2014 Fiscal Year Annual Research Report
大幅な省エネルギーを実現する機器定数の可変が可能な新規永久磁石モータ
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24560346
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| Research Institution | Toyo University |
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Principal Investigator |
堺 和人 東洋大学, 理工学部, 教授 (40377099)
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2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 省エネルギー / 高効率 / 可変速 / 極数変換 / 可変磁力 / 永久磁石モータ / 電気自動車 / 風力発電 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．最終年度で実施した研究の成果
（１）巻線切替無し極数変換モータの固定子：同一のコイル配列のままで極数を変換できる固定子コイル配列を明らかにした。同一のコイル配列で極数は２極～４８極の範囲で可変できる。同時にトルク変動も低減できる効果があることが得られた。（２）順・逆突極性変換モータ：従来の永久磁石モータ(IPM)は逆突極性であり、最近では順突極性のIPMが提案されている。本研究では、磁化状態の可変によって逆突極性と順突極性の両特性を持つことを可能としたIPMを考案し、回転速度に応じて突極性を可変することでモータの可変速における出力と効率特性が向上することを明らかにした。（３）風力発電や電気自動車に適したTransverse式回転電機：３個の円環状コイルのみで多極が容易に構成できるTransverse式回転電機への本技術の展開も図るため高出力化を図った。３次元的なエアギャップ構成のモータを考案し、従来機の1.6倍の高出力とトルク脈動の半減が得られた。（４）原理モデルによる極数変換実験：試作した原理モデルのモータと、モータの各コイルに接続した12個のインバータ回路を組合せて、極数変換の実験を実施した。インバータ回路を電子的にスイッチング切り替えることによって、２極、４極、８極に極数変換が可能であることを実証した。また、磁気的な損失を約50％低減できることが実験で確認した。
２．研究期間全体における成果
極数変換永久磁石モータを考案し、基本構成や運転特性を明らかにした。さらに巻線切替不要で極数を変換できるモータも得られ、コイル配列方法によって２段以上の極数変換も可能であることを示した。試作機による実験によって極数変換を実証し、磁気的な損失を50％低減できることが確認された。また、機器定数を可変できる他方式の順・逆突極変換永久磁石モータとTransverse式回転電機を得た。
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