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2011 年度 実績報告書

省エネ機器開発のための圧縮応力下での歪み波鉄損推定法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22760212
研究機関東北大学

研究代表者

宮城 大輔  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (10346413)

キーワード電磁鋼鈑 / 鉄損推定 / 圧縮応力 / 直流偏磁 / 歪み波鉄損 / マイナーループ / ヒステリシス損
研究概要

損失の少ない高効率な回転機や変圧器などの電力機器を実現するために,高透磁率,低鉄損の高グレードの電磁鋼鈑を用いた実機が開発されているが,これら実機の損失は,設計時に有限要素法などにより求めた推定値より大きくなり,高効率機器の設計を効率良く行えていない。この相違の大きな要因は加工時や焼嵌めなどにより印加される応力による磁気特性の劣化であると考えられる。さらには,実機はインバータを用いて励磁されるためループ,キャリア高調波などによるマイナーループが多数発生するため,圧縮応力下でのマイナーループによる鉄損の評価および推定が重要となる。
本研究において,面内方向に圧縮応力が印加された電磁鋼鈑の直流偏磁下における準静的ヒステリシスループ(励磁周波数:5mHz)を測定する装置の開発を行った。本測定装置は,電磁鋼鈑中の磁界をガウスメータにより,磁束密度をフラックスメータにより測定する。測定ごとに消磁を行い,さらに測定器のオフセットおよび積分器のドリフトなどを自動で修正する高精度な測定システムの開発を行った。この装置を用いて無方向性電磁鋼鈑JIS35A360の初期磁化曲線上のマイナーループによるヒステリシス損の圧縮応力依存性の測定を行った。測定結果より,以下の知見が得られた。
初期磁化曲線上マイナーループ鉄損(ヒステリシス損)は,面内方向の圧縮応力の有無に係わらず直流偏磁が1.5T付近の領域で最大になり,それよりも大きくなると減少する。また,圧縮応力を5MPa印加するとマイナーループ鉄損の増加率は減少し,直流編磁が1.5T以上では,圧縮応力を印加しても鉄損はほとんど増加しない結果が得られた。以上より,大きな圧縮応力が印加された場合は,高磁束密度領域でのマイナーループ鉄損増加率がそれほど大きくないため,考慮しなくて良いと考えらえる。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2012

すべて 学会発表 (1件)

  • [学会発表] 圧縮応力が偏磁条件下の電磁鋼飯の磁気特性に及ぼす影響2012

    • 著者名/発表者名
      森直人
    • 学会等名
      平成24年電気学会全国大会
    • 発表場所
      広島工業大学(広島市)
    • 年月日
      2012-03-21

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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