希土類ボンド磁石を用いた自動車駆動用リラクタンストルク活用モータに関する研究

汽车驱动用稀土粘结磁体磁阻力矩利用电机的研究

• 批准号: 19J22906
• 负责人: 小林 眞莉香
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J22906/
• 关键词: 埋込磁石同期モータ; コギングトルク; ボンド磁石; 不可逆減磁; 電気機器工学; 永久磁石同期モータ; 希土類ボンド磁石; 希土類焼結磁石; 重レアアースレス; リラクタンストルク

本年度はまず，昨年度に検討した「ボンド磁石PMASynRMの不可逆減磁解析手法の検討」の成果をIEEJ論文誌で発表した。次に，「ロータ構造改良による低振動化」について取り組んだ。モータのコギングトルクは，低速時のモータ騒音や振動要因となるため低減する必要がある。コギングトルクを低減するロータ表面の溝を設計するためには，溝の位置や幅，深さなど多くの寸法を最適化する必要がある。先行研究では，全ての寸法を有限要素解析による試行錯誤で求める手法が提案されているが，解析時間が非常に長くなってしまう問題があった。そこで，本研究では昨年度に，有限要素解析を最小限とし，溝の形状（位置と幅）を理論ベースで設計する手法を提案した。本年度は，提案手法を用いて磁石配置が異なる2種類のIPMSMに最適な溝を設計した。その結果，磁石配置に関わらずコギングトルクが大幅に低減されることを解析的に明らかにした。さらに，溝の無い基準モデルと最適な溝を設けたモデルの試作機を製作し，コギングトルク波形を測定した。実験結果より，最適な溝を設けたモデルは，コギングトルク波形の主要次数成分が60%以上低減することを明らかにした。しかし，コギングトルクの低減率は解析値より小さく，引き続き検討すべき課題も残った。なお，本来であれば希土類ボンド磁石を適用したPMASynRMの試作機で検証したいが，試作機の製作が直ぐには難しかったため，今回の実験には希土類焼結磁石を適用したIPMSMの試作機を用いた。本成果を国際学会で1件発表し，IEEE論文誌に1件投稿中である。

今年，我们首先介绍了我们去年在IEEJ论文中讨论的粘合磁铁pmasynrm的“不可逆的脱氧化分析方法研究”的结果。接下来，我们致力于“通过改进的转子结构进行低振动”。电动机的齿轮扭矩必须减小，因为它会在低速下引起电动机噪声和振动。要在转子表面设计凹槽以减少齿轮扭矩，必须优化许多尺寸，例如凹槽位置，宽度和深度。先前的研究提出了一种使用有限元分析的试验和误差来查找所有维度的方法，但是存在一个问题，即分析时间非常长。因此，去年，这项研究提出了一种根据理论设计凹槽形状（位置和宽度）的方法，以最大程度地减少有限元分析。今年，我们使用了建议的方法来设计具有不同磁铁布置的两种类型的IPMSS的最佳凹槽。结果，在分析上清楚地表明，无论磁铁排列如何，齿轮扭矩都会显着降低。此外，我们制造了一个没有凹槽的标准模型的原型，并且具有最佳凹槽的模型，并测量了齿轮扭矩波形。实验结果表明，具有最佳凹槽的模型将齿轮扭矩波形的主要成分降低了60％以上。但是，齿轮扭矩的降低速率小于分析值，仍然存在问题。此外，尽管有必要使用最初用稀土键磁体应用的原型pmasynrm验证这一点，但很难立即制造原型，因此，对于该实验，我们使用了IPMSM原型，我们使用了稀土烧土磁铁。其中一个结果是在国际会议上提出的，目前将其中一个结果提交给IEEE杂志。

项目成果

A Novel Design for Notch on Rotor Surface of Double-Layered Interior Permanent Magnet Synchronous Motor for Reducing Cogging Torque

双层内置式永磁同步电机转子表面缺口设计减少齿槽转矩

• 发表时间: 2020
• 作者: Marika Kobayashi;Shigeo Morimoto;Masayuki Sanada;Yukinori Inoue
• 通讯作者: Yukinori Inoue

溝を設けたロータ構造による2層PMASynRMのコギングトルク低減法

采用槽型转子结构的两层 PMASynRM 齿槽转矩降低方法

• 发表时间: 2019
• 作者: Marika Kobayashi;Shigeo Morimoto;Masayuki Sanada;Yukinori Inoue;小林眞莉香，森本茂雄，真田雅之，井上征則;小林眞莉香，森本茂雄，真田雅之，井上征則
• 通讯作者: 小林眞莉香，森本茂雄，真田雅之，井上征則

Effect of Variable Recoil Permeability on Demagnetization Characteristics of Permanent Magnet Assisted Synchronous Reluctance Motor with Bonded Magnets

变反冲磁导率对粘结磁体永磁辅助同步磁阻电机退磁特性的影响

• DOI: 10.1541/ieejjia.21000415
• 发表时间: 2021
• 期刊: IEEJ Journal of Industry Applications
• 影响因子: 1.7
• 作者: Kobayashi Marika;Morimoto Shigeo;Sanada Masayuki;Inoue Yukinori
• 通讯作者: Inoue Yukinori

モータドライブシステム研究グループ

电机驱动系统研究组

Influence of Variation of Recoil Permeability of Bonded Magnets on Demagnetization Characteristics of Permanent Magnet Assisted Synchronous Reluctance Motor

粘结磁体反冲磁导率变化对永磁辅助同步磁阻电机退磁特性的影响

• 发表时间: 2020
• 作者: Marika Kobayashi;Shigeo Morimoto;Masayuki Sanada;Yukinori Inoue
• 通讯作者: Yukinori Inoue