電磁エネルギー工学分野 電磁気学研究室

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研究に関連するSDGsの目標

教授 岡本 吉史

教授 岡本 吉史

Yoshifumi OKAMOTO

研究室の学び

近年、地球規模で進行している温暖化現象を抑制するため、各国で自動車や航空機等の様々な輸送機器の電動化が促進されています。電動化の中心部は、電動機(モーター)で、高効率化の要請が日毎に高まっています。本研究室では、電磁鋼鈑の磁気特性の測定、永久磁石内部の磁化分布推定、磁気回路構造最適化をコア技術として、電気自動車や産業用途に用いられているモーターの低損失・高出力を行っています。

社会との接点

電気自動車等で使用されている内部埋込式永久磁石同期電動機(IPM モーター)では、ステーター(静止部)に通電させた三相電流に起因する回転磁界とローター(回転部)の永久磁石起因の磁界と反発することで、制動トルクが得られます。空気中に磁束密度を生成するよりも、鉄芯(鉄材)を利用した方が、高い磁束密度を生成でき、高トルク化が可能です。本研究室では、高い磁束密度を実現できる鉄芯材料の磁気特性を測定し(図1)、ローター内部永久磁石の内部磁化分布を推定し(図2)、それらをモーターの自動設計(図3)へ活用しています。各研究とも、独自の先端的な技術を導入し、他大学、鉄鋼・電気機器メーカーとの積極的な共同研究を礎として、社会へ貢献しています。

主な研究テーマ

  • 単板磁気試験器による電磁鋼鈑の磁気ヒステリシス測定
  • リング試験器の製作と圧粉磁芯の磁気特性測定
  • 3D プリンターを援用した静磁界自動計測器の開発
  • 最適化手法による永久磁石内部の非破壊磁化推定
  • 鉄損低減を目的とした同期リラクタンスモーターの設計
  • IPM モーター回転子のマルチマテリアルトポロジー最適化
  • 有限要素法と最適化手法を併用した革新的電気機器設計
© Hosei University
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