| 研究課題/領域番号 |
25420228
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 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) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| キーワード | 磁気軸受 / 磁気浮上 / 永久磁石モータ / 磁場解析 / セルフベアリングモータ |
|---|
| 研究概要 |
本研究では，シャフトを有しないディスク形状のロータに対して，オフセット磁路を加えたステータをディスク両面に配置した構造を持ち，5軸の能動位置制御を行うモータの開発を行う。
平成25年度は有限要素解析ソフトJMAGを用いて，6突極ステータと2極永久磁石ロータを用いた場合の磁気力の計算を行った。まずラジアル方向力制御電流のみを印加し，そのときロータで発生する回転トルク，アキシャル方向力，ラジアル方向力，ラジアル軸回りのモーメントを計算した。その結果，制御電流の大きさに比例するラジアル方向力が発生することが確認できた。ラジアル方向力はロータの回転角度によって大きさが変動するが，最も小さい位置でも十分な力が発生していたため，浮上制御が可能であると判断した。しかしラジアル方向力制御電流により，アキシャル方向力と傾き方向のモーメントも同時に発生することが分かった。そこで不要な制御力を打ち消すため，モータ制御電流，アキシャル方向力制御電流，傾き制御電流，ラジアル方向力制御電流を同時に流したところ，不要な制御力を打ち消し，希望する制御力が得られることを確認した。
さらに実機製作のため最適な永久磁石形状の検討を行った。本研究では扇形の永久磁石を用いるが，ラジアル方向力が大きく，かつ変動が小さくなる磁石の中心角度の検討を行った。その結果，ロータ磁石の中心角度を150度としたときに最適となることが分かった。
そして制御系の構成をより簡単にするため，ステータを4突極とした場合についても解析を行った。その結果，ラジアル方向力の発生を確認したが，他の制御電流を印加したときの特性についてはさらに検討を行う予定である。
|
| 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
平成25年度は，三次元有限要素磁場解析ソフトを用いて，提案する構造および制御方法で5軸能動制御が実現出来ることを確認する計画であった。当初の計画通り，有限要素解析により制御可能であることを確認した。そして実機製作に向けた検討を行った。
|
| 今後の研究の推進方策 |
今年度は，実機を用いて提案するモータが実現可能かどうか検討する。現在，試作機の製作を進めている所である。
また同様の構造のモータの実験で，傾き制御電流によってラジアル方向力が発生することが確認できたので，オフセット磁界を用いない方法での制御方法を検討していく予定である。
|
| 次年度の研究費の使用計画 |
当初予定していた有限要素解析ソフトではなく，より電磁力解析に適したソフトを導入したため，初年度の経費が計画よりも大きくなり，前倒しにより執行した。またそのため実機に製作に予定した経費が少なくなり，実機製作をすすめることが困難となった。そのため実機製作を先送りし，設計に時間を掛けることにした。
今年度の経費とあわせて，実験装置の製作，駆動アンプの購入，変位センサ，永久磁石などの購入に使用する計画である。
|
