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ヒステリシス及び渦電流を考慮した時間周期有限要素法による磁性体内の損失解析

研究課題

研究課題/領域番号 09650319
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電力工学・電気機器工学
研究機関岡山大学

研究代表者

高橋 則雄  岡山大学, 工学部, 教授 (40108121)

研究分担者 村松 和弘 (村松 和広)  岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (30263627)
藤原 耕二  岡山大学, 工学部, 助教授 (20190093)
研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
1998年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
1997年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード磁界解析 / 損失 / ヒステリシス / 渦電流 / 時間周期有限要素法 / プライザッハモデル
研究概要

磁界解析により電気機器の鉄損を精度良く算定するための,磁性体のヒステリシス特性と渦電流を考慮した三次元非線形解析法を確立することを目的とし,三次元時間周期有限要素法,ヒステリシス曲線のモデリング手法の開発を行った.さらに,モデル鉄心中の磁束分布等の解析及び実験を行った.本研究の成果を要約すれば,以下のようになる.
1. 三次元時間周期有限要素法の開発
磁気特性に非線形性を有する場合でも定常現象を直接求めることができる時間周期有限要素法を,辺要素を用いた三次元有限要素法に導入し,磁気特性の非線形性および渦電流を考慮した機器中の三次元定常磁界の解析を実用的な計算時間で行えるソフトウェアの開発を行った.
2. ヒステリシス曲線のモデリング手法の開発
磁束密度を与えて,直接磁界の強さが算出可能なように,逆分布関数を用いた改良プライザッハモデルを新たに考案した.これにより,磁気特性のヒステリシス特性を考慮した磁界解析を実用的な計算時間で行えるようになった.
3. ヒステリシス曲線の実測
磁界解析には直流でのヒステリシス曲線が必要であるので,Hコイルを用いた単板磁気試験器において,Hコイルの出力をディジタル積分することにより,0.01Hzの超低周波励磁条件下での磁気特性測定を可能にした.
4. 鉄心の磁束,鉄損の解析及び実験
モデル鉄心中の磁束分布の解析を行うとともに,求まったBとHより描いたヒステリシスの面積より,ヒステリシス損と渦電流損の両者の和を求める手法を検討した.磁束,損失の解析結果を実測結果と比較し,誤差の原因の検討を行った.

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (30件)

  • [文献書誌] 高橋則雄, 藤原耕二: "変圧器漂遊損の三次元解析法の開発および検証モデルへの適用" 平9電気学会電力・エネルギー部門大会. 313-318 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 藤原耕二, 高橋則雄: "プライザッハヒステリシスモデルを有限要素解析に導入する際の問題点の検討" 電気学会静止器・回転機合同研究会資料. SA-97-20, RM-97-79 (1997)

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  • [文献書誌] 藤原耕二, 高橋則雄: "プライザッハヒステリシスモデルを用いた有限要素解析手法の検討" 第18回計算電気・電子工学シンポジウム. 23-26 (1997)

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  • [文献書誌] 高橋則雄: "Calculation of Iron Loss of Engineering Oriented Loss Model (Porblem 21)" Proceedings of the TEAM Workshop, Rio de Janeiro. 42-44 (1997)

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  • [文献書誌] 藤原耕二, 高橋則雄: "単板磁気試験器を用いた超低周波領域における磁気特性測定法" 平成10年電気学会全国大会. No.477 (1998)

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  • [文献書誌] 藤原耕二, 高橋則雄: "単板磁気試験法における高磁束密度領域の空隙磁束補償法の検討" 平成10年電気学会全国大会. No.475 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 藤原耕二, 高橋則雄: "電磁鋼板のB-H曲線における周波数の影響" 平成10年電気学会全国大会. No.469 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高橋則雄, 藤原耕二: "Investigation on Finite Element Analysis Using Preisach Hysteresis Model" Proceedings of Fourth International Workshop on Electric and Magnetic Fields, Marseille. 183-188 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 藤原耕二, 高橋則雄: "磁気特性測定における周波数の影響" 電気学会マグネティックス研究会資料. MAG98-56 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高橋則雄, 藤原耕二: "Problem in Practical Finite Element Analysis Using Preisach Hysteresis Model" 1998 CEFC. (1999)

