駆動・制御機構を内蔵した非接触リニアベアリングの研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01850087
• Research Institution: University of Tokyo
• Principal Investigator: 正田 英介 東京大学, 工学部, 教授 (40010706)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田村 穰 東京大学, 工学部, 助手 (00011180)
• Keywords: 磁気浮上 / リニア誘導モ-タ / たて形ドライブシステム

Research Abstract

本研究では垂直方向への輸送機能をもつリニアモ-タと統合された磁気ガイド機構の実現を目指した。本年度はペイロ-ドの点で特に改善が要求されるリニア誘導モ-タ(以下LIMと記す。)の垂直走行特性と設計パラメ-タの関係を明確にするための研究を行った。すなわち、前年度までに開発した2次元時間依存場における電磁界方程式の数値解析プログラムを利用してスロット構成、特に開放スロットが大きな推力を発生するために流す電流による空間高調波を生じ、それによって推力性能を低下させることを示し、円筒形のLIM構成によりその影響を低減しつつ垂直方向の運動を可能にできることを明確にした。この解析手法は詳細な構造の効果を計算できるが、極ピッチ・モ-タ寸法・駆動周波数など実際のモ-タの設計パラメ-タの最適可には計算時間がかかりすぎるので、それを変形して定常特性のみを求められる簡易プログラムをも合わせて作成し、これによって所要の円筒形LIMの寸法・駆動周波数などの最適化を試み、ペイロ-ドが理想的な条件の下では3を越えるモ-タを実現できることを示した。これに従って円筒形リニアモ-タの試作を行い、推力特性の試験を行って上に述べた数値計算結果の検証を行った。またすべり周波数制御で推力を調整するためのインバ-タとその制御回路を製作した。
一方、ガイドを能動制御する磁気浮上方式としては高速の移動により適した新しい方式としての力制御の構成を考案し、シミュレ-ションによりその妥当性を示すとともに、ファジィ制御を適用する手法についても考察を加えた。