高効率電気機器の設計法の開発

1998 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

電気機器の高効率化を図るために,磁界解析法と最適化手法を併用した最適設計法の開発,高精度磁気測定法の開発及び永久磁石回転機の最適化法の検討を行った.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. 電気機器の最適設計法の開発
永久磁石回転機に的をしぼって,三次元有限要素法とRosenbrock法を併用して実機の最適設計を行う際の問題点の検討を行った.すなわち,設計変数の初期値や制約範囲の決定に実験計画法を用いる方法や,実際にどの程度の反復が必要かを明らかにした.
2. 高精度磁気測定法の開発及び高磁束密度,磁気特性の測定
Hコイルの位違ずれや等価回路を利用した波形制御法の検討,新型二次元磁気特性測定装置の開発を行うことにより,磁界解析に用いる磁気特性を高磁束密度領域まで高精度に測定することができた.
3. 永久磁石回転機の最適化
三次元有限要素法と最適化手法の併用法を用いて永久磁石回転機の最適化を行い,現状のワークステーションで一日程度の計算時間で最適化が可能であることを示した.また,最適化手法を用いれば,例えば約40%トルクが増加することが明らかになった.

研究成果

• [文献書誌] 高橋則雄: "有限要素法を用いた最適化計算における要素数が最適解に及ぼす影響" 平成10年電気学会全国大会. 1171 (1998)
• [文献書誌] 藤原耕二,高橋則雄: "単板磁気試験器を用いた超低周波領域における磁気特性測定法" 平成10年電気学会全国大会. 477 (1998)
• [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の測定精度の検討" 平成10年電気学会全国大会. 478 (1998)
• [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. 475
• [文献書誌] 藤原耕二,高橋則雄: "積層鉄心の局部磁束波形の新しい推定法" 電気学会論文誌A. vol.118 no.2. 150-157 (1998)
• [文献書誌] 藤原耕二,高橋則雄: "電磁鋼板のB-H曲線における周波数の影響" 平成10年電気学会全国大会. No.469. 469 (1998)
• [文献書誌] 高橋則雄,村松和弘: "Examination of Optimal Design Method Using Die Press Model(Problem25)" COMPEL. Vol.17 no.5/6. 595-601 (1998)
• [文献書誌] 高橋則雄: "変圧器タンクシールドモデルの寸法最適化" 計算工学講演会論文集. vol.3. 327-330 (1998)
• [文献書誌] 藤原耕二,高橋則雄: "磁気特性測定における周波数の影響" 電気学会マグネティックス研究会資料. MAG-98-56 (1998)
• [文献書誌] 高橋則雄,Nafalski,Gol: "Interactive Use of Virtual Instrumentation Techniques in Electrical Engineering" 電気学会マグネティックス研究会資料. MAG-98-116 (1998)
• [文献書誌] 藤原耕二,高橋則雄: "二次元磁気特性測定装置の改良" 電気学会マグネティックス研究会資料. MAG-98-169 (1998)
• [文献書誌] 藤原耕二,高橋則雄: "ディジタル磁気特性測定システム構築上の問題点" 電気学会マグネティックス研究会資料. MAG-98-170 (1998)
• [文献書誌] 高橋則雄: "磁界解析のための磁性材料の磁気特性のモデリング" 日本機械学会第76期全国大会. 347-348 (1998)
• [文献書誌] 藤原耕二,高橋則雄: "磁界解析における浮き節点の考慮法の検討" 平成11年電気学会全国大会. 1203 (1999)
• [文献書誌] 藤原耕二,高橋則雄: "ディジタル磁気特性測定システムにおける波形制御法の改良" 平成11年電気学会全国大会. 501 (1999)
• [文献書誌] 藤原耕二,高橋則雄: "位相ずれが鉄損測定精度に与える影響" 平成11年電気学会全国大会. 451 (1999)