HBSRMG(ハイブリッドスイッチドリラクタンモータ・ジェネレータ)について⑥

 モータはいわばローテクの最たるもので、理系の優秀な学生は皆ハイテク分野に行ってしまうため、大手ですらモータ若手技術者の劣化は目を覆うばかりです。

技能者も３Kということで後継者不足に職人の親方たちも頭を抱えている状態です。

職人の劣化は開発力の劣化に直結します。技能者でも日本は質、量ともに韓国、台湾に水をあけられっぱなしです

日本のハイテク分野においては、近年パワー半導体の性能の向上が著しくなってきています。 HBSRMGは、低速域から超高速域までトルク変動の大きい分野（特に電気自動車）では他に類のない特性を示せます。

今後、HBSRMGはパワー半導体との関係で制御系によるなおいっそうの性能UPが期待できます。 

ハイテク系の若い技術者にとっても、良い刺激になると思います。 

モータ自体は分解されれば簡単にコピーされてしまう危険性がありますが、制御系のブラックボックス化（暗号化）の技術はだいぶ進んでいるようなので、日本でチップ化したものを供給し、モータ（どんがら）の開発は日本でするにしても（構造はBLDC等よりも簡単）、量産はコストを考えると発展途上国のメーカーと組んだほうが良いかもしれません。

HBSRMG(ハイブリッドスイッチドリラクタンモータ・ジェネレータ)について⑤

コギングについて補足説明いたします。 

通常のモータでもコギングを低減することはできますが、その分出力が小さくなってしまうというジレンマを抱えています。 

ロータの永久磁石とステータの鉄心の位置関係を調節して、駆動方向の吸引力と制動方向の吸引力を相殺させればよいのですが、コギングの低減と出力はトレードオフの関係になってしまうため、出力を重視しれば、コギングも大きくなってしまうわけです。 大型車では、永久磁石を使わないインダクションモータを採用しているところもあるようですが、これは回転磁界を構成するための界磁に永久磁石ではなく電磁石を使います。モータの出力が大きくなればなるほど、界磁するための電磁石の入力値は相対的に小さくなっていくため、（永久磁石による界磁は入力値０なわけですが、）モータが大型になっていけばいくほど、界磁のための入力値による効率の悪さを無視できるほどになっていくためです。

発電所の発電機は皆この方式です。もっとも発電所ほどのものに巨大な永久磁石を使うのは物理的にもコスト的にも不可能なわけです。 大型車のインダクションモータは、永久磁石による界磁のものと、電磁石による界磁のものとあるようですが、効率を重視するか、出力増を重視するかで選択しているようです。

HBSRMG(ハイブリッドスイッチドリラクタンモータ・ジェネレータ)について④

 電気自動車におけるブレーキ機能について少し詳しくご説明いたします。

ブレーキには三つあります。一つめはペダルを踏んでディスク等の機械的によるもの。二つめは発電・回生のための電気的によるもの。三つめはモータのコギングによるものです。

 

コギングとは、モータのシャフトを指で回してみると、カツカツとひっかかりがあるあれです。これはロータに取り付けた永久磁石の漏れによって発生するものです。 SRモータは永久磁石を使いませんのでコギングはありません。HBSRモータもコギングがありません。ステータ側に組み込んだ永久磁石は電流を流さなければ、外に漏れない機構になっているからです。

 

通常のモータによる電気自動車を走行させるにあたっては、この三段階のブレーキ効果があります。 まず、アクセルペダルを踏み外すとコギングによる弱いブレーキ効果が発生します。次に発電・回生モードにモータを切り替えますと電気的ブレーキ効果（コギングよりも強い）が発生します。そしてブレーキペダルを踏むことによって機械的ブレーキ効果（強い）が発生し、車体を停止させます。

高速道路を走行しているときを想定しますと、通常のモータはコギングによるブレーキ効果があるため高速を維持するためには小電流とはいえアクセルを踏み続け電流を供給し続けなければなりません。

 HBSRMGであれば、コギングがありませんので、高速走行時はアクセルペダルを踏み外して電流を供給しなくても慣性でかなり走行できてしまいます。つまり間欠的にアクセルを踏めばよいことになります。そして下り坂等になれば、発電・回生モードにHBSRMGを切り替えれば電気的ブレーキ効果を発生させることになります。（ガソリン車のエンブレに相当）

