| 研究課題/領域番号 |
20H02100
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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 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
朝間 淳一 静岡大学, 工学部, 准教授 (70447522)
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| 研究分担者 |
杉元 紘也 東京電機大学, 工学部, 准教授 (60613552)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022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)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2020年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
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| キーワード | ベアリングレスモータ / 磁気浮上 / パワーメカトロニクス / 磁気軸受 / 非対称モータ構造 / 永久磁石モータ / モータ / 非対称 / モータドライブ / パワーエレクトロニクス / 電気機器 / インテリジェント |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，電気的および機械的に非対称構造を有する四相ベアリングレス磁気浮上モータの設計手法の確立を目的とする．さらに，ベアリングレスモータの産業応用への拡大を見据え，磁気浮上制御系の不安定化と故障を未然に防ぐ診断（異常検知）機能の付加と，フェールセーフ化，ベアリングレスモータのインテリジェント化技術の構築も，本研究の目的とする．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，電気的および機械的に非対称構造を有する磁気浮上ベアリングレスモータの設計手法の確立を目的としている．まず，集中巻が施された三相ブラシレスモータを，起磁力分布を基にした指標を用いて，四相非対称のベアリングレスモータに変換する手法を提案した．また，三相スロットレスモータにおいて，回転子の永久磁石を一部半ピッチずらすことで，軸方向支持力とトルクをインバータ1台のみで発生させる機械的非対称モデルを提案し，上述2モデルに対して，有限要素法による電磁界解析と実機テストによりその有用性を実証した．さらに，エアギャップを非対称とすることで半径方向支持力とトルクを同時発生可能なモデルも提案した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
磁気浮上ベアリングレスモータは，機械損がなく，高寿命・高速駆動が可能であるため，未来の省エネモータとして期待される．三相ブラシレスモータを四相ベアリングレスモータに変換するという発想，また，三相スロットレス永久磁石モータの回転子の一部をひねるだけで軸方向力を発生させる構造，およびその設計手法を確立したことは，学術的にも新しい．さらに，磁気浮上モータでしかできないエアギャップの非対称化により，三相インバータ1台のみで半径方向磁気支持力とトルクを同時に発生可能な新しいベアリングレスモータを提案している点も学術的には新しい．
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