2016 Fiscal Year Annual Research Report
Enhancement of Magnetic Field Computation Technique Taking Account of Hysteresis for High-Efficiency Electric Machines
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26820102
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
高橋 康人 同志社大学, 理工学部, 准教授 (90434290)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ヒステリシス / 並列計算 / 電磁鋼板 / 鉄損 / 有限要素法 / PWMインバータ / IPMモータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までに開発した磁気ヒステリシスを考慮した並列化TP-EEC法に対して周期境界条件の導入や計算の高速化などさらなる高度化を行い，インバータ駆動IPMモータの鉄損解析を対象として妥当性や並列性能の詳細検討を行った．また，最終年度の重点項目であった研究成果の発信について，当該分野最大の国際学会での発表および論文投稿を行い，代表的論文誌の1つであるIEEE Transactions on Magneticsへの掲載が決定している．
一方，ベクトルヒステリシスモデル化手法のベンチマークモデルとして，磁気特性の影響が強く現れる閉磁路であり，回転磁界の形成が容易な単純形状である田形コアモデルの磁気回路設計を行い，実機の作製およびヒステリシス磁界解析に必要な磁気特性データの測定を行った．また，現象論的なヒステリシスモデルとして注目されているベクトルプレイモデルを用いたヒステリシス磁界解析を行い，その妥当性を検証した．
研究期間全体を通じて，①初磁化曲線に基づく通常の磁界解析により得られた磁束密度の時系列波形に対し，後処理でのみヒステリシス特性を考慮して鉄損を算出する鉄損算定法の開発，②並列化TP-EEC法に基づくヒステリシスを考慮した時間領域並列計算法の開発と実機損失解析における実用性評価，③スカラおよびベクトルヒステリシスモデル検証用ベンチマークモデルの構築とプレイモデルの妥当性検証を行った．これらの成果は，電気機器工学，磁気工学，計算科学的な観点からも意義深く，ヒステリシス磁界解析技術の実用性および信頼度の向上に寄与できる．本研究の成果により，電気機器内の損失の発生個所と要因を高速・高精度に把握できるようになり，高効率電気機器設計・開発の効率化が達成されると考えられる．
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