2010 Fiscal Year Annual Research Report
車載用デュアルロータ型永久磁石リラクタンスジェネレータの開発
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22656064
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
中村 健二 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70323061)
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| Keywords | 永久磁石リラクタンスジェネレータ / 磁気ギア / ハイブリッド自動車 |
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| Research Abstract |
平成22年度においては、まずデュアルロータ型永久磁石リラクタンスジェネレータ(PMRG)の基礎特性について、有限要素法(FEM)を用いて解析を行った。解析に用いたデュアルロータ型PMRGは、固定子12極、回転子16極の2相機とした。このPMRGにおいて、外側のロータに対して内側のロータを電気角で180度位相をずらした構成にすると、トルクの高調波成分が打ち消しあって、コギングトルクが約1/2になることが明らかとなった。今後、回転子極形状の一部を切り欠くなどの加工を施すことにより、さらなるコギングトルクの改善が期待できる。
一方、出力については、一般的なシングルロータ型PMRGと比較して大幅な向上は認められなかった。この原因について検討を行うため、シングルロータ型PMRGの相数を種々変えて比較をしたところ、2相機の出力電圧波形は、基本的に単相機と同じになるため、脈動が大きく、整流後の電力が3相機と比較して、ほとんど変わらないことが明らかとなった。デュアルロータ型PMRGにおいて、相数を増やすと配線数はその2倍で増加するため、ワイヤハーネスの大型化につながる。車載用を目指すためには、PMRGの小型・軽量化は必要不可欠である。
そこで新たな取り組みとして、PMRGと磁気ギアを組み合わせることで、装置の小型・軽量化が実現できないか検討を行った。一般に、発電機の動作回転数を高くすると、体格は小さくなる。従って、磁気ギアを用いて所望の回転数まで増速すれば、PMRGを小型化できる。ここでは、表面磁石型と埋込磁石型の2種類の磁気ギアについて、FEMを用いて比較・検討したところ、埋込磁石型にすることで、磁石損失の大幅な低減が実現できることが明らかになった。この結果に基づき埋込磁石型の磁気ギアを試作した。来年度以降は、本試作機を用いてPMRGと磁気ギアを組み合わせた実験を行う予定である。
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