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  • [文献書誌] N.Takahashi and K.Fujiwara: ""Development of method for analyzing 3-D stray loss of transformer and its application to verification model"" Proceedings of the Eighth Annual Conference of Power and Energy Society, IEE of Japan (Session I). 313-318 (1997)

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  • [文献書誌] K.Fujiwara and N.Takahashi: ""Investigations on problems in finite element analysis using Preisach hysteresis model"" Proceedings of IEEJ Combined Technical Meeting on Static Apparatus and Rotating Machinery. SA-97-20. RM-97-79 (1997)

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  • [文献書誌] K.Fujiwara and N.Takahashi: ""Investigation on finite element analysis using the Preisach hysteresis Model"" 18th Symposium on Electrical and Electronic Eng., JSST. 23-26 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Takahashi: ""Calculation of iron loss of engineering oriented loss model (Problem 21)"" Proceeding of the TEAM Workshop, Rio de Janeiro. 42-44 (1997)

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  • [文献書誌] K.Fujiwara and N.Takahashi: ""Method of measurement of magnetic properties under extremely low frequencies by means of a single sheet tester"" National Convention of IEE of Japan. 477. (1998)

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  • [文献書誌] K.Fujiwara and N.Takahashi: ""Method of air flux compensation for a single sheet tester at higher flux densities"" National Convention of IEE of Japan. 475. (1998)

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  • [文献書誌] K.Fujiwara and N.Takahashi: ""Effect of frequency on measured B-H curves of electrical steel sheets"" National Convention of IEE of Japan. 469. (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Takahashi and K.Fujiwara: ""Investigation on finite element analysis using Preisach hysteresis model"" Proceedings of Fourth International Workshop on Electric and Magnetic Fields. 183-188 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Fujiwara and N.Takahashi: ""Effect of frequency on magnetic properties"" Proceedings of IEEJ Technical Meeting on Magnetics. MAG-98-56. (1998)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Takahashi and K.Fujiwara: ""Problem in practical finite element analysis using Preisach hysteresis model"" IEEE Trans.on Magnetics. Vol.35, no.3. (1999)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 藤原耕二,高橋則雄: "単板磁気試験器を用いた超低周波領域における磁気特性測定法" 平成10年電気学会全国大会. No.477 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 藤原耕二,高橋則雄: "単板磁気試験法における高磁束密度領域の空隙磁束補償法の検討" 平成10年電気学会全国大会. NO.475 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋則雄,藤原耕二: "Problem in Practical Finite Element Analysis Using Preisach Hysteresis Model" 1998 CEFC. (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 藤原耕二,高橋則雄: "電磁鋼板のB-H曲線における周波数の影響" 平成10年電気学会全国大会. No.469 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋則雄,藤原耕二: "Investigation on Finite Element Analysis Using Preisach Hysteresis Model" Proceedings of Fourth International Workshop on Electric and Magnetic Fields,Marseille. 183-188 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 藤原耕二,高橋則雄: "磁気特性測定における周波数の影響" 電気学会マグネティックス研究会資料. MAG98-56

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋則雄, 藤原耕二: "変圧器漂遊損の三次元解析法の開発および検証モデルへの適用" 平9電気学会電力・エネルギー部門大会. No.53 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 藤原耕二, 高橋則雄: "プライザッハヒステリシスモデルを有限要素解析に導入する際の問題点の検討" 電気学会静止器・回転機合同研究会資料. No.5.SA-97-20, RM-97-79 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 藤原耕二, 高橋則雄: "プライザッハヒステリシスモデルを用いた有限要素解析手法の検討" 日本シミュレーション学会第18回計算電気・電子工学シンポジウム. No.1-I-4 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋則雄: "Calculation of Iron Loss of Engineering Oriented Loss Model(Porblem21)" Proceedings of the TEAM Workshop,Rio de Janeiro. 42-44 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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