| 研究課題/領域番号 |
20H02096
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| 研究機関 | 埼玉大学 |
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研究代表者 |
水野 毅 埼玉大学, 理工学研究科, 名誉教授 (20134645)
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| 研究分担者 |
高崎 正也 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (10333486)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 磁気浮上 / 磁気軸受 / 交流磁気浮上 / 自己平衡性 / 浮上回転モータ / ベアリングレスモータ |
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| 研究実績の概要 |
（１）ラジアル形磁気浮上モータ用回転子の設計・製作 前年度に製作した磁気浮上モータは，固定子の相数を4，コイル数を8，回転子の突極数（歯数）を6としていた．このような構造の装置において，励磁相を切り換えることによって，回転が実現できることを確認した．しかしながら，各自由度に対して回転子側が差動構造となっていないので，安定な浮上を実現できなかった．そのため，新たに，突極数（歯数）を12とした回転子を製作した．
（２）磁気浮上の実現 各コイルに交流電圧を印加することによって自己平衡性を利用した磁気浮上を実現した．しかしながら，この回転子では，平衡位置にある状態から励磁相を切り替えた瞬間に回転方向が不定になるので，回転が実現できなかった．前年度の結果と合わせて，固定子の相数を3，コイル数を12，回転子の突極数を8とすれば，安定な磁気浮上と回転とを同時に達成できるとの知見を得た．
（３）アキシャル形磁気浮上モータの設計 遠心血液ポンプに利用するため，アキシャル形磁気浮上モータの設計を行った．製作するモータは，新たに製作するラジアル形磁気浮上モータと同様に，固定子の相数を3，コイル数を12，回転子の突極数を8とした．
（４）遠心血流ポンプ用交流磁気浮上機構の開発 アキシャル形磁気浮上では，複数の自由度の交流磁気浮上を実現しようとすると，磁石間の干渉により自己平衡性が失われる可能性が指摘されていた．磁石間の干渉が浮上特性に及ぼす影響について実験的に検討を行い，安定な磁気浮上を実現できる機構を新たに開発した．
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| 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
実際にラジアル形磁気浮上モータの設計・製作を行い，それぞれの回転子において，交流磁気浮上による回転子の安定支持，及び回転の実現に成功した．これらの結果から，固定子の相数を3，コイル数を12，回転子の突極数を8とすれば，安定な磁気浮上と回転とを同時に達成できるとの知見が得られた．また，アキシャル形磁気浮上モータの設計・製作も実施した．さらに，遠心血液ポンプに用いる交流磁気浮上機構を新たに開発し，安定な浮上の実現に成功している．
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| 今後の研究の推進方策 |
（1）これまでの研究で得られた知見に基づいて，新たなラジアル形磁気浮上モータの設計・製作を行う．具体的には，固定子の相数を3，コイル数を12，回転子の突極数を8となるスイッチリラクタンスモータ形磁気浮上モータを開発する．
（2）（1）と平行して，アキシャル形磁気浮上モータの製作を行う．アキシャル形では，固定子側に多くの電磁石を配置するのが難しいので，固定子の相数を3，コイル数を9，回転子の磁極を12とする．回転子のターゲットの材料としては，積層鋼板を用いる．遠心血流ポンプへの応用を想定したアキシャル形磁気浮上回転モータの設計はほぼ完了しているので，この設計に基づいて装置の製作を行う．
（3）交流磁気浮上モータを利用した遠心血流ポンプを開発する．これまでの研究成果に基づいて，アキシャル形交流磁気浮上モータを利用した遠心血流ポンプを開発する．
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