225 – 可変磁石メモリモータの誘起電圧解析

アプリケーションノート・モデルデータ

概要

可変磁束モータには多くの種類がありますが、永久磁石の磁化状態を可変とするタイプをメモリモータと呼びます。
メモリモータの磁石を着減磁するための磁界は、駆動システムと同じ三相コイル電流によって発生させるため、特別な装置を追加することなく磁力を変化させることができます。
ここでは、メモリモータの可変磁石の磁化状態を三相コイル電流を用いて変化させ、モータ特性の変化を確認します。また、可変磁石のユーザーサブルーチンを用いたモデル化についても1例を紹介します。

可変磁石と誘起電圧の変化

可変磁石が完全着磁されている状態から、一度減磁を行い、その後再度着磁した際の誘起電圧を図1に示します。
また、図1中にて誘起電圧の状態を区間ごとに表したものを表1に記します。
図1中③の区間では、可変磁石を減磁させたことによって、固定磁束磁石による誘起電圧のみが見られます。本モデルによる誘起電圧の最大変化率は、約50(%)となります。

無負荷時のフラックスラインの変化

可変磁石が着磁されている状態と脱磁されている状態における無負荷時のフラックスラインを図2に示します。
左の状態は着磁を表し、右の状態は脱磁を表しています。可変磁石が脱磁されている状態では、ステータに流れる磁石磁束が減っている様子が確認できます。
また、可変磁石の拡大図から、左の着磁の状態では可変磁石内部にフラックスラインが複数貫通しており、可変磁石から磁束が発生し、マグネットコアのギャップを通り可変磁石に戻る磁気回路を組んでいる様子が確認できます。
一方、右側の脱磁の状態では、可変磁石の内部にはフラックスラインが表れておらず、固定磁力磁石から発生したフラックスラインが可変磁石の周囲に表れている様子が確認できます。これは可変磁石から発生する磁束より、固定磁力磁石から強い磁束が発生していることを意味しています。

可変磁石の動作点

可変磁石の動作点を図3に示します。入力された磁化特性上を移動しながら、着減磁電流が与えられた際に残留磁束密度Brが変化している様子が確認できます。

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