| 研究課題/領域番号 |
19K14960
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
青山 真大 静岡大学, 工学部, 助教 (00824517)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | モータ / インバータ駆動 / 可変界磁 / 自励式巻線界磁 / 空間高調波 / キャリア高調波 / 同期 / ベクトル制御 / ダイオード整流 / 電磁誘導 / LC共振 / 電磁界解析 / 自己励磁 / ＬＣ共振 / 集中巻ステータ / コンシクエントポール / アキシャルギャップ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は，これまでに未導入の「界磁磁束の受動的な可変」という新しい技術概念を確立し，これによる高出力化や可変速特性拡大，高効率化などを通じて電動回転機の更なる性能向上を企図するものである。この一連の研究を通じて，本技術の技術的枠組みを構築するとともに，次世代モータへの応用に対する技術的基盤を提供する。
本研究により達成する次世代モータへの応用に対する技術的基盤により，重希土類を用いた永久磁石使用量の削減を可能にしながら高トルク密度，小型高出力化を実現するだけではなく，可変界磁モータのハードポテンシャルを最大限に引出すことができる新しいモータ制御モデル構築に波及効果をもたらすことが期待できる。
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| 研究成果の概要 |
モータの高性能化を目的に，従来損失として消費されていた高調波磁束をモータトルクおよび効率向上に利用する技術開発を行った。モータ構造上不可避に生じる空間高調波とモータ制御上不可避に生じるキャリア高調波の2種類の高調波磁束利用に着目し，シミュレーションによる磁気回路トポロジー構築から試作機による実機検証まで行った。実機検証では2種類の高調波磁束の利用によるトルクおよび効率向上を実証できた。本研究の成果により，次世代モータへの応用に対する技術的基盤を提供することができた。キャリア高調波のトルク利用においては，モータドライブシステムまで拡張することで更なる性能向上の可能性を立証することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
産業界や我々の生活を支える動力源として，家電民生から電力発電，輸送機器におけるまでモータは広く世の中に使われている。今日，高効率化を達成しているモータは高性能なネオジム磁石が採用されて成立している。一方，ネオジム磁石は耐熱減磁のため，DyやTbなどのレアアースが添加されるが，それらは産出地が偏在しており社会情勢によって価格高騰のリスクを潜在している。さらに酸を用いて鉱山から採掘されるため，環境負荷が著しく大きい。これらの課題に鑑みて，従来のモータから磁石量を半減しながら性能を飛躍できる可変界磁モータが産業界から強く望まれている。その実現は資源が乏しい我が国において国際競争力の強化にもなる。
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