| 研究課題/領域番号 |
21560291
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電力工学・電力変換・電気機器
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
古関 隆章 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (20211899)
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| 研究期間 (年度) |
2009 – 2011
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| 研究課題ステータス |
完了 (2011年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2011年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2009年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 永久磁石 / 高トルク / 永久磁石形同期電動機 / 横磁束形同期機 / ダイレクトドライブ / 船舶電気推進 / 電気推進船 / 同期電動機 / 同期機 / 大トルク / 電動機制御 / コギング / 磁界解析 / 磁気回路 / 電動機設計 |
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| 研究概要 |
本研究では、船舶の電気推進を想定し、多極化しやすく低速で大トルクの実現に向くとされる横方向磁束型という磁路構成に注目し、直接駆動による電動機の研究/開発を行った。まず騒音や振動の原因となるコギングトルクが、磁石数・電機子極数の組み合わせと関係があることを数値的に評価した。そして適切な磁石数・電機子極数の組み合わせを用いることにより、コギングトルクの低減が可能であることを示した。また大トルク化に関しては、対象とする電動機のモデル化を行い、空間制限下におけるトルク最大化設計法を提案した。そして、駆動制御実験を行った。、低速度制御に伴う固有の問題点を明確にし、低速度制御において有効な手法であるデュアルサンプリングレートオブザーバを制御系に実装した。そして実験を通じて幅広い領域において本電動機の駆動が可能であることを確認した。ここまでの実験的検討では、大トルクの実現に関する課題として残った。これに対して、古典的手法として定着しているパーミアンス法に電機子のアンペアターンの変化に伴うティースとコイルの占有面積の変化を陽に導入し、トルク最適点を探索する理論設計手法を構築し、FEMやIEMと照合しながら高トルクを実現する設計を検討している。これにより、比較的高精度に傾向を把握できるため、三次元数値解析に基づく設計工程と比べ大幅な設計時間の短縮が期待できる。
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