| 研究概要 |
本研究では,従来の永久磁石発電機の特長を失わず,界磁制御可能で電圧変動率の小さい値(定電圧特性)を持った同期発電機を開発することを目的としている.その方法は,分巻成分(q軸方向)を永久磁石で,直巻成分(d軸方向)を第3調波磁界で得ようとするものである.当該年度の研究では,回転子に配置してある永久磁石の配置方法について研究を行った.磁石配置は回転子に埋め込む方式を採用した,1kWの試作機をつくり,励磁特性及び負荷特性を明らかにした.
1. 励磁特性の算定
回転子に永久磁石を埋め込んだ発電機の励磁特性の算定を行った.励磁特性の算定法は有限要素法で行い,磁束及び磁束密度の検討を行った.本解析では,回転子の磁石配置は1極当たり2層とし,回転子内の磁束及び磁束密度の様子を明らかにした.
2. 1次試作機による負荷試験
上記から得られたデータを基にして,発電機本体の特性のシミュレーションを行い,埋込型永久磁石発電機を設計・製作した.この試作機を用いて,励磁特性及び電圧変動特性を実験的に明らかにした.本試作機の結果として,抵抗負荷で電圧変動率が約1.5%,力率0.8遅れ負荷で約10%に出来た.この電圧変動率は,電圧補償機器なしとしては,実用上問題ない値である.
3.2次試作機を設計製作
上記実験データをもとに回転子構造全体の検討を行い,永久磁石による励磁に加えて,高調波磁界で励磁が得られる構造の試作機を設計・製作した.本試作機で実験を行っている.
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