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

为开发小型高效电机和执行器制定令人惊奇的设计方案

• 批准号: 20656049
• 负责人: 高橋 則雄
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20656049/
• 关键词: 電気機器工学; 省エネルギー; 設計工学; トポロジー; モータ; アクチュエータ; 最適設計; ON/OFF法; ON; OFF法

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。

Automobiles, home appliances, industrial applications, mobile parts, including machine design, status quo, human shape, magnet, iron, coil wiring, and size determination The size of the machine is small and the efficiency is high. The magnetic material disposition is automatic decision by computer, the main part of human body is free to enter, the magnetic circuit is designed, the main part of human body is free to enter, the movable part of human body is free to enter, the magnetic circuit is free to enter, the movable part of human body is free to enter, and the magnetic circuit is free to enter. The human body is now in the process of design. The results of this year are as follows: (1)The optimization method for most of the target number is discussed in the following way: the maximum and minimum parameters are determined by the method of searching the shape of the target number. (2)The sensitivity is used to solve the optimal solution of the large domain. The sensitivity is used to solve the Local minimum solution of the general local problem. The method of the accuracy theory of the magnetic material is used to solve the Global minimum solution of the large domain. (3)Optimization of the machine and application of IPM in the optimization of the machine, optimization of the machine and improvement of the machine.

项目成果

ON/OFF法を用いたIPMモータのトルクリップル最小化

使用 ON/OFF 方法最小化 IPM 电机的扭矩脉动

• 发表时间: 2010
• 作者: S. Tateyama;Y. Shibuta;T. Suzuki;Norio. Takahashi;N.Takahashi;Norio. Takahashi;高橋則雄;高橋則雄
• 通讯作者: 高橋則雄

Application of ON/OFF Method to New Conceptual Design of Magnetic Devices

ON/OFF方法在磁性器件新概念设计中的应用

• 发表时间: 2010
• 作者: S. Tateyama;Y. Shibuta;T. Suzuki;Norio. Takahashi;N.Takahashi;Norio. Takahashi
• 通讯作者: Norio. Takahashi

ON/OFF法を用いたIPMモータの形状最適化

使用 ON/OFF 方法优化 IPM 电机的形状

• 发表时间: 2010
• 作者: S. Tateyama;Y. Shibuta;T. Suzuki;Norio. Takahashi;N.Takahashi;Norio. Takahashi;高橋則雄
• 通讯作者: 高橋則雄

電磁石を用いた無方両性電磁鋼板の直流磁気特性測定

使用电磁铁测量各向异性电工钢板的直流磁性能

• 发表时间: 2009
• 作者: S. Tateyama;Y. Shibuta;T. Suzuki;Norio. Takahashi;N.Takahashi;Norio. Takahashi;高橋則雄;高橋則雄;高橋則雄;宮城大輔
• 通讯作者: 宮城大輔

Introduction of Nonconforming Mesh for 3-D ON/OFF Method and Practical Application

3-D ON/OFF方法的非适形网格介绍及实际应用

• 发表时间: 2008
• 作者: S. Tateyama;Y. Shibuta;T. Suzuki;Norio. Takahashi;N.Takahashi;Norio. Takahashi;高橋則雄;高橋則雄;高橋則雄;宮城大輔;宮城大輔;高橋則雄;N. Takahashi
• 通讯作者: N. Takahashi