著者一覧
監修
大熊 繁 (元)名古屋大学 大学院 工学研究科 教授
電気学会 自動車技術委員会 前・委員長
執筆者
日置敬子 大同特殊鋼株式会社 研究開発本部 電磁材料研究所 磁石材料研究室
野口健児 愛知製鋼株式会社 電磁品事業本部 電磁品開発部
堺 和人 東洋大学 理工学部 電気電子情報工学科 教授
小坂 卓 名古屋工業大学 大学院 工学研究科 情報工学専攻 准教授
森本茂雄 大阪府立大学 大学院 工学研究科 電気・情報系専攻 教授
森本雅之 東海大学 工学部 電気電子工学科 教授
大熊 繁 (元)名古屋大学 大学院 工学研究科 教授
電気学会 自動車技術委員会 前・委員長
執筆者
日置敬子 大同特殊鋼株式会社 研究開発本部 電磁材料研究所 磁石材料研究室
野口健児 愛知製鋼株式会社 電磁品事業本部 電磁品開発部
堺 和人 東洋大学 理工学部 電気電子情報工学科 教授
小坂 卓 名古屋工業大学 大学院 工学研究科 情報工学専攻 准教授
森本茂雄 大阪府立大学 大学院 工学研究科 電気・情報系専攻 教授
森本雅之 東海大学 工学部 電気電子工学科 教授
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第1章 世界最高性能の省ジスプロシウム型熱間加工磁石の開発 大同特殊鋼 日置敬子
1 はじめに
2 Nd-Fe-B系磁石について
2.1 Nd-Fe-B系磁石の分類
2.2 Nd-Fe-B系磁石の基礎物性
3 熱間加工磁石の特徴
3.1 製造工程
3.2 結晶粒の配向メカニズム
3.3 熱間加工磁石の磁気特性
3.3.1 初磁化曲線
3.3.2 磁区観察結果
4 熱間加工磁石のプロセスと磁気特性の関係
4.1 圧縮率と磁気特性の関係
4.2 成形温度と磁気特性・結晶組織の関係
4.3 省ジスプロシウム型磁石製品
5 応用製品
6 おわりに
第2章 DyフリーNdFeB系ボンド磁石の開発 愛知製鋼 野口健児
1 希土類系異方性ボンド磁石とそのニーズ
2 異方性ボンド磁石の開発経緯
2.1 異方性ボンド磁石用粉末の作製方法
2.2 水素処理による異方性ボンド磁石粉末の作製方法
3 d-HDDR法による異方性ボンド磁石粉末の作製
3.1 d-HDDR法で作製された異方性磁粉の磁気特性
3.2 d-HDDR法の異方性発現メカニズム(Texture Memory Effect)
4 Dyフリー異方性ボンド磁石粉末の開発
4.1 Dy添加型耐熱性異方性ボンド磁石の作製と問題点
4.2 Dyフリー異方性ボンド磁石粉末の設計
5 異方性ボンド磁石の高性能化、コスト競争力向上
5.1 異方性ボンド磁石の磁気特性向上
5.2 異方性ボンド磁石の信頼性向上
5.3 異方性ボンド磁石の配向技術
5.4 異方性ボンド磁石の固定技術
6 車載用小型モータへの異方性ボンド磁石の応用
7 将来展望
8 まとめ
第3章 脱・省レアアースIPMモータの開発 東洋大学 堺 和人
1 脱・省レアアースに向けたモータの技術指針
1.1 レアアース磁石からの視点
1.2 リラクタンスモータ
1.3 誘導モータ
1.4 永久磁石モータ
2 可変速モータドライブに求められる特性
3 リラクタンスモータか、磁石モータか
4 脱・省レアアースのPRMモータ
4.1 PRMモータの原理
4.2 省レアアースのPRMモータ
4.3 脱レアアースPRMモータ
5 環境とエネルギー利用から考えたモータとは
5.1 省エネルギーの可変速モータドライブと課題
5.2 可変磁力モータドライブ
5.3 モータの動作原理
5.4 磁束変化特性
5.5 誘起電圧の可変特性
5.6 励磁併用によるトルクアップと省レアアース化
5.6.1 ハイブリッド可変磁力モータの構成と作用
5.6.2 モータ特性
6 理想モータドライブへ
7 まとめ
