| Project/Area Number |
20K14714
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 21010:Power engineering-related
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
Sato Mitsuhide 信州大学, 学術研究院工学系, 助教 (80793968)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | リニア発電機 / フリーピストンエンジン / 発電制御 / 速度制御 / インバータ制御 / 発電損失 / 熱損失 / 摩擦損失 / 出力最大化 / 可動子動作 |
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| Outline of Research at the Start |
フリーピストン式エンジン発電機はクランクを用いないために、機械損失の低減が可能となるが、リニア発電機の発電損失が増加しやすい。
本研究では、エンジンを左右に設けるデュアル型フリーピストン式エンジン発電機を対象としてリニア発電機を設計・製作する。リニア発電機の可動子動作が制御可能という特徴を活かし、可動子のストローク延長や高速化に伴う発電損失の改善効果を明らかにする。また、可動子の挙動変化に伴ってエンジンに与える影響を明らかにし、出力を最大化するための可動子挙動を解明する。
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| Outline of Final Research Achievements |
This research confirms the influence of intermittent speed control on power running suppression in a dual-cylinder FPEG. Experimental results indicate that this control suppresses power timing and enables continuous combustion. In addition, simulation and experimental results clarify the effects of the control range of intermittent speed control on power generation efficiency.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
フリーピストンリニア発電機はクランクなどの運動変換機構を利用しないため、ピストンは機械的な制約を受けない。そのため、リニア発電機の電流をインバータ制御で調整することで、ピストンの運動を自在にコントロール可能となる。一方、左右にシリンダを使用するデュアルシリンダ型機構はエンジンの燃焼変動が発生しやすいため、左右の上死点位置を高精度に維持しながら力行運転せずに発電運転のみで燃焼を継続することが求められている。本研究では、断続的に速度制御をオンオフを切り替えることで、発電運転のみで一定の上死点位置精度を維持可能であることを確認した。
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