認できた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2020年度予定されている鋼板の磁気特性の非線形性を考慮した磁区モデリング方法の開発を完成した．また，2021年度予定されてている結晶粒方位のばらつきを考慮した磁界解析法の開発も着手しましたので，順調に進展していると言える．
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| Strategy for Future Research Activity |
【2021年度 】
１.電磁鋼板の異常渦電流損を正確に把握するため，各種電磁鋼板の結晶粒径と磁区幅のデータを磁区観察により測定する．
２. 結晶粒方位のばらつきを考慮した磁界解析法の改良
結晶粒方位のばらつきを考慮した磁界解析法を開発したが，低い励磁条件下でも粒子内の磁束密度は飽和になるので，結晶粒方位の調整や結晶粒界の考慮による改良を行う．
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| Causes of Carryover |
コロナのため，旅費と人件費・謝金を使用しなかった．これによる差額は，研究の進展を促すため，2021年度の人件費・謝金に当てる予定である．
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