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省エネモータの原理と設計法～永久磁石同期モータの基礎から設計・制御まで～改訂版(設計技術シリーズ)

森本茂雄, 真田雅之　著

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価格 \4,620（税込）

発行年月	2024年07月
出版社／提供元	科学情報出版
言語	日本語
媒体	冊子
ページ数／巻数	278p
大きさ	21cm
ジャンル	和書／理工学／電気・電子工学／電気機器
ISBN	9784910558318
商品コード	1038827478
NDC分類	542.33
基本件名	電動機
本の性格	実務向け
新刊案内掲載月	2024年09月2週
商品URL	https://kw.maruzen.co.jp/ims/itemDetail.html?itmCd=1038827478

著者紹介

森本茂雄（著者）：本書での主な執筆担当：第1 章～第4 章1984 年　大阪府立大学大学院工学研究科電気工学専攻博士前期課程修了1990 年　工学博士現在　　大阪公立大学大学院工学研究科電気電子系専攻教授主としてモータの設計と制御に関する教育と研究に従事
真田雅之（著者）：本書での主な執筆担当：第5 章～第7 章1994 年　大阪府立大学大学院工学研究科電気工学専攻博士後期課程修了1994 年　博士（工学）現在　　大阪公立大学大学院工学研究科電気電子系専攻准教授主としてモータの設計と磁界解析に関する教育と研究に従事

内容

改訂版への序文

2013 年7 月に刊行した「省エネモータの原理と設計法」は、省エネ・高効率モータの代表である永久磁石同期モータ（ PMSM）について、基礎事項を丁寧に説明するとともに実際に現場で使えることを意識して
PMSM の設計法と制御法を記述したものである。

発刊から10 年余りが経過し、その間にもPMSM は進化し続けて、適用分野を拡大しながらますます発展している。特に電動車駆動用モータにおける高出力密度化や高効率化は著しい。そこで、ここ10 年のPMSMの進化を踏まえて、新たな項目や説明を追加するとともに修正が必要な箇所を修正して、改訂した。

具体的な追記修正事項は、以下のとおりである。

・第2章「PMSMの数学モデル」において、磁気飽和がモータパラメータ、特にインダクタンスに及ぼす影響と磁気飽和を考慮したモデリングについて説明を追加した。

・第3章「電流ベクトル制御法」においては、高効率運転範囲の拡大および低速大トルク・高速高出力運転を実現するために活発に研究されている定数可変モータについて、考え方と各種手法の概要を追加した。

・第4章「PMSMのドライブシステム」の「モータ定数の測定法」において、磁気飽和が著しいPMSMで生じるインダクタンスのクロスサチュレーション（クロスカップリング）や磁気飽和時の永久磁石磁束のモデリング法に関する説明と実機の測定結果を追加した。

・第5章「PMSM設計の基礎」の「実際の固定子巻線構造」において、平角銅線を含めて銅線に関する説明を追加した。

・第6章「PMSMの解析法」の「パーミアンス法」において、カーター係数についての説明を追加し、「基本特性算出法」において、マグネットトルクとリラクタンストルクの分離についての説明を追加した。

・第7章「PMSMの設計法」において、新たに第8節「高効率化・小型化設計」を追加して、電動車駆動用モータの高効率化設計・小型化設計・機械強度向上設計さらに耐減磁設計について設計の考え方と特性への影響に関する説明を追加した。

