ベアリングレスモータの小形化・低消費電力化と次世代クリーンデバイスへの応用

• 研究課題/領域番号: 23686041
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 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(系)研究科(研究院), 准教授 (70447522)
• 研究期間 (年度): 2011-11-18 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円); 2013年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2012年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
• キーワード: 精密機械システム / 磁気浮上 / ベアリングレスモータ / 磁気軸受 / シングルドライブ / ポンプ / 零相電流 / 1自由度制御 / 1軸制御 / クリーンデバイス

研究概要

本研究では，ベアリングレスモータの小形化・低消費電力化，およびそのクリーンデバイスへの応用を目的として，以下の研究成果を得た．2自由度制御形ベアリングレスモータを小型遠心ポンプへ適用し，揚程1.5m，流量4L/minの出力を得た．また，その固定子鉄心をバルク鉄から圧粉磁心に変更することで鉄損を85%低減した．三相巻線1組と三相インバータ1台で駆動可能なシングルドライブベアリングレスモータを提案し，テスト機により試験を行い，その有用性を示した．さらに，三相インバータの零相電流をアクチュエータ制御に用いることを提案し，ベアリングレスモータシステムのさらなる小形化・低消費電力化の可能性を示した．

研究成果

• [雑誌論文] Development of a Compact Centrifugal Pump with a Two-Axis Actively Positioned Consequent-Pole Bearingless Motor (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Asama, D. Kanehara, T. Oiwa, and A. Chiba
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Industry Applications 巻: Vol. 50, No. 1 ページ: 288-295
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a Compact Centrifugal Pump with a Two-Axis Actively Positioned Consequent-Pole Bearingless Motor (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Asama, D. Kanehara, T. Oiwa, and A. Chiba,
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Industry Applications 巻: 50 号: 1 ページ: 288-295
  • DOI: 10.1109/tia.2013.2270452
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suspension Performance of a Two-Axis Actively Regulated Consequent-Pole Bearingless Motor (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Asama, D. Kanehara, T. Oiwa, and A. Chiba
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Energy Conversion 巻: Vol. 28, No. 4 ページ: 894-901
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proposal and Analysis of a Novel Single-drive Bearingless Motor (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Asama, Y. Hamasaki, T. Oiwa, and A. Chiba
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Industrial Electronics 巻: Vol. 60, No. 1 ページ: 129-138
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suspension Performance of a Two-Axis Actively Regulated Consequent-Pole Bearingless Motor (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Asama, D. Kanehara, T. Oiwa, and A. Chiba,
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Energy Conversion 巻: 28 号: 4 ページ: 894-901
  • DOI: 10.1109/tec.2013.2283724
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proposal and Analysis of a Novel Single-Drive Bearingless Motor (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Asama, Y. Hamasaki, T. Oiwa, and A. Chiba
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Industrial Electronics 巻: 1 号: 1 ページ: 129-138
  • DOI: 10.1109/tie.2012.2183840
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduction of Force Interference and Performance Improvement of a Consequent-Pole Bearingless Motor (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Asama, R. Kawata, T. Tamura, T. Oiwa, and A. Chiba
  • 雑誌名: Precision Engineering 巻: Vol. 36, Issue 1 ページ: 10-18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduction of force interference and performance improvement of a consequent-pole bearingless motor (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Asama, R. Kawata, T. Tamura, T. Oiwa, and A. Chiba
  • 雑誌名: Precision Engineering 巻: 1 号: 1 ページ: 10-18
  • DOI: 10.1016/j.precisioneng.2011.05.002
  • 査読あり
