2022 Fiscal Year Research-status Report
磁束変調原理を利用したEV向け可変磁束ハーフマグネットモータの開発
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22K04056
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
深見 正 金沢工業大学, 工学部, 教授 (60247434)
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2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 回転機 / モータ / 電気自動車 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，幅広い運転領域において高効率で駆動でき，かつ永久磁石（PM）の使用数を半減できる電気自動車向け可変磁束ハーフマグネットモータを開発する。開発するモータは，現在主流のPMモータとは異なり，回転子の磁極をPM極と鉄極で交互に構成し，固定子に設けた界磁巻線によって運転状態に応じて磁極から出る磁束を最適化するものである。申請期間では，当該モータについて次の検討を行う。（1）有限要素解析（FEA）を用いて実験機を設計する。（2）実験機を製作して原理の有効性を検証する。（3）数式によるモデル化を行い，適切な駆動技術を検討する。
【研究開始前の準備（研究計画調書作成時～令和4年度研究開始まで）】
令和4年度の研究をスムーズに進めるために，開発するモータの実験機（以下，1号機と記す）を前倒しで設計・製作した。1号機は，大学の実験室内で原理確認をし易いように出力800 Wのミニモデルとし，学生と手作りした。実験の結果，基本的な動作は確認できたものの，巻線と鉄心間の絶縁不良などが生じて原理の有効性を十分に検証できなかった。
【令和4年度】
前述の準備段階で得た知見を基に，令和4年度は1号機の問題点を改良した2号機を設計・製作した。また，製作した2号機を用いて，開発するモータの電磁気特性を詳細に検討した。さらに，開発するモータの優位性を明らかにするために，既存のPMモータとFEAシミュレーションにより比較した。結果として，開発するモータは，既存のPMモータに比べて高負荷時には界磁巻線により磁極から出る磁束を増加させると既存のPMモータに匹敵するトルクが得られ，高速回転時には界磁巻線により磁極から出る磁束を減少させることで運転範囲の拡大と効率の向上が図れることなどを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
製作した2台の実験機（1号機及び2号機）を用いて，検討中のモータの基本特性に加えてその有効性が確認できた。得られた成果は，すでに学会（講演発表，学術論文）で発表し，同分野の技術者・研究者から評価を得ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度（令和5年度）は，検討中のモータの駆動技術を検討する。特に，鉄心の磁気飽和を考慮して数式により検討中のモータのモデル化を行う。これにより，運転状態に応じたモータ定数を算定しトルク分析などを行って，検討中のモータの適切な駆動技術を明らかにする。得られた成果は，学会（講演発表，学術論文）などで発表する。
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| Causes of Carryover |
実験機（２号機）を学生と手作りしたことに加えて，購入予定であったインバータを別予算で準備できたため，次年度使用額が生じた。今後，この予算を改良機の試作などに活用したい。
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