設備機器設計のための同期機の特性解析法

摘要

同期機の設計ツールとして、ベクトル図や設計シートなどと併用し、設計者の設計構想を補助するための解析技術を提案した。同期機の通常の設計計算の流れと同じように、端子負荷条件を入力し、界磁電流や内部相差角などを求める解析手法を基に、実機に適用するための方策を施し、設計に適用可能なものに改善した。これにより、発電機においては設計に必要な無負荷時および負荷時の飽和特性や短絡特性を精度良く求められることが確認でき、機器の設計に役立てられることを示した。FEMによる二次元静磁界解析とローゼンブロック法を組み合わせた最適寸法決定法を、突極界磁のギャップ磁束密度分布を正弦波に調整する問題に適用し、良好な結果を得たこれにより突極形状が簡易に精度良く求められ、設計業務の軽減ができる。さらに、この結果を基に巻線配置における適正なコイルピッチやスロット形状などを知り、波形不良などが生じる可能性を事前に判定して、改善策を講じるなど、簡易な事前設計ツールとして利用できるものと思われる。