超高速ドライブ用ベアリングレス誘導モータの5軸浮上制御

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電動機を高速化するには高速回転に適した電動機構造が必要であると同時に、高速回転体を支持することが可能な軸受が必要である。既に、誘導電動機と磁気軸受を一体化したベアリングレスモータを提案し、その構造、原理を明らかにした。しかし、この電磁機械の高速運転時5軸磁気支持運転は行われていなかった。本年度は提案したベアリングレスモータの5軸磁気支持運転可能な試作機を製作し、10,000rpm以上の高速で運転する事を実現した。この際、主軸を支持するために、必要な追加巻線の電圧電流容量が十分小さいだろうかという疑問が生じる。このような疑問に答えるため、以下の点を明らかとした。1.機械的なアンバランスを除去し、この新しい電磁機械を制御するにフィードフォワード制御系を構成し、安定に磁気力により浮上して運転できることを明らかとした。2.極力アンバランスによる振れ周りを除去した状態で、磁気力による支持に必要な半径方向力発生巻線の端子電圧、電流を計測した。電動機巻線の端子電圧、電流の数%の電圧電流容量で済むことを明らかとした。3.さらに、理論解析を行い、主軸の機械的なアンバランスを取り除くことにより、電圧電流容量は1%以下に低減する可能性を示した。