概要

電気機器設計の初期段階で磁気設計のみを行うと、設計の後工程で部品温度や応力が要件を満たさない、あるいは絶縁破壊が起こり、手戻りが発生することがあります。それを解決するのが同時多面評価です。磁気的な性能だけでなく絶縁や応力、温度を同時に評価することにより、手戻りのリスクを下げながら最適な設計案を導くことができます。
本事例では、巻線界磁型同期モータ（EESM）について、WLTC走行モードの平均効率と最大トルクを目的関数とした場合の最適化を行います。EESMは界磁コイル側の冷却評価も必要なため、多面評価指標値として界磁コイル温度とロータ応力、スロット内絶縁紙の最大電界を設定しました。結果として、高効率かつ最大トルクを得られる設計案では絶縁破壊が生じており、手戻りなく最適な設計案を得るためには、同時多面評価を行う必要があることがわかりました。

表1　多面評価指標値

巻線界磁型同期モータを対象に、最大トルクや走行モード中の平均効率などの性能要件に加えて、界磁コイル温度、ロータ応力、絶縁紙に働く最大電界など多面的な評価を含めた最適化を行います。