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2021 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

次世代モータとして永久磁石を使用しない誘導モータに着目し、その高速駆動並びに多磁極化によって出力を大幅に増加させるため、アキシャルギャップ型誘導モータの開発に取り組んできた。世界初の8磁極三相デュアルギャップ構造アキシャルギャップ型高速誘導モータを試作1号機、その改良機試作2号機を経て、試作3号機を開発した。これにより基本製作における新しい技術と製作課題についてノウハウを蓄積できた。①デュアルアキシャルギャップ型誘導モータの最適磁気回路並びに電気回路構造を確立、②高速域のトルクを向上させるための回転子二次回路の銅材質による電気回路構造、③機械的バランス、電気的バランス並びに磁気的バランス構造とその調整技術の確立、④誘導モータの堅牢・安定性能の高信頼を向上するため、新しい製造方法のベースとなる極薄電磁鋼帯の巻き積層鉄心を考案し、製作コストを抑制した。この巻き積層鉄心を活用することによる鉄心材料の異方性による磁気特性分布の不均一性の解消を確立し、安定した磁気的バランス特性を得ることができた。今後さらに高速駆動に対応した巻き積層鉄心化は80μから50μそして20μに即応でき誘導機の堅牢安定性能も増してくる。⑤高速誘導モータの高パワー密度化のための設計指針を確立し、固定子と回転子間のギャップ磁束密度を増加させるため、固定子巻鉄心幅15㎜、回転子巻きの鉄心幅10㎜並びに電気装荷の巻き線数1.5倍化を得た。本試作3号機は2022年3月22日付日刊工業新聞で紹介された。
基本的な研究開発課題として高出力の可変周波数三相電力増幅器による高トルク出力特性を測定できる高速負荷試験装置が国内にないため、フルスペックでの性能評価ができない。本研究課題ではそのため、アーヘン工科大学電気機器研究所の設備を利用することにしたが、2020年来の新型コロナウィルス感染拡大で渡独できずに至った。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (54件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (28件) (うちオープンアクセス 27件、 査読あり 3件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 1件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 極薄電磁鋼板製巻積層鉄心の磁気特性評価2022

    • 著者名/発表者名
      若林大輔,梶野匠皇,岡茂八郎,祖田直也,榎園正人,高井充,
    • 雑誌名

      電気学会マグネティックス研究会資料

      巻: MAG-22-027 ページ: pp.29-34

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 超極薄電磁鋼帯を活用した「巻き積層鉄心」からなるデュアルアキシャルギャップ型高速誘導モータの開発2022

    • 著者名/発表者名
      榎園正人,若林大輔,岡茂八郎,祖田直也,高井充,加治屋強,岡本幸三
    • 雑誌名

      電気学会マグネティックス研究会資料

      巻: MAG-22-026 ページ: pp.23-28

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] ベクトル磁気特性によるパーメンジュールの周波数特性の比較2022

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

      電気学会マグネティックス研究会資料

      巻: MAG-22-025 ページ: pp.19-22

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] ベクトル磁気特性によるナノ結晶軟磁性材料NANOMETの調査2022

    • 著者名/発表者名
      祖田直也,黒澤雄司,高橋渓太,平本尚三
    • 雑誌名

      電気学会マグネティックス研究会資料

      巻: MAG-22-024 ページ: pp.13-18

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 高磁束密度励磁下における三相誘導電動機モデル鉄心のベクトル磁気特性分布の可視化2022

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

      電気学会マグネティックス研究会資料

      巻: MAG-22-023 ページ: pp.7-12

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 電磁鋼板製リングコアの鉄損測定に用いるSiC-MOSFETインバータの開発2022

    • 著者名/発表者名
      川野裕大,清武博文,岡茂八郎,若林大輔,榎園正人
    • 雑誌名

      電気学会マグネティックス研究会資料

      巻: MAG-22-013 ページ: pp.5-10

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] ゲート信号発生器を用いたPWMインバータ励磁磁気特性評価装置による電磁鋼板の鉄損評価2022

