| 研究課題/領域番号 |
21K03999
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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 | 岐阜大学 |
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研究代表者 |
石川 裕記 岐阜大学, 工学部, 教授 (90273119)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021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 | リラクタンスモータ / トルク解析モデル / 磁気非線形領域 / モータ制御 / パワーエレクトロニクス / リラクタンストルク |
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| 研究開始時の研究の概要 |
モータの鉄心形状が非対称であるとき，鎖交磁束の磁路における磁気抵抗が小さくなるようにリラクタンストルク（Rel-Tq）が発生する。Rel-Tqは磁路の経路に依存する上，磁束の発生源であるモータ電流に対する鉄心の磁化特性にも依存する。このため，Rel-Tqの把握には電磁界解析を用いるのが主流である。これに対し本研究では，電磁界解析を用いない手法として実電流の検出値および鎖交磁束の算定値を用いて鉄心の磁化特性を把握し，Tq-Relを推定する新しいモデルを構築する。本モデルを可変速モータ駆動システムに適用すれば，Rel-Tqに関する制御システム設計が容易となり，システム開発期間が大幅に短縮される。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，モータの鉄心形状が非対称であるリラクタンスモータを対象に，リラクタンストルク(TqR) を推定する新しいモデルを構築することを目的とした。TqRは磁路の経路に依存する上，磁束の発生源であるモータ電流に対する鉄心の磁化特性にも依存する。このため，TqRの把握には電磁界解析を用いるのが主流である。これに対し本研究では，電磁界解析を用いない手法として実電流の検出値および鎖交磁束の算定値を用いて鉄心の磁化特性を把握し，この関係からTqRの推定を試みた。新しいモデルにより回転子位置・トルク特性およびこれに基づいてトルク脈動を抑制する電流波形を導出した結果，本方式の妥当性を確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
リラクタンストルクを発生するモータは，本研究の対象としたスイッチドリラクタンスモータや埋込磁石型動機モータのほか，最近再注目を浴びるようになってきたシンクロナスリラクタンスモータも該当する。多くは有限要素法による電磁界解析による解析に基づいて制御設計を行うが，電磁界解析による非線形トルク解析はモデル構築に必要なノウハウが多く，また，長い解析時間を必要とする上，実測トルクに対して誤差を生じることが多い。本研究で開発した解析モデルは磁気回路ベースで実測電流および磁束算定結果を踏まえて磁気飽和も考慮できる上，解析時間は格段に短縮されることから学術的意義や社会的意義があるといえる。
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