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2016 年度 実施状況報告書

トラクションモータ向け電流重畳可変磁束リラクタンスモータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K06221
研究機関大阪大学

研究代表者

新口 昇  大阪大学, 工学研究科, 助教 (60614039)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード可変磁束モータ
研究実績の概要

今年度は,当初の計画で挙げたパワーバンド拡大とモータ効率向上に取り組んだ.これまでは,電流重畳可変磁束リラクタンスモータを同期モータとみなし,ロータとステータの形状設計を行っていたが,可変磁束機能を有する正弦波駆動のスイッチトリラクタンスモータとみなすことで形状変更を実施した.スイッチトリラクタンスモータは,磁気随伴エネルギーの変化率を高くすることで,高トルク化が可能である.そのためには,ステータのティースをストレート形状にして,スロット開口幅と同程度の幅を有するロータの磁極を設ければよい.また,制御面についても改良を行った.これまで,AC電流とDC電流の比率を制御していなかったが,AC電流とDC電流の比率をモータ形状に適した数値に制御することで,モータ出力を上げることができることがわかった.
このような改良を加えた結果,パワーバンドは30以上を実現し,モータ効率も高速回転域で90%以上を達成した.トラクションモータとして使われているIPMモータと比較すると,パワーバンドはIPMモータの数倍であり,高効率域は全体的に高速回転域に位置していることがわかった.また,スイッチトリラクタンスモータや誘導機に比べると全域でモータ効率が高く,パワーバンドも大きかった.さらに,IPMモータには及ばないが,トルク密度もスイッチトリラクタンスモータや誘導機より高いことがわかった.
このように,今年度の目標であったパワーバンドとモータ効率を高いレベルで実現することができた.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

目的としたパワーバンド拡大とモータ効率向上を高いレベルで実現できたから.

今後の研究の推進方策

電流重畳可変磁束リラクタンスモータのトルク密度は,スイッチトリラクタンスモータと誘導機より高いが,IPMモータよりは低い.トルク密度をできるだけ上げることが,今後の研究テーマとなる.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Finite-Element Analysis and Experiment of Current Superimposition Variable Flux Machine Using Permanent2016

    • 著者名/発表者名
      Akira Kohara, Katsuhiro Hirata, Noboru Niguchi, Yuki Ohno
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Magnetics

      巻: 52 ページ: 8107807

    • DOI

      10.1109/TMAG.2016.2572659

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 永久磁石型電流重畳可変磁束モータの性能評価2016

    • 著者名/発表者名
      小原章,平田勝弘,新口昇,大野勇輝
    • 雑誌名

      日本AEM学会誌

      巻: 24 ページ: 161-166

    • 査読あり
  • [学会発表] 巻線係数を考慮した電流重畳可変磁束リラクタンスモータの設計2017

    • 著者名/発表者名
      寺田恭介,平田勝弘,新口昇,森元瑛樹,小原章
    • 学会等名
      電気学会 リニアドライブ研究会
    • 発表場所
      大阪府吹田市
    • 年月日
      2017-01-26 – 2017-01-27
  • [学会発表] 電流重畳可変磁束リラクタンスモータにおける高調波電流2016

    • 著者名/発表者名
      新口昇,平田勝弘,小原章
    • 学会等名
      第25回MAGDAコンファレンス
    • 発表場所
      群馬県桐生市
    • 年月日
      2016-11-24 – 2016-11-25
  • [学会発表] 電流重畳可変磁束モータのDC電流制御2016

    • 著者名/発表者名
      小原章,平田勝弘,新口昇,高原一晶
    • 学会等名
      第25回MAGDAコンファレンス
    • 発表場所
      群馬県桐生市
    • 年月日
      2016-11-24 – 2016-11-25
  • [学会発表] Study on a Current Superimposition Variable Flux Reluctance Machine with Distributed Windings2016

    • 著者名/発表者名
      Akira Kohara, Katsuhiro Hirata, Noboru Niguchi, Yuki Ohno
    • 学会等名
      the XXIIth International Conference on Electrical Machines
    • 発表場所
      ローザンヌ(スイス)
    • 年月日
      2016-09-05 – 2016-09-07
    • 国際学会
  • [学会発表] Characteristics of a Wide Power Band Variable Flux Reluctance Motor2016

    • 著者名/発表者名
      Noboru Niguchi, Katsuhiro Hirata, Akira Kohara
    • 学会等名
      the XXIIth International Conference on Electrical Machines
    • 発表場所
      ローザンヌ(スイス)
    • 年月日
      2016-09-05 – 2016-09-07
    • 国際学会
  • [学会発表] 電流重畳可変磁束リラクタンスモータへの弱め界磁制御の適用2016

    • 著者名/発表者名
      新口昇,平田勝弘,小原章,森元瑛樹
    • 学会等名
      電気学会 回転機 リニアドライブ 家電・民生合同研究会
    • 発表場所
      大阪府摂津市
    • 年月日
      2016-08-04 – 2016-08-05
  • [学会発表] 集中巻と分布巻による電流重畳可変磁束リラクタンスモータの比較2016

    • 著者名/発表者名
      小原章,平田勝弘,新口昇
    • 学会等名
      電気学会 回転機 リニアドライブ 家電・民生合同研究会
    • 発表場所
      大阪府摂津市
    • 年月日
      2016-08-04 – 2016-08-05
  • [学会発表] 電流重畳可変磁束リラクタンスモータにおける巻線係数の考察2016

    • 著者名/発表者名
      寺田恭介,平田勝弘,新口昇,森元瑛樹,小原章
    • 学会等名
      電気学会 回転機 リニアドライブ 家電・民生合同研究会
    • 発表場所
      大阪府摂津市
    • 年月日
      2016-08-04 – 2016-08-05

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公開日: 2018-01-16  

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