2002 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
01F00209
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Research Institution | Waseda University |
Principal Investigator |
若尾 真治 早稲田大学, 理工学部, 助教授
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
CHUN Y. ‐D. 早稲田大学, 理工学部, 外国人特別研究員
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Keywords | 磁界解析 / 電気機器 / 三次元問題 / 等価磁気回路網解析法 |
Research Abstract |
近年の電子計算機の発達を背景に、機器設計問題が極めて重要な課題として注目されている。本研究課題では、早稲田大学と漢陽大学校の研究者間で密接な学術交流を図り、最近著しく発展している電磁界の数値解析手法および最適化手法について実機設計への適用も視野に入れた広範囲な検討および各種解析手法の体系化を行うと共に、種々のモデルに対して数値実験を行うことで各手法の適応性を明らかにし、電気機器に対する有力な数値最適化設計技術の基礎を築くことを目的としている。 昨年度は、場の解析に集中定数系の概念を導入した等価磁気回路網解析法の実用化に取り組み、高い解析精度を保ったまま計算機負荷を低減することを達成した。その成果を受けて本年度は、等価磁気回路網解析法に最適化手法を組み入れ、機器の最適化設計手法へと拡張を図った。組み合わせる最適化手法として遺伝的アルゴリズムを取り上げ、具体的には 1.等価磁気回路網解析法と遺伝的アルゴリズムを組み合わせる過程の定式化 2.複雑な実機三次元モデルの最適化計算への適用を考慮した、物理的・工学的な考察に基づく適切な制約条件の設定方法や設計変数の削減方法の開発 3.開発手法の検証用モデルへの適用および計算結果と実測結果の比較による本手法の有効性の確認などを検討・実施した。 最終的に、等価磁気回路網解析法と遺伝的アルゴリズムを組み合わせた開発手法を用いて、ブラシレスDCモータの実機モデルの最適化計算を行った結果、永久磁石の磁化分布、固定子形状、空隙幅の3設計変数の最適化により、従来のものより、定格運転時のトルク最大値を増加させると同時にコギングトルクを大幅に低減することに成功した。 これらの成果は、電磁界解析による従来の機器設計法を進展させ、より複雑な実機の最適化設計への展開を可能とするものである。以上、本年度も予定通り研究を進めることができた。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] 若尾真治: "回転機の動磁界解析における定常解到達時間短縮方法"電気学会論文誌. 122-D・4. 390-395 (2002)
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[Publications] Y.Kamiya: "Boundary structure for improving performances of single-sided linear induction motors"Journal of Applied Physics. 91・10. 6988-6990 (2002)
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[Publications] Y.Fujishima: "Design optimization of a permanent magnet synchronous motor by the response surface methodology"Journal of Applied Physics. 91・10. 8305-8307 (2002)
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[Publications] S.Wakao: "Design optimization of electric machines based on the estimation of permeability distribution"Journal of Applied Physics. 91・10. 8302-8304 (2002)
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[Publications] 藤島 寧: "渦電流場問題における導体表面電荷解析の基礎的検討"電気学会論文誌. 122-D・6. 633-639 (2002)
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[Publications] Yon-Do Chun: "Magnetic force characteristics according to the variation of asymmetric overhang ratio in brushless direct current motor"Journal of Applied Physics. 93・10(To be Published). (2003)