圧粉磁心による鉄損低減Reduction of Iron Loss with Soft Magnetic Composite
ベアリングレスディスクモータでは，固定子コアにバルク鉄を使用しています．一般的には積層鋼板を用いますが，C形で複雑な形状のため，バルクから切り出しました．このため，電動機巻線の交流磁界により鉄心に渦電流が発生し（渦電流損失），効率低下を引き起こします．そこで本研究では，近年注目されている新しい鉄心材料「圧粉磁心（powder iron core or soft magnetic composite）」により，渦電流損低減を検討します．圧粉磁心とは，絶縁コーティングされた微小鉄粉を樹脂バインダで成形したもので，高周波域での渦損低減効果が期待でき，三次元の複雑な形状にも加工可能です．
鉄損解析Iron Loss Calculation
まず，圧粉磁心の鉄損データを測定するため，トロイダルコアを作製します．圧粉磁心は非常にもろいため，機械加工には注意が必要です．機械加工は静大工学部の工作センターに依頼しています．成形体（ML28D，神戸製鋼社）から切削加工と放電加工により図の圧粉磁心リングを製作し，コイルを巻いて鉄損を測定します．測定結果を，JMAG（JSOL社）にインポートし，電磁界解析により鉄損を計算します．
SMC toroidal core
Iron loss calculation
試作Fabrication of test machine
兼原君が工作センターとディスカッションして設計し，圧粉磁心を用いたベアリングレスモータを試作しました．C形のコアはリング同様，切削と放電により製作しました．回転子はセンサターゲットを一体化して製作し，永久磁石・コア部はエポキシ樹脂でモールドしました．固定子には，電動機巻線と磁気支持巻線をを施し，回転子同様にエポキシ樹脂でモールドしました．固定子には渦電流式変位センサを組み込み，回転子の半径方向変位を検出します．
C-shaped SMC core for bearingless motor
Rotor
Stator
磁気浮上回転Magnetic Suspension and Rotation
バルク鉄に比べ無負荷消費電力が大幅に低減されました．また，渦電流損も小さいためにブレーキが作用しにくくなり，モータのスイッチを切っても惰性で比較的長く回り続けます．詳細データは後日公開予定です．
A two-axis actively regulated bearingless motor with SMC cores