第4章 3次元磁気回路を持つモータの開発 名古屋工業大学 小坂 卓
1 3次元磁気回路を利用したモータの研究開発動向
2 ハイブリッド界磁モータ(HEM)の構造と動作原理
2.1 構造
2.2 界磁巻線による界磁強め/弱め制御
3 HEV駆動用モータとしてのHEMの設計例
3.1 目標性能仕様と設計制約・拘束条件
3.2 3次元有限要素磁場解析(3D-FEA)による設計手順
3.2.1 第一次設計(概略設計)
3.2.2 第二次設計(詳細設計)
3.3 3D-FEAによる設計機形状と各種性能評価
3.3.1 設計モータ形状
3.3.2 性能評価結果
4 ダウンサイズ試験機による基本性能評価
4.1 ダウンサイズ試験機諸元と試験装置構成
4.2 静的性能評価試験結果
4.2.1 開放誘起電圧波形
4.2.2 界磁強め/弱め制御による界磁可変調整能力
4.2.3 界磁弱め制御による鉄損低減効果
4.3 動的性能評価試験結果
4.3.1 電機子電流-トルク-界磁AT特性
4.3.2 最大出力測定結果
5 まとめ
第5章 脱・省レアアース同期リラクタンスモータの開発 大阪府立大学 森本茂雄
1 同期リラクタンスモータの基礎
1.1 リラクタンストルク応用モータの分類と特徴
1.2 同期リラクタンスモータの基本構造と基本特性
1.3 同期リラクタンスモータの開発事例
2 同期リラクタンスモータの高性能化手法
2.1 電磁構造設計による高性能化
2.2 補助永久磁石による高性能化
2.3 永久磁石補助形同期リラクタンスモータの開発事例と特性
3 立体ギャップ構造による高トルク化
3.1 立体ギャップ構造の最適化
3.2 試験機による特性評価
4 自動車駆動用を目指した脱レアアース同期リラクタンスモータ
4.1 開発目標
4.2 高トルク化構造の検討
4.3 減磁特性と耐減磁設計
4.4 試作機による特性評価
4.5 大容量化
5 まとめ
第6章 圧粉磁心を使用した脱・省レアアース誘導機の開発 東海大学 森本雅之
1 はじめに
2 誘導モータの原理
3 圧粉磁心とは
4 圧粉磁心を用いた誘導モータの製作
5 圧粉磁心コアを用いたモータの評価
5.1 等価回路
5.2 最適電圧の決定
5.3 負荷特性
5.4 モータ損失の周波数による変化
5.5 コア材質のみを変更した誘導モータの性能比較のまとめ
6 圧粉磁心コアの磁気特性の評価
6.1 鉄損の評価
7 圧粉磁心の特徴を生かしたモータの設計と評価
7.1 分割コアモータ
7.2 分割コアの評価
7.3 分割コアを使ったモータの試作結果
8 今後の展開
1 はじめに
2 Nd-Fe-B系磁石について
2.1 Nd-Fe-B系磁石の分類
2.2 Nd-Fe-B系磁石の基礎物性
3 熱間加工磁石の特徴
3.1 製造工程
3.2 結晶粒の配向メカニズム
3.3 熱間加工磁石の磁気特性
3.3.1 初磁化曲線
3.3.2 磁区観察結果
4 熱間加工磁石のプロセスと磁気特性の関係
4.1 圧縮率と磁気特性の関係
4.2 成形温度と磁気特性・結晶組織の関係
4.3 省ジスプロシウム型磁石製品
5 応用製品
6 おわりに
第2章 DyフリーNdFeB系ボンド磁石の開発 愛知製鋼 野口健児
1 希土類系異方性ボンド磁石とそのニーズ
2 異方性ボンド磁石の開発経緯
2.1 異方性ボンド磁石用粉末の作製方法
2.2 水素処理による異方性ボンド磁石粉末の作製方法
3 d-HDDR法による異方性ボンド磁石粉末の作製
3.1 d-HDDR法で作製された異方性磁粉の磁気特性
3.2 d-HDDR法の異方性発現メカニズム(Texture Memory Effect)
4 Dyフリー異方性ボンド磁石粉末の開発
4.1 Dy添加型耐熱性異方性ボンド磁石の作製と問題点
4.2 Dyフリー異方性ボンド磁石粉末の設計
