2011 Fiscal Year Annual Research Report
省エネモータ開発のためのインバータ駆動時の実状態考慮磁界解析と実証実験
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21246046
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
高橋 則雄 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (40108121)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
赤津 観 芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (90361740)
後藤 雄治 大分大学, 工学部, 准教授 (00373184)
宮城 大輔 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (10346413)
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| Keywords | 電気機器 / モータ / インバータ / 有限要素法 / 磁気特性 / 回転磁束 / 鉄損 / 省エネ |
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| Research Abstract |
実機の状態での磁気特性を考慮して、実機モータのインバータ駆動時の磁界解析を行うとともに,モータの鉄損等の詳細な測定を行って,鉄損推定精度が向上していることを確かめるために,以下の研究を行なった。
(D異常渦電流損の推定法の検討
詳細な実測結果をもとに、異常渦電流損を求める方法を改良するとともに、有限要素法に組み込んで実用可能な手怯の開発を行った。
(2)インバータ駆動時の鉄損推定法の検討
GPUに適した有限要素法の並列化ツールの開発や、直流偏磁条件下での交流磁気特性の測定並びにインバータの回路抵抗などがマイナーループの振る舞いに及ぼす影響を明らかにするとともに、表皮効果を考慮してインバータ駆動時の鉄損を推定する手法の提案を行った。
(3)電磁鋼板を厚さ方向に圧縮した時の鉄損特性の検討
モータ鉄心のボルト締めに対応して鉄心の積層方向に圧縮応力を印加すると鉄損が減少するという、新事実を明らかにした。
(4)実機のモータ鉄損並びに高効率モータドライブ方法の検討
家電等で用いられる120度通電方式と正弦波PWM方式それぞれに適したモータを設計し効率の実機比較を行った。その結果、インバータを含んだ効率では特に高速度領域において120度通電方式の方がシステム効率が高いことを示した。
(5)リラクタンスネットワーク法を用いた解析の高速化
無方向性珪素鋼板の初期磁化曲線を考慮に入れたリラクタンスネットワーク法による検討を行い、高速に解析が行えることを示した。
(6)鋳鉄材における圧縮応力下における磁気特性の評価
ダクタイル鋳鉄(FCD450)を対象として、モータのロータ部におけるヨーク材に使用する事を仮定し、遠心力に伴う圧縮応力下では透磁率が約65%低下することを示した。
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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
当初予定していた研究計画に沿って実施することができた。さらに、鉄心を積層方向に圧縮するとある条件下では鉄損が低減するという新事実を追加で得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、平成24,25年度にかけて、PWMインバータ励磁時の鉄損推定法、実機のモータ鉄心内の損失の算定と実験的検証、最適化手法を用いたモータの省エネ化、モータ用鋳鉄材の引張り応力下磁気特性測定、磁歪と磁気特性の関係の検討などを行って、研究をさらに進展させる予定である。
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