| 研究課題/領域番号 |
20H02096
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
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| 研究機関 | 埼玉大学 |
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研究代表者 |
水野 毅 埼玉大学, 理工学研究科, 名誉教授 (20134645)
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| 研究分担者 |
高崎 正也 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (10333486)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2020年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 磁気浮上 / 磁気軸受 / 磁気浮上モータ / ベアリングレスモータ / メカトロニクス / 交流磁気浮上 / 自己平衡性 / 浮上回転モータ / 浮上モータ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
自己平衡性を持つ交流磁気浮上を利用して完全無制御でロータの支持と回転とを同時に実現する交流磁気浮上モータを開発する．磁気浮上モータは，産業用ポンプなどへの応用が進展し，活発に研究・開発が行われている．しかし，従来は，ロータの支持に直流制御式磁気浮上の原理を用いているので，変位センサ及びコントローラが不可欠であった．これに対し，開発する磁気浮上モータは，これらの要素を必要としない．これは，「磁気浮上モータには制御が不可欠」というこれまでの常識を覆し，研究開発の方向を大きく転換させるものである．また，矩形波出力の電源や圧粉磁心磁極の利用を試みる．さらに，遠心血流ポンプへの応用を図る．
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| 研究成果の概要 |
自己平衡性を持つ交流磁気浮上を利用して「完全無制御」でロータの支持と回転とを同時に実現する交流磁気浮上モータ（ベアリングレスモータ）を開発した．開発した磁気浮上モータは，アキシャル形とラジアル形に大別できる．いずれの場合も，モータ機能を実現するのに，リラクタンス形同期モータの原理を利用した．アキシャル形磁気浮上モータでは，駆動波形を工夫することによって，完全非接触な状態で約600rpmの回転を実現した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
自己平衡性を持つ交流磁気浮上を利用して「完全無制御」でロータの支持と回転とを同時に実現する交流磁気浮上モータを開発した．磁気浮上モータ（ベアリングレスモータ）は，産業用ポンプや人工心臓への応用が進展し，活発に研究・開発が行われている．しかしながら，従来は，ロータの支持に直流制御式磁気浮上の原理を用いているので，ロータの位置を検出する変位センサ及びコントローラが不可欠であった．これに対し，開発した磁気浮上モータは，高コスト化の要因となるこれらの要素を必要としない．本研究の成果は，「磁気浮上モータには制御が不可欠」という常識を覆し，今後の研究開発の方向を大きく転換させる可能性がある．
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