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磁気浮上ベアリングレスモータの革新的インテグレーション化・高速化技術の確立

研究課題

研究課題/領域番号 17H03203
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 知能機械学・機械システム
研究機関静岡大学

研究代表者

朝間 淳一  静岡大学, 工学部, 准教授 (70447522)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2019年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2018年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2017年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワードベアリングレスモータ / 永久磁石モータ / 磁気浮上 / パワーエレクロトニクス / 高速モータ / 磁気軸受 / 巻線統合 / 零相電流 / モータドライブ / パワーエレクトロニクス / 電気機器 / 精密メカトロニクス / 統合巻線 / 精密機械システム
研究成果の概要

従来,磁気浮上巻線と電動機巻線が別々に固定子コアに施されていたベアリングレスモータにおいて,モータ構造の簡素化とトルク増加を図るため,巻線を1種類に統合する設計手法を確立し,さらにモータ駆動周波数5kHzでの高速駆動を,本研究目的とした.成果として,零相電流制御を基にした「3コイルのみを用いた2自由度制御形ベアリングレスモータ」および「四相統合巻線形ベアリングレスモータ」,さらには「三相埋込磁石形モータへの磁気支持力発生機能の統合・制御手法の提案」,および永久磁石を固定子側に配置し,直流・交流磁束を統合した「6極ベアリングレスモータの10万rpmでの駆動」を実現した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年,モータの小形化・高速化が加速しているが,高速化に伴い軸受損失が増加し,効率が低下する恐れがある.ベアリングレスモータは,軸受機能をモータに磁気的に統合することで,回転主軸を磁気浮上させ,非接触で支持することができる.本提案手法を確立し,装置の大形化を回避しつつ,簡易にモータを非接触支持できれば,既存のモータへの適用範囲の大幅な拡張が予想され,環境負荷軽減と産業発展に貢献できる.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 7件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 2自由度制御形磁気浮上モータにおけるd軸電流を用いた共振回避法2019

    • 著者名/発表者名
      MORI Kotaro、ASAMA Junichi、OIWA Takaaki、TORII Takao
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 85 号: 872 ページ: 18-00417-18-00417

    • DOI

      10.1299/transjsme.18-00417

    • NAID

      130007637268

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simple Driving Method for a Two-DOF Controlled Bearingless Motor Using One Three-Phase Inverter2018

    • 著者名/発表者名
      Junichi Asama, Takumi Oi, Takaaki Oiwa, and Akira Chiba
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industry Application

      巻: 54-5 号: 5 ページ: 4365-4376

    • DOI

      10.1109/tia.2018.2845405

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Experimental Evaluation for Core Loss Reduction of a Consequent-Pole Bearingless Disk Motor Using Soft Magnetic Composites2018

    • 著者名/発表者名
      Asama Junichi、Oiwa Takaaki、Shinshi Tadahiko、Chiba Akira
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Energy Conversion

      巻: 33 号: 1 ページ: 324-332

    • DOI

      10.1109/tec.2017.2738674

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Simple Combined Winding Structure of a Bearingless Motor for a Centrifugal Pump Application2019

    • 著者名/発表者名
      Swandahru Suryo Kumoro, Junichi Asama, Tadahiko Shinshi
    • 学会等名
      The 4th International Symposium on Biomedical Engineering
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 永久磁石埋込形ベアリングレスモータにおける空間高調波を考慮した支持パラメータの数式モデルの検討2019

    • 著者名/発表者名
      山本竹真,朝間淳一,椎木健次
    • 学会等名
      電気学会産業応用部門大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 埋込磁石形ベアリングレスモータの空間高調波を考慮した支持力制御方法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      山本竹真,朝間淳一,椎木健次
    • 学会等名
      第31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
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Asymmetrical Combined Winding for a Four-Phase Bearingless Motor2018

    • 著者名/発表者名
      Junichi Asama, Tomotaka Shibata, and Akira Chiba
    • 学会等名
      IEEE Energy Conversion Congress and Expo 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a Homo-Polar Bearingless Motor with Concentrated Winding for High Speed Applications2018

    • 著者名/発表者名
      Junichi Asama, Dai Suzuki, Takaaki Oiwa, and Akira Chiba
    • 学会等名
      2018 International Power Electronics Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rotor Vibration Reduction of a Bearingless Slice Motor for a Centrifugal Blood Pump2018

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Mori and Junichi Asama
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Biomedical Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ホモポーラ形ベアリングレスモータの高速駆動時における磁気支持特性2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木大,朝間淳一,大岩孝彰,千葉明
    • 学会等名
      平成30年電気学会産業応用部門大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ベアリングレスブロアモータの巻線統合化2018

    • 著者名/発表者名
      朝間淳一
    • 学会等名
      電気学会モータドライブ・回転機・自動車合同研究会資料
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of a Homo-polar Bearingless Motor with Concentrated Winding for High Speed Applications2018

    • 著者名/発表者名
      Junichi Asama, Dai Suzuki, Takaaki Oiwa, and Akira Chiba
    • 学会等名
      2018 International Power Electronics Conference, IPEC-Niigata 2018 -ECCE Asia-.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 零相電流を用いた磁気浮上モータシステムにおける分圧コンデンサ電位の電圧センサレス制御2018

    • 著者名/発表者名
      藤井勇介,朝間淳一,大岩孝彰
    • 学会等名
      平成30年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 三相インバータ1台で駆動可能な2自由度御形ベアリングレスモータの巻線統合化の検討2017

    • 著者名/発表者名
      渡辺萌, 朝間淳一, 大岩孝彰, 千葉明
    • 学会等名
      平成29年電気学会産業応用部門大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 2自由度制御形ベアリングレスモータにおける共振回避法の提案2017

    • 著者名/発表者名
      森洸太郎, 朝間淳一, 大岩孝彰, 千葉明
    • 学会等名
      平成29年電気学会産業応用部門大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Performance Improvement of a Bearingless Motor by Rotation about an Estimated Center of Inertia2017

    • 著者名/発表者名
      Junichi Asama, Tomotaka Shibata, Takaaki Oiwa, Tadahiko Shinshi, and Akira Chiba
    • 学会等名
      11th International Symposium on Linear Drives for Industry Applications
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of Integrated Winding Configuration for a Two-DOF Controlled Bearingless PM Motor Using One Three-Phase Inverter2017

    • 著者名/発表者名
      Junichi Asama, Takumi Oi, Takaaki Oiwa, and Akira Chiba
    • 学会等名
      IEEE International Electric Machines and Drives Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 朝間研究室ホームページ

    • URL

      https://wwp.shizuoka.ac.jp/asama/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
  • [備考] 静岡大学 朝間研究室ホームページ

    • URL

      https://wwp.shizuoka.ac.jp/asama/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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