抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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近年,モータには高出力密度化と広い可変速運転範囲の両立が求められ,この観点から埋込磁石同期モータ(IPMSM)が注目されている。その制御には,センサレス制御が多用されるが,低速度領域でのセンサレス制御の多くは,回転子の突極性に基づいているため,鉄心の磁気飽和の影響で負荷トルクの増加に対し突極比が低下するため,中・高トルク領域に運転限界を持つという課題がある。筆者らは,かねてから用途指向形モータの概念を提唱し,モータ構造と制御の有機的な結合による可変速駆動システムの高性能・高機能化に取り組んでいる。重要なポイントは,使用目的に応じた制御法を前提とした上でモータ構造を一体的に最適化することにあり,そのためにはモータ本来の機能を維持した上で,制御則に適した構造設計法を確立することにある。本論文は,突極性に基づく位置センサレス制御を前提に,高トルク,広範囲運転領域を実現するために集中巻IPMSMの電磁構造的な具備要件を明確にした上で,具体的には,45Nm-55kWの産業用集中巻IPMSMの設計法について検討した。そして,突極性に基づく位置センサレス運転時の最大トルク向上を目的とするIPMSMのロータ構造設計法を提案し,その有効性を示した。本論文の成果は下記のように要約できる。 1)センサレス運転時の最大トルク評価法を提案し,その解析精度を実験により検証した。 2)センサレス運転時の最大トルクを向上する設計指針として,運転可能範囲が最も広くなるロータ突極開角をINSET構造で求めた後,埋め込み深さが最小となるIPM構造化を施した上で,所望の最大トルクを満たす磁石厚を調整する手順が効果的であることを示した。 3)提案設計法により設計した産業用集中巻IPMSMが,要求通りの性能を満足することを試作モータにより検証した。
