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2020 年度 実績報告書

高効率高速回転誘導モータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H01259
研究機関日本文理大学

研究代表者

榎園 正人  日本文理大学, 工学部, 特任教授 (40136784)

研究分担者 槌田 雄二  大分大学, 理工学部, 准教授 (80284785)
祖田 直也  茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (80323210)
甲斐 祐一郎  鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (50595436)
若林 大輔  日本文理大学, 工学部, 准教授 (60748747)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
キーワード高効率 / 高速モータ / 誘導モータ / 低損失 / ベクトル 磁気特性 / アキシャルギャップ型誘導モータ / デュアルギャプ構造
研究実績の概要

当該年度の主たる研究計画は,前年度の成果を受けて,開発した試作2号機の負荷試験を4月~6月の期間ドイツアーヘン工科大学に滞在して行い,その結果分析を行う予定であった。しかしながら,世界的な新型コロナウィルス感染拡大により,計画の変更を余儀なくされた。計画変更の重点項目は,試作2号機の磁気特性解析,無負荷試験における騒音・振動分析,巻鉄心の磁気特性評価からビルディングファクター評価分析を進めることにした。しかしながら,来年度で最終年度となり,本研究の不完全さは避けられないので,本基盤研究(A)の継続研究を4年延長で申請を行うことにした。
試作2号機はデュアルギャップ構造で回転子を両側から固定子で挟む構造になっているため,通常誘導モータのコギングトルクの軽減策としてスロット並びに回転子二次バーのスキュー方式として取られるが,アキシャルギャップ型の特徴を生かして両側の固定子の相互ずれ角を検討した。モータの振動についてはそのための計測設備を設置し,現在測定分析中である。
極薄電磁鋼板の有効利活用として巻鉄心積層鉄心化に伴う鉄心磁気特性がどの程度劣化するのかを実験的に検討した。その結果から殆ど磁気特性の劣化は見られなかった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

最大の理由は本研究の推進において世界的な新型コロナウィルス感染拡大により,試作2号機の負荷試験のため渡独が2021年2月に至るもできなかったことが大きい。代わりとなる設備が国内に無いため,これまで首尾よく進行していた研究が大幅に遅れることになった。
最終2021年度に向けて完成品の3号機の開発のめどが困難になってきた。そのため2号機を中心に騒音・振動測定,解析的検討によるコギングトルク改善対策をリモート会議に切り替えざるを得なかった。

今後の研究の推進方策

本研究を遂行する上で,世界的な新型コロナウィルス感染拡大による行動自粛,海外渡航の困難,学会のオンラインWeb開催への対応等これまでの研究活動の在り方が大幅に制限され,引き続き懸念されることを考慮して,研究方針の変更を検討した。①試作モータの高速負荷試験について,国内開発の可能性を探る。②試作モータの駆動電圧の半減,100Vにし,出力を半減し低規模の高速負荷試験に変更する。③インバータ駆動による簡易的な負荷試験を行い相対的評価に変更する。④無負荷試験並びに高速試験から誘導機の等価回路の各乗数を決定し,円線図法からトルク出力特性を推定する。⑤試作2号機まできて,完成品のめどが立っているだけに,世界初の高速高パワー密度誘導モータの研究開発の中止は是が非でも避ける。

  • 研究成果

    (35件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (19件) (うちオープンアクセス 19件、 査読あり 7件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] ベクトル磁気特性によるパーメンジュールの回転磁束条件下における磁気特性評価2021

    • 著者名/発表者名
      黒澤雄司,祖田直也,榎本裕治,
    • 雑誌名

      令和3年電気学会全国大会講演論文集ダウンロード版

      巻: 1 ページ: 2-090

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] アキシャルギャップ型永久磁石同期モータの高効率化および薄型化の検討2021

    • 著者名/発表者名
      天野雄晴・祖田直也・堀江直輝
    • 雑誌名

      令和3年電気学会全国大会講演論文集ダウンロード版

      巻: 1 ページ: 5-027

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] メモリハイコーダを基盤とした電磁鋼板の高周波ベクトル気特性測定システム構築 ~一次元測定下における従来システムとの比較2021

    • 著者名/発表者名
      若林大輔,佐藤洋輔 ,岡茂八郎,榎園正人
    • 雑誌名

      日本文理大学紀要

      巻: 第49巻第1号 ページ: 1-10

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ベクトル磁気特性測定によるパーメンジュールの磁気特性評価2021

    • 著者名/発表者名
      黒澤雄司,榎本裕治,祖田直也
    • 雑誌名

      令和2年度電気学会東京支部茨城支所研究発表会予稿集(pdf)

      巻: 1 ページ: IBK-20-103

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 高出力化及び小型化を目的としたアキシャルギャップ型永久磁石同期モータの基本特性調査2021

    • 著者名/発表者名
      天野雄晴,堀江直輝,祖田直也
    • 雑誌名

      令和2年度電気学会東京支部茨城支所研究発表会予稿集(pdf)

