Development of a novel high-speed motor in which the rotor rotates faster than the rotating magnetic field

本研究は，回転磁界より回転子が速く回転する，これまでにない新しい高速モータの開発を目的としている。従来の同期モータは，回転子が回転磁界と同じ速度に同期して回転することでトルクを発生している。一方で，提案するモータは固定子と回転子の歯数の組み合わせによってモータ自身が磁気ギアのような効果を生じ，回転子が回転磁界より速く回転する増速の効果を得ることができる。本応募課題では，提案するモータについて，（１）回転の原理および発生するトルクの解析的検討，（２）有限要素法解析と実機試験によるトルクの検証，（３）実用化に向けた性能向上の基礎的検討，の実施を計画している。 ２０２１年度においては，試作機のインダクタンスや電圧・電流の関係を理論・実験の両面から検討した。特に，前述の仮想の物理的な意味や回転子に合わせて設定される回転座標系上で各パラメータがどのように表されるのか，一般的なdq座標系上のパラメータとの関係がどのようになるのか，などについて検討した。また，25,000 r/minまでの高速回転に対応した小野測器製のトルクメータを調達し，そのトルクメータとmaxom社製の高速直流モータを組み合わせて提案モータの試験ベンチを作成した。試験ベンチの動作確認の試験においては，24,000 r/minまで試験機を安定して駆動できることを確認した。下半期には，作成した試験ベンチを用いて電動機試験を実施する予定であったが，コロナ禍のために実験の実施は一部にとどまった。