| 研究概要 |
本研究課題は,同期モータの回転子側に複数個に分割された永久磁石を用いた新たな二次構成を提案し,三次元の数値シミュレーションと実験による詳細な検討をおこなうことで,提案構成の有効性を確認すると共にその実用化を図ることを目的とした。回転子側に分割磁極を採用する理由は,それらの適切な配置によって特定の高次空間高調波磁束の削減を図ると同時に,磁石間に同期モータとして有用な制動導体を設けるスペースを確保するためである。制動導体は静止時には始動トルクを発生し,定常運転時には乱調防止に働く。回転子側の形状最適化に際しては,既存の有限要素法に加えて我々が過去十数年近くにわたって研究開発を続けてきた有限要素・境界要素併用法を適用し,また得られた構成の有用性は試作機を用いた特性実験により検証した。初年度には,比較的製作が容易なリニア同期モータによる実験をおこなうことで提案モータの諸特性の大要を把握したのち,構造上の都合によって必然的に生じる垂直力と短効果の対策に関する検討をおこなった。最終年度には,提案二次構成を回転実機に適用することで,初年度に問題となった垂直力と短効果の除去を図った。2ヶ年の成果を以下にまとめる。
1. 数値解析により空間高調波磁束の削減率を導き,提案構成の妥当性を確認した。また,磁石の分割による空隙磁束の低下は,強力な希土類磁石を用いることで補えることを指摘した。
2. 磁石の分割に伴って生じたスペースに塊状導体を設けることで,乱調防止効果の向上を図ることができた。また,磁石の分割が進むにつれ,より良好な乱調防止効果が得られるという結論を得た。
3. 三次元の数値解析に回路方程式と運動方程式を連成することで,解析精度を高めることができた。
以上,全研究期間を通して所望の成果を挙げることができた。
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