| 研究課題/領域番号 |
20K04411
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
宮城 大輔 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (10346413)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 鉄損推定 / インバータ励磁 / ヒステリシス損 / 渦電流損 / 異常渦電流損 / プレイモデル / 有限要素法 / 鉄損 / 無方向性電磁鋼板 / マイナーループ / ヒステリシス特性 / 直流偏磁 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
電気自動車やハイブリッド自動車には，広範囲で可変速可能なPWMインバータで駆動する埋込磁石型同期モータが用いられるが，市街地走行時の低速回転・低負荷の駆動領域で増加する渦電流損の推定手法が確立されておらず，高効率なモータ設計時の大きな問題となっている。
この問題を解決するべく無方向性電磁鋼板の異常渦電流損のモデリング手法を提案し，PWMインバータ励磁下の電磁鋼板の高精度鉄損推定手法を確立する。
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| 研究成果の概要 |
PWMインバータ励磁下でのモータの鉄損推定法の確立を目指して、無方向性電磁鋼板のマイナーループの推定精度の向上と渦電流損と異常渦電流損の推定手法の検討を行った。無方向性電磁鋼板において，直流偏磁下のヒステリシスループに磁束の過渡現象があることを実験により示し，これが原因でプレイモデルでは高精度なモデリングが出来ないことを示した。さらに，無方向性電磁鋼板においてインバータ励磁下での鉄損測定値とプレイモデルと一次元有限要素法より得られた渦電流損からインバータ励磁下の異常渦電流損を評価し，ある特定の条件のみでの検証ではあるが変調度に依存しないことを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
車の電動化が推し進められる中で，回転機の低損失化は極めて重要な研究課題である。交流モータをインバータで励磁すると負荷率が小さいときほど渦電流損の割合が増加することが問題となっており，これを低減するためには異常渦電流損も含めた鉄損推定手法の確立が急務である。そのような中で，インバータ励磁下での新たな異常渦電流損特性を明らかにしたことは，鉄損推定手法の高精度化を前進させ，低損失なモータシステムの構築に貢献することから，カーボンニュートラルを目標としている我が国において，研究成果の社会的意義は大きい。
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