2009 Fiscal Year Annual Research Report
高磁束密度を使ったローレンツ浮上モータの開発と応用
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20360106
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
岡田 養二 Ibaraki University, 名誉教授 (90007774)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
榎園 正人 大分大学, 工学部, 教授 (40136784)
増澤 徹 茨城大学, 工学部, 教授 (40199691)
近藤 良 茨城大学, 工学部, 教授 (90186867)
松田 健一 茨城大学, 工学部, 講師 (30302326)
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| Keywords | 磁気浮上モータ / 磁気軸受 / 非接触回転 / 高磁束密度 / 高速回転機 / 浮上制御 / 回転型人工心臓 / ロボット用モータ |
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| Research Abstract |
ローレンツ磁気浮上モータの高性能化のためには、磁束密度を高く設計する必要がある。昨年度は、磁束集束永久磁石配列ロータ1個とハルバッハ配列ロータ2個(バックヨークにアルミと鉄)を製作し、性能比較を行った。また薄いスロットレス巻き線を高密度で製作できる、平角線をプレス成形する技術を用いたステータを製作した。これらを使って実験した結果、従来の2-3倍の浮上力と回転トルクが発生できることを確認した。製作した3種類の高磁束密度ロータの中では、鉄バックヨークのハルバッハ配列ロータが最も良好な性能を示した。しかし磁束密度が強すぎ、負バネ係数が高くなり実験が困難であった。
本年度は昨年困難であった実験装置の手直しを行い、強い浮上特性と浮上回転特性の測定に成功し、学会発表と論文集投稿を行った。この結果から、磁束を強くするだけではなく、ロータを軽量化しながら強い磁界を作り出す必要性が分かったので、それらを考慮した人工心臓用の小型浮上モータを設計・製作した。このモータは浮上回転に成功し、基本特性を測定した。小型の割には、強い浮上力と回転トルクを確認した。しかしモータとしては同期モータ制御しかしていないため、回転位置が不安定で充分な性能が出ていない。現在、回転角を検出してサーボモータ制御をするための方式を検討している。新年度はこの改造を行い、安定度の高い状態で浮上特性と回転特性を測定し、学会等の発表・論文投稿を行いたい。また初年度の実験装置で確認した強いトルク特性を生かせる、ロボット用の超高トルクモータの開発も行っていきたい。
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