5 異方性ボンド磁石の高性能化、コスト競争力向上
5.1 異方性ボンド磁石の磁気特性向上
5.2 異方性ボンド磁石の信頼性向上
5.3 異方性ボンド磁石の配向技術
5.4 異方性ボンド磁石の固定技術
6 車載用小型モータへの異方性ボンド磁石の応用
7 将来展望
8 まとめ
第3章 脱・省レアアースIPMモータの開発 東洋大学 堺 和人
1 脱・省レアアースに向けたモータの技術指針
1.1 レアアース磁石からの視点
1.2 リラクタンスモータ
1.3 誘導モータ
1.4 永久磁石モータ
2 可変速モータドライブに求められる特性
3 リラクタンスモータか、磁石モータか
4 脱・省レアアースのPRMモータ
4.1 PRMモータの原理
4.2 省レアアースのPRMモータ
4.3 脱レアアースPRMモータ
5 環境とエネルギー利用から考えたモータとは
5.1 省エネルギーの可変速モータドライブと課題
5.2 可変磁力モータドライブ
5.3 モータの動作原理
5.4 磁束変化特性
5.5 誘起電圧の可変特性
5.6 励磁併用によるトルクアップと省レアアース化
5.6.1 ハイブリッド可変磁力モータの構成と作用
5.6.2 モータ特性
6 理想モータドライブへ
7 まとめ
第4章 3次元磁気回路を持つモータの開発 名古屋工業大学 小坂 卓
1 3次元磁気回路を利用したモータの研究開発動向
2 ハイブリッド界磁モータ(HEM)の構造と動作原理
2.1 構造
2.2 界磁巻線による界磁強め/弱め制御
3 HEV駆動用モータとしてのHEMの設計例
3.1 目標性能仕様と設計制約・拘束条件
3.2 3次元有限要素磁場解析(3D-FEA)による設計手順
3.2.1 第一次設計(概略設計)
3.2.2 第二次設計(詳細設計)
3.3 3D-FEAによる設計機形状と各種性能評価
3.3.1 設計モータ形状
3.3.2 性能評価結果
4 ダウンサイズ試験機による基本性能評価
4.1 ダウンサイズ試験機諸元と試験装置構成
4.2 静的性能評価試験結果
4.2.1 開放誘起電圧波形
4.2.2 界磁強め/弱め制御による界磁可変調整能力
4.2.3 界磁弱め制御による鉄損低減効果
4.3 動的性能評価試験結果
4.3.1 電機子電流-トルク-界磁AT特性
4.3.2 最大出力測定結果
5 まとめ
第5章 脱・省レアアース同期リラクタンスモータの開発 大阪府立大学 森本茂雄
1 同期リラクタンスモータの基礎
1.1 リラクタンストルク応用モータの分類と特徴
1.2 同期リラクタンスモータの基本構造と基本特性
1.3 同期リラクタンスモータの開発事例
2 同期リラクタンスモータの高性能化手法
2.1 電磁構造設計による高性能化
2.2 補助永久磁石による高性能化
2.3 永久磁石補助形同期リラクタンスモータの開発事例と特性
3 立体ギャップ構造による高トルク化
3.1 立体ギャップ構造の最適化
3.2 試験機による特性評価
4 自動車駆動用を目指した脱レアアース同期リラクタンスモータ
4.1 開発目標
4.2 高トルク化構造の検討
4.3 減磁特性と耐減磁設計
4.4 試作機による特性評価
4.5 大容量化
5 まとめ
第6章 圧粉磁心を使用した脱・省レアアース誘導機の開発 東海大学 森本雅之
1 はじめに
2 誘導モータの原理
3 圧粉磁心とは
4 圧粉磁心を用いた誘導モータの製作
5 圧粉磁心コアを用いたモータの評価
5.1 等価回路
5.2 最適電圧の決定
5.3 負荷特性
5.4 モータ損失の周波数による変化
5.5 コア材質のみを変更した誘導モータの性能比較のまとめ
6 圧粉磁心コアの磁気特性の評価
6.1 鉄損の評価
7 圧粉磁心の特徴を生かしたモータの設計と評価
7.1 分割コアモータ
7.2 分割コアの評価
7.3 分割コアを使ったモータの試作結果
8 今後の展開