2023 Fiscal Year Annual Research Report
小型電池推進船の環境対応性を高める半波整流可変界磁モータの開発
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21H01315
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
阿部 貴志 長崎大学, 工学研究科, 教授 (30222649)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浜崎 真一 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (80363472)
横井 裕一 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (80610469)
大道 哲二 長崎大学, 工学研究科, 助教 (50739175)
大友 佳嗣 長崎大学, 工学研究科, 助教 (60964442)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 可変界磁モータ / 電池推進船 / 同期モータ / ダイオード整流 / ブラシ無し自己励磁 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
全研究期間では，(a)電磁界解析を用いて(a-1)低船速・低トルク領域と(a-2)高船速・高トルク領域での高効率・高トルク設計に取り組み，(a-3)全船速・全トルク領域へと展開した試作機を作成する。また，(b)船舶負荷に対応可能な制御法の確立と実機検証，(c)シミュレーションを用いた電池推進船に適用した際の特性検証を実施する。
2023年度において
(a)モータ設計：昨年の成果である試作機の最終設計モデルを用いて，(b)で得られた試作6極機モータの特性と比較にて乖離のない効率特性が得られ，本モータの設計手法や得られたモデルの有用性が確認された。また，全船速領域におけるトルク低減と低船速・高トルク領域での更なる効率向上に向けて，永久磁石を挿入した改良設計を実施した。この設計においては，回転子磁極に永久磁石を挿入することで半波整流ブラシなし励磁やリラクタンストルクへの影響を与えない配置を検討した。
(b)実機検証：昨年度の成果である6極機試作モータに対して(a)での比較検証に利用するために基礎特性試験を実施した。また，リラクタンストルクを併用する高トルク／電流制御法を適用してトルク・効率特性を取得し，界磁電流や進角を制御することで(a)へ実機検証結果を得た。さらに，昇圧DC-DCコンバータを導入した制御システムによりモータへの供給電圧を昇圧することで半波整流ブラシなし励磁に必要となる三角波電流波形の追従性を高めた高効率・高トルク化の実証試験を実施した。
(c)シミュレーション検討：昨年度までの成果である電池推進船の特性検討モデルに対して，試作機のビヘイビアモデルの導入方法を検討し，シミュレーション時間に負担をかけない縮約モデルの作成方法を確立した。また，船舶の航行パターンを模擬した速度とトルクのプロファイルデータを作成し，電池推進船の電費特性を算出可能なドライブモデルを作成した。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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