高出力多電極型静電コロナモ-タの試作と実用化試験

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01850057
• Research Institution: Sendai National College of Technology
• Principal Investigator: 服部 正行 仙台電波工業高等専門学校, 電子制御工学科, 教授 (00007022)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安東 至 仙台電波工業高等専門学校, 電子制御工学科, 助手 (20212665)
• Keywords: コロナ放電 / コロナモ-タ / イオン流場 / 交流電源駆動 / オゾン / PWMチョッパ / 有限要素法

Research Abstract

本研究は、軽負荷を対象とした静電コロナモ-タの実用化を当面の目的としており、本年度は、以下のような実施計画に基づいて研究を進めた。(1)コロナモ-タの特性測定法の改善(速度調整の自動化)。コロナ放電に伴うオゾン発生濃度の測定。(2)コロナモ-タの交流電源駆動の実験。(3)有限要素法によるコロナ放電現象のシミュレ-ション。その結果、以下のような成果を得た。
(1)(1)の速度調整の自動化として、前年度に速度起電力をブリッジにより検出するPWMチョッパサ-ボ方式を採用した。今年度はそれを更に改良し、この方式をオゾン濃度を測定する際の定速度制御に用い、大幅な測定時間の節約が可能になることをを確認した。これらの実験に際して、コロナモ-タの駆動電源は直流を用いている。
(2)(2)交流電源駆動実験としては、商用三相交流をネオントランスにより昇圧し、高圧三相交流電源として採用し、12放電電極を三相4電極結線としたものに給電した。また、入力電力測定用として、乗算器を用いたパワ-メ-タを製作した。コロナモ-タは交流電源で十分動作することが確認された。
(3)コロナ放電現象の有限要素解析に関しては、軸対称円筒電極に対して、前年度に完成したC言語による定常状態のプログラムを更に改良し、内部放電電極の太さを変えた場合にも適用しうるように放電開始電界の境界条件の与え方について検討を行った。3種類の太さの放電電極ワイヤ-を用いた実験とシミュレ-ション結果を比較したところ、両者はよく一致することなどを確認した。また、過渡現象の取り扱いへの拡張の準備は出来たが詳細な検討は今後の課題であるといえる。
これらの研究の(1)の一部は、本年度の静電気学会全国大会および第2回全国高専パワ-エレクトロニクスセミナ-において発表した。
また、その後に得られた結果は、来年度の静電気学会全国大会に発表する予定である。

Research Products

• [Publications] 服部・大泉・安東: "円筒形静電コロナモ-タ特性測定法へのPWMチョッパサ-ボ方式の応用" 仙台電波工業高等専門学校・研究紀要. 第21号. 179-191 (1991)
• [Publications] M.HATTORI,K.ASANO,and Y.Higashiyama: "The Fundamental Characteristics of A Cylindrical Corona Motor with Multi-Blade Electrodes." Journal of Electrostatics. 27-3. (1992)