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2019 年度 実施状況報告書

モータ駆動システムにおけるインバータ励磁時のコア損特性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K04112
研究機関豊田工業大学

研究代表者

藤崎 敬介  豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80373869)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードモータコア損 / コア損 / インバータ励磁 / PAMインバータ / SiCインバータ
研究実績の概要

IPM-SMの損失特性として、通電角αを変えたときのPAMインバータ励磁時、およびSiCインバータ励磁時のコア損および銅損について計測評価を行った。モータコア損は、インバータからモータへの入力電力から、機械出力、銅損、機械損を差し引いて計測した。今回は、モータコアとしては、NO材(35H300)、永久磁石としては焼結NdFeBを用いている。
PAMインバータで励磁し機械トルクを一定の条件でモータを回転させ、通電角αを120度から180度まで変えた場合、135度の場合が最もコア損および銅損が小さく、また通常のPWMインバータ励磁のコア損よりも小さかった。ステータコアに流れる磁束密度の時間高調波が最も小さいためといえる。次に、SiCインバータ励磁のモータコア損を、通常のSi-IGBTインバータ励磁時のコア損と比較した。SiCインバータの場合、ON電圧低下によるマイナループの減少があるが、高速スイッチングによるリンギング発生によるリンギング鉄損増加のため、コア損の際はあまり見られなかったが、インバータ損の低下は確認された。比較のために、IPM-SMにおける正弦波励磁時のコア損も計測を行った。

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

当初計画に沿って、モータコア損特性の解明研究を行い、PAM励磁、SiCインバータ励磁、アモルファスコア損特性など、新たな知見、成果を得ることができたため。

今後の研究の推進方策

正弦波励磁時のモータコア損の計測を引き続き行い、同時にリングコアでの鉄損計測を行う。これにより、カタログの鉄損、リングコアの鉄損、モータ駆動時の鉄損について、インバータ励磁時と正弦波励磁時との比較を行い、実駆動条件であるインバータ励磁におけるモータ負荷時のコア損が、電磁鋼板のカタログ値と比べてその時点で増加しているか、局所のBF(ビルディングファクタ)を算出することで、コア損増加特性を明らかにしていく。

次年度使用額が生じた理由

本年度の研究を遂行するにあたり生じた旅費、人件費、その他の使用にあたり、特に年度末において社会的な変動が生じたため。来年度はその分と合わせて、当初の研究を遂行する。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Assessment of motor core loss, copper loss and magnetic flux density with PAM inverter under dissimilar excitation angles2020

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Gia Minh Thao, Shungshuang Zhong, Keisuke Fujisaki, Fujiyuki Iwamoto, Tomonori Kimura, Takahiro Yamada
    • 雑誌名

      IET Electric Power Applications

      巻: 14 ページ: 622 - 637

    • DOI

      10.1049/iet-epa.2019.0164

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Experimental Assessment of Motor Core Loss, Inverter Loss and Ringing Phenomenon under SiC-MOSFET Inverter Excitaion2019

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Gia Minh Thao, S.Zhong, K. Fujisaki, F. Iwamoto, T. Kimura, T. Yamada
    • 学会等名
      International Electric Machines & Drives Conference 2019 in SAN DIEGO,CA
    • 国際学会
  • [学会発表] A Modified PAM Control with Automatic Angle Excitation for Experimental IPMSM in Consideration of SiC Inverter and Motor Core Loss2019

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Gia Minh Thao, Keisuke Fujisaki, Ton That Long
    • 学会等名
      2019IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference(VPPC) in Hanoi
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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