181 – SRモータの駆動特性解析

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アプリケーションノート・モデルデータ

概要

希土類磁石の価格高騰を受けて、永久磁石を使用しないモータ形式としてSRモータ(switched reluctance motor)に期待が集まっています。SRモータは構造が簡単で堅牢、安価を実現できます。しかし、トルクの発生原理がステータとロータの突極性のみに依っているため、トルク変動が非常に大きく、振動や騒音を伴うため、使われる用途が限定されてきました。しかし、前述の希土類磁石の価格高騰及び、電流制御技術の向上、磁界解析による最適設計が可能となり、課題を低減できる可能性が高まっているためSRモータが見直されています。
SRモータは回転速度に応じてスイッチタイミングを変えて駆動させることもあり、回転速度に応じたトルクや電流、損失、効率などの特性を把握することが有益です。
ここでは、回転数ごとにスイッチタイミングを変えた場合のトルクや損失、効率などの駆動特性を求めた事例を紹介します。

駆動特性

回転速度および励磁仕様を変更した場合の平均トルク、電流、鉄損、効率を図1~図4に示します。
図1より、鉄損を考慮した場合としない場合のトルクはほぼ違いがないことがわかります。これは、出力に対する鉄損の割合が小さいためです。図2より、電流が回転速度に対して単調に減少しないことがわかります。これは、回転速度に応じてスイッチタイミングを変えているためであり、スイッチタイミングが特性に大きく影響することがわかります。なお、図4より高回転側になるにつれ効率が高くなり、最大90(%)程度となっていることがわかります。

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