高出力球面誘導モータの効率改善のための球面ロータ改良

• 研究課題/領域番号: 16K06190
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 東北学院大学
• 研究代表者: 熊谷 正朗 東北学院大学, 工学部, 教授 (70323045)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 球面誘導モータ / 球面モータ / 誘導モータ / ロータ / 電磁場シミュレーション / 効率改善 / リニアモータ / リアクションプレート / 磁場シミュレーション / アクチュエータ / モータ / ベクトル制御

研究成果の概要

球面誘導モータの電力変換効率の向上を目的として、回転側である銅と鉄によって構成される球殻ロータの構造の改良を試みた。
ロータを単純な銅と鉄の２層構造から、亀甲模様の銅メッシュ構造として、ロータ表面に鉄部が現れる構造に変更することで、磁束密度を高める方法をとり、平面モータモデルの電磁場シミュレーションによって、同構造で出力が増すこと、および設計パラメータの傾向に関する知見が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

球面誘導モータは、連続回転が可能な球面モータの各種方式の中では出力の大きさの面で有望であり、かつ当方式は移動ロボットの駆動に使える程度の特性を持っている。一方で効率の悪さが先行研究で確認されており、その改善の方策および設計パラメータに関する知見が得られたことは実用化へのステップの一つである。今後、本成果を元に実機試験を行うことで、より実用性が高まると期待される。