      巻: 1 ページ: IBK-20-203

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Noncontact iron loss measurement of motor stator core using radiation thermometer in the atmosphere2020

    • 著者名/発表者名
      D. Wakabayashi, T. Nishimura, M. Oka and M. Enokizono
    • 雑誌名

      The Journal of Biological Physics and Chemistry 2020

      巻: Volume.20,No.4 ページ: 131-136

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 試作ロゴスキーコイルを用いた電磁鋼板の高周波磁気特性測定2020

    • 著者名/発表者名
      修理雄大,若林大輔,岡茂八郎,榎園正人
    • 雑誌名

      日本AEM学会誌

      巻: Vol.28.No.4 ページ: 306-312

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 応力ベクトル磁気特性評価システムの励磁器構造の改良2020

    • 著者名/発表者名
      甲斐祐一郎,榎園正人
    • 雑誌名

      第29回MAGDAコンファレンスin大津,MAGDA2020, ~電磁現象及び電磁力に関するコンファレンス~, 講演論文集

      巻: 1 ページ: 368-373

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 三相誘導電動機モデル鉄心における磁気特性分布可視化法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      砂原佳依,甲斐祐一郎,榎園正人
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料 マグネティックス・モータドライブ・リニアドライブ合同研究会

      巻: 1 ページ: 1-6

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 高磁束密度励磁のための応力ベクトル磁気特性評価システムの磁気回路構造の検討2020

    • 著者名/発表者名
      甲斐祐一郎,榎園正人
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料 マグネティックス・モータドライブ・リニアドライブ合同研究会

      巻: 1 ページ: 7-12

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 電磁鋼板の高周波磁気特性測定システムの構築に向けた基礎的検討2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤洋輔,若林大輔,岡茂八郎,榎園正人
    • 雑誌名

      2020年度(第73回)電気・情報関係学会九州支部連合大会論文集

      巻: 1 ページ: 04-1A-02

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] サーモグラフィカメラを用いたモータ鉄心の局所鉄損分布評価に関する基礎的検討2020

    • 著者名/発表者名
      原口誠一,若林大輔,岡茂八郎,榎園正人
    • 雑誌名

      2020年度(第73回)電気・情報関係学会九州支部連合大会論文集

      巻: 1 ページ: 04-1A-04

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 磁路形成コアとステータ巻線を利用したアウターロータ型ステータコアの磁気特性評価の基礎的検討2020

    • 著者名/発表者名
      菅亮誠,若林大輔,岡茂八郎,榎園正人
    • 雑誌名

      2020年度(第73回)電気・情報関係学会九州支部連合大会論文集

      巻: 1 ページ: 04-1A-03

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 電磁鋼板の磁気特性測定用小型ロゴスキーコイルの試作・評価2020

    • 著者名/発表者名
      修理雄大,若林大輔,岡茂八郎,榎園正人
    • 雑誌名

      2020年度(第73回)電気・情報関係学会九州支部連合大会論文集

      巻: 1 ページ: 04-1A-01

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 磁気光学センサを用いた方向性電磁鋼板の磁区観察の基礎的検討2020

    • 著者名/発表者名
      白川巧真,若林大輔,岡茂八郎,榎園正人
    • 雑誌名

      2020年度(第73回)電気・情報関係学会九州支部連合大会論文集

      巻: 1 ページ: 04-1A-05

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] High Power Density and High Efficiency of High-Speed Motor2020

    • 著者名/発表者名
      Masato Enokizono, Daisuke Wakabayashi, Naoya Soda, Yuji Tsuchida, Shohei Ueno, Mohachiro Oka
    • 雑誌名

      Proceedings 2020 International Conference on Electrical Machines (ICEM2020)

      巻: 1 ページ: 170-176

    • DOI

      10.1109/ICEM49940.2020.9270802

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Design Method by Vector Magnetic Characteristic Analysis for upgrading Efficiency of Motor2020

    • 著者名/発表者名
      Enokizono Masato
    • 雑誌名

      Proceedings 2020 International Conference on Electrical Machines (ICEM2020)

      巻: 1 ページ: 2266-2271

    • DOI

      10.1109/ICEM49940.2020.9270879

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Core Loss Reduction of Segment Stator Core Motor in Consideration of Rolling Direction of Non-Oriented Electrical Steel Sheet2020

    • 著者名/発表者名
      Soda Naoya、Hayashi Naoki、Enokizono Masato
    • 雑誌名

      Proceedings 2020 International Conference on Electrical Machines (ICEM2020)

      巻: 1 ページ: 799-804

    • DOI

      10.1109/ICEM49940.2020.9270687

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improvement of Magnetic Properties and Reduction of Iron Loss on Laminated Electrical Steel Sheet Cores by Means of Secondary Current Heating Method2020

