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ベアリングレスモータを活用したターボ機械システムの高速・高機能化

使用无轴承电机提高涡轮机械系统的速度和功能

基本信息

批准号：
17J07723
负责人：
津野田亘
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，まず，電磁アクチュエータとモータの機能を統合したベアリングレスモータを用いることによって，小形ながらも，自励振動の抑制が可能なすべり軸受ロータの実現を目的とした．まず，ベアリングレスモータとすべり軸受を有するハイブリッドロータの設計を行った．ロータの回転角度と半径方向力の連成が小さい，コンシクエントポール型ベアリングレスモータを選定し，静磁場解析により設計した．また，産業用大形回転機械で問題となる曲げモードの振動を再現するため，すべり軸受ロータの曲げモードの固有値を，50Hz程度となるように設計した．実験ロータを試作し，制振実験を行った．すべり軸受ロータ単体では，42rpsで共振，73rpsで自励振動が発生したが，ベアリングレスモータにより，それら振動を抑え，振動振幅0.03mm程度の安定な回転を実現した．次に，安定性の診断方法について検討した．上述のベアリングレスモータは，半径方向への電磁力の発生に，固有の支持巻線を用いている．そのため，通常のモータで電磁力を活用するためには，支持巻線の追加が必要となる．機器の複雑化を回避するために，電動機巻線のみを用いて，安定性を診断することを目的とした．具体的には，加振時に，加振信号から変位までの周波数応答関数（FRF）を計測し，そこから安定性の指標である減衰比や固有振動数を同定する．本手法の実現のため，モータは，回転中に常に不釣合い振動による不平衡電磁吸引力を有しており，それを，ｄ軸への加振電流の重畳により，積極的に変化させる加振方法を提案した．本手法の検証には，上述のベアリングレスモータを有する実験ロータを用い，電動機巻線と，支持巻線による加振を用いた２種類の実験によって，FRFを計測し，固有振動数と減衰比を同定した．両手法での同定結果は，誤差10％以下となり，電動機巻線による加振でも十分な精度であることを示した．

In this study, electrical and magnetic devices are used in the study. The purpose of this study is to achieve the goal of achieving the desired results in the presence of a combination of electrical and magnetic devices. The equipment is connected to a small device, the radius of the return angle, the radius of the directional force, the angle of the return angle, the radius of the directional force, the radius of the angle, the radius of the directional force, the radius of the directional force, the radius of the radial angle, the radius of the directional force, the radius of the directional force, the radius of the radial angle, the radius of the directional force, the radius of the directional force, the radius of the angle, the radius of the directional force, the radius of the directional force, the radius of the angle, the radius of the directional force, the radius of the directional force, the radius of the radial force, the radius of the directional force, the angle of the return angle, the radius of the directional force, the angle of the return angle, the radius of the directional force, the radius of the directional force, The device is subject to mechanical response, the 50Hz level is controlled by the device, the device is designed, the vibration control device is operated, and the vibration control device is operated. The vibration is subjected to mechanical response, 42rps resonance, 73rps self-excitation, vibration, vibration suppression, vibration amplitude, 0.03mm, stability, response, response, etc. The method of stability failure is reliable. The above-mentioned equipment is sensitive to the magnetic force in the radius direction, and the inherent equipment supports the use of the equipment in the off line. In general, it is necessary to apply the magnetic force to the device, and to support the addition of the necessary equipment to the line. The machine is duplicated to avoid the fault, and the machine to use the device to avoid the fault. The purpose of this method is to determine the frequency of vibration, the frequency of vibration, the number of cycles, the number of natural vibrations, the number of vibrations, the number of waves, the number of natural vibrations, the number of natural vibrations, the number of waves, the number of natural vibrations, the number of waves, the number of natural vibrations. The proposed method of increasing the frequency of electric current is very important, and the method of active vibration is proposed. This method is used in the same way. The above-mentioned equipment is used in all kinds of equipment, and the electric machine is used in the system. It supports the use of equipment in line equipment and vibration, FRF calculation, and the inherent vibration decline ratio is the same as that of the fixed one. The results are the same. The error is less than 10%, and the vibration of the motor line is very accurate.