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2018 年度 実績報告書

応力テンソルにより磁気特性の劣化を考慮した誘導機の損失解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K06230
研究機関佐賀大学

研究代表者

村松 和弘  佐賀大学, 理工学部, 教授 (30263627)

研究分担者 高 炎輝  佐賀大学, 理工学部, 助教 (40586286)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード磁界解析 / 構造解析 / 応力 / 鉄損 / 誘導機 / 磁気特性
研究実績の概要

本研究課題では,応力テンソルを考慮した磁界・構造併用解析による鉄損計算法を開発するとともに,誘導機に適用して,応力による鉄損増加のメカニズムを明らかにし,その低減を図る.
これまで,鉄損計算法に関しては,応力を考慮したヒステリシスのモデリング手法では磁界エネルギーに基づくモデリング手法が必要となるため,自由エネルギーを用いたモデリング手法を開発した.また,鉄芯中の応力分布の計算に必要な局所的な力の分布を算出するためのマクスウェルの応力テンソルに関して新しい表現方法を提案した.さらに,回転鉄損を精度良く計算するため,回転磁界を長軸と短軸方向に分解して鉄損を計算する簡易鉄損計算法を提案した.誘導機の鉄損解析に関しては,回転子のスキューを考慮するため,斜め非適合分割図の解析方法を開発するとともに,鉄芯の積層構造を考慮した誘導機の鉄損解析を行った.
本年度は,最終年度として,これまで開発した鉄損計算法を拡張するとともに,妥当性と有用性の検討を行った.すなわち,本研究で提案した新しいマクスウェルの応力テンソルに関しては,実際の鉄芯モデルを用いて,得られる全体力と局所力を,従来の応力テンソルであるMinkowskiモデルとChuモデルを用いた場合と比較し,全体力は全ての方法で一致するが,局所力は方法により大幅に異なり,新しいマクスウェルの応力テンソルの必要性を示した.また,回転鉄損の計算方法に関しては,飽和領域では回転鉄損が小さくなる現象及び軸比が異なる楕円磁界も考慮できるように改良するとともに,開発した回転鉄損の簡易計算法を実測値を用いて検証し,その妥当性と有用性を示した.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] 武漢大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      武漢大学
  • [雑誌論文] Simple Numerical Calculation Method of Rotational Iron Loss in Silicon Steel Sheets2019

    • 著者名/発表者名
      Gao Yanhui、Kusano Daisuke、Dozono Hiroshi、Muramatsu Kazuhiro、Guan Weimin、Tian Cuihua、Yuan Jiaxin、Chen Baichao
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 印刷中 ページ: 1~4

    • DOI

      10.1109/TMAG.2019.2895401

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Proposal of Maxwell Stress Tensor for Local Force Calculation in Magnetic Body2018

    • 著者名/発表者名
      Ghosh Mohendro Kumar、Gao Yanhui、Dozono Hiroshi、Muramatsu Kazuhiro、Guan Weimin、Yuan Jiaxin、Tian Cuihua、Chen Baichao
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 54 ページ: 1~4

    • DOI

      10.1109/TMAG.2018.2844310

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Simple numerical calculation method of rotational iron loss in silicon steel sheets2018

    • 著者名/発表者名
      Gao Yanhui, Kusano Daisuke, Dozono Hiroshi, Muramatsu Kazuhiro, Guan Weimin Tian Cuihua, Yuan Jiaxin, Chen Baichao
    • 学会等名
      The 18th Biennial IEEE Conference on Electromagnetic Field Computation (IEEE CEFC 2018),
    • 国際学会
  • [学会発表] 飽和領域まで考慮した無方向性電磁鋼板の回転鉄損の簡易計算法2018

    • 著者名/発表者名
      草野大輔, 高 炎輝, 堂薗 浩, 村松和弘
    • 学会等名
      電気学会静止器・回転機合同研究会
  • [学会発表] 斜め非適合分割図の磁界解析法2018

    • 著者名/発表者名
      諸隈 航,高 炎輝,堂園 浩,村松和弘
    • 学会等名
      平成30年度(第71回)電気・情報関係学会九州支部連合大会
  • [学会発表] Proposal of Maxwell stress tensor for local force calculation in magnetic body2018

    • 著者名/発表者名
      M.K. Ghosh, Y. Gao, H. Dozono, K. Muramatsu, W. Guan, J. Yuan, C. Tian, B. Chen
    • 学会等名
      IEEE International Magnetics Conference (INTERMAG 2018)
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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