Development of AC magnetic suspension motor

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02096
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: Mizuno Takeshi 埼玉大学, 理工学研究科, 名誉教授 (20134645)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高崎 正也 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (10333486)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 磁気浮上 / 磁気軸受 / 磁気浮上モータ / ベアリングレスモータ / メカトロニクス

Outline of Final Research Achievements

Self-bearing motors using AC magnetic suspension have been designed and manufactured. The developed self-bearing motors are classified into radial and axial types. Both have used the principle of variable reluctance synchronous motor to achieve rotation. The axial self-bearing motor has achieved approximately 600rpm rotation in levitation without any mechanical contact by using sophisticated waveforms for motor drive.

Free Research Field

機械工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

自己平衡性を持つ交流磁気浮上を利用して「完全無制御」でロータの支持と回転とを同時に実現する交流磁気浮上モータを開発した．磁気浮上モータ（ベアリングレスモータ）は，産業用ポンプや人工心臓への応用が進展し，活発に研究・開発が行われている．しかしながら，従来は，ロータの支持に直流制御式磁気浮上の原理を用いているので，ロータの位置を検出する変位センサ及びコントローラが不可欠であった．これに対し，開発した磁気浮上モータは，高コスト化の要因となるこれらの要素を必要としない．本研究の成果は，「磁気浮上モータには制御が不可欠」という常識を覆し，今後の研究開発の方向を大きく転換させる可能性がある．