整流コイルを用いた磁気浮上モータの研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15360128
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Kochi University of Technology
• Principal Investigator: 岡 宏一 高知工科大学, 工学部, 助教授 (10160649)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 蝶野 成臣 高知工科大学, 工学部, 教授 (20155328) ; 井上 喜雄 高知工科大学, 工学部, 教授 (50299369)
• Keywords: 整流コイル / 磁気浮上 / ベアリングレスモータ / 交流磁界 / セルフベアリング

Research Abstract

整流コイルをロータに用いたベアリングレスモータの今年度の研究実績の概要は以下のとおりである.
1.整流コイルを用いたロータシステムについてシミュレーションによって,ロータの磁化の様子を計算した.この結果,ステータ側に交流磁界を作ることによって,ロータをほぼ一定の方向に磁化させることが可能なことを確認した.
2.1で検討した原理に基づいて,ベアリングレスモータを作るためのロータやステータの形状や構成法などを検討した.その結果ラジアル方向磁化形とスラスト方向磁化形の2つの構成法でベアリングレスモータを作ることが可能であることを確認した.
3.ベアリングレスモータの実験装置として,浮上性能を確認する装置を試作した.これはステータとロータを直線上に並べた構造になっており,ロータはロードセルによって支持されている.このロードセルによってロータに加わる力を測定できるようになっている.ステータコイルに種々の電流を流したときにロータにどのような力が加わるかを計測できるようにした.
4.ラジアル磁化形のモータの回転性能を試験するための装置を試作した.この装置はロータを通常のベアリングで支持し、その回りに同心円上にステータを配置した構造の装置である.この装置によって,隣りあうステータコイルの電流を与えたときに,ロータの発生するトルクを計測できるものである.
5.2の装置を使って実験を行った.この結果,この実験装置では十分な磁気力が得られないことがわかった.この理由は,積層ロータを用いなかったこと,エアギャップを広く取りすぎたこと,磁路を閉じる構成としなかったことなどが上げられる.現在この欠点を改良した装置を試作中である.なお,4の装置はこの点をすでに改良した設計を行っている.

Research Products

• [Publications] Koichi OKA: "Noncontact manipulation with permanent magnet motion control"Proceedings of the 4th International Symposium on Linear Drives for Industry Applications. 259-262 (2003)
• [Publications] 市原修, 千葉明, 岡宏一他: "ベアリングレスモータの試作例と応用機器"平成15年電気学会全国大会講演論文集5. 195-198 (2003)
• [Publications] Koichi OKA: "Bearingless motor with rectifier circuits"Proceedings of the 8th International Symposium on Magnetic Bearings. 271-275 (2002)
• [Publications] 岡 宏一他: "整流コイルを用いたベアリングレスモータの回転性能"第9回運動と制御のシンポジウム講演論文集. (2004)