小型電池推進船の環境対応性を高める半波整流可変界磁モータの開発

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全研究期間では，(a)電磁界解析を用いて(a-1)低船速・低トルク領域と(a-2)高船速・高トルク領域での高効率・高トルク設計に取り組み，(a-3)全船速・全トルク領域へと展開した試作機を作成する。また，(b)船舶負荷に対応可能な制御法の確立と実機検証，さらに，(c)シミュレーションを用いた電池推進船に適用した際の特性検証を実施する。2022年度において，(a-2) 本領域での検討は2021年度からの継続課題であり，2021年度に終了した(a-1)の結果と合わせて4極と6極に絞り，巻数比や回転子突極形状について，本領域における固定子電流を最小にする設計指針を検討した。一方でトルクリプル低減を目的としてトルク電流にリプル低減電流を重畳する方法について実験とシミュレーションで検討した。さらに，インバータの電圧と電流制限を考慮してリラクタンストルクを併用した最大トルク／電流制御法の適用を検討した。(a-3) (a-1)と(a-2)の結果により，低船速・低トルクと高船速・高トルク領域にて，固定子と回転子の巻数比や回転子突極形状が共有できる形状として6極構造を採用し，試作機に向けた詳細設計を実施した。(b) 共振リアクトルなどの納期遅れにより繰り越し課題であった昇圧DC-DCコンバータを導入した制御システムによる実機検証を実施した。その結果により制御ゲインや制御周期の再検討を目的とし，シミュレーションにより再度検証した。またリラクタンストルクを採用した際の昇圧DC-DCコンバータ制御システムでの電圧昇圧範囲の検討のために，現状システムにおける基礎特性試験を実施した。(c) 電池推進船のエネルギーフローをモデル化し，バッテリとインバータをモデル化し，さらにIPMモータモデルを利用した電費演算モデルを構築した。なお，(a-3)で検討したモデルを導入する予定であったが，翌年への課題とする。