    • 著者名/発表者名
      岡茂八郎,清武博文,若林大輔,榎園正人
    • 雑誌名

      電気学会マグネティックス研究会資料

      巻: MAG-22-012 ページ: pp.1-4

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] アキシャルギャップ型誘導電動機の大径化による出力向上に関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      鬼澤友紀,祖田直也,榎園正人
    • 雑誌名

      令和3年度電気学会東京支部茨城支所研究発表会

      巻: IBK-21-083 ページ: IBK-21-083

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] ハルバッハ界磁型PMモータの永久磁石サイズ変更による特性改善2021

    • 著者名/発表者名
      永尾悦巳,祖田直也
    • 雑誌名

      令和3年度電気学会東京支部茨城支所研究発表会

      巻: IBK-21-082 ページ: IBK-21-082

    • 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2種類のパーメンジュールの周波数特性の比較2021

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

      令和3年度電気学会東京支部茨城支所研究発表会

      巻: IBK-21-061 ページ: IBK-21-061

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 「希土類磁石の磁気特性測定法と磁化ヒステリシス特性測定結果」~40T級ロングパルス法による希土類永久磁石材料の磁気特性測定~2021

    • 著者名/発表者名
      榎園正人
    • 雑誌名

      2021BMシンポジウム要旨集

      巻: 2021年12月3日 ページ: 第3項目

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 回転磁束条件下のベクトル磁気ヒステリシスの検討2021

    • 著者名/発表者名
      榎園正人、若林大輔、甲斐祐一郎
    • 雑誌名

      日本AEM学会誌

      巻: Vol.29、No.3 ページ: pp.601-607

    • DOI

      10.14243/jsaem.29.601

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of Magnetic Properties of Two Kinds of Permendurs by Vector Magnetic Measurement2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Kurosawa, Y. Enomoto, N. Soda
    • 雑誌名

      Proceedings of the 20th International Symposium on Electromagnetic Fields in Mechatronics, Electrical and Electronic Engineering (ISEF2021),

      巻: S15-67 ページ: S15-67

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 極薄電磁鋼板製巻積層鉄心の磁気特性評価に関する基礎的研究2021

    • 著者名/発表者名
      梶野匠皇,若林大輔,岡茂八郎,榎園正人
    • 雑誌名

      2021年度(第74回)電気・情報関係学会九州支部連合大会講演論文集

      巻: 03-2P-03 ページ: pp.291

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 産業用3軸直交ロボットを用いた変圧器モデル鉄心の局所ベクトル磁気特性測定システムの構築に関する研究2021

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

      2021年度(第74回)電気・情報関係学会九州支部連合大会講演論文集

      巻: 03-2P-02 ページ: pp.290

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 磁選機モデルの空間磁場分布測定システムの構築に関する基礎的検討2021

    • 著者名/発表者名
      山本雄也,若林大輔,岡茂八郎,榎園正人,前田智志,上野亮介
    • 雑誌名

      2021年度(第74回)電気・情報関係学会九州支部連合大会講演論文集

      巻: 03-2P-01 ページ: pp.289

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 電磁機器高性能化に向けた電力用磁性材料活用技術(総括)2021

    • 著者名/発表者名
      榎園正人
    • 雑誌名

      令和3年電気学会基礎・材料・共通部門大会講演論文抄録

      巻: 1-C-p1-1 ページ: 1-C-p1-1

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 電力用磁性材料の開発技術-応用下のベクトル磁気特性評価2021

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

      令和3年電気学会基礎・材料・共通部門大会講演論文抄録

      巻: 1-C-p1-5 ページ: 1-C-p1-5

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 電力用磁性材料の特性評価技術~ベクトル磁気特性とビルディングファクタ評価~2021

    • 著者名/発表者名
      若林大輔
    • 雑誌名

      令和3年電気学会基礎・材料・共通部門大会講演論文抄録

      巻: 1-C-p1-6 ページ: 1-C-p1-6

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 電力用磁性材料の積層技術と積層コア磁気特性改善技術-磁性材料の熱処理とその評価-2021

