研究内容

回転機・磁気ギア

・スイッチトリラクタンスモータ

スイッチトリラクタンスモータ 従来のスイッチトリラクタンスモータの課題である振動と騒音を低減可能な新しいスイッチトリラクタンスモータの研究を行っています.6相化とポリゴン結線の採用により,振動と騒音を大幅に低減するとともに,出力密度を上げることができました.9スイッチインバータとの組み合わせにより,さらなる高性能化が期待できます.

・9スイッチインバータ

9スイッチインバータ 9スイッチインバータは,従来の6相インバータに近い特性を有していることから,6相モータの駆動だけでなく,スイッチトリラクタンスモータの駆動にも使うことができます.特に,スイッチトリラクタンスモータを駆動させる場合,パルス駆動だけでなくベクトル制御での駆動も可能となり,負荷の状態で運転パターンを切り替えることが可能です.

・スイッチトリラクタンスモータのセンサレスベクトル制御

スイッチトリラクタンスモータのセンサレスベクトル制御 6相スイッチトリラクタンスのセンサレスベクトル制御の研究に取り組んでいます.スイッチトリラクタンスモータは,磁束変調モータと考えることで永久磁石式モータに用いられているベクトル制御を適用可能で,我々は拡張誘起電圧を用いたセンサレスベクトル制御を提案しています.

・磁気ギアードモータ

磁気ギアードモータ 磁気ギアードモータは,低速高トルク領域にて,従来のモータより高い出力を発生することが可能な次世代モータです.高速ロータおよびステータの永久磁石配置を最適化することで,少ない永久磁石量で低速高トルクの特性を有します.ラジアル型やアキシャル型だけでなく,独自の永久磁石配置により,高いトルク密度を有しています.

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・磁気ギアード発電機

磁気ギアード発電機 自然エネルギー強化のため,風力発電への期待が高まっています.そこで,従来システムの課題を解決するため,高調波磁束を利用した新しい磁気ギアード発電機を開発しています.新型発電機は従来の発電機より誘起電圧定数が大きいため,信頼性やメンテナンスが課題であった増速機を必要とせず,高効率でメンテナンスフリー・小型軽量化が実現可能となります.

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・減速比可変磁気ギアードモータ

磁気ギアード発電機 これまでの磁気ギアードモータは減速比が固定でしたが,本モータは減速比を任意に変更することができます.3相交流により高速ロータを駆動し,6相交流で回転磁界の周波数を制御することで,出力軸である低速ロータの回転速度を制御することができます.磁気ギアードモータは低速高トルク特性を有していますが,この技術によりワイドパワーバンドを実現できます.

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・2軸独立出力モータ

2軸独立出力モータ このモータは1つのステータと極数の異なる2つのロータで構成されています。5相インバータに接続されており,2種類の5相交流電流を重畳入力することで,2つのロータを独立制御可能となります。複数の出力が必要な機器に対して,複数の3相モータを使用するよりもインバータを含めたシステム全体の小型が可能となります.

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・高調波型磁気減速機

高調波型磁気減速機 従来の磁気式平歯車に対して,高減速比化が容易な高調波磁束を利用した磁気減速機を研究しています.一般的な表面磁石型から,ハイブリッド型ステッピングモータの構造を応用したハイブリッド型磁気減速機やアキシャルギャップ型磁気減速機などを提案しています.

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・減速比可変型磁気減速機

  
減速比可変型磁気減速機 運転中に減速比を変更可能な高調波型磁気減速機も研究しています.複数の減速比を有する磁気減速機だけでなく,減速比を連続的に変更可能な磁気減速機も提案しています.

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・差動型高調波磁気減速機

  
減速比可変型磁気減速機 磁気減速機の減速比は,両ロータの極対数の比で決まるため,構造面から数百といった高減速比を得ることは困難でした.我々は,高調波型磁気減速機に差動機構を適用することで,数百の減速比を容易に実現できる差動型高調波磁気減速機を開発しました.差動機構の構造により,軸方向と径方向の2つのタイプに分類することができます.

・差動型磁気ギアードモータ

  
差動型磁気ギアードモータ 磁気ギアードモータは低速・高トルクなモータとして注目されていますが,多極化による高減速比化はトルク密度や生産性の低下といった課題があります。そこで磁気ギアードモータと磁気減速機の差動を用いることで,高減速比を実現可能な差動型磁気ギアードモータを研究しています。差動機構の構造により,軸方向と径方向の2つのタイプに分類することができます。

・磁気遊星歯車

  
磁気遊星歯車 遊星歯車は,高い減速比を得られる歯車として広く活用されています.これを磁気式に置き換えた構造(磁気遊星歯車)だけでなく,歯車の差動を利用して高い減速比を得る磁気式不思議遊星歯車の研究も行っています.

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・磁気インパクトデバイス

  
磁気インパクトデバイス 従来の衝撃力伝達機構には,機械的接触を利用しているため,騒音,破損などの問題があります.この問題を解決するため,電磁力を利用した衝撃伝達機構を提案し,トルク特性を向上させる研究を行っています.

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・磁気プーリー

  
磁気プーリー エンジンの回転力は,機械式のプーリーとベルトを介して,ポンプなどに伝えられます.このとき,ベルトの振動は,機械式プーリーに設置されたばねにより吸収されますが,変位に対するトルクはばね特性に依存し,任意の特性を設定することは困難です.我々は,変位に対して任意のトルクカーブを設定可能な磁気式プーリーの研究を進めています.