高効率電気機器の設計法の開発

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09045053
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 高橋 則雄 岡山大学, 工学部, 教授 (40108121)
• 研究分担者: JAIN L. サウスオーストラリア大学, 工学部, 助教授 ; GOL O. サウスオーストラリア大学, 工学部, 助教授 ; NAFALSKI A. サウスオーストラリア大学, 工学部, 教授 ; 村松 和弘 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (30263627) ; 藤原 耕二 岡山大学, 工学部, 助教授 (20190093)
• キーワード: 電気機器 / 磁界解析 / 最適化 / 磁気特性 / 設計法 / 有限要素法

研究概要

電気機器の効率化を計るために,ひずみ波電源駆動の回転機の磁界解析法の開発,最適設計法の検討,高磁束密度,高周波での磁気特性測定法の検討を行った.今年度の研究によって得られた成果を要約すると以下のようになる。
1.回転子の運動,ひずみ波電源が可能な磁界解析法の開発
インバータ駆動等の運転形態でも解析が可能な回転子の運動,ひずみ波電源が扱える三次元の電圧が与えられた有限要素法を開発した.
2.最適化手法の検討
所望の性能を満足する機器形状等を決定するためには,有限要素法等の磁界解析法と最適化手法を併用する必要がある.Rosenbrock法,Simulated Annealing法,遺伝的アルゴリズム及びEvolution Strategyの優劣比較を行い,Rosenbrock法とEvolution Strategyが実用できる可能性のあることを示した.また,高効率化設計のための,トルクを最大にし,かつ損失を最小にする目的関数の与え方の検討も行った.
3.高磁束密度,高周波での磁気特性測定法の検討
機器の小型・高効率化を計るために,磁性材料が高磁束密度,MHzオーダの高周波で使用されている.それに対応できるように,従来のパ-ミアメータ及び単板磁気試験器を改良することにより,2.3TまでのB-H曲線の測定法及びMHzオーダの高周波鉄損の測定法をほぼ確立することができた.

研究成果

• [文献書誌] 高橋 則雄, 松村 和弘: "Examination of Optimal Design Method Using Die Press Model (Problem 25)" Proceedings of the ISTET Conference. 60-63 (1997)
• [文献書誌] 藤原 耕二, 高橋 則雄: "パ-ミアメータによる塊状試料の磁化特性測定法" 電気学会マグネティックス研究会資料. MAG-97-85 (1997)
• [文献書誌] 松村 和弘, 高橋 則雄: "Rosenbrock法と実験計画法を用いた最適設計法の検討" 第18回計算電気・電子工学シンポジウム論文集. 2-I-8 (1997)
• [文献書誌] 高橋 則雄: "Evolution Strategyを用いた最適設計法の検討" 第18回計算電気・電子工学シンポジウム論文集. 2-I-14 (1997)
• [文献書誌] 藤原 耕二, 高橋 則雄: "単板磁気試験法における高磁束密度領域の空隙磁束補償法の検討" 平成10年電気学会全国大会講演論文集. 475
• [文献書誌] 藤原 耕二, 高橋 則雄: "単板磁気試験器による高周波鉄損" 平成10年電気学会全国大会講演論文集. 478