| 研究課題/領域番号 |
21K20427
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0302:電気電子工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
日高 勇気 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (30908398)
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| 研究期間 (年度) |
2021-08-30 – 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 |
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 磁気回路 / 組合せ最適化 / 巻線界磁モータ / 永久磁石モータ / 複数統合型モータ / 統合設計法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、例えば巻線界磁モータと永久磁石モータのように、性能・構造が異なる2つ以上のモータを、長所を生かしたまま1つのモータに統合する、磁気回路モデルベース統合設計手法を開発する。本研究により、例えば電気自動車用モータにおいて、市街地走行時の高い電費と、高速走行時の加速性能の両立など、これまでにない性能が実現できる。また、1つのモータで2つ以上のモータ特性を持つ、複数統合型モータの構造概念を確立することで、従来の範疇にない新たな設計知見獲得と、モータ性能の飛躍的向上を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、電気自動車用モータの飛躍的性能改善を目的に、巻線界磁モータや永久磁石モータのように、全く異なる2つのモータの特性を共に備えた、複数統合型モータを実現する最適設計法を提案した。従来の最適設計法では、得られる解が初期構造に強く依存し、例えば永久磁石モータをベースし、巻線界磁モータの機能を付与すると、巻線界磁モータの特性が弱い結果となっていた。そこで、数式ベースで磁気特性を記述する、磁気回路モデリング法を提案し、その有効性を示した。また、同モデリング法ベースで統合設計する組合せ型最適化法を提案した。提案最適設計法により、従来設計法からの性能改善を数値検証で確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究成果により、初期構造に強く依存する従来の最適設計法では得られなかった、複数のモータ長所を備えたモータ構造を獲得できる。例えば、電気自動車では、巻線界磁モータの高い電費と、永久磁石モータの加速性能を両立でき、電気自動車用モータの世界標準化に貢献する。また、電気自動車に限らず、トレードオフ関係にある磁気特性を要求する、様々な電気機器器で、提案設計法を用いることで大幅な機器性能の改善が実電できる。
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