回転機の電磁界解析実用化技術と設計法

【著者紹介】

河瀬順洋（岐阜大学）

1981年岡山大学大学院電気工学専攻修士課程修了。岡山大学工学部助手、岐阜大学工学部助手、助教授を経て、1997年より岐阜大学教授、現在に至る。工学博士。主として有限要素法による電磁界の数値解析に関する研究に従事。IEEE Senior Member、電気学会上級会員、日本AEM学会会員。

山口 忠（岐阜大学）

1996年岐阜大学大学院工学研究科博士後期課程修了。博士 （工学）。中部大学工学部助手、講師、岐阜大学工学部講師を経て現在、准教授。主として電磁界数値解析及びその応用に関する研究に従事。IEEE、電気学会、日本AEM学会会員。

北川 亘（名古屋工業大学）

2002年同志社大学大学院工学研究科修士課程修了。日本アイ・ビー・エム株式会社入社、レノボ・ジャパン株式会社を経て、2010年より名古屋工業大学大学院工学研究科助教、現在に至る。博士 （工学）。主として電磁界数値解析及びパワーエレクトロニクスの研究に従事。IEEE、電気学会、日本AEM学会会員。

【目次】

【参考文献】

• K. Fujiwara, T. Nakata, and H. Ohashi: "Improvement of Convergence Characteristic of ICCG Method for the A-φ Method Using Edge Elements", IEEE Trans. on Magnetics, Vol. 32, No. 3, pp.804-807 (1996)
• T. Yamaguchi, Y. Kawase, S. Sano, H. Nagai, and M. Nakamura: "Induced voltage analysis of interior permanent magnet motor taking into account Y- or Δ-connected circuit using 3-D finite element method", International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, No.19, pp.69-73 (2004)
• 中田高義・高橋則雄：「電気工学の有限要素法」 （第2版），森北出版社 （1986）
• A. Kameari: "Local force calculation in 3D FEM with edge elements", International Journal of Applied Electromagnetics in Materials, No. 3, pp.231-240 (1988)
• Y. Kawase, T. Yamaguchi, and Y. Hayashi: "Analysis of Cogging Torque of Permanent Magnet Motor by 3-D Finite Element Method", IEEE Trans. on Magnetics, Vol. 31, No. 3, pp.2044-2047 (1995)
• 村松和弘，高橋則雄：「辺要素有限要素法における運動導体の取扱法の検討」，電気学会静止器・回転機合同研究会資料，SA-01-23/RM-01-91 （2001）
• 山崎克巳：「スロット高調波と回転磁界を考慮した回転機損失の算定法に関する検討」，電気学会静止器・回転機合同研究会資料，SA-01-32/RM-01-100 （2001）
• P. S. Pacheco: "Parallel programming with MPI", Morgan Kaufmann Publishers (1997)
• 奥田洋司，中島研吾：「並列有限要素解析I-クラスタコンピューティング」，培風館（2004）
• T. Nakano, Y. Kawase, T. Yamaguchi, M. Nakamura, N. Nishikawa, and H. Uehara: "Parallel Computing of Magnetic Field for Rotating Machines on the Earth Simulator", IEEE Trans. on Magnetics, Vol. 46, No. 8, pp. 3273-3276 (2010)
• G. Karypis and V. Kumar: "METIS, A Software Package for Partitioning Unstructured Graphs, Partitioning Meshes, and Computing Fill-Reducing Orderings of Sparse Matrices Version 5.1.0", http://glaros.dtc.umn.edu/gkhome/fetch/sw/metis/manual.pdf (2013)
• T. Nakano, Y. Kawase, T. Yamaguchi, and M. Nakamura: "Parallel Computing of 3-D Eddy Current Analysis with A-φ Method for Rotating Machines", IEEE Trans. on Magnetics, Vol. 48, No. 2, pp. 975-978 (2012)
• T. Nakano, Y. Kawase, T. Yamaguchi, Y. Sibayama, M. Nakamura, N. Nishikawa, and H. Uehara: "Parallel Computing of Magnetic Field Analysis of Rotating Machines Driven by Voltage Source on the Earth Simulator", 電気学会論文誌D, Vol. 131, No. 10, pp. 1212-1216 (2011)
