2021 Fiscal Year Research-status Report
マルチスケール・マルチフィジクスモデル縮約による高精度モータシミュレーターの開発
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20K04443
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
松尾 哲司 京都大学, 工学研究科, 教授 (20238976)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菅原 賢悟 近畿大学, 理工学部, 准教授 (50718963)
高橋 康人 同志社大学, 理工学部, 教授 (90434290)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 電気機器工学 / シミュレーション工学 / モデル縮約 / モータ解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) 誘導モータ解析の非線形化 電源磁束，空隙部磁束をパラメータとして飽和度を表現し，小さなパラメータ次元で精度よく飽和度を表現する手法を開発することにより，固定子の非線形化を実現した。トルクなどモータ諸量を時間変化を含めて精度よく効率的に算出することに成功している。
(2) 簡易モデルの開発 空間高調波数の相互作用を無視することにより，周波数領域における縮約モデルを開発し，トルクなどの平均量を過渡解析なしに算出する簡易モデルを構築した。従来の簡易等価回路より高精度なモデル化を実現している。
(3) スキューを考慮したモデル縮約 マルチポートCLN法に基づいて，かご形誘導モータのスキューを考慮したビヘイビアモデルを導出した。スキューを近似的に模擬した多段の回転子のモデル縮約と各段間のロータバー電流の接続を考慮することにより，トルク波形を含むモータ諸量を高精度に再現する効率的な縮約モデルを開発した。
(4) 誘導加熱問題への拡張 CLN法を誘導加熱問題に拡張した。等価なカウア回路の変換により，物理的意味が明確な等価回路を構成した。
(5) FP-CLN法の近似解の誤差評価 Fixed-Point法を用いた新たな非線形CLN法について，その誤差を評価する方法を検討した。
(6) 固有関数展開を用いたCLN法の誤差解析 固有関数展開と連分数展開との関係を議論することにより，カウア回路の段数と誤差の関係を理論的に導出した。予備的な1次元問題による検討により，誤差評価法の有効性を示した。
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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
(1) 誘導モータ解析の非線形化，(2) 簡易モデルの開発，(3) スキューの考慮，(4) 誘導加熱問題への拡張 の4項目について当初の目的を達成している。
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| Strategy for Future Research Activity |
(1) 固定子の非線形化に引き続いて，誘導モータ回転子の非線形化を行う。
(2) 空隙部高調波成分の数を削減した縮約モデルを開発する。空間高調波数の次元を縮約することにより，さらに効率的なモデル縮約法を開発する。
(3) 誘導モータ実機との比較を行うための測定システムを構築する。
(4) 誘導加熱問題に拡張し，熱と電磁界のマルチフィジクス化の手法を開発する。
(5) ヒステリシスを考慮したモデル縮約法を開発する。
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| Causes of Carryover |
前年度同様に，コロナ禍の影響で旅費が大幅に減額になり，また，在宅で実施可能な理論面の検討や現有のノートPCによる数値解析的検討を進めたため，経費が減額になった。来年度は，計算力を向上するための経費に計上し，またコロナ禍の状況改善後に旅費を増額する予定である。
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