| 研究概要 |
人工心臓用のアクチュエータとして、セルフベアリングモータの適用が提案されている。人工心臓として用いるセルフベアリングモータは、高効率で低エネルギー消費、低発熱であるとともに、コギングトルクを抑え安定な浮上制御を実現できるように、ギャップ磁束分布がより正弦波に近くなるような永久磁石の配置が望ましい。また,セルフベアリングモータは,能動制御型のシステムであり、フィードバック制御のためのセンサを必要とするが、より小型化のためにセルフセンシング制御の実現が望まれている。
1年目の概要としては、本研究で用いるIPMロータの、永久磁石配置とその時の磁束分布パターンについて検討を行った。通常のIPMモータは、主磁極方向であるd軸方向の磁束は通りにくいが,これと直行するq軸方向は磁束が通りやすいというインダクダンス変動があるため,セルフセンシングがうまく出来ないという問題がある。さらに,IPMモータの低コギング、低トルクリップル化という観点からも,d軸とq軸のインダクタンス差の少ないセルフセンシング可能なロータ構造と永久磁石の配置について,有限要素法を用いた磁場解析を行い検討した。その結果に基づき,インダクタンス差の少ないより正弦波に近いIPM磁極構成を持つ薄型セルフベアリングモータの試作を行った。また,より精度の高い安定したセルフセンシングを行うために,インダクタンス変動や入力変動を補償する,差動トランス方式の新たなセルフセンシング手法を提案した。本年度は,まず永久磁石内臓のハイブリツド磁気軸受装置に今回提案した手法を適用し,予備実験を行った。
2年目は,この新たなセルフセンシング方式を試作したセルフベアリングモータに適用し,安定した浮上回転の実現を目指し研究を継続していく予定である。
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