2004 Fiscal Year Annual Research Report
人工心臓およびキャンドポンプ用の高性能ベアリングレスモータの開発
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16760222
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| Research Institution | Musashi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
竹本 真紹 武蔵工業大学, 工学部, 助手 (80313336)
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| Keywords | ベアリングレスモータ / 永久磁石型ベアリングレスモータ / 磁気軸受 / キャンドポンプ / 人工心臓 |
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| Research Abstract |
ベアリングレスモータは、1つの固定子に電動機巻線と軸支持巻線の2種類の巻線を備えることで、電動機と磁気軸受の機能を磁気的に一体化したモータである。ベアリングレスモータ単体でトルクの発生と回転子主軸の非接触支持を同時に実現できる。従って、磁気軸受の利点に加えて、電動機と磁気軸受を併用した場合よりもコストダウン、小型化、軸長の短縮による危険速度の向上などが期待される。このように、ベアリングレスモータは非常に付加価値の高いモータである。現在、ベアリングレスモータの非接触・無潤滑・メンテナンスフリー・小型化といった特長を最大限に利用できる人工心臓やキャンドポンプに、ベアリングレスモータを適用する研究開発がヨーロッパや日本の企業・大学で盛んに行われている。そこで研究代表者は、人工心臓やキャンドポンプ用に大きな軸支持力を発生できる構造として、軸支持磁束が磁気抵抗の大きな永久磁石を通らない構造を持つ永久磁石型ベアリングレスモータを新たに発明した。
本年度の研究成果は、第一に、発明した永久磁石型ベアリングレスモータを実際に試作した。その際、回転子の設計において、これまでに明らかにしてきた設計指針に基づき有限要素法による非線形磁場解析を詳細に行い、提案する構造の中でも最適な回転子寸法を導出した。第二に、磁気飽和が発生するような高出力運転時において安定な軸支持を実現する上で不可欠な磁気飽和の影響を考慮した支持力と電流の関係を導出した。第三に、高速・高出力用の負荷試験装置を開発した。さらに、本研究テーマを実現する上で必要となる周辺技術の確立も行った。
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