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回転子構造に起因した非対称性を考慮したハイブリッド界磁コンシクエントポール型アキシャルギャップモータの設計手法に関する研究

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Please use this identifier to cite or link to this item:http://doi.org/10.14943/doctoral.k13527
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Title: 回転子構造に起因した非対称性を考慮したハイブリッド界磁コンシクエントポール型アキシャルギャップモータの設計手法に関する研究
Other Titles: Study on design method of hybrid excitation consequent pole type axial gap motor considering asymmetry of magnetic flux density distribution caused by rotor geometry
Authors: 小川, 徹 Browse this author
Keywords: 永久磁石モータ
ハイブリッド界磁
コンシクエントポール
磁束可変
アキシャルギャップモータ
ermanent magnet motor
Hybrid excitation
Consequent pole
Variable flux
xial gap motor
Issue Date: 25-Mar-2019
Abstract: 電気自動車は次世代自動車として期待されており,その駆動用モータには低速高トルク特性,低負荷領域における高効率特性および広い速度域での定出力特性が求められる.駆動用モータには高トルク特性を満足するため,残留磁束密度の大きい希土類磁石を用いた永久磁石同期モータが主流であるが,希土類磁石を用いている場合,モータ内の磁束が大きく,低負荷において鉄損の影響が大きくなり高効率の達成が難しい.また,高速回転数領域において誘起電圧が大きくなり,広い回転数領域における低出力運転が難しく,低速高トルク特性との間でトレードオフの関係にある.駆動用モータに求められる三つの特性を同時に満足するためには,動作点に応じて界磁磁束を制御可能な磁束可変モータが有効である.本論文では,磁束可変モータとしてハイブリッド界磁コンシクエントポール型アキシャルギャップモータを提案した.回転子形状に起因して発生するエアギャップ磁束密度分布の非対称性を考慮した極スロットコンビネーションの設計手法を検討した.また、d/q軸磁束に着目してd軸磁束増大によりトルクを最大化しつつq軸磁束低減により損失を低減する、回転子磁極形状の設計指針を示した.さらに本提案モータの高速化による高出力密度化について検討し,これら設計手法は高速化においても有用であることを示した.また,高張力鋼板を用いた新回転子構造を採用することで大径化によって回転子強度が課題となるアキシャルギャップモータの高速回転駆動が可能であることを示した.
Electric Vehicles (EVs) are expected as next-generation vehicles, and propulsion motors of EVs are required following characteristics, high torque at a low speed, high efficiency under a low load, and constant output over a wide speed range. A high torque characteristic and a high efficiency characteristic or a wide constant output characteristic are trade-off relation regard to magnetic flux. To have all the requirement, variable flux motor whose magnetic flux can be changed according to operating points is suitable. In this thesis, hybrid excitation consequent pole type axial gap motor is proposed as a variable flux motor and design method is examined. At first, it is studied how pole-slot number combination is designed considering asymmetry of magnetic flux density distribution caused by the rotor geometry. Also it is examined how rotor geometry, configuration of permanent magnet and rotor core, is designed focusing on d-axis magnetic flux and q-axis magnetic flux to maximize motor torque and minimize iron loss. Moreover, increasing operation speed of proposed motor for higher output power density is investigated and it is confirmed that the proposed design methods are effective for higher speed motor. The rotor outer diameter of axial gap motor is large and the strength should be considered. It is confirmed that the motor can be operated under high rotation speed by adopting new rotor structure with high tensile steel.
Conffering University: 北海道大学
Degree Report Number: 甲第13527号
Degree Level: 博士
Degree Discipline: 工学
Examination Committee Members: (主査) 准教授 竹本 真紹, 教授 五十嵐 一, 教授 小笠原 悟司
Degree Affiliation: 情報科学研究科(システム情報科学専攻)
Type: theses (doctoral)
URI: http://hdl.handle.net/2115/74283
Appears in Collections:課程博士 (Doctorate by way of Advanced Course) > 情報科学院(Graduate School of Information Science and Technology)
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OAI-PMH ( junii2 , jpcoar )


 

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