高効率回転機開発のための残留応力・回転磁界考慮磁界解析法の研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350146
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 高橋 則雄 岡山大学, 工学部, 教授 (40108121)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮城 大輔 岡山大学, 工学部, 助手 (10346413) ; 藤原 耕二 岡山大学, 工学部, 助教授 (20190093)
• Keywords: 回転機 / 磁界解析 / 引張・圧縮応力 / 焼きばめ / 回転磁界 / 単板磁気試験器 / 永久磁石回転機 / トルク測定

Research Abstract

本研究の目的は,応力印加時および回転磁界下の磁気特性を単板磁気試験器を用いて測定し,これらのデータを回転機の磁界解析に適用する手法の検討を行うとともに,実機の解析を行って,鉄損測定精度が向上していることを確かめることである.
本年度は,ほぼ当初の計画に沿って,以下の項目について検討を行った.
(1)応力印加時および各種回転磁界下の磁気特性の測定 引張・圧縮応力と磁束密度を変化させた場合の磁気特性を測定した.さらに,実際の回転機で生じている代表的な回転磁界を抽出して,それらを実現する楕円の長軸,短軸,高周波成分の振幅,位相を変化させた場合の鉄損特性を測定し,データベース化した.
(2)残留応力が磁束分布に与える影響の検討 残留応力により変化したB-H曲線が,実際の回転機中の磁束分布にどのような影響を与えているか,そのメカニズムについて,磁界解析により検討した.
(3)検証用回転機モデルの作製および鉄損測定 検証用回転機モデルとして,永久磁石回転子を固定子鉄心に挿入したものを作製し,外部の直流モータにより回転させたときの軸に掛かるトルクから損失を評価した.この際,機械損も同時に測定されるので,着磁していない永久磁石回転機を用いたモデルも作製し,この損失を差し引くことにより,鉄損を算出した.なお,固定子鉄心への圧縮力は,アルミケースに鉄心を焼きばめすることによって与えた.

Research Products

• [Publications] 中岡將吉, 高橋則雄, 河邊盛男, 中野正典, 藤原耕二: "単板磁気試験器を用いた翦断加工歪みによる磁気特性変化の測定方法の検討"日本AEM学会. 11・3. 39-44 (2003)
• [Publications] 高橋則雄: "EV, HEV用モータの磁界解析法の現状と課題"日本金属学会セミナー「自動車の電動化の進展と望まれる材料特性」テキスト. 94. 26-31 (2003)
• [Publications] 高橋則雄他25名: "磁気応用機器における磁界分布の要素技術とその応用機器の現状"電気学会技術報告. 921. (2003)
• [Publications] 高橋則雄, 藤原耕二他48名: "回転機の電磁界解析高度化技術"電気学会技術報告. 942. (2004)
• [Publications] N.Takahashi et al.: "Investigation of Benchmark Model for Estimating Iron Loss in Rotating Machine"The Record of the 14th Conference on the Computation of Magnetic Fields. 4. 102-103 (2003)
• [Publications] M.Nakaoka, M.Nakano, N.Takahashi, M.Kawabe: "Investigation of Effects of Cutting Strain and Compressive Force on Magnetic Properties Using a Single Sheet Tester"The Soft Magnetic Materials 16 Conference. no.T2-28 (2003)