| 研究課題/領域番号 |
15J00211
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
森元 瑛樹 大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-24 – 2018-03-31
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| キーワード | 磁気ギアードモータ / 磁気CVT / 有限要素解析 / 6相インバータ |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、広い速度域で高い出力と効率を有する磁気ギアードモータを開発することを目的としている。目的達成の手段として、ギア比を連続的に変化させることができる磁気減速機を内包した磁気変速ギアードモータ(磁気CVTモータ)を提案し、有限要素解析による評価を行った。その結果、提案した磁気CVTモータがギア比を変えることができること、N-T特性を変化させることができることを確認した。また、制御手法の改良によって、効率の改善とギア比の制御を可能にした。
さらに、本モータの評価を実験によって行うために、磁気CVTモータの試作機を設計した。部品は発注済みであり、組立と評価は次年度に行う。
磁気CVTモータの駆動には6相インバータが必要であり、従来の磁気ギアードモータの駆動に利用していた3相インバータを使うことができない。そこで、dSPACEを用いた実験系を構築し、試作機を動かせるようにした。本設備は、当研究室で研究している別の6相モータで利用できることを確認済みである。
磁気ギアードモータはモータと磁気ギアを一体化した構造であるが、そのモータ部分のワイドレンジ化が可能であれば、全体である磁気ギアードモータのワイドレンジ化につながる。そこで、モータ単体のワイドレンジ化技術にも取り組んだ。他機関より特許が出願されている、遠心力を利用してロータ形状をパッシブに変える可変磁束モータの試作を行い、その有効性を議論した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究の目的は、磁気ギアードモータの出力範囲拡大であり、ひいては現状のモータのワイドレンジ技術に優位性を持つモータを提案することである。この目的に対し、2015年度はモータと磁気無段変速機構を一体化させた磁気CVTモータを提案し、有限要素解析で評価を行ってきた。また、試作評価のための準備も順調に進んでいる。評価や設計段階で、実用化に向けての課題も見えてきたが、減速比とN-T特性の可変性は確認できている。
また、磁気ギアードモータの出力範囲拡大のための別のアプローチも進めており、全体を通して、本研究の進歩はおおむね順調であると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
磁気CVTモータの試作機を完成させ、評価を行う。有限要素解析の結果と比較し、解析結果の妥当性を検証する。その後、検証によって浮上した課題を解決するべく、設計変更や新たな構造提案を行う。特に、効率とトルク定数の変化について有効な提案を目指す。
また、磁気CVTモータとは別のアプローチで、磁気ギアードモータの出力範囲拡大に向けた提案を行う。磁気減速機の位相差を利用し、パッシブにトルク定数を変化させる構造である。実験計画法を用いて構造最適化を行い、トルク定数の変化幅が大きい構造を探り、主要な因子を特定する。また、よりトルク定数の変化幅を大きくするための制御手法についても検討する。最終的には、試作機による評価を行う。
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