• [学会発表] Core Loss Reduction in Two-Axis Actively Positioned Bearingless Motor Using Soft Magnetic Composites (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Asama, D. Kanehara, T. Oiwa, and A. Chiba
  • 学会等名: IEEE Power & Energy Society General Meeting
  • 発表場所: Vancouver, BC, Canada
• [学会発表] 1 自由度制御形ベアリングレスモータの運動連成と安定性に関する考察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡邉大祐, 朝間淳一, 大岩孝彰, 鳥居孝夫, 千葉明
  • 学会等名: 2013年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集
  • 発表場所: 関西大学
• [学会発表] 零相電流を用いた1自由度制御形ベアリングレスモータの新制御法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 福與将人, 朝間淳一, 大岩孝彰, 千葉明
  • 学会等名: 平成25年電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 山口 (CD-ROM)
• [学会発表] シングルドライブベアリングレスモータの4極化による回転子振動低減 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木大貴, 朝間淳一, 大岩孝彰, 千葉明
  • 学会等名: 第25回電磁力関連のダイナミクスシンポジウム
  • 発表場所: 箱根ホテル小涌園
• [学会発表] 1自由度制御形ベアリングレスモータの運動連成と安定性に関する考察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡邉大祐, 朝間淳一, 大岩孝彰, 鳥居孝夫, 千葉明
  • 学会等名: 2013年度精密工学会秋季大会学術講演会
  • 発表場所: 関西大学（大阪府）
• [学会発表] 零相電流を用いた1 自由度制御形ベアリングレスモータの新制御法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 福與将人, 朝間淳一, 大岩孝彰, 千葉明
  • 学会等名: 平成25年電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 山口大学（山口県）
• [学会発表] シングルドライブベアリングレスモータの4極化による回転子振動低減 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木大貴, 朝間淳一, 大岩孝彰, 千葉明
  • 学会等名: 第25回電磁力関連のダイナミクスシンポジウム
  • 発表場所: 箱根ホテル小涌園（神奈川県）
• [学会発表] Performance Investigation of a Centrifugal Pump with a Consequent-Pole Bearingless Motor (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Asama, D. Kanehara, T. Oiwa, and A. Chiba
  • 学会等名: IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE) 2012
  • 発表場所: Raleigh, North Carolina, USA
• [学会発表] Performance Improvement of a One-DOF Actively Positioned Bearingless Motor (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Asama, Y. Hamasaki, T. Oiwa, and A. Chiba
  • 学会等名: 13th International Symposium on Magnetic Bearings (ISMB 13)
  • 発表場所: Arlington, Virginia, USA
• [学会発表] Basic Performance of Two-Axis Actively Positioned Bearingless Disk Motor (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Asama, T. Tamura, D. Kanehara, T. Oiwa, and A. Chiba
  • 学会等名: 2012GM-001314, IEEE Power & Energy Society (PES) General Meeting 2012
  • 発表場所: San Diego, CA, USA
• [学会発表] A Novel Concept of a Single-Drive Bearingless Motor (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Asama, Y. Hamasaki, T. Oiwa, and A. Chiba
  • 学会等名: IEEE International Electric Machines and Drives Conference (IEMDC 2011)
  • 発表場所: Niagara Falls, Canada
• [学会発表] スラスト磁気支持機能を備えたベアリングレスモータの提案 (2012)
  • 著者名/発表者名: 福與将人, 朝間淳一, 大岩孝彰, 千葉明
  • 学会等名: 平成24年電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 津田沼 (Y-117, CD-ROM)
• [学会発表] 円板回転子形シングルドライブベアリングレスモータの提案 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邉大祐, 朝間淳一, 大岩孝彰, 千葉明
  • 学会等名: 平成24年電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 津田沼 (Y-116, CD-ROM)
• [学会発表] 圧粉磁心によるベアリングレスモータの鉄損低減の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 兼原大輔, 朝間淳一, 大岩孝彰, 千葉明
  • 学会等名: 平成24年電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 津田沼 (Y-97, CD-ROM)
• [学会発表] 小形遠心ポンプ用ベアリングモータの磁気支持性能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田村智康, 兼原大輔, 朝間淳一, 大岩孝彰, 千葉明
  • 学会等名: 平成24年電気学会全国大会
  • 発表場所: 広島 (CD-ROM)
• [学会発表] コアレスコイルを用いたシングルドライブベアリングレスモータの磁気支持力 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山崎星, 朝間淳一, 大岩孝彰, 千葉明
  • 学会等名: 平成24年電気学会全国大会
  • 発表場所: 広島 (CD-ROM)
• [学会発表] シングルドライブベアリングレスモータの回転性能向上 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浜崎佑樹, 朝間淳一, 大岩孝彰, 千葉明
  • 学会等名: 平成24年電気学会全国大会
  • 発表場所: 広島 (CD-ROM)
