IPMSM "Dモデル"　モータ情報

以下に [CITE2012] により公開されているモータ情報をまとめます。

モータ仕様

表 1 Dモデルモータの機器定数（出典：[CITE2012] を一部改訂）

項目

値

値2

Spec.

最大電圧 [V]

165

最大電流 [Arms]

5

定格電流 [Arms]

3

定格トルク [Nm]

1.8

鎖交磁束数 [mWb]

156.8

d軸インダクタンス [mH]

10.7 (3A)

q軸インダクタンス [mH]

26.3 (3A)

1相あたりの巻線抵抗 [\(\Omega\)]

0.814

極数

4

スロット数

24

相数

3

ターン数

140ターン/相

Stator

外径 [mm]

112

積厚 [mm]

60

電磁鋼板

50A350相当

Rotor

外径 [mm]

55

積厚 [mm]

67.5

電磁鋼板

50A350相当
表 2 Dモデルモータの使用材料 （出典：[CITE2012] を一部改訂）

項目

値

値2

鉄心

50A350相当

厚さ

0.5 mm

密度

7.65 kg/dm3

占積率

98 %

ヒステリシス損係数

\(K_h = 2.012 \times 10^{-2}\) (1.5T時)

渦電流損係数

\(K_e = 1.512 \times 10^{-4}\) (1.5T時)

永久磁石

希土類ネオジウム磁石

残留磁束密度

1.25 T

比透磁率

1.05

導電率

6.944e5 S/m

モータ寸法，写真

Dmodel_CAD.dxfのダウンロード

../../../_images/Dmodel_rotor_fig.png

図 1 Dモデル 回転子 寸法 （出典：[CITE2012]）

../../../_images/Dmodel_stator_fig.png

図 2 Dモデル 固定子 寸法 （出典：[CITE2012]）

../../../_images/Dmodel_pic1.png

図 3 Dモデル 写真 （出典：[CITE2012]）

../../../_images/Dmodel_rotor_pic1.png

図 4 Dモデル 回転子 写真 （出典：[CITE2012]）

[50A350]

50A350相当の電磁鋼板の磁気特性

電磁鋼板磁気特性

ベンチマークモデルのコア材であるJIS50A350相当の電磁鋼鈑の磁気特性に関して，モータコアと同一ロットからワイヤーカットにより切り出した単板試料（10mm × 80mm）を，小形の単板磁気試験器 [REF2008] により磁束密度2.05Tまで測定され，それ以上の高磁束密度領域では文献 [REF2004] に基づいて外挿を行うことで考慮しています。

../../../_images/50A350_bh.png

図 5 Dモデルに使用されている無方向性電磁鋼板（JIS50A350相当）のB-H特性（出典：[paper2011_1]）

../../../_images/50A350_bw.png

図 6 Dモデルに使用されている無方向性電磁鋼板（JIS50A350相当）の鉄損特性（出典：[paper2011_1]）

鉄損については種々の計算法が提案されていますが，調査専門委員会内でデータの共通化を図るため鉄損 \(W_i\) （W/kg）を次式で定義し，ヒステリシス損係数 \(K_h\) および渦電流損係数 \(K_e\) を鉄損測定結果より求めています。\(f\) は周波数， \(B_{m}\) は最大磁束密度です。

Steinmetz equation

\[W_i=K_e f^{2} B_{m}^{2} + K_h f B_{m}^{2}\]
../../../_images/50A350_Kh.png

図 7 Dモデルに使用されている無方向性電磁鋼板（JIS50A350相当）のヒステリシス損係数（出典：[CITE2012]）

../../../_images/50A350_Ke.png

図 8 Dモデルに使用されている無方向性電磁鋼板（JIS50A350相当）の渦電流損係数（出典：[CITE2012]）

表 3 B-H curve（出典：[CITE2012]）

Bm [ T ]

Hb [ A/m ]

0

0

0.05

23.7829

0.1

35.9348

0.15

43.0643

0.2

48.0818

0.25

52.1149

0.3

55.4024

0.35

58.0556

0.4

60.8436

0.45

63.3838

0.5

66.0232

0.55

68.8606

0.6

71.3677

0.65

74.5236

0.7

77.3264

0.75

80.4917

0.8

83.7803

0.85

87.2856

0.9

91.7637

0.95

96.8194

1

102.8482

1.05

109.9997

1.1

118.8356

1.15

130.2476

1.2

144.7258

1.25

164.8152

1.3

193.2652

1.35

236.4049

1.4

306.9427

1.45

432.3822

1.5

677.764

1.55

1150.2471

1.6

1953.4736

1.65

3137.701

1.7

4699.2266

1.75

6638.378

1.8

8995.2222

1.85

11860.0438

1.9

15402.4865

1.95

19927.4242

2

26369.2831

2.05

39075.4882

2.1

58618.3177

2.15

84990.7786

2.2

118192.8708

2.25

157245.0838

2.3

197033.8196

2.35

236822.5553

2.4

276611.2911

2.45

316400.0269

2.5

356188.7627

2.55

395977.4984

2.6

435766.2342

2.65

475554.97

2.7

515343.7058

2.75

555132.4415

2.8

594921.1773

2.85

634709.9131

2.9

674498.6489

2.95

714287.3846

3

754076.1204

50A350_bh.csvのダウンロード

表 4 B-W curve（出典：[CITE2012]）

Bm (T)

W (W/kg)

0.050218

0.004849

0.100303

0.02237

0.150222

0.0518

0.200275

0.092077

0.250325

0.140187

0.300311

0.194184

0.350259

0.253309

0.400272

0.318349

0.450305

0.386923

0.500293

0.458628

0.550374

0.535964

0.600164

0.615065

0.650229

0.700649

0.700298

0.788813

0.750316

0.881896

0.800331

0.979577

0.850248

1.082182

0.900375

1.187892

0.950261

1.301062

1.000358

1.420941

1.050089

1.548172

1.099984

1.681466

1.149601

1.818199

1.199416

1.967975

1.249929

2.126588

1.300027

2.293106

1.350003

2.471444

1.399761

2.670954

1.449828

2.88944

1.499673

3.118323

1.549642

3.354149

1.599469

3.575526

1.649363

3.771787

1.699245

3.941382

1.749263

4.086184

1.799218

4.217903

1.849995

4.340149

1.900027

4.45424

1.949761

4.561563

1.999892

4.659807

2.048926

4.709993

50A350_bw.csvのダウンロード

[REF2008]

乙女大三朗・柚木泰志・中野正典・宮城大輔・高橋則雄: 「液体窒素温度下における電磁鋼板の磁気特性測定」, 電学マグネティックス研究会, MAG-08-78 (2008)

[REF2004]

藤原耕二：「磁化曲線の近似法に関する提案」，電学静止器・回転機合同研資，SA-04-69/RM-04-93 (2004)