| 研究課題/領域番号 |
23560328
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
松尾 哲司 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20238976)
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| 研究分担者 |
美舩 健 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20362460)
開道 力 北九州工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (20373558)
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| キーワード | 電気機器工学 / 磁性 / 計算材料物理学 / 電磁鋼板 / 有限要素磁界解析 |
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| 研究概要 |
１．磁区構造モデルを用いた，鉄芯材料の物理モデルの開発
複数のエネルギー極小解が存在する場合に，実現する磁化状態を磁化の履歴に依存して決定する状態依存磁区構造モデルを開発した。単純化磁区構造モデルにピンニング磁界を導入し，ピンニング型ヒステリシスの表現を可能にした。鉄芯材料のマクロ磁気特性を表現するため単純化磁区造モデルの集合を構成する手法を開発し，材料内の減磁界分布を考慮した電磁鋼板のマクロ磁気特性を定性的に表現することを可能にした。他方，方向性電磁鋼板の直角方向磁気特性に関して磁壁移動と磁歪挙動に基づいて検討し，低磁束密度では，圧延方向の180度磁壁移動により説明できること，中磁束密度では圧延方向から直角方向への90度磁壁移動による階段的な磁化特性が表面張力の影響で説明できることなどが示され，磁区挙動により特性をモデリングすることの有効性が示された。
２．有限要素磁界解析のためのモデル化手法の検討
プレイモデルにて表現される異方性ベクトルヒステリシス関数の微分計算法を開発し，有限要素磁界解析コードに実装した。鉄芯コイルの磁界解析ではニュートン法の実用的な収束特性を得た。
３．PWM励磁下の磁気特性およびリラクタンストルク測定
PWM励磁下における電磁鋼板の磁気特性測定を行った。方向性電磁鋼板の磁気異方性を利用したリラクタンストルクを評価するための磁気計測を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
現在のところ，集合モデルの計算時間が多大であり，材料物性データから電磁鋼板の磁気特性を定量的に再現するまでには至っていない。
有限要素解析手法については，異方性ベクトルヒステリシス特性を考慮して実用的な計算時間での解析を実現しており，マルチスケール磁気特性モデルとの連携手法を開発する段階にある。
計測に関しては，方向性電磁鋼板の測定精度に依然課題が残っている。
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| 今後の研究の推進方策 |
集合モデルの数理的な検討により収束特性を改善し計算時間を短縮した後，材料物性データから方向性および無方向性電磁鋼板のマクロ磁気特性を再現する手法を開発するとともに，有限要素磁界解析との連携手法を開発する。モデル検証のため，鉄芯材料の各種磁気特性の測定を引き続き行う。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
モデル計算用PCの購入，計測装置の整備，打合せ旅費，調査研究旅費，成果発表旅費に使用する。
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