2015 Fiscal Year Annual Research Report
低損失モータ用鉄心の応力ベクトル磁気特性制御のための誘導加熱処理技術の開発
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25820105
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
甲斐 祐一郎 鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (50595436)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | モータ / 鉄心材料 / 誘導加熱 / 応力 / ベクトル磁気特性 / 渦電流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，モータの高効率・低損失化へ向けたモータ鉄心材料の応力ベクトル磁気特性制御を目的としており，新しい誘導加熱処理技術開発に取り組んでいる。これまでの本課題の成果として，円筒型磁束収束板を用いた誘導加熱コイルを開発し，本コイルを用いて電磁鋼板に誘導加熱処理を施した。さらに，簡易ベクトル磁気特性測定装置を用いて誘導加熱処理材のベクトル磁気特性を測定し，誘導加熱処理効果が得られることを明らかにした。今年度は誘導加熱処理材の熱処理条件の詳細な検討および誘導加熱処理によるベクトル磁気特性変化の要因解明を目的とし研究に取り組んだ。
具体的には，誘導加熱処理時の加熱温度と加熱時間を変化させて誘導加熱処理材のベクトル磁気特性を測定し，鉄損が最小となるような条件について詳細な検討を行った。次に，誘導加熱処理材のベクトル磁気特性変化が応力効果によるものかを検討するため，X線残留応力測定装置を用いて熱処理材表面の残留応力分布を測定し，試料表面に引張と圧縮の残留応力が発生していることを明らかにした。さらに，残留応力の発生要因について検討するため，誘導加熱処理材の磁場と弾性熱応力の連成解析を行い，円筒型磁束収束板によって温度分布の不均一性が生じ，熱応力が発生することを明らかにした。これらの研究成果を踏まえ，誘導加熱処理によってモータ鉄心の応力ベクトル磁気特性を制御が可能であることを示した。
実機駆動状態におけるモータ鉄心には様々な磁束が発生し，各場所で鉄損が異なると考えられる。誘導加熱処理を用いてモータ鉄心に局所応力を印加することによって，交番や回転磁束下における鉄損を低減することができ，高効率・低損失機器開発に貢献することができるものと考えられる。
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