| 研究概要 |
平成21年度は,特性解析のための理論を構築した。また,構築した理論に基づき,平成20年度に試作した実験機により電気特性を調べた。併せて,有限要素解析(FEA)によるシミュレーションを実施し,車両用オルタネータとしての電気及び磁気特性を分析した。当初の計画では,FEA用の解析ソフトは平成22年度の予算で購入することにしていたが,別途費用で購入できたので,平成21年度からFEAによる検討も行った。
1.理論の構築(数学及び回路モデルの導出)
(1)簡易パーミアンス法を用いて磁気回路を反映した数学モデル(ギャップ磁束,巻線誘導電圧,電磁トルクなど)を導出した。
(2)導出した数学モデルに基づき回路モデルを誘導した。
これらにより動作特性に対する理論的な解釈を与え,特性解析を容易にした。
2.試作機による実験(交流励磁と直流励磁の比較)
(1)高速運転域で比較した場合,電気特性(発電量,効率など)は両励磁方式ともほぼ同一であった。
(2)一方,低速運転域で比較すると,交流励磁の方が励磁の回転磁界をロータと逆方向に回転できるため,発電量が増加することを確認した。ただし,試作機の界磁巻線の設計が悪く,励磁の回転磁界の速度を広範囲に変更できないことも判明した。このため,FEAを併用してオルタネータの実運転領域での特性を予測することにした。
3.FEAによるシミュレーション(量産オルタネータの体格に本原理を適用し特性を分析)
(1)実験結果と同様に,高速運転域では両励磁方式とも電気特性がほぼ同一であり,低速運転域で励磁の回転磁界の速度を上昇することによって発電量が増加できることを確認した。
(2)運転中のギャップ磁界を時間・空間高調波分析した。その結果,両励磁方式とも磁気特性はほぼ同一であることが分かった。
平成22年度は,特性解析をさらに進めるとともに,設計法について検討する予定である。
|
