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ラジアル方向電磁力のベクトル制御機能による革新的モータの振動騒音の低減方法の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 20K20350
補助金の研究課題番号 18H05332 (2018-2019)
研究種目

挑戦的研究(開拓)

配分区分基金 (2020)
補助金 (2018-2019)
審査区分 中区分21:電気電子工学およびその関連分野
研究機関東京工業大学

研究代表者

千葉 明  東京工業大学, 工学院, 教授 (30207287)

研究分担者 朝間 淳一  静岡大学, 工学部, 准教授 (70447522)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
25,870千円 (直接経費: 19,900千円、間接経費: 5,970千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2018年度: 21,580千円 (直接経費: 16,600千円、間接経費: 4,980千円)
キーワード振動騒音 / 騒音低減 / スイッチドリラクタンスモータ / IPMモータ / モータ / 電磁力 / ラジアル力の和 / 電磁力の和 / モータ振動 / モータ騒音 / ラジアル力の和がフラット / ラジアル電磁力 / ラジアル力 / 騒音 / 振動 / SRモータ / PMモータ / 電気機器 / 力の和 / 自動車駆動 / 力の和がフラット / 振動低減 / ラジアル方向電磁力
研究開始時の研究の概要

本研究は、モータに作用するラジアル方向電磁力のベクトルを制御することにより、モータの振動騒音の低減を図り、世界に先駆けて、挑戦的な学術研究を推進する。申請者らが発見した電磁力の和をフラットにして騒音振動を低減する方法の基礎理論の確立と実証に挑戦したい。原理的には多くのモータに適用可能である。
申請者は最も難関と言われるIEEEのテクニカルフィールド賞の受賞者となり、また、また、IEEEのジャーナルで2016、2017年に論文賞を連続受賞しており、研究遂行能力はある。
この挑戦が成功すれば、ラジアル方向電磁力ベクトルを制御する方法が一つの学術分野として確立し、自動車、産業機器に波及効果は大きい。

研究成果の概要

モータに作用するラジアル方向電磁力を制御することにより、モータの振動騒音の低減を図り、この分野において世界に先駆けて、挑戦的な学術研究を推進した。申請者らは強力な永久磁石を用いたモータよりも、リラクタンストルクを活用し、磁界の強さを可変可能なモータが今後の突破口になると考えている。負荷トルクが小さい時には鉄損が低減でき効率が高い特長があるからだ。しかし、ラジアル方向の電磁力が大きく脈動し、振動騒音が発生する問題がある。そこで、申請者らが世界に先駆けて発見した電磁力の和をフラットにする方法は、スイッチドリラクタンスモータと永久磁石モータへも効果的であることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

申請者らが世界に先駆けて発見したラジアル力の和をフラットにし、騒音振動を低減する方法が、スイッチドリラクタンスモータだけでなく、レアアース永久磁石モータにも適用可であるかどうか挑戦し、可能であることを明らかにした。ラジアル方向力の和をフラットにする方法が一つの学術的な突破口となり米国、独国でも研究が開始され、自動車、産業機器に波及効果は大きい。申請者はこの分野でトップの5名のパネリストとして、講演を依頼されるとともに、モータ関係の著名人が名前を連ねる2020年IEEEのニコラテスラ賞を受賞した。50才台で受賞が決まった日本人は初めてであり、我が国の研究力アップに大いに貢献できた。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 2件、 査読あり 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] University of Akron(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Akron(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Parameter Identification for Acoustic Noise Analysis of SRM Made of 6.5% Si Steel and Amorphous Iron - Comparison of Noise Analysis and Experiment2020

    • 著者名/発表者名
      Haruki Sobue, Kyohei Kiyota, Akira Chiba, Kunihiro Senda, Soichiro Yoshizaki,
    • 雑誌名

      ICEMS2020

      巻: 1 ページ: 1147-1151

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Investigation of Mode 0 Acoustic Noise Reduction of Interior Permanent Magnet Motor with a Principle of Radial Force Sum Flattening2020

