权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

10万rpmの超高速回転で高出力密度化と高効率化を両立する超高速モータの開発

开发100,000rpm超高速旋转同时实现高输出密度和高效率的超高速电机

基本信息

批准号：
21H01312
负责人：
竹本真紹
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01312/
关键词：
超高速モータ超高速高出力密度化高効率化磁石同期モータ

项目摘要

モータへの高効率化と小型化・高出力密度化への要求は年々高まっている。そこで，本研究では，4極集中巻構造の超高速モータにおいて，10万rpmという超高速回転下で高出力密度化と高効率化を両立するために，(a) 電気伝導率が非常に小さいネオジムボンド磁石の採用，(b) 固定子にストレートティース形状を採用，(c) 回転子の磁石とシャフトの間に半径方向に薄い電磁鋼板のコアを挿入，(d) 巻線に使用する導線の線径を細くし，導線の並列数を増加，という4個の改善点を同時に備えた新構造を提案している。2022年度は以下の内容について研究を実施した。・「新構造を備えた超高速モータの製作」　前年度に設計した新構造を備えた超高速モータを実際に製作した。製作過程で注意した重要な事項が，コアを製作する際，加工した電磁鋼板を回し積みしながらの積層である。僅かな加工誤差や電磁鋼板の圧延方向とその直交方向における透磁率や鉄損特性の差が，超高速モータにおいて，無視できない損失分布の不平衡に直結するためである。加えて，安定な超高速回転の実現のために，回転子のバランスが重要であり，設計段階から注意した。・「製作した新構造を備えた超高速モータとSiC-MOSFETを用いたドライブシステムを組み合わせることで，実機による実負荷試験の実施と新構造の有効性の検証」　SiC-MOSFETを用いた高周波スイッチングが可能なドライブシステムと新構造を備えた超高速モータの試作機を組み合わせ，100,000 rpmにおいて安定な運転が実現できる制御システムの作りこみを実施した。その結果，安定な超高速回転が実現でき，実負荷試験を実施した結果，提案構造とその設計手法の有効性を明らかにできた。

High efficiency, miniaturization and high output density are the requirements of the new generation. In this study, the ultra-high-speed operation of 4-pole concentrated loop structure was studied. Under the condition of 100,000 rpm and ultra-high-speed loop, the high output density and high efficiency were achieved.(a) The electric conductivity was very small, and the magnetic field was adopted.(b) The shape of the stator was adopted.(c) The radial direction between the magnet and the stator was thin and the electric steel plate was inserted.(d) The diameter of the guide wire used in the winding is reduced, the number of parallel lines of the guide wire is increased, and 4 improvement points are prepared at the same time. In 2022, the following contents were studied and implemented.·"New structure for ultra-high speed production" previous year's design for ultra-high speed production Important matters to note in the production process: when processing electrical steel plates, they are stacked together. Only machining errors, magnetic permeability and iron loss characteristics of electrical steel plates in the orthogonal direction, and in the ultra-high speed, regardless of the imbalance in the loss distribution. Add to this, stabilize the ultra-high speed return and realize the important, return to the stage of attention. "Fabrication of a new structure for ultra-high-speed applications of SiC-MOSFETs and test equipment for load tests and demonstration of the effectiveness of new structures" SiC-MOSFETs and test equipment for ultra-high-speed applications of SiC-MOSFETs and test equipment for new applications of SiC-MOSFETs, 100. 000 rpm, stable operation is completed. As a result, the stability of ultra-high speed return is realized, and the load test is implemented. As a result, the proposed structure and design method are effective.