ベアリングレスモータのトルクと半径方向力発生機講の体系化に関する基礎的研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09450108
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 深尾 正 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016545)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 千葉 明 東京理科大学, 理工学部, 助教授 (30207287) ; 道岡 力 東京工業大学, 工学部, 助手 (40262282) ; 高橋 宏治 東京工業大学, 工学部, 助教授 (10179484)
• Keywords: ベアリングレスモータ / 電動機定数 / 半径方向力 / トルク / 磁気浮上 / 磁気軸受 / 等価回路 / インダクタンス

Research Abstract

従来から研究を進めてきたリラクタンス型、誘導機型、永久磁石型、ホモポーラ型などのべアリングレスモータに加えて、本年度は、逆突極型とスイッチドリラクタンス型を試作し、以下の成果を得た。
1.リラクタンス型およびホモポーラ型ベアリングレスモータについて、回転子を磁気中心より半径方向にずらしたときに変位を増加させる方向に発生する不平衡吸引力を定量的に解析した。その結果、回転子の半径方向変位に対し、リラクタンス型の場合には電機子インダクタンスに蓄えられる磁気エネルギーの変化、ホモポーラ型ではこれに加えてさらに界磁磁束の磁路中に蓄えられる磁気エネルギーの変化により不平衡吸引力が発生することを明らかにした。
2.ホモポーラ型では、二つに分割された回転子ごとに極性が分かれるため直流の電流により半径方向力を発生できる。このとき、界磁巻線と半径方向力巻線は直流の磁束の結合をもち、他のベアリングレスモータと同様に半径方向力係数が定義されることを明らかにした。
3.永久磁石型の電機子インダクタンスがこれまでの円筒機とは異なる逆突極型ベアリングレスモータを試作し、無負荷で浮上運転に成功した。
4.従来の誘導機型やシンクロナス型とは、構造や電流波形が大きく異なるスイッチドリラクタンス型ベアリングレスモータと制御システムを試作し、安定した浮上運転を実現した。

Research Products

• [Publications] 千葉 明: "Stable Operation of Induction-Type Bearingless Motors Under Loaded Conditions" IEEE Transaction on Industry Applications. Vol.33,No.4. 919-924 (1997)
• [Publications] 市川 修: "ベアリングレスリラクタンスモータの半径方向力の解析と軸位置制御装置の構成" 電気学会論文誌. Vol.117-D. 1123-1131 (1997)
• [Publications] 大島 政英: "A Rotor Desing of a Permanent Magnet-Type Bearingless Motor Considering Demagnetization" IEEE PCC-Nagaoka. 655-660 (1997)
• [Publications] 杉谷 宗寧: "逆突極形ベアリングレスモータの試作" 電気学会産業応用部門全国大会. I. T-3 (1997)
• [Publications] Muhamad Haris: "Measurement of Radial Force Constant of Homopolar Type Bearingless Motor" IEEJ Industry Application Society Convention. I. T-13 (1997)
• [Publications] Masatsugu Takemoto: "A Design and Characteristics of Switched Reluctance Type Bearingless Motors" 4th International Symposium on Magnetic Suspension Technology Gifu. (1997)