2018 年度研究成果報告書

円筒磁路を用いた5軸能動位置制御型磁気浮上ディスクモータの高性能化についての研究

研究課題

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研究課題/領域番号	16K06199
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	知能機械学・機械システム
研究機関	立命館大学
研究代表者	上野哲立命館大学, 理工学部, 教授 (40322929)
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード	セルフベアリングモータ / ベアリンレスモータ / 磁気浮上 / 磁気軸受 / 永久磁石モータ / キャンドポンプ
研究成果の概要	本研究では，ディスク型セルフベアリングモータに円筒型の磁気回路を加えて単極磁界を発生させることで，ロータの軸方向位置とモータトルクに加えて，ラジアル方向位置と傾きを制御するセルフベアリングモータの開発に取り組んだ。まず従来の試験装置の構造と制御方式を改善し，従来よりも安定した浮上回転制御を実現した。そしてロータの片側のみにステータを配置したモータの設計と製作を行った。さらに電磁力解析によってラジアル方向の軸受力の発生原理を明らかにし，さらに４極以上のロータに対して，１組のロータとステータのみでラジアル方向力と傾きトルクが制御可能であることを示した。
自由記述の分野	メカトロニクス，制御工学，電気工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究では，簡単な構造によってロータの回転と支持を非接触で行うモータを開発している。非接触であるため効率の向上と低騒音が実現でき，摩耗がないため寿命が飛躍的に向上し，潤滑油が不要となるため環境に優しいモータとなる。本研究では，ロータの新しい支持方法を提案し解析と実験により提案するモータが実現可能であることを示した。本研究で明らかにした手法は，小型・低価格・高効率の非接触モータの開発につながるものである。