共振回路を利用したエネルギー回生ダンパの研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650263
• Research Institution: IBARAKI UNIVERSITY
• Principal Investigator: 岡田 養二 茨城大学, 工学部, 教授 (90007774)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 永井 文秀 茨城大学, 工学部, 講師 (50007639)
• Keywords: 機械振動 / ダンパ / エネルギー回生 / サスペンション / エンジンマウント / 共振回路 / 昇圧チョッパ

Research Abstract

制振効果はよいが、制振エネルギーが大きく費用がかかるアクティブ振動制御を対象に、振動エネルギーを電気エネルギーに回生する回生ダンパを開発する。しかし、アクチュエータの速度が遅い領域では動作せず、回生特性と制振特性が悪化する。さらに高周波領域では、減衰特性が強すぎてしまうことが判明した。そこで、アクチュエータと回生回路の間に共振回路を挿入し、振動の起こる周波数帯では回生効率を向上させ、それ以外の振動数ではエネルギー回生を行わず、振動特性の悪化を防ぐ。また共振回路による回生効率の向上を目指す。
本年度の成果としては、昇圧チョッパ回路を利用したエネルギー回生ダンパの研究で、新しい知見が得られた。高周波のスイッチングを利用した昇圧チョッパ回路は、ダンパの相対速度が遅い領域でもエネルギーが回収でき、かつダンピングを得ることが出来る。これを利用した動吸振器型のエネルギー回生ダンパを作製し、実験を進めた。動吸振器型のダンパは、高層ビルや超大橋などの一般の振動制御で広く使われている。昇圧チョッパの制御に、制振特性を最も良くするようなパルス幅変調方式を考案し、実験装置に適用したところ良好な結果を得た。これらの成果は、国内外の学会で発表し、大きな注目を集めた。

Research Products

• [Publications] 金尚洙,岡田養二,他2: "共振回路を用いたエネルギー回生ダンパとサスペンションの研究"日本AEM学会誌. 7-2. (1999)
• [Publications] Sang-Soo KIM & Yohji OKADA: "Energy Regenerative Damper using Pulse Width Modulated (PWM) Step-Up Chopper"Proc.of ASME Design Engineering Technical Conference,1999. DETC99. 1-9 (1999)
• [Publications] 米村淳一,永井文秀,岡田養二,他2: "動吸振器型エネルギ回生ダンパの研究"日本機械学会論文集C編. 65-632. 1374-1380 (1999)