HBSRMG(ハイブリッドスイッチドリラクタンモータ・ジェネレータ)について③

エネルギー変換効率が良くなるという事は、当然、バッテリーの持ちは良くなります

通常のモータはトルクを大きくしなければならないとき、つまり発進時から低速域の高トルクが必要なときは極めて効率が悪くなります。

 高速時はあまりトルクを必要としない小電流ですので、高効率を維持できます。 つまり、高速道路を走っている分には長距離を走ってもバッテリーは長持ちしますが、市街地の交差点の信号が多く、発進停止を繰り返す場合は短距離でもバッテリーの消耗は激しくなります。

HBSRMGであれば、発進時から大トルクが必要な低速域（時速10km以下）では2倍以上効率が良くなるはずですし、坂道の下り時等にモータのブレーキ（ガソリン車のエンブレに相当）によって発電・回生させればさらなる一充電あたりの走行距離の向上になります。

HBSRMG(ハイブリッドスイッチドリラクタンモータ・ジェネレータ)について②

車体を軽量化できますと電気の消費量も減らすことになります。 通常モータは、IMにしてもIPMにしてもトルクを大きくすればするほど電流を多く流さなくてはなりません。トルクを大きくしなければならないのは、坂道を登るときや発進時です。従って車体が軽ければ軽いほどバッテリーが長持ちし、一充電あたりの走行距離が伸びます。 

HBSRMG(ハイブリッドスイッチドリラクタンモータ・ジェネレータ)について①

 

電気自動車のコストに関してですが、10年くらい前で、ご参考までにしていただきたいのですが、50％がバッテリーで、モータは５％ほどだったと思います。モータの基本特性がHBSRMGによって向上しますと、電気の消費量が減り、バッテリーの搭載量が減ります。これは車体全体の軽量化にもつながりますので、相乗効果によるコストダウンとなります。

電気自動車用のモータは大型車はインダクションモータ（IM）小型、中型車はIPM（インナー・パーマネント・マグネットモータ）が主流となっていますが、HBSRMGは、IM,IPMよりも構造がシンプルで堅牢なので、コスト的にも問題ありません。

⑥自然エネルギーの世界に向かって

 バイオマスカーボンの原料となる植物の栽培や森林における間伐材の有効利用は、農業、林業の活性化となります。

例えば、お米の栽培において、廃棄物扱いになっている「もみ殻」は、炭素の他にシリカを大量に含んでいるので、シリコンカーバイトの原料として有望視されています。

また、二酸化炭素の吸収量が多く、成長の早いケナフも注目されています。

これらが半導体の原料として流通するようになれば、廃棄扱いであった「もみ殻」は高付加価値商材となり、お米の10倍、100倍の価格になるとも言われています。

 

日本では、半導体は「産業のコメ」と言われ続けてきましたが、今や中国、韓国の後塵を拝しかねない状況です。

 

ニーチェの名言で、「樹木にとって最も大切なものは何かと問うたら、それは果実だと誰もが答えるだろう。しかし実際には種なのだ。」とあります。

バイオマスカーボンによる半導体はまさに「産業のタネ」となりうるでしょう。

 

これは、地方の自治体等をはじめ戦前の日本の活力の源泉であった村落共同体の復活につながります。

 

「ムラ社会」化した官僚による公文書の偽造、大手メーカーによる品質表示偽造等、以前では考えられないことが横行しています。

これは役所にせよ、会社にせよ本来機能集団であるべきものが、共同体（ムラ社会）化し二重規範（ダブルスタンダード）となってしまっていることによると思われます。

 

本来「ムラ社会」とは、悪いことをすれば氏神様の罰が当たり、嘘をつけば閻魔様に舌を抜かれると、お爺さんお婆さんが子供たちに教えてくれる社会です。

 

本来の共同体であるべき村落共同体の復活は第一次産業である農林水産業の活性化が不可欠です。

過疎地の人口が増えれば、地元の漁業も潤うことは言うまでもありません。

 

水素の電気分解によって発電させる燃料電池は、水素を発生させるためには水と電気が必要です。

燃料電池によって発電させるに必要な水素を発生させるための電気は比較的少量でよいので自然エネルギーによるものが理想です。（化石燃料等による発電施設の規模等を考慮のうえ総合的に比較すると発電に要するコストは減少する。）

いわゆる自然エネルギー（太陽光、風力、水力、波力、地熱、バイオ等）は、無駄によるロスの少ない地産地消による自給自足のエネルギーシステムが理想です。

 

SR系モータ・ジェネレータのデジタル制御によるインターフェースの統一システムは自然エネルギーの普及に大きく貢献できるものと思われます。