界磁磁束を自由に制御できる高速搬送用新型リニアシンクロナスモータの開発研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650310
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 樋口 剛 長崎大学, 大学院・生産科学研究科, 助教授 (50156577)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 副島 勝則 (株)木崎エンジニアリング, 代表取締役(研究職) ; 阿部 貴志 長崎大学, 工学部, 助手 (30222649) ; 小山 純 長崎大学, 工学部, 教授 (00037920)
• Keywords: リニア同期モータ / 半波整流ブラシ無し励磁 / 弱め界磁運転

Research Abstract

本研究は,鉄道や搬送装置に応用するために,高速領域で弱め界磁運転が可能で自励式のリニア同期モータ(LSM)の実現を目的としている。提案する新型LSMは、固定子電機子巻線に推力電流成分に励磁電流成分を重畳した脈動電流を加えることによって,バイアス周波数で脈動しながら移動子d軸に同期して進行する交番起磁力を作り,この起磁力によって移動子界磁巻線に誘導される起電力を界磁巻線に組み込んだダイオードで半波整流することにより励磁を得るものである。
今年度の研究では,まず地上一次方式の「自励・可変界磁形LSM」を設計,試作し,推力,効率等の基礎特性と加速,減速時の制御性能を実験により検証することを目的としている。得られた主な成果は以下の通りである。
1.有限要素法解析を使って「自励・可変界磁形LSM」を設計し,実際に試作した。
一次(電機子)側を地上に敷き詰め,界磁側を車上に配置する地上一次方式で,定格は,50N,50cm/sとした。一次側は,普通のリニアシンクロナスモータと同じ構造で12極、長さ2mとし,移動子(界磁)側は成層鉄心磁極に,ダイオードで短絡した界磁巻線を4極施した構造である。支持案内は,懸垂形で車輪とレールで行っている。
2.新形リニアモータ駆動用に,界磁鉄心の位置に応じて,トルク電流成分に励磁電流成分を重畳した脈動電流を発生するIGBTインバータを設計・試作し,さらに制御プログラムを作成した。
3.実験により,試作機が理論通り動作することを確認した。現在,推力,力率,効率等の基礎特性を計測し,モータの性能評価を行なっている。

Research Products

• [Publications] 小山 純: "半波整流リニア同期モータに関する基礎研究"平成13年電気学会産業応用部門大会. Vol.2. 923-924 (2001)
• [Publications] Jun Oyama: "A Novel Linear Synchronous Motor with Half-Wave Rectified Self Excitation"Proc.of The Third International Symoposium on Linear Driver for Industry Application. Vol.1. 144-148 (2001)