264 – 6相IPMモータの効率マップ作成

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モデルデータ

概要

駆動用モータでは、運転時の冗長性の強化やトルクリップルの低減を目的として多相設計が採用される場合があります。多相設計には、インバータを2基使用した6相駆動などがあります。駆動用のような広範囲で駆動するモータの特性を把握するためには、モータ設計および制御設計を行う上で効率マップを作成します。
モータの電圧方程式、トルク式からトルク、電圧、電流を計算し効率を推定することができますが、鉄損の見積もりや鉄心の非線形磁化特性の影響の考慮が難しいという問題があります。FEAを用いたシミュレーションによって、鉄損や非線形磁化特性の影響を考慮して容易に効率マップを得ることができます。
ここでは、 6相IPMモータの効率マップを作成し、各動作点の損失割合を評価しています。

効率マップ、力率マップ

効率マップを図1、力率マップを図2に示します。
図1より、力行と回生の効率を把握することができます。このモータは、回生側に比べて力行側の方が、高効率領域が高回転側に広がっていることが分かります。
図2より、このモータが低速回転かつ高トルクの領域では無効電力の比率が大きくなり、低トルクの領域では無効電力の比率が小さくなることが分かります。

各動作点の損失割合

低速高負荷時、低速中負荷時、中速中負荷時、高速低負荷時それぞれの損失割合を表した円グラフ(パイチャート)を図3に示します。
銅損は負荷に応じて小さくなります。ステータコア、ロータコアの損失は回転数に応じて増加しており、特に渦電流損失が増えていることがわかります。

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