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2015 年度 実施状況報告書

次世代超低振動ステッピングモータ駆動システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K05955
研究機関東京都市大学

研究代表者

百目鬼 英雄  東京都市大学, 工学部, 教授 (40386355)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードステッピングモータ / 不安定現象 / 進藤抑制
研究実績の概要

ステッピングモータの3次元磁気モデルでの有限要素解析を行い静的な状態でのトルク解析を行い、磁気モデルの評価を行った後、駆動系解析ソフトとの練成解析モデルから動特性の解析を行った。電流制御系はPWMで構成されるためスイッチングデバイスのダイオードのみを考慮することで高速にシミュレーションできる手法を開発した。実機との比較検証をするためナショナルインスツルメント社製LabVewによる計測システムとリアルタイム状態測定を行うため、FPGAで構成されたシステムを構築中である。駆動は1chipマイコンで構成し主回路は2相フルブリッジ内の状態変数がすべてリアルタイムで計測可能であることから、インバータの電圧・電流をデジタル量で計測可能な装置を構築中である。
PMモータの練成モデルから発展させて3次元磁気回路を考慮したステッピングモータと駆動回路を連携した解析手法を構築することを目標として、ステッピングモータの電流波形を考慮したトルク発生式を導出した。また、駆動のダイナミックスを測定する計測装置を開発し、精密な動特性を測定し解析結果との差異からステッピングモータがオープンループ駆動されている際の負荷角の変動を測定する装置を開発した。これにより、ステッピングモータの不安定現象を解析モデルからのシミュレーションと実験結果が詳細に比較できるようになった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初予定した駆動装置のシステム開発は順調に進んでいる。駆動時の詳細な特性が測定できるようになった。

今後の研究の推進方策

鉄損を考慮した磁界解析により中速域の共振現象の解析とその制振法の開発に関する研究を行う。初めに定常回転している場合の損失解析を行い、従来問題とされていないステッピングモータの効率についても検討する。
ステッピングモータの動特性に与える鉄損の影響の解明を行う。中域共振の解析には共振に至る実験結果からの考察が必要となるため、共振に至る初期条件の抽出を行う。

次年度使用額が生じた理由

駆動機構の設計が遅れ、納入が遅れたてめ。

次年度使用額の使用計画

駆動機構の購入

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2015

すべて 雑誌論文 (1件)

  • [雑誌論文] リラクタンストルク応用モータの原理と性能向上の動向2015

    • 著者名/発表者名
      百目鬼 英雄
    • 雑誌名

      エネルギーと動力

      巻: 65 ページ: 48-60

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公開日: 2017-01-06  

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