• Y. Takahashi, T. Tokumasu, A. Kameari, H. Kaimori, M. Fujita, T. Iwashita, and S. Wakao: "Convergence Acceleration of Time-Periodic Electromagnetic Field Analysis by Singularity Decomposition-Explicit Error Correction Method", IEEE Trans. on Magnetics, Vol. 46, No. 8, pp. 2947-2950 (2010)
• Y. Takahashi, H. Kaimori, A. Kameari, T. Tokumasu, M. Fujita, S. Wakao, T. Iwashita, K. Fujiwara, and Y. Ishihara: "Convergence Acceleration in Steady State Analysis of Synchronous Machines Using Time-Periodic Explicit Error Correction Method", IEEE Trans. on Magnetics, Vol. 47, No. 5, pp. 1422-1425 (2011)
• H. Katagiri, Y. Kawase, T. Yamaguchi, T. Tsuji, and Y. Shibayama: "Improvement of Convergence Characteristics for Steady State Analysis of Motors with Simplified Singularity Decomposition-Explicit Error Correction Method", IEEE Trans. on Magnetics, Vol. 47, No. 6, pp. 1786-1789 (2011)
• M. P. Bendsøe and N. Kikuchi: "Generating optimal topologies in structural design using a homogenization method", Comput. Methods Appl. Mech. Eng., Vol. 71, No. 2, pp. 197-224 (1988)
• S. Kim, S. Min and J. Hong: "Low Torque Ripple Rotor Design of the Interior Permanent Magnet Motor Using the Multi-Phase Level-Set and Phase-Field Concept", IEEE Trans. on Magnetics., Vol. 48, No. 2, pp. 907-910 (2012)
• 志水清孝：「多目的と競争の理論」，共立出版 （1982）
• 安居院猛，長尾智晴：「ジェネティックアルゴリズム」，昭晃堂 （1993）
• D. J. Sim, D. H. Cho, J. S. Chun, H. K. Jung and T. K. Chung: "Efficiency Optimization of Interior Permanent Magnet Synchronous Motor Using Genetic Algorithm", IEEE Trans. on Magnetics, Vol. 33, No. 2, pp.1880-1883 (1997)
• F. Wurtz, M. Richomme, J. Bigeon and J. C. Sabonnadiere: "A Few Results for using Genetic Algorithms in the Design of Electrical Machines", IEEE Trans. on Magnetics, Vol. 33, No. 2, pp.1892-1895 (1997)
• 伊庭斉志：「遺伝的プログラミング入門」，東京大学出版会 （2001）
• 石川康太，浮田浩輔，北川亘，竹下隆晴：「遺伝的プログラミングを用いたIPMSMの回転子における多目的最適設計」，第24 回MAGDA コンファレンス，pp.421-426（2015）
• 西脇眞二，泉井一浩，菊池昇：「トポロジー最適化」，丸善出版 （2013）
• 日高勇気，五十嵐一：「On-Off法とレベルセット法の併用によるIPMモーターの多目的形状最適化」，日本シミュレーション学会論文誌，Vol. 6，No. 3，pp. 37-42 （2014）
• 石川康太，北川亘，竹下隆晴：「2次元ポリゴンモデルを用いた形状最適化に関する設計自由度の拡大」，電気学会静止器・回転機合同研究会資料，SA-13-89/RM-13-103（2013）
• 森一之，築山誠，福田豊生：「免疫アルゴリズムによる多峰性関数最適化」，電気学会論文誌C，Vol. 117，No. 5，pp. 593-598 （1997）
• 森井宣人，相吉英太郎：「PSOを用いた進化型アントコロニー法」，電気学会論文誌C，Vol. 131，No. 5，pp. 1038-1042 （2011）
• 宇谷明秀，長島淳也，牛膓隆太，山本尚生：「Artificial Bee Colony （ABC） アルゴリズムの高次元問題に対する解探索性能の強化」，電子情報通信学会論文誌D，Vol. J94-D，No. 2，pp. 425-438 （2011）
• D. Karaboga and B. Bastruk: "Onthe performance of artificial bee colony (ABC) algorithm", Applied Soft Computing, Vol. 8, pp.687-697 （2007）