    • 著者名/発表者名
      Leping Wang, Ryo Umeoka, Akira Chiba
    • 雑誌名

      2020 IEEE ECCE Proceedings

      巻: 1 ページ: 769-776

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] The Effectiveness of Radial Force Sum Flattening for Vibration Mode 0 and Noise Reduction in Switched Reluctance Motor2020

    • 著者名/発表者名
      Candra Adi Wiguna, Yifei Cai, Atsuya Ohashi, Jihad Furqani, Junichi Asama, Akira Chiba
    • 雑誌名

      2020 IEEE ECCE Proceedings

      巻: 1 ページ: 4689-4696

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Analytical and Experimental Investigations of Radial Force Detection by Strain Gauge for Possible Application for Switched Reluctance Machines2020

    • 著者名/発表者名
      Yifei Cai, Candra Adi Wiguna, Hiroya Sugimoto, Akira Chiba
    • 雑誌名

      2020 IEEE ECCE Proceedings

      巻: 1 ページ: 4716-4723

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] ひずみゲージによるモータ電磁力の測定2020

    • 著者名/発表者名
      蔡 一飛, Wiguna Candra Adi, 杉元 紘也, 千葉 明
    • 雑誌名

      電気学会モータドライブ・回転機・リニアドライブ合同研究会

      巻: 1 ページ: 97-98

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] ラジアルフォースサム平坦化原理を利用したIPMモーターのノイズ低減2020

    • 著者名/発表者名
      WANGLEPING, 梅岡 諒, 千葉 明
    • 雑誌名

      電気学会モータドライブ・回転機・リニアドライブ合同研究会

      巻: 1 ページ: 33-34

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Flattening Radial Force Sum Method for Noise Reduction in 18-12 Pole Switched Reluctance Motor in Middle Speed Operation2020

    • 著者名/発表者名
      Candra Adi Wiguna, Yifei Cai, Kyohei Kiyota, Akira Chiba
    • 雑誌名

      電気学会モータドライブ・回転機・リニアドライブ合同研究会

      巻: 1 ページ: 93-95

    • NAID

      40022374918

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 6.5%けい素鋼板とアモルファス鉄心を用いた自動車用SR発電機の騒音解析モデルの構築2020

    • 著者名/発表者名
      祖父江 悠気, 千葉 明
    • 雑誌名

      電気学会モータドライブ・回転機・自動車合同研究会

      巻: 1 ページ: 1-2

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Acoustic Noise Reduction of a High-Efficiency Switched Reluctance Motor for Hybrid Electric Vehicles With Novel Current Waveform2019

    • 著者名/発表者名
      Kawa Masachika、Kiyota Kyohei、Furqani Jihad、Chiba Akira
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industry Applications

      巻: 55 号: 3 ページ: 2519-2528

    • DOI

      10.1109/tia.2018.2888847

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analytical and Experimental Verification of Novel Current Waveforms for Noise Reduction in Switched Reluctance Motor2019

    • 著者名/発表者名
      Jihad Furqani*, Candra Adi Wiguna*, Akira Chiba*, Omer Gundogmus**, Mohammed Elamin**, Yilmaz Sozer**
    • 雑誌名

      IEEE Proceeding of IEMDC 978-1-5386-9350-6/19/$31.00 ©2019 IEEE

      巻: 1 ページ: 576-583

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Flattening Radial Force Sum for Noise Reduction of Switched Reluctance Motor at High Speed Operation2019

    • 著者名/発表者名
      Candra Adi Wiguna*, Jihad Furqani, Yifei Cai, Akira Chiba
    • 雑誌名

      2019年電気学会産業応用部門大会

      巻: III ページ: 447-450

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Improved current profile derivation process for noise reduction of switched reluctance motor at high speed operation2019

    • 著者名/発表者名
      Candra Adi Wiguna, Jihad Furuqani, Akira Chiba
    • 雑誌名

      平成31年電気学会全国大会 5-066

      巻: 1 ページ: 111-112

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Effectiveness of Flattening radial force sum in reduced number of pole switched reluctance motors2019

