研究課題
本研究では、磁気浮上方式の連続流人工心臓ポンプに要求される、小型・高性能・高効率を実現するために、Interior Permanent Magnet (IPM) 型5軸制御セルフベアリングベアリングモータを提案している。IPM方式は小型・高性能・高効率化が実現可能な方式であるが、永久磁石の磁束は異極磁石方向に回り込むため磁極間の端部で磁束が強くなり、結果としてコギングトルクを生じやすい構造となっている。人工心臓ポンプは、トルク変動の少ない安定した回転が望ましいためコギングトルクの低減は重要な課題であるり、磁束回収型永久磁石配置を提案した。この永久磁石配置は、端部の回り込み磁束を回収し中央部に集中させるため、高調波成分を減少させるとともに、主磁束成分を増加させる効果がある。したがって、コギングトルク低減に加えモータの基本特性改善につながる方式であり、現在特許申請中である。この磁束回収型永久磁石配置の効果を確認するために、当初のロータに加えて磁束回収型ロータを製作し、2種類のロータのモータ特性について実験を行った。二つのIPMロータの実験結果を比較すると、低回転数領域で従来ロータの最大効率が23.83％であるのに対し、磁束回収型ロータでは29.21％と5％以上の改善が見られた。このことから、本研究で提案する磁束回収型永久磁石ロータは低速領域でも安定した回転制御が行えることを確認した。今後、人工心臓への適応のために、軸方向制御、5軸制御での完全浮上試験を行うことで、IPM型5軸制御セルフベアリングモータの性能を確認していく。
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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日本機械学会論文集C編, Vol.78, No.789, pp.1811- 1815
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