研究課題
基盤研究(B)
エネルギー起源の二酸化炭素削減には、可変速ドライブシステムの普及が最も効果的であるが、普及を妨げている原因はシステムのコスト高にある。従って、コスト上昇以上の機能の向上が可変速ドライブシステムに求められる。そこで、申請者等はこれらの問題を解決するために、モータと磁気軸受機能を一体化したベアリングレスモータを提案し、開発してきた。本研究の目的は、ベアリングレスモータを用いた可変速ドライブシステムを実用化するために、「1.回転子主軸の位置を独立した位置センサなしで検出するセンサレス方式を開発する」、「2.回転子と固定子の空隙を大きくしても軸支持力の低下が少ない回転子構造を開発し、安定な軸支持運転を実現する」である。以上の2点を研究目的として、平成17年度から18年度の二年間において、1.に関しては(1)モータ巻線と軸支持巻線間の相互インダクタンスの軸位置との関係を解析的、実験的に明らかにした。(2)軸支持巻線に誘導するモータ駆動用インバータのスイッチング高調波電圧を軸位置検出に用いる位置検出法を開発、信号処理のためのハードとソフトを提案した。2.に関しては、(1)モータ用に2極、軸支持用に4極の巻線を持ち、回転子には永久磁石を鉄心中に深く埋め込んだ新しい回転子構造を開発、(2)安定な軸支持運転を実現できるドライブシステムを開発、(3)磁気等価回路を用いた設計手法を提案し、試作機による実験により設計手法の妥当性を確認した。そして、(4)提案するベアリングレスモータがこれまでに開発された様々な形式のベアリングレスモータよりも幅広い空隙を必要とするノンシールポンプなどの可変速ドライブ用途において、大きな軸支持力を発生できることを軸支持方向の牽引試験により確認した。なお、これらの研究を通じて得た研究成果を学会などで報告した。
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