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整流コイルを用いた磁気浮上モータの研究

研究課題

研究課題/領域番号 15360128
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械力学・制御
研究機関高知工科大学

研究代表者

岡 宏一  高知工科大学, 工学部, 助教授 (10160649)

研究分担者 井上 喜雄  高知工科大学, 工学部, 教授 (50299369)
蝶野 成臣  高知工科大学, 工学部, 教授 (20155328)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
15,000千円 (直接経費: 15,000千円)
2005年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2004年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
2003年度: 6,900千円 (直接経費: 6,900千円)
キーワード整流コイル / 磁気浮上 / ベアリングレスモータ / 交流磁界 / モータ / 磁気軸受 / 永久磁石 / セルフベアリング
研究概要

1.ベアリングレスモータを作るためのロータやステータの形状や構成法などを検討した.その結果ラジアル方向磁化形とスラスト方向磁化形の2つの構成法でベアリングレスモータを作ることが可能であることを確認した.
2.整流コイルを用いたロータシステムについてシミュレーションおよび実験によって,ロータの磁化の様子を計算した.この結果,ステータ側に交流磁界を作ることによって,ロータをほぼ一定の方向に磁化させることが可能なことを確認した.
3.第1段階の装置の試作を行った.この装置はラジアル方向磁化形で,ロータの磁極が方形をしているものである.この装置を使って実験を行った結果,この実験装置では十分な磁気力が得られないことがわかった.
4.3の試作装置が失敗した原因を有限要素法解析によって検討した.その結果磁極の形状に問題があり,ロータの誘導磁束の低下,発生力,発生トルクの不足をまねていることがわかった.ロータ磁極の形状を扇形にし,ステータ磁極の形状も先端が膨らんだ形状とすることによってこの問題を解決できることがわかった.
5.有限要素法を用いて,試作器の設計を行った.ステータおよびロータの磁極形状を扇形を基本としたものとして装置の再設計を行った.ステータとロータの重なりの長さをパラメータとし,トルク電流として正弦波を用いた場合に,i)より大きなトルクが得られること,ii)回転角にあまり影響がおよぼさないこと,を目標として有限要素法による計算を行った.その後,十分なトルク・浮上力が得られることを確認した.
6.5.で設計した装置を試作し,基礎実験を行った.試作装置を用いて浮上実験を行い成功した.現在接触式の軸受を用いて回転実験をしており,十分なトルクが得られることが確認された.
今後は非接触浮上・回転の実験を行い,さらにスラスト方向磁化形の装置について検討をする予定である.

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2006 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (20件) 文献書誌 (4件)

  • [雑誌論文] 永久磁石リニア駆動によるマニピュレーション-鉄球の回転制御-2006

    • 著者名/発表者名
      藤原 佑輔
    • 雑誌名

      日本AEM学会誌 14・1

      ページ: 126-131

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Analysis of Bearingless Motor with Rectifire Circuit Rotor2006

    • 著者名/発表者名
      Koichi Oka
    • 雑誌名

      Proc.of Asia-Pacific Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics 2006

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Manipulation by Linear Driving Permanent Magnet -Rotation Control of Iron Ball-2006

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Fujiwara
    • 雑誌名

      Journal of the Japan Society of Applied Electromagnetics and Mechanics 14-1

      ページ: 126-131

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Analysis of Bearingless Motor with Rectifier Circuit Rotor -Study of teeth shape-2006

    • 著者名/発表者名
      Koichi Oka
    • 雑誌名

      Rroceedings of Asia-Pacific Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics (to be appeared)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Analysis and Design of Bearingless Motor with Rectifier Circuits2006

    • 著者名/発表者名
      Chen Li
    • 雑誌名

      Proceedings of 10th Internatinal Symposium on Magnetic Bearings (to be appeared)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 永久磁石リニア駆動によるマニピュレーション-鉄球の回転制御-2006

    • 著者名/発表者名
      藤原佑輔
    • 雑誌名

      日本AEM学会誌 14・1(掲載決定)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 永久磁石とリニアアクチュエータを用いた磁気浮上機構-両側吸引浮上に関する考察-2006

