| 研究課題/領域番号 |
20K14724
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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 | 芝浦工業大学 (2021-2023)
早稲田大学 (2020) |
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研究代表者 |
相曽 浩平 芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (60844206)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | 磁気ギア / 高速モータ / 電気自動車 / インホイールモータシステム / 機電一体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では電気自動車のインホイールモータシステムを対象に磁気ギアと複数台の高速モータを一体化したモータシステムを構築することでモータシステムの小型軽量化かつ高効率化を目指す。複数台の高速モータの高効率制御およびギア, モータ, インバータの機電一体構造のための冷却方法を確立し, 最終的に機電一体のモータシステムによる実機実験により性能を評価する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では, EV用モータシステムの小型軽量化と高効率化のために, 磁気ギア(Magnetic Multiple Spur Gear:MMSG)と複数台の高速モータを一体化したインホイールモータシステムを提案した。研究成果として, MMSGを用いた駆動システムは42,000rpmまでの高速領域において, ギア効率90%以上, ギアトルク密度158kNm/m3が得られることを実機実験により明らかにした。これにより, これまで成し得なかった磁気ギアの高速化, 高効率化, 高トルク密度化を達成した。また, 複数台の高速モータを簡単かつ安価なシステムにより高効率に駆動するための制御方法を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
磁気ギアは非接触での動力伝達が可能であり, メンテナンスフリー, 低振動, 低騒音, 伝達効率が高い利点がある。しかし, 従来の磁気ギアの多くは動作原理が磁束変調方式に基づいているため, 高速回転時には高調波磁束に起因した損失増大や入力ロータの機械強度の課題があり, 自動車のように入力モータの回転速度が10,000rpm以上の用途に適用することは困難であった。本研究により新しい磁気ギア(MMSG)が提案され, 実機実験により高速駆動, 高トルク密度, 高効率が達成されたことは, 磁気ギアの高速化に向けた有用な成果であり, EV用モータシステムの小型軽量化と高効率化に貢献できる成果である。
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