磁気浮上平面モータの磁界・電気回路・運動を融合した統合数値解析環境の基礎検討

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: MAG22061,LD22044

グループ名: 【A】基礎・材料・共通部門 マグネティックス/【D】産業応用部門 リニアドライブ合同研究会

発行日: 2022/05/30

タイトル(英語): Fundamental study on numerical analysis on multi-physics integrating magnetic field, electric circuit and motion of a planar motor

著者名: 伊藤 哲聡(東京大学),大西 亘(東京大学),古関 隆章(東京大学),中村 雄一朗(三菱電機),高橋 健治(三菱電機),関口 裕幸(三菱電機)

著者名(英語): Noriaki Ito(The University of Tokyo),Wataru Ohnishi(The University of Tokyo),Takafumi Koseki(The University of Tokyo),Yuichiro Nakamura(Mitsubishi Electric),Kenji Takahashi(Mitsubishi Electric),Hiroyuki Sekiguchi(Mitsubishi Electric)

キーワード: 磁気浮上|永久磁石同期モータ|平面モータ|有限要素解析|数値シミュレーション|Magnetic levitation|Permanent magnet synchronous motor|Planar motor|Finite element analysis|Numerical simulation

要約(日本語): 多自由度モータは高精度位置決めが可能であり、特に磁気浮上平面モータは半導体製造の高速化に活用できる。ただし、磁気浮上平面モータはギャップ長が増減し特性が変化するため、設計に多自由度運動を考慮する必要があり、従来のモータより数値計算に時間を要する。本研究では、計算回数を減らす手法を提案し計算時間を90%削減した。また、磁界と運動と回路の統合数値計算を行い、2次元3自由度での多自由度制御の可能性を示した。

要約(英語): A multi-degree-of-freedom(DOF) motor is capable of high-precision positioning. In particular, a magnetic levitation planar motor is expected to increase in speed in semiconductor manufacturing because it can operate in a vacuum without emitting dust. Its multi-DOF motion affects motor constants since its air gap changes. Design of such motors consequently, complicated and requests much computational time. In this paper, a method to reduce cases of such heavy numerical calculation is proposed. The proposed method reduces 90% of calculation time. In addition, a multi-physical simulation integrating magnetic field, motion, and circuit has been implemented under a simplified assumption of limited 3-DOF of motion and 2-D electromagnetic field. The possibility of the multi-DOF control for the magnetic levitation planar motors has been demonstrated in the simplified model.

本誌: 2022年6月2日-2022年6月3日マグネティックス/リニアドライブ合同研究会

本誌掲載ページ: 73-78 p

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 1,363 Kバイト