    • 著者名/発表者名
      崔天時
    • 雑誌名

      日本AEM学会誌 14・1(掲載決定)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic Suspension System with Variable Flux Path Mechanism2006

    • 著者名/発表者名
      Koichi Oka
    • 雑誌名

      Proc.Int.Symp.on Interdisciplinary Electromagnetic, Mechanic & Biomedical Problems (to be appeared)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 整流回路を用いたべアリングレスモータの開発-回転機構に関する考察-2005

    • 著者名/発表者名
      荒谷 広宣
    • 雑誌名

      第17回「電磁カ関連のダイナミクス」 シンポジウム講演論文集

      ページ: 493-496

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Noncontact Spining Mechanism Using Linearly Actuated Magnets2005

    • 著者名/発表者名
      Koichi Oka
    • 雑誌名

      Proc. of The Fifth Int.Symp.on Linear Drives for Industry Applications

      ページ: 552-555

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 2-DOF Maglev System with Permanent Magnet Motion Control2005

    • 著者名/発表者名
      Cui Tianshi
    • 雑誌名

      Proc. of SICE Annual Conference 2005

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of Bearingless Motor with Rectified Circuit Coil -Study of Rotation Mechanism-2004

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Aratani
    • 雑誌名

      Proceedings of the Dynamics & Design Conference 2004 (CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 2 DOF Suspension Mechanism for Noncontact Manipulation with Permanent Magnet Motion Control2004

    • 著者名/発表者名
      Koichi Oka, TianShi Gui
    • 雑誌名

      Proc.of Mechatronics & Robotics 2004

      ページ: 383-387

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Zero Power Control for Magnetic Suspension System with Permanent Magnet Motion Control2004

    • 著者名/発表者名
      Koichi Oka, TianShi Gui
    • 雑誌名

      Proc.Int.Conference on Electrical Machines and Systems 2004

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 整流回路を用いたベアリングレスモータの開発-回転機構に関する考察-2004

    • 著者名/発表者名
      荒谷広宣, 陳麗, 岡宏一
    • 雑誌名

      第14回インテリジェントシステム・シンポジウム講演論文集

      ページ: 195-198

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 永久磁石の運動機構を用いた磁気浮上装置-浮上体の回転機構の関する考察-2004

    • 著者名/発表者名
      藤原佑輔, 崔天時, 岡宏一
    • 雑誌名

      機械学会Dynamics & Design Conference 2004講演論文集

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] べアリングレスモータの試作例と応用機器2003

    • 著者名/発表者名
      市川 修
    • 雑誌名

      平成15年電気学会全国大会講演論文集

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Bearingless motor with rectifire circuites2002

    • 著者名/発表者名
      Koichi Oka
    • 雑誌名

      Proceedings of the 8th International Symposium on Magnetic Bearings

      ページ: 271-275

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 整流コイルを持つロータを用いたべアリングレスモータの浮上可能性における考察2002

    • 著者名/発表者名
      岡 宏一
    • 雑誌名

      第46回システム制御情報学会研究発表講演会 講演論文集

      ページ: 623-624

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Bearingless motor with rectifier circuits2002

    • 著者名/発表者名
      Koichi Oka
    • 雑誌名

      Proceedings of the 8th International Symposium on Magnetic Bearings

      ページ: 271-275

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koichi OKA: "Noncontact manipulation with permanent magnet motion control"Proceedings of the 4th International Symposium on Linear Drives for Industry Applications. 259-262 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 市原修, 千葉明, 岡宏一他: "ベアリングレスモータの試作例と応用機器"平成15年電気学会全国大会講演論文集5. 195-198 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Koichi OKA: "Bearingless motor with rectifier circuits"Proceedings of the 8th International Symposium on Magnetic Bearings. 271-275 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 岡 宏一他: "整流コイルを用いたベアリングレスモータの回転性能"第9回運動と制御のシンポジウム講演論文集. (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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