高周波電磁推進システムの開発研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05650270
• Research Institution: 東京商船大学
• Principal Investigator: 畑中 義博 東京商船大学, 商船学部・動力システム工学講座, 教授 (30228473)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山神 正文 東京商船大学, 商船学部・動力システム工学講座, 助手 (30239868)
• Keywords: 電磁推進 / 高周波インバータ / ソフトスイッチング / 静電誘導トランジスタ / 海水通電 / 電気分解

Research Abstract

本研究の新しい提案としての高周波電磁推進ユニットを製作した。また、その高周波電源としての共振形高周波インバータに関して、高周波電磁推進ユニットの駆動におけるスパイク電圧やノイズを防止する観点から、新方式のソフトスイッチング技術を開発し適用を試みた。共振形高周波電源の回路設計においては、共振現象を利用する場合に、スイッチング素子の耐圧や耐電流が問題となるので、無次元化パラメータを導入した数値解析シミュレーションにより、その出力との関係における負荷特性および周波数特性を無次元化平面に明らかにした。模擬負荷による、共振形高周波インバータのソフトスイッチングの効果を、その動作波形で確認し、数値解析の妥当性を検証した。そのデータ収集に基づき、引き続いて高周波電磁推進ユニットの高周波電源回路の実設計を行い、高周波電磁推進ユニットの水槽実験を実施した。水槽実験に先立ち、空中における電極通電により、励磁電流に対する磁束密度の特性を明らかにした。海水水槽実験において、高周波インバータ駆動による電磁推進実験並びに従来方式と比較するために直流通電による電磁推進の実験を実施し、海水通電0〜10[A]における流速,推力を計測し、システムの評価検討を行った。その結果、従来方式では異常に多い水素,塩素ガスが発生したのに対し、本方式では、ほとんどガスの発生はなく、電蝕の問題もなかった。また電源駆動におけるソフトスイッチングの効果も確認した。今後は推力増加のためのパワーアップ,最適周波数の検討及び電磁推進ユニットの改良を推進する。

Research Products

• [Publications] 畑中義博,山神正文: "高周波電磁推進の研究" 日本舶用機関学会誌. 28. 668-677 (1993)
• [Publications] Yoshihiro Hatanaka: "Zero Current Switching High Frequency Inverter with Constant Frequency Power Control" Proceedings of Power Conversion Conference-YOKOHAMA. 265-270 (1993)
• [Publications] 畑中義博,原田秀己: "改良1石共振形ZCS動作高周波インバータ" 電気学会論文誌D分冊. 113. 917-918 (1993)
• [Publications] 畑中義博,山神正文: "電磁推進用ハイパワー高周波電源について" 日本舶用機関学会第52回学術講演 講演予稿集. 88-92 (1993)
• [Publications] Yoshihiro Hatanaka,Masafumi Yamagami: "Zero Current Switching High Frequency Inverter and Converter Utilized Overlapping Commutation Mode in Constant Frequency Power Control" Proceedings of 15th International Telecommunications Energy Conference. 315-320 (1993)
• [Publications] 畑中義博: "ソフトスイッチングコンバータへのSIデバイスの応用" 第7回SIデバイスシンポジウム講演論文集. SID-93-(1). 69-74 (1994)