2020 Fiscal Year Annual Research Report
Pioneering research of magnetic levitation focused on the states and properties of components
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17H03213
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
大路 貴久 富山大学, 学術研究部工学系, 教授 (30334709)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 磁気浮上技術 / 態 / 対向面性状・形状 / 磁性流体 / 車上一次式 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は磁性流体の物理特性と浮上状態の関係を調べるために，5種類の粘度のみ異なる同油ベース磁性流体（粘度： 500, 1000, 3000, 5000, 10000 mPa・s）を用意した。また，液滴の浮上始動および安定浮上時に関し，電磁石吸引力，重力，付着力，せん断応力を考慮したモデルを設定した。PIDゲインを試行錯誤的に調整した結果，うち高粘度3種に対し浮上始動および安定浮上が確立された。粘度差による浮上始動および浮上状態に関する知見として，浮上始動の確立において高粘度液滴ほどせん断力も大きいため比例ゲインを高く設定すべきであること，低粘度では浮上始動動作と安定浮上動作が同一ゲインで両立しないこと，安定浮上時において高粘度液滴ほど扁平度が小さいこと，各粘度でPIDゲインが定まれば，液滴の浮上始動，安定浮上，下降停止の繰り返し精度は極めて高いことが確認された。磁性流体に光硬化性を付与すれば光造形システムに適用可能である。
車上一次式磁気浮上装置の対向面形状・性状変化に関する研究について，対向面（直線軌道）に導電性不均一（20 mm銅板スリット）と磁性不均一（5 mm鉄レールスリット）をそれぞれ設定し走行実験を行った。性状検出用と浮上制御用を共に渦電流式変位センサとすると，導電性不均一と磁性不均一の検出信号を抽出・分離できる。また，導電性のみ不均一であれば，電磁石の吸引力は不変であるが，磁性不均一の場合，電磁石吸引力が大きく低下する。これらの差異を利用して，性状センサが導電性不均一を検出した場合，制御センサ通過時に性状センサ信号を反転重畳し，磁性不均一を検出した場合，予め算出した吸引力不足分を制御電流に重畳させることで，装置が落下することなく安定に走行できることを示した。対向面として一般的な磁性レールであればクラック等が発生しても本方式が適用できるものと考えられる。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] 磁気浮上リニアモータ・平面モータ2021
Author(s)
大橋俊介，栗田伸幸，大路貴久，柿木稔男，森下明平
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Journal Title
電気学会全国大会講演論文集(CD-ROM) (Annual Meeting Record, I.E.E. Japan (CD-ROM))
Volume: 2021
Pages: S15(6)-S15(11)
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