極数と巻き線方式に重点を置いたブラシレスモータの特性と設計

ブラシレスモータは効率や制御性の良さから広く使用されるようになり、最近はEVやドローンへの用途が急拡大している。このブラシレスモータは回転子極数、固定子巻き線極数、及び巻き線方式の組み合わせで、特性が大きくかわる。そこで、これらの3要素に重点を置いた本モータの特性と設計を理解することが、ユーザー、及び開発関係者に重要であることに鑑みた、首題のセミナーを実施するものである。詳細内容は講義項目を参照されたい。 　限界トルクを高めるために、多極設計としても、低コギングトルクで低振動低騒音化の技術と設計法を述べる。 　ブラシレスモータの設計は磁場解析ソフトではなく、永久磁石のBH近似直線とフレミング則を使用して、電卓で速度ートルク、電流特性 (N-I・T特性) を求め、複雑なアキシャルギャップBLDCモータは起磁力方程式の併用でN-I・T特性をもとめる。モータ設計の基礎をやさしく解説、演習するので、誰でも簡単にできるようになる。そして、小型EVインホイールモータやドローンへの応用設計を解説する。 　筆者はモータメーカーで四十数年の設計経験と、大学での10年の教鞭の経験、また最近は数社の技術顧問及びアキシャル立体ギャップBLDCMを世界に先駆けて開発し、EVカート競技にも、多数参加の経験を有している。

1. 磁気回路の基礎
   1. 磁気の3法則
      1. フレミング則
      2. ファラデイ則
      3. アンペアの周回路則
   2. 磁性体と永久磁石
   3. 簡易磁路法と起磁力方程式法
2. ブラシレスモータの原理と構造
   1. BLDCMの原理、構造
   2. 集中巻きと分布巻き
   3. 極数、スロット数、相数と巻き線
   4. コギングトルク
   5. 短節巻き係数、分布巻き係数
   6. 誘起電圧と奇 (偶) 数次高調波
   7. ロータ磁極構成と弱め界磁
   8. スター、デルタ結線
   9. 相内磁路、相間磁路と巻き線率
3. 極数と巻き線方式に重点を置いたBLDCMの設計
   1. 6S4Pインナーロータモータ
   2. 6S8Pアキシャルギャップモータ
   3. 12S、アウター10P,インナー14Pモータ
   4. 18S20P、アウターロータモータ
   5. 18S22P、アウターロータモータ
4. 限界トルクを大きくした多極モータ
   1. EV用途の場合
   2. ドローンの場合
   3. ダイレクト駆動