| 研究課題/領域番号 |
12650274
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
松井 信行 名古屋工業大学, 工学部, 副学長 (30024285)
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| 研究分担者 |
小坂 卓 名古屋工業大学, 工学部, 助手 (10324477)
岩崎 誠 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (10232662)
竹下 隆晴 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (70171634)
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| キーワード | スロットレス永久磁石モータ / 高エネルギー積希土類磁石 / 最適構造設計 |
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| 研究概要 |
環境問題に根ざした省エネルギー対策としての家電製品や産業機械用電気モータドライブシステムの高効率化を対象に、近年、飛躍的な性能向上を遂げる希土類系高性能永久磁石を効果的に利用したスロットレス構造の永久磁石モータの開発を本研究の目的とし、本研究では平成12年度に以下の開発研究を展開している。
現行のスロット付き永久磁石モータの設計理論式を基に、巻線仕様など改良を加えて設計した第一次試作400Wスロットレス永久磁石モータの運転特性の実験評価を実施。回転速度を定格速度の2倍である6000rpmとしてもモータ効率が低下しないことを確認し、スロットレス構造により速度増加に対する鉄損増加の抑制効果を明らかにした。この際、空心電機子巻線の低時定数を考慮して、20KHzのPWMキャリア周波数を持つインバータを採用したが、この場合でもPWMに起因した電流高調波が存在し、これによる損失増加が問題となることを確認。その発生メカニズムについて、磁束の表皮効果および電流の表皮効果が要因であることを理論的に解明し、スロットレス永久磁石モータの設計指針項目の一つに、インダクタンス設計が重要であることを明らかにした。対応するインダクタンス設計への一策として埋込磁石回転子構造について有限要素磁場解析により検討を行い、永久磁石体積と入力電流を第一次試作機と同一として、トルク出力を低下させずにインダクタンスを2倍に増加させる構造を明らかにした。
次年度は、本年度の成果を基に第2次試作磯を製作し、与えられたモータ出力仕様を満足しつつ、モータ容積・損失を最小化るための永久磁石部-ギャップを含む電機子巻線部-固定子鉄心ヨーク部の相対的な寸法比および構成を検討し、空心電機子巻線の低時定数を考慮した高効率制御法および対応する変換器構成の開発を目指す。
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