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ベアリングレス化による革新的省エネルギーモータドライブ技術の基盤構築

研究課題

研究課題/領域番号 17H04916
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 電力工学・電力変換・電気機器
研究機関東京電機大学 (2019)
東京工業大学 (2017-2018)

研究代表者

杉元 紘也  東京電機大学, 工学部, 准教授 (60613552)

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
23,660千円 (直接経費: 18,200千円、間接経費: 5,460千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2018年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2017年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円)
キーワードベアリングレスモータ / 磁気軸受 / 永久磁石モータ / 高速モータ / 省エネルギー / 1軸制御形 / シングルドライブ / 高効率 / ベアリングレス化 / 磁気支持
研究成果の概要

ベアリングレスモータの省エネルギー効果向上のため,定格回転速度7200 r/minの従来試作機の損失を分析し銅損が支配的であることが明らかになったため,高速・低トルク化し銅損を低減することで,小形・効率化する新しいドライブシステムの基盤構築を行った。新しい高速1軸制御形シングルドライブベアリングレスモータの試作機とコントローラを開発し,30,000 r/minでの安定な浮上回転の実現と高効率化を実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

温室効果ガス排出量削減および省エネルギー化において,モータの高効率化は必要不可欠である。一方,一般的なベアリング付きモータは,機械的な接触があるため,小形・高速化と高効率化の間にはトレードオフがあり両立は困難である。本研究成果は,従来技術では実現困難であったモータの小形・高速化と高効率化を両立する新しいベアリングレスモータドライブシステムの有効性を実証した点であり,学術的および社会的価値が高い。

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

    (9件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Parameter Identification of Current-Force Factor and Torque Constant in Single-Drive Bearingless Motors With Back EMF2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Sugimoto, and Akira Chiba
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industry Applications

      巻: vol. 55, no. 5 号: 5 ページ: 4754-4761

    • DOI

      10.1109/tia.2019.2926673

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parameter Identifications of Current-Force Factor and Torque Constant in Single-Drive Bearingless Motors2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Sugimoto, and Akira Chiba
    • 雑誌名

      2018 International Power Electronics Conference (IPEC-Niigata 2018 -ECCE Asia)

      巻: - ページ: 3627-3631

    • DOI

      10.23919/ipec.2018.8507407

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Torque Density Improvement of a One Axis Actively Positioned Single-Drive Bearingless Motor2018

    • 著者名/発表者名
      Theeraphong Srichiangsa, Hiroya Sugimoto, and Akira Chiba
    • 雑誌名

      2018 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE)

      巻: - ページ: 6908-6913

    • DOI

      10.1109/ecce.2018.8557413

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Experimental Results Passing Through Critical Speeds of Radial and Tilting Motions in a One-Axis Actively Positioned Single-Drive Bearingless Motor2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Sugimoto, and Akira Chiba
    • 雑誌名

      2018 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE)

      巻: - ページ: 4392-4397

    • DOI

      10.1109/ecce.2018.8558121

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Parameter Identifications of Current-Force Factor and Torque Constant in Single-Drive Bearingless Motors2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Sugimoto
    • 学会等名
      2018 International Power Electronics Conference (IPEC-Niigata 2018 -ECCE Asia)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Torque Density Improvement of a One Axis Actively Positioned Single-Drive Bearingless Motor2018

    • 著者名/発表者名
      Theeraphong Srichiangsa
    • 学会等名
      2018 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Results Passing Through Critical Speeds of Radial and Tilting Motions in a One-Axis Actively Positioned Single-Drive Bearingless Motor2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Sugimoto
    • 学会等名
      2018 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 冷却ファン用1軸制御ベアリングレスモータのジャイロ効果と傾き方向の安定性2017

    • 著者名/発表者名
      杉元紘也,千葉明
    • 学会等名
      電気学会MAG/MD/LD合同研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of Bearing Loss and Magnetic Suspension Power in Single-Drive Bearingless Motor2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Sugimoto
    • 学会等名
      IEEE Power & Energy Society General Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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