永久磁石型ベアリングレスモータに関する研究

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1. これまでに,地下水汲み上げ用のポンプに用いられていた電動機と同じ容量の永久磁石型ベアリングレスモータを試作して,半径方向二軸に対して回転軸を位置制御し,軸を安定に支持できることを確認した。また負荷試験を行った結果,回転速度8,000r/minで出力が1.5kWに達した。さらに回転軸の安定化とモータの高出力化を図るため,ベアリングレスモータユニットをもう一台増設して半径方向四軸制御を試みた。現在までに半径方向四軸に対して回転軸が安定に支持できることを確認した。今後は1万 r/min以上の高速回転時でも位置制御が正しく行われ安定に軸支持できることを確認する。また,負荷試験を行い,最大出力の測定とそのときの損出分離などを行う。2. 永久磁石表面貼り付け型回転子において,永久磁石が不可逆減磁しないように回転子鉄心表面に施された突起の最適設計を行った。しかし,このタイプの回転子は永久磁石の漏れ磁束が増加するため,ギャップ磁束密度が減少して単位半径方向位置制御電流当たりの半径方向力が減少してしまう。そこで,表面貼り付け型回転子と比較して永久磁石の不可逆減磁が起こりにくく,単位半径方向位置制御電流当たりの半径方向力が大きい埋め込み型回転子を開発した。有限要素法によりシミュレーション解析を行い,永久磁石の埋め込み深さが,回転トルク,不可逆減磁に対する強度,単位半径方向位置制御電流当たりの半径方向力へ及ぼす影響を導出した。また,試作機を用いてシミュレーション解析結果が正しいことを立証した。今後は,永久磁石の厚みや磁石間の幅をパラメータとして同様の解析を行い,埋め込み型回転子の最適設計を行う。