Development of Reluctance Motors That Can Switch Motor Types

开发可切换电机类型的磁阻电机

基本信息

批准号：
20H02128
负责人：
清田恭平
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，リラクタンス応用モータにおいて，モータの機械的構造を変えることなく，様々なモータ特性を変幻自在に実現できるモータ種別切り替えモータを提案とその基礎技術を確立する。本研究では主要な課題が３点ある。すなわち，(a)モータ種別変更時にどこまでモータ特性が変化するのか，(b)モータ種別を変更する回路の簡易化，(c)モータ種別を切り替える前提での最適な鉄心形状の探索，である。本年度は，(a)を中心にすべての課題について網羅的に研究を進めた。(a)について，固定子に巻線界磁を有するモータについて，シンクロナスリラクタンスモータモードにて動作可能な構造を検討し，同モードによる効率及び出力の変化を確認した。固定子12極，回転子 8極とすることにより，シンクロナスリラクタンスモータとして動作可能となり，特に低出力領域において鉄損低減により効率が改善することが明らかになった。(a)については，制御方法の改善も行った。現状ではシンクロナスリラクタンスモータモード時はオープン結線状態となる。特に集中巻かつ固定子・回転子共に突極構造である為，高調波成分による零相電流が発生し効率が低下するため，零相電流を抑制可能な制御法を検討した。一方で，高調波電流を重畳することによりこの高調波成分を出力トルクの向上に寄与可能であることも明らかにした。(b)について，モータ巻線をスター結線に変更すると共に各相間の接続箇所にスイッチを挿入した。これにより，当初検討回路からスイッチが一組増加することになるが，巻線一相あたりのスイッチング素子数を２個に半減させつつ，効率などを犠牲にすることなく両方の動作モードを実現可能あることを明らかにした。(c)について，回転子の突極部構造を非対称とし，回転の進行方向箇所のみにオフセット構造を設けることにより，鉄損を低減し効率が改善されることが明らかになった。

在这项研究中，在放松的机械电动机中，可以自由实现各种电动机特性的电动机开关电动机，而无需更改电动机的机械结构。在这项研究中，有三个主要问题。也就是说，当改变电动机类型时，电动机特性会改变多远，简化了（b）改变电动机类型的电路，在切换电动机类型的前提下对最佳铁形状的探索。今年，我们对所有问题进行了全面研究，重点是（a）。关于（a），可以检查可以在同步线的头巾电动机模式下操作具有伤口唤醒的电动机的结构，并确认了该模式的效率和输出的变化。通过使用固定的儿童12杆和8个圆形的圆柱，可以用作同步的百合头巾电动机操作，并且很明显，效率得到了提高，尤其是在低调区域的降低中。关于（a），也改善了控制方法。目前，在同步性的Lastance Motor模式下，开放线位于敞开线中。特别是，由于集中式绕组和固定装置和转子都有急速结构，因此检查了一种可以抑制零相电流的控制方法，因为产生了由谐波组件引起的零相电流，并降低了效率。另一方面，也已经揭示了这种谐波组件可以通过超过谐波电流来改善输出扭矩。关于（b），电动机绕组更改为恒星连接，并将开关插入每个解释之间的连接位点。结果，开关从初始检查电路增加了一组，但是每个绕线线的开关元素数量可以减少到两个，并且可以实现两个操作模式，而我透露了这两个操作模式。关于（c），已经揭示了仅在旋转方向上提供偏移结构来降低铁的损失，并提高了效率。