• 北川亘，竹下隆晴：「Artificial Bee Colony （ABC） アルゴリズムを用いた電磁機器の磁気回路最適設計」，電気学会静止器・回転機合同研究会資料，SA-12-025/RM-12-025，pp.11-16 （2012）
• W. Kitagawa, Y. Ishihara, T. Todaka and K. Hirata: "Optimization Technique of Modified Genetic Algorithm Using the Finite Element Method", Record of the 13th COMPUMAG Conference, Vol. 3, pp.26-27 (2001)
• 浮田浩輔，石川康太，北川亘，竹下隆晴：「差分進化を用いたIPMSMにおける磁石とフラックスバリアの同時最適化」，第24回MAGDAコンファレンス，pp.427-432 （2015）
• Goldberg, D. E.: "Genetic Algorithms in Search, Optimization & Machine Learning", Addison-Wesley Publishing Company, Inc., Reading (1989)
• 回転機電磁界解析ソフトウェアの適用技術調査専門委員会：「回転機電磁界解析ソフトウェアの適用技術」，電気学会技術報告第486号 （1994）
• 山口忠，河瀬順洋，佐野新也：「有限要素法を用いたスキューを考慮した回転機の三次元磁界解析」，電気学会静止器・回転機合同研究会資料，SA-03-12/RM-03-12 （2003）
• 電磁界解析による回転機の実用的性能評価技術調査専門委員会：「電磁界解析による回転機の実用的性能評価技術」，電気学会技術報告第1244号 （2012）
• 河瀬順洋，山口忠，中野智仁，田中憲：「埋込磁石構造回転機における固定子鉄心形状がトルクおよび損失特性に及ぼす影響」，平成23年電気学会全国大会，5-033 （2011）
• 河瀬順洋，山口忠，鳥沢正孝，水野泰成：「Y接続回路を考慮した誘導電動機の三次元有限要素解析」，電気学会回転機研究会資料，RM-00-99 （2000）
• 回転機のバーチャルエンジニアリングのための電磁界解析技術調査専門委員会：「回転機のバーチャルエンジニアリングのための電磁界解析技術」，電気学会技術報告第776号 （2000）
• 北川亘，木村佳弘，竹下隆晴：「三次元有限要素法への遺伝的アルゴリズムの組み込みに関する検討」，電気学会論文誌D，Vol. 132，No. 2，pp.227-232 （2012）
• H. Enomoto, Y. Ishihara, T. Todaka and K. Hirata: "Optimal Design of Linear Oscillatory Actuator Using Genetic Algorithm" , IEEE Trans. on Magnetics, Vol. 34, No. 5, pp.3515-3518 (1998)
• 北川亘，石原好之，平田勝弘：「Fast Computation Technique of Genetic Algorithm Based on Finite Element Method」，電気学会論文誌D，Vol. 127，No. 9，pp.1009-1012（2008）
• Ki-Jin Han, Han-Sam Cho, Dong-Hyeok Cho, Hyun-Kyo Jung: "Optimal Core Shape Design for Cogging Torque Reduction of Brushless DC Motor Using Genetic Algorithm", IEEE Trans on Magnetics, Vol. 36, No. 4, pp.1927-1931 (2000)
• 田島文男，宮下邦夫，伊藤元哉，田村昭，今野猛夫：「有限要素法による電磁界計算に基づくコギングトルク解析」，電気学会論文誌D，Vol. 107，No. 5，pp.635-641 （1988）
• 河瀬順洋，山口忠，矢野寿行，井形誠男，井田一男，片岡義博，山際昭雄：「スキューを考慮した埋込磁石構造回転機の三次元電磁力解析」，電気学会静止器・回転機合同研究会資料，SA-05-31/RM-05-31 （2005）
• W. Kitagawa and T. Takeshita: "Topology Optimization for Skew of SPMSM by Using Multi-Step Parallel GA", 2014 International Power Electronics Conference, pp.3809-3814 (2014)
• 石川康太，木村佳弘，北川亘，竹下隆晴：「2次元ポリゴンモデルを用いたIPMSMのフラックスバリア形状設計の検討」，第25回｢電磁力関連のダイナミクス｣シンポジウム （SEAD25），17C2-4，pp.380-383 （2013）
• 細川佳寛，野口聡，山下英生，谷本茂也：「永久磁石モーターの効率最適化設計に関する一手法-GA・SAを用いた最適化設計手法-」，電気学会論文誌D，Vol. 121，No. 2，pp.171-177 （2001）
• 河瀬順洋，山口忠，水野泰成：「かご形誘導電動機のけい素鋼板中の三次元渦電流解析」，電気学会論文誌D，Vol. 123，No. 4，pp.323-329 （2003）
• 木村佳弘，内木彬人，北川亘，竹下隆晴：「三次元有限要素法と並列GAによるIPMモーターの鉄損低減設計」，第24回｢電磁力関連のダイナミクス｣シンポジウム （SEAD富山），18A3-2，pp.501-504 （2012）
• 山崎克巳：「固定子及び回転子の高調波磁界を考慮した誘導電動機の損失算定」，電気学会論文誌D，Vol. 123，No. 4，pp.392-400 （2003）
• 石川康太，北川亘，竹下隆晴：「遺伝的プログラミングを用いた多目的最適化による電磁機器の最適設計」，電気学会論文誌B，Vol. 136，No. 3，pp.228-235 （2016）

【口コミ】