    • 著者名/発表者名
      Yuji Tsuchida, Naruaki Tanita
    • 雑誌名

      INTERMAG AMERICAS 2020 ABSTRACTS BOOK

      巻: 1 ページ: 1217

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ベクトル磁気特性によるパーメンジュールの回転磁束条件下における磁気特性評価2021

    • 著者名/発表者名
      黒澤雄司,祖田直也,榎本裕治
    • 学会等名
      令和3年電気学会全国大会,オンライン開催
  • [学会発表] アキシャルギャップ型永久磁石同期モータの高効率化および薄型化の検討2021

    • 著者名/発表者名
      天野雄晴・祖田直也・堀江直輝
    • 学会等名
      令和3年電気学会全国大会,オンライン開催
  • [学会発表] 応力ベクトル磁気特性評価システムの励磁器構造の改良2020

    • 著者名/発表者名
      甲斐祐一郎,榎園正人
    • 学会等名
      第29回MAGDAコンファレンスin大津,MAGDA2020, ~電磁現象及び電磁力に関するコンファレンス~大津、オンライン開催
  • [学会発表] 三相誘導電動機モデル鉄心における磁気特性分布可視化法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      砂原佳依,甲斐祐一郎,榎園正人
    • 学会等名
      電気学会研究会 マグネティックス・モータドライブ・リニアドライブ合同研究会(オンライン開催)
  • [学会発表] 高磁束密度励磁のための応力ベクトル磁気特性評価システムの磁気回路構造の検討2020

    • 著者名/発表者名
      甲斐祐一郎,榎園正人
    • 学会等名
      電気学会研究会 マグネティックス・モータドライブ・リニアドライブ合同研究会(オンライン開催)
  • [学会発表] 電磁鋼板の高周波磁気特性測定システムの構築に向けた基礎的検討2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤洋輔,若林大輔,岡茂八郎,榎園正人
    • 学会等名
      2020年度(第73回)電気・情報関係学会九州支部連合大会(オンライン開催)
  • [学会発表] サーモグラフィカメラを用いたモータ鉄心の局所鉄損分布評価に関する基礎的検討2020

    • 著者名/発表者名
      原口誠一,若林大輔,岡茂八郎,榎園正人
    • 学会等名
      2020年度(第73回)電気・情報関係学会九州支部連合大会(オンライン開催)
  • [学会発表] 磁路形成コアとステータ巻線を利用したアウターロータ型ステータコアの磁気特性評価の基礎的検討2020

    • 著者名/発表者名
      菅亮誠,若林大輔,岡茂八郎,榎園正人
    • 学会等名
      2020年度(第73回)電気・情報関係学会九州支部連合大会(オンライン開催)
  • [学会発表] 電磁鋼板の磁気特性測定用小型ロゴスキーコイルの試作・評価2020

    • 著者名/発表者名
      修理雄大,若林大輔,岡茂八郎,榎園正人
    • 学会等名
      2020年度(第73回)電気・情報関係学会九州支部連合大会(オンライン開催)
  • [学会発表] 磁気光学センサを用いた方向性電磁鋼板の磁区観察の基礎的検討2020

    • 著者名/発表者名
      白川巧真,若林大輔,岡茂八郎,榎園正人
    • 学会等名
      2020年度(第73回)電気・情報関係学会九州支部連合大会(オンライン開催)
  • [学会発表] Rotational Vector Magnetic Characteristics of Electrical Steel Sheet for Development of High-Performance Motor2020

    • 著者名/発表者名
      Masato Enokizono
    • 学会等名
      3rd Global Conference on Magnetism and Magnetic Materials(GCMMM2020), Web開催
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development Technology of High Efficiency and High Powe Density for High-Speed Motor2020

    • 著者名/発表者名
      Masato Enokizono
    • 学会等名
      24th International Conference on Electrical Machines (ICEM2020), Web開催
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High Power Density and High Efficiency of High-Speed Motor2020

    • 著者名/発表者名
      Masato Enokizono, Daisuke Wakabayashi, Naoya Soda, Yuji Tsuchida, Shohei Ueno, Mohachiro Oka
    • 学会等名
      24th International Conference on Electrical Machines (ICEM2020), Web開催
    • 国際学会
  • [学会発表] Design Method by Vector Magnetic Characteristic Analysis for upgrading Efficiency of Motor2020

    • 著者名/発表者名
      Masato Enokizono,
    • 学会等名
      24th International Conference on Electrical Machines (ICEM2020), Web開催
    • 国際学会
  • [学会発表] Iron Loss Evaluation under PWM Excitation of Ultrathin Electrical Steel Sheets for a Stator Core used in a High-speed and High-effective Motor2020

    • 著者名/発表者名
      Noya Soda, Naoki Hayashi, Masato Enokizono
    • 学会等名
      24th International Conference on Electrical Machines (ICEM2020), Web開催
    • 国際学会
  • [備考] ベクトル磁気特性技術研究所

    • URL

      http://www.vector-magtec.jp

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公開日: 2021-12-27  

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