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円筒磁路を用いた5軸能動位置制御型磁気浮上ディスクモータの高性能化についての研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K06199
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
研究機関立命館大学

研究代表者

上野 哲  立命館大学, 理工学部, 教授 (40322929)

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 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードセルフベアリングモータ / ベアリンレスモータ / 磁気浮上 / 磁気軸受 / 永久磁石モータ / キャンドポンプ / 磁界解析 / 磁気浮上モータ / 回転機械 / メカトロニクス
研究成果の概要

本研究では,ディスク型セルフベアリングモータに円筒型の磁気回路を加えて単極磁界を発生させることで,ロータの軸方向位置とモータトルクに加えて,ラジアル方向位置と傾きを制御するセルフベアリングモータの開発に取り組んだ。
まず従来の試験装置の構造と制御方式を改善し,従来よりも安定した浮上回転制御を実現した。そしてロータの片側のみにステータを配置したモータの設計と製作を行った。さらに電磁力解析によってラジアル方向の軸受力の発生原理を明らかにし,さらに4極以上のロータに対して,1組のロータとステータのみでラジアル方向力と傾きトルクが制御可能であることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,簡単な構造によってロータの回転と支持を非接触で行うモータを開発している。非接触であるため効率の向上と低騒音が実現でき,摩耗がないため寿命が飛躍的に向上し,潤滑油が不要となるため環境に優しいモータとなる。
本研究では,ロータの新しい支持方法を提案し解析と実験により提案するモータが実現可能であることを示した。本研究で明らかにした手法は,小型・低価格・高効率の非接触モータの開発につながるものである。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] 片面のみにステータを配置した5軸能動制御型アキシャルセルフベアリングモータの開発2019

    • 著者名/発表者名
      井上諒,上野哲,姜長安
    • 学会等名
      日本機械学会関西学生会2018年度学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 単極磁界を用いた5軸能動位置制御型アキシャルセルフベアリングモータの開発2019

    • 著者名/発表者名
      間々田和也,上野哲,姜長安
    • 学会等名
      日本機械学会関西学生会2018年度学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 5軸能動位置制御型アキシャルセルフベアリングモータの回転試験2018

    • 著者名/発表者名
      上野哲,根本一輝,姜長安
    • 学会等名
      第30回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Analysis and Control of Radial Force and Tilt Moment for an Axial-Gap Self-Bearing Motor2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ueno, Junichi Mameda, Changan Jiang
    • 学会等名
      IEEE International Electric Machines & Drives Conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ±2極磁界の組み合わせによるアキシャルセルフベアリングモータのラジアル運動制御2017

    • 著者名/発表者名
      上野 哲,姜 長安
    • 学会等名
      第26回MAGDAコンファレンス in 金沢
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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