日本国内において，モータによる消費電力は総消費電力の約6割を占めており，モータの省電力化は環境負荷の低減に直結します．本研究室では主として，コンピュータシミュレーションを活用したモータの設計最適化を行っています．
同期電動機の設計最適化
同期電動機は誘導電動機と比較して高効率かつ高出力であるという長所を生かし，電気自動車の駆動用をはじめとした幅広い用途に用いられています．本研究室では，同期電動機の中でも設計の自由度が高い，埋込型永久磁石同期電動機（IPMSM）の最適化を中心に取り組んでいます．大小さまざまな電動機について，鉄心の形状に加え永久磁石の形状を同時に最適化できる，高速マルチマテリアルトポロジー最適化の手法を開発しています．本研究分野では，産業界と共同研究を積極的に実施しており，社会に役立つ技術・知見を獲得できます．
同期電動機の最適化構造
最適化モデルの特性比較
誘導電動機の設計最適化
誘導電動機は構造の単純さや制御の容易さ，価格の安さなどから，産業機械や鉄道車両を中心に幅広く用いられています．本研究室では，トポロジー最適化の技術を応用し，低消費電力かつ高出力を実現する誘導電動機の内部構造を検討しています．現在は，磁性楔と呼ばれる，固定子スロット開口部に配置する電磁材料が電動機の特性に与える影響に着目し，既存の電動機の設計を大きく変えることなく性能を向上させることを提案しています．本研究分野でも，産業界と共同研究を積極的に実施しており，社会に役立つ技術・知見を獲得できます．
鉄道用誘導電動機モデル
固定子スロット開口部の構造最適化
最適化モデルの特性比較