リラクタンス型ベアリングレスモータの磁気支持剛性の検討

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ベアリングレスモータを負荷状態で運転すると、トルク分磁束と位置制御磁束の干渉による半径方向力が無負荷時の磁気支持力とは垂直方向に加わり、位置制御系が不安定あるいは振動的になる。トルク分磁束の影響を除去するための非干渉化補償器をDSPを用いて構成した。この試作装置を用いて、負荷運転時における回転子の磁気支持特性についての実験的検討を行い以下の結果を得た。1.励磁レベルが十分低く磁気的に線形な範囲では安定した磁気支持運転が可能であるが、励磁磁束を増加させた状態ではトルク分電流の増加とともに軸振動が発生するケースがあることを示した。2.半径方向に荷重をかけた状態で負荷運転時の半径方向力係数を測定した。励磁磁束を増加させた状態では、トルク分電流の増加に伴い半径方向力係数が変化することを明らかにした。また、半径方向力係数が変化する原因は、トルク分電流の増加によって磁気飽和が起こるためであることを、鉄心の磁束密度の測定により示した。3.測定した半径方向力係数を非干渉化補償器のパラメータに用いた結果、励磁磁束を増加させた状態で負荷運転を行なっても、無負荷時と同等の軸振れに抑えることが可能であることを示した。ベアリングレスモータに大きなトルクを発生させるためには、非干渉化補償器のパラメータを詳細にチューニングする必要があることを示した。