脱レアアースモータに関する研究

非稀土电机研究

• 批准号: 13J07314
• 负责人: 清田 恭平
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J07314/
• 关键词: レアアースフリー; SRモータ; 電気機器学

本年度は，昨年度検討を行った、風損および風切り音防止を目標とした円筒型回転子の、効率及び機械強度の改良について検討を行った。はじめに，低速領域における円筒型回転子のトルク向上を目指して、オフセット幅の検討を行った。当初リブ部へのオフセットの導入はリブ部変位の抑制のために実施していたが、同時に非対向位置のインダクタンスを減少させ、トルクへの影響を抑える効果も考えられる。解析の結果、オフセット幅を大きくしても最大トルクがあまり向上しないことを明らかにした。一方、オフセット幅を広げることによりリブ部の半径が小さくなり、副次的にリブ部への応力低減が可能であることが明らかになった。ただし、オフセットにより回転子表面が円筒型ではなくなるため、オフセット部による風損が増加することも明らかになった。この増加幅は特に高速領域で大きくなる。次に、回転子にリブを有する円筒型SRMの強度向上の検討を行った。従来形状では降伏点が高い電磁鋼板を使用することを前提として設計を行っていた。しかし、一般的な電磁鋼板は降伏点が低いため、最大トルクを減少させることなく遠心力による最大応力を下げる必要がある。そこで、リブ中央部からリブ付け根にかけてテーパを設けることにより最大応力が２５％低減した。また、リブ付け根部にフラックスギャップを設けることによる最大トルクを若干向上可能であることが明らかになった。一方で，本年度が最終年度のため，これまでの研究成果の発表を各種学会で行った。

今年，我们研究了去年研究的圆柱形转子的效率和机械强度的提高，目的是防止风害和风噪声。首先，我们研究了偏移宽度，目的是提高圆柱形转子在低速区域的扭矩。最初，向肋部引入偏移是为了抑制肋部的位移，但也认为具有降低非相对位置处的电感并抑制对扭矩的影响的效果。分析结果表明，即使增加偏移宽度，最大扭矩也没有太大改善。另一方面，已经表明，通过加宽偏移宽度，肋部的半径变得更小，并且作为副作用，可以减小肋部上的应力。然而，我们也清楚的是，偏移会导致转子表面变得非圆柱形，从而导致偏移导致的风阻损失增加。这种增加在高速区域尤其大。接下来，我们研究了如何提高转子上带有肋的圆柱形 SRM 的强度。传统设计基于使用高屈服点电工钢板的假设。然而，由于一般电工钢板的屈服点较低，因此需要在不降低最大扭矩的情况下降低由离心力引起的最大应力。因此，通过从肋的中心到肋的根部设置锥度，最大应力降低了25%。研究还表明，通过在肋底部提供磁通间隙可以稍微提高最大扭矩。另一方面，由于这是我们研究的最后一年，我们已经在各种学术会议上展示了迄今为止的研究成果。

项目成果

テーパ角を設けたリブによる円筒型スイッチドリラクタンスモータの改良

锥角肋圆柱开关磁阻电机的改进

• 发表时间: 2016
• 作者: 清田恭平;中野真司;千葉明
• 通讯作者: 千葉明

Cylindrical rotor design for acoustic noise and windage loss reduction in switched reluctance motor for HEV applications

• DOI: 10.1109/tia.2015.2466558
• 发表时间: 2014
• 期刊: 2014 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE)
• 作者: K. Kiyota;Takeo Kakishima;A. Chiba

円筒型SRMの非対向時静止特性の測定とヒステリシス特性を考慮した解析

圆柱形SRM非相对静态特性的测量和考虑磁滞特性的分析

• 发表时间: 2015
• 作者: Kyohei Kiyota;Takeo Kakishima;Hiroya Sugimoto;Akira Chiba;清田恭平;Kyohei Kiyota;Kyohei Kiyota;清田恭平
• 通讯作者: 清田恭平

Comparison of the Test Result and 3D-FEM Analysis at the Knee Point of a 60 kW SRM for a HEV

• DOI: 10.1109/tmag.2013.2242453
• 发表时间: 2013-05
• 期刊: IEEE Transactions on Magnetics
• 影响因子: 2.1
• 作者: K. Kiyota;Takeo Kakishima;H. Sugimoto;A. Chiba

Estimation and comparison of the windage loss of a 60 kW Switched Reluctance Motor for hybrid electric vehicles

• DOI: 10.1109/ipec.2014.6870001
• 发表时间: 2014-05
• 期刊: 2014 International Power Electronics Conference (IPEC-Hiroshima 2014 - ECCE ASIA)
• 作者: K. Kiyota;Takeo Kakishima;A. Chiba