・数式中の符号など誤記の修正をおこなった。

今回の改訂に際しても、科学情報出版㈱編集部のご尽力を賜りました。深く感謝する次第です。

【目次】まえがき第１章　PMSMの基礎知識１．はじめに２．永久磁石同期モータの概要２−１　モータの分類と特徴２−２　代表的なモータの特性比較３．固定子の基本構造と回転磁界４．回転子の基本構造と突極性５．トルク発生原理第２章　PMSMの数学モデル１．はじめに２．座標変換の基礎２−１　座標変換とは２−２　座標変換行列３．静止座標系のモデル３−１　三相静止座標系のモデル３−２　二相静止座標系（α -β 座標系）のモデル４．d-q 座標系のモデル５．制御対象としてのPMSMモデル５−１　電気系モデル５−２　電気−機械エネルギー変換５−３　機械系６．鉄損と磁気飽和を考慮したモデル６−１　鉄損考慮モデル６−２　磁気飽和考慮モデル第３章　電流ベクトル制御法１．はじめに２．電流ベクトル平面上の特性曲線３．電流位相と諸特性３−１　電流一定時の電流位相制御特性３−２　トルク一定時の電流位相制御特性３−３　電流位相制御特性のまとめ４．電流ベクトル制御法４−１　最大トルク／電流制御４−２　最大トルク／磁束制御（最大トルク／誘起電圧制御）４−３　弱め磁束制御４−４　最大効率制御４−５　力率１制御４−６　電流ベクトルと三相交流電流の関係５．インバータ容量を考慮した制御法５−１　電流ベクトルの制約５−２　電圧・電流制限下での電流ベクトル制御５−３　電圧・電流制限下での最大出力制御５−４　速度−トルク特性の概形と定数可変モータ第４章　PMSMのドライブシステム１．はじめに２．基本システム構成３．電流制御３−１　非干渉化３−２　非干渉電流フィードバック制御３−３　電流制御システム３−３−１　電流検出と座標変換３−３−２　電圧指令値の作成４．トルク・速度・位置の制御４−１　トルクの制御４−２　速度・位置の制御５．電圧の制御５−１　電圧形PWMインバータ５−２　電圧利用率を向上する変調方式５−３　デッドタイムの影響と補償６．ドライブシステムの全体構成７．モータ定数の測定法７−１　電機子抵抗の測定７−２　永久磁石による電機子鎖交磁束の測定７−３　d,q 軸インダクタンスの測定７−３−１　停止状態での測定７−３−２　実運転状態での測定第５章　PMSM設計の基礎１．はじめに２．永久磁石・電磁鋼板２−１　永久磁石２−１−１　希土類磁石とその特徴２−１−２　フェライト磁石とその特徴２−２　永久磁石の不可逆減磁２−２−１　永久磁石の熱減磁２−２−２　永久磁石の逆磁界による減磁２−３　電磁鋼板２−４　モータへの適用時における特有の事項３．実際の固定子巻線構造３−１　分布巻方式３−２　集中巻（短節集中巻）方式３−３　分数スロット、極数の組み合わせ４．実際の回転子構造４−１　永久磁石配置４−１−１　横埋込形４−１−２　縦埋込形４−１−３　Ｖ字形４−２　フラックスバリア４−３　スキュー第６章　PMSMの解析法１．はじめに２．磁気回路と電磁気学的基本事項３．パーミアンス法４．有限要素法４−１　有限要素法の概要４−２　ポストプロセスにおける諸量の計算５．基本特性算出法６．モータ定数算出法６−１　d 軸位置と永久磁石の電機子鎖交磁束Ψa ６−２　インダクタンス７．S-T 特性計算法７−１　基底速度以下７−２　基底速度以上（弱め磁束制御）７−３　基底速度以上（最大トルク／磁束制御）７−４　鉄損の考慮７−５　効率の計算第７章　PMSMの設計法１．はじめに２．設計のプロセス３．設計の具体例１（SPMSMの場合）３−１　設計仕様３−２　設計手順４．設計の具体例２（IPMSMの場合）４−１　設計仕様４−２　設計手順５．回転子構造と特性５−１　磁石埋込方法５−２　埋込深さ５−３　磁石層数５−４　フラックスバリアの影響６．脱レアアースモータ設計７．コギングトルク・トルクリプル低減設計７−１　フラックスバリア非対称化７−２　異種ロータ構造の合成８．高効率化・小型化設計８−１　磁石配置による高効率化設計８−２　強磁力磁石適用による高効率化・小型化設計８−３　高速回転化・高性能磁性材料の適用による小径化・高効率化設計８−４　ロータ機械強度向上設計８−５　保磁力不足磁石適用時の耐減磁設計索引