小形・高効率モータ・アクチュエータ開発のためのサプライズ設計スキームの創出

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自動車用や家電用・産業用のモータ・アクチュエータのように、可動部分を含む機器の設計では、現状では人間が形状を与えて磁石、鉄、巻線の配線や寸法を決めている。このようなやり方を行っている限りは従来と比べて飛躍的に小形・高効率な機器を開発することは出来ない。磁性体の配置を計算機に自動的に決めさせることにすれば、人間の主観は全く入らず自由な発想で磁気回路が設計できることに着目し、かつモータのように可動部分を有する磁気回路の取り扱いを可能にすることにより、人間が今まで予想していなかった(サプライズな)形状・トポロジーを求めることが出来る設計手法(スキーム)を考案することを目的として研究を行った。本年度の成果を要約すると,以下のようになる。(1)多数の目的関数の最適化法の検討駆動トルク最大、トルクリップル最小の両者を満足できるロータ形状を探索する手法の検討を行った。(2)感度を用いない大域的最適解の求解スキームの開発感度を用いている限りは、一般的には局所的最適解(Local minimum)しか求まらないので、磁性体を貼り付ける際に確率論的手法を援用することにより、大域的最適解(Global minimum)を求めることを可能にし、サプライズ設計スキームに取込むための方策を検討した。(3)実機モータの最適化への適用実機に用いられているIPMモータのトルクリップル最小、駆動トルク最大の最適化を行い,トルクリプルを改善する際の問題点の検討を行った。