    • 著者名/発表者名
      Jihad Furqani, Candra Adi Wiguna, and Akira Chiba
    • 雑誌名

      平成31年電気学会全国大会 5-067

      巻: 5 ページ: 113-114

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Simultaneous Torque and Radial Force Ripple Control for Reduction of Acoustic Noise and Vibration in Switch Reluctance Machines2018

    • 著者名/発表者名
      Omer Gundogmus Mohammed Elamin Yilmaz Sozer Akira Chiba
    • 雑誌名

      978-1-4799-7312-5/18/$31.00 ©2018 IEEE

      巻: 1 ページ: 722-728

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際共著
  • [学会発表] 零相電流重畳によるIPMモータの6次ラジアル力低減2021

    • 著者名/発表者名
      藤井勇介, Leping Wang, 千葉明, 朝間淳一
    • 学会等名
      令和3年電気学会全国大会, pp. 42-43
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Radial Force Sum Harmonic Reduction by Harmonic Current Injection in IPM Motor2021

    • 著者名/発表者名
      Leping Wang, Yusuke Fujii, Akira Chiba
    • 学会等名
      令和3年電気学会全国大会, pp. 55-56
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 異なる鉄心材料を用いたスイッチトリラクタンスモータの鉄心と磁歪による騒音に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      祖父江悠気, 千葉明, 清田恭平, 藤井勇介, 千田邦浩, 吉﨑聡一郎
    • 学会等名
      令和3年電気学会全国大会, pp. 118-119
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Effective of Flattening Radial Force Sum for Mode 0 Vibration and Noise Reduction in Traction Switched Reluctance Motor2021

    • 著者名/発表者名
      Chandra Adi Wiguna, Yifei Cai, and Akira Chiba
    • 学会等名
      令和3年電気学会全国大会, pp. 120-121
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ひずみゲージによるリラクタンスモータのラジアル力測定の可能性2021

    • 著者名/発表者名
      蔡一飛,C. A. Wiguna,祖父江悠気,千葉明
    • 学会等名
      令和3年電気学会全国大会, pp. 122-123
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Frame Effects on the Acoustic Noise of Switched Reluctance Motors2021

    • 著者名/発表者名
      Lim Sarah Lilian, Chandra Adi Wiguna, Akira Chiba
    • 学会等名
      令和3年電気学会全国大会, pp. 124-125
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Acoustic Noise Reduction of Interior Permanent Magnet Motor with a Principle of Radial Force Sum Flattening2020

    • 著者名/発表者名
      Akira Chiba etal
    • 学会等名
      IEEE Enegy Conversion and Exhibition Conference 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analytical and Experimental Verification of Novel Current Waveforms for Noise Reduction in Switched Reluctance Motor2019

    • 著者名/発表者名
      Jihad Furqani
    • 学会等名
      IEEE IEMDC2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Flattening Radial Force Sum for Noise Reduction of Switched Reluctance Motor at High Speed Operation2019

    • 著者名/発表者名
      Candra Adi Wiguna
    • 学会等名
      2019年電気学会産業応用部門大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] IPMの高調波電流重畳による6次ラジアル力の低減2019

    • 著者名/発表者名
      梅岡諒
    • 学会等名
      平成31年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Improved current profile derivation process for noise reduction of switched reluctance motor at high speed operation2019

    • 著者名/発表者名
      Candra Adi Wiguna
    • 学会等名
      平成31年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Effectiveness of Flattening radial force sum in reduced number of pole switched reluctance motors2019

    • 著者名/発表者名
      Jihad Furqani
    • 学会等名
      平成31年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Simultaneous Torque and Radial Force Ripple Control for Reduction of Acoustic Noise and Vibration in Switch Reluctance Machines2018

    • 著者名/発表者名
      Omer Gundogmus
    • 学会等名
      978-1-4799-7312-5/18/$31.00 ©2018 IEEE
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 次世代自動車用スイッチドリラクタンスモータに関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      千葉明
    • 学会等名
      モータ技術シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-07-20   更新日: 2024-03-26  

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