2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a high efficiency rear earth free motor for EV and HEV
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26820093
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
吉田 征弘 秋田大学, 理工学研究科, 助教 (60725399)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 永久磁石モータ / フェライト磁石 / 減磁 / トロイダル巻線 / 銅損 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，前年度までに検討したトロイダル巻方式の固定子を試作し，従来の分布巻方式の固定子と比較した。トロイダル巻は，固定子スロットからバックヨークにかけて集中的に巻線を施すため，占積率を高くでき銅損を低減することができる。また，コイルを適切な配置に巻くと起磁力配置が分布巻と全く同じになるため，従来の分布巻と同じ電流で同じトルクを出力することができる。トロイダル巻固定子試作機の巻線抵抗と分布巻試作機の巻線抵抗を比較したところ，トロイダル巻にすることで抵抗値を41%低減できることが確認できた。シミュレーションによる検討では銅損を75%低減可能であると予想したが，同じ巻数で占積率を上げるために巻線を太くしたことと，コアと巻線の絶縁のために固定子スロットに樹脂製のフィルムを設置したことで，計算値よりも銅損低減効果は低下した。
回転子磁石形状についてもシミュレーションによる検討を行い，3次元に磁石を配置することでトルクが向上し，更なる銅損低減効果があることがわかった。回転子形状を埋込磁石形とし，アキシャル方向にも磁石を追加することで，ベースモデルとして用いた表面磁石形回転子モータと比べ，トルクが75%向上した。
固定子にトロイダル巻方式を，回転子に3次元磁石配置を用いることで，銅損はベースモデルと比較して約80%低減した。銅損の低減効果により，フェライト磁石のみを用いた提案モータがネオジム磁石を用いたモータと同等の効率を出せることがわかった。今後は3次元磁石配置回転子についても試作を行い，実験による検証を行う。
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