| 研究課題/領域番号 |
09450108
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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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| 研究分野 |
電力工学・電気機器工学
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
深尾 正 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016545)
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| 研究分担者 |
千葉 明 東京工業大学, 理工学部, 助教授 (30207287)
市川 修 東京工業大学, 工学部, 助手 (80302941)
高橋 宏治 東京工業大学, 工学部, 助教授 (10179484)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1998
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| キーワード | ベアリングレスモータ / 磁気軸受 / 磁気浮上 / 半径方向力 / トルク / 電動機定数 / インダクタンス / 磁気回路 |
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| 研究概要 |
電動機と磁気軸受の機能を一体化したベアリングレスモータは、無保守・長寿命であり高速・大容量化が可能である。原理的には種々の電動機をベアリングレス化することができるが、それらのベアリングレスモータのトルクと半径方向力発生機構に関して統一的な理論を導出し、機種毎の特徴を明確にする必要がある。本研究ではシンクロナスリラクタンス型・誘導機型・永久磁石型・ホモポーラ型・スイッチトリラクタンス型・アキシャルギャップ構造のベアリングレスモータが発生するトルクと半径方向力について検討し、以下の結論を得た。
1. 誘導機型は二次回路の電流によって空隙磁束が変化するため、二次回路の影響を考慮し空隙磁束を正確に把握する制御が必要であることを明らかにした。
2. 永久磁石型では、磁石の起磁力を等価電流で置き換えればシンクロナスリラクタンス型と同様に扱えることを明らかにし、回転子を中心からずらした位置で回転させ、そのとき巻線に誘起する電圧から半径方向力係数を算定する方法を提案した。
3. ホモポーラ型は電動機励磁磁束が回転軸方向に通ることが他のモータと異なる。各磁束の成分とトルク・半径方向力との関係を解析し、トルクには磁束の直流分が寄与しないこと、および半径方向力には直流分を含む全成分が寄与することを明らかにした。
4. スイッチトリラクタンス型は電動機磁束の大きさと方向の変化にあわせて、位置制御電流を逐次演算する必要があること、同時に発生できるトルクと半径方向力の制約を明らかにした。
5. アキシャルギャップ構造にすると、不平衡吸引力を利用した回転子の回転軸方向位置制御が加わるため、これによって回転トルクが制限されることを明らかにした。トルクの限界とモータ定数、回転軸方向力との関係を解析し、負荷からの反力によって発生できるトルクが増加することを確認した。
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