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特徴、主な用途
モデル図
磁界、熱、構造の多面評価を行う。
形状寸法を設計変数にとり、それ以外の条件は共通とする。
- 効率マップ
- DC電圧 800V
- 最大電流 565A
- 減磁解析
- 電流 936A
- 応力解析
- 回転数 21,600rpm
- 熱解析
- 1,000rpm 最大トルク
- 11,500rpm 40Nm
モデル作成にあたって参考にした文献
[1] 小林眞莉香、"リラクタンストルクを活用した省・脱レアアースモータの高性能化に関する研究"、Ph.D Thesis、Osaka Prefecture University (大阪府立大学)、2022．https://cir.nii.ac.jp/crid/1910583860648766848
[2]Bin Zhang, Xiuhe Wang, Ran Zhang and Xiaolei Mou, "Cogging torque reduction by combining teeth notching and rotor magnets skewing in PM BLDC with concentrated windings," 2008 International Conference on Electrical Machines and Systems, Wuhan, China, 2008, pp. 3189-3192.
[3] 清水悠生、"自動車駆動用IPMSM の最適設計に関する研究"、Ph.D Thesis、Osaka Prefecture University (大阪府立大学)、2022．https://cir.nii.ac.jp/crid/1910020910695345536
[4] S. Chowdhury, E. Gurpinar, G.-J. Su, T. Raminosoa, T. A. Burress, and B. Ozpineci, “Enabling technologies for compact integrated electric drives for automotive traction applications,” in Proc. IEEE Transp. Electrific. Conf. Expo (ITEC), 2019, pp. 1–8.
設計変数
| #1 | mBackYokeThickness | (14-25)mm |
| #2 | mFluxBarrierDepth | (7-15)mm |
| #3 | mMagnetThickness | (4.5-6.5)mm |
| #4 | mMagnetWidth | (10-22)mm |
| #5 | mPoleArcAngle | (29-40)deg |
| #6 | mdSlotOpening | (1.5-3.5)mm |
| #7 | strAuxBridgeThickness | (0.7-2)mm |
| #8 | strBridgeThickness | (0.7-2)mm |
| #9 | strInterMagnetRibThickness | (0.7-4)mm |
| #10 | mSlotWidth | (3-5.5)mm |
| #11 | mSlotDepth | (16-28)mm |
目的関数、制約条件
目的関数
| ステータ外径 | StatorOuterDiameter | 最小化 |
|---|---|---|
| WLTC効率 | WLTCCycleEfficiency | 最大化 |
制約条件
| 最大出力 | MaxPower | >= | 300kW |
|---|---|---|---|
| 最大トルク | MaxTorque | >= | 500 Nm |
| 最大トルク 運転可能時間 |
CoilOperatableTimeAtLowSpeedMaxCurrent | >= | 30 sec |
| 減磁する磁石面積 | DemagRatioInPercent | <= | 5% |
| 最大応力 | MaxMiesesStress | <= | 370 MPa |
| コイルの最大温度 | CoilAverageTemperatureAtHighSpeedCruise | <= | 144 deg C |
| 磁石最大温度 | MagnetAverageTemperatureAtHighSpeedCruise | <= | 100 deg C |
代理モデル
学習データ数
代理モデルの作成に使用した学習データ数は32,090ケース
代理モデルの精度（１）
代理モデルの精度（２）：決定係数R2
| ステータ外径 | StatorOuterDiameter | 0.9999 |
|---|---|---|
| WLTC効率 | WLTCCycleEfficiency | 0.9974 |
| 最大出力 | MaxPower | 0.9995 |
| 最大トルク | MaxTorque | 0.9994 |
| 最大トルクでの運転可能時間（温度） | CoilOperatableTimeAtLowSpeedMaxCurrent | 0.9984 |
| 減磁する磁石の面積 | DemagRatioInPercent | 0.9843 |
| 最大ミーゼス応力 | MaxMiesesStress1 | 0.9996 |
| MaxMiesesStress2 | 0.9992 | |
| MaxMiesesStress3 | 0.9984 | |
| MaxMiesesStress4 | 0.9991 | |
| コイル最大温度 | CoilAverageTemperatureAtHighSpeedCruise | 0.9977 |
| 磁石最大温度 | MagnetAverageTemperatureAtHighSpeedCruise | 0.9748 |
