| 研究課題/領域番号 |
25420240
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
栗原 和美 茨城大学, 工学部, 教授 (30143142)
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| 研究分担者 |
祖田 直也 茨城大学, 工学部, 准教授 (80323210)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 電気機器 / 省エネルギー機器 / 単相永久磁石モータ / プレミアム効率 / スーパープレミアム効率 / 自己始動 |
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| 研究実績の概要 |
電気冷蔵庫は「省エネ法」が定める特定機器に指定されており、徹底した省エネルギー化が望まれている。本研究では、冷蔵庫に使用されるコンプレッサ用駆動用モータとして、インバータを使用しないで、自己始動が可能、さらに、同期運転時にはプレミアム効率を達成できるように最適設計した単相自己始動形永久磁石モータの試作と実験による評価を行う。
本年度は最初に、昨年度にプレミアム効率を目指して、鉄損と銅損の大幅な低減を行った単相自己始動形永久磁石モータの固定子仕様をシミュレーションにより決定し、試作依頼を行った。試作において、試作メーカーとの打ち合わせにより、鉄損低減のため薄板鉄心材料を35H300とし、さらに、十分な始動能力の確保と一次銅損の低減を図り、主巻線と補助巻線の巻数比を最終決定した。一次銅損の低減が図れる集中巻構造のモータも同時に検討したが、集中巻構造では十分な始動能力を確保することが困難であり、最終的には固定子巻線を分布巻とした。この研究成果の一部は、2015年3月4日開催の電気学会モータドライブ家電・民生合同研究会にて報告した。2015年2月に、試作固定子が完成し、以前に、同じ試作メーカーにて試作した最適設計の回転子を固定子に組み入れ、試作モータが完成した。試作モータの納入後、負荷試験を行った。実験結果から、定格出力70Wにおいて、効率が82%に達したことがわかった。現在、1馬力(750W)未満のプレミアム効率(IE3)は規定されていないが、50Hz、2極、750WでのIE3の効率値が80.7%であることから、本試作機は当初予定のプレミアム効率を大きく超えて、スーパープレミアム効率(IE4)にあることが判明した。本研究において単相自己始動形永久磁石モータの開発に成功したといえる。今後、始動能力の実験的評価を行い、9月に開催する欧州での国際会議で本研究成果を発表する予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
プレミアム効率、スーパープレミアム効率を目指した究極の単相自己始動形永久磁石モータの最適設計を行い、試作を行った。試作機の負荷試験の実験結果から、本試作機は当初予定のプレミアム効率(IE3)を大きく超えて、スーパープレミアム効率(IE4)にあることが判明した。これにより、本研究は当初の目的を達成したといえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
始動能力の実験的評価を行い、9月に開催する欧州での国際会議で本研究成果を発表する予定である。また、日本国内においても「省エネ法」の改正により、2015年4月からモータ本体の省エネルギー化を目指したモータのトップランナー化が始まっていることから、この分野での電気機器製造メーカーの発展に寄与するため、国内学会においても本研究成果を公表したい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初予定のとおり使用した。その際、研究費を節約し次年度使用額を捻出した。
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| 次年度使用額の使用計画 |
国際会議での成果発表、資料収集において、円安等による外国旅費、滞在費、登録料等の高騰に対応するため、次年度使用額と平成27年度支払請求額とをあわせて使用する計画である。
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