| 研究課題/領域番号 |
13555059
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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 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
機械力学・制御
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
岡田 養二 茨城大学, 工学部, 教授 (90007774)
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| 研究分担者 |
近藤 良 茨城大学, 工学部, 助教授 (90186867)
松田 健一 茨城大学, 工学部, 助手 (30302326)
上野 哲 立命館大学, 理工学部, 助教授 (40322929)
金箱 秀樹 三協精機, 要素技術センター, 部長研究員
阿部 けい輔 千葉精密, 開発部, 主任研究員
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2004
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| キーワード | 磁気浮上 / 交流モータ / 磁気軸受 / 高速回転体 / デジタル制御 / アクチュエータ |
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| 研究概要 |
本研究は、強い回転力と浮上力を同時に実現するローレンツ力を使ったセルフベアリングモータの開発と、それの産業応用の研究である。
モータと磁気軸受を一体化するセルフベアリングモータは、回転磁界の大きさを変調する理論が広く知られている。しかし永久磁石型にこれを適用すると、浮上・回転の性能と製造技術に困難を伴う。これを解決すべく、ローレンツ力を利用するセルフベアリングモータを提案し、いままでに原理確認の実験に成功した。
強力で製造が容易なローレンツ力を利用した浮上モータを考えたときに、円筒型のモータを開発する必要がある。いままでに8極モータを6個の集中巻きコイルで制御でき、強力で浮上と回転が独立に制御できることを導いた。また高速化に向いている、4極モータにも適用できることを導き、実用化レベルでの浮上・回転性能を確認した。ラジアル方向の磁気支持特性は安定であり、最高回転5,500rpmまで浮上回転に成功した。人工心臓やハードディスクスピンドルへの応用を考えると、アウターロータ型の開発が望まれる。そこで強力なハルバッハ磁石を使った浮上モータの開発を行い、浮上回転に成功した。これらの試験結果は、いくつかの論文にまとめ発表した。
セルフベアリングモータで制御できるラジアル2軸に加え、残りの3軸を制御する磁気軸受として、永久磁石内蔵型を提案し、実験でも良好な特性を示した。これを国内外で発表した。
セルフセンシング技術に関しては、差動トランス方式で磁束の非線形補償を行った方式が実用になる性能を持っていることが判明した。現在最終データを取り、発表準備を行っている。
実用化に関しては、人工心臓ポンプおよびケミカルポンプに応用可能なことがわかり、製品化のための実験を行っている。
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