• [学会発表] Performance Improvement of a One-DOF Actively Positioned Bearingless Motor (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Asama, T. Oiwa, and A. Chiba
  • 学会等名: 13th International Symposium on Magnetic Bearings
  • 発表場所: Renaissance Arlington Capital View Hotel (Arlington, Virginia, USA)
• [学会発表] Performance Investigation of a Centrifugal Pump with a Consequent-Pole Bearingless Motor (2012)
  • 著者名/発表者名: J. asama, D. Kanehara, T. Oiwa, and A. Chiba
  • 学会等名: IEEE Energy Conversion Congress and Exposition 2012
  • 発表場所: Raleigh Convention Center (Raleigh, North Carolina, USA)
• [学会発表] スラスト磁気支持機能を備えたベアリングレスモータの提案 (2012)
  • 著者名/発表者名: 福與将人，朝間淳一，大岩孝彰，千葉明
  • 学会等名: 平成24年度電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 千葉工業大学（千葉県）
• [学会発表] 円板回転子形シングルドライブベアリングレスモータの提案 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡辺大祐，朝間淳一，大岩孝彰，千葉明
  • 学会等名: 平成24年度電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 千葉工業大学（千葉県）
• [学会発表] 圧粉磁心によるベアリングレスモータの鉄損低減の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 兼原大輔，朝間淳一，大岩孝彰，千葉明
  • 学会等名: 平成24年度電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 千葉工業大学（千葉県）
• [学会発表] シングルドライブベアリングレスモータの回転性能向上 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浜崎祐樹，朝間淳一，大岩孝彰，千葉明
  • 学会等名: 平成24年電気学会全国大会
  • 発表場所: 広島工業大学（広島県）
• [学会発表] コアレスコイルを用いたシングルドライブベアリングレスモータの磁気支持力 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山崎星，朝間淳一，大岩孝彰，千葉明
  • 学会等名: 平成24年電気学会全国大会
  • 発表場所: 広島工業大学（広島県）
• [学会発表] 小形遠心ポンプ用ベアリングレスモータの磁気支持性能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田村智康，朝間淳一，大岩孝彰，千葉明
  • 学会等名: 平成24年電気学会全国大会
  • 発表場所: 広島工業大学（広島県）
• [学会発表] Performance Improvement of a Bearingless Motor with Harmonics Reduction in Magneto-Motive-Force Distribution (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Kawata, T. Tamura, J. Asama, T. Oiwa, and A. Chiba
  • 学会等名: Proceedings of the 4th International Conference on Manufacturing, Machine Design and Tribology
  • 発表場所: Gamagori, Aichi, Japan
• [学会発表] 磁気浮上式小形遠心ポンプ用ベアリングレスディスクモータの基礎特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田村智康, 川田亮, 朝間淳一, 大岩孝彰, 千葉明
  • 学会等名: 日本機械学会2011年度年次大会
  • 発表場所: 東京 (S113011)
• [学会発表] シングルドライブベアリングレスモータにおけるラジアル剛性の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 浜崎佑樹, 朝間淳一, 大岩孝彰, 千葉明
  • 学会等名: 平成23年電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 那覇 (Y-141, CD-ROM)
• [学会発表] A Novel Concept of a Single-Drive Bearingless Motor (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Asama, Y. Hamasaki, T. Oiwa, and A. Chiba
  • 学会等名: 2011 IEEE International Electric Machines & Drives Conference
  • 発表場所: Niagara Falls (Canada)
• [学会発表] Performance Improvemenet of a Bearingless Motor with Harmonics Reduction in Magneto-Motive Force Distribution (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Kawata, T. Tamura, J. Asama, T. Oiwa, and A. Chiba
  • 学会等名: 4th International Conference on Manufacturing, Machine Design and Tribology
  • 発表場所: Hotel TAKESHIMA (Gamagori, Aichi, Japan)
• [学会発表] シングルドライブベアリングレスモータにおけるラジアル剛性の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 浜崎祐樹，朝間淳一，大岩孝彰，千葉明
  • 学会等名: 平成23年度電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 琉球大学（沖縄県）
• [学会発表] 磁気浮上式小形遠心ポンプ用ベアリングレスディスクモータの基礎特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田村智康，川田亮，朝間淳一，大岩孝彰，千葉明
  • 学会等名: 2011年度日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 東京工業大学（東京都）
• [備考]
  • URL: http://www.ipc.shizuoka.ac.jp/~tjasama/
• [備考] 静岡大学工学部朝間研究室ホームページ
  • URL: http://www.ipc.shizuoka.ac.jp/~tjasama/
• [備考] 朝間研究室ホームページ
  • URL: http://www.ipc.shizuoka.ac.jp/~tjasama/
• [備考] 朝間研究室ホームページ
  • URL: http://www.ipc.shizuoka.ac.jp/~tjasama/