    • 著者名/発表者名
      槌田雄二
    • 雑誌名

      令和3年電気学会基礎・材料・共通部門大会講演論文抄録

      巻: 1-C-p1-9 ページ: 1-C-p1-9

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analytical Study on Core Loss Reduction of Segmented Stator Core Motor in Consideration of Rolling Direction of Nonoriented Electrical Steel Sheet2021

    • 著者名/発表者名
      N. Soda, N. Hayashi, M. Enokizono
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industry Applications,

      巻: Vol. 57, No. 5 ページ: pp.4745-4753

    • DOI

      10.1109/TIA.2021.3091947, 2021.6.23.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 流線表示による三相誘導電動機モデル鉄心におけるベクトル磁気特性分布の可視化2021

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

      第33回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム予稿集

      巻: SEAD33-83 ページ: pp.273-278

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 無方向性電磁鋼板の磁気特性改善と残留応力評価2021

    • 著者名/発表者名
      槌田雄二
    • 雑誌名

      電気学会マグネティックス研究会資料

      巻: MAG-21-056 ページ: pp.9-10

    • 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及び極薄電磁鋼板製鉄心の磁気特性測定2021

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

      電気学会マグネティックス研究会資料

      巻: MAG-21-065 ページ: 51-56

    • 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応力印加及び励磁部の改良2021

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

      電気学会マグネティックス研究会資料

      巻: MAG-21-064 ページ: pp.45-50

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] アウターロータ型PMモータステータコアの磁気特性評価法の検討2021

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

      電気学会マグネティックス研究会資料

      巻: MAG-21-062 ページ: pp.33-38

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] ベクトル磁気特性による2種類の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

      電気学会マグネティックス研究会資料

      巻: MAG-21-063 ページ: pp.39-44

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 面外応力下におけるEI型リアクトル鉄心内の局所的ベクトル磁気測定2021

    • 著者名/発表者名
      祖田直也,市毛祥貴
    • 雑誌名

      日本AEM学会誌

      巻: Vol. 29.1, ページ: pp.32-38

    • 査読あり
  • [学会発表] ゲート信号発生器を用いたPWMインバータ励磁磁気特性評価装置による電磁鋼板の鉄損評価2022

    • 著者名/発表者名
      岡茂八郎,清武博文,若林大輔,榎園正人
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
  • [学会発表] 極薄電磁鋼板製巻積層鉄心の磁気特性評価2022

    • 著者名/発表者名
      若林大輔,梶野匠皇,岡茂八郎,祖田直也,榎園正人,高井充,
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
  • [学会発表] 超極薄電磁鋼帯を活用した「巻き積層鉄心」からなるデュアルアキシャルギャップ型高速誘導モータの開発2022

    • 著者名/発表者名
      榎園正人,若林大輔,岡茂八郎,祖田直也,高井充,加治屋強,岡本幸三
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
  • [学会発表] 電磁鋼板製リングコアの鉄損測定に用いるSiC-MOSFETインバータの開発,2022

    • 著者名/発表者名
      川野裕大,清武博文,岡茂八郎,若林大輔,榎園正人
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
  • [学会発表] 高磁束密度励磁下における三相誘導電動機モデル鉄心のベクトル磁気特性分布の可視化2022

    • 著者名/発表者名
      前田怜哉,甲斐祐一郎,榎園正人,
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
  • [学会発表] ベクトル磁気特性によるナノ結晶軟磁性材料NANOMETの調査2022

    • 著者名/発表者名
      祖田直也,黒澤雄司,高橋渓太,平本尚三
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
  • [学会発表] ベクトル磁気特性によるパーメンジュールの周波数特性の比較2022

    • 著者名/発表者名
      黒澤雄司,祖田直也
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
  • [学会発表] 「希土類磁石の磁気特性測定法と磁化ヒステリシス特性測定結果」~40T級ロングパルス法による希土類永久磁石材料の磁気特性測定~2021

    • 著者名/発表者名
      榎園正人
    • 学会等名
      2021BMシンポジウム「希土類磁石および圧粉磁心の開発動向とその応用」
    • 招待講演
  • [学会発表] ベクトル磁気特性測定による2種類のパーメンジュールの周波数特性の比較2021

    • 著者名/発表者名
      黒澤雄司,祖田直也,
    • 学会等名
      令和3年度電気学会東京支部茨城支所研究発表会
  • [学会発表] ハルバッハ界磁型PMモータの永久磁石サイズ変更による特性改善2021

    • 著者名/発表者名
      永尾悦巳,祖田直也
    • 学会等名
      令和3年度電気学会東京支部茨城支所研究発表会
  • [学会発表] アキシャルギャップ型誘導電動機の大径化による出力向上に関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      鬼澤友紀,祖田直也,榎園正人
    • 学会等名
      令和3年度電気学会東京支部茨城支所研究発表会
  • [学会発表] Evaluation of Magnetic Properties of Two Kinds of Permendurs by Vector Magnetic Measurement2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Kurosawa, Y. Enomoto, N. Soda
    • 学会等名
      20th International Symposium on Electromagnetic Fields in Mechatronics, Electrical and Electronic Engineering (ISEF2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] 極薄電磁鋼板製巻積層鉄心の磁気特性評価に関する基礎的研究2021

    • 著者名/発表者名
      梶野匠皇,若林大輔,岡茂八郎,榎園正人
    • 学会等名
      2021年度(第74回)電気・情報関係学会九州支部連合大会
  • [学会発表] 産業用3軸直交ロボットを用いた変圧器モデル鉄心の局所ベクトル磁気特性測定システムの構築に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      金宜煥,若林大輔,岡茂八郎,榎園正人
    • 学会等名
      2021年度(第74回)電気・情報関係学会九州支部連合大会
  • [学会発表] 磁選機モデルの空間磁場分布測定システムの構築に関する基礎的検討2021

    • 著者名/発表者名
      山本雄也,若林大輔,岡茂八郎,榎園正人,前田智志,上野亮介
    • 学会等名
      2021年度(第74回)電気・情報関係学会九州支部連合大会
  • [学会発表] 電磁機器高性能化に向けた電力用磁性材料活用技術(総括)2021

    • 著者名/発表者名
      榎園正人
    • 学会等名
      令和3年電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 電力用磁性材料の開発技術-応用下のベクトル磁気特性評価2021

    • 著者名/発表者名
      甲斐祐一郎,榎園正人
    • 学会等名
      令和3年電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 電力用磁性材料の特性評価技術~ベクトル磁気特性とビルディングファクタ評価~2021

    • 著者名/発表者名
      若林大輔
    • 学会等名
      令和3年電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 電力用磁性材料の積層技術と積層コア磁気特性改善技術-磁性材料の熱処理とその評価-2021

    • 著者名/発表者名
      槌田雄二
    • 学会等名
      令和3年電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 流線表示による三相誘導電動機モデル鉄心におけるベクトル磁気特性分布の可視化2021

    • 著者名/発表者名
      砂原佳依,甲斐祐一郎,榎園正人
    • 学会等名
      第33回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
  • [学会発表] 無方向性電磁鋼板の磁気特性改善と残留応力評価2021

    • 著者名/発表者名
      槌田雄二
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
  • [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及び極薄電磁鋼板製鉄心の磁気特性測定2021

    • 著者名/発表者名
      若林大輔,佐藤洋輔,岡茂八郎,榎園正人,髙井充,加治屋強
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
  • [学会発表] 応力ベクトル磁気特性評価システムの応力印加及び励磁部の改良2021

    • 著者名/発表者名
      甲斐祐一郎,榎園正人
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
  • [学会発表] ベクトル磁気特性による2種類の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
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
  • [学会発表] アウターロータ型PMモータステータコアの磁気特性評価法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      岡茂八郎,若林大輔,菅亮誠,榎園正人,清武博文
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
  • [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: 2022-12-28  

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