| 研究課題/領域番号 |
20K04509
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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21030:計測工学関連
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| 研究機関 | 日本文理大学 |
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研究代表者 |
岡 茂八郎 日本文理大学, 工学部, 特任教授 (80107838)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | PWMインバータ / 鉄損 / 電磁鋼板 / ステータコア / 高調波 / IGBT / SiC / インバータ / PWM / ＰＷＭインバータ / 渦電流 / 回転機 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年のモータには高速高パワー密度性が要求され、その実現のために多くの研究がなされている。しかし、モータに必ず必要であり性能を大きく左右する電磁鋼板製ステータコアの磁気特性、特にモータの発熱を左右する鉄損をPWMインバータで駆動されている状態で標準的に評価する方法が確立していない。そこで、高速高パワー密度を要求されるモータの複雑な形状のステータコアの磁気特性を、PWMインバータ励磁下で正しく評価できる「高速高パワー密度モータコアのためのインバータ励磁下の高速磁気特性評価装置」を構築する。よって、この装置は高速高パワー密度モータの開発を支援し今後のモータ開発に資することができる。
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| 研究成果の概要 |
この研究では，磁気測定に特化したIGBTを用いたPWMインバータを製作しその有効性を示した。また，SiCやGaNを用いたPWMインバータを試作した。さらに，PWMインバータのパラメータの自動設定など機能を持ったPWMインバータ励磁下の磁気特性測定装置を構築し，極薄電磁鋼板製積層リングコアや巻き積層リングコアの高速モータのステータコアとしての優位性を示した。加えて，アウターロータ型永久磁石型モータやダブルアキシャルギャップ型誘導モータのステータコアの周方向の磁気特性分布を測定し，複雑な形状をしたステータコアの磁気特性を正しく評価することの重要性を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
この研究の学術的な意義は，PWMインバータの各種パラメータを自動設定できるディレイパターンジェネレータを備え，IGBT製PWMインバータ，数値制御直流電源，広帯域電流プローブを統合したPWMインバータ励磁下の磁気特性測定装置を構築したことである。また，この装置のPWMインバータのSiC化やGaN化にめどをつけたことである。さらに，各種形状のステータコアの磁気特性分布の測定を可能にする励磁法を提案したことである。これによって，従来明らかにされていなかった極薄電磁鋼板製巻き積層コアのPWMインバータ励磁下の磁気特性が明らかになり，これを使ったモータの高効率化に貢献できることである。
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