試作レス設計のための異常渦電流損を考慮したインバータ励磁下の鉄損推定手法の開発

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K04411
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分21010:電力工学関連
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 宮城 大輔 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (10346413)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 鉄損推定 / インバータ励磁 / ヒステリシス損 / 渦電流損 / 異常渦電流損 / プレイモデル / 有限要素法

研究成果の概要

PWMインバータ励磁下でのモータの鉄損推定法の確立を目指して、無方向性電磁鋼板のマイナーループの推定精度の向上と渦電流損と異常渦電流損の推定手法の検討を行った。無方向性電磁鋼板において，直流偏磁下のヒステリシスループに磁束の過渡現象があることを実験により示し，これが原因でプレイモデルでは高精度なモデリングが出来ないことを示した。さらに，無方向性電磁鋼板においてインバータ励磁下での鉄損測定値とプレイモデルと一次元有限要素法より得られた渦電流損からインバータ励磁下の異常渦電流損を評価し，ある特定の条件のみでの検証ではあるが変調度に依存しないことを示した。

自由記述の分野

電気機器学

研究成果の学術的意義や社会的意義

車の電動化が推し進められる中で，回転機の低損失化は極めて重要な研究課題である。交流モータをインバータで励磁すると負荷率が小さいときほど渦電流損の割合が増加することが問題となっており，これを低減するためには異常渦電流損も含めた鉄損推定手法の確立が急務である。そのような中で，インバータ励磁下での新たな異常渦電流損特性を明らかにしたことは，鉄損推定手法の高精度化を前進させ，低損失なモータシステムの構築に貢献することから，カーボンニュートラルを目標としている我が国において，研究成果の社会的意義は大きい。