電流や残留磁化を変えた場合の埋込磁石形同期モータ駆動系のヒステリシスによる対称性の破れ

摘要

埋込磁石形同期モータ（IPMSM)は、ロータの磁石に作用するマグネティックトルクだけでなく、ロータが非対称に磁化されることにより生じるリラクタンストルクを利用してトルクを発生させるため、任意の周波数の電力を効率よく生成するパワーエレクトロニクス技術と共に電力を力学的エネルギーに効率よく変換する変換機として空調や自動車などの部品に用いられている。2005年現在、日本国内で消費される電力の半分以上がモータによるものである。このため、モータの高劾率化は国内の最重要課題の1つである,。モータの損失の一つに鉄損があり、その解明には磁気ヒステリシス特性を解明する必要がある。これまでの研究で、磁気異方性を無視することができて、供給する電流の基本周波数がf_0のとき、ヒステリシス性を考慮してIPMSM駆動システムの挙動を数値計算すると、1/(3f_0)時間シフト対称性が破れることを示した。この現象は、初磁化曲線を仮定して計算した場合には生じな1現象である。ヒステリシスによるこの対称性の破れの原因として、電流などの初期条件が対称性を破っており、この影響がヒステリシス性により永久に残る可能性が考えられた。初期条件が対称性を破る影響を調べるために本研究を行った。