Research on Hybrid Excitation Flux Switching Motors for Automotive Traction Drives

汽车牵引混合励磁磁通开关电机的研究

• 批准号: 21F21069
• 负责人: 小坂 卓
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Nagoya 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: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21F21069/
• 关键词: 自動車駆動用モータ; ハイブリッド界磁フラックススイッチングモータ; 磁束変調モータ; 高トルク密度; 高効率

本年度は，自動車駆動用モータとして受入研究者が既に提案のハイブリッド界磁フラックススイッチングモータ(HEFSM)を出発点に，トルク密度，出力密度，WLTCなど自動車駆動用モータとしての動作サイクル下での電費，冷却や機械構造を踏まえた製造コストなどの各種性能指標を最大限に引き出すための最適なモータトポロジーならびに設計法を検討した。既提案の従来HEFSMでは，三相電機子巻線と界磁巻線がコイルエンド部で重なっているため，コイルエンド部を含むモータ占有空間体積が増加してトルク密度が低下し，加えてコイルエンド部での巻線長の増加による銅損の増加を招き、巻線巻回製造を困難にさせる。これらの問題点を克服するため，本研究では最大トルクや最大出力を極力低下させずに，界磁巻線と永久磁石を異なるスロットに配置して三相電機子巻線と界磁巻線のコイルエンドの重なりを無くしたHEFSMの新しいトポロジーを提案した。この結果，提案HEFSMは従来HEFSMに比べて高い効率とトルク密度を実現できることを有限要素磁界解析により定量的に検証した。一方，固定子側に永久磁石を有する従来のHEFSMでは，最大トルク発生に対する永久磁石起磁力の利用率が低く，また永久磁石に加えて全ての巻線起磁力が固定子側に集約されていることから，鉄心面積が狭くなるため，鉄心磁気飽和による最大トルクの飽和という問題を有していた。これに対し，本研究ではHEFSMの磁束変調モータとしての動作原理に着目し，回転子側に永久磁石を配置する新しいトポロジーを提案した。同一永久磁石使用量の下，提案のトポロジーで構成したHEFSMは比較対象である第４世代プリウス搭載の駆動用モータよりも高いトルク密度を実現できることを有限要素磁界解析により定量的に検証した。

This year, automatic equipment users are enrolled in the researchers' proposal that both the magnetic field and the magnetic field are used. The output point, output density and output density of the HEFSM are very low, and the output density of the WLTC is very low. The cooling machine is used to make equipment, equipment, equipment and equipment. It is proposed that the HEFSM equipment should be installed, that the three-phase machine should be used to overload the equipment, and that the equipment should occupy the space, increase the density of the engine, increase the line length of the cable, increase the number of lines, increase the number of lines, and create a difficult one. In this study, the maximum output power is low, and the boundary magnetic line permanent magnet is used to configure the three-phase machine. The three-phase machine is used to improve the performance of the HEFSM system. As a result, it is proposed that the HEFSM should be used to HEFSM the accuracy of the finite element magnetic field analysis. On the one hand, the fixed permanent magnet has the characteristic of HEFSM, the maximum temperature of the permanent magnet is low, the utilization rate of the magnetic force of the permanent magnet is low, the magnetic force of the permanent magnet plus the starting force of the full-line permanent magnet is low, and there are some problems with the fixed magnet, such as the center, the center, the center, The purpose of this study is to focus on the principle of action in this study, HEFSM magnetic beam, permanent magnet configuration, new magnet configuration, new proposal. Under the same amount of permanent magnet used, the proposal can be compared to the fourth-generation HEFSM system. The fourth-generation equipment is used for high density measurement. The finite element magnetic field is analyzed for quantitative measurement.

项目成果

Comparative Analysis of Double Flux Modulation Permanent Magnet Machines With Different Stator PM Arrangements

不同定子永磁布置方式的双磁通调制永磁电机对比分析

• DOI: 10.1109/tia.2021.3138838
• 发表时间: 2022
• 期刊: IEEE Transactions on Industry Applications
• 影响因子: 4.4
• 作者: Yuting Gao;Takashi Kosaka;Yang Liu;Martin Doppelbauer;Ronghai Qu
• 通讯作者: Ronghai Qu

A Permanent Magnet Synchronous Machine with Interior Halbach Arrays

• DOI: 10.23919/ipec-himeji2022-ecce53331.2022.9807194
• 发表时间: 2022-05
• 期刊: 2022 International Power Electronics Conference (IPEC-Himeji 2022- ECCE Asia)
• 作者: Yuting Gao;T. Kosaka;Yang Liu;You Zhou