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2009 Fiscal Year Annual Research Report

アーク放電に起因する接点消耗の低減を目的とした永久磁石埋め込み型電気接点の研究

Research Project

Project/Area Number 20760182
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

関川 純哉  Shizuoka University, 工学部, 准教授 (80332691)

Keywordsアーク放電 / 電気接点 / 電磁リレー / 高速度カメラ / アーク駆動 / 永久磁石 / 開離時アーク / 接点消耗
Research Abstract

本研究は、電気接点自体に永久磁石を埋め込むことで、電磁リレーの機械的構造を変えることなく電気接点の消耗低減を実現する方法を提案し、その効果を実証することを目的としている。
平成20年度の成果として、純銀、及び銀系焼結合金(Ag/ZnO、Ag/SnO_2)の接点対を用いた実験で、電源電圧直流42V、回路電流5A~21Aの実験条件で、永久磁石による開離時アークの回転駆動効果が得られること、それによる効果として消耗領域が広く均一になること、及びアーク継続時間が短縮されることを確認した。さらに、高速度ビデオカメラで撮影した開離時アークの回転運動の様子と電圧・電流波形から得られるアーク長さを解析し、開離時アークを駆動するローレンツ力を計算した結果、ガス相アークへの移行後の必要最小限のローレンツ力があることを明らかにした。
これらの結果をふまえて平成21年度には、実際の電磁リレーの電気接点に永久磁石を埋め込み、アーク放電の回転駆動を試みた。その結果、開離責務動作接点対間でする開離時アークに対して、回転駆動効果が得られることを確認した。実験条件は、接点材料Ag/SnO_2、電源電圧42V,接点接触時の回路電流10Aである。それに対して、閉成責務動作接点対では回転駆動効果が得られなかった。このことから、アーク放電の回転運動を開始させる条件として、ある値以上のローレンツ力が必要なだけではなく、他の条件も関係していると予想される。そこで、接点開離装置を用いた実験により、開離時アークの駆動開始に必要な条件を調べるための実験を実施した。その結果、アーク放電を駆動するための条件は、ローレンツ力だけは決まらず、アーク長さも影響していることが明らかとなった。

  • Research Products

    (8 results)

All 2010 2009

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Rotational Motion of Break Arcs Driven by Radial Magnetic Field in a DC Resistive Circuit2009

    • Author(s)
      Junya SEKIKAWA, Takayoshi KUBONO
    • Journal Title

      IEICE Trans.Electron. E92-C

      Pages: 992-997

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 陰極に埋め込まれた永久磁石によって回転駆動される開離時アークの継続時間と回転周波数2010

    • Author(s)
      関川純哉、窪野隆能
    • Organizer
      2010年電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      東北大学 川内キャンパス(仙台市)
    • Year and Date
      2010-03-17
  • [Presentation] 直流高電圧回路内で横磁界により駆動される開離時アーク2010

    • Author(s)
      渥美友裕、関川純哉、窪野隆能
    • Organizer
      2010年電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      東北大学 川内キャンパス(仙台市)
    • Year and Date
      2010-03-17
  • [Presentation] Effects of Contact Materials on Rotational Motion of Break Arcs Driven by Radial Magnetic Field2009

    • Author(s)
      Junya Sekikawa, Takayoshi Kubono
    • Organizer
      International Session on Electro-Mechanical Devices 2009, IEICE
    • Place of Presentation
      日本工業大学神田キャンパス(東京都)
    • Year and Date
      2009-11-20
  • [Presentation] Characteristics of Break Arcs Driven by Transverse Magnetic Field in a DC High-voltage Resistive Circuit2009

    • Author(s)
      Tomohiro Atsumi, Junya Sekikawa, Takayoshi Kubono
    • Organizer
      International Session on Electro-Mechanical Devices 2009, IEICE
    • Place of Presentation
      日本工業大学神田キャンパス(東京都)
    • Year and Date
      2009-11-19
  • [Presentation] Rotational Drive of Break Arcs using a Permanent Magnet Embedded in an Electrical Contact2009

    • Author(s)
      Junya Sekikawa, Takayoshi Kubono
    • Organizer
      Proceedings of The 55th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts
    • Place of Presentation
      バンクーバー・カナダ
    • Year and Date
      2009-09-15
  • [Presentation] Ag電気接点に埋め込まれた永久磁石によって磁気駆動される開離時アークの回転速度2009

    • Author(s)
      関川純哉、杉本和是、窪野隆能
    • Organizer
      電子情報通信学会,機構デバイス研究会
    • Place of Presentation
      千歳アルカディア・プラザ(千歳市)
    • Year and Date
      2009-07-17
  • [Presentation] 直流20-500V/5-30A回路における開離時アークの諸特性2009

    • Author(s)
      渥美友裕、関川純哉、窪野隆能
    • Organizer
      電子情報通信学会,機構デバイス研究会
    • Place of Presentation
      日本工業大学神田キャンパス(東京都)
    • Year and Date
      2009-05-22

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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