[W-MA-21] ヒステリシスと渦電流分布を考慮したSRモータの鉄損解析

目次
1. はじめに
2. 従来の課題と提案法
 2.1 SRモータ鉄損評価における課題
 2.2 提案する渦電流損失解析手法
 2.3 提案するヒステリシス損失解析手法
3. 試験機の基本特性解析
 3.1 試験機の仕様
 3.2 インダクタンスの実測と解析との比較
 3.3 トルクの実測と解析との比較
4. 鉄損の実機検証
 4.1 従来法および提案法による鉄損の計算結果比較
 4.2 ヒステリシス損失と渦電流損失の分析
5. まとめ
6. 参考文献

1. はじめに

スイッチトリラクタンスモータ(以下SRモータ)は磁石を用いないことから、耐久性、堅牢性が高く、低コストを特徴としている。SRモータの鉄心の磁束密度波形は永久磁石同期機や誘導電動機の様な交流モータとは異なり、従来の鉄損評価方法では精度が得られないことが指摘されている。本資料ではSRモータの様な磁束密度波形においても高精度に鉄損を評価する手法を導入し、実測と比較し良い結果を得たので報告する。

2. 従来の課題と提案法

2.1 SRモータ鉄損評価における課題

従来、鉄損の評価にはスタインメッツの経験則やそれをベースに拡張した手法が幅広く用いられてきた(以下、従来法)。この方法ではエプスタイン法や単板試験法によって電磁鋼板に正弦波状磁束を印加した状態で測定した鉄損特性を用いて経験則の各係数を決定している。しかしながらSRモータでは鉄心の磁束密度履歴が正弦波状磁束とは大きく異なる。例えば固定子先端の磁束密度履歴は図1の様になっている。このように正弦波ではなく高調波成分で構成されていることが分かる。この高調波成分は磁気ヒステリシスを持った電磁鋼板では直流偏磁したマイナーループを描くことになる。直流偏磁したマイナーループでは振幅の等しいメジャーループや直流偏磁していないマイナーループよりもヒステリシス損失が大幅に増加することが知られており(続く)


50H1300の対称ループ(下降側)